第1章 绪论 1
1.1 数控系统 1
1.1.1 数控系统的组成 1
1.1.2 数控系统的工作过程 5
1.2 数控机床的控制方式 6
1.2.1 运动轨迹控制类型 6
1.2.2 反馈控制类型 7
1.3 数控机床电气维修的基本条件 8
1.3.1 维修人员 8
1.3.2 常用维修仪器与工具 9
1.3.3 技术资料 10
1.4 数控机床电气维修步骤 11
1.4.1 电气维修步骤 12
1.4.2 电气维修注意事项 13
1.5 电气维修对象及故障分类 15
1.5.1 电气维修对象 15
1.5.2 电气故障分类 16
1.6 电气故障诊断方法 17
1.6.1 数控系统故障诊断方法 17
1.6.2 一般电气故障诊断方法 18
第2章 系统操作 21
2.1 操作面板 21
2.1.1 机床操作面板 21
2.1.2 机床控制面板 24
2.2 屏幕显示及功能软键 27
2.2.1 屏幕显示区域 27
2.2.2 操作区域及软键 29
2.3 手动操作方式 32
2.3.1 点动工作方式 32
2.3.2 手持单元操作 35
2.4 返参考点 36
2.5 重新定位 37
2.6 手动数据输入工作方式 38
2.7 自动工作方式 39
2.8 零件程序编辑 41
2.8.1 编辑零件程序 41
2.8.2 当前零件程序的修改与模拟 43
2.9 程序控制 44
第3章 编程基础 47
3.1 机床坐标系 47
3.1.1 机床坐标系的定义 47
3.1.2 机床坐标系和工件坐标系 48
3.2 零件程序 49
3.2.1 程序结构 49
3.2.2 程序段的组成 50
3.3 加工设置G指令 55
3.4 零点偏置G指令 58
3.5 加工运动G指令 59
3.6 螺纹加工G指令 63
3.7 加工控制G指令 66
3.8 主轴控制G指令 68
3.9 固定点接近G指令 69
3.10 R参数 70
第4章 数据备份与恢复 72
4.1 数据文件 72
4.2 常用通信软件及接口设置 74
4.2.1 常用通信软件 74
4.2.2 RS232C接口设置 77
4.2.3 RS232C电缆 79
4.3 数据备份 80
4.3.1 数据备份 80
4.3.2 PCU20数据备份 81
4.3.3 MMC103数据备份 82
4.4 数据恢复 84
4.4.1 NC总清和PLC总清 84
4.4.2 系列备份数据的恢复 85
4.4.3 分区备份数据的恢复 86
第5章 系统诊断信息 87
5.1 诊断操作区域 87
5.2 轴调整信息 88
5.2.1 轴控制信息 88
5.2.2 轴状态信息 90
5.3 驱动调整信息 90
5.3.1 驱动控制信号 90
5.3.2 驱动状态信息 91
5.4 常见自诊断报警信息 94
5.4.1 NCK报警 95
5.4.2 PLC报警 104
5.4.3 驱动系统报警 106
第6章 数控装置与操作部件 109
6.1 810D数控系统 109
6.1.1 系统特点 109
6.1.2 系统配置 110
6.2 810D CCU模块接口 111
6.2.1 CCU模块接口 111
6.2.2 CCU模块控制开关 116
6.3 840D数控系统 117
6.3.1 系统特点 117
6.3.2 系统配置 117
6.4 840D NCU模块接口 118
6.4.1 NCU模块接口 118
6.4.2 NCU模块控制开关 122
6.5 机床操作面板 122
6.5.1 操作面板OP031 122
6.5.2 操作面板OP010 123
6.6 操作面板控制单元 123
6.6.1 控制单元MMC100.2 124
6.6.2 控制单元MMC103 124
6.6.3 控制单元PCU20 126
6.6.4 控制单元PCU50 127
6.7 机床控制面板 128
6.8 手持单元 130
6.8.1 B—MPI型手持单元 130
6.8.2 MINI型手持单元 131
6.9 操作部件标准接口 131
6.10 连接部件 135
6.10.1 电缆分配盒 135
6.10.2 分线盒 136
6.11 MPI总线地址及连接规则 137
6.11.1 MPI总线地址分配 137
6.11.2 MPI总线连接规则 138
6.12 操作部件的连接 139
6.12.1 B—MPI手持单元连接 139
6.12.2 MINI型手持单元连接 140
6.12.3 机床操作／控制面板连接 140
第7章 驱动系统 142
7.1 驱动系统概述 142
7.2 驱动系统的组成 144
7.3 电源模块 146
7.3.1 电源模块的构成 147
7.3.2 电源模块的接口 148
7.3.3 电源模块的连接 151
7.4 驱动模块 152
7.4.1 驱动模块的接口 152
7.4.2 驱动模块的连接 154
7.5 伺服电机及其连接 155
7.5.1 进给电机 155
7.5.2 主轴电机 158
7.5.3 伺服电机的连接 160
