《机械设备电气与数字控制》

第一章机械设备电气自动控制概况1

1-1 机械设备电气自动控制的基本概况1

1-2机械设备中的电气自动控制2

一、继电器—接触器控制2

二、可编程控制器2

三、数字控制3

1-3数控技术的应用和发展4

一、数控技术在机械设备中的应用4

二、数控技术的发展5

第二章机械设备的继电—接触控制7

2-1机械设备继电—接触控制基础7

一、电气控制线路的基本概念7

二、电动机的典型控制线路10

2-2普通车床的控制线路25

一、概述25

二、C650车床的控制线路26

2-3铣床的控制线路32

一、概述32

二、X62W型铣床的电气控制32

2-4组合机床的控制线路46

一、概述46

二、DU型组合机床电气控制线路概况46

三、DU型组合机床电气控制线路的分析47

思考题与习题60

第三章机械设备继电接触控制系统设计基础62

3-1电气控制线路设计的基本内容62

一、设计步骤与一般内容62

二、技术条件的拟定62

三、电气传动形式的选择63

四、电气控制方案的确定65

3-2电动机的选择66

一、电动机结构形式的选择66

二、电动机类型的选择67

三、电动机转速的选择67

四、电动机容量的选择67

3-3继电接触控制线路的设计69

一、经验设计法69

二、逻辑设计法72

三、继电接触控制线路的设计规律74

四、继电接触控制线路设计的一般问题75

3-4常用控制电器的选择80

一、按钮、刀开关等元件的选择80

二、熔断器的计算与选择81

三、交流接触器的选择82

四、继电器的选择83

五、控制变压器的计算与选择86

3-5继电接触控制系统设计实例88

一、机床传动的总体方案88

二、电气控制线路的设计88

三、电器元件的选择90

四、制定电器元件明细表93

五、绘制电气控制线路图93

思考题与习题95

第四章可编程控制器及应用97

4-1PLC的基本原理97

一、PLC的硬件组成97

二、PLC的工作过程103

三、PLC的内部等效继电器电路104

4-2PLC的指令系统和编程108

一、PLC的基本指令108

二、PLC的编程117

4-3PLC在机械设备中的应用127

一、PLC控制系统开发的一般方法127

二、PLC应用举例131

思考题与习题138

第五章数字控制系统的硬件组成141

5-1数控技术的基本概念141

一、数控设备的组成141

二、数控设备的分类142

三、数控系统的基本功能145

四、微机数控系统的特点146

5-2经济型数控的硬件系统147

一、概述147

二、单片机数控硬件系统148

5-3STD总线数控系统159

一、STD总线159

二、STD总线数控系统161

5-4全功能型CNC系统的硬件结构165

一、全功能型CNC系统的特点165

二、PLC在数控机床中的应用165

三、全功能型数控系统简述167

第六章数控系统的软件控制原理172

6-1系统软件概述172

一、系统软件的组成172

二、系统软件的常见结构173

6-2插补方法174

一、逐点比较插补法174

二、数字积分法插补原理185

6-3进给速度的控制190

一、进给速度的给定190

二、进给速度的控制方法191

三、步进电机的升降速控制193

6-4输入和数据处理196

一、系统的输入196

二、数据处理198

6-5误差补偿和自诊断201

一、误差补偿201

二、自诊断202

6-6系统实例分析203

一、主程序203

二、编辑程序203

三、运行程序205

四、手动程序205

五、回零程序206

思考题与习题207

第七章伺服驱动系统209

7-1伺服驱动系统的组成和工作原理209

一、伺服系统的基本概念209

二、伺服系统的组成和工作原理210

7-2步进电动机开环伺服系统211

一、步进电动机开环伺服系统211

二、步进电动机212

三、脉冲分配器214

四、步进电机驱动电路217

7-3伺服系统中的位置检测222

一、用微动开关进行位置检测222

二、旋转位置的检测223

三、直线型位置检测225

7-4闭环伺服驱动系统228

一、概述228

二、直流电机伺服驱动系统230

三、交流电机伺服驱动系统236

7-5 闭环伺服驱动系统应用举例241

思考题与习题243

第八章数控编程244

8-1数控标准244

一、程序段格式244

二、功能字246

三、坐标系和方向的规定250

8-2数控系统的功能252

一、JWK系统功能252

二、JWK数控编程254

三、全功能型数控系统的功能258

8-3手工编程261

一、工艺过程分析261

二、坐标值的计算263

三、编程实例265

四、菜单式编程介绍272

8-4自动编程273

一、概述273

二、ATP语言简介275

三、编程举例279

思考题与习题281

第九章机械设备的数控化改造283

9-1机械设备数控化改造的一般方法283

一、数控化改造的意义283

二、改造的一般步骤284

三、方案的选择285

四、方案制定实例285

五、数控系统的选择291

9-2进给伺服系统的设计计算292

一、进给伺服系统的设计计算292

二、伺服系统结构设计特点296

9-3机床改造技术297

一、车床改造技术297

二、数控系统的安装与调试303

三、抗干扰措施304

9-4数控车床改造举例306

一、改造方案的确定306

二、改造步骤310

三、调试314

9-5数显设备在机械设备改造中的应用314

一、光栅尺和磁尺的规格型号及应用范围314

二、数显装置的安装和应用316

思考题与习题318

第十章柔性制造系统（FMS）简介319

10-1 概述319

10-2FMS的构成320

一、关于柔性的基本概念320

二、FMS的基本构成320

10-3FMS实例介绍322

一、TC—500卧式加工中心322

二、物流子系统325

三、信息流子系统327

四、FMS具有的经济效益327

附录329