從零開始學SIEMENS數控系統故障診斷（簡體書）

《從零開始學SIEMENS數控系統故障診斷》以SIEMENS數控系統為基礎，從零入手，結合生產實際，深入淺出地闡述了SIEMENS數控系統硬件、軟件、可編程控制器（PLC）、伺服驅動系統等的故障診斷維修的理論根據；較為全面系統地敘述了故障診斷與維修的基本方法和步驟，並通過精選來自一線各類典型的故障，詳細地介紹了故障的診斷分析與處理過程，突出了內容的實用性與技術的綜合性。
《從零開始學SIEMENS數控系統故障診斷》可作為數控機床維修工作中的參考資料，也可作為數控技術應用專業以及機械、電子類學生的參考教材。

《從零開始學SIEMENS數控系統故障診斷》可作為數控機床維修工作中的參考資料，也可作為數控技術應用專業以及機械、電子類學生的參考教材。

數控機床是現代機械制造工業的重要技術裝備，也是先進制造業的基礎技術裝備。隨著科學技術的迅速發展，數控機床以其高效、高精度以及加工靈活可變的特點，在各行各業得到了越來越廣泛的應用。在許多場合，它已成為企業保證新產品質量、提高生產效率和管理水平的關鍵設備之一。目前我國使用的數控機床、數控系統種類繁多，通過科學的方法、行之有效的措施，迅速判別出故障發生的原因，隨時解決出現的問題，既是保證數控機床安全、可靠運行，提高設備使用率的關鍵所在，也是當前數控機床使用過程中亟待解決的問題。由于數控系統的結構在本質上是一致的，因此對不同類型的數控機床故障的診斷思路和維修方法基本相似。掌握一種數控機床的診斷維修技術，可采用類比的方法，對其他類型的數控機床進行診斷維修。
本書以SIEMENS數控系統為基礎，從零入手，結合生產實際，深入淺出地闡述了SIEMENS數控系統硬件、軟件、可編程控制器（PLC）、伺服驅動系統等的故障診斷維修的理論根據；較為全面系統地敘述了故障診斷與維修的基本方法和步驟，并通過精選來自一線各類典型的故障，具體詳細地介紹了故障的診斷分析與處理過程。
本書在編寫中注重了實用性和可操作性，力求能滿足數控設備人員自學和提高的需要。本書可作為數控機床維修工作中的參考資料，也可作為數控技術應用專業以及機械、電子類學生的參考教材。本書由王兵主編，段紅云、韓燕副主編，詹大成、張兵、曾艷、汪麗華、毛江華、靳力、李德軍參編。全書由王兵統稿。本書由廖斌審稿。另外，葉廣明、楊東、王平、邱言龍、周少玉、尹述軍等為本書編寫提供了幫助，在此一并表示感謝。本書在編寫過程中還得到了荊州技師學院數控技術應用專業的大力協助，在此表示衷心的感謝。
由于編者水平有限，書中難免有疏漏與不足之處，懇請廣大讀者批評、指正，以進一步提高本書的質量。
編者

第1章數控機床概論
1.1數控機床的工作原理
1.1.1數控機床的產生
1.1.2數控機床的發展
1.1.3數控機床的特點
1.1.4數控機床的工作原理
1.2數控機床的組成
1.2.1數控系統
1.2.2常用數控機床系統
1.2.3伺服系統與機床本體
1.3數控機床的分類
1.3.1按數控機床運動軌跡分類
1.3.2按數控機床伺服系統分類
1.3.3按數控機床功能水平分類
1.3.4按加工工藝及機床用途分類
1.4SIEMENS數控系統
1.4.1SIEMENS802系列數控系統
1.4.2SIEMENS840D系列數控系統

