第1章 数控机床概论 1
1.1 数控机床的工作原理 1
1.1.1 数控机床的产生 1
1.1.2 数控机床的发展 2
1.1.3 数控机床的特点 2
1.1.4 数控机床的工作原理 4
1.2 数控机床的组成 7
1.2.1 数控系统 7
1.2.2 常用数控机床系统 16
1.2.3 伺服系统与机床本体 19
1.3 数控机床的分类 22
1.3.1 按数控机床运动轨迹分类 22
1.3.2 按数控机床伺服系统分类 24
1.3.3 按数控机床功能水平分类 26
1.3.4 按加工工艺及机床用途分类 27
1.4 SIEMENS数控系统 28
1.4.1 SIEMENS 802系列数控系统 28
1.4.2 SIEMENS 840D系列数控系统 31
第2章 数控机床常用低压电器 39
2.1 接触器 39
2.1.1 交流接触器 39
2.1.2 直流接触器 40
2.1.3 接触器的主要技术参数 41
2.1.4 接触器的型号含义 43
2.1.5 接触器常见故障与维护要求 44
2.2 继电器 44
2.2.1 电压、电流继电器 44
2.2.2 中间继电器 45
2.2.3 热继电器 46
2.2.4 时间继电器 48
2.2.5 速度继电器 50
2.3 低压断路器 51
2.3.1 塑料外壳式断路器 51
2.3.2 小型断路器 52
2.3.3 低压断路器的选择 53
2.4 熔断器与主令电器 54
2.4.1 熔断器 54
2.4.2 开关 56
2.5 电源变压器 64
2.5.1 变压器 64
2.5.2 直流稳压电源 66
第3章 数控检测装置 69
3.1 数控检测装置的分类与性能要求 69
3.1.1 数控检测装置的分类 69
3.1.2 数控检测装置的性能要求 70
3.2 光栅 71
3.2.1 光栅的分类 71
3.2.2 光栅的组成和工作原理 72
3.2.3 光栅的安装 74
3.2.4 光栅位移-数字变换电路 75
3.3 脉冲编码器 77
3.3.1 增量式编码器 77
3.3.2 绝对值式编码器 78
3.3.3 编码器的维护 79
3.4 感应同步器 79
3.4.1 感应同步器的结构与分类 79
3.4.2 感应同步器的工作原理和信号处理方式 80
3.4.3 感应同步器的使用 82
3.5 旋转变压器 82
3.5.1 旋转变压器的工作原理 82
3.5.2 旋转变压器的工作方式 83
3.6 磁栅 84
3.6.1 磁栅的特点 84
3.6.2 磁栅的结构 84
3.6.3 磁栅工作原理 85
第4章 SIEMENS系统的故障诊断与维修 87
4.1 数控机床维修的基本要求 87
4.1.1 数控机床维护的基本含义、目的与内容 87
4.1.2 数控机床维修工作的安全规范 88
4.1.3 数控机床维修基本要求 89
4.2 数控机床维护中故障的分析方法 92
4.2.1 数控机床常见故障、分类与分析方法 92
4.2.2 故障维修的基本步骤 95
4.3 数控机床故障诊断与维护的常用仪器 100
4.3.1 万用表 100
4.3.2 示波器 100
4.3.3 PLC编程器 102
4.3.4 逻辑测试笔和脉冲信号笔 105
4.3.5 集成电路测试仪 106
4.3.6 短路追踪仪 109
4.3.7 逻辑分析仪 111
4.3.8 维修工具 113
4.4 SIEMENS系统故障诊断与维修 113
4.4.1 SIEMENS系统维修中数据的输入／输出 113
4.4.2 SIEMENS数控系统维修中屏幕显示与操作 119
4.4.3 SIEMENS系统的故障诊断与维修 125
4.4.4 SIEMENS系统的基本检查与信号诊断 129
第5章 SIEMENS系统伺服驱动系统的诊断维修 134
5.1 伺服系统概述 134
5.1.1 数控机床对伺服的基本要求 134
5.1.2 典型伺服系统的组成与分类 135
5.2 步进电动机 137
5.2.1 步进电动机的原理与类别 137
5.2.2 步进电动机的控制系统与选用 140
5.3 直流伺服电动机 143
5.3.1 直流伺服电动机及工作特性 143
5.3.2 直流伺服电动机的速度控制方法 148
5.4 交流伺服电动机 150
5.4.1 概述 150
5.4.2 变频调速技术 153
5.5 主轴驱动与控制 156
5.5.1 基本要求与控制 156
5.5.2 主轴准停控制 158
5.6 驱动系统常见故障及其维修 162
5.6.1 步进电动机伺服驱动系统的维修 162
5.6.2 直流进给伺服系统故障诊断 164
5.6.3 SIEMENS主轴驱动系统的故障诊断与排除 169
第6章 SIEMENS数控系统PLC故障诊断 177
6.1 PLC的组成与工作原理 177
6.1.1 PLC的特点与分类 177
6.1.2 PLC的组成与工作原理 179
6.2 PLC在SIEMENS系统数控机床上的应用 183
6.2.1 切削液控制 183
6.2.2 导轨润滑控制 186
6.2.3 就近换刀方向的判断 188
6.3 SIEMENS数控系统中的PLC 191
6.3.1 数控系统内置PLC接口地址的分配 192
6.3.2 与系统内置PLC相关的操作 194
6.4 SIEMENS数控系统PLC故障诊断 200
6.4.1 系统DI/O板接线电平 200
6.4.2 故障诊断 202
第7章 SIEMENS数控系统故障维修实例 205
7.1 CNC单元故障维修实例 205
7.1.1 SIEMENS系统软件出错故障诊断维修 205
7.1.2 SIEMENS系统硬件出错故障诊断维修 207
7.1.3 SIEMENS外部干扰引起的故障诊断维修 208
7.1.4 急停报警故障诊断维修 210
7.1.5 系统手动操作故障诊断维修 211
7.2 参考点报警与自动运行故障的诊断维修 213
7.2.1 回参考点位置调整不当引起的故障诊断维修 213
7.2.2 自动运行的故障诊断维修 216
7.3 SIEMENS伺服驱动系统故障维修 219
7.3.1 SIEMENS直流伺服驱动系统故障诊断维修 219
7.3.2 SIEMENS交流伺服驱动系统故障诊断维修 221
7.3.3 SIEMENS主轴驱动系统故障诊断维修 226
7.4 其他故障诊断维修 228
7.4.1 机械部件的诊断维修 228
7.4.2 操作、编程故障诊断维修 229
参考文献 231