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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PLC97

4.2.5 FX2N系列PLC97

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/I112

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， MCR116

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