本书从机床电气工程师职前安全讲起，详细介绍了常用机床电气元件的认知、选用与故障处理，对电气原理图在机床中的应用进行了有针对性的介绍，对机床PLC进行了较为完整的知识讲解，详细列举了五个综合的电气改造案例，*后还介绍了机床物联网方面的知识，对机床电气技术的学习方向进行了引导和规划。
本书可供企业新入职或转岗的电气工程师，尤其是数控机床电气维修人员学习参考，也可供数控及自动化专业学生使用。
１、面向机床电气培训需求，紧密围绕新学员在实际工作中常用的知识点和技能点，兼顾理论与实践，突出重点和难点，在教授学员知识技能的同时，注重引导他们培养分析问题、解决问题的能力。
２、语言通俗，是一看就懂的入门级经典教程。
机床（Machine Tool，MT），是指能制造机器的机器，因此机床又称为工业母机。小到手机，中到汽车火车，大到轮船飞机，其中大大小小的零件大都是由机床生产出来的。传统普通机床的机械结构复杂，加工能力及效率有限，对技术人员更加倚重的是机械知识；而搭载了数控系统的数控机床，机械结构得到了大幅简化，加工能力及效率却大幅提高，对技术人员更加倚重的是数控技术的电气知识。学好数控技术的电气知识，会让我们更加深入地认识数控机床。
当今是一个信息爆炸的时代，为我们学习技能带来了很大的优势。但凡事有利就有弊，互联网上的海量信息反而在一定程度上让我们找不到入门学习的方向与重点。
笔者现就职于武汉重型机床集团有限公司，曾在沈阳机床股份有限公司担任电气经理，从事数控机床的电气技术相关工作十余年，工作内容包括电气设计、技术培训、技术支持与服务、数据采集与分析等，精通西门子、发那科、菲迪亚、海德汉、i5（沈阳机床股份有限公司自主研发）、倍福等国内外知名数控系统。在此希望借助本书，与院校学生、职场新人分享一些自己的心得，让读者在学习数控机床电气技术上少走一些弯路。
正文部分的内容，理论知识与计算公式很少，更多的是结论性与经验性的论述，让诸位读者对于要学习的内容有一个框架性的认识，避免过多的理论知识与计算公式让各位读者在学习的过程中产生眩晕感，进而失去了学习的兴趣。
附录部分的内容，重点讲解正文中涉及的理论知识，相对比较枯燥晦涩，但如果读者通读正文后，再学习附录中的内容，反而会有一种豁然开朗的感觉。
正文的内容是知其然，附录中的内容是知其所以然。
本书开篇第1章，笔者花了很大的篇幅讲安全教育，因为不论是对于企业还是个人来说，生命安全才是最重要的。对于职场新人，尤其是院校学生来说，需要认识的是，工厂不同于校园，工厂有各种各样的机器和设备，常常会有一些安全隐患，我们需要时刻保持安全意识，避免安全事故的发生，这样才能更好地为企业、为国家做贡献。
本书由佟冬主编，华南理工大学宋小春、江门云科智能装备有限公司邢焕武副主编，武汉重型机床集团有限公司雷学平、吕洪杰、邢福军、陈超、杨洋、张圣平、郭蕾、张磊，沈阳机床股份有限公司黄丽梅、吴云峰、陈美良、李宁宁、苗松，江门云科智能装备有限公司蔡世友，惠州技师学院陈建辉、丘建雄，广东松山职业技术学院李福运，广东创新科技职业学院梁柱，苏州优备精密智能装备有限公司孙源池参加编写。
本书在审稿上得到了格劳博机床（中国）有限公司设计经理易刚先生与深圳创世纪机械有限公司电气经理李慧贤女士的大力支持，在此致以诚挚的谢意。
由于笔者的水平有限，书中难免存在不足之处，欢迎广大读者批评指正。
佟冬
2019年7月28日
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
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