《机床电气自动控制(第2版)/高等学校机械类系列教材》较全面地讨论了现代机床电气控制的主要类型。其内容包括:继电接触器控制电路的分析与设计;交、直流无级调速控制;机床数字控制(CNC及经济型数控系统);可编程控制器(PC)的原理、程序编制方法及在机械控制中的应用。
在机床电路图形符号和电气原理图的绘制上,均贯彻新颁布的国家标准。
《机床电气自动控制(第2版)/高等学校机械类系列教材》可作为大专院校机械制造及设备、机械设计、机械电子工程以及与之相近专业的教材,亦可供机械、电气方面的工程技术人员参考。"
第1章 绪论
1.1电气自动控制在现代机床中的地位
1.2机床电气自动控制的发展概况
1.3本课程的内容与要求
第2章 机床继电接触器基本控制电路
2.1常用低压电器
2.1.1开关电器和熔断器
2.1.2交流接触器
2.1.3按钮、行程开关
2.1.4热继电器
2.1.5时间继电器
2.1.6速度继电器
2.2机床电气原理图的画法规则
2.2.1绘制原理图的原则与要求
2.2.2图面区域的划分
2.2.3符号位置索引
2.3机床电路的逻辑表示
2.3.1机床电器的逻辑表示
2.3.2逻辑代数的基本逻辑关系及串、并联电路的逻辑表示
2.3.3逻辑代数的基本性质及其应用举例
2.4异步电动机启动、正反转、制动电路
2.4.1异步电动机的启动电路
2.4.2异步电动机正反转控制电路
2.4.3异步电动机的制动电路
2.5其他基本控制电路
2.5.1连续工作(长动)与点动控制
2.5.2多点控制
2.5.3联锁控制
2.5.4顺序启动控制
2.5.5双速异步电动机的调速控制
习题
第3章 常用机床电路分析
3.1.1CA6140普通车床控制电路
3.1.2CM6132普通车床控制电路
3.2摇臂钻床电气控制电路
3.2.1主电机控制
3.2.2摇臂升降及夹紧、放松控制
3.2.3主轴箱与立柱的夹紧与放松
3.2.4机床安装后控制电路的检查
3.3铣床电气控制电路
3.3.1主轴电动机的控制
3.3.2进给运动的电气控制
3.3.3圆形工作台的控制
3.3.4其他控制
3.4组合机床电气控制电路
3.4.1机械动力滑台控制电路
3.4.2液压动力滑台控制电路
习题
第4章 电气调速系统
4.1电气调速概述
4.1.1调速与稳速
4.1.2电动机无级调速的类型
4.1.3调速的性能指标
4.1.4扩大调速范围的途径
4.2晶闸管—直流电动机无级调速系统
4.2.1直流调速方式
4.2.2具有转速负反馈的调速系统
4.2.3电压负反馈和电流正反馈调速系统
4.2,4电流负反馈的应用
4.2.5电压微分负反馈
4.2.6无静差调速系统
4.3交流调速系统
4.3.1交流调速的类型
4.3.2晶闸管交流调压及逆变电路原理
4.3.3交流电动机的变频调速
习题
第5章 机床控制电路设计
5.1机床电气设计的基本内容
5.1.1机床电气设计的基本要求
5.1.2机床电气设计的内容与步骤
5.1.3电气设计‘的技术条件
5.1.4机床电力传动方案的确定
5.1.5机床电气控制方案的确定
5.1.6控制方式的选择
5.2机床电器元件选择
5.2.1电器元件的可靠性
5.2.2电器元件选择的基本原则
5.2.3电器元件的选择机床电气电路设计
5.3.1原理图设计的一般原则
5.3.2控制电路电源的选择及动力电路设计
5.3.3控制电路的经验设计法
5.3.4设计举例
5.3.5控制电路的逻辑设计法电器位置图的绘制
5.4.1电器布置原则
5.4.2常用配线方式
5.4.3电气元件位置图的绘制
5.4.4检查与试验
习题
第6章 机床数字控制
6.1概述
6.1.1机床数字控制技术
6.1.2数控机床的组成
6.1.3开环和闭环数控
6.2计算机数控(CNC)系统
6.2.1CNC系统的定义与结构
6.2.2CNC系统软件
6.3插补运算
6.3.1逐点比较法
6.3.2数字积分法(DDA)
6.4数控机床的伺服系统
6.4.1伺服系统的性能
6.4.2相位伺服系统
6.4,3幅值伺服系统
习题
第7章 经济型数控系统
7.1概述
7.1.1经济型数控系统的特点
7.1.2经济型数控系统的种类
