机床电气自动控制 第2版PDF电子书下载

第一章 绪论 1

一、机床在国民经济中的重要性 1

二、电气自动控制的作用 1

三、现代机床的结构组成及作用 1

四、机床电气自动控制的发展概况 2

五、课程概况 5

思考题与习题 7

第二章 电力拖动系统运动分析和折算 8

第一节 电力拖动系统的运动分析 8

一、电力拖动系统的运动方程 8

二、电力拖动系统的运动状态及实现 9

第二节 多轴电力拖动系统的折算 9

一、旋转运动折算 10

二、直线运动折算 12

思考题与习题 13

第三章 常用电动机应用基础 14

第一节 直流电动机应用基础 14

一、直流电动机的工作原理 14

二、直流电动机的基本结构 15

三、直流电动机的励磁方式 17

四、他励直流电动机的机械特性 17

五、他励直流电动机的启动、调速、制动和反转 19

六、数控机床常用直流伺服电动机的特点 21

第二节 异步电动机应用基础 22

一、异步电动机的分类 23

二、三相异步电动机的结构 23

三、三相异步电动机的工作原理 25

四、三相异步电动机的机械特性 25

五、三相异步电动机的启动 27

六、异步电动机调速方式及性能比较 27

七、异步电动机的制动 29

第三节 同步电动机应用基础 32

一、永磁交流伺服电动机结构 32

二、永磁交流伺服电动机工作原理 33

三、永磁交流伺服电动机的启动 33

四、永磁交流伺服电动机的调速和制动 33

第四节 步进电动机应用基础 33

一、步进电动机分类 33

二、反应式步进电动机结构 34

三、反应式步进电动机工作原理 34

四、三相反应式步进电动机的通电方式和步距角 35

五、步进电动机的应用特点 35

六、步进电动机的主要参数和特性 36

第五节 电力拖动系统中电动机的选择 37

一、电动机选择的一般原则 37

二、电动机选择的具体内容和方法 37

思考题与习题 40

第四章 机床常用低压电器 42

第一节 低压电器的基本知识 42

一、低压电器的分类 42

二、低压电器的基本结构 42

第二节 开关电器 44

一、低压隔离开关 44

二、低压断路器 47

第三节 信号控制开关 50

一、按钮开关 50

二、位置开关 51

三、选择开关 54

第四节 接触器 56

一、接触器的结构原理 56

二、接触器的图形和文字符号 58

三、接触器的技术参数 58

四、接触器的选用 59

第五节 继电器 59

一、中间继电器 59

二、时间继电器 60

三、压力继电器 62

四、速度继电器 63

第六节 保护电器 64

一、熔断器 64

二、热继电器 66

三、电流继电器 68

四、电压继电器 69

第七节 执行电器 69

一、电磁阀 69

二、电磁离合器 69

三、电磁制动器 70

低压电器认识与调整实训 71

思考题与习题 73

第五章 电气控制基本环节 75

第一节 三相笼型异步电动机启动控制线路 75

一、直接启动控制线路 75

二、降压启动控制线路 76

第二节 三相异步电动机正反转控制线路 78

一、开关控制的正反转控制线路 79

二、接触器控制的正反转线路 79

第三节 三相笼型异步电动机制动控制线路 80

一、反接制动控制线路 80

二、能耗制动控制线路 81

第四节 其他基本控制线路 82

一、点动控制 82

二、多地控制 83

三、顺序控制 83

四、联锁控制 83

第五节 简单控制电路设计 84

一、生产设备电气控制系统设计的要求 85

二、生产设备电气控制系统设计的内容 85

三、控制电路设计的基本方法 85

四、电气控制线路设计的注意事项 86

五、电气控制系统设计实例 92

第六节 电气维修基础 96

一、电气设备维修的一般要求 96

二、电气设备维修的一般方法 97

三相异步电动机正反转控制实训 99

三相异步电动机？-△降压启动控制实训 99

三相异步电动机能耗制动控制实训 100

思考题与习题 100

第六章 典型机床电气控制 102

第一节 电气识图与制图基础知识 102

一、电气控制系统图的基本表达方法 103

二、电气原理图 104

三、电器布置图 106

四、电气安装接线图 106

五、机床电气控制电路分析具体步骤 106

第二节 CA6140型卧式车床电气控制 107

一、CA6140型卧式车床主要结构 107

二、CA6140型卧式车床运动形式和控制要求 107

三、CA6140型卧式车床电气原理图分析 108

第三节 M7130型平面磨床电气控制 110

一、M7130型平面磨床主要结构 110

二、M7130型平面磨床运动形式和控制要求 111

三、M7130型平面磨床电气原理图分析 112

第四节 Z3040型摇臂钻床电气控制 114

一、Z3040型摇臂钻床主要结构 115

二、Z3040型摇臂钻床运动形式和控制要求 115

三、Z3040型摇臂钻床电气原理图分析 115

第五节 X62W型铣床电气控制 119

一、X62W型卧式万能铣床主要结构 119

二、X62W型卧式万能铣床基本运动形式及控制要求 119

三、电气原理图分析 120

C6140型车床常见电气故障分析与维修实训 124

X62W型铣床常见电气故障分析与维修实训 125

思考题与习题 128

第七章 可编程控制器及其应用 129

第一节 概述 129

一、可编程控制器的产生和发展 129

二、可编程控制器的主要特点 129

三、PLC的发展方向 130

第二节 可编程控制器的组成及工作原理 130

一、可编程控制器的组成 130

二、可编程控制器的工作原理 133

第三节 可编程控制器的编程语言 134

一、梯形图法 134

二、指令助记符法 135

第四节 可编程控制器的内部器件 135

一、可编程控制器的等效电路 135

