本書從機(jī)床電氣工程師職前安全講起，詳細(xì)介紹了常用機(jī)床電氣元件的認(rèn)知、選用與故障處理，對電氣原理圖在機(jī)床中的應(yīng)用進(jìn)行了有針對性的介紹，對機(jī)床PLC進(jìn)行了較為完整的知識講解，詳細(xì)列舉了五個綜合的電氣改造案例，*后還介紹了機(jī)床物聯(lián)網(wǎng)方面的知識，對機(jī)床電氣技術(shù)的學(xué)習(xí)方向進(jìn)行了引導(dǎo)和規(guī)劃。
本書可供企業(yè)新入職或轉(zhuǎn)崗的電氣工程師，尤其是數(shù)控機(jī)床電氣維修人員學(xué)習(xí)參考，也可供數(shù)控及自動化專業(yè)學(xué)生使用。
１、面向機(jī)床電氣培訓(xùn)需求，緊密圍繞新學(xué)員在實(shí)際工作中常用的知識點(diǎn)和技能點(diǎn)，兼顧理論與實(shí)踐，突出重點(diǎn)和難點(diǎn)，在教授學(xué)員知識技能的同時，注重引導(dǎo)他們培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力。
２、語言通俗，是一看就懂的入門級經(jīng)典教程。
機(jī)床（Machine Tool，MT），是指能制造機(jī)器的機(jī)器，因此機(jī)床又稱為工業(yè)母機(jī)。小到手機(jī)，中到汽車火車，大到輪船飛機(jī)，其中大大小小的零件大都是由機(jī)床生產(chǎn)出來的。傳統(tǒng)普通機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工能力及效率有限，對技術(shù)人員更加倚重的是機(jī)械知識；而搭載了數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，機(jī)械結(jié)構(gòu)得到了大幅簡化，加工能力及效率卻大幅提高，對技術(shù)人員更加倚重的是數(shù)控技術(shù)的電氣知識。學(xué)好數(shù)控技術(shù)的電氣知識，會讓我們更加深入地認(rèn)識數(shù)控機(jī)床。
當(dāng)今是一個信息爆炸的時代，為我們學(xué)習(xí)技能帶來了很大的優(yōu)勢。但凡事有利就有弊，互聯(lián)網(wǎng)上的海量信息反而在一定程度上讓我們找不到入門學(xué)習(xí)的方向與重點(diǎn)。
筆者現(xiàn)就職于武漢重型機(jī)床集團(tuán)有限公司，曾在沈陽機(jī)床股份有限公司擔(dān)任電氣經(jīng)理，從事數(shù)控機(jī)床的電氣技術(shù)相關(guān)工作十余年，工作內(nèi)容包括電氣設(shè)計(jì)、技術(shù)培訓(xùn)、技術(shù)支持與服務(wù)、數(shù)據(jù)采集與分析等，精通西門子、發(fā)那科、菲迪亞、海德漢、i5（沈陽機(jī)床股份有限公司自主研發(fā)）、倍福等國內(nèi)外知名數(shù)控系統(tǒng)。在此希望借助本書，與院校學(xué)生、職場新人分享一些自己的心得，讓讀者在學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床電氣技術(shù)上少走一些彎路。
正文部分的內(nèi)容，理論知識與計(jì)算公式很少，更多的是結(jié)論性與經(jīng)驗(yàn)性的論述，讓諸位讀者對于要學(xué)習(xí)的內(nèi)容有一個框架性的認(rèn)識，避免過多的理論知識與計(jì)算公式讓各位讀者在學(xué)習(xí)的過程中產(chǎn)生眩暈感，進(jìn)而失去了學(xué)習(xí)的興趣。
附錄部分的內(nèi)容，重點(diǎn)講解正文中涉及的理論知識，相對比較枯燥晦澀，但如果讀者通讀正文后，再學(xué)習(xí)附錄中的內(nèi)容，反而會有一種豁然開朗的感覺。
正文的內(nèi)容是知其然，附錄中的內(nèi)容是知其所以然。
本書開篇第1章，筆者花了很大的篇幅講安全教育，因?yàn)椴徽撌菍τ谄髽I(yè)還是個人來說，生命安全才是最重要的。對于職場新人，尤其是院校學(xué)生來說，需要認(rèn)識的是，工廠不同于校園，工廠有各種各樣的機(jī)器和設(shè)備，常常會有一些安全隱患，我們需要時刻保持安全意識，避免安全事故的發(fā)生，這樣才能更好地為企業(yè)、為國家做貢獻(xiàn)。
