数控机床电控原理与维修PDF电子书下载

第一节 数控机床的组成及工作原理 1

1.1.1 数控机床的工作原理 1

第一章 数控机床概述 1

1.1.2 数控机床的基本组成 2

第二节 数控机床的分类 5

1.2.1 按机床运动的控制轨迹进行分类 5

1.2.2 按伺服控制的方式进行分类 7

1.2.3 按数控系统的功能水平分类 8

1.2.4 按加工工艺及机床用途的类型分类 9

1.2.5 数控机床的坐标系 9

第三节 数控机床的优势、特点及适用范围 11

1.3.1 采用数控机床加工的优势及特点 11

1.3.2 数控机床的适用范围 12

1.4.2 编制加工程序的内容及步骤 13

第四节 数控机床的加工工艺及编程步骤 13

1.4.1 工序的划分 13

1.4.3 工件的安装和对刀点的确定 14

1.4.4 确定加工路线 15

1.4.5 切削用量及刀具的选择 15

1.4.6 数值计算 16

第五节 数控车床的编程 17

1.5.1 数控车床的编程基础 17

1.5.2 数控车床的基本编程功能 18

1.5.3 数控车床的基本编程方法 20

1.5.4 固定循环功能 23

1.5.5 螺纹切削 28

2.1.1 数控（CNC）系统的基本概念 32

第一节 数控装置的硬件构成 32

第二章 数控系统 32

2.1.2 数控装置基本性能 33

2.1.3 数控系统的组成及各部分的作用 35

2.1.4 数控装置的构成 36

第二节 数控装置的体系结构 39

2.2.1 专用计算机组成的数控体系结构 40

2.2.2 PC数控体系结构 41

第三节 数控系统的软件结构 44

2.3.1 概述 44

2.3.2 前后台型的软件结构 45

2.3.3 中断型软件结构 50

2.3.4 功能模块软件结构 54

2.3.5 数控机床的插补原理——逐点比较法 55

2.3.7 软件故障排除 61

2.3.6 刀具补偿 61

第四节 常见数控产品介绍 63

2.4.1 FANUC公司数控装置概述 63

2.4.2 SIEMENS数控系统介绍 65

2.4.3 FANUCOC硬件结构 68

2.4.4 SIEMENS 802系列系统构成 73

2.4.5 SINUMERIK810/820系统构成 73

2.4.6 SIEMENS SIN840C系统的硬件 80

第五节 PLC在数控机床上的应用 83

2.5.1 数控机床上PLC的功能 83

2.5.2 数控机床上PLC的形式 84

2.5.3 FANUC PMC的指令 85

2.5.4 PLC在数控机床控制中的应用 94

2.5.5 PLC故障诊断方法 104

2.5.6 PLC故障维修案例 105

第三章 数控系统的检测装置 107

第一节 概述 107

3.1.1 数控检测装置基本知识 107

3.1.2 分类 107

第二节 脉冲编码器 108

3.2.1 分类与规格 108

3.2.2 增量式脉冲编码器 108

3.2.3 绝对式脉冲编码器 110

3.2.4 混合式编码器 111

3.2.5 主轴编码器 111

3.2.6 手摇脉冲发生器 113

3.2.7 主轴准停控制 114

3.3.1 结构和工作原理 117

第三节 旋转变压器 117

3.3.2 旋转变压器的应用 118

第四节 感应同步器 118

3.4.1 基本原理与结构 118

3.4.2 感应同步器的检测系统 119

3.4.3 感应同步器的特点及安装使用注意事项 122

第五节 光栅 122

3.5.1 光栅的种类与精度 122

3.5.2 工作原理 124

3.5.3 光栅检测装置 126

第六节 磁栅 127

3.6.1 磁性标尺 127

3.6.2 磁头 127

3.7.2 位置检测元件的维护 130

第七节 位置检测装置故障及诊断 130

3.7.1 故障形式 130

3.7.3 位置检测装置的故障诊断 132

第四章 伺服系统 133

第一节 伺服系统概述 133

4.1.1 伺服系统的组成 133

4.1.2 对伺服系统的基本要求 134

4.1.3 伺服系统的分类 136

第二节 步进电动机及其驱动控制系统 139

4.2.1 步进电动机的种类、结构及其工作原理 139

4.2.2 步进电动机与微机的接口技术 143

第三节 直流伺服电动机及其速度控制 145

4.3.1 直流伺服电动机的基本结构及分类 145

4.3.2 晶闸管速度控制单元 148

4.3.3 直流主轴驱动系统 154

4.3.4 晶体管直流脉宽（PWM）调速系统 158

4.3.5 直流伺服电机的连接 164

第四节 交流伺服电动机及其速度控制 166

4.4.1 交流伺服电动机 166

4.4.2 变频调速技术 171

4.4.3 交流模拟主轴驱动系统 178

第五节 典型产品伺服系统分析 185

4.5.1 FANUC交流模拟伺服系统分析 185

4.5.2 FANUC交流数字伺服驱动系统分析 195

4.5.3 SIMDRIVE611A伺服单元的结构及工作原理 204

第六节 交流伺服电机检查 208

4.6.1 交流伺服电机的检查 208

4.6.2 脉冲编码器的更换 209

