图解SINUMERIK810D/840D系统调试与维修技巧PDF电子书下载

第1章 SINUMERIK 810D/840D数控系统 1

1.1 概述 1

1.2 810D数控系统 4

1.2.1 系统特点 4

1.2.2 系统配置 5

1.3 810D系统接口及连接 6

1.3.1 CCU模块接口 6

1.3.2 CCU模块控制开关 11

1.3.3 CCU模块LED显示 12

1.3.4 810D系统连接 13

1.4 840D数控系统 15

1.4.1 系统特点 15

1.4.2 系统配置 16

1.5 840D系统接口及连接 17

1.5.1 NCU模块接口 17

1.5.2 NCU模块控制开关 19

1.5.3 NCU模块LED显示 20

1.5.4 840D系统连接 21

1.5.5 电池风扇组件 22

1.6 系统软硬件故障 22

1.6.1 系统硬件故障 23

1.6.2 系统软件故障 24

1.7 机床工作电压 24

第2章 操作部件及其接口 26

2.1 机床操作面板及其接口 26

2.1.1 操作面板OP031 26

2.1.2 操作面板OP010C 27

2.2 操作面板控制单元 28

2.2.1 控制单元MMC100.2 28

2.2.2 控制单元MMC103 30

2.2.3 控制单元PCU20 31

2.2.4 控制单元PCU50 33

2.3 机床控制面板 35

2.4 手持单元 38

2.4.1 B-MPI型手持单元 38

2.4.2 MINI型手持单元 39

2.5 操作部件标准接口 40

2.6 连接部件 44

2.6.1 电缆分配盒 44

2.6.2 分线盒 45

2.7 MPI总线地址及连接规则 47

2.7.1 MPI总线地址分配 47

2.7.2 MPI总线连接规则 48

2.8 操作部件的连接 49

2.8.1 B-MPI型手持单元连接 49

2.8.2 MINI型手持单元连接 50

2.8.3 机床操作面板连接 51

2.9 操作方式故障 52

2.9.1 手动操作方式故障 52

2.9.2 自动工作方式故障 53

2.9.3 典型故障示例 53

第3章 SIMODRIVE 611D驱动系统 55

3.1 驱动系统概述 55

3.2 驱动系统的前端部件 57

3.2.1 电抗器 57

3.2.2 电源滤波器 57

3.2.3 前端部件及系统接线连接 58

3.3 驱动系统专用模块 60

3.3.1 电容模块 60

3.3.2 脉冲电阻模块 61

3.3.3 监控模块 61

3.3.4 过压限制模块 62

3.4 电源模块 63

3.4.1 电源模块工作原理 64

3.4.2 电源模块接口端子 66

3.4.3 电源模块的连接 69

3.4.4 电源模块S1开关设置 70

3.4.5 电源模块故障监测功能 72

3.5 驱动模块 75

3.5.1 驱动模块接口 75

3.5.2 驱动模块的连接 78

3.5.3 驱动模块的监控与保护 81

3.6 驱动系统故障诊断与检测 82

3.6.1 驱动系统常见故障 82

3.6.2 驱动系统故障维修示例 83

第4章 驱动系统设置与优化 86

4.1 基础知识 86

4.1.1 驱动系统优化的基本概念 86

4.1.2 驱动系统的闭环控制 87

4.1.3 时域中的阶跃响应 89

4.1.4 频域中的波特图 90

4.2 驱动数据设置 92

4.2.1 电流环数据设置 92

4.2.2 速度环数据设置 96

4.2.3 位置环数据设置 98

4.3 驱动系统自动优化 99

4.3.1 设定自动优化参数 99

4.3.2 自动优化操作 101

4.4 调节器在时域中的优化 102

4.4.1 速度调节器 103

4.4.2 位置调节器 105

4.5 调节器在频域中的优化 108

4.5.1 电流调节器 108

4.5.2 速度调节器 109

4.5.3 位置调节器 111

第5章 驱动电机与测量部件 113

5.1 电机工作制 113

5.2 进给伺服电机 115

5.2.1 进给伺服电机的特性 115

5.2.2 进给伺服电机的工作原理 117

5.2.3 直线进给伺服电机 118

5.3 常用进给伺服电机 120

5.3.1 西门子进给伺服电机 120

5.3.2 进给伺服电机接口 122

5.3.3 进给伺服电机连接方式 124

5.4 主轴电机 125

5.5 旋转型光电编码器 128

5.5.1 旋转型光电编码器及其组成 128

5.5.2 旋转型光电编码器工作原理 129

5.5.3 旋转型光电编码器整形与细分 130

5.5.4 西门子旋转型光电编码器 131

5.5.5 光电编码器的安装与调整 133

5.5.6 旋转型光电编码器的维护与保养 136

5.6 光栅尺 136

