第1章 数控系统的结构与调试技术 1
1.1数控系统的组成及工作过程 1
1.1.1数控系统的组成 1
1.1.2数控系统的特点 3
1.1.3计算机数控系统的工作过程 3
1.2计算机数控系统的数据信息 5
1.2.1数控机床的控制信息 5
1.2.2数控机床的接口信息 5
1.2.3 CNC装置的数据转换信息 7
1.3 CNC装置的硬件结构 8
1.3.1单微处理器结构 8
1.3.2多微处理器结构 10
1.4 CNC系统软件结构及控制 12
1.4.1 CNC系统的软硬件界面 13
1.4.2 CNC系统的软件结构与控制 13
1.5 CNC系统常用的外设及接口 17
1.5.1数控机床输入／输出（I/O）接口 17
1.5.2异步串行通信接口 20
1.5.3网络通信接口 21
1.6常用数控系统 22
1.6.1 FANUC公司的CNC装置 23
1.6.2 SIEMENS公司的CNC装置 25
1.6.3华中“世纪星”数控系统 27
1.6.4航天数控系统 28
1.7数控系统的调试技术 29
1.7.1分辨力的计算 29
1.7.2输入机床参数的顺序 29
1.7.3各坐标轴的控制调整 30
1.7.4各坐标轴参数极限的调整 30
1.7.5偏置值和最大进给率的调整 30
1.7.6输入机床参数 30
1.7.7设置M功能代码 31
1.7.8各直线坐标轴滚珠丝杠的误差补偿 31
1.7.9机床各坐标轴参考点及机床零点的设定 32
1.7.10进给保持的应用 33
第2章 数控机床电气系统的连接与调试 34
2.1数控机床的电气控制系统 34
2.1.1电气控制系统的构成形式 34
2.1.2电气系统连接的基本过程 35
2.1.3数控系统电源的连接 38
2.2数控系统电器部件的安装与连接 40
2.2.1基本单元连接 40
2.2.2总体连接 41
2.2.3伺服／主轴放大器的连接 42
2.2.4急停的连接 43
2.2.5电动机制动器的连接 44
2.2.6电源的连接 44
2.2.7电气接线的关键技术 45
2.3电气系统的通电与调试 48
2.3.1电气系统的通电检查 48
2.3.2电气系统的调试 49
2.4数控机床电气手册的识别 52
2.4.1电气手册的识读 52
2.4.2查找回路的方法 56
第3章 数控系统的调试与参数调整 61
3.1 FANUC Oi系统的调试 61
3.1.1调试前的检查 61
3.1.2系统参数设定 62
3.1.3 FANUC Oi Mate-MB基本参数 67
3.1.4伺服系统的设定与调试 69
3.1.5主轴参数设置与调整 71
3.1.6刀具参数设置 72
3.1.7 PMC梯形图的调试 72
3.1.8伺服参数的优化 74
3.1.9螺距误差补偿与反向间隙补偿 76
3.2通电试车 76
3.2.1各控制回路的调试 76
3.2.2资料整理，数据备份 77
3.2.3使用外接PC进行数据的备份与恢复 79
3.3 SINUMERIK 802C系统的调试 80
3.3.1通电和系统引导 80
3.3.2 PLC调试 81
3.3.3初始化调试 82
3.3.4主轴调试 84
3.3.5调试完成后的工作 86
3.4 SINUMERIK 802CBL系统参数的设置和调整 87
3.4.1 SINUMERIK 802CBL系统口令 87
3.4.2系统数据的显示和修改 88
3.4.3参数设置 89
3.5 SINUMERIK 802CBL系统数据备份与传输 91
3.5.1系统的数据保护 91
3.5.2 SINUMERIK 802CBL数据保存 92
3.6 SINUMERIK 840D系统的调试 94
3.6.1开机准备 94
3.6.2开机和启动 95
3.6.3 NC和PLC总清 97
3.6.4 PLC软件系统的安装与调试 98
3.6.5机床数据（MD， Machine Data）的调试 103
3.6.6 MMC软件的安装 106
3.7 SINUMERIK 840D的数据备份 107
3.7.1数据备份的方法 107
3.7.2系列备份（Series Start-up） 107
3.7.3分区备份 109
3.8数据的恢复 109
3.9螺距误差补偿 110
3.9.1螺距误差补偿的方法 110
3.9.2螺距误差补偿的操作步骤 111
第4章 数控系统的故障诊断与维修技术 112
4.1数控系统故障的分类与诊断 112
4.1.1数控系统发生故障的部位及分类形式 112
4.1.2数控系统的故障自诊断 113
4.1.3启动自诊断 114
4.1.4在线诊断 115
4.1.5离线诊断 118
4.2故障诊断的专家系统 119
4.2.1专家系统的概念 119
4.2.2故障诊断专家系统的架构 120
4.2.3故障名词解释 121
4.2.4故障诊断专家系统的应用 121
4.2.5人工神经网络（ANN）诊断 122
4.3实时控制中的三种故障自诊断 122
4.3.1 ROM、 PROM、 EPROM只读存储器软件诊断 122
4.3.2 RAM随机存储器软件诊断 123
4.3.3反馈电路故障诊断 123
4.4数控系统软、硬件故障诊断分析 124
4.4.1数控系统硬件故障诊断分析 124
4.4.2数控系统软件故障诊断分析 131
4.5数控系统的故障诊断及维修实例 134
