本书主要介绍了数控机床维修人员需要掌握的理论知识和技能，内容包括数控机床维修技术、FANUC系统数控机床的连接与参数设置、FANUC系统数控机床PMC的装调与维修、主轴驱动系统的故障诊断与检修、进给驱动系统的故障诊断与检修、综合故障的诊断与维修等内容。

本书重点突出、特色鲜明、内容取自于实践，主要用作工厂中数控机床维修人员的参考书，也可以作为企业培训部门、职业技能鉴定培训机构的教材，以及高级技校、高职、各种短训班的教学用书。

1、本书面向数控机床的维修与调试，按照硬件连接软件调试实例分析的流程来组织内容，贴近企业实践。

2、本书对于数控机床故障诊断与维修，以及升级改造都有较大的参考价值。

3、本书图文并茂，并设置了近五十多个二维码，扫描二维码可以直播视频演示。

数控机床是综合应用了机械、电子、液压、计算机与通信技术的设备，以其适用性强、加工效率、生产率及自动化程度高等优点，得到了广泛应用。数控机床的结构复杂，若出现故障，诊断、排除的难度都比较大。

随着数控机床得到广泛应用，对数控机床的有效利用率要求越来越高，一方面要求数控机床的可靠性要高，另一方面要求数控机床出现故障后要尽快排除。所以，对数控机床的维修人员的数量及技术水平要求也就越来越高了。

人们对事物的认识总是从实践到理论，理论再指导实践，这样一个不断循环逐步提高的过程。同样，维修工作也离不开这样的循环过程。通过对个别机床的了解和维修，可逐步积累经验达到对一般机床和复杂机床的了解，从而获得全新的理念，让自身水平逐步提高。

在维修工作中，不仅需要扎实的理论基础知识和对各种机床的了解，更需要通过大量的维修工作积累丰富的实践经验，达到心领神会的境界，从而产生灵感，工作就能得心应手。另外还要有足够的数据、资料和图样。本书就是在这种情况下产生的。

本书出版五年来，多次重印，受到广大读者的欢迎和肯定。不少读者来信来电反映他们使用本书过程中的阅读感受和遇到的问题，并提出了一些中肯的改进建议。结合读者的反馈以及数控行业和技术的发展，我们对本书进行了修订。在修订过程中，对已经过时和不太实用的内容进行了删减，对一些章节进行了全面改写，并增加了很多实用性强的内容。比如，增加了数控铣床和加工中心的维护保养、增加了很多数控维修实例，增加了主传动系统和进给系统的机械结构组成，增加了数控机床辅助装置的结构与维修，等等。第2版内容较第1版更丰富、更全面、更实用。

