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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PLC191

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