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第1章 西门子典型数控系统介绍1

1.1 西门子典型数控系统1

1.1.1 西门子801、802S/802C base line系统1

1.1.2 西门子802D/802D base line系统2

1.1.3 西门子802D solution line系统3

1.1.4 西门子840D power line/810D power line/840Di系统4

1.1.5 西门子828D系统8

1.1.6 西门子840D solution line系统9

1.2 西门子典型数控系统调试及故障诊断的软件与工具10

第2章 802S/802C/802D系统的维护与调试15

2.1 802S/C系统结构与连接15

2.1.1 802S/C系列的基本结构与连接15

2.1.2 802S/C的连接电缆23

2.1.3 802S系统与步进驱动的连接25

2.1.4 802C系统与SIMODRIVE驱动的连接25

2.2 系统802S/C的机床参数设定与调整29

2.2.1 机床显示参数29

2.2.2 通用机床数据30

2.2.3 轴机床数据32

2.2.4 系统初始化操作与机床参数设置33

2.3 802S/C系统的基本功能调试36

2.3.1 轴速度36

2.3.2 控制器的定位精度37

2.3.3 设定值-实际值系统37

2.3.4 反向间隙测量39

2.3.5 进给轴回参考点40

2.3.6 进给轴螺距误差补偿41

2.3.7 驱动参数优化43

2.3.8 西门子802C数控机床电气连接实例45

2.4 802D的基本结构与连接47

2.4.1 系统基本结构47

2.4.2 系统连接与接口定义49

2.4.3 驱动连接53

2.5 西门子802D系统的NC调试53

2.5.1 调试电缆53

2.5.2 调试软件工具54

2.5.3 NC初始化58

2.5.4 NC基本参数设定59

2.5.5 批量调试61

2.5.6 数据备份62

2.5.7 使用NC卡升级软件63

第3章 802D solution line系统的维护与调试65

3.1 SINUMERIK 802D solution line介绍65

3.1.1 系统概述65

3.1.2 SINUMERIK 802D solution line的功能特性66

3.1.3 SINUMERIK 802D solution line学习流程68

3.1.4 SINUMERIK 802D so1ution line常用工具68

3.2 西门子802D solution line硬件系统69

3.2.1 面板控制单元PCU69

3.2.2 PCU单元的接口功能定义70

3.2.3 MCPA模块及其接口71

3.2.4 机床控制面板（MCP）75

3.2.5 外设模块PP72/4878

3.2.6 SINAMICS S120驱动81

3.2.7 系统连接83

3.2.8 PROFIBUS连接85

3.3 STARTER与Start Up Tool驱动调试工具89

3.3.1 STARTER调试工具的连接89

3.3.2 STARTER建立离线项目90

3.3.3 STARTER调试软件常用功能92

3.3.4 Start Up Tool驱动调试工具94

3.4 SINUMERIK 802D solution line启动与基本调试95

3.4.1 系统调试准备95

3.4.2 TOOLBOX工具盘96

3.4.3 系统初始化97

3.4.4 权限的建立98

3.4.5 RCS802联机98

3.4.6 RCS802数据管理99

3.4.7 用CF卡进行工艺设定103

3.4.8 设置PROFIBUS地址104

3.5 802D solution line的PLC调试105

3.5.1 联机设置106

3.5.2 PLC用户程序的调试111

3.5.3 PLC报警112

3.6 SINAMICS S120驱动调试113

3.7 数据备份与恢复116

第4章 SINUMERIK 840D/810D硬件与驱动系统118

4.1 数控系统总线连接规则118

4.2 数控装置NCU/CCU119

4.2.1 840D数控单元NCU119

4.2.2 NCU模块接口120

4.2.3 CCU模块接口121

4.3 面板控制单元PCU124

4.3.1 PCU50124

4.3.2 PCU20127

4.3.3 MMC127

4.3.4 操作员面板OP129

4.3.5 机床控制面板MCP130

4.3.6 手持单元HHU133

4.4 西门子611驱动系统概述134

4.4.1 整流电抗器135

4.4.2 电源滤波器136

4.4.3 电容模块138

4.4.4 电源模块138

4.4.5 轴驱动模块139

4.4.6 脉冲电阻模块139

4.4.7 监控模块139

4.4.8 过电压限制模块140

4.5 电源模块141

4.5.1 电源模块功能141

4.5.2 电源模块的接口功能145

4.5.3 电源模块的动作时序148

4.5.4 电源模块监控功能150

4.6 驱动模块152

4.6.1 驱动模块接口152

4.6.2 驱动模块连接154

4.6.3 功率单元的检测方法154

4.6.4 轴模块的监控功能156

4.7 硬件连接实例158

4.7.1 NCU的连接158

4.7.2 驱动系统的连接159

4.7.3 PLC信号模块的连接162