二、可编程控制器的内部器件 136

第五节 可编程控制器的指令系统 139

一、基本指令 139

二、功能指令 144

第六节 可编程控制器的编程原则 154

第七节 可编程控制器控制系统的设计与实现 157

一、PLC应用系统设计的内容和步骤 157

二、PLC应用系统的硬件设计 160

三、PLC应用系统的软件设计 164

第八节 可编程控制器应用实例 166

一、机械手的工作过程 166

二、机械手的工作原理 166

三、方案选择 167

四、控制流程图设计 168

五、控制梯形图和程序设计 169

可编程控制器基本实训 170

实训一 程序的输入与编辑 170

实训二 程序的监控操作 174

实训三 几个基本电路的编程 178

实训四 移位寄存器的应用 182

可编程控制器编程与调试实训 185

实训五 可编程控制器在动作顺序控制器中的应用 185

实训六 可编程控制器在时间顺序控制中的应用 187

实训七 可编程控制器对交通信号灯的控制 187

思考题与习题 188

第八章 自动控制基础 190

第一节 概述 190

一、自动控制的基本概念 190

二、自动控制系统的基本构成及控制方式 190

第二节 自动控制系统性能及评价 192

一、自动控制系统的基本要求 192

二、自动控制系统的性能指标 193

第三节 控制系统的数学模型 195

一、建立系统微分方程的一般步骤 195

二、传递函数 196

三、动态结构图 196

第四节 控制系统的时域分析 197

一、典型输入信号 197

二、一阶系统分析 199

三、二阶系统分析 199

思考题与习题 202

第九章 步进电动机控制系统 203

第一节 步进电动机控制系统组成 203

第二节 环形分配器 203

一、硬件组成的环形分配器 204

二、软件组成的环形分配器 205

第三节 步进电动机驱动功率放大器原理和应用 206

一、单电压供电的功率放大器 207

二、双电压供电功率放大器 207

三、斩波驱动电路 208

第四节 常用步进电动机驱动模块简介 208

一、脉冲分配器TD62803P应用简介 208

二、国产PM03（三相）集成电路环形脉冲分配器简介 210

三、PPMC101B可编程脉冲分配器应用简介 211

第五节 步进电动机驱动系统及其应用 212

步进电动机驱动系统的调试及使用实训 214

思考题与习题 217

第十章 直流调速控制系统 219

第一节 概述 219

一、调速的定义 219

二、直流电动机的调速方案 219

三、直流调速控制系统的分类 219

第二节 单闭环直流调速系统 220

一、系统的组成 220

二、系统的稳态特性 220

第三节 单闭环无静差直流调速系统 223

一、比例积分调节器 223

二、单闭环无静差调速系统工作原理 223

第四节 带电流截止环节的单闭环直流调速系统 224

一、截流反馈装置 224

二、带截流反馈装置的单闭环直流调速系统的静特性 225

第五节 双闭环直流调速系统 225

一、双闭环直流调速系统的组成 225

二、双闭环直流调速系统的静特性 226

三、双闭环直流调速系统的动态特性 226

第六节 可逆直流调速系统 229

一、可逆直流调速系统的原理 229

二、可逆直流调速系统的工作状态 230

三、可逆直流调速系统的环流 231

四、有环流可逆调速系统 233

五、无环流可逆调速系统 234

第七节 直流脉宽调速系统 236

一、脉宽调制式变换器 236

二、典型双闭环控制的直流脉宽调速系统 237

思考题与习题 238

第十一章 交流调速控制系统 239

第一节 变频调速基础 239

一、变频器的基本构成 239

二、交-直交变频器的工作原理 240

三、变频器的分类 241

第二节 交直交变频器 243

一、交-直交电压型变频器 243

二、交-直-交电流型变频器 244

第三节 高速磨床的变频调速 247

一、异步电动机的调速原理与调速方式 247

二、高速磨床拖动系统的结构和工作特点 247

三、原拖动方案及存在问题 248

四、高速磨床的变频调速系统 249

五、高速磨床变频器的技术发展 250

第四节 数控车床的变频调速 251

一、通用变频器接口定义 251

二、通用变频器在数控车床上的应用 251

变频调速系统的构成、调整及使用实训 253

思考题与习题 258

第十二章 位置随动控制系统 259

第一节 概述 259

一、位置随动系统及其组成 259

二、数控机床的伺服系统分类 259

三、数控机床对伺服系统的基本要求 260

第二节 脉冲比较伺服系统 261

一、脉冲比较伺服系统组成原理 261

二、脉冲比较电路 261

第三节 相位比较伺服系统 262

一、相位比较伺服系统组成原理 262

二、脉冲调相器 263

三、鉴相器 264

第四节 幅值比较伺服系统 264

一、幅值比较伺服系统的组成原理 265

二、鉴幅器 265

三、极性处理电路和电压／频率变换器 266

第五节 交流伺服电动机驱动模块及其应用 267

第六节 闭环伺服系统性能分析 272

一、典型闭环伺服系统的传递函数 272

二、闭环伺服系统的性能分析 273

三、伺服系统的可靠性 277

第七节 闭环伺服系统性能对加工的影响 277

一、开环增益对加工的影响 277

二、位置精度对加工的影响 278

三、调速范围对加工的影响 278

四、速度误差系数对加工的影响 278

交流伺服系统的构成、调整及使用实训 280

思考题与习题 286

附录一 常用电气图形符号新旧对照表 287

附录二 常用基本文字符号新旧对照表 291

附录三 常用辅助文字符号的新旧对照表 292

附录四 C系列P型可编程控制器指令表 293

参考文献 296