图解数控机床故障诊断

图解数控机床故障诊断 
作　者：徐衡 编著 
出版时间：2012 
内容简介 
　　《图解数控机床故障诊断》介绍了数控机床故障分析与处理的过程，数控机床维修中需要的数控系统参数的设定、数据的传输。阐述数控系统的硬件、可编程机床控制器（PLC/PMC）、伺服系统以及机床机械结构的维护与维修，数控系统故障报警及其处理措施等。《图解数控机床故障诊断》内容紧密围绕数控机床维修工作岗位技能，突出实用性和维修操作技能，图文并茂，深入浅出，可操作性强。本书是数控机床维修与操作人员的参考资料，可作为数控技术专业学生教材和参考书。 
目录 
第1章 数控机床故障诊断基础 
1.1 数控机床组成 
1.1.1 数控机床加工过程 
1.1.2 数控机床组成 
1.2 数控机床故障及诊断 
1.2.1 数控机床故障 
1.2.2 数控机床发生故障时的处理 
1.2.3 故障诊断的基本方法 
1.2.4 数控机床故障诊断原则 
1.3 数控机床故障诊断常用器具 
1.3.1 万用表 
1.3.2 示波器 
1.3.3 PLC编程器 
1.3.4 逻辑测试笔和脉冲信号发生器 
1.3.5 数字转速表 
1.3.6 相序表 
1.3.7 集成电路测试仪 
1.3.8 短路追踪仪 
1.3.9 逻辑分析仪 
1.3.1 0维修工具 
1.4 数控机床基本信息显示操作 
1.4.1 屏面显示内容 
1.4.2 屏面中显示的数控系统（CNC）当前状态信息 
1.4.3 显示屏面的切换 
1.4.4 在屏面上显示刀具的位置 
1.4.5 在屏面上显示程序运行状态 
思考题 
第2章 数控电气柜（强电柜）故障诊断 
2.1 数控机床电气柜电路 
2.1.1 FANUC 0i/0i MateTC系统强电柜内基本元件及其功能 
2.1.2 电控柜中导线和电缆的选择 
2.1.3 配线技术 
2.2 数控机床的动力电源、控制电源 
2.2.1 动力电源和控制电源供电概况 
2.2.2 伺服系统的供电 
2.2.3 主轴变频器的供电 
2.2.4 开关电源（DC 24V） 
2.3 强电柜元器件之间的连接及其故障诊断 
2.3.1 系统启动与停止的原理 
2.3.2 主轴的正反转控制 
2.3.3 刀架换位与锁紧 
2.3.4 通电前线路检查 
2.3.5 系统通电 
2.3.6 系统断电 
思考题 
第3章 数控系统硬件故障诊断 
3.1 数控系统硬件配置 
3.1.1 数控系统硬件组成 
3.1.2 控制单元组成 
3.1.3 在画幕上显示数控系统的印制电路板和软件的构成 
3.1.4 FAUNC 0i/0i Mate控制单元接口 
3.1.5 FANUC 0i数控系统连接 
3.1.6 集成电路芯片故障诊断 
3.2 FAUNC 0i-C/0i Mate-C数控机床功能模块连接操作 
3.2.1 硬件安装和连接 
3.2.2 系统与外围设备的连接 
3.2.3 系统与主轴变频器的连接 
3.2.4 系统与伺服放大器的连接 
3.2.5 系统电源的连接 
3.2.6 系统的通电 
3.3 更换系统硬件操作 
3.3.1 更换单元模块的注意事项 
3.3.2 更换主板操作 
3.3.3 更换模块操作 
3.3.4 更换电池操作 
3.3.5 更换控制单元的风扇操作 
3.3.6 更换熔断丝操作 
3.3.7 更换LCD的灯管 
3.4 数控系统的干扰 
3.4.1 常见的干扰源 
3.4.2 抗干扰措施 
3.4.3 干扰所引起的故障诊断 
思考题 
第4章 数控系统软件故障诊断 
4.1 数控系统软件 
4.1.1 数控系统软件组成 
4.1.2 机床数据分类与存储 
4.1.3 数据备份与数据恢复 
4.1.4 用屏面显示本机系统软件的操作 
4.2 MDI键盘设定机床参数 
4.2.1 参数用途与分类 
4.2.2 显示参数屏面操作 
4.2.3 用MDI键盘设定参数 
4.2.4 设定数控机床基本功能参数操作 
4.2.5 参数在维修中的使用 
