数控机床维修技术

本书项目的特点是由浅入深，着重强调知识的实际应用，以适应高职教育的教学要求。每个项目最后都有练习题以及时巩固所学知识。

本书可作为高职高专机电类、数控技术类专业的教材，也可作为机电一体化类专业各种层次继续工程教育的数控培训教材，也可供自动化领域及机械制造业相关的工程技术人员和研究人员参考。

自20世纪50年代第一台数控机床问世以来，机械制造技术飞速发展，数控机床技术成为先进制造技术的核心。随着电子技术的飞速发展，数控技术也随之日新月异，数控机床已经成为现代制造业的核心技术。不论是汽车行业、家电行业还是国防技术的发展都依赖于国家的数控技术的发展。

“十二五”期间，随着国民经济快速地发展，汽车、船舶、工程机械、航天航空等行业为我国机床行业提供了巨大的需求，2015年我国各类数控机床及数字化机械尤其是五轴联动机床所需数控系统已达到25万台套以上（不包含进口机床所配套的数控系统），产品结构也逐渐向中、高档转化，其中高档数控系统所占比率将提升至10%左右，中档数控系统所占比重提升至50%左右。而根据国家科技重大专项之一《高档数控机床与基础制造装备》要求，到2020年，国产中、高档数控机床用的国产数控系统市场占有率将达到60%以上；国内中高端数控系统市场有12万台的替代空间，伴随着我国制造业的迅猛发展未来行业空间巨大，数控机床得到了广泛的应用，走进了千万家企业，从而也推动我国制造业向更高的层次发展。由于数控机床在我国制造业中被大量地使用，所以也需要大量的专业维修人员。然而由于数控维修技术的复杂性、多样性和多变性以及一些客观环境因素的制约，在数控机床管理与维修技术方面还没有形成一套成熟的、完整的理论体系。

数控机床的维修技术包括机械技术、电气控制技术、计算机技术、现场总线技术、液压传动与气压传动技术，是一门综合性的前沿技术。为适应数控维修技术的发展需求以及职业技术学院的教学要求，编者组织多年从事“数控机床”理论与实践教学的老师共同编写了本书。

本书在编写上以工作任务为导向，结合数控机床现场维修人员的工作知识需求，结合“数控机床装调维修大赛”的相关技能要求。坚持够用、实用的原则，摒弃“繁难偏旧”的理论知识。注重理论联系实际，以培养学生技能能力为主线，突出实用性。

