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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1 47

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Y 61

2.3.2　辅助继电器M 62

2.3.3　定时器T 63

2.3.4　计数器C 65

2.3.7 嵌套指针N、P、I 69

2.3.6　数据寄存器D、V、Z 69

2.3.5　状态器S 69

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2 94

第3章 数控系统与PLC 95

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PLC 102

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3 121

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4 157

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5 179

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6 201

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7 230

附录 常用电器图形符号 231

参考文献 234