4.3 由引导屏面进行数据备份与恢复 
4.3.1 数据备份操作（把系统文件、用户文件读到快闪存储卡中） 
4.3.2 数据恢复操作（把快闪存储卡上的文件写入CNC的SRAM上） 
4.3.3 CF存储卡格式化（MEMORY CARD FORMAT） 
4.3.4 引导屏面备份数据注意事项 
4.4 通过通信方式保存和恢复数据 
4.4.1 数控系统通信 
4.4.2 数控系统与PC计算机通信所需参数设定 
4.4.3 由系统与计算机通信输入/输出参数 
4.4.4 由系统与计算机通信输入/输出零件程序 
4.4.5 由系统与计算机通信输入/输出螺距误差补偿数据 
4.4.6 CNC系统与计算机通信应注意的问题 
4.4.7 数控系统与计算机数据传输过程中常见故障 
4.5 设定丝杠螺距误差补偿 
4.5.1 丝杠螺距误差补偿原理 
4.5.2 丝杠螺距误差补偿使用的参数 
4.5.3 丝杠螺距误差补偿实例 
4.5.4 丝杠螺距误差补偿操作演练 
思考题 
第5章 数控系统PLC（PMC）故障诊断 
5.1 PLC图形程序 
5.1.1 数控机床中PLC（PMC）用途 
5.1.2 PMC梯形图程序 
5.1.3 PMC梯形图符号 
5.1.4 FANUC 0i系统PMC与外部信息的交换 
5.1.5 PMC用户程序结构及周期 
5.1.6 PMC编程示例 
5.2 PMC屏面的操作 
5.2.1 PMC诊断屏面 
5.2.2 显示PMC基本菜单屏面 
5.2.3 操作梯形图程序（PMCLAD） 
5.2.4 PMC 诊断屏面（PMCDGN） 
5.2.5 PMC参数屏面（PMCPRM） 
5.3 利用PLC（PMC）诊断数控机床故障 
5.3.1 通过PMC查找故障的方法 
5.3.2 FANUC 0i外围I/O信号地址 
5.3.3 FANUC 0iC车床电动刀架控制原理 
5.3.4 手动换刀故障诊断 
5.3.5 运行自动换刀故障诊断 
5.3.6 由换刀定时参数引发换刀故障 
5.3.7 手动点动故障 
5.3.8 超程及超程复位 
思考题 
第6章 进给伺服系统故障诊断 
6.1 数控机床伺服系统 
6.1.1 伺服系统用途 
6.1.2 伺服系统按驱动元件分类 
6.1.3 伺服系统的反馈和控制方式 
6.1.4 闭环伺服系统原理 
6.1.5 交流伺服系统硬件 
6.2 数字式伺服参数初始化设定与参数调整 
6.2.1 设定伺服参数应该考虑的问题 
6.2.2 伺服参数的初始化设定 
6.2.3 通过调整参数屏蔽伺服轴 
6.2.4 发生误差过大报警时的相关参数 
6.2.5 调整全闭环振荡和跟踪精度相关的参数 
6.2.6 用参数把全闭环改为半闭环 
6.3 进给伺服系统报警故障的分析与处理 
6.3.1 屏显伺服调整屏面报警故障的诊断 
6.3.2 屏显系统发生“400”报警（伺服过热） 
6.3.3 系统发生“401”报警（伺服不能就绪报警） 
6.3.4 系统发生“411”报警（伺服移动误差过大） 
6.3.5 系统发生“410”报警（伺服停止误差过大） 
6.3.6 伺服反馈断线报警（445、446、447号报警） 
6.3.7 伺服参数设定异常报警（407～423号报警） 
6.4 机床回参考点故障诊断 
6.4.1 机床参考点 
6.4.2 增量（挡块）方式参考点位置确定 
6.4.3 绝对（无挡块）方式参考点位置确定 
6.4.4 返回参考点常见故障 
6.5 位置检测装置及全闭环系统连接 
6.5.1 光栅尺 
6.5.2 脉冲编码器 
6.5.3 感应同步器 
6.5.4 旋转变压器 
6.5.5 磁栅尺 
6.5.6 FANUC 0iC/0i MateC全闭环的连接 
6.5.7 直线光栅尺的连接 
6.5.8 全闭环相关的参数 
6.6 绝对编码器有关故障 
6.6.1 绝对编码器不良故障（301～305号报警） 
6.6.2 绝对编码器的电池电压低（306～308号报警） 
6.6.3 α串行脉冲编码器异常（350号报警） 
