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第一章 概述1

第一节 数控机床控制系统的构成1

一、数控技术1

二、数控设备的组成1

三、数控机床控制系统的构成3

四、数控机床的分类4

五、数控设备的工作原理7

第二节 现代控制技术及发展7

一、数控技术的发展史7

二、数控技术的发展趋势10

三、数控伺服系统的发展10

四、以数控机床为基础的自动化生产系统11

思考与练习题12

第二章 电气控制技术基础13

第一节 低压电器的基本知识13

一、低压电器的定义及分类13

二、电磁式电器13

三、电器的触头系统和灭弧装置14

四、低压电器的主要技术参数15

第二节 低压控制电器17

一、刀开关17

二、按钮18

三、行程开关19

四、接触器20

五、继电器23

六、时间继电器25

七、速度继电器28

第三节 低压保护电器29

一、熔断器30

二、热继电器31

三、断路器33

第四节 三相笼形异步电动机电气控制电路基本知识34

一、电气控制系统图基本知识34

二、电路图36

三、电器元件布置图37

四、电气安装接线图37

第五节 三相笼形异步电动机的启动控制电路38

一、笼形异步电动机单向直接启动控制电路38

二、电动机点长动控制电路39

三、笼形异步电动机正反转控制电路41

四、笼形异步电动机降压启动控制电路44

第六节 三相笼形异步电动机的制动控制电路49

一、概述49

二、反接制动控制电路50

三、能耗制动控制电路52

第七节 电气控制电路技能实验54

技能实验1 三相笼形异步电动机过载保护控制电路的实验54

技能实验2 三相异步电动机的点长动控制电路的实验54

技能实验3 三相笼形异步电动机“正-停-反”控制线路实验55

技能实验4 三相异步电动机？-△减压启动控制电路实验56

思考与练习题57

第三章 数控机床检测装置58

第一节 概述58

一、检测装置的分类58

二、数控检测装置的性能指标58

三、位置传感器的测量方式59

第二节 感应同步器60

一、感应同步器的结构和类型60

二、感应同步器的工作原理61

三、感应同步器的典型应用63

第三节 光栅位置检测装置66

一、光栅检测装置的结构66

二、光栅传感器工作原理67

三、光栅位移-数字变换电路68

第四节 光电脉冲编码器68

一、脉冲编码器的分类和结构68

二、光电脉冲编码器的工作原理69

三、光电脉冲编码器的应用69

第五节 旋转变压器71

一、旋转变压器的工作原理72

二、旋转变压器的应用73

第六节 磁尺位置检测装置73

一、磁尺测量装置的组成和工作原理73

二、多间隙磁通响应型磁头75

三、检测电路76

思考与练习题77

第四章 驱动电机与驱动装置78

第一节 驱动电机78

一、步进电动机78

二、伺服电动机84

三、主轴电动机88

第二节 驱动装置概述89

一、驱动装置分类89

二、功率器件89

第三节 步进驱动装置91

一、环形分配91

二、驱动放大电路92

第四节 晶闸管直流驱动装置96

一、晶闸管直流调速控制96

二、晶闸管-直流电动机调速系统98

第五节 晶体管直流脉宽调制驱动装置105

一、PWM系统功率转换电路106

二、PWM系统的脉宽调制107

三、FANUC PWM直流进给驱动110

第六节 交流伺服电动机驱动装置110

一、交流调速的基本概念110

二、正弦波脉宽调制112

三、通用变频器114

四、交流伺服电动机驱动系统118

五、矢量变换控制的SPWM调速系统124

六、变频器调速在实际应用中需要注意的问题126

七、变频调速的发展方向127

思考与练习题127

第五章 数控机床的伺服驱动系统129

第一节 概述129

一、伺服系统的组成129

二、数控机床对伺服系统的要求129

第二节 位置控制130

一、位置比较实现的方式130

二、速度控制信号的实现方式141

三、位置控制实例144

第三节 主轴定向控制147

一、主轴定向控制的作用147

二、主轴定向控制的实现方式147

第四节 伺服系统性能及参数149

一、稳态性能150

二、动态性能151

三、轮廓加工中的跟随精度152

四、伺服系统参数154

第五节 全数字式伺服系统155

一、全数字式伺服系统的构成155

二、全数字式伺服系统的特点156

第六节 经济型数控系统157

一、经济型数控系统的组成157

二、经济型数控系统的特点157

三、微机系统158

四、外围电路158

五、软件结构159

第七节 标准型数控系统161

一、标准型数控系统的基本组成161

二、标准型数控系统的硬件结构162

三、标准型数控系统的软件结构164

第八节 典型FANUC数控系统介绍170

一、FANUC数控系统简介170

二、功能特点172

三、系统构成172

思考与练习题175

第六章 PLC与接口技术177

第一节 PLC的结构与原理177

一、PLC的特点和主要功能177

二、PLC的定义、结构和组成179

三、PLC的工作原理181

第二节 PLC的指令系统182

一、PLC常用的编程语言182

二、FX系列PLC中使用的各种元器件184

三、FX系列PLC的基本指令及编程方法186

第三节 数控机床的PLC193

一、数控机床的PLC的控制对象193

二、数控机床的PLC的形式194

第四节 PLC的程序编制196

一、PLC用户程序的表达方法196

二、FANUC PLC指令系统196

三、FANUC PLC梯形图编制的一般规则199

四、数控机床典型PLC程序介绍200

第五节 输入输出及其通信接口204

一、数控系统对输入输出接口的要求204

二、CNC装置的人机接口204

三、数控系统的I/O接口206

四、数控系统常用的串行通信接口标准206

五、DNC通信接口技术208

六、数控系统网络通信接口208

第六节 PLC位置控制210

一、适用点位控制的脉冲输出单元F2-30GM210

二、A系列PLC位置控制功能模块AD71、AD72211

三、实现运动和顺序控制一体化的A73CPU模块212

第七节 可编程控制器技能实验212

技能实验1 PLC认识实验212

技能实验2 PLC定时器与计数器实验213

技能实验3 交通信号灯实验214

技能实验4 五相步进电机的模拟控制实验214

技能实验5 刀库自动换刀实验216

思考与练习题218

参考文献219