本書由佟冬主編，華南理工大學(xué)宋小春、江門云科智能裝備有限公司邢煥武副主編，武漢重型機(jī)床集團(tuán)有限公司雷學(xué)平、呂洪杰、邢福軍、陳超、楊洋、張圣平、郭蕾、張磊，沈陽機(jī)床股份有限公司黃麗梅、吳云峰、陳美良、李寧寧、苗松，江門云科智能裝備有限公司蔡世友，惠州技師學(xué)院陳建輝、丘建雄，廣東松山職業(yè)技術(shù)學(xué)院李福運(yùn)，廣東創(chuàng)新科技職業(yè)學(xué)院梁柱，蘇州優(yōu)備精密智能裝備有限公司孫源池參加編寫。
本書在審稿上得到了格勞博機(jī)床（中國）有限公司設(shè)計(jì)經(jīng)理易剛先生與深圳創(chuàng)世紀(jì)機(jī)械有限公司電氣經(jīng)理李慧賢女士的大力支持，在此致以誠摯的謝意。
由于筆者的水平有限，書中難免存在不足之處，歡迎廣大讀者批評指正。
佟冬
2019年7月28日
安全教育篇
第1章 機(jī)床很危險，使用需謹(jǐn)慎
1.1人身安全2
1.1.1安全符號4
1.1.2危險的機(jī)床5
(1)旋轉(zhuǎn)中的設(shè)備5
(2)旋轉(zhuǎn)設(shè)備是如何傷人的6
(3)破損的刀具7
(4)熾熱的廢屑8
(5)危險的冷卻液9
1.1.3觸電危險10
1.1.4危險的人11
1.2機(jī)床的安全13
1.2.1慎用修調(diào)模式13
1.2.2慎重修改權(quán)限13
電氣基礎(chǔ)知識篇
第2章 數(shù)控機(jī)床的電氣組成
2.1電纜種類及選擇16
2.1.1單芯線16
2.1.2多芯線17
2.1.3帶屏蔽的電纜18
2.2數(shù)控系統(tǒng)19
2.2.1CNC、NC、PLC與數(shù)控系統(tǒng)19
2.2.2數(shù)控系統(tǒng)的組成21
2.2.3總線（BUS）21
2.2.4操作站22
(1)功能鍵23
(2)操作鍵23
(3)鍵盤23
(4)控制面板24
(5)急停按鈕24
(6)倍率旋鈕25
(7)模式選擇26
2.2.5手持單元27
2.2.6伺服電動機(jī)28
2.2.7主軸電動機(jī)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)放大器與變頻器33
2.2.9I/O模塊33
2.2.10光柵尺35
2.2.11數(shù)控系統(tǒng)硬件組成及接線35
第3章 常用電氣元件
3.1按鈕開關(guān)37
3.1.1操作面板上的按鈕38
3.1.2外置按鈕38
3.1.3按鈕的控制過程39
3.2機(jī)械型開關(guān)39
3.3感應(yīng)開關(guān)40
3.4PNP與NPN，NC與NO41
3.5模擬量開關(guān)42
3.6電氣導(dǎo)軌44
3.7保護(hù)開關(guān)44
3.7.1空氣開關(guān)45
3.7.2電動機(jī)保護(hù)器46
3.7.3輔助觸點(diǎn)46
3.7.4電氣符號及接線46
3.8繼電器47
3.9接觸器50
3.10電磁閥51
3.11三相交流電動機(jī)52
3.12接線端子52
3.13電源55
3.13.1三相變壓器55
3.13.2穩(wěn)壓電源56
3.14電網(wǎng)58
3.14.1電抗器58
3.14.2濾波器59
3.15電氣設(shè)計(jì)的重要事項(xiàng)60
3.15.1供電60
3.15.2電氣柜60
3.15.3接地61
(1)安全61
(2)消除干擾61
第4章 常用操作
4.1機(jī)床上電62
4.1.1軟鍵62
4.1.2報警查看63
4.2修改參數(shù)65
4.2.1允許修改參數(shù)65
4.2.2參數(shù)的表達(dá)形式66
4.2.3修改參數(shù)67
4.2.4禁止修改參數(shù)70
4.3回零操作70
4.4備份/恢復(fù)數(shù)據(jù)71
4.4.1備份/恢復(fù)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備72
4.4.2備份PLC程序及PLC參數(shù)73
4.4.3恢復(fù)PLC及PLC參數(shù)74
4.4.4備份CNC參數(shù)75
4.4.5備份螺距補(bǔ)償76
4.4.6其他數(shù)據(jù)備份76
4.4.7數(shù)據(jù)恢復(fù)76
第5章 電氣原理圖
5.1電氣原理圖的特點(diǎn)78
5.2電氣原理圖的組成79
5.3如何看懂電氣原理圖80
技能入門篇
第6章 PLC并不難
6.1PLC基礎(chǔ)知識86
6.1.1PLC種類86
6.1.2PLC入門的技巧87
6.1.3梯形圖的基本邏輯87
(1)讀取88
