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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