本书详细介绍了以下内容：数控机床的类型、体系结构及故障特点，数控机床的检验、验收与日常维护，数控机床的电气控制，进给伺服驱动系统，主轴伺服驱动系统，数控机床PLC，CNC数控装置等。
本书内容按项目任务方式编排，配套大量实例。同时附有思考题及习题，强调理论联系实际，突出数控机床关键技术的介绍，强调实际应用。

突出数控机床关键技术的介绍，配以实例，强调实际应用。

帅旗，广东省科学技术职业学院专职教师，10多年来一直从事数控技术、数控加工、机械自动化方面的教学与科研工作，具有丰富的数控机床装调与维修经验。

目 录
项目一 数控机床的类型、体系结构及故障特点 1
任务一 数控机床分类及应用 2
一、按工艺类型分类 2
二、按运动轨迹分类 5
任务二 数控机床的体系结构与主要数控系统 6
一、数控机床的体系结构 6
二、数控技术的主要概念 7
三、主要数控系统 8
任务三 数控机床的发展趋势 9
任务四 数控机床的常见故障及其特点 10
一、数控机床的故障特点 10
二、数控机床常见故障的分类 11
任务五 数控机床维修准备及维修原则 13
一、维修技术准备 13 目 录
项目一 数控机床的类型、体系结构及故障特点 1
任务一 数控机床分类及应用 2
一、按工艺类型分类 2
二、按运动轨迹分类 5
任务二 数控机床的体系结构与主要数控系统 6
一、数控机床的体系结构 6
二、数控技术的主要概念 7
三、主要数控系统 8
任务三 数控机床的发展趋势 9
任务四 数控机床的常见故障及其特点 10
一、数控机床的故障特点 10
二、数控机床常见故障的分类 11
任务五 数控机床维修准备及维修原则 13
一、维修技术准备 13
二、必要的维修器具与备件 14
三、数控机床故障诊断与维修应遵循的基本原则 15
思考与练习题 16
项目二 数控机床的检验、验收及日常维护 17
任务一 数控机床的安装调试 18
一、数控机床安装前的技术条件准备 18
二、数控机床的检查调整 20
任务二 数控机床检验及验收 21
一、数控机床检验及验收的常用工具 21
二、数控机床精度检验 23
任务三 数控机床的日常维护 26
一、数控机床的日常维护管理措施 26
二、数控机床的日常维护内容 27
思考与练习题 28
项目三 数控机床的电气控制 29
任务一 数控机床电气控制的主要元器件及电气符号 30
任务二 数控机床典型电气控制回路 36
一、自锁控制回路 36
二、互锁控制回路 37
三、工作台自动往返控制回路 37
四、点动与长动控制 38
五、异步电动机典型控制回路 38
六、直流电动机典型控制回路 40
任务三 数控机床电源类故障及抗干扰措施 42
一、数控机床电源组成及常见故障 42
二、数控机床干扰源及抗干扰措施 44
三、故障诊断案例 47
思考与练习题 49
项目四 数控机床进给伺服驱动系统 51
任务一 数控机床进给伺服驱动系统的构成及种类 52
任务二 数控机床步进驱动系统 54
一、反应式步进电动机的工作方式 55
二、混合式步进电动机的工作方式 56
三、步进电动机的细分控制技术 58
四、步进电动机的运行特性 59
五、步进驱动器的工作方式 60
六、步进电动机的连接 62
七、故障诊断案例 63
任务三 数控机床直流伺服驱动系统 64
一、直流电动机的结构 65
二、直流电动机的运行原理 67
三、直流电动机的分类 68
四、直流伺服电动机的调速 70
五、直流电动机的连接 75
六、故障诊断案例 76
任务四 数控机床交流伺服驱动系统 78
一、交流异步电动机的结构及运行原理 78
二、交流同步电动机的结构及运行原理 81
三、交流伺服电动机的调速 82
四、SPWM型变频方式 83
五、交流伺服驱动系统 85
六、交流伺服驱动系统常见故障及故障原因 89
七、故障诊断案例 91
任务五 数控机床进给伺服驱动系统的常见接口 93
一、电源接口 93
二、指令接口 94
三、控制接口 97
四、状态与安全报警接口 98
五、通信接口 98
六、反馈接口 98
七、电动机电源接口 98
思考与练习题 99
项目五 数控机床的主轴伺服驱动系统 101
任务一 直流主轴系统 103
一、直流主轴驱动方式 103
二、西门子SIMOREG_V5直流主轴驱动 104
三、直流主轴驱动常见故障及故障原因 105
四、直流主轴驱动故障案例 106
任务二 交流主轴系统 107
一、交流主轴配置方式 107
二、交流变频矢量控制 108
三、交流主轴驱动方式 111
三、交流主轴常见故障 116
四、交流主轴驱动故障案例 118
思考与练习题 121
项目六 数控机床的PLC系统 123
任务一 可编程控制器的基本结构及工作原理 124
一、数控机床可编程控制器的作用 124
二、数控机床可编程控制器的分类 125
三、数控机床可编程控制器的信息传递 126
任务二 FANUC可编程控制器 126
一、FANUC PMC地址分配 126
二、FANUC PMC程序结构 130
三、FANUC PMC基本指令 130
四、FANUC PMC功能指令 132
五、FANUC PMC报警功能 148
任务三 西门子可编程控制器 149
一、西门子802Dsl信号分配及传递 149
二、西门子802Dsl PLC程序常用指令 152
三、西门子802Dsl PLC程序结构 155
四、西门子802Dsl系统PLC报警功能 168
任务四 华中世纪星系统可编程控制器 169
一、华中世纪星系统的PLC结构及信号分配及传递 169
二、华中世纪星系统的PLC程序编制 170
思考与练习题 172