5.6.1 光栅尺工作原理 137

5.6.2 常用光栅尺 138

5.6.3 光栅尺的维护与保养 138

5.7 故障维修示例 139

第6章 机床数据设置与参考点调整 142

6.1 机床数据 142

6.1.1 机床数据分类 142

6.1.2 机床数据格式 143

6.1.3 机床数据类型 144

6.1.4 机床数据属性 144

6.2 机床数据保护级及显示过滤器 145

6.2.1 机床数据保护级 145

6.2.2 机床数据显示过滤器 146

6.2.3 机床数据的生效方式 147

6.3 机床数据的调整 148

6.3.1 机床数据的检索 148

6.3.2 机床数据的调整方法 149

6.3.3 机床数据文件功能 150

6.3.4 机床数据修改注意事项 150

6.4 常用机床数据 151

6.4.1 操作面板机床数据 151

6.4.2 通用机床数据 152

6.4.3 通道机床数据 153

6.4.4 轴类机床数据 154

6.4.5 机床设定数据 158

6.5 参考点调整 160

6.5.1 参考点机床数据 161

6.5.2 增量式旋转测量系统返参考点 162

6.5.3 带距离编码的线性测量系统返参考点 165

6.5.4 绝对式测量系统参考点调整 167

6.5.5 参考点常见故障 168

6.5.6 参考点典型故障维修示例 169

第7章 机床轴配置 171

7.1 机床轴的配置方法 171

7.1.1 机床轴的定义 171

7.1.2 轴配置规则 172

7.1.3 轴驱动配置 174

7.2 设定值与实际值配置 177

7.3 轴的调整 179

7.3.1 主轴调整 179

7.3.2 进给轴调整 183

7.3.3 轴屏蔽 184

7.3.4 控制环的切换 184

7.4 测量系统配置 185

7.4.1 测量系统配置方法 185

7.4.2 增量式测量系统参数化配置 186

7.4.3 绝对式测量系统参数化配置 189

第8章 机床数据备份与回装 190

8.1 数据文件 190

8.1.1 数据备份必要性 190

8.1.2 数据文件的类型 191

8.1.3 数据文件的格式 191

8.2 数据备份形式及内容 192

8.2.1 系列数据备份 193

8.2.2 分区数据备份 194

8.2.3 数据备份目标 194

8.3 常用通信软件 195

8.3.1 PCIN通信软件 195

8.3.2 WINPCIN通信软件 197

8.3.3 RS232C电缆 198

8.4 系统上的通信接口设置 199

8.4.1 MMC100.2/PCU20上的RS232C接口设置 199

8.4.2 MMC102/MMC103/PCU50上的RS232C接口设置 201

8.4.3 机床操作面板与PC通信连接 201

8.5 数据备份 202

8.5.1 MMC100.2/PCU20数据备份 202

8.5.2 MMC102/MMC103/PCU50数据备份 204

8.5.3 数据备份到硬盘 205

8.6 数据的回装 206

8.6.1 NC总清和PLC总清 206

8.6.2 通过RS232C回装系列备份数据 207

8.6.3 从硬盘上回装系列备份数据 207

8.6.4 分区备份数据的回装 208

第9章 系统监控与报警 209

9.1 轴监控 209

9.1.1 轴控制信息 210

9.1.2 轴状态信息 212

9.2 驱动监控 212

9.2.1 驱动控制信息 213

9.2.2 驱动状态信息 213

9.3 误差监控 215

9.3.1 轮廓监控 216

9.3.2 位置监控 217

9.3.3 速度监控 218

9.3.4 编码器监控 220

9.3.5 夹紧监控 220

9.3.6 系统监控故障示例 220

9.4 工作区域监控 222

9.4.1 软限位 222

9.4.2 工作区域限制 223

9.5 诊断操作区域 223

9.6 常见自诊断报警及处理方法 225

9.6.1 NCK一般故障报警 226

9.6.2 NCK通道及轴报警 228

9.6.3 驱动系统报警 231

9.7 电池报警 234

9.7.1 810D后备电池更换 234

9.7.2 840D后备电池更换 235

9.7.3 MMC后备电池更换 236

第10章 误差补偿 237

10.1 反向间隙误差补偿 237

10.2 螺距误差补偿 239

10.3 温度补偿 242

10.4 垂度补偿 246

10.5 跟随误差补偿 249

10.5.1 速度前馈控制 249

10.5.2 转矩前馈控制 250

10.6 摩擦补偿 252

10.6.1 圆度测试 252

10.6.2 摩擦补偿方法 254

第11章 数控PLC程序结构及数据接口 258

11.1 数控PLC程序 258

