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《數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷》按照數(shù)控機(jī)床裝配與調(diào)試工作過(guò)程，結(jié)合數(shù)控機(jī)床裝調(diào)維修工職業(yè)資格證書考試的有關(guān)要求，以數(shù)控機(jī)床調(diào)試與裝配生產(chǎn)案例的教學(xué)形式，闡述數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)組成；機(jī)械部件的裝配、調(diào)試與故障診斷；電氣控制元器件的選擇、性能測(cè)試與裝接；CNC控制單元的電氣連接與調(diào)試；進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的連接、調(diào)試、常見(jiàn)故障診斷與維修；機(jī)床現(xiàn)場(chǎng)安裝與驗(yàn)收等內(nèi)容。
《數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷》由長(zhǎng)期從事數(shù)控機(jī)床開(kāi)發(fā)的研究人員、數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)管理人員和數(shù)控技術(shù)應(yīng)用教學(xué)管理人員組成的編寫組完成，可以作為高等工科院校的機(jī)械設(shè)計(jì)制造類專業(yè)、自動(dòng)化類專業(yè)及其他相關(guān)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)控技術(shù)的教材，也可作為高職高專院校數(shù)控技術(shù)、數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護(hù)、機(jī)電設(shè)備維修與管理、機(jī)電一體化等專業(yè)的教材，還可供工程技術(shù)人員作為參考用書。

    隨著我國(guó)數(shù)控機(jī)床制造產(chǎn)業(yè)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，現(xiàn)在我國(guó)已經(jīng)成為全球最大的數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)。由于目前與數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)相關(guān)的機(jī)械制造、電氣、計(jì)算機(jī)和數(shù)字控制等技術(shù)領(lǐng)域被劃分成了不同的專業(yè)，還沒(méi)有綜合培養(yǎng)數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試、安裝與維修人才的專業(yè)，數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)商和用戶都需要自行培養(yǎng)相關(guān)人才，數(shù)控機(jī)床裝調(diào)維修工已成為緊缺的高技能人才。
    為滿足培養(yǎng)數(shù)控技術(shù)高端應(yīng)用人才，以及適應(yīng)高職院校專業(yè)調(diào)整的需要，作者組織了數(shù)控技術(shù)科研人員、數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)管理人員、數(shù)控機(jī)床售后服務(wù)與維修人員以及高職院校一線教學(xué)管理人員，采用基于工作過(guò)程的項(xiàng)目化教學(xué)方式，編寫了本書。本書以實(shí)例貫穿全文，詳細(xì)介紹了數(shù)控機(jī)床從零部件和元器件選型、部件裝配與連接、數(shù)控機(jī)床性能測(cè)試到數(shù)控機(jī)床安裝、故障診斷的完整工作過(guò)程。學(xué)生通過(guò)完成特定部件的選型和安裝調(diào)試，融合必需知識(shí)的學(xué)習(xí)，達(dá)到能夠獨(dú)立完成數(shù)控機(jī)床某一部件的裝配、連接與調(diào)試的能力培養(yǎng)和知識(shí)學(xué)習(xí)目標(biāo)。
    本書以配置SINUMERIK802C和FANUC0i兩種常用數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控銑床和斜導(dǎo)軌數(shù)控車床為實(shí)例講解，幫助學(xué)生以較短的學(xué)習(xí)時(shí)間掌握數(shù)控機(jī)床裝調(diào)工作的流程和內(nèi)容，掌握機(jī)械、電氣、計(jì)算機(jī)控制等方面的操作技能以及選型設(shè)計(jì)知識(shí)。
    本書建議教學(xué)學(xué)時(shí)84～96學(xué)時(shí)，學(xué)生需要前修機(jī)械設(shè)計(jì)、數(shù)控編程與操作、電工電子基礎(chǔ)及計(jì)算機(jī)控制等課程，建議采用理論與實(shí)踐教學(xué)一體化實(shí)施教學(xué)方案。
    本書由孫慧平、陳子珍、翟志永完成編寫工作，由郭偉剛完成資料查找工作，寧波海天精工機(jī)械有限公司的劉日軍、忻月海，寧波順發(fā)機(jī)械設(shè)備制造有限公司的宋剛等提供了全書的生產(chǎn)教學(xué)案例，浙江大學(xué)傅建中教授對(duì)本書進(jìn)行了審核。
    由于作者水平有限，書中難免有不當(dāng)之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。另有部分案例涉及生產(chǎn)保密要求省略了操作細(xì)節(jié)，需要教師結(jié)合教學(xué)條件進(jìn)行重新編排，在此表示歉意。

