商品簡介
本書圍繞西門子SINUMERIK 840D sl/840D數控系統，從機床應用的角度出發，詳細介紹了西門子SINUMERIK 840D sl/840D有關維修和調整方面的知識。本書按照學習者對於西門子840D sl/840D數控系統機床認識和調試的進程，按照五天的學習時間進行講解，內容涵蓋系統硬件連接、驅動配置、機床參數配置、PLC編程調試、系統優化以及故障診斷等各種應用技能。本書主要針對SINUMERIK 840D sl/840D數控系統的應用調試，圖文並茂，側重實際，實用性強。 本書是針對西門子數控技術的一本非常實用的職業技能培訓教材，可作為SINUMERIK 840D sl/840D數控機床的設計、調試和維修工程師的查閱資料，及專業技術人員學習和掌握西門子數控系統的進階手冊，也可作為高校及職業院校數控、機電、自動化、智能製造等專業的參考書。
名人推薦
本書依據五天的培訓課程體系，面向西門子840Dsl、840D以及828D數控機床維修調試與故障診斷，系統講解西門子系統連接、硬件功能、參數調試、PLC程序啟動與分析以及機床故障診斷等方面的內容。
序
在製造業中，數控機床是至關重要的設備，西門子作為數控系統製造商的代表者，其各個系列數控產品在數控機床中都得到廣泛的應用。同時，數控系統作為數控機床的核心部分，這方面的人才培養是發展先進製造業、提高產業競爭力的必然要求。以上海為中心的長三角地區，汽車、航空及其配套產業的發展勢頭迅速，很多企業擁有很多臺數控機床，這些數控機床承擔著企業近80%的製造任務。數控機床數量大，高性能的數控機床在企業中扮演重要角色，因此，數控機床的應用技術對製造業至關重要。
隨著西門子數控系統的廣泛應用，廣大的工程技術人員對其應用要求也越來越迫切，遠遠不滿足於系統的操作、簡單的編程。對於機床設計、調試和維修人員來說，如何選擇配件、配置和調整系統，如何讓設備發揮出最優的性能，以及如何讓系統的調試時間和故障停機時間最小化，甚至如何擴展用戶的功能，等等，都是廣大工程技術人員關注的焦點，也符合讀者想成為西門子數控技術高級應用工程師的需求。
本書以西門子SINUMERIK 840D sl/840D數控系統為基礎，從機床應用的角度出發，詳細介紹西門子SINUMERIK 840D sl/840D有關維修和調整方面的知識，包括硬件連接、軟件編程調試、驅動配置、機床參數配置、系統優化以及故障診斷等各種應用技術。同時介紹PLC在西門子數控系統中的應用技巧以及接口信號的應用。本書主要針對SINUMERIK 840D sl/840D數控系統的應用調試，從工程使用的角度出發，給讀者一個通道，讀者學習完本書，就可以實現對840D sl/840D數控系統進行硬件系統功能配置、安裝調試以及故障診斷，能夠最快地形成一個對西門子數控系統應用技術的完整的知識結構，有利於在應用840D sl/840D數控技術以及在調試過程中舉一反三。
在本書的編寫過程中，力圖做到面向現場維護調試人員、工程技術人員，注重實踐，以典型應用講解西門子SINUMERIK系列數控系統的應用調試以及故障診斷知識，做到結合實際數控機床的設計開發、工程實踐以及技術培訓經驗編寫，做到理論精簡、通俗、敘述到位，直接根據工程實際需求組織編寫，刪繁就簡，實用性強。
泰之（上海）自動化科技有限公司作為一家西門子數控硬件維修、現場服務以及技術培訓的專業服務型公司，為本書的編寫提供了大量硬件維修調試的技術文檔、現場故障診斷分析報告以及數控功能調試的實驗裝置。同時，泰之（上海）自動化科技有限公司定期舉辦《SIEMENS數控機床電氣系統維修調試與PLC故障診斷技術培訓》培訓課程，在該培訓課程中，全面調查並總結各期學員在西門子數控系統技術應用及調試過程中的切實需求，使得本書能夠更加貼近西門子數控技術應用工程師的需求，讓讀者能夠通過學習本書提高自身在實際機床調試、現場維修與故障診斷等方面的能力。
由於筆者的水平有限，書中難免存在一些不足之處，希望廣大讀者能夠批評指正，不勝感激。
編著者
目次
第1天 840Dsl/840D數控系統調試軟件工具及系統組件
1.1軟件安裝環境及注意事項1
1.1.1軟件安裝環境1