4.5.1电源的故障诊断及维修 134
4.5.2系统显示的故障诊断及维修 138
4.5.3急停报警类故障诊断及维修 140
4.5.4操作类故障诊断及维修 144
4.5.5参考点、编码器类故障分析与维修 146
4.6参数设定错误引起的故障 150
4.6.1数控系统参数丢失 150
4.6.2参数设定错误引起的部分故障现象 150
第5章 可编程序控制器的调试与故障诊断 151
5.1可编程序控制器的组成与分类 151
5.1.1可编程序控制器的组成 151
5.1.2可编程序控制器的分类 151
5.2可编程序控制器的功能 153
5.2.1 PLC的接口 153
5.2.2 PLC的几种控制功能 155
5.2.3可编程序控制器对继电器控制系统的仿真 155
5.2.4可编程序控制器I/O延迟响应 157
5.2.5 PLC的数据处理功能 159
5.2.6数控机床中PLC的程序编制步骤 160
5.3 PLC在数控机床上的调试 161
5.3.1主轴的控制 161
5.3.2 CNC装置刀库的控制 165
5.4数控机床电气系统与PLC的关联控制 168
5.4.1数控机床PLC的控制对象 168
5.4.2 PLC和NC的关系 169
5.4.3 PLC在数控机床中的作用 170
5.4.4 PLC和外围电路的关系 171
5.5可编程序控制器的故障诊断 179
5.5.1 PLC控制模块的故障诊断方法 179
5.5.2与PLC有关的故障特点 180
5.5.3 PLC故障检测显示 181
5.6与PLC有关的故障检测思路和实例 181
5.6.1根据故障号诊断故障 181
5.6.2根据动作顺序诊断故障 182
5.6.3根据控制对象的工作原理诊断故障 183
5.6.4根据PLC的I/O状态诊断故障 184
5.6.5通过PLC梯形图诊断故障 186
5.6.6动态跟踪梯形图诊断故障 187
第6章 数控主轴驱动系统的故障诊断 189
6.1主轴驱动系统 189
6.1.1数控机床主轴驱动系统的分类 189
6.1.2不同类型主轴系统的特点和使用范围 190
6.1.3常用的主轴驱动系统 192
6.1.4主轴定向控制方案 194
6.2直流主轴伺服系统 195
6.2.1直流主轴驱动系统的控制回路与主电路 195
6.2.2直流主轴伺服系统的故障诊断及排除 198
6.2.3故障诊断实例 201
6.3交流主轴驱动系统 203
6.3.1交流主轴驱动系统的特点 204
6.3.2交流主轴驱动系统的原理 204
6.3.3交流伺服主轴驱动系统常见故障诊断及排除 206
6.3.4故障诊断实例 208
6.4主轴通用变频器 210
6.4.1变频器技术 211
6.4.2通用变频器的组成及端子功能 211
6.4.3 CNC系统与变频器的信号流程 212
6.4.4变频器功能参数的设定及操作 215
6.4.5 SIEMENS MICROMASTER 420型通用变频器 216
6.4.6变频器的参数及故障诊断 217
6.4.7通用变频器常见的报警及保护 220
6.4.8通用变频器常见的故障诊断及处理 221
6.4.9通用变频器故障诊断实例 223
第7章 数控伺服驱动系统的故障诊断 225
7.1伺服系统的结构与工作原理 225
7.1.1伺服系统的组成 225
7.1.2伺服系统的工作原理 226
7.1.3伺服系统的类型 228
7.1.4数控机床对进给伺服系统的要求 231
7.1.5进给伺服系统的基本形式 232
7.2伺服驱动系统 235
7.2.1直流伺服驱动系统 235
7.2.2交流伺服系统 237
7.3进给伺服系统的故障诊断及其排除 238
7.3.1故障的现象、原因及其排除 239
7.3.2故障定位 243
7.3.3故障诊断与维修实例 244
7.4步进电动机驱动系统的故障诊断及其排除 247
7.4.1步进电动机的结构原理及分类 248
7.4.2步进电动机驱动器STEPDRIVE C（或STEPDRIVE C+） 249
7.4.3步进电动机驱动系统的故障诊断分析 250
7.4.4操作错误引起的进给故障 253
7.4.5机床数据错误引起的进给故障 254
7.4.6故障诊断与维修实例 255
第8章 数控位置检测装置的故障诊断 258
8.1数控机床的位置检测装置 258
8.1.1检测装置的分类 258
8.1.2数控机床对检测元体和位置检测装置的要求 260
8.2旋转编码器的原理及故障诊断 261
8.2.1增量式旋转编码器 261
8.2.2绝对式旋转编码器 262
8.2.3编码器在数控机床中的应用 264
8.2.4位置检测装置的故障诊断 267
8.2.5光电脉冲编码器的故障诊断与维修 269
8.3光栅尺的原理及故障诊断 277
8.3.1光栅的结构和原理 277
8.3.2信号处理 281
8.3.3光栅尺的维修 281
8.3.4故障诊断与维修实例 282
8.4旋转变压器和感应同步器的原理及故障诊断 284
8.4.1旋转变压器 284
8.4.2感应同步器 286
8.4.3旋转变压器和感应同步器的维修 288
8.5磁栅的原理及故障诊断 289
8.5.1磁栅 289
8.5.2磁性标尺 290
8.5.3拾磁磁头 290
8.5.4故障诊断与维修实例 293
参考文献 294