7.1.3经济型数控的发展概况
7.2步进电机
7.2.1步进电机的工作原理
7.2.2步进电机的分类
7.2.3步进电机的主要技术指标与特性
7.2.4步进电机的环形分配器
7.3步进电机的驱动电源
7.3.1对步进电机驱动电源的要求
7.3.2步进电机驱动电源分类
7.3.3提高驱动电源性能的措施
7.3.4功率放大器线路介绍
7.4微机数控系统的接口电路
7.4.1存储器扩展电路
7.4.2步进电机控制电路
7.4.3开关量的控制
习题
第8章 可编程控制器(PC)
8.1可编程控制器概述
8.1.1PC的结构与工作原理
8.1.2PC的特点与应用领域
8.1.3PC的发展
8.2PC的编程语言及指令系统
8.2.1PC的程序表达方式
8.2.2PC的编程元件
8.2.3PC的指令系统
8.3梯形图程序设计的规则及方法
8.3.1梯形图设计规则
8.3.2梯形图的经验设计法
8.3.3梯形图的顺序控制设计法
8.4PC在机械控制中的应用
8.4.1PC的选型
8.4.2开关量I/O模块的外部接线
8.4.3采用通用逻辑指令实现时间顺序控制的程序设计
8.4.4用置位(S)复位(R)指令实现机床运动循环控制
8.4.5使用移位寄存器的编程方式
8.4.6有多种操作方式的程序设计
习题
附录
附录1 电工设备文字符号
附录2 电工系统常用图形符号"
1.2机床电气自动控制的发展概况
1.2.1电气拖动的发展
电气控制与电气拖动有着密切的关系。20世纪初,由于电动机的出现,使得机床的拖动发生了变革,用电动机代替蒸汽机,机床的电气拖动随电动机的发展而发展。
①单电机拖动一台电机拖动一台机床,较之成组拖动简化了传动机构,缩短了传动路线,提高了传动效率,至今中小型通用机床仍有采用单电机拖动的。
②多电机拖动由于生产的发展,机床的运动增多,要求提高,出现了采用多台电机驱动一台机床的拖动方式。采用了多电机拖动以后,不但简化了机械结构,提高了传动效率,而且易于实现各运动部件的自动化。多电机拖动是现代机床最基本的拖动方式。
③交、直流无级调速电气无级调速具有可灵活选择最佳切削速度和极大简化机械传动结构的优点。由于直流电动机具有良好的启动、制动和调速性能,可以很方便地在宽范围内实现平滑无级调速,所以20世纪30年代以后直流调速系统在重型和精密机床上得到广泛应用。20世纪60年代以后,由于大功率晶闸管的问世,大功率整流技术和大功率晶体管的发展,晶闸管直流电动机无级调速系统取代了直流发电机一直流电动机、电磁放大机等直流调速系统,采用脉宽调制的直流调速系统也获得广泛应用。20世纪80年代以后,由于半导体变流技术的发展,使得交流电动机调速系统有突破性进展。交流调速有许多优点,单机容量和转速可大大高于直流电机,交流电机无电刷与换向器,易于维护,可靠性高,能用于带有腐蚀性、易爆性、含尘气体等特殊环境中。与直流电机相比,交流电机还具有体积小、重量轻、制造简单、坚固耐用等优点。交流调速已突破关键性技术,从实用阶段进入了扩大应用、系列化的新阶段。以鼠笼式交流伺服电机为对象的矢量控制技术,是近年来新兴的控制技术,它能使交流调速具有直流调速的优越调速性能。交流变频调速器、矢量控制伺服单元及交流伺服电机已日益广泛地应用于工业中。交流调速的发展必将对机床行业产生深远影响,必须引起充分重视。
1.2.2电气控制系统的发展
电气拖动的控制方式亦经历了一个从低级到高级的发展过程。最初采用手动控制。最早的自动控制是20世纪二三十年代出现的继电接触器控制,它可以实现对控制对象的启动、停车、调速、自动循环以及保护等控制。它所使用的控制器件结构简单、价廉、控制方式直观、易掌握、工作可靠、易维护,因此在机床控制上得到长期、广泛的应用。它的缺点是体积大、功耗大、控制速度慢、改变控制程序困难,由于是有触点控制,在控制复杂时可靠性降低。
为了解决复杂和程序可变控制对象的需要,在20世纪60年代出现了顺序控制器。它是继电器和半导体元件综合应用的控制装置,具有程序改变容易、通用性较强等优点,广泛用于组合机床、自动线上。
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