7.6 常用反馈测量元件 162
7.6.1 光栅尺 163
7.6.2 脉冲编码器 166
第8章 机床数据设置与调整 170
8.1 机床数据设置与调整方法 170
8.1.1 机床数据保护级 170
8.1.2 设置和调整方法 171
8.1.3 机床数据分类 173
8.2 常用机床数据设置与调整 174
8.2.1 操作面板机床数据 174
8.2.2 通用机床数据 176
8.2.3 通道机床数据 177
8.2.4 轴类机床数据 178
8.2.5 机床设定数据 183
8.3 驱动系统数据设置 185
8.3.1 驱动系统闭环控制 185
8.3.2 电流环数据设置 186
8.3.3 速度环数据设置 188
8.3.4 位置环数据设置 190
8.4 驱动系统数据优化 191
8.4.1 驱动系统动态特性 191
8.4.2 速度控制环优化 191
8.4.3 电流控制环优化 193
8.4.4 位置控制环优化 194
8.5 系统监控数据调整 195
8.5.1 轮廓监控 196
8.5.2 位置监控 197
8.5.3 速度监控 197
8.5.4 编码器监控 198
第9章 误差补偿 199
9.1 反向间隙补偿 199
9.2 螺距误差补偿 200
9.3 温度补偿 204
9.4 垂度补偿 208
9.5 跟随误差补偿 210
9.5.1 速度前馈控制 210
9.5.2 转矩前馈控制 211
9.6 摩擦补偿 212
第10章 PLC及编程指令 216
10.1 机床PLC特点及作用 216
10.1.1 机床PLC特点 216
10.1.2 机床PLC作用 218
10.2 S7—300数字I/O模块 219
10.2.1 数字量输入模块 219
10.2.2 数字量输出模块 220
10.3 单I/O模块EFP 223
10.4 机床PLC程序的组成 225
10.4.1 PLC程序结构 225
10.4.2 PLC程序块 226
10.5 PLC与NCK接口信号 229
10.6 PLC编程基础 239
10.6.1 编程语言 239
10.6.2 数据类型 240
10.6.3 存储器组成 241
10.7 梯形图编程指令 243
10.7.1 基本逻辑指令 243
10.7.2 定时器 245
10.7.3 计数器 248
10.7.4 其他常用指令 250
第11章 典型控制电路及故障维修 255
11.1 驱动系统使能控制 255
11.1.1 驱动系统使能控制原理 255
11.1.2 驱动系统使能常见故障 257
11.2 返参考点控制 258
11.2.1 返参考点的过程 258
11.2.2 返参考点常见故障 264
11.3 急停控制 265
11.4 机床的限位 267
11.4.1 硬限位 267
11.4.2 软限位 268
11.5 转塔刀架控制 269
11.5.1 转塔刀架的工作原理 269
11.5.2 转塔刀架的程序控制 271
11.5.3 转塔刀架的维修 275
11.6 主轴控制 276
11.6.1 主轴速度控制 277
11.6.2 主轴换挡控制 277
11.6.3 主轴常见故障 280
11.7 刀具冷却控制 282
11.7.1 刀具冷却控制原理 282
11.7.2 刀具冷却系统常见故障 283
11.8 润滑控制 283
11.8.1 润滑控制原理 283
11.8.2 润滑系统常见故障 284
11.9 液压系统控制 285
11.9.1 液压控制原理 285
11.9.2 液压系统常见故障 286
第12章 故障诊断与维修实例 288
12.1 PLC状态诊断 288
12.1.1 接口信号状态检查 288
12.1.2 PLC在线监控 290
12.2 操作方式故障 290
12.2.1 手动操作方式故障 291
12.2.2 自动工作方式故障 291
12.3 系统软硬件故障 292
12.3.1 系统的硬件故障 292
12.3.2 系统的软件故障 293
12.3.3 CCU或NCU模块LED显示 294
12.3.4 操作面板故障 295
12.4 驱动系统故障 296
12.4.1 驱动系统常见故障 296
12.4.2 驱动信号的检测 298
12.5 故障维修实例 299
12.5.1 操作面板故障维修 299
12.5.2 系统故障维修 301
12.5.3 驱动系统故障维修 305
12.5.4 返参考点故障维修 308
12.5.5 转塔刀架故障维修 309
第13章 数控系统的维护与保养 311
13.1 数控系统的维护 311
13.2 电气控制系统的检查 313
13.2.1 接地与电缆连接 313
13.2.2 常规检查 315
13.2.3 机床工作电压 315
13.3 后备电池的更换 316
13.3.1 CCU模块后备电池更换 316
13.3.2 NCU模块后备电池更换 317
13.3.3 操作部件后备电池更换 317
参考文献 318