(2)寫入（賦值）88
(3)讀寫89
(4)邏輯關(guān)系89
6.2梯形圖PLC學(xué)習(xí)技巧90
6.2.1PLC運(yùn)行原理及過程91
(1)PLC全局運(yùn)行過程91
(2)PLC局部運(yùn)行過程91
6.2.2PLC控制流程93
6.2.3控制流程具體過程94
(1)請求信號94
(2)使能條件94
(3)狀態(tài)輸出96
(4)報警處理96
6.2.4梯形圖的局限性96
6.2.5字節(jié)（BYTE）與位（BIT）97
6.2.6二進(jìn)制與十進(jìn)制的互相轉(zhuǎn)換98
(1)數(shù)字轉(zhuǎn)字節(jié)98
(2)字節(jié)轉(zhuǎn)數(shù)字99
(3)手輪有幾根線100
(4)伺服刀庫有幾根線101
6.2.7輸入輸出變量（X、Y變量）101
6.2.8中間變量（R變量）102
6.2.9系統(tǒng)變量（F、G變量）104
6.3發(fā)那科PLC的結(jié)構(gòu)104
6.3.1發(fā)那科的PLC軟件104
6.3.2Title108
6.3.3Symbol Comment109
6.3.4LEVEL1110
6.3.5LEVEL2110
6.3.6Sub-program113
6.3.7Message113
6.4K參數(shù)115
6.4.1K參數(shù)設(shè)定方法115
6.4.2K參數(shù)的用途115
(1)功能程序調(diào)用115
(2)功能選擇118
(3)常開/常閉選擇118
6.4.3K參數(shù)的向下兼容120
6.5基本邏輯指令121
6.5.1PLC時序圖121
6.5.2上升沿檢測（SUB57，DIFU）122
6.5.3下降沿檢測（SUB58，DIFD）122
6.5.4功能程序調(diào)用（SUB65，CALL）123
6.5.5延時接通（SUB24，TMRB）123
(1)到位信號124
(2)控制按鈕125
(3)機(jī)床潤滑125
6.5.6TMRBF（SUB77，延時斷開）126
(1)夾具松開到位信號126
(2)保壓式液壓站126
6.6M代碼127
6.6.1標(biāo)準(zhǔn)M代碼127
6.6.2自定義M代碼127
6.6.3M代碼沖突128
6.6.4PLC處理128
(1)定義M代碼128
(2)M執(zhí)行完成131
6.6.5調(diào)用子程序132
6.7強(qiáng)制輸出133
6.8動作控制134
6.9調(diào)試手冊135
技能應(yīng)用篇
第7章 實(shí)際案例
7.1添加按鈕功能138
7.1.1定義按鈕輸入地址的中間變量139
7.1.2定義按鈕輸出地址的中間變量143
7.1.3按鈕的邏輯控制144
(1)添加邏輯控制144
(2)普通按鈕的邏輯控制（一）145
(3)普通按鈕的邏輯控制（二）147
(4)控制按鈕的邏輯控制148
(5)模擬運(yùn)行150
(6)按鈕硬件接線152
7.2夾具的控制功能153
7.2.1查看M代碼是否被定義153
7.2.2M代碼保持控制154
7.2.3M代碼取消夾具夾緊155
7.2.4M87已被定義156
7.2.5夾具控制使能157
7.2.6夾具松開控制159
7.2.7M代碼完成159
7.2.8報警處理162
7.2.9電氣硬件部分164
7.2.10總結(jié)165
7.3添加照明燈功能165
7.3.1定義輸入輸出地址166
7.3.2新建照明燈功能程序166
7.3.3調(diào)用照明燈功能程序166
7.3.4照明燈的全部PLC代碼168
7.3.5電氣硬件部分169
(1)按鈕接線170
(2)照明燈電壓是DC24V170
(3)照明燈電壓是AC220V171
7.4增加排屑器功能171
7.4.1定義輸入輸出地址172
7.4.2PLC編寫172
(1)新建功能程序172
(2)調(diào)用功能程序173
(3)定義輸入輸出信號175
(4)定義按鈕部分175
(5)排屑器M代碼定義177
(6)M代碼控制排屑器180
(7)M代碼完成180
(8)軟件互鎖保護(hù)182
(9)硬件互鎖保護(hù)184
(10)輔助觸點(diǎn)報警184
7.5編譯PLC程序工作186
7.6生成PLC文件189
7.7恢復(fù)PLC191
7.7.1導(dǎo)入PLC191
7.7.2PLC生效192
第8章 常用電氣調(diào)試方法
8.1萬用表193
8.1.1萬用表的選擇193
8.1.2萬用表的使用194
(1)AC380V/220V的測量194
(2)DC24V的測量195
