数控机床电气系统的装调与维修(第2版高职高专十三五规划教材)

本书基于数控机床制造与维修过程中电气控制系统装调与维修的工作任务，以FANUC?0i-Mate TC数控系统为载体，全面、系统地介绍了数控系统配置、数控系统及外围电路连接、PMC程序编制与调试、主轴及进给轴参数设置与调整、数控机床典型故障诊断等理论和实践知识。 本书精选数控机床电气系统装调与维修中典型案例项目作为教学内容，采用任务驱动的教学模式编写，即先提出学习任务，阐述该任务中涉及的理论知识，然后给出任务实施示范，让学生具体操作，在操作中进一步理解相关知识，并掌握相关技能。 本书理论与实践紧密结合，是体现教、学、做一体化的工学结合的教材，适合高职高专及成人教育学院的数控技术、数控设备应用与维护、机电一体化等专业的学生和教师使用，也适合一般数控技术培训班使用。

王建平，长沙航空职业技术学院，副教授 数控专业群负责人；研究方向：数控加工、数控维修。 一．.教育背景 1992.9—1996.7 湘潭大学机械制造专业，本科，获工学学士学位。 1999.6—2002.7 国防科技大学机电工程学院读硕士研究生，获工学硕士学位。 二．著译作品 数控编程与加工技术 机械工业出版社 数控机床装配、调试与维修 化学工业出版社 三．业务成果 1.本学院国家数控实训基地建设主持人； 2.2011年5月作为主教练，指导学生在湖南省数控机床装配、调试与维修技能竞赛中获一等奖； 3.2013年6月作为主教练，指导学生在湖南省职业院校数控机床装配、调试与维修技能竞赛中获二等奖。 4 2017年11月作为主教练，指导学生在湖南省职业院校数控机床装调与维修项目竞赛中获得二等奖。