前言

绪论 1
项目一 FANUC 0i Mate-D系统硬件连接 6
1.1 系统接口 6
1.2 伺服驱动器连接 8
1.2.1 SPVM一体型放大器的接口及
连接方式 8
1.2.2 不带主轴的βi型伺服放大器 9
1.2.3 CX3与CX4的连接方法 10
1.2.4 模拟量主轴的连接 10
1.2.5 输入/输出模块的连接 11
项目二 FANUC 0i Mate-D基本参数设定 24
2.1 上电全清 24
2.2 参数的基本设定 25
2.3 轴参数的设定 26
2.4 主轴参数设定 27
2.5 坐标组的参数设定 27
2.6 进给速度组参数设定 27
2.7 进给控制组参数 28
2.8 FSSB参数设定 28
2.9 伺服设定 29
2.10 伺服参数设定 31
2.11 与高速高精度相关的NC参数的
初始设定 32
2.12 主轴参数设定 32
项目三 使用CF卡进行数据备份与在线加工 35
3.1 CF备份系统数据 35
3.2 备份梯形图等机床厂家内容 36
3.3 回装FROM中文件 37
3.4 传输参数（PARA）步骤 38
3.5 使用CF卡进行在线加工 39
项目四 主轴机械传动系统 41
4.1 数控机床主运动系统概述 41
4.1.1 对主运动系统的要求 41
4.1.2 主运动功率 42
4.1.3 调速范围 43
4.2 主运动系统的组成 43
4.3 数控机床主轴传动方式配置及特点 44
4.3.1 普通笼型异步电动机配齿轮 44
4.3.2 普通笼型异步电动机配变频器 44
4.3.3 三相异步电动机配齿轮变速箱及
变频器 45
4.3.4 伺服主轴驱动系统 45
4.4 主轴部件 45
4.4.1 主轴部件的结构 46
4.4.2 数控加工中心主轴整体结构及
工作原理 46
4.4.3 主轴部件的支承 48
4.4.4 主轴滚动轴承的预紧 48
项目五 主轴自动换挡控制 51
5.1 主轴调速概述 51
5.2 数控铣床主轴自动换挡PMC控制 54
5.2.1 主轴齿轮自动换挡控制流程 54
5.2.2 主轴齿轮自动换挡控制PMC程序 54
5.3 主轴自动换挡典型故障表现形式及
其诊断 55
项目六 主轴准停控制 57
6.1 主轴准停概述 57
6.2 主轴准停的分类 58
6.2.1 机械准停控制 58
6.2.2 电气准停控制 59
6.3 主轴定位的实现 65
6.3.1 参数设定 65
6.3.2 主轴准停梯形图 66
6.4 主轴准停装置的维护与检修 68
6.4.1 主轴准停装置维护 68
6.4.2 主轴准停装置检修 68
项目七 进给传动系统 69
7.1 对进给传动机构的要求 69
7.2 进给传动系统的特点 70
7.3 进给传动方式 70
7.3.1 联轴器 71
7.3.2 齿轮传动 72
7.4 丝杠螺母副 74
7.4.1 滚珠丝杠螺母副原理 74
7.4.2 滚珠丝杠螺母副的结构 74
7.4.3 滚珠丝杠螺母副轴向间隙的调整和
施加预紧力的方法 76
7.4.4 滚珠丝杠螺母副的支承与制动 78
7.5 导轨 79
7.5.1 对导轨的基本要求 79
7.5.2 导轨的分类 79
7.5.3 滑动导轨的结构及其组合形式 80
7.5.4 滑动导轨的间隙调整 81
7.6 导轨的润滑与防护 83
7.6.1 导轨的润滑 83
7.6.2 导轨的防护 83
项目八 伺服参数调整 85
8.1 手动一键设定 86
8.2 伺服软件SERVO GUIDE手动调整 88
8.2.1 SERVO GUIDE软件的连接 88
8.2.2 电流环参数的调整 89
8.2.3 速度环参数调整 90
8.2.4 位置环增益调整 93
8.3 全闭环伺服参数调整 93
项目九 数控机床PMC控制 99
9.1 FANUC PMC的信号 99
9.2 FANUC PMC的基本规格 101
9.3 PMC程序结构 102
9.3.1 PMC程序构成 102
9.3.2 PMC程序执行 103
9.3.3 FANUC PMC I/O Link的地址分配 103
项目十 数控机床工作方式PMC控制 105
10.1 数控机床控制方式 106
10.1.1 CNC工作方式分类 106
10.1.2 CNC工作方式选择 106
10.2 数控机床工作方式的实现 107
10.2.1 自动工作方式PMC控制 107
10.2.2 编辑工作方式PMC控制 108
10.2.3 手动数据输入工作方式PMC
控制 109
10.2.4 远程运行工作方式PMC控制 109
10.2.5 回参考点工作方式PMC控制 110
10.2.6 手动连续进给工作方式PMC
控制 111
10.2.7 增量进给工作方式PMC控制 112
10.2.8 手轮进给工作方式PMC控制 113
项目十一 数控机床自动换刀装置 116
11.1 数控机床换刀机构 116
11.2 斗笠式换刀 117
11.3 斗笠刀库电气控制 119
11.4 圆盘式刀库 127
11.4.1 自动换刀指令 127
11.4.2 圆盘式刀库的机械结构 127
11.4.3 自动换刀动作原理 128
项目十二 数控机床辅助功能控制 133
12.1 数控机床润滑系统的电气控制要求 133
12.2 润滑系统PMC控制 134
12.3 数控机床返回参考点控制 135
12.3.1 数控机床返回参考点的必要性 135
12.3.2 数控机床返回参考点控制原理 136
12.3.3 数控机床返回参考点的系统参数
设定与调整 137
12.3.4 数控机床返回参考点的PMC程序
的编制 138
项目十三 数控机床精度调整 142
13.1 数控机床反向间隙调整 143
13.2 数控机床几何精度测量 145
13.2.1 机床调平 145
13.2.2 主轴箱垂向移动的直线度 145
13.2.3 主轴锥孔轴线的径向跳动 146
附件一 PMC信号表 149
附件二 主轴参数表 153
附件三 伺服报警及原因 156
参考文献 160

1. 航空维修技术英语 [主编 赵迎春 胡华]
2. 飞机维修专业英语——飞机系统（第二版） [赵迎春]
3. 民用航空飞机维修手册应用（活页式） [主编　乐乐　耿明涛]
4. 飞机维修专业英语—飞机系统 [赵迎春　陈凯军]
5. 飞机维修专业英语教程——飞机主要结构与部件 [主编　赵迎春　陈凯军]
6. 汽车构造与维修（下册） [主编 王林超 冯增雷]
7. 汽车构造与维修（上册） [主编 王林超 王霞]
8. 汽车空调构造与维修 [主编 赵培全 逄吉玲]
9. 汽车使用与维修技术 [刁立福]
10. 高级维修电工实训 [主编 王兰 许福国]
11. 移动通信系统与终端维修 [主编 许书君 裴国华]
12. 汽车检测与维修常用工具及设备 [主编 孔庆奎 焦建刚]
13. 微型计算机组装与维护（第二版） [主编 柳 青 陈孟祥]
14. 数控车床加工任务化教程 [主编 李军法]
15. UG NX 9.0数控加工教程 [北京兆迪科技有限公司 编著]
16. CATIA V5R21数控工程师宝典 [北京兆迪科技有限公司 编著]
17. UG NX数控工程师宝典（适合8.5/8.0版） [北京兆迪科技有限公司 编著]
18. 微型计算机组装与维护实用教程 [主 编 王际川 周永福]
19. 计算机应用技能基础（Windows 7+Office 2010+维护维修基础） [秦洪英 赖 娟]
20. 数控车床编程与工艺 [主编 李溪]
21. 自动化生产线运行与维护 [陈萌 金龙国]
22. 汽车检测与维修技术 [主 编 冉广仁]
23. 汽车构造（上下册）-下册 [主编 王林超]
24. 计算机组装与维修技术 [许洪军 王钧民 主编]
25. 计算机安装与维修技术实训教程 [彭海深 主编]