    數(shù)控機(jī)床刀具交換分為無(wú)機(jī)械手換刀和機(jī)械手換刀兩種。無(wú)機(jī)械手換刀必須先將用過(guò)的刀具送回刀庫(kù)，然后再?gòu)牡稁?kù)中取出新刀具，這兩個(gè)動(dòng)作不可能同時(shí)進(jìn)行，因此換刀時(shí)間長(zhǎng)。機(jī)械手換刀有很大的靈活性，可以減少換刀時(shí)間。
    自動(dòng)換刀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中刀庫(kù)的驅(qū)動(dòng)及定位刀庫(kù)的旋轉(zhuǎn)可分為電氣驅(qū)動(dòng)和液壓驅(qū)動(dòng)兩種方式。電氣驅(qū)動(dòng)可以用伺服半閉環(huán)系統(tǒng)或數(shù)控系統(tǒng)的微機(jī)直接發(fā)出運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)帶動(dòng)刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)。液壓驅(qū)動(dòng)則需要電氣信號(hào)的配合，微機(jī)給出運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)，通過(guò)電磁閥來(lái)實(shí)現(xiàn)前級(jí)控制，執(zhí)行機(jī)構(gòu)是液壓缸。
    在執(zhí)行自動(dòng)換刀過(guò)程中，除了主軸頭的定向及主軸箱的定位外，為確保所更換的刀具準(zhǔn)確地被機(jī)械手抓住，刀庫(kù)的定位也是必要的功能。電氣驅(qū)動(dòng)時(shí)可在電動(dòng)機(jī)上安裝位置編碼器進(jìn)行定位，也可以在抓刀的位置安裝接近開(kāi)關(guān)來(lái)檢測(cè)定位。液壓驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的刀庫(kù)則采用機(jī)電結(jié)合式的銷定位方式。
    1.刀具識(shí)別刀具識(shí)別功能是將給定的刀具從刀庫(kù)中選擇出來(lái)，有多種實(shí)現(xiàn)方式，靈活性最大的是任意選擇方式，即可根據(jù)加工需要從刀庫(kù)中選取任意位置的刀具。任選方式分為刀具編碼式、刀套編碼式、記憶式。刀具編碼式或刀套編碼式是在刀具、刀套上安裝編碼條，用紅外線或光電讀碼器來(lái)掃描辨認(rèn)所選的刀具。記憶式則是將刀庫(kù)中所有的刀具位置對(duì)應(yīng)地預(yù)存到NC中，并賦予地址，通過(guò)選刀裝置來(lái)識(shí)別選刀。使用光電式編碼器選刀時(shí)，則通過(guò)編碼器旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的脈沖數(shù)來(lái)判別刀具位置。其工作原理是編碼器與刀庫(kù)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安裝在一起，刀庫(kù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)編碼器也轉(zhuǎn)動(dòng)，將角位移變成電脈沖。刀具編碼器旋轉(zhuǎn)一周所產(chǎn)生的脈沖數(shù)與刀庫(kù)中的刀具數(shù)成整數(shù)倍關(guān)系，NC將接收到的脈沖數(shù)與預(yù)置在刀具位置地址內(nèi)的值相比較，從而確定所選刀具。如果將初始位置值預(yù)先儲(chǔ)存到NC中，那么系統(tǒng)就會(huì)將上次斷電前的刀具位置令為當(dāng)前值，選刀時(shí)將編碼器發(fā)出的脈沖數(shù)與當(dāng)前值累加后比較，同樣可以找到所需刀號(hào)，采用這種軟件方式識(shí)別刀具的加工中心開(kāi)機(jī)后不需回刀庫(kù)原點(diǎn)。有些在NC內(nèi)沒(méi)有設(shè)置刀庫(kù)參考點(diǎn)的選刀裝置，開(kāi)機(jī)后則需回刀庫(kù)的機(jī)械原點(diǎn)來(lái)建立刀庫(kù)參考點(diǎn)。
    2.機(jī)械手的配合加工中心根據(jù)刀庫(kù)與主軸的相對(duì)位置和結(jié)構(gòu)可配置不同的機(jī)械手，如單臂式、雙臂式、軌道式等。機(jī)械手的任務(wù)是將刀庫(kù)中的刀具送到主軸孔，同時(shí)將主軸孔內(nèi)的刀具送回到原來(lái)的刀套中去。由于各種加工中心的刀庫(kù)位置與主軸頭的距離不同，所以機(jī)械手的結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)過(guò)程也不完全相同。使用較廣泛的一種是回轉(zhuǎn)式單臂雙手的機(jī)械手，這種機(jī)械手轉(zhuǎn)動(dòng)角度可達(dá)±180，可滿足抓取任意刀具的需要，其運(yùn)動(dòng)過(guò)程靠液動(dòng)與電氣相配合來(lái)完成。

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