6.6.4 α串行脉冲编码器通信异常（351号报警） 
思考题 
第7章 数控机床主轴驱动系统故障诊断 
7.1 数控机床主轴驱动系统概述 
7.1.1 数控机床主轴驱动 
7.1.2 主轴驱动系统应用 
7.2 数字交流主轴伺服系统 
7.2.1 数字（串行）交流主轴伺服系统 
7.2.2 FANUC 0i系统串行主轴与主板的连接 
7.2.3 串行主轴系统运行性能的调整 
7.2.4 机床主轴及主轴编码器的安装与故障诊断 
7.2.5 数字式交流主轴伺服系统的故障诊断 
7.3 模拟交流主轴系统的故障诊断 
7.3.1 模拟交流主轴伺服系统 
7.3.2 交流主轴（模拟接口）伺服系统的控制概况 
7.3.3 模拟交流主轴伺服系统模拟电压（D/A转换器）的调整 
7.4 变频器FR-S520S-K-R1及其在数控机床上的应用 
7.4.1 变频器FRS520SKR 
7.4.2 变频器周围配套设备的基本构成 
7.4.3 变频器FRS520S的连接 
7.4.4 变频器的操作面板 
7.4.5 变频器的基本操作 
7.4.6 三菱变频器的功能参数 
7.4.7 在数控机床上使用变频器操作面板修改变频器参数操作练习 
思考题 
第8章 数控机床机械结构故障诊断 
8.1 数控机床精度检验 
8.1.1 数控机床机械结构特点 
8.1.2 机床几何精度 
8.1.3 机床定位精度 
8.1.4 机床切削精度 
8.1.5 数控机床精度检验操作 
8.2 数控机床主传动机械结构维护与维修 
8.2.1 数控机床主传动 
8.2.2 数控车床主轴部件的结构 
8.2.3 数控镗铣类机床的主轴部件典型结构 
8.2.4 数控机床电主轴 
8.2.5 主轴的辅助功能 
8.2.6 机床主传动经常性维护 
8.2.7 垂直安装主轴（重力轴）电动机拆卸时应注意的问题 
8.2.8 主传动故障诊断 
8.3 进给系统机械传动结构维修 
8.3.1 数控机床进给传动 
8.3.2 滚珠丝杠螺母副调整与维护 
8.3.3 消除传动齿轮间隙 
8.3.4 导轨副调整与维护 
8.4 换刀装置及其故障诊断 
8.4.1 换刀装置 
8.4.2 刀库与换刀机械手的故障诊断 
8.4.3 刀库与换刀机械手的维护要点 
8.4.4 换刀装置故障诊断实例 
思考题 
第9章 数控系统故障报警与诊断 
9.1 单元模块（或电路板）报警灯报警 
9.1.1 通电后屏幕不显示 
9.1.2 电源单元（PSM）的LED和七段显示管报警 
9.1.3 主轴单元（SPM）LED和七段显示管报警 
9.1.4 伺服放大器单元（SVM）上LED和七段显示管报警 
9.2 系统屏显报警 
9.2.1 系统屏显报警号 
9.2.2 ROM奇偶检验错误报警（900号报警） 
9.2.3 DRAM奇偶检验错误报警（910号、911号报警） 
9.2.4 SRAM奇偶检验错误（912号、913号报警） 
9.2.5 监控电路或RAM奇偶检验错误（920号、921号报警） 
9.2.6 控制侧过热报警（700号报警） 
9.2.7 CPU发生错误（930号报警） 
9.2.8 PMC系统报警（950报警） 
9.2.9 24V输入电源异常（960号报警） 
9.2.1 0在PMC模块内发生了RAM奇偶错误或者NMI（970报警） 
9.2.1 1SLC内NMI报警（971号报警） 
9.3 手动进给故障诊断 
9.3.1 屏幕界面的位置显示和实际刀具全都不能运动 
9.3.2 屏幕显示了机床坐标值的变化，但应该移动的轴不动作 
9.3.3 机床不能运行手动连续进给（JOG） 
9.3.4 机床不能进行手轮运行 
9.4 机床不能自动运行故障诊断 
9.4.1 循环启动灯不亮时，机床不能自动运行 
9.4.2 启动灯亮，但是机床不能自动运行 
9.4.3 坐标轴只在快速进给定位（G00）时不动作 
9.4.4 坐标轴仅在切削进给（非G00）时不动作 
9.4.5 自动运行启动信号关断（OFF） 
参考文献