第一章 绪论 1
一、机床在国民经济中的重要作用 1
二、电气自动控制的地位和作用 1
三、机床电气自动控制的基本概念 1
四、机床电气自动控制的发展概况 2
五、课程内容要求 5
思考题与习题 6
第二章 常用电动机应用基础 7
第一节 直流电动机应用基础 7
一、直流电动机的基本结构和工作原理 7
二、他励直流电动机的机械特性 10
三、他励直流电动机的启动、调速和制动 11
第二节 异步电动机应用基础 12
一、异步电动机的结构、类型及工作原理 12
二、三相异步电动机的机械特性 14
三、异步电动机的启动 16
四、异步电动机调速方式及性能比较 16
五、异步电动机的制动 17
第三节 步进电动机应用基础 19
一、步进电动机的工作原理 19
二、步进电动机的结构 20
思考题与习题 21
第三章 机床常用低压电器 22
第一节 低压电器的基本知识 22
一、低压电器的分类 22
二、低压电器的基本结构 22
第二节 开关电器 24
一、低压隔离开关 24
二、低压断路器 26
第三节 信号控制开关 27
一、按钮开关 27
二、行程开关 27
三、选择开关 29
四、接近开关 30
第四节 接触器 30
一、接触器的结构原理 30
二、接触器的使用 32
第五节 继电器 33
一、中间继电器 33
二、时间继电器 33
三、压力继电器 36
四、速度继电器 36
第六节 保护电器 37
一、熔断器 37
二、热继电器 39
三、电流继电器 40
四、电压继电器 41
第七节 执行电器 42
一、电磁阀 42
二、电磁离合器 42
三、电磁制动器 43
第八节 低压电器认识与调整实验 44
一、实验目的 44
二、实验设备 44
三、实验内容与步骤 45
四、问题讨论 46
思考题与习题 46
第四章 电气控制基本环节 47
第一节 三相笼型异步电动机启动控制线路 47
一、直接启动控制线路 47
二、降压启动控制线路 48
第二节 三相异步电动机正反转控制线路 50
一、开关控制的正反转线路 50
二、接触器控制的正反转线路 51
第三节 三相笼型异步电动机制动控制线路 52
一、反接制动 52
二、能耗制动 53
第四节 其他基本控制线路 55
一、点动控制 55
二、多地控制 56
三、顺序控制 56
第五节 电气控制基本环节实验 57
实验一 三相异步电动机Y-△降压启动及正反转控制 57
一、实验目的 57
二、实验线路及设备 57
三、实验步骤 57
四、思考题 57
实验二 三相异步电动机能耗制动控制 57
一、实验目的 57
二、实验线路和设备 57
三、实验步骤 57
四、思考题 58
思考题与习题 58
第五章 典型机床电气控制 59
第一节 电气制图与识图基础知识 59
一、电气控制系统图的基本表达方法 60
二、电气原理图 61
三、电器布置图 63
四、电气安装接线图 63
五、机床电气控制电路分析具体步骤 63
第二节 CA6140卧式车床电气控制 64
一、卧式车床主要结构 65
二、CA6140卧式车床运动形式和控制要求 65
三、CA6140卧式车床电气原理图分析 65
第三节 M7130平面磨床电气控制 67
一、M7130平面磨床主要结构 67
二、M7130平面磨床运动形式和控制要求 67
三、M7130平面磨床电气原理图分析 68
第四节 Z3040摇臂钻床电气控制 71
一、Z3040摇臂钻床主要结构 71
二、Z3040摇臂钻床的运动形式和控制要求 71
三、Z3040摇臂钻床电气原理图分析 72
第五节 X62W铣床电气控制 75
一、X62W卧式万能铣床主要结构 75
二、X62W卧式万能铣床基本运动形式及控制要求 76
三、电气原理图分析 77
第六节 实验 80
一、训练要求 80
二、训练器材 80
三、训练步骤 80
思考题与习题 81
第六章 可编程控制器及应用 82
第一节 概述 82
一、可编程控制器的产生和发展 82
二、可编程控制器的主要特点 82
三、PC的发展方向 83
第二节 可编程控制器组成及工作原理 83
一、可编程序控制器的组成 83
二、可编程控制器的工作原理 85
第三节 可编程控制器的指令系统与编程方法 86
一、可编程控制器的编程语言 86
二、可编程控制器的内部器件 87
三、基本指令 91
四、功能指令 97
五、编程原则 107
第四节 可编程控制器应用实例 109
一、工件取放机械手的工作过程 109
二、机械手的工作原理 109
三、方案选择 110
四、控制流程图设计 112
五、控制梯形图和程序设计 112
第五节 实验指导书 113
实验一 程序的输入与编辑 113
一、实验目的 113
二、编程器简介 113
三、程序输入和编辑的基本操作 115
四、回答问题 117
实验二 程序的监控操作 117
