本書詳細介紹了以下內容：數控機床的類型、體系結構及故障特點，數控機床的檢驗、驗收與日常維護，數控機床的電氣控制，進給伺服驅動系統，主軸伺服驅動系統，數控機床PLC，CNC數控裝置等。
本書內容按項目任務方式編排，配套大量實例。同時附有思考題及習題，強調理論聯系實際，突出數控機床關鍵技術的介紹，強調實際應用。
突出數控機床關鍵技術的介紹，配以實例，強調實際應用。
帥旗，廣東省科學技術職業學院專職教師，10多年來一直從事數控技術、數控加工、機械自動化方面的教學與科研工作，具有豐富的數控機床裝調與維修經驗。
目 錄
項目一 數控機床的類型、體系結構及故障特點 1
任務一 數控機床分類及應用 2
一、按工藝類型分類 2
二、按運動軌跡分類 5
任務二 數控機床的體系結構與主要數控系統 6
一、數控機床的體系結構 6
二、數控技術的主要概念 7
三、主要數控系統 8
任務三 數控機床的發展趨勢 9
任務四 數控機床的常見故障及其特點 10
一、數控機床的故障特點 10
二、數控機床常見故障的分類 11
任務五 數控機床維修準備及維修原則 13
一、維修技術準備 13 目 錄
項目一 數控機床的類型、體系結構及故障特點 1
任務一 數控機床分類及應用 2
一、按工藝類型分類 2
二、按運動軌跡分類 5
任務二 數控機床的體系結構與主要數控系統 6
一、數控機床的體系結構 6
二、數控技術的主要概念 7
三、主要數控系統 8
任務三 數控機床的發展趨勢 9
任務四 數控機床的常見故障及其特點 10
一、數控機床的故障特點 10
二、數控機床常見故障的分類 11
任務五 數控機床維修準備及維修原則 13
一、維修技術準備 13
二、必要的維修器具與備件 14
三、數控機床故障診斷與維修應遵循的基本原則 15
思考與練習題 16
項目二 數控機床的檢驗、驗收及日常維護 17
任務一 數控機床的安裝調試 18
一、數控機床安裝前的技術條件準備 18
二、數控機床的檢查調整 20
任務二 數控機床檢驗及驗收 21
一、數控機床檢驗及驗收的常用工具 21
二、數控機床精度檢驗 23
任務三 數控機床的日常維護 26
一、數控機床的日常維護管理措施 26
二、數控機床的日常維護內容 27
思考與練習題 28
項目三 數控機床的電氣控制 29
任務一 數控機床電氣控制的主要元器件及電氣符號 30
任務二 數控機床典型電氣控制回路 36
一、自鎖控制回路 36
二、互鎖控制回路 37
三、工作臺自動往返控制回路 37
四、點動與長動控制 38
五、異步電動機典型控制回路 38
六、直流電動機典型控制回路 40
任務三 數控機床電源類故障及抗干擾措施 42
一、數控機床電源組成及常見故障 42
二、數控機床干擾源及抗干擾措施 44
三、故障診斷案例 47
思考與練習題 49
項目四 數控機床進給伺服驅動系統 51
任務一 數控機床進給伺服驅動系統的構成及種類 52
任務二 數控機床步進驅動系統 54
一、反應式步進電動機的工作方式 55
二、混合式步進電動機的工作方式 56
三、步進電動機的細分控制技術 58
四、步進電動機的運行特性 59
五、步進驅動器的工作方式 60
六、步進電動機的連接 62
七、故障診斷案例 63
任務三 數控機床直流伺服驅動系統 64
一、直流電動機的結構 65
二、直流電動機的運行原理 67
三、直流電動機的分類 68
四、直流伺服電動機的調速 70
五、直流電動機的連接 75
六、故障診斷案例 76
任務四 數控機床交流伺服驅動系統 78
一、交流異步電動機的結構及運行原理 78
二、交流同步電動機的結構及運行原理 81
三、交流伺服電動機的調速 82
四、SPWM型變頻方式 83
五、交流伺服驅動系統 85
六、交流伺服驅動系統常見故障及故障原因 89
七、故障診斷案例 91
任務五 數控機床進給伺服驅動系統的常見接口 93
一、電源接口 93
二、指令接口 94
三、控制接口 97
四、狀態與安全報警接口 98
五、通信接口 98
六、反饋接口 98
七、電動機電源接口 98
思考與練習題 99
項目五 數控機床的主軸伺服驅動系統 101
任務一 直流主軸系統 103
一、直流主軸驅動方式 103
二、西門子SIMOREG_V5直流主軸驅動 104
三、直流主軸驅動常見故障及故障原因 105
四、直流主軸驅動故障案例 106
任務二 交流主軸系統 107
一、交流主軸配置方式 107
二、交流變頻矢量控制 108
三、交流主軸驅動方式 111
三、交流主軸常見故障 116
四、交流主軸驅動故障案例 118
