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第1章 绪论 1

1.1数控机床的组成与分类 1

1.1.1数控机床简介 1

1.1.2数控机床的组成 2

1.1.3数控机床的分类 3

1.2机床数控技术的发展过程 7

1.2.1数控机床的产生和发展 8

1.2.2数控机床的发展动向 8

1.2.3我国数控机床的发展情况 8

1.3本章小结 9

1.4思考与练习 10

第2章 数控机床常用低压电器 11

2.1低压电器的电磁机构及执行机构 11

2.1.1电磁机构 11

2.1.2触头系统 12

2.1.3灭弧系统 13

2.2开关电器 14

2.2.1低压刀开关 14

2.2.2组合开关 15

2.2.3低压断路器 16

2.3熔断器 17

2.3.1熔断器的种类 17

2.3.2熔断器的工作原理 18

2.3.3熔断器的主要参数 19

2.4主令电器 19

2.4.1控制按钮 20

2.4.2行程开关 20

2.4.3万能转换开关 21

2.4.4主令开关 22

2.5接触器 22

2.5.1接触器的结构和工作原理 22

2.5.2接触器的主要技术参数和型号含义 23

2.6继电器 26

2.6.1电压、电流继电器 26

2.6.2时间继电器 26

2.6.3中间继电器 28

2.6.4热继电器 29

2.6.5速度继电器 30

2.6.6固态继电器 30

2.7执行电器 31

2.7.1电磁铁 31

2.7.2电磁离合器 32

2.8本章小结 34

2.9思考与练习 35

第3章 数控机床电气控制基础 36

3.1步进电动机伺服系统及其控制 36

3.1.1步进电动机的基本类型 36

3.1.2步进电动机位置控制系统 38

3.1.3步进电动机驱动电路 40

3.1.4步进电动机的特性 41

3.2直流伺服电动机调速系统及其控制 42

3.2.1直流伺服电动机的结构及调速 43

3.2.2直流伺服电动机的机械特性 43

3.2.3直流伺服电动机的特点及应用 44

3.3交流伺服电动机调速系统及其控制 44

3.3.1交流伺服电动机的分类及结构 44

3.3.2交流伺服电动机的接线 45

3.3.3交流伺服电动机的运行特性 45

3.4数控机床电气原理图的画法规则 46

3.4.1电气原理图 46

3.4.2电气安装图 48

3.4.3电气接线图 48

3.4.4图面区域的划分 49

3.5数控机床电气控制的逻辑表示 49

3.6电气控制基本环节 50

3.6.1三相笼型异步电动机的直接启动控制线路 50

3.6.2三相笼型异步电动机的降压启动控制线路 52

3.6.3电动机正反转控制线路 54

3.6.4电动机制动控制线路 55

3.6.5双速电动机的高低速控制线路 58

3.6.6电动机的保护环节 59

3.6.7电液联合控制 60

3.7机床电气控制线路应用示例 62

3.7.1 C650型卧式车床的电气控制线路 62

3.7.2 X62W型万能升降台铣床的电气控制线路 66

3.8 Z3040型摇臂钻床的电气控制线路 70

3.9 T68型卧式镗床的电气控制线路 73

3.10 M7120型平面磨床的电气控制线路 77

3.10.1平面磨床的结构与控制特点 77

3.10.2控制电路工作原理 79

3.10.3电磁吸盘充、退磁电路的改进 80

3.11组合机床电气控制系统 82

3.11.1机械动力滑台控制线路 82

3.11.2液压动力滑台控制线路 83

3.12本章小结 85

3.13思考与练习 86

第4章PLC编程入门及指令系统 87

4.1 PLC概述 87

4.1.1 PLC的基本结构 87

4.1.2 PLC的物理结构 88

4.1.3 PLC的工作原理 89

4.1.4 PLC的特点 92

4.1.5 PLC的应用领域 93

4.1.6 PLC的主要生产厂家 94

4.2 FX系列PLC性能简介 94

4.2.1 FX系列PLC的特点 94

4.2.2 FX系列PLC型号名称的含义 96

4.2.3 FX系列PLC的一般技术指标 96

4.2.4 FX 1 S和FX1N系列PLC 97

4.2.5 FX2N系列PLC 97

4.2.6编程设备与人机接口 99

4.2.7 GOT-900图形操作终端 101

4.3 PLC程序设计基础 101

4.3.1 PLC编程语言的国际标准 101

4.3.2梯形图的主要特点 103

4.4 FX系列PLC梯形图中的编程元件 103

4.4.1基本数据结构 103

4.4.2输入继电器与输出继电器 104

4.4.3辅助继电器（M） 105

4.4.4状态继电器（S） 106

4.4.5定时器（T） 106

4.4.6内部计数器（C） 108

4.4.7高速计数器（HSC） 109

4.4.8数据寄存器 111

4.4.9指针P/I 112

4.4.10常数 112

4.5 FX系列PLC的基本逻辑指令 113

4.5.1 LD， LDI， OUT指令 113

4.5.2触点的串、并联指令 113

4.5.3 LDP， LDF， ANDP， ANDF， ORP和ORF指令 114

4.5.4 PLS与PLF指令 114

4.5.5电路块的串、并联指令 115

4.5.6栈存储器与多重输出指令 115

4.5.7主控与主控复位指令MC， MCR 116

4.5.8 SET与RST指令 117

4.5.9取反、空操作与END指令 118

