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第1章 绪论1

1.1 数控机床的组成与分类1

1.2 机床数控技术的发展过程7

本章小结10

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

2.2 开关电器13

2.2.1 低压刀开关14

2.2.2 组合开关16

2.2.3 低压断路器16

2.3 熔断器17

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21

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及型号含义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27

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31

2.7 执行电器31

本章小结34

思考与练习35

第3章 数控机床电动机驱动系统36

3.1 电动机驱动系统的功能和要求36

3.2 电动机驱动系统的形式37

3.3 步进电动机伺服系统及其控制39

3.3.1 步进电动机的基本类型39

3.3.2 步进电动机位置控制系统41

3.3.3 步进电动机驱动电路43

3.3.4 步进电动机的特性44

3.4 直流伺服电动机调速系统及其控制45

3.5 交流伺服电动机调速系统及其控制47

本章小结49

思考与练习49

第4章 数控机床电气控制基本环节50

4.1 数控机床电气原理图的画法规则50

4.1.1 电气原理图50

4.1.2 电气安装图51

4.1.3 电气接线图52

4.1.4 图面区域的划分52

4.2 数控机床电气控制的逻辑表示53

4.3 电气控制基本环节54

4.3.1 三相笼型异步电动机的直接启动控制线路54

4.3.2 三相笼型异步电动机的降压启动控制线路56

4.3.3 电动机正反转控制线路58

4.3.4 电动机制动控制线路60

4.3.5 双速电动机的高低速控制线路62

4.3.6 电动机的保护环节63

4.3.7 电液联合控制64

本章小结66

思考与练习66

第5章 PLC编程入门及指令系统68

5.1 PLC概述68

5.1.1 PLC的基本结构68

5.1.2 PLC的物理结构70

5.1.3 PLC的工作原理70

5.1.4 PLC的特点73

5.1.5 PLC的应用领域74

5.1.6 PLC的主要生产厂家75

5.2 FX系列PLC性能简介75

5.2.1 FX系列PLC的特点75

5.2.2 FX系列PLC型号名称的含义77

5.2.3 FX系列PLC的一般技术指标77

5.2.4 FX1S系列PLC78

5.2.5 FX2N系列PLC79

5.2.6 编程设备与人机接口80

5.2.7 GOT-900系列图形操作终端82

5.3 PLC程序设计基础82

5.3.1 PLC编程语言的国际标准82

5.3.2 梯形图的主要特点84

5.4 FX系列PLC梯形图中的编程元件85

5.4.1 基本数据结构85

5.4.2 输入继电器与输出继电器85

5.4.3 辅助继电器（M）86

5.4.4 状态继电器（S）87

5.4.5 定时器（T）88

5.4.6 内部计数器（C）90

5.4.7 高速计数器（HSC）91

5.4.8 数据寄存器93

5.4.9 指针P/I94

5.4.10 常数94

5.5 FX系列PLC的基本逻辑指令94

5.6 PLC的应用指令101

5.6.1 FX系列PLC应用指令的表示方法与数据101

5.6.2 程序流控制指令104

5.6.3 与中断有关的指令105

5.6.4 循环指令107

5.6.5 比较与传送指令108

5.6.6 算术运算与字逻辑运算指令110

5.6.7 移位指令112

5.6.8 数据处理指令112

5.6.9 处理指令114

5.6.10 方便指令115

5.6.11 外部I/O设备指令117

5.6.12 ASCII码处理指令118

5.6.13 FX系列外部设备指令119

5.6.14 浮点数运算指令120

5.6.15 时钟运行指令122

5.6.16 其他指令123

5.7 PLC应用系统的设计调试方法124

5.7.1 系统规划与设计124

5.7.2 PLC及其组件的选型125

5.7.3 硬件、软件设计与调试127

本章小结129

思考与练习129

第6章 典型数控机床电气与PLC控制131

6.1 机床电气控制电路的设计131

6.1.1 机床电气控制电路的设计方法及注意事项131

6.1.2 机床电气控制电路的设计实例135

6.2 数控机床电气控制电路设计原则137

6.3 数控机床电气设计的一般内容138

