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前言1

第1章 数控机床概述1

1．1 数控机床的基本原理1

1．1．1 数字控制与数控机床的概念1

1．1．2 数控机床的组成2

1．1．3 数控机床的加工过程3

1．1．4 计算机数控系统的工作过程4

1．1．5 计算机数控系统的工作过程实例5

1．2 数控机床的主要性能指标及要求7

1．2．1 数控机床的特点及适用范围7

1．2．2 数控机床的主要性能指标8

1．2．3 数控机床总体设计要求10

1．3 数控机床的分类10

1．3．1 按刀具与工件相对运动轨迹分类10

1．3．2 按伺服系统控制方式分类11

1．3．3 按加工工艺用途分类12

1．3．4 按可控制联动的坐标轴数分类13

1．3．5 按控制系统功能水平分类14

1．4 数控机床电气控制系统的发展状况14

1．4．1 数控机床的产生和发展历程14

1．4．2 数控机床的发展趋势15

第2章 机床电气控制电路17

2．1 常用低压电器的图形和文字符号17

2．1．1 低压刀开关、断路器17

2．1．2 熔断器19

2．1．3 接触器20

2．1．4 继电器21

2．1．5 控制按钮27

2．1．6 行程开关27

2．2 电气控制电路29

2．2．1 电气控制电路的类型和特点29

2．2．2 电气原理图、接线图和电气设备安装图29

2．2．3 绘制电气控制电路的一般原则31

2．2．4 电气原理图和接线图的绘制33

2．2．5 电气原理图的阅读35

第3章 进给伺服驱动系统36

3．1 伺服系统的组成36

3．2 数控机床对伺服系统的要求36

3．3 伺服系统的分类和发展37

3．3．1 伺服系统的分类37

3．3．2 伺服系统的发展41

3．4 交流伺服电动机的变频调速43

3．4．1 交流电动机的调速原理43

3．4．2 交流伺服电动机44

3．4．3 变频调速技术48

3．5 交流伺服系统的发展趋势63

3．6 进给运动系统参数的设定64

3．6．1 FANUC系统参数的设置和调整64

3．6．2 西门子802CBL系统参数的设置和调整70

第4章 数控机床的主轴系统76

4．1 数控机床对主轴的基本要求76

4．2 主轴常见的变速方式76

4．3 典型数控机床主轴部件85

4．3．1 数控车床的主轴部件85

4．3．2 车削中心的主轴传动系统86

4．3．3 加工中心主轴的准停和刀具装夹87

4．4 数控机床主轴驱动控制91

4．4．1 直流主轴驱动91

4．4．2 交流主轴驱动93

第5章 可编程序控制器的控制技术99

5．1 通用PLC的工作原理、组成和分类99

5．1．1 PLC的工作原理99

5．1．2 PLC的应用范围99

5．1．3 PLC的分类100

5．1．4 PLC的主要特点100

5．1．5 通用型PLC主要性能指标101

5．1．6 通用型PLC系统软硬件组成101

5．1．7 PLC的编程语言102

5．1．8 PLC的工作原理103

5．2 数控机床用PLC105

5．3 FANUC PLC简介107

5．4 PMC与数控系统和数控机床的接口信号109

5．4．1 NC侧与MT侧的概念109

5．4．2 数控机床接口110

5．4．3 输入、输出信号规范111

5．5 FANUC－PMC内部软件、基本逻辑指令及编程方法114

5．5．1 FANUC－PMC的特点114

5．5．2 FANUC－PMC信号、继电器地址114

5．5．3 FANUC－PMC梯形图的表示符号115

5．6 FANUC数控系统PMC的基本指令和编程方法116

5．6．1 PMC的基本指令和功能指令116

5．6．2 FANUC数控系统PMC编程方法举例122

5．7 梯形图124

5．7．1 梯形图的概念124

5．7．2 梯形图的符号和地址124

5．7．3 梯形图的结构127

5．7．4 梯形图与继电器逻辑电路在运行时的差别127

5．7．5 第一级顺序程序和第二、三级顺序程序128

5．8 FANUC－PMC诊断功能的利用130

第6章 数控机床故障维修实例134

6．1 数控机床返回参考点控制及常见故障分析134

6．2 数控车床刀架控制及故障分析142

6．3 加工中心自动换刀装置及常见故障分析157

6．4 数控机床操作中常见故障及解决方法164

6．5 数控机床超程故障及处理方法166

6．6 系统电源的工作原理及常见故障分析167

第7章 数控机床机械、气路、油路调试维修与诊断171

7．1 机械部位调试维修与诊断171

7．1．1 主传动系统171

7．1．2 主轴部件172

7．1．3 进给系统的结构原理和维修178

7．2 气路调试维修与诊断200

7．3 油路调试维修与诊断201

7．3．1 液压系统常见故障的特征202

7．3．2 液压元件常见故障及排除202

第8章 系统参数调整与修改207

8．1 开环系统参数调整207

8．2 半闭环系统调整211

8．3 闭环系统调整216

第9章 数控机床安装调试218

9．1 急停与回零安装调试218

9．2 硬体极限过行程解除安装调试218

9．3 伺服轴控制调试218

9．4 主轴控制调试220

9．5 记忆体保护及门锁开关调试223

9．6 切削液及排屑机功能调试223

9．7 刀库及刀具交换调试224

9．8 托板交换及第四轴（B轴）功能调试228

9．9 主轴油冷系统（空调机）调试230

9．10 位置检测系统调试230

第10章 数控机床故障维修与诊断233

10．1 系统故障维修与诊断233

10．2 主轴故障维修与诊断243

10．3 进给伺服故障维修与诊断253

10．4 刀库故障维修与诊断280

10．5 工作台故障维修与诊断283

10．6 机械故障与诊断284

10．7 其他故障与诊断288

附录292

附录A 主要数控机床型号与生产企业292

附录B 主要数控机床的数控系统与生产企业293

参考文献294