1.1.2軟件安裝注意事項2
1.2SINUMERIK 840D sl/840D學習流程與調試軟件4
1.2.1學習流程4
1.2.2STEP 7軟件5
1.2.3SINUMERIK 840D sl/840D工具盤5
1.2.4Start up Tool調試工具7
1.2.5Doc on CD資料光盤9
1.2.6Linux操作系統訪問工具10
1.2.7遠程控制軟件VNC Viewer11
1.2.8其它工具軟件12
1.3聯機工具與設置13
1.3.1840D sl聯機工具與設置13
1.3.2840D聯機工具與設置14
1.4840D sl系統組件14
1.4.1840D sl的NCU14
1.4.2840D sl的NCK/PLC總清18
1.4.3NX模塊19
1.4.4OP/TP操作面板19
1.4.5機床控制面板22
1.4.6面板控制單元PCU24
1.4.7瘦客戶端單元TCU26
1.4.8手持操作單元26
1.5840D系統組件30
1.5.1840D數控單元NCU30
1.5.2面板控制單元PCU5033
1.5.3PCU2035
1.5.4機床控制面板MCP36
1.5.5手持單元HHU36
1.5.6840D系統網絡及故障排查38
1.6總結39
第1天練習40
第2天 西門子伺服驅動及數據管理
2.1Drive-CLiQ網絡41
2.1.1Drive-CLiQ網絡連接規則41
2.1.2Drive-CLiQ電纜45
2.2SINAMICS S120驅動的基本原理46
2.2.1驅動裝置的PWM調制原理46
2.2.2二極管整流電路49
2.2.3晶閘管整流電路49
2.2.4PWM整流電路50
2.2.5直流中間電路50
2.2.6開關電源電路51
2.2.7逆變電路51
2.2.8伺服控制回路52
2.3電源供電系統及外圍部件53
2.3.1電源供電系統53
2.3.2電源濾波器與電抗器54
2.4電源模塊57
2.4.1調節型電源模塊59
2.4.2智能型電源模塊61
2.5電機模塊64
2.6直流母線組件68
2.6.1制動模塊69
2.6.2電容模塊71
2.6.3控制電源模塊71
2.7測量系統連接組件73
2.7.1SMC模塊73
2.7.2SME模塊73
2.8端子擴展模塊74
2.8.1TM15端子模塊74
2.8.2TM31模塊74
2.8.3TM41模塊74
2.9SINAMICS S120的電機系統78
2.9.1典型工作制78
2.9.2進給電機的特性79
2.9.3SINAMICS S120驅動系統常用的進給電機81
2.9.4主軸電機88
2.9.5力矩電機93
2.9.6直線電機97
2.10西門子611D驅動系統101
2.10.1611D驅動系統概述101
2.10.2整流電抗器103
2.10.3電源濾波器104
2.10.4電容模塊105
2.10.5脈衝電阻模塊106
2.10.6監控模塊106
2.10.7過電壓限制模塊107
2.10.8電源模塊功能108
2.10.9電源模塊的接口功能112
2.10.10電源模塊的動作時序115
2.10.11電源模塊監控功能117
2.10.12驅動模塊119
2.10.13功率單元的檢測方法121
2.10.14軸模塊的監控功能123
2.11840D sl/840D數據管理125
2.11.1數據結構125
2.11.2數控系統的權限127
2.11.3HMI Advance數據備份與恢復128
2.11.4HMI Operate數據備份與恢復130
2.11.5PCU50.3/PCU50.5網絡連接與鏡像操作131
2.11.6連接網絡驅動盤135
2.12總結136
第2天練習136
第3天 西門子840D sl/840D數控系統的基本啟動
3.1PLC基本啟動137
3.1.1PLC基本程序137
3.1.2PLC硬件組態140
3.1.3PLC基本程序146
3.1.4理解FB1接口參數148
3.2PLC基本程序塊的應用151
3.2.1FB2的應用151
3.2.2FB3的應用155
3.2.3FB4/FC9應用158
