本书以加工中心／数控铣床的电气故障诊断与维修为主题，以SIEMENS系统的结构和维修作为介绍重点，从故障诊断与维修的基础与方法入手，详细介绍了数控系统、进给伺服驱动系统、主轴驱动系统、机床可编程控制器、数控机床接口以及常见的数控机床电气的工作原理和维修技术，深入浅出地阐明了加工中心／数控铣床电气故障诊断的理论依据：系统地叙述了故障诊断与维修的基本方法和步骤：通过具体实例，介绍了故障的分析与处理的过程。翔实可靠的维修实例，便于读者快速理解和掌握维修技术。

本书可作为维修电工、制造业基层技术人员、中高级技术工人的学习参考用书，也可作为机电类大中专学生及各类数控培训班的教学用书。

1加工中心电气维修基础1

1.1加工中心的基本概念1

1.1.1加工中心的工作原理1

1.1.2加工中心的基本结构2

1.2加工中心电气控制系统2

1.3加工中心故障诊断及维护的基本技术7

1.3.1常见电气故障分类7

1.3.2故障诊断的方法8

1.3.3电气维修与故障的排除方法10

2数控机床强电故障分析14

2.1数控机床电器类别及其作用14

2.1.1配电电器14

2.1.2控制电器14

2.1.3执行电器14

2.2数控机床常用电器与故障分析14

2.2.1熔断器熔断机理与故障分析14

2.2.2开关失效与实例分析16

2.2.3空气断路器故障分析18

2.2.4继电器、接触器、执行器常见故障分析20

2.2.5机床电器故障分析小结28

2.3机床电气原理图简介29

2.3.1电气控制线路图中的图形符号和文字符号29

2.3.2电气原理图29

2.3.3电气元件布置图31

2.3.4电气安装接线图32

思考题33

3数控系统故障诊断与维修34

3.1数控系统的结构和主要故障34

3.1.1CNC系统的结构和特点34

3.1.2CNC系统的主要故障35

3.2典型数控系统介绍(SIEMENS)37

3.2.1SIEMENS数控系统37

3.2.2SIEMENS数控系统功能特点39

3.2.3SIEMENS数控系统控制面板39

3.2.4SIEMENS 802D系统的基本操作41

3.2.5SIEMENS数控系统构成43

3.3数控系统软件故障诊断与维修47

3.3.1机床数控系统的软件配置47

3.3.2软件故障产生原因分析49

3.3.3软件故障排除方法49

3.3.4SIEMENS系统的软件故障维修50

3.3.5参数调整50

3.4数控系统硬件故障诊断与维修51

3.4.1CNC系统硬件故障现象及其成因51

3.4.2SIEMENS系统硬件故障的诊断54

3.5数控系统的抗干扰56

3.5.1常见的干扰源56

3.5.2抗干扰的措施57

3.6维修实例60

4加工中心PLC控制的故障诊断70

4.1数控系统与PLC70

4.1.1PLC在数控机床中的配置方式70

4.1.2PLC与外部的信息交换71

4.1.3数控系统中PLC的分类71

4.2数控机床PLC指令与编程73

4.2.1STEP5语言的表达形式73

4.2.2STEP5语言的程序构成73

4.2.3西门子810系统PLC的程序结构74

4.2.4STEP5语句74

4.2.5梯形图符号75

4.2.6STEP5语言的基本操作75

4.3PLC的软件结构与PLC故障诊断86

4.3.1PLC的软件结构86

4.3.2数控机床PLC故障的表现形式87

4.3.3数控机床PLC故障诊断的方法89

4.4PLC常见故障维修实例92

4.5加工中心刀库故障实例分析94

5进给伺服系统的故障诊断与维修96

5.1进给伺服系统概述96

5.1.1数控机床进给伺服系统的基本形式96

5.1.2直流进给伺服驱动系统98

5.1.3交流伺服驱动系统101

5.2进给伺服系统故障维修技巧104

5.2.1进给伺服系统的故障形式104

5.2.2注意变频器的电源显示及故障显示105

5.2.3注意伺服单元熔断器熔断或断路器切断故障105

5.2.4注意进给伺服系统进给轴动态跟踪误差类故障106

5.2.5注意伺服系统过热故障的处理106

5.2.6注意进给伺服系统高电压报警106

5.2.7注意进给伺服系统大电流报警107

5.2.8注意进给伺服系统过载报警107

5.2.9注意进给伺服系统电压过低报警107

5.2.10伺服系统速度反馈断线报警107

5.2.11注意进给伺服系统的超程或过冲107

5.2.12注意伺服运动的失控故障107

5.3SIEMENS伺服系统的故障诊断与维修108

5.3.16RA26系列直流伺服系统的故障诊断与维修108

5.3.2611A系列交流模拟伺服驱动系统的故障诊断与维修112

5.3.3611U/Ue系列数字式交流伺服驱动系统的故障诊断与维修123

5.4进给伺服系统故障维修实例127

6主轴驱动系统故障诊断与维修133

6.1主轴驱动系统概述133

6.1.1直流主轴驱动系统133

6.1.2交流主轴驱动系统135

6.2主轴伺服系统的故障分析136

6.2.1外界干扰136

6.2.2主轴过载136

6.2.3主轴定位抖动136

6.2.4主轴转速与进给不匹配137

6.2.5转速偏离指令值137

6.2.6主轴异常噪声及振动137

6.2.7主轴电动机不转137

6.3SIEMENS 650系列主轴驱动系统故障诊断与维修137

6.3.1650系列主轴驱动的原理与结构138

6.3.2650主轴驱动故障诊断与维修140

6.4SIEMENS 611A系列主轴驱动系统故障诊断与维修148

6.4.1611A系列主轴驱动的结构与连接148

6.4.2611A系列主轴驱动的故障诊断与维修153

6.5维修实例分析156

7数控机床接口及典型数控系统连接165

7.1SIEMENS 802D系统各主要单元接口166

7.1.1基本结构与部件说明166

7.1.2系统的连接168

7.2SIEMENS系统I/O信号与系统自诊断171

7.2.1I/O信号的构成171

7.2.2I/O信号状态的显示与输出模拟172

7.2.3系统自诊断174

7.3SIEMENS 802D系统CNC调整与设定176

7.3.1CNC的调试176

7.3.2机床参数179

8检测反馈系统的故障分析与处理187

8.1常用检测反馈元件187

8.1.1光栅187

8.1.2光电脉冲编码器187

8.1.3感应同步器188

8.1.4旋转变压器189

8.1.5测速发电机189

8.1.6磁栅尺189

8.2常见故障分析与处理190

8.2.1故障形式190

8.2.2位置检测的故障诊断190

8.2.3速度反馈故障诊断194

附录1数控机床维修的安全操作规程196

附录2SIEMENS 802D系统常见报警总览198

参考文献209