项目七 数控机床的CNC数控装置体系结构 173
任务一 数控机床的CNC数控装置的基本结构及工作原理 174
一、CNC数控装置的功能 174
二、CNC数控装置的硬件结构 176
三、CNC数控装置的软件结构 178
任务二 FANUC CNC数控装置 180
一、FANUC数控装置的类型 180
二、FS 0i系统数控装置的结构 182
三、FANUC数控装置的数据文件备份 185
四、FANUC数控装置系统报警 188
任务三 西门子CNC数控装置 191
一、西门子数控系统的类型 191
二、西门子802Dsl系统的数控装置结构 193
三、西门子数控装置的数据文件备份 195
四、西门子802Dsl系统报警 197
任务四 华中数控装置 197
一、华中数控系统类型 197
二、华中世纪星HNC-21系列数控装置结构 199
三、华中系统软件存储 201
四、华中系统故障报警 201
任务五 数控系统回参考点的故障诊断与维修 202
一、机床回参考点的原理及方式 202
二、机床回参考点故障原因 204
三、数控机床回参考点故障举例 205
任务六 数控机床急停报警故障分析与诊断 206
一、急停回路电路原理 206
二、急停报警故障原因 207
二、急停报警故障举例 207
任务七 数控机床系统参数设置 208
一、系统参数 209
二、通道参数 209
三、坐标轴参数 209
四、轴补偿参数 211
思考和练习题 211
参考文献 212

前 言
我国是制造业大国，数控机床在国内制造业中被大量采用。随着我国工业的进一步发展，数控机床的市场需求将保持高速增长，特别是高端数控机床将有更大的市场空间。先进数控技术在数控机床中的普及应用的速度也越来越快，例如，为了使主轴运行更加稳定、高效、精确，数控机床采用了专用串行主轴放大器与专用主轴电动机结构；进给轴接口信号连接由过去模拟量信号接口形式发展到脉冲数字信号接口形式；近来光缆串行总线式结构形式得到普及，使数控系统连接更加简捷，系统抗干扰能力更好；数控伺服驱动控制中的矢量控制、脉冲宽度调制（PWM）技术不断改进发展，驱动器中核心部件也大量采用了数字信号处理器（Digital Signal Processor）、FPGA现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array），功率变换器件采用智能功率模块IPM部件。随着数控机床整个行业的发展，社会对从事数控机床的装配、调试、检测、维修、维护工作的高技术人才的需求很大。
数控机床结构复杂，涉及电气、液压、气动、自动控制、计算机技术、机械等多个领域，对初学者来说学习难度较大。本书编写主要是为了满足高等职业院校数控技术、机电一体化专业的课程教学需要，书中内容以项目—任务方式进行编排，力求使理论与实际应用相结合。本书内容突出实践性，配有一系列的实例，使学生通过本书的学习能进行一些相关技术操作实践，完成一些基础项目内容的训练。
在国内数控机床行业中，FANUC、西门子、华中数控的数控系统及相关数控产品应用较广，所占市场份额很大。本书主要围绕该三大系统，详细介绍主轴驱动、进给驱动、PLG结构应用及数控系统等相关内容，并且突出介绍了在国内应用较为广泛的FANUC 0系统、西门子802系统、华中世纪星系统。
本书由帅旗主编，彭朝阳、袁金城担任副主编。参与本书编写的还有马雪洁、孙宏军、周劲松、黄东。在此感谢珠海旺磐精密机械有限公司作为合作单位对本书提供的支持。
尽管我们为本书付出十分的努力和心血，仍不免存在欠妥之处，敬请广大读者批评指正。

编 者
2014年