绪论 ........................................................................... 1
一、数控机床的工作原理及组成 ............ 1
二、数控机床故障诊断及维护的内容 .... 3
（一）数控机床故障衡量标准及
故障分类 ....................................... 3
（二）数控机床预防性维护的内容 ....... 4
三、数控机床故障诊断及维护的特点 .... 6
四、数控机床故障诊断方法 ..................... 7
五、数控机床维护、维修工作的
安全规范 .............................................. 10
小结 ................................................................ 10
自测题 ........................................................... 10
任务一 数控机床常用电气元件的
认知及检测 ....................................... 11
一、任务导入 ............................................... 11
二、相关知识 ............................................... 11
（一）万用表的使用 .............................. 11
（二）示波器的使用 ............................. 14
（三）常用电气元件的认知与检测 ..... 15
三、任务实施 .............................................. 20
（一）用万用表测量电路中的电压、
电流、电阻 ................................. 20
（二）用示波器检测电路信号 ............. 21
（三）常用电气元件的检测 ................. 21
（四）数控机床电气线路的拆装 ......... 21
四、技能拓展 .............................................. 22
（一）用万用表测量晶体管和电容 ..... 22
（二）强电回路故障诊断与维修的
方法 ............................................. 23
小结 ................................................................ 24
自测题 ........................................................... 24
任务二 数控机床的安装、调试与
验收 ..................................................... 26
一、任务导入 .............................................. 26
二、相关知识 .............................................. 27
（一）数控机床的安装 ......................... 27
（二）数控机床的调试 ......................... 29
（三）数控机床的验收 ......................... 30
（四）几何精度的检测与验收 ............. 32
三、任务实施 .............................................. 43
（一）定位精度和重复定位精度
检测 ............................................. 43
（二）反向间隙检测 ............................. 45
四、技能拓展 .............................................. 47
（一）螺距误差补偿原理及方法 ......... 47
（二）螺距误差补偿的测定和计算 ..... 48
（三）螺距误差补偿应用与分析 ......... 50
小结 ................................................................ 51
自测题 ........................................................... 51
任务三 数控机床硬件的接口连接 .......... 53
一、任务导入 .............................................. 53
二、相关知识 .............................................. 55
（一）CNC 单元及其接口的功能 ........ 55
（二）伺服驱动单元及其接口的
功能 ............................................. 58
（三）主轴驱动装置及接口作用 ......... 60
（四）I/O Link i 模块及接口作用 ........ 60
三、任务实施 .............................................. 61
（一）CNC 系统与伺服系统模块的
接口连接 ..................................... 61
（二）CNC 系统与主轴模块的接口
连接 ............................................. 63
数控机床故障诊断与维修（第4 版）（微课版）
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（三）CNC 系统与I/O Link i 模块的
接口连接 ..................................... 64
四、技能拓展 .............................................. 67
（一）手摇脉冲发生器接口及其
连接 ............................................. 67
（二）CNC 控制单元电源的连接 ........ 68
小结 ................................................................ 69
自测题 ............................................................ 69
任务四 数控机床的参数设定.................... 70
一、任务导入 .............................................. 70
二、相关知识 .............................................. 71
（一）数控机床的参数及其作用 ......... 71
（二）数控系统参数的显示与
设定 ............................................. 72
（三）伺服参数的初始化与
故障诊断 ..................................... 72
（四）常见数控系统参数的设定 ......... 78
三、任务实施 .............................................. 80
（一）伺服参数的初始化与设置 ......... 80
（二）软限位参数的诊断与设定 ......... 81
（三）刀架换刀的故障诊断与
参数设定 ..................................... 82
四、技能拓展 .............................................. 83
（一）CNC 系统显示语言参数的
设置 ............................................. 83
（二）参数全清后的报警解除与基本
参数设置 ..................................... 84
小结 ................................................................ 84
自测题 ............................................................ 84
任务五 数控机床PMC 的控制与
应用 ..................................................... 86
一、任务导入 .............................................. 86
二、相关知识 .............................................. 86
（一）PMC 在数控机床中的作用 ........ 87
（二）PMC 与CNC 装置、MT 之间的
接口地址 ..................................... 87
（三）PMC 语言及编程 ........................ 89
（四）PMC 的显示操作与故障
诊断方法 ..................................... 95
三、任务实施 ............................................ 100
（一）PMC 的基本操作与调试 .......... 100
（二）通过PMC 控制主轴
正反转 ....................................... 102
（三）通过PMC 实现刀架换刀
故障诊断 ................................... 104
四、技能拓展 ............................................ 105
（一）设定跟踪参数 ........................... 105
（二）跟踪参数界面操作 ................... 106
小结 .............................................................. 106
自测题 .......................................................... 107
任务六 数控机床数据的传输与
备份 ................................................... 108
一、任务导入 ............................................ 108
二、相关知识 ............................................ 109
（一）使用存储卡进行数据备份和
恢复 ........................................... 109
（二）使用计算机RS-232-C 串行
接口备份和恢复数据 ............... 118
（三）RS-232-C 串行接口通信故障与
排除 ........................................... 123
三、任务实施 ............................................ 125
（一）焊接RS-232-C 电缆 ................. 125