项目一数控机床电气系统的连接1 任务1介绍数控机床及其所配数控系统的功能特点1 1.1数控机床控制任务1 1.2数控机床控制系统组成1 1.3数控机床规格指标和精度指标3 1.4FANUC数控系统特点、配置及选型4 1.5任务决策和实施14 任务2连接数控机床外围电气控制线路15 2.1常用电气元件及其功能15 2.2数控机床外围电气控制线路17 2.3任务决策和实施22 2.4检查和评估22 任务3连接FANUC-0iC（0i Mate C）数控系统24 3.1FANUC-0iC系统数控装置硬件结构和功能接口24 3.2数控系统的连接26 3.3任务决策和实施31 3.4检查和评估33 3.5任务拓展——数控系统抗干扰措施33 项目二数控机床数据的传输操作37 任务4使用RS-232接口进行机床数据的备份与恢复37 4.1机床数据分类与存储37 4.2RS-232异步串行通信数据格式38 4.3RS-232数据传输软件的使用38 4.4数控系统RS-232异步串行通信设定及数据传输的操作40 4.5任务决策和实施43 4.6检查和评估46 4.7知识拓展——数控机床与计算机RS-232-C通信电缆的连接46 任务5使用CF存储卡进行机床数据的备份与恢复48 5.1使用CF存储卡进行数控机床数据的系列传输48 5.2使用CF存储卡进行机床数据的分区传输51 5.3任务决策和实施54 5.4检查和评估54 5.5知识拓展——存储卡在线加工55 项目三数控机床PMC控制及应用57 任务6在数控系统中完成PMC程序的输入和编辑57 6.1FANUC PMC性能及规格57 6.2PMC的信号地址58 6.3PMC梯形图程序特点61 6.4PMC梯形图基本操作64 6.5任务决策和实施68 6.6检查和评估69 任务7使用一个普通按键控制一个指示灯的亮灭70 7.1PMC I/O装置的选型70 7.2PMC I/O Link地址设定71 7.3任务决策和实施73 7.4检查和评估74 7.5任务拓展——实现指示灯的闪烁控制75 任务8实现数控系统的工作方式选择76 8.1系统的工作方式76 8.2系统工作方式信号77 8.3系统工作方式的PMC控制77 8.4任务决策和实施80 8.5检查和评估81 任务9实现数控程序的运行控制82 9.1数控机床加工程序功能开关的用途及相关信号82 9.2操作面板加工程序功能开关的PMC控制83 9.3任务决策和实施85 9.4检查和评估85 9.5知识拓展——“FAPT LADDER-Ⅲ”传输软件的使用86 任务10实现数控机床倍率开关的功能91 10.1数控机床操作面板倍率开关的功能及倍率信号地址91 10.2倍率开关的PMC控制93 10.3任务决策和实施96 10.4检查和评估97 任务11实现数控机床M代码的控制功能98 11.1数控机床标准M代码的功能和使用说明98 11.2M代码控制时序99 11.3M代码PMC控制99 11.4任务决策和实施102 11.5检查和评估102 任务12实现数控车床的自动换刀控制103 12.1刀架工作原理103 12.2自动换刀的PMC控制104 12.3电动刀架控制中的常见故障110 12.4任务决策和实施110 12.5检查和评估112 12.6知识拓展——12工位就近选刀电动刀架的工作原理及其控制112 项目四主轴驱动系统调试与故障诊断117 任务13模拟量控制的主轴驱动系统的调试117 13.1数控机床主轴传动方式配置及特点117 13.2异步电动机变频调速原理119 13.3模拟量主轴驱动装置的连接120 13.4变频器功能参数设定及操作122 13.5任务决策和实施126 13.6检查和评估129 13.7知识拓展——变频器的调试130 任务14模拟量驱动主轴的故障分析和排除131 14.1变频器的报警代码及可能原因132 14.2典型故障的诊断133 14.3任务决策和实施134 14.4检查和评估135 14.5知识拓展——数控车床自动换挡控制及常见故障诊断135 任务15串行数字控制的主轴驱动系统的调试139 15.1串行数字主轴特点和产品系列140 15.2串行数字主轴的连接141 15.3串行数字主轴初始化操作及参数设定141 15.4串行数字主轴典型的反馈检测器配置142 15.5主轴准停控制148 15.6任务决策和实施149 15.7检查和评估151 任务16串行数字主轴的故障分析和排除152 16.1串行数字主轴主要的接口信号152 16.2串行数字主轴设定调整画面153 16.3串行数字主轴常见故障诊断155 16.4任务决策和实施159 16.5检查和评估161 16.6知识拓展——数控铣床和加工中心自动换挡控制及常见故障诊断161 项目五进给驱动系统调试与故障诊断165 任务17进给伺服系统的连接和调试165 17.1进给伺服系统的组成和功能特点165 17.2进给伺服系统的连接167 17.3伺服参数的初始化设定168 17.4伺服FSSB 设定171 17.5其他常用伺服参数设定和调整175 17.6任务决策和实施178 17.7检查和评估179 任务18数控机床回零调整和故障检修179 18.1挡块方式回零原理及其常见故障诊断180 18.2无挡块回零的设定和调整183 18.3任务决策和实施184 18.4检查和评估185 18.5知识拓展——采用距离编码式光栅尺的零点设定和调整186 任务19机床行程保护设置及超程故障处理187 19.1软件限位和硬件限位的设置187 19.2轴超程故障处理190 19.3任务决策和实施190 19.4检查和评估190 任务20进给伺服系统的故障分析和排除191 20.1伺服不能就绪报警（报警号“401”）191 20.2伺服过热报警192 20.3伺服移动误差过大报警（报警号为“411”）193 20.4伺服停止误差过大报警（报警号为“410”）194 20.5αi系列电源模块的报警代码及故障分析194 20.6αi系列伺服驱动模块的报警代码及故障分析196 20.7βi系列单轴驱动器的故障诊断与维修197 20.8交流伺服电动机的维修198 20.9任务决策和实施200 20.10检查和评估201 参考文献203