6.4 TK1640型数控车床电气控制电路139

6.4.1 电气原理图分析的方法和步骤139

6.4.2 TK1640数控车床140

6.4.3 TK1640数控车床的电气控制电路141

6.5 XK714A型铣床电气控制电路145

6.5.1 XK714A数控铣床145

6.5.2 XK714A数控铣床的电气控制电路147

6.6 100-T型数控系统及其在CJK0630A车床上的应用149

6.6.1 100-T型数控系统149

6.6.2 CJK0630A数控车床传动结构和控制原理151

6.6.3 控制电路工作原理151

本章小结154

思考与练习154

第7章 机床电气控制线路156

7.1 机床电气控制线路应用示例156

7.1.1 C650型卧式车床的电气控制线路156

7.1.2 X62W型万能升降台铣床的电气控制线路160

7.2 Z3040型摇臂钻床的电气控制线路163

7.3 T68型卧式镗床的电气控制线路166

7.4 M7120型平面磨床的电气控制线路170

7.4.1 平面磨床结构及控制特点170

7.4.2 控制电路工作原理172

7.4.3 电磁吸盘充、退磁电路的改进173

7.5 组合机床电气控制系统175

7.5.1 机械动力滑台控制线路175

7.5.2 液压动力滑台控制线路176

本章小结179

思考与练习179

第8章 数控机床控制系统设计方法180

8.1 数控机床PLC系统设计及调试180

8.1.1 PLC系统设计原则与步骤180

8.1.2 PLC程序设计182

8.1.3 PLC调试184

8.2 PLC在数控机床中的应用实例185

8.3 数控机床PLC控制应用实例187

8.4 减少I/O点数的措施190

8.5 提高PLC在数控机床控制系统中可靠性的措施191

8.5.1 PLC的安装191

8.5.2 合理的安装与布线192

8.5.3 必需的安全保护环节193

8.5.4 PLC的接线193

8.5.5 必要的软件措施194

8.5.6 冗余系统与热备用系统195

8.6 PLC控制系统的维护和故障诊断196

本章小结198

思考与练习198

第9章 数控机床电气及PLC控制技术项目训练实例200

9.1 三相异步电动机单方向启动、停止及点动控制200

9.1.1 启动、停止控制线路200

9.1.2 点动控制线路201

9.1.3 多点控制线路202

9.1.4 可逆运行控制线路202

9.2 FX2N系列PLC的硬件连接与基本指令练习203

9.2.1 PLC与电源连接203

9.2.2 PLC输入接口连接204

9.2.3 PLC输出接口连接205

9.2.4 FX2N系列PLC基本指令练习207

9.3 PLC控制异步电动机γ-△启动214

9.3.1 异步电动机的启动方式214

9.3.2 大电动机的γ-△启动控制215

9.4 PLC控制电动机循环正反转217

9.4.1 C650车床控制元件配置217

9.4.2 主电动机正反转控制220

9.4.3 主电动机点动控制220

9.4.4 点动停止和反接制动221

9.4.5 主电动机反接制动221

9.4.6 实验设备及线路连接222

9.5 C650卧式车床的电气及PLC控制系统223

9.5.1 C650卧式车床的主要结构与运动分析223

9.5.2 C650卧式车床的电气控制线路分析224

9.5.3 C650卧式车床的PLC控制系统227

9.6 Z3040摇臂钻床的电气及PLC控制系统230

9.6.1 摇臂钻床电气控制系统231

9.6.2 Z3040摇臂钻床的PLC控制系统233

9.6.3 Z3040B摇臂钻床电气线路的故障与维修237

9.6.4 Z3040B摇臂钻床电气模拟装置的试运行操作237

9.6.5 Z3040B电气控制线路故障及排除实习训练指导238

9.7 T68卧式镗床的实训说明241

9.7.1 T68卧式镗床实训的基本组成241

9.7.2 卧式镗床电气线路的工作原理241

9.7.3 电气控制线路的分析243

9.7.4 T68卧式镗床电气线路的故障与维修245

9.7.5 T68卧式镗床电气模拟装置的试运行操作247

9.7.6 T68卧式镗床电气控制线路故障及排除实训训练指导248

9.8 X62W万能铣床的实训250

9.8.1 X62W万能铣床实训的基本组成250

9.8.2 X62W万能铣床原理图250

9.8.3 机床分析252

9.8.4 电气线路的故障与维修256

9.8.5 模拟装置的安装与试运行操作258

9.8.6 电气控制线路故障排除实训指导259

9.8.7 教学演示、故障图及设置说明260

9.9 本章小结263

9.10 思考与练习263

附表A 电气设备常用基本文字符号264

附表B FX系列PLC功能指令一览表269

参考文献273