(3)電壓測量的注意事項(xiàng)195
(4)電阻的測量196
(5)蜂鳴器功能196
8.1.3機(jī)床上電前的準(zhǔn)備工作196
8.2輸出信號的萬用表診斷197
8.3輸入信號的萬用表診斷198
8.4PLC診斷200
8.4.1K參數(shù)限制200
8.4.2輸入信號的限制201
8.4.3PLC查看201
第9章 工業(yè)4.0
9.1工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)206
9.2第三方的函數(shù)庫（API）206
9.2.1發(fā)那科的FOCAS207
9.2.2聯(lián)機(jī)207
(1)電腦IP設(shè)定207
(2)數(shù)控系統(tǒng)IP設(shè)定208
(3)ping一下208
(4)安裝VB211
(5)編寫VB程序213
9.3讀取CNC數(shù)據(jù)215
9.3.1讀取軸的絕對坐標(biāo)216
9.3.2讀取PLC信號223
9.3.3讀取NC參數(shù)229
9.3.4生成exe程序232
9.4工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的深層次開發(fā)234
附錄篇
第10章 本書相關(guān)理論
10.1PMC的解釋236
10.2功能塊重復(fù)檢測236
10.3FANUC Ladder其他功能238
10.3.1打印PLC238
10.3.2PLC顯示狀態(tài)切換239
10.3.3交叉表的不足240
10.3.4Address Map功能240
10.4電纜承載電流表242
10.5工業(yè)總線242
10.6CAT等級243
10.7屏蔽線原理245
10.7.1EMI245
10.7.2EMC245
10.7.3為什么地線不能纏繞246
10.8交流電動機(jī)的啟動電流與運(yùn)行電流246
10.9電動機(jī)銘牌247
10.10星角切換248
10.11電動機(jī)保護(hù)器與空氣開關(guān)250
10.12同步電動機(jī)與異步電動機(jī)的區(qū)別250
10.13繼電器模組251
10.14交流電動機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算公式251
10.15放大器控制原理252
10.15.1PWM與變頻器253
10.15.2諧波與濾波器254
10.16激光干涉儀254
10.16.1定位誤差與重復(fù)定位誤差255
10.16.2重復(fù)定位精度的重要性255
10.17球桿儀256
10.18電感放電特點(diǎn)257
10.19發(fā)那科梯形圖的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)258
10.20PLC代碼詳解259
10.21FLASH ROM和SRAM264
10.22引導(dǎo)頁面下的數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)265
10.22.1備份PLC程序266
10.22.2恢復(fù)PLC程序266
10.22.3備份及恢復(fù)SRAM數(shù)據(jù)268
10.23強(qiáng)制輸入/輸出信號269
10.23.1強(qiáng)制輸入信號的利與弊270
10.23.2強(qiáng)制輸出信號的利與弊270
10.23.3如何強(qiáng)制輸入/輸出信號271
10.24IP等級275
10.25模式選擇（全）276
10.26F信號與G信號列表277
10.26.1特殊的F與G信號277
10.26.2標(biāo)準(zhǔn)的F與G信號279
10.27本書中的英文及縮寫293
10.28WIN7搜索不到文件名296
10.29FOCAS API查詢表297
10.29.1庫句柄及節(jié)點(diǎn)相關(guān)功能297
10.29.2伺服軸與主軸的相關(guān)功能298
10.29.3加工程序相關(guān)功能298
10.29.4CNC文件數(shù)據(jù)功能300
10.29.5刀具壽命管理功能301
10.29.6刀具管理功能302
10.29.7放大器控制相關(guān)功能302
10.29.8PLC/PMC相關(guān)功能303
10.29.9其他功能303
參考文獻(xiàn)
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