11.1.1 PLC程序组成 258

11.1.2 PLC程序结构 259

11.2 组织块OB 260

11.3 系统功能块SFB及系统功能SFC 262

11.4 功能块FB和功能FC 263

11.4.1 功能块FB 263

11.4.2 功能FC 269

11.5 共享数据块DB 273

11.6 PLC与NCK接口信号 274

11.7 常用接口信号 277

11.7.1 机床控制面板（MCP）信号 277

11.7.2 PLC信息 280

11.7.3 NCK/MMC信号 282

11.7.4 方式组信号 283

11.7.5 操作面板信号 284

11.7.6 NCK通道信号 286

11.7.7 进给轴／主轴信号 289

第12章 常用S7-300编程指令 293

12.1 PLC编程基础 293

12.1.1 编程语言 293

12.1.2 数据类型 295

12.1.3 存储器组成 296

12.2 基本逻辑指令 298

12.2.1 触点和线圈 298

12.2.2 位指令 298

12.2.3 逻辑运算指令 300

12.3 定时器 302

12.4 计数器 305

12.5 运算指令 308

12.5.1 算术运算指令 308

12.5.2 比较指令 309

12.5.3 整数与BCD码转换指令 309

12.5.4 移位指令 310

12.6 逻辑控制和传送指令 311

12.6.1 逻辑控制指令 311

12.6.2 传送指令 313

12.7 NC设置编程应用 314

12.8 常用语句指令表集 317

第13章 SIMATIC管理器 323

13.1 概述 323

13.1.1 SIMATIC管理器简介 323

13.1.2 项目结构 324

13.1.3 项目设计流程 324

13.2 机床PLC项目设计 325

13.2.1 创建一个项目 325

13.2.2 硬件组态 325

13.2.3 创建STEP7程序 328

13.3 PLC梯形图编辑 330

13.3.1 标题和注释 330

13.3.2 放置梯形图元素 330

13.3.3 编辑程序段及修改梯形图元素 331

13.3.4 符号表与变量表 332

13.4 PLC程序的上传与下载 334

13.4.1 计算机与系统的连接 335

13.4.2 设置PG/PC接口 336

13.4.3 在线与离线状态 337

13.4.4 PLC程序的上传 337

13.4.5 PLC程序的下载 339

13.5 S7-PLCSIM仿真 340

13.5.1 PLCSIM功能 341

13.5.2 模拟仿真实现方法 342

第14章 PLC组成及其软硬件状态诊断 345

14.1 概述 345

14.1.1 S7-300 PLC特点 345

14.1.2 S7-300 PLC组成 346

14.1.3 PLC工作过程 347

14.2 PS、CPU及IM模块 348

14.2.1 电源模块PS 348

14.2.2 CPU模块 349

14.2.3 接口模块IM 351

14.3 数字量I/O模块 352

14.3.1 数字量输入模块 352

14.3.2 数字量输出模块 354

14.3.3 数字量输入／输出模块 355

14.4 单I/O模块EFP 356

14.5 数控PLC及其作用 359

14.5.1 数控PLC的特点 359

14.5.2 数控PLC的作用 361

14.6 数控系统PLC状态诊断 362

14.7 PLC系统硬件诊断 364

14.8 PLC程序在线诊断 366

14.8.1 PLC程序在线故障诊断 367

14.8.2 PLC程序在线诊断方法 367

14.8.3 利用交叉表查找变量 368

14.8.4 在线监控变量 371

14.8.5 PLC强制启动 373

第15章 机床典型PLC控制 374

15.1 驱动系统使能控制 374

15.1.1 使能控制原理 374

15.1.2 驱动使能常见故障 377

15.2 急停控制 377

15.3 机床的限位 379

15.4 转塔刀架控制 381

15.4.1 转塔刀架的工作原理 381

15.4.2 转塔刀架的程序控制 383

15.4.3 转塔刀架的维修 387

15.5 主轴控制 388

15.5.1 主轴速度控制 389

15.5.2 主轴的换挡控制 390

15.5.3 主轴常见故障 393

15.6 刀具冷却控制 395

15.6.1 刀具冷却控制原理 395

15.6.2 刀具冷却系统常见故障 396

15.7 润滑控制 396

15.7.1 润滑控制原理 396

15.7.2 润滑系统常见故障 398

15.8 液压系统的控制 399

15.8.1 液压控制原理 399

15.8.2 液压系统常见故障 400

参考文献 402