第2章數控機床常用低壓電器
2.1接觸器
2.1.1交流接觸器
2.1.2直流接觸器
2.1.3接觸器的主要技術參數
2.1.4接觸器的型號含義
2.1.5接觸器常見故障與維護要求
2.2繼電器
2.2.1電壓、電流繼電器
2.2.2中間繼電器
2.2.3熱繼電器
2.2.4時間繼電器
2.2.5速度繼電器
2.3低壓斷路器
2.3.1塑料外殼式斷路器
2.3.2小型斷路器
2.3.3低壓斷路器的選擇
2.4熔斷器與主令電器
2.4.1熔斷器
2.4.2開關
2.5電源變壓器
2.5.1變壓器
2.5.2直流穩壓電源

第3章數控檢測裝置
3.1數控檢測裝置的分類與性能要求
3.1.1數控檢測裝置的分類
3.1.2數控檢測裝置的性能要求
3.2光柵
3.2.1光柵的分類
3.2.2光柵的組成和工作原理
3.2.3光柵的安裝
3.2.4光柵位移—數字變換電路
3.3脈衝編碼器
3.3.1增量式編碼器
3.3.2絕對值式編碼器
3.3.3編碼器的維護
3.4感應同步器
3.4.1感應同步器的結構與分類
3.4.2感應同步器的工作原理和信號處理方式
3.4.3感應同步器的使用
3.5旋轉變壓器
3.5.1旋轉變壓器的工作原理
3.5.2旋轉變壓器的工作方式
3.6磁柵
3.6.1磁柵的特點
3.6.2磁柵的結構
3.6.3磁柵工作原理

第4章SIEMENS系統的故障診斷與維修
4.1數控機床維修的基本要求
4.1.1數控機床維護的基本含義、目的與內容
4.1.2數控機床維修工作的安全規范
4.1.3數控機床維修基本要求
4.2數控機床維護中故障的分析方法
4.2.1數控機床常見故障、分類與分析方法
4.2.2故障維修的基本步驟
4.3數控機床故障診斷與維護的常用儀器
4.3.1萬用表
4.3.2示波器
4.3.3PLC編程器
4.3.4邏輯測試筆和脈衝信號筆
4.3.5集成電路測試儀
4.3.6短路追蹤儀
4.3.7邏輯分析儀
4.3.8維修工具
4.4SIEMENS系統故障診斷與維修
4.4.1SIEMENS系統維修中數據的輸入/輸出
4.4.2SIEMENS數控系統維修中屏幕顯示與操作
4.4.3SIEMENS系統的故障診斷與維修
4.4.4SIEMENS系統的基本檢查與信號診斷

第5章SIEMENS系統伺服驅動系統的診斷維修
5.1伺服系統概述
5.1.1數控機床對伺服的基本要求
5.1.2典型伺服系統的組成與分類
5.2步進電動機
5.2.1步進電動機的原理與類別
5.2.2步進電動機的控制系統與選用
5.3直流伺服電動機
5.3.1直流伺服電動機及工作特性
5.3.2直流伺服電動機的速度控制方法
5.4交流伺服電動機
5.4.1概述
5.4.2變頻調速技術
5.5主軸驅動與控制
5.5.1基本要求與控制
5.5.2主軸准停控制
5.6驅動系統常見故障及其維修
5.6.1步進電動機伺服驅動系統的維修
5.6.2直流進給伺服系統故障診斷
5.6.3SIEMENS主軸驅動系統的故障診斷與排除

第6章SIEMENS數據系統PLC故障診斷
6.1PLC的組成與工作原理
6.1.1PLC的特點與分類
6.1.2PLC的組成與工作原理
6.2PLC在SIEMENS系統數控機床上的應用
6.2.1切削液控制
6.2.2導軌潤滑控制
6.2.3就近換刀方向的判斷
6.3SIEMENS數控系統中的PLC
6.3.1數控系統內置PLC接口地址的分配
6.3.2與系統內置PLC相關的操作
6.4SIEMENS數控系統PLC故障診斷
6.4.1系統DI／O板接線電平
6.4.2故障診斷

