本书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。



本书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。

目录

第一章绪论

一、电气自动控制在现代机床中的地位

二、机床电气自动控制的发展概况

三、本课程的内容与要求

第二章 机床继电接触器基本控制电路

2．1 常用低压电器

一、开关电器和熔断器

二、交流接触器

三、按钮、行程开关

四、热继电器

五、时间继电器

六、速度继电器

2－2 机床电气原理图的画法规则

一、绘制原理图的原则与要求

二、图面区域的划分

三、符号位置索引

2－3 机床电路的逻辑表示

一、机床电器的逻辑表示

二、逻辑代数的基本逻辑关系及串、并联电路的逻辑表示

三、逻辑代数的基本性质及其应用举例

2－4 异步电动机起动、正反转、制动电路

一、异步电动机的起动电路

二、异步电动机正反转控制电路

三、异步电动机的制动电路

2－5 其它基本控制电路

一、连续工作（长动）与点动控制

二、多点控制

三、联锁控制

四、顺序起动控制

五、双速异步电动机的调速控制

习题

第三章 常用机床电路分析

3－1 普通车床电气控制电路

一、CA6140普通车床控制电路

二、CM6132普通车床控制电路

3－2 摇臂钻床电气控制电路

一、主电机控制

二、摇臂升降及夹紧、放松控制

三、主轴箱与立柱的夹紧与放松

四、机床安装后控制电路的检查

3－3 铣床电气控制电路

一、主轴电动机的控制

二、进给运动的电气控制

三、圆形工作台的控制

四、其它控制

3－4 组合机床电气控制电路

一、机械动力滑台控制电路

二、液压动力滑台控制电路

习题

第四章 电气调速系统

4－1 电气调速概述

一、调速与稳速

二、电动机无级调速的类型

三、调速的性能指标

四、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

一、直流调速方式

二、具有转速负反馈的调速系统

三、电压负反馈和电流正反馈调速系统

四、电流负反馈的应用

五、电压微分负反馈

六、无静差调速系统

4－3 交流调速系统

一、交流调速的类型

二、晶闸管交流调压及逆变电路原理

三、交流电动机的变频调速

习题

第五章 机床控制电路设计

5－1 机床电气设计的基本内容

一、机床电气设计的基本要求

二、机床电气设计的内容与步骤

三、电气设计的技术条件

四、机床电力传动方案的确定

五、机床电气控制方案的确定

六、控制方式的选择

5－2 机床电器元件选择

一、电器元件的可靠性

二、电器元件选择的基本原则

三、电器元件的选择

5－3 机床电气电路设计

一、原理图设计的一般原则

二、控制电路电源的选择及动力电路设计

三、控制电路的经验设计法

四、设计举例

五、控制电路的逻辑设计法

5－4 电器位置图的绘制

一、电器布置原则

二、常用配线方式

三、电气元件位置图的绘制

四、检查与试验

习题

第六章 机床数字控制

6－1 概述

一、机床数字控制技术

二、数控机床的组成

三、开环和闭环数控

6－2 计算机数控（CNC）系统

一、CNC系统的定义与结构

二、CNC系统软件

6－3 插补运算

一、逐点比较法

二、数字积分法

6－4 数控机床的伺服系统

一、伺服系统的性能

二、相位伺服系统

三、幅值同服系统

习题

第七章 经济型数控系统

7－1 概述

一、经济型数控系统的特点

二、经济型数控系统的种类

三、经济型数控的发展概况

7－2 步进电机

一、步进电机的工作原理

二、步进电机的分类

三、步进电机的主要技术指标与特性

四、步进电机的环形分配器

7－3 步进电机的驱动电源

一、对步进电机驱动电源的要求

二、步进电机驱动电源分类

三、提高驱动电源性能的措施

四、功率放大器线路介绍

7－4 微机数控系统的接口电路

一、存贮器扩展电路

二、步进电机控制电路

三、开关量的控制

习题

第八章 可编程控制器（PC）

8－1 可编程控制器概述

一、PC的结构与工作原理

二、PC的特点与应用领域

三、PC的发展

8－2 PC的编程语言及指令系统

一、PC的程序表达方式

二、PC的编程元件

三、PC的指令系统

8－3 梯形图程序设计的规则及方法

一、梯形图设计规则

二、梯形图的经验设计法

三、梯形图的顺序控制设计法

8－4 PC在机械控制中的应用

一、PC的选型

二、开关量I／O模块的外部接线

三、采用通用逻辑指令实现时间顺序控制的程序设计

四、用置位（S）复位（R）指令实现机床运动循环控制

五、使用移位寄存器的编程方式

六、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

参考文献

2－2 机床电气原理图的画法规则



机床电气控制系统是由许多电气元件按照一定要求联接而成，实现对机床的电气自动控制。为了便于对控制系统进行设计、分析研究、安装调试、使用和维修，需要将电气控制系统中各电气无件及其相互联接，用国家规定的统一符号、文字和图形表示出来。这种图就是电气控制系统图。电气控制系统图一般有三种：电气原理图、电器位置图、电气互联图。下面着重介绍电气原理图的绘制。



根据机电总体设计要求和《GB4728－84》、《GB7159－87》、《GB6988－86》等规定的标准绘制的电路图是为了便于阅读和分析各种电气控制系统功能的。依据简单、清晰的原则，原理图采用电气元件展开的形式绘制。它包括所有电气元件的导电部件和接线端点，但并不按照电气元件的实际位置来绘制，也不反映电气元件的大小。



一、绘制原理图的原则与要求



（1）电器应是未通电时的状态；二进制元件应是置零时的状态；机械开关应是循环开始前的状态。



（2）动力电路、控制和信号电路应分别绘出：



动力电路——电源电路绘成水平线；受电的动力设备（如电动机等）及其保护电器支路，应垂直电源电路画出。



控制和信号电路——应垂直地绘于两条水平电源线之间，耗能元件（如线圈、电磁铁、信号灯等）应直接连接在接地或下方的水平电源线上，控制触头连接在上方水平线与耗能元件之间。



（3）用导线直接连接的互连端子，因其电位相同，故应采用相同的线号，互连端子的符号应与器件端子的符号有所区别。



（4）无论主电路还是辅助电路，各元件一般应按动作顺序从上到下、自左至右依次排列。



（5）原理图上各电路的安排应便于分析、维修和寻找故障，对功能相关的电气元件应绘制在一起，使它们之间关系明确。



（6）原理图应注出下列数据或说明。



1）各电源电路的电压值、极性或频率及相数；



2）某些元器件的特性（如电阻、电容器的数值等）；



3）不常用的电器（如位置传感器、手动触头、电磁阀或气动阀、定时器等）的操作方法和功能。



（7）原理图中有直接电联系交叉导线连接点，用实心圆点表示。可拆接或测试点用空心圆点表示。无直接电联系的交叉点则不画圆点。



（8）对非电气控制和人工操作的电器，必须在原理图上用相应的图形符号表示其操作方式及工作状态。由同一机构操作的触头，应用机械连杆符号表示其联动关系。各个触头的运动方向和状态，必须与操作件的动作方向和位置协调一致。



（9）对与电气控制有关的机、液、气等装置，应用符号绘出简图，以表示其关系。