思考與練習題 121
項目六 數控機床的PLC系統 123
任務一 可編程控制器的基本結構及工作原理 124
一、數控機床可編程控制器的作用 124
二、數控機床可編程控制器的分類 125
三、數控機床可編程控制器的信息傳遞 126
任務二 FANUC可編程控制器 126
一、FANUC PMC地址分配 126
二、FANUC PMC程序結構 130
三、FANUC PMC基本指令 130
四、FANUC PMC功能指令 132
五、FANUC PMC報警功能 148
任務三 西門子可編程控制器 149
一、西門子802Dsl信號分配及傳遞 149
二、西門子802Dsl PLC程序常用指令 152
三、西門子802Dsl PLC程序結構 155
四、西門子802Dsl系統PLC報警功能 168
任務四 華中世紀星系統可編程控制器 169
一、華中世紀星系統的PLC結構及信號分配及傳遞 169
二、華中世紀星系統的PLC程序編制 170
思考與練習題 172
項目七 數控機床的CNC數控裝置體系結構 173
任務一 數控機床的CNC數控裝置的基本結構及工作原理 174
一、CNC數控裝置的功能 174
二、CNC數控裝置的硬件結構 176
三、CNC數控裝置的軟件結構 178
任務二 FANUC CNC數控裝置 180
一、FANUC數控裝置的類型 180
二、FS 0i系統數控裝置的結構 182
三、FANUC數控裝置的數據文件備份 185
四、FANUC數控裝置系統報警 188
任務三 西門子CNC數控裝置 191
一、西門子數控系統的類型 191
二、西門子802Dsl系統的數控裝置結構 193
三、西門子數控裝置的數據文件備份 195
四、西門子802Dsl系統報警 197
任務四 華中數控裝置 197
一、華中數控系統類型 197
二、華中世紀星HNC-21系列數控裝置結構 199
三、華中系統軟件存儲 201
四、華中系統故障報警 201
任務五 數控系統回參考點的故障診斷與維修 202
一、機床回參考點的原理及方式 202
二、機床回參考點故障原因 204
三、數控機床回參考點故障舉例 205
任務六 數控機床急停報警故障分析與診斷 206
一、急停回路電路原理 206
二、急停報警故障原因 207
二、急停報警故障舉例 207
任務七 數控機床系統參數設置 208
一、系統參數 209
二、通道參數 209
三、坐標軸參數 209
四、軸補償參數 211
思考和練習題 211
參考文獻 212
前 言
我國是制造業大國，數控機床在國內制造業中被大量采用。隨著我國工業的進一步發展，數控機床的市場需求將保持高速增長，特別是高端數控機床將有更大的市場空間。先進數控技術在數控機床中的普及應用的速度也越來越快，例如，為了使主軸運行更加穩定、高效、精確，數控機床采用了專用串行主軸放大器與專用主軸電動機結構；進給軸接口信號連接由過去模擬量信號接口形式發展到脈沖數字信號接口形式；近來光纜串行總線式結構形式得到普及，使數控系統連接更加簡捷，系統抗干擾能力更好；數控伺服驅動控制中的矢量控制、脈沖寬度調制（PWM）技術不斷改進發展，驅動器中核心部件也大量采用了數字信號處理器（Digital Signal Processor）、FPGA現場可編程門陣列（Field Programmable Gate Array），功率變換器件采用智能功率模塊IPM部件。隨著數控機床整個行業的發展，社會對從事數控機床的裝配、調試、檢測、維修、維護工作的高技術人才的需求很大。
數控機床結構復雜，涉及電氣、液壓、氣動、自動控制、計算機技術、機械等多個領域，對初學者來說學習難度較大。本書編寫主要是為了滿足高等職業院校數控技術、機電一體化專業的課程教學需要，書中內容以項目—任務方式進行編排，力求使理論與實際應用相結合。本書內容突出實踐性，配有一系列的實例，使學生通過本書的學習能進行一些相關技術操作實踐，完成一些基礎項目內容的訓練。
在國內數控機床行業中，FANUC、西門子、華中數控的數控系統及相關數控產品應用較廣，所占市場份額很大。本書主要圍繞該三大系統，詳細介紹主軸驅動、進給驅動、PLG結構應用及數控系統等相關內容，并且突出介紹了在國內應用較為廣泛的FANUC 0系統、西門子802系統、華中世紀星系統。
本書由帥旗主編，彭朝陽、袁金城擔任副主編。參與本書編寫的還有馬雪潔、孫宏軍、周勁松、黃東。在此感謝珠海旺磐精密機械有限公司作為合作單位對本書提供的支持。
盡管我們為本書付出十分的努力和心血，仍不免存在欠妥之處，敬請廣大讀者批評指正。
編 者
2014年
新書資訊