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《數控機床裝配、調試與故障診斷》按照數控機床裝配與調試工作過程，結合數控機床裝調維修工職業(yè)資格證書考試的有關要求，以數控機床調試與裝配生產案例的教學形式，闡述數控機床的結構組成；機械部件的裝配、調試與故障診斷；電氣控制元器件的選擇、性能測試與裝接；CNC控制單元的電氣連接與調試；進給驅動系統(tǒng)和主軸驅動系統(tǒng)的連接、調試、常見故障診斷與維修；機床現(xiàn)場安裝與驗收等內容。
《數控機床裝配、調試與故障診斷》由長期從事數控機床開發(fā)的研究人員、數控機床生產管理人員和數控技術應用教學管理人員組成的編寫組完成，可以作為高等工科院校的機械設計制造類專業(yè)、自動化類專業(yè)及其他相關專業(yè)學生學習數控技術的教材，也可作為高職高專院校數控技術、數控設備應用與維護、機電設備維修與管理、機電一體化等專業(yè)的教材，還可供工程技術人員作為參考用書。

    隨著我國數控機床制造產業(yè)半個多世紀的發(fā)展，現(xiàn)在我國已經成為全球最大的數控機床生產國和消費國。由于目前與數控機床生產相關的機械制造、電氣、計算機和數字控制等技術領域被劃分成了不同的專業(yè)，還沒有綜合培養(yǎng)數控機床裝配、調試、安裝與維修人才的專業(yè)，數控機床生產商和用戶都需要自行培養(yǎng)相關人才，數控機床裝調維修工已成為緊缺的高技能人才。
    為滿足培養(yǎng)數控技術高端應用人才，以及適應高職院校專業(yè)調整的需要，作者組織了數控技術科研人員、數控機床生產企業(yè)的設計與生產管理人員、數控機床售后服務與維修人員以及高職院校一線教學管理人員，采用基于工作過程的項目化教學方式，編寫了本書。本書以實例貫穿全文，詳細介紹了數控機床從零部件和元器件選型、部件裝配與連接、數控機床性能測試到數控機床安裝、故障診斷的完整工作過程。學生通過完成特定部件的選型和安裝調試，融合必需知識的學習，達到能夠獨立完成數控機床某一部件的裝配、連接與調試的能力培養(yǎng)和知識學習目標。
    本書以配置SINUMERIK802C和FANUC0i兩種常用數控系統(tǒng)的數控銑床和斜導軌數控車床為實例講解，幫助學生以較短的學習時間掌握數控機床裝調工作的流程和內容，掌握機械、電氣、計算機控制等方面的操作技能以及選型設計知識。
    本書建議教學學時84～96學時，學生需要前修機械設計、數控編程與操作、電工電子基礎及計算機控制等課程，建議采用理論與實踐教學一體化實施教學方案。
    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，寧波海天精工機械有限公司的劉日軍、忻月海，寧波順發(fā)機械設備制造有限公司的宋剛等提供了全書的生產教學案例，浙江大學傅建中教授對本書進行了審核。
    由于作者水平有限，書中難免有不當之處，懇請讀者批評指正。另有部分案例涉及生產保密要求省略了操作細節(jié)，需要教師結合教學條件進行重新編排，在此表示歉意。

    數控機床刀具交換分為無機械手換刀和機械手換刀兩種。無機械手換刀必須先將用過的刀具送回刀庫，然后再從刀庫中取出新刀具，這兩個動作不可能同時進行，因此換刀時間長。機械手換刀有很大的靈活性，可以減少換刀時間。
    自動換刀系統(tǒng)結構中刀庫的驅動及定位刀庫的旋轉可分為電氣驅動和液壓驅動兩種方式。電氣驅動可以用伺服半閉環(huán)系統(tǒng)或數控系統(tǒng)的微機直接發(fā)出運轉信號控制電動機的運轉來帶動刀庫旋轉。液壓驅動則需要電氣信號的配合，微機給出運轉信號，通過電磁閥來實現(xiàn)前級控制，執(zhí)行機構是液壓缸。
    在執(zhí)行自動換刀過程中，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確地被機械手抓住，刀庫的定位也是必要的功能。電氣驅動時可在電動機上安裝位置編碼器進行定位，也可以在抓刀的位置安裝接近開關來檢測定位。液壓驅動結構的刀庫則采用機電結合式的銷定位方式。
    1.刀具識別刀具識別功能是將給定的刀具從刀庫中選擇出來，有多種實現(xiàn)方式，靈活性最大的是任意選擇方式，即可根據加工需要從刀庫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掃描辨認所選的刀具。記憶式則是將刀庫中所有的刀具位置對應地預存到NC中，并賦予地址，通過選刀裝置來識別選刀。使用光電式編碼器選刀時，則通過編碼器旋轉時產生的脈沖數來判別刀具位置。其工作原理是編碼器與刀庫的旋轉機構安裝在一起，刀庫轉動時編碼器也轉動，將角位移變成電脈沖。刀具編碼器旋轉一周所產生的脈沖數與刀庫中的刀具數成整數倍關系，NC將接收到的脈沖數與預置在刀具位置地址內的值相比較，從而確定所選刀具。如果將初始位置值預先儲存到NC中，那么系統(tǒng)就會將上次斷電前的刀具位置令為當前值，選刀時將編碼器發(fā)出的脈沖數與當前值累加后比較，同樣可以找到所需刀號，采用這種軟件方式識別刀具的加工中心開機后不需回刀庫原點。有些在NC內沒有設置刀庫參考點的選刀裝置，開機后則需回刀庫的機械原點來建立刀庫參考點。
    2.機械手的配合加工中心根據刀庫與主軸的相對位置和結構可配置不同的機械手，如單臂式、雙臂式、軌道式等。機械手的任務是將刀庫中的刀具送到主軸孔，同時將主軸孔內的刀具送回到原來的刀套中去。由于各種加工中心的刀庫位置與主軸頭的距離不同，所以機械手的結構及運動過程也不完全相同。使用較廣泛的一種是回轉式單臂雙手的機械手，這種機械手轉動角度可達±180，可滿足抓取任意刀具的需要，其運動過程靠液動與電氣相配合來完成。

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