更为难得的是，本书在很多章节针对一些重要知识点以及不好理解的地方配置了大量视频演示，读者通过扫描书中的二维码，即可观看视频播放，更直观地学习和理解重点、难点。

本书由王吉明主编，姜秋月、邴芳媛副主编，王建绪、王海军、刘清艳、王晓龙、韩钰、孙凯、杨志江、商景凤参编。韩鸿鸾主审。

在编写过程中得到了临沂、东营、烟台等职业院校与数控机床生产厂家的帮助，在此表示由衷的感谢。

由于编者水平有限，时间仓促，书中不妥之处在所难免，请广大读者给予批评指正。



编者

第1章数控机床维修基础

1.1数控机床概述1

1.1.1数控机床的分类1

1.1.2数控机床的布局13

1.2数控机床的组成与工作原理19

1.2.1数控机床的组成19

1.2.2数控机床的工作原理23

1.3数控技术的发展24

1.3.1数控系统的发展24

1.3.2制造材料的发展24

1.3.3结构的发展25

1.3.4加工方式的发展32

1.3.5混合加工35

1.4数控机床故障诊断39

1.4.1数控机床的故障39

1.4.2数控机床故障产生的规律41

1.5数控机床故障维修44

1.5.1数控机床故障维修的原则44

1.5.2维修前的准备45

1.5.3数控机床维修常用工具46

1.5.4数控机床机械部件的拆卸52

1.5.5数控机床电气部件的更换53



第2章FANUC系统数控机床的连接与参数设置

2.1FANUC系统数控机床的强电连接与故障维修58

2.1.1电气原理图分析的方法与步骤58

2.1.2数控车床的分析58

2.1.3数控无级调速镗铣床的电路分析61

2.1.4数控机床电气接线注意事项66

2.1.5维修实例71

2.2FANUC系统数控机床的硬件连接71

2.2.1FANUC i系统控制单元的基本配置71

2.2.2FANUC 0i系统控制单元的基本构成77

2.2.3FANUC 0i系统部件的连接77

2.2.4电源的连接80

2.2.5CNC与驱动器的连接82

2.2.6FANUC I/O Link的连接85

2.2.7急停的连接85

2.2.8伺服电动机的连接87

2.2.9FANUC 0i系统远程缓冲器接口87

2.2.10驱动系统的连接90

2.2.11I/O单元的连接97

2.3FANUC数控系统的参数设置104

2.3.1参数的分类104

2.3.2参数界面的显示和调出108

2.3.3参数的设定109

2.3.4输入/输出参数111

2.4FANUC数控系统参数的备份与恢复111

2.4.1基本操作112

2.4.2把SRAM的内容存到存储卡113

2.4.3使用M-CARD分别备份系统数据113

2.4.4PMC梯形图及PMC参数输入/输出117

2.4.5从M-CARD输入参数120

2.5FANUC系统参数的其他操作120

2.5.10i-F传输功能120

2.5.2从旧版0i-F给新版导入数据122

2.5.30i-F参数的其他操作122

2.5.4基于Excel的FANUC系统参数诊断126



第3章FANUC系统数控机床PMC的装调与维修

3.1PMC指令与信号处理132

3.1.1PMC指令系统132

3.1.2PMC在FANUC系统数控机床中的应用134

3.1.3PMC在FANUC系统数控机床中的设计136

3.1.4PMC接口地址的分配144

3.2FANUC数控系统中PMC的装调148

3.3利用PMC对数控机床的故障进行诊断与维修160

3.3.1PMC接口诊断画面160

3.3.2PMC诊断画面控制参数164

3.3.3FANUC系统中PMC的维修165



第4章主传动系统的故障诊断与检修

4.1主传动系统机械结构的组成与维修169

4.1.1数控机床的主轴部件170

4.1.2主传动系统机械故障的检修176

4.2变频主轴的故障诊断与维修180

4.2.1变频主轴的连接180

4.2.2主电路控制180

4.2.3变频主轴的故障诊断与维修182

4.3伺服主轴的故障诊断与维修184

4.3.1FANUC主轴驱动系统的简单分类184

4.3.2主轴速度控制185

4.3.3主轴连接190

4.3.4主轴信息界面198

4.3.5主轴设定调整201

4.3.6主轴监控203

4.3.7主轴常见故障的排除205

4.4主轴准停装置装调与维修223

4.4.1主轴准停装置224

4.4.2主轴准停的连接与参数设置227

4.4.3主轴准停装置维护与故障诊断229

4.5重力轴的装调229

4.5.1调整步骤230

4.5.2控制电路233

4.5.3检测与验收234



第5章进给传动系统的结构与维修

5.1进给系统的机械组成236

5.1.1进给传动的组成236

5.1.2数控机床用联轴器239

5.1.3消除间隙的齿轮传动结构240

5.1.4进给传动装置243

5.1.5数控机床用导轨249

5.1.6数控机床常用检测元件253

5.2FANUC进给驱动的安装与调整257

5.2.1数字伺服参数的初始设定259

5.2.2FSSB数据的显示和设定界面261

5.2.3伺服调整界面264

5.2.4i伺服信息界面265

5.3FANUC进给系统的故障诊断与维修266

5.3.1伺服驱动的连接与控制266

5.3.2FANUC进给伺服系统的故障与排除278

5.3.3FANUC交流进给伺服系统的故障与排除298

5.4数控机床有关参考点的安装与调整300

5.4.1增量方式回参考点301

5.4.2绝对方式回参考点303

5.4.3距离编码回参考点304

5.4.4回参考点常见故障及排除307



第6章自动换刀装置的结构与维修

6.1加工中心无机械手刀具交换311

6.1.1无机械手换刀具交换过程311

6.1.2斗笠式刀库的结构312

6.1.3斗笠式刀库的电气控制314

6.2刀库机械手刀具交换317

6.2.1刀库与机械手的种类317

6.2.2采用机械手的刀具交换过程320

6.2.3单臂双爪回转式机械手与刀库换刀321

6.2.4刀库与机械手常见故障及排除方法327

6.3刀架换刀的结构与维修329

6.3.1经济型数控车床方刀架331

6.3.2卧式回转刀架340

6.3.3凸轮选刀刀架的结构344

6.3.4刀架常见故障诊断及维修348

6.3.5动力刀架的结构与维修350



第7章数控机床辅助装置的结构与维修

7.1数控铣床/加工中心辅助装置的维修354

7.1.1数控工作台354

7.1.2数控分度头368

7.1.3万能铣头370

7.2数控车床用辅助装置的维修372

7.2.1卡盘372

7.2.2尾座375

7.2.3自动送料装置377

7.3数控机床液压与气动装置的维修378

7.3.1数控机床液压系统的维修378

7.3.2数控机床气动装置的维修383

7.4数控机床的润滑与冷却系统的维修386

7.4.1机床的冷却系统386

7.4.2数控机床的润滑系统387

7.4.3故障维修388

7.5数控机床的排屑与防护系统的维修390

7.5.1排屑装置390

7.5.2防护装置392

7.5.3故障诊断与维修实例392



第8章综合故障的诊断与维修

8.1数控系统综合故障诊断与维修395

8.1.1系统无显示的故障诊断395

8.1.2不能回参考点的故障诊断396

8.1.3系统I/O接口故障的诊断396

8.1.4手动、手摇脉冲发生器或增量进给操作失败的故障400

8.1.5自动操作故障402

8.1.6增加第四轴402

8.1.7打不开9000号宏程序的故障处理403

8.1.8FANUC温度高的处理404

8.2综合故障维修实例407

8.2.1FANUC 0系统的故障诊断与维修407

8.2.2FANUC其他系统的故障诊断与维修414



参考文献