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第1章　继电器控制技术1

1.1　绪论1

1.1.1　数控机床电气控制系统的组成1

1.1.2　数控机床主要性能指标及要求2

1.1.3　数控机床系统分类4

1.1.4　数控机床电气控制系统的发展状况5

1.2　机床常用电器及选择8

1.2.1　开关电器8

1.2.2　熔断器11

1.2.3　主令电器（开关电器）13

1.2.4　接触器17

1.2.5　继电器19

1.3　机床电气原理图28

1.3.1 电气控制线路图中的图形符号和文字符号28

1.3.2　电气原理图28

1.3.3 电气元件布置图31

1.3.4　电气安装接线图31

1.4　机床电气控制系统的基本环节32

1.4.1 三相异步电动机的起动控制33

1.4.2　三相异步电动机的正反转控制37

1.4.3　三相异步电动机的制动控制39

1.4.4　三相异步电动机的保护环节42

1.4.5　三相异步电动机应用实例分析43

本章小结47

习题147

第2章　可编程序控制器控制技术49

2.1　通用型PLC的分类、组成及工作原理49

2.1.1 通用型PLC的分类49

2.1.2 PLC系统的组成51

2.1.3 PLC的工作原理54

2.1.4 PLC的表达方式55

2.1.5　PLC的技术指标57

2.2 MITSUBISHI公司FX系列微型PLC简介58

2.2.1 FX系列微型PLC的型号58

2.2.2　PLC的输入输出方式59

2.3 FX1N系列PLC内部的软元件60

2.3.1 输入继电器X和输出继电器Y61

2.3.2　辅助继电器M62

2.3.3　定时器T63

2.3.4　计数器C65

2.3.7 嵌套指针N、P、I69

2.3.6　数据寄存器D、V、Z69

2.3.5　状态器S69

2.4 FX系列PLC的基本逻辑指令系统及编程方法70

2.4.1 I/O指令（LD、LDI、OUT）70

2.4.2 单个触点及电路块的串并联指令71

2.4.3 脉冲指令及脉冲检出指令73

2.4.4 置位复位指令（SET、RST）75

2.4.5 堆栈指令（MPS、MRD、MPP）75

2.4.6 主控及主控复位指令（MC、MCR）76

2.4.7　其他指令78

2.5.1 SFC图与STL图79

2.5　FX系列PLC的步进梯形指令系统79

2.5.2 步进梯形图指令（STL、RET）80

2.5.3　步进控制实例80

2.6 FX系列PLC的功能指令系统82

2.6.1 程序流程功能指令83

2.6.2 传送、比较指令（FNC 10～FNC 19）84

2.7　编程的注意事项86

2.8　PLC的应用实例88

2.8.1　定时器应用电路88

2.8.2　电动机的起动／停止控制91

2.8.3 电动机的正反转控制92

2.8.4 电动机的星形-三角形减压起动控制93

本章小结94

习题294

第3章 数控系统与PLC95

3.1　典型数控系统介绍95

3.1.1 FANUC系统95

3.1.2 SIEMENS系统99

3.1.3 FAGOR系统100

3.1.4　华中系统101

3.2.1 PLC在数控机床中的配置方式102

3.2 数控系统与PLC102

3.2.2　PLC与外部的信息交换103

3.2.3　数控系统中PLC的分类103

3.3 FANUC系列PMC的指令系统105

3.3.1 PMC的基本指令106

3.3.2　PMC的功能指令108

3.3.3 FANUC PMC梯形图编制的一般规则117

3.3.4 FANUC PMC在数控机床中的应用118

本章小结121

习题3121

4.1　概述122

4.1.1　伺服系统的组成122

第4章　进给伺服驱动系统122

4.1.2　数控机床对伺服系统的基本要求123

4.1.3　伺服系统的分类125

4.1.4　伺服系统的发展128

4.2　步进电动机128

4.2.1　分类及主要技术指标128

4.2.2　步进电动机的选用131

4.2.3　步进电动机的驱动实例132

4.3.1　直流伺服电动机简介135

4.3　交流伺服电动机135

4.3.2　交流伺服电动机137

4.4　进给伺服驱动系统141

4.4.1　交流伺服电动机的变频调速141

4.4.2 交流伺服电动机的矢量变换控制调速系统147

4.4.3　交流伺服系统的发展趋势148

4.4.4　进给运动控制参数的设定150

4.5　直线电动机154

4.5.1　直线电动机的主要特点154

4.5.2　直线电动机进给系统的结构设计156

4.5.3　直线电动机进给系统设计注意事项156

习题4157

本章小结157

第5章　数控机床主轴系统158

5.1　概述158

5.1.1　数控机床主轴驱动系统158

5.1.2　数控机床对主轴的基本要求159

5.2　主轴传动方式及交流主轴电动机160

5.2.1 主轴常见的变速方式160

5.2.2　交流主轴电动机的结构特点及性能161

5.3　主轴驱动164

5.3.1　交流主轴的通用变频器控制164

5.3.2　交流主轴的伺服驱动控制167

5.3.3 FANUC 0i系统对交流主轴驱动的控制172

5.4　主轴定向控制及其分段无级变速控制172

5.4.1 主轴定向173

5.4.2　主轴分段无级变速控制177

本章小结178

习题5179

第6章　检测装置180

6.1　伺服系统对检测装置的要求180

6.1.1　伺服系统对位置检测元器件的要求180

6.1.2　位置检测传感器的分类和特点180

6.2.1　光电式增量编码器183

6.2　编码器工作原理183

6.2.2　光电式绝对编码器184

6.2.3　高精度脉冲编码器185

6.2.4　手摇脉冲发生器和主轴位置编码器186

6.3　光栅测量装置187

6.3.1　光栅的结构187

6.3.2　光栅的读数187

6.3.3　光栅的测量电路188

6.4　感应同步器190

6.4.1　感应同步器的结构与工作原理190

6.4.2　感应同步器的工作方式191

6.5　旋转变压器193

6.5.1　旋转变压器的工作原理193

6.5.2　旋转变压器工作方式194

6.6　磁栅196

6.6.1　磁栅的结构和工作原理196

6.6.2　磁栅的检测方法198

6.7　测速发电机199

本章小结201

习题6201

7.1.1 FANUC 0i数控装置202

7.1 FANUC 0i系统各主要单元接口202

第7章　FANUC 0i系统在数控铣床上的应用202

7.1.2　电源模块204

7.1.3　伺服模块205

7.1.4　主轴模块207

7.1.5 FANUC 0i数控系统综合连接208

7.2　数控铣床操作面板简介210

7.3　硬件连接211

7.3.1　主电路控制212

7.3.2　控制电路214

7.3.3　系统互联图216

7.3.4 PMC的I/O接口218

7.4　软件编程221

7.4.1　回参考点控制221

7.4.2　主轴变档控制223

7.5　参数设定227

7.5.1 FANUC 0i系列的参数形式228

7.5.2 FANUC 0i的参数设置方法229

本章小结230

习题7230

附录 常用电器图形符号231

参考文献234