一、实验目的 117
二、实验设备 117
三、实验连线 117
四、实验内容 117
五、回答问题 121
实验三 几个基本电路的编程 121
一、实验目的 121
二、实验设备 121
三、实验连线 121
四、实验内容 121
实验四 移位寄存器的应用 124
一、实验目的 124
二、实验设备 124
三、实验连线 125
四、实验内容 125
五、讨论 127
实验五 可编程序控制器在动作顺序控制器中的应用 127
一、实验目的 127
二、实验内容 128
三、报告要求 128
实验六 可编程序控制器在时间顺序控制中的应用 129
一、实验目的 129
二、控制任务 129
三、实验内容 129
四、根据实验五的要求内容写出报告 129
实验七 可编程序控制器对交通信号灯的控制 129
一、实验目的 129
二、控制任务 129
三、实验内容 130
四、写出实验报告 130
思考题与习题 130
第七章 自动控制基础 131
第一节 概述 131
一、自动控制的基本概念 131
二、自动控制系统的基本构成及控制方式 131
第二节 自动控制系统性能及评价 132
一、自动控制系统的基本要求 132
二、自动控制系统的性能指标 134
第三节 控制系统的数学模型 135
一、建立系统微分方程的一般步骤 136
二、传递函数 136
三、动态结构图 137
第四节 控制系统的时域分析 138
一、典型输入信号 138
二、一阶系统分析 139
三、二阶系统分析 139
思考题与习题 142
第八章 步进电动机控制 143
第一节 步进电动机控制系统组成 143
第二节 环形分配器 143
一、硬件组成的环形分配器 144
二、软件组成的环形分配器 145
第三节 步进电动机驱动功率放大器原理和应用 146
一、单电压供电的功率放大器 147
二、双电压供电功率放大器 147
三、斩波驱动电路 148
第四节 常用步进电动机控制集成电路简介 148
一、脉冲分配器TD62803P应用简介 148
二、国产PM03(三相)集成电路环形脉冲分配器 150
三、PPMC101B可编程脉冲分配器应用简介 151
第五节 步进电动机驱动器及其应用 152
思考题与习题 155
第九章 直流调速控制系统 156
第一节 概述 156
一、调速的定义 156
二、直流电动机的调速方案 156
第二节 单闭环直流调速系统 156
一、系统的组成 156
二、系统的稳态特性 157
三、电流截止环节及其特性 159
四、单闭环无静差调速系统 160
第三节 双闭环直流调速系统 161
一、系统的组成 161
二、系统的静特性 162
三、系统的动态特性 162
第四节 可逆直流调速系统 164
一、可逆直流调速系统的原理 165
二、可逆直流调速系统的工作状态 166
三、可逆直流调速系统的环流 167
四、有环流可逆调速系统 168
五、无环流可逆调速系统 170
第五节 直流脉宽调速系统 171
一、脉宽调制式变换器 172
二、典型双闭环控制的直流脉宽调速系统 173
思考题与习题 174
第十章 交流调速控制系统 175
第一节 变频调速基础 175
一、变频调速原则及其机械特性 175
二、变频器的基本构成 176
三、变频器的分类 177
第二节 交-直-交变频器 180
一、工作原理 180
二、交-直-交电压型变频器 180
三、交-直-交电流型变频器 182
第三节 异步电动机变频调速控制系统 184
一、异步电动机的调速原理与调速方式 184
二、高速磨床的变频调速 185
三、变频调速的功率接口及系统实例 189
第四节 交流伺服电动机驱动模块及其应用 190
思考题与习题 196
第十一章 位置随动控制系统 197
第一节 概述 197
一、位置随动系统及其组成 197
二、数控机床的伺服系统分类 197
三、数控机床对伺服系统的基本要求 198
第二节 脉冲比较伺服系统 199
一、脉冲比较伺服系统组成原理 199
二、脉冲比较电路 199
第三节 相位比较伺服系统 200
一、相位比较伺服系统组成原理 200
二、脉冲调相器 201
三、鉴相器 202
第四节 幅值比较伺服系统 202
一、幅值比较伺服系统的组成原理 203
二、鉴幅器 204
三、极性处理电路和电压/频率变换器 205
第五节 闭环伺服系统性能分析 205
一、典型闭环伺服系统的传递函数 205
二、闭环伺服系统的性能分析 207
三、闭环伺服系统性能对加工的影响 210
四、伺服系统的可靠性 213
思考题与习题 214
附录一 常用电气图形符号新旧对照表 215
附录二 常用基本文字符号新旧对照表 219
附录三 常用辅助文字符号的新旧对照表 220
附录四 C系列P型可编程控制器指令表 221
参考书目 225