4.5.10编程注意事项 118

4.6 PLC的应用指令 119

4.6.1 FX系列PLC应用指令的表示方法与数据 120

4.6.2程序流控制指令 122

4.6.3与中断有关的指令 124

4.6.4循环指令 125

4.6.5比较与传送指令 126

4.6.6算术运算与字逻辑运算指令 129

4.6.7移位指令 130

4.6.8数据处理指令 131

4.6.9处理指令 132

4.6.10方便指令 134

4.6.11外部I/O设备指令 136

4.6.12 FX系列外部设备指令 141

4.6.13浮点数运算指令 144

4.6.14时钟运行指令 145

4.6.15 其他指令 147

4.7 PLC应用系统的设计调试方法 148

4.7.1系统规划与设计 148

4.7.2 PLC及其组件的选型 149

4.7.3硬件、软件设计与调试 151

4.8本章小结 153

4.9思考与练习 153

第5章 数控机床PLC控制系统设计 155

5.1数控机床PLC系统设计及调试 155

5.1.1 PLC系统的设计原则与步骤 156

5.1.2 PLC程序设计 157

5.1.3 PLC调试 159

5.2 PLC在数控机床中的应用实例 160

5.3数控机床PLC控制应用实例 163

5.4减少I/O点数的措施 166

5.5提高PLC在数控机床控制系统中可靠性的措施 167

5.5.1 PLC的安装 167

5.5.2合理的安装与布线 167

5.5.3必需的安全保护环节 168

5.5.4冗余系统与热备用系统 170

5.6 PLC控制系统的维护和故障诊断 171

5.6.1 PLC控制系统的维护 171

5.6.2 PLC的故障诊断 172

5.7本章小结 173

5.8思考与练习 173

第6章 典型机床电气控制技术 174

6.1机床电气控制电路的设计 174

6.1.1机床电气控制电路的设计方法与注意事项 174

6.1.2机床电气控制电路的设计实例 178

6.2数控机床电气控制电路设计原则 180

6.2.1电气控制电路设计原则 180

6.2.2数控系统功能的选择 181

6.3数控机床电气设计的一般内容 181

6.4 TK1640型数控车床电气控制电路 183

6.4.1电气原理图的分析方法和步骤 183

6.4.2 TK1640数控车床介绍 184

6.4.3 TK1640数控车床的电气控制电路 185

6.5 XK714A型数控铣床电气控制电路 189

6.5.1 XK714A数控铣床介绍 189

6.5.2 XK714A数控铣床的电气控制电路 191

6.6本章小结 194

6.7思考与练习 194

第7章 数控机床电气及PLC控制技术项目训练实例 195

7.1三相异步电动机单方向启动、停止及点动控制 195

7.1.1启动、停止控制线路 195

7.1.2点动控制线路 196

7.1.3多点控制线路 197

7.1.4可逆运行控制线路 197

7.2 FX2N系列PLC的硬件连接与基本指令练习 199

7.2.1 PLC与电源连接 199

7.2.2 PLC输入接口连接 199

7.2.3 PLC输出接口连接 200

7.2.4 FX2N系列PLC基本指令练习 202

7.3 PLC控制异步电动机Y-△启动 211

7.3.1异步电动机的启动方式 211

7.3.2大电动机的Y-△启动控制 212

7.4 PLC控制电动机循环正、反转 213

7.4.1 C650车床控制元件配置 213

7.4.2主电动机正、反转控制 216

7.4.3主电动机点动控制 216

7.4.4点动停止和反接制动 216

7.4.5主电动机反接制动 217

7.4.6实验设备及线路连接 218

7.5 C650卧式车床的电气及PLC控制系统 219

7.5.1 C650卧式车床的主要结构与运动分析 219

7.5.2 C650卧式车床的电气控制线路分析 220

7.5.3 C650卧式车床的PLC控制系统 222

7.6 Z3040摇臂钻床的电气及PLC控制系统 225

7.6.1 Z3040摇臂钻床的电气控制系统 225

7.6.2 Z3040摇臂钻床的PLC控制系统 228

7.6.3 Z3040摇臂钻床电气线路的故障与维修 231

7.6.4 Z3040摇臂钻床电气模拟装置的试运行操作 232

7.6.5 Z3040摇臂钻床电气控制线路故障及排除实训 233

7.7 T68卧式镗床电气及PLC控制系统实训 236

7.7.1 T68卧式镗床的实训内容 236

7.7.2 T68卧式镗床电气线路的工作原理 237

7.7.3电气控制线路的分析 239

7.7.4 T68卧式镗床电气线路故障与维修 241

7.7.5 T68卧式镗床电气模拟装置的试运行操作 242

7.7.6 T68卧式镗床电气控制线路故障及排除实训 243

7.8 X62W万能铣床电气及PLC控制系统实训 246

7.8.1 X62W万能铣床的实训内容 246

7.8.2 X62W万能铣床电气原理图 246

7.8.3机床分析 246

7.8.4 X62W万能铣床电气线路故障与维修 252

7.8.5 X62W万能铣床模拟装置的安装与试运行操作 253

7.8.6 X62W万能铣床电气控制线路故障及排除实训 255

7.8.7教学演示、故障图及设置说明 257

7.9本章小结 258

7.10思考与练习 258

附表A电气设备常用基本文字符号 259

附表B FX系列PLC功能指令一览表 263

参考文献 267