第7章SIEMENS數控系統故障維修實例
7.1CNC單元故障維修實例
7.1.1SIEMENS系統軟件出錯故障診斷維修
7.1.2SIEMENS系統硬件出錯故障診斷維修
7.1.3SIEMENS外部干擾引起的故障診斷維修
7.1.4急停報警故障診斷維修
7.1.5系統手動操作故障診斷維修
7.2參考點報警與自動運行故障的診斷維修
7.2.1回參考點位置調整不當引起的故障診斷維修
7.2.2自動運行的故障診斷維修
7.3SIEMENS伺服驅動系統故障維修
7.3.1SIEMENS直流伺服驅動系統故障診斷維修
7.3.2SIEMENS交流伺服驅動系統故障診斷維修
7.3.3SIEMENS主軸驅動系統故障診斷維修
7.4其他故障診斷維修
7.4.1機械部件的診斷維修
7.4.2操作、編程故障診斷維修
參考文獻

①開機時，伺服驅動器可以顯示“RUN”，表明伺服驅動系統可以通過自診斷，驅動器的硬件應無故障。
②系統初始化完成后，驅動器“使能”信號尚未輸出，系統就出現報警；并且驅動器也隨之報警。
根據這兩點，可以暫時排除伺服驅動器的原因，而且由于伺服驅動的使能信號尚未加入，從而排除了由于電動機勵磁產生的干擾，由此判定故障是由系統引起的。
③系統報警ALM400015（PROFIBUSDPl／o連接出錯）與ALM400000（PLC停止）分析。ALM400015（PROFIBUS DP I／O連接出錯）屬于硬件故障報警，如果系統的I／O單元工作正常，即使是ALM400000（PLC停止），一般也不會引起系統產生硬件報警。
維修處理：經檢查，該機床的I／O單元指示燈POWER不亮，表明I／O單元無DC24V。測量外部供電DC24V正常，I／O單元內部全部熔斷器都正常，由此初步判定故障原因在DC24V的輸入回路或外部DC24V與F0單元的連接上。進一步檢查I／O單元與外部24V的連接，發現I／O單元電源連接端子的接觸不良，重新連接后，I／O單元的POWER、READY指示燈亮，系統報警消失，機床恢復正常工作。
實例九：I／O模塊出錯的故障診斷維修
配套設備：SIEMENS 802D系統的數控銑床。
故障現象：開機時出現報警：ALM380500、400015、400000、025201、026102、025202。驅動器顯示報警號ALM599。
故障診斷分析：同上例，經檢查，該機床I／O單元指示燈POwER不亮，表明I／O單元無DC24V。測量外部供電DC24V正常，I／O單元內部全部熔斷器都正常，由此初步判定故障原因在DC24V的輸入回路或外部DC24V與I／O單元的連接上。
維修處理：檢查I／O單元與外部24V的連接，發現I／O單元線路板上的電源連接端子上有DC24V，但在經過了熔斷器F7后，24V電壓消失。因單獨測量熔斷器F7正常，由此判定故障原因是熔斷器F7接觸不良引起的；進一步檢查發現，線路板上的F7虛焊，重新焊接后，I／O單元的POWER、READY指示燈亮，系統報警消失，機床恢復正常工作。
7.1.3 SIEMENS外部干擾引起的故障診斷維修
實例十：系統電源不良引起死機的故障維修
配套設備：SIEMENS 3M的立式加工中心。
故障現象：在使用過程中經常無規律地出現“死機”、系統無法正常啟動等故障。機床故障后，進行重新開機，有時即可正常啟動，有時需要等待很長時間才能啟動；機床啟動后又可恢復正常工作。
故障診斷分析：由于該機床只要在正常啟動后。即可以正常工作；且正常工作的時間不定。有時可以連續進行數天，甚至數周的正常加工；有時卻只能工作數小時，甚至幾十分鐘。故障隨機性大，無任何規律可循，此類故障屬于比較典型的“軟故障”。