第5章 SIEMENS电机与测量系统164

5.1 概述164

5.2 进给轴电机165

5.2.1 典型工作制165

5.2.2 进给电机的特性166

5.2.3 西门子常用进给电机168

5.2.4 1FT6/1FK6系列进给电机编码器安装与拆卸182

5.3 直接驱动伺服电机与主轴电机185

5.3.1 力矩电机185

5.3.2 直线电机189

5.3.3 主轴电机193

5.4 测量元件199

5.4.1 编码器测量系统200

5.4.2 旋转变压器206

5.4.3 光栅尺208

第6章 西门子840D/810D系统的数据管理210

6.1 数据与文件系统210

6.2 数据备份与回装213

6.2.1 数控系统的权限214

6.2.2 系统内部的数据交换214

6.2.3 系统和外设的数据交换218

6.2.4 文件格式与接口设置220

6.2.5 利用GHOST进行840D系统硬盘备份与回装223

6.3 NCK/PLC总清224

6.3.1 NCK总清225

6.3.2 PLC总清225

第7章 西门子840D/810D系统NC启动与调试226

7.1 840D/810D的机床数据226

7.1.1 机床数据概述226

7.1.2 机床数据说明226

7.1.3 特殊机床数据228

7.1.4 机床数据查询229

7.2 轴的启动与调整229

7.2.1 坐标系与轴的概念229

7.2.2 轴的配置232

7.2.3 参数设置与监控功能235

7.2.4 参考点调整243

7.3 主轴运行251

7.3.1 主轴运行模式252

7.3.2 齿轮级与主轴换挡253

7.3.3 齿轮级与主轴监控254

7.3.4 主轴测量系统调整256

7.4 数控系统补偿功能257

7.4.1 螺距误差补偿257

7.4.2 反向间隙补偿259

7.4.3 垂度补偿260

7.4.4 温度补偿262

7.4.5 过象限误差补偿264

第8章 840D/810D的PLC启动与调试265

8.1 PLC启动265

8.1.1 TOOLBOX的介绍265

8.1.2 PLC基本程序267

8.2 PLC启动270

8.2.1 硬件组态270

8.2.2 PLC基本启动270

8.2.3 理解启动组织块OB100272

8.3 PLC高级功能的应用273

8.3.1 FB2的应用273

8.3.2 FB3的应用279

8.3.3 FB4/FC9的应用282

8.3.4 FB5的应用285

8.3.5 FB7的应用286

8.3.6 PLC轴的控制288

8.4 PLC机床数据的应用291

8.5 840D/810D的接口信号及其应用292

8.5.1 基本概念292

8.5.2 接口信号构成292

8.5.3 轴／主轴PLC使能294

8.5.4 MCS/WCS切换显示296

8.5.5 倍率调修接口信号296

8.5.6 手轮激活接口信号298

8.5.7 M代码及读入封锁功能298

8.5.8 急停控制301

8.6 PLC用户报警302

8.6.1 PLC程序中评估报警302

8.6.2 编写报警文本304

8.6.3 关联报警文本305

8.6.4 报警帮助文档307

第9章 840D/810D中PLC程序调试与故障诊断308

9.1 PLC程序运行308

9.1.1 集成S7-300存储区域的概念308

9.1.2 程序运行原理308

9.1.3 数控系统中PLC单元的典型连接310

9.2 PLC的通用诊断方法311

9.2.1 硬件的LED诊断311

9.2.2 STEP7软件的诊断功能314

9.2.3 系统故障诊断的基本方法315

9.2.4 利用堆栈调试系统故障319

9.3 程序下载到设备调试320

9.3.1 利用程序监视调试程序320

9.3.2 利用变量表调试程序321

9.3.3 利用参考数据调试程序323

9.3.4 程序块的比较328

9.3.5 利用断点调试程序328

9.4 用户程序诊断PROFIBUS网络330

9.4.1 OB86诊断从站故障330

9.4.2 使用“SFC13 DPNRM”诊断指定的DP从站334

9.4.3 使用SFC12激活及禁止从站338

9.4.4 使用SFC51诊断DP从站340

第10章 操作员扩展界面的编程与二次开发344

10.1 功能概述344

10.2 编程语法345

10.2.1 登录软键与组态文件345

10.2.2 窗体345

10.2.3 软件菜单348

10.2.4 窗体中的方法349

10.2.5 功能351

10.3 变量356

10.3.1 变量属性356

10.3.2 编程变量357

10.4 应用实例分析359

10.5 用户访问等级的界面扩展366

第11章 故障诊断思路与典型维修实例370

11.1 数控机床维修的常规思路370

11.1.1 故障排除思路370

11.1.2 故障排除的原则371

11.2 数控系统的电磁兼容设计371

11.2.1 电磁兼容的安装规范371

11.2.2 保护接地技术372

11.2.3 工作接地技术374

11.2.4 屏蔽接地技术376

11.3 SINUMERIK数控系统和驱动装置安装规范377

11.3.1 电气控制柜中各元件的安装377

11.3.2 电缆的安装377

11.4 典型故障诊断378

11.4.1 操作方式故障378

11.4.2 系统软硬件故障379

11.5 典型维修实例380

参考文献386