数控机床电气控制入门

安全教育篇 第1章 机床很危险，使用需谨慎 1.1人身安全2 1.1.1安全符号4 1.1.2危险的机床5 (1)旋转中的设备5 (2)旋转设备是如何伤人的6 (3)破损的刀具7 (4)炽热的废屑8 (5)危险的冷却液9 1.1.3触电危险10 1.1.4危险的人11 1.2机床的安全13 1.2.1慎用修调模式13 1.2.2慎重修改权限13 电气基础知识篇 第2章 数控机床的电气组成 2.1电缆种类及选择16 2.1.1单芯线16 2.1.2多芯线17 2.1.3带屏蔽的电缆18 2.2数控系统19 2.2.1CNC、NC、PLC与数控系统19 2.2.2数控系统的组成21 2.2.3总线（BUS）21 2.2.4操作站22 (1)功能键23 (2)操作键23 (3)键盘23 (4)控制面板24 (5)急停按钮24 (6)倍率旋钮25 (7)模式选择26 2.2.5手持单元27 2.2.6伺服电动机28 2.2.7主轴电动机29 2.2.8放大器30 (1)放大器的作用31 (2)放大器的接口31 (3)放大器与变频器33 2.2.9I/O模块33 2.2.10光栅尺35 2.2.11数控系统硬件组成及接线35 第3章 常用电气元件 3.1按钮开关37 3.1.1操作面板上的按钮38 3.1.2外置按钮38 3.1.3按钮的控制过程39 3.2机械型开关39 3.3感应开关40 3.4PNP与NPN，NC与NO41 3.5模拟量开关42 3.6电气导轨44 3.7保护开关44 3.7.1空气开关45 3.7.2电动机保护器46 3.7.3辅助触点46 3.7.4电气符号及接线46 3.8继电器47 3.9接触器50 3.10电磁阀51 3.11三相交流电动机52 3.12接线端子52 3.13电源55 3.13.1三相变压器55 3.13.2稳压电源56 3.14电网58 3.14.1电抗器58 3.14.2滤波器59 3.15电气设计的重要事项60 3.15.1供电60 3.15.2电气柜60 3.15.3接地61 (1)安全61 (2)消除干扰61 第4章 常用操作 4.1机床上电62 4.1.1软键62 4.1.2报警查看63 4.2修改参数65 4.2.1允许修改参数65 4.2.2参数的表达形式66 4.2.3修改参数67 4.2.4禁止修改参数70 4.3回零操作70 4.4备份/恢复数据71 4.4.1备份/恢复数据准备72 4.4.2备份PLC程序及PLC参数73 4.4.3恢复PLC及PLC参数74 4.4.4备份CNC参数75 4.4.5备份螺距补偿76 4.4.6其他数据备份76 4.4.7数据恢复76 第5章 电气原理图 5.1电气原理图的特点78 5.2电气原理图的组成79 5.3如何看懂电气原理图80 技能入门篇 第6章 PLC并不难 6.1PLC基础知识86 6.1.1PLC种类86 6.1.2PLC入门的技巧87 6.1.3梯形图的基本逻辑87 (1)读取88 (2)写入（赋值）88 (3)读写89 (4)逻辑关系89 6.2梯形图PLC学习技巧90 6.2.1PLC运行原理及过程91 (1)PLC全局运行过程91 (2)PLC局部运行过程91 6.2.2PLC控制流程93 6.2.3控制流程具体过程94 (1)请求信号94 (2)使能条件94 (3)状态输出96 (4)报警处理96 6.2.4梯形图的局限性96 6.2.5字节（BYTE）与位（BIT）97 6.2.6二进制与十进制的互相转换98 (1)数字转字节98 (2)字节转数字99 (3)手轮有几根线100 (4)伺服刀库有几根线101 6.2.7输入输出变量（X、Y变量）101 6.2.8中间变量（R变量）102 6.2.9系统变量（F、G变量）104 6.3发那科PLC的结构104 6.3.1发那科的PLC软件104 6.3.2Title108 6.3.3Symbol Comment109 6.3.4LEVEL1110 6.3.5LEVEL2110 6.3.6Sub-program113 6.3.7Message113 6.4K参数115 6.4.1K参数设定方法115 6.4.2K参数的用途115 (1)功能程序调用115 (2)功能选择118 (3)常开/常闭选择118 6.4.3K参数的向下兼容120 6.5基本逻辑指令121 6.5.1PLC时序图121 6.5.2上升沿检测（SUB57，DIFU）122 6.5.3下降沿检测（SUB58，DIFD）122 6.5.4功能程序调用（SUB65，CALL）123 6.5.5延时接通（SUB24，TMRB）123 (1)到位信号124 (2)控制按钮125 (3)机床润滑125 6.5.6TMRBF（SUB77，延时断开）126 (1)夹具松开到位信号126 (2)保压式液压站126 6.6M代码127 6.6.1标准M代码127 6.6.2自定义M代码127 6.6.3M代码冲突128 6.6.4PLC处理128 (1)定义M代码128 (2)M执行完成131 6.6.5调用子程序132 6.7强制输出133 6.8动作控制134 6.9调试手册135 技能应用篇 第7章 实际案例 7.1添加按钮功能138 