4.6.3 转子位置的调整 210

4.6.4 电机过热的故障案例 210

第五章 典型数控机床的机械结构 213

第一节 数控车床的机械结构 213

5.1.1 数控车床的机械结构组成 213

5.1.2 数控车床进给系统的机械传动结构 215

5.1.3 数控车床的主轴及其机械结构 223

5.1.4 数控车床的辅助装置 225

第二节 数控铣床的典型结构 229

5.2.1 数控铣床概述 229

5.2.2 数控铣床的传动系统与结构 231

5.3.1 加工中心的特点 239

第三节 加工中心的机械结构 239

5.3.2 加工中心的分类 240

5.3.3 加工中心的结构 242

5.3.4 加工中心的主轴部件 244

5.3.5 加工中心的伺服与进给系统 245

5.3.6 加工中心的其他装置 246

第四节 数控电加工机床 250

5.4.1 电火花加工原理 250

5.4.2 数控电火花机床 251

5.4.3 数控线切割机床 251

第五节 床体故障诊断维修方法 252

5.5.1 故障诊断 252

5.5.2 液压与气压系统的故障及维修 254

5.5.4 进给伺服系统的常见故障及诊断方法 258

5.5.3 主传动系统常见故障及排除方法 258

5.5.5 滚珠丝杠副的常见故障及排除方法 259

5.5.6 导轨副的常见故障及排除方法 260

5.5.7 刀库及换刀机械手的常见故障和维护 261

5.5.8 回转工作台的常见故障及排除方法 262

第六章 数控设备维修方法 263

第一节 数控系统维修的基础 263

6.1.1 现代数控系统维修的基本条件 263

6.1.2 现代数控系统维修的阶段划分与维修的实施 264

6.1.3 技术资料的种类 264

6.1.4 必要的维修用器具 265

6.1.5 必要的备件 266

6.1.6 故障发生时的处理 266

6.2.1 机械部分的检查调试 267

第二节 数控机床的日常维护 267

6.2.2 液压系统的检查调整 268

6.2.3 润滑部分的检查调整 268

6.2.4 气动系统的检查调整 268

6.2.5 伺服电机和主轴电机的检查 268

6.2.6 电气部分的维护保养 269

6.2.7 数控系统中硬件部分的检查调整 269

6.2.8 测量反馈元件的检查 269

6.2.9 可编程机床控制器（PMC）的检查 270

第三节 故障诊断方法 270

6.3.1 数控系统故障诊断的一般方法 270

6.3.2 数控设备故障诊断的一般步骤 271

6.3.3 常见故障分析 271

第四节 常用的故障自诊断技术 273

6.4.2 运行自诊断 274

6.4.1 开机自诊断 274

6.4.3 脱机诊断 275

6.4.4 SINUMERIK远程诊断 275

第五节 数控系统板级维修技术 276

6.5.1 功能程序测试法 276

6.5.2 参数检查法 276

6.5.3 交换法 277

6.5.4 备板置换法 277

6.5.5 隔离法 278

6.5.6 直观法 278

6.5.7 升降温法 278

6.5.8 敲击法 278

第六节 数控系统片级维修技术 279

6.6.1 外观法 279

6.5.10 原理分析法 279

6.5.9 对比法 279

6.6.2 电源检查法 280

6.6.3 静态测量法 281

6.6.4 动态测量法 282

6.6.5 在线测试法 282

6.6.6 汇编语言测试法 284

6.6.7 模拟台测试法 285

第七节 常用故障诊断仪器 285

6.7.1 逻辑测试笔 285

6.7.2 短路故障追踪仪 286

6.7.3 集成电路测试仪 287

6.7.4 逻辑分析仪 289

6.7.6 特征代码分析仪 293

6.7.5 存储器测试仪 293

6.7.7 激光干涉仪 294

6.7.8 球杆仪 295

第七章 数控系统维修技术 297

第一节 FANUCOC检查与测试 297

7.1.1 CNC系统的常规检查 297

7.1.2 CNC的电源性能检查 298

7.1.3 I/O信号的正确性诊断 300

7.1.4 CNC参数的设置与调整 303

第二节 FANUCOC系统故障诊断与维修 309

7.2.1 根据CNC报警号的故障维修 309

7.2.2 CNC无报警显示的故障诊断与维修 315

7.2.3 FSO CNC故障维修案例 319

7.3.1 SINUMERIK 810/820系统的自诊断功能及报警处理方法 327

第三节 SINUMERIK系统的故障维修 327

第四节 FSO主轴驱动的维修 329

7.4.1 S系列交流数字主轴驱动 329

7.4.2 α系列交流数字主轴驱动器 334

7.4.3 FSO主轴定位控制 346

7.4.4 主轴驱动故障维修案例 352

第五节 进给伺服系统故障及诊断 358

7.5.1 进给伺服系统结构形式 358

7.5.2 进给伺服系统的故障形式及诊断方法 360

7.5.3 伺服驱动故障维修案例 362

第六节 易损部件的原理与维修 371

7.6.1 输入单元的原理与维修 371

7.6.2 电源单元的原理与维修 375

参考文献 379