3.2.4FB5的應用161
3.2.5FB7的應用162
3.2.6PLC軸的控制FC18163
3.2.7FC21的應用165
3.2.8PLC機床數據的應用166
3.2.9HT2控制167
3.3840D sl /840D機床數據的概述168
3.3.1機床數據生效方式168
3.3.2機床數據操作168
3.3.3機床數據分類170
3.4軸的聲明與定義171
3.4.1坐標系與軸的概念171
3.4.2840D sl/840D定義軸174
3.5840D sl驅動配置177
3.5.1S120驅動啟動基本流程177
3.5.2S120驅動固件升級與配置177
3.6授權與保護180
3.6.1授權分配180
3.6.2循環保護180
3.7總結181
第3天練習181
第4天 西門子840D sl/840D數控系統的功能調整及補償優化
4.1840D sl/840D的基本參數設置與監控功能182
4.1.1給定值與設定值182
4.1.2測量系統設定183
4.1.3測量系統監控184
4.1.4速度監控185
4.1.5極限監控186
4.1.6誤差監控187
4.2參考點調整189
4.2.1參考點調整概要189
4.2.2增量式編碼器參考點調整190
4.2.3絕對值編碼器參考點調整192
4.2.4帶距離編碼的測量系統回參考點193
4.2.5參考點調整常見故障處理196
4.3主軸運行198
4.3.1主軸運行模式198
4.3.2齒輪級與主軸換擋199
4.3.3主軸測量系統調整202
4.4840D sl/840D誤差補償203
4.4.1螺距誤差補償203
4.4.2反向間隙補償205
4.4.3垂度補償206
4.4.4溫度補償208
4.5840D sl/840D驅動優化基礎209
4.5.1基本概念209
4.5.2機械建模分析212
4.5.3頻率響應的測量點214
4.6840D sl/840D驅動優化說明219
4.6.1速度環的優化說明219
4.6.2位置環的優化說明221
4.6.3自動伺服優化222
4.6.4速度控制環優化224
4.6.5位置環優化225
4.6.6圓度測試測量226
4.6.7過象限誤差補償226
4.7總結227
第4天練習227
第5天 840D sl/840D數控系統的接口信號與故障診斷
5.1接口信號基本概念228
5.2常用接口信號的應用230
5.2.1MCP地址的定義230
5.2.2PLC信息/報警（DB 2）231
5.2.3PLC用戶信息/報警查找的方法233
5.2.4NC接口信號DB10實現快速IO的應用236
5.2.5模式組信號（DB 11）的應用237
5.2.6操作面板接口信號（DB 19）238
5.2.7軸/主軸PLC使能239
5.2.8輔助功能M代碼的實現241
5.2.9急停控制244
5.3編寫用戶PLC報警文本244
5.4故障診斷的準備工作246
5.4.1數控機床維修的思路246
5.4.2故障排除的原則247
5.4.3區分硬件與軟件故障248
5.5資料與報警查閱249
5.5.1DOC on CD介紹249
5.5.2報警查閱250
5.6840D sl/840D的PLC故障診斷工具252
5.6.1PLC狀態診斷252
5.6.2STEP7重新布線252
5.6.3STEP7變量表255
5.6.4STEP7參考數據257
5.6.5STEP7程序塊監控259
5.6.6程序塊的比較260
5.6.7地址定位262
5.7PLC系統故障診斷264
5.7.1通過CPU診斷緩衝區診斷故障264
5.7.2通過硬件診斷查找故障267
5.7.3組織塊OB在PLC系統故障中的作用267
5.8HMI數控診斷工具269
5.8.1NC/PLC 跟蹤功能270
5.8.2軸診斷信息271
5.8.3驅動服務信息273
5.8.4驅動系統診斷信息273
5.8.5驅動系統模塊更換舉例276
5.9總結282
第5天練習282
參考文獻284
附錄285
附錄A新技術拓展之虛擬調試285
附錄B西門子數控系統840D sl仿真軟件SinuTrain287