7.1.1定义按钮输入地址的中间变量139 7.1.2定义按钮输出地址的中间变量143 7.1.3按钮的逻辑控制144 (1)添加逻辑控制144 (2)普通按钮的逻辑控制（一）145 (3)普通按钮的逻辑控制（二）147 (4)控制按钮的逻辑控制148 (5)模拟运行150 (6)按钮硬件接线152 7.2夹具的控制功能153 7.2.1查看M代码是否被定义153 7.2.2M代码保持控制154 7.2.3M代码取消夹具夹紧155 7.2.4M87已被定义156 7.2.5夹具控制使能157 7.2.6夹具松开控制159 7.2.7M代码完成159 7.2.8报警处理162 7.2.9电气硬件部分164 7.2.10总结165 7.3添加照明灯功能165 7.3.1定义输入输出地址166 7.3.2新建照明灯功能程序166 7.3.3调用照明灯功能程序166 7.3.4照明灯的全部PLC代码168 7.3.5电气硬件部分169 (1)按钮接线170 (2)照明灯电压是DC24V170 (3)照明灯电压是AC220V171 7.4增加排屑器功能171 7.4.1定义输入输出地址172 7.4.2PLC编写172 (1)新建功能程序172 (2)调用功能程序173 (3)定义输入输出信号175 (4)定义按钮部分175 (5)排屑器M代码定义177 (6)M代码控制排屑器180 (7)M代码完成180 (8)软件互锁保护182 (9)硬件互锁保护184 (10)辅助触点报警184 7.5编译PLC程序工作186 7.6生成PLC文件189 7.7恢复PLC191 7.7.1导入PLC191 7.7.2PLC生效192 第8章 常用电气调试方法 8.1万用表193 8.1.1万用表的选择193 8.1.2万用表的使用194 (1)AC380V/220V的测量194 (2)DC24V的测量195 (3)电压测量的注意事项195 (4)电阻的测量196 (5)蜂鸣器功能196 8.1.3机床上电前的准备工作196 8.2输出信号的万用表诊断197 8.3输入信号的万用表诊断198 8.4PLC诊断200 8.4.1K参数限制200 8.4.2输入信号的限制201 8.4.3PLC查看201 第9章 工业4.0 9.1工业物联网206 9.2第三方的函数库（API）206 9.2.1发那科的FOCAS207 9.2.2联机207 (1)电脑IP设定207 (2)数控系统IP设定208 (3)ping一下208 (4)安装VB211 (5)编写VB程序213 9.3读取CNC数据215 9.3.1读取轴的绝对坐标216 9.3.2读取PLC信号223 9.3.3读取NC参数229 9.3.4生成exe程序232 9.4工业物联网的深层次开发234 附录篇 第10章 本书相关理论 10.1PMC的解释236 10.2功能块重复检测236 10.3FANUC Ladder其他功能238 10.3.1打印PLC238 10.3.2PLC显示状态切换239 10.3.3交叉表的不足240 10.3.4Address Map功能240 10.4电缆承载电流表242 10.5工业总线242 10.6CAT等级243 10.7屏蔽线原理245 10.7.1EMI245 10.7.2EMC245 10.7.3为什么地线不能缠绕246 10.8交流电动机的启动电流与运行电流246 10.9电动机铭牌247 10.10星角切换248 10.11电动机保护器与空气开关250 10.12同步电动机与异步电动机的区别250 10.13继电器模组251 10.14交流电动机转速计算公式251 10.15放大器控制原理252 10.15.1PWM与变频器253 10.15.2谐波与滤波器254 10.16激光干涉仪254 10.16.1定位误差与重复定位误差255 10.16.2重复定位精度的重要性255 10.17球杆仪256 10.18电感放电特点257 10.19发那科梯形图的优点与缺点258 10.20PLC代码详解259 10.21FLASH ROM和SRAM264 10.22引导页面下的数据备份与恢复265 10.22.1备份PLC程序266 10.22.2恢复PLC程序266 10.22.3备份及恢复SRAM数据268 10.23强制输入/输出信号269 10.23.1强制输入信号的利与弊270 10.23.2强制输出信号的利与弊270 10.23.3如何强制输入/输出信号271 10.24IP等级275 10.25模式选择（全）276 10.26F信号与G信号列表277 10.26.1特殊的F与G信号277 10.26.2标准的F与G信号279 10.27本书中的英文及缩写293 10.28WIN7搜索不到文件名296 10.29FOCAS API查询表297 10.29.1库句柄及节点相关功能297 10.29.2伺服轴与主轴的相关功能298 10.29.3加工程序相关功能298 10.29.4CNC文件数据功能300 10.29.5刀具寿命管理功能301 10.29.6刀具管理功能302 10.29.7放大器控制相关功能302 10.29.8PLC/PMC相关功能303 10.29.9其他功能303 参考文献