（二）数控程序的上传与下载 ........... 126
（三）PMC 梯形图的备份与
恢复 ........................................... 126
（四）CNC 系统参数的备份与
恢复 ........................................... 127
四、技能拓展 ............................................ 128
（一）螺距误差补偿量的备份与
恢复 ........................................... 128
（二）利用Windows 超级终端
传输数据 ................................... 129
小结 .............................................................. 130
自测题 .......................................................... 130
目录
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任务七 CNC 系统的故障诊断与
维修 ................................................... 132
一、任务导入 ............................................ 132
二、相关知识 ............................................ 133
（一）CNC 系统的报警类型 .............. 133
（二）CNC 系统软件的故障检测与
维修 ........................................... 134
（三）CNC 系统硬件的故障诊断与
维修 ........................................... 138
三、任务实施 ............................................ 142
（一）P/S 报警的诊断与恢复 ............ 142
（二）系统显示屏黑屏的诊断与维修 142
四、技能拓展 ............................................ 143
（一）系统开机急停的诊断与维修 ... 143
（二）系统死机的故障诊断与维修 ... 145
小结 .............................................................. 145
自测题 ......................................................... 146
任务八 伺服系统的故障诊断与
维修 ................................................... 147
一、任务导入 ............................................ 147
二、相关知识 ............................................ 148
（一）伺服系统的常见报警与
处理方法 ................................... 148
（二）伺服位置反馈装置故障
诊断方法 ................................... 155
（三）伺服进给装置故障诊断
方法 ........................................... 156
三、任务实施 ............................................ 158
（一）伺服轴跟踪误差过大报警及
排除 ........................................... 158
（二）伺服轴进给振动、爬行故障的
诊断与排除 ............................... 160
（三）光栅尺的拆装与维护实训 ....... 161
四、技能拓展 ............................................ 164
（一）伺服系统过热报警的故障诊断
与排除 ....................................... 164
（二）伺服轴进给失控的故障诊断
与排除 ....................................... 166
小结 .............................................................. 167
自测题 ......................................................... 167
任务九 主轴系统的故障诊断与
维修 ................................................... 168
一、任务导入 ............................................ 168
二、相关知识 ............................................ 168
（一）伺服主轴与变频主轴的区别 ... 170
（二）机床主轴部件的拆装与调整 ... 171
（三）主轴变频器的调试 ................... 172
（四）主轴伺服系统的故障形式与
诊断 ........................................... 175
三、任务实施 ............................................ 178
（一）主轴电动机正反转互换实训 ... 178
（二）变频器的常见故障及排除 ....... 179
四、技能拓展 ............................................ 181
（一）车螺纹乱牙、节距不准故障与
维修 ........................................... 181
（二）主轴不准停和准停位置不准的
故障与排除 ............................... 182
（三）主轴振动和噪声故障与排除 ... 183
（四）主轴转速不正常故障与排除 ... 184
小结 .............................................................. 184
自测题 ......................................................... 185
任务十 系统与I/O 模块的故障诊断
与维修 .............................................. 186
一、任务导入 ............................................ 186
二、相关知识 ............................................ 186
（一）系统主板与I/O Link i 模块 ..... 186
（二）系统与I/O Link i 模块故障的
诊断方法 ................................... 189
三、任务实施 ............................................ 196
（一）系统上电启动和关闭按钮功能
调换实训 ................................... 196
（二）回零故障诊断 ........................... 198
（三）手轮无动作故障与维修 ........... 198
四、技能拓展 ............................................ 199
（一）加工中出现自动复位的故障与
数控机床故障诊断与维修（第4 版）（微课版）
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排除 ........................................... 199
（二）系统死机的故障与排除 ........... 199
小结 .............................................................. 200
自测题 .......................................................... 200
任务十一 数控机床机械故障诊断与
维修 ............................................... 201
一、任务导入 ............................................ 201
二、相关知识 ............................................ 202
（一）数控机床常见机械故障的
类型 ........................................... 202
（二）机床参考点与返回参考点的故障
与维修 ....................................... 203
（三）刀架故障诊断方法 ................... 206
（四）进给传动系统的维护与故障
诊断 ........................................... 207
（五）加工中心换刀装置维护与故障
诊断 ........................................... 212
三、任务实施 ............................................ 213
（一）数控车床Z 轴拆装与精度
检测 ........................................... 213
（二）主轴或进给轴噪声大、加工精度差
的故障与排除 ........................... 216
四、技能拓展 ............................................ 217
（一）急停功能及故障排除 ............... 217
（二）刀库或机械手换刀时与主轴碰撞的
故障与排除 ............................... 219
小结 .............................................................. 220
自测题 .......................................................... 220
附录A FANUC 16/18/21/0i 系统
PMC 信号地址表............................ 221
附录B FANUC 0i TF 系统梯形图
详解 ...................................................... 223
附录C FANUC 0i 系统常见报警表 ....... 238
附录D FANUC 0i F Plus 系统常用
参数表 ................................................. 244
附录E FANUC 0i MF Plus 数控机床
电路图 ................................................. 249
参考文献 .............................................................. 262