第1章 数控系统概述1
1.1 数控系统的基本概念1
1.1.1 数控机床的组成2
1.1.2 数控机床的基本工作过程3
1.2 机床数控系统的分类5
1.2.1 按工艺用途分类5
1.2.2 按机床运动轨迹分类5
1.2.3 按伺服控制方式分类6
1.2.4 按可联动的坐标轴数分类7
1.2.5 按系统功能水平分类8
1.3 现代数控系统的发展趋势8
1.3.1 现代数控系统发展趋势8
1.3.2 开放式数控系统10
1.3.3 并联运动机床13
习题16
第2章 数控系统的插补原理与刀具补偿原理17
2.1 概述17
2.1.1 插补定义17
2.1.2 插补分类17
2.2 逐点比较法19
2.2.1 逐点比较法直线插补原理19
2.2.2 逐点比较法圆弧插补原理22
2.2.3 速度分析24
2.3 数字积分插补法25
2.3.1 数字积分器的工作原理25
2.3.2 数字积分法的直线插补26
2.3.3 数字积分法的圆弧插补28
2.4 刀具补偿原理30
2.4.1 刀具长度补偿31
2.4.2 刀具半径补偿32
2.5 加减速控制36
习题37
第3章 数控系统的软硬件及相关技术38
3.1 数控系统硬件结构概述38
3.1.1 数控系统的硬件构成38
3.1.2 数控系统的硬件结构39
3.2 数控系统软件结构42
3.2.1 CNC系统软硬件的界面42
3.2.2 CNC控制软件的特点43
3.2.3 CNC系统软件总体结构45
3.2.4 CNC系统的控制软件工作过程46
3.3 数控系统常用接口48
3.3.1 数控系统的开关量I/O接口48
3.3.2 数控系统的模拟量输入/输出接口49
3.3.3 数控系统的DNC通信接口49
3.4 数控系统的通信技术51
3.4.1 数据通信技术概述52
3.4.2 网络标准与协议55
3.4.3 现场总线接口59
习题64
第4章 数控机床伺服驱动系统65
4.1 概述65
4.1.1 伺服系统的发展65
4.1.2 伺服系统的组成68
4.1.3 伺服系统的分类68
4.1.4 进给伺服系统的基本特征与要求70
4.1.5 伺服驱动装置70
4.2 步进式开环伺服系统71
4.2.1 步进电动机的分类71
4.2.2 步进电动机的特点72
4.2.3 三相反应式步进电动机的工作原理72
4.2.4 步进电动机的功率驱动电路73
4.2.5 步进电动机细分技术74
4.2.6 步进电动机的控制原理75
4.3 直流电动机伺服系统78
4.3.1 直流伺服系统的构成78
4.3.2 直流伺服系统与其他驱动系统的对比79
4.3.3 直流伺服系统的组成方案及控制80
4.3.4 直流电动机的控制原理81
4.3.5 无刷直流电动机伺服控制系统82
4.4 交流电动机伺服系统84
4.4.1 交流伺服系统的基本结构85
4.4.2 交流伺服系统的主要控制策略87
4.5 直线电动机伺服系统90
4.5.1 永磁直线同步电动机的特点及结构91
4.5.2 永磁直线同步电动机的基本工作原理93
4.5.3 直线伺服系统在数控机床中的应用93
习题95
第5章 主轴驱动与控制96
5.1 概述96
5.1.1 数控机床对主轴驱动与控制的要求96
5.1.2 主轴驱动装置的特点97
5.2 主轴变速控制97
5.2.1 无级变速97
5.2.2 分段无级变速98
5.2.3 自动换挡控制102
5.3 主轴准停控制103
5.3.1 概述103
5.3.2 机械准停控制104
5.3.3 电气准停控制104
5.4 主轴驱动装置108
5.4.1 主轴转速的控制及信号连接108
5.4.2 开关量信号及控制111
5.5 高速电主轴111
5.5.1 高速电主轴的结构112
5.5.2 冷却润滑技术113
5.5.3 高速精密轴承115
5.5.4 电主轴的动平衡116
5.5.5 刀具的夹紧116
5.5.6 轴上零件的联接117
5.6 主轴与进给轴的关联控制117
5.6.1 脉冲编码器117
5.6.2 主轴旋转与轴向进给的关联控制118
5.6.3 主轴旋转与径向进给的关联控制118
习题119
第6章 数控机床用可编程控制器120
6.1 概述120
6.1.1 可编程控制器的组成120
6.1.2 可编程控制器的工作过程122
6.1.3 可编程控制器的编程语言123
6.1.4 可编程控制器的特点与分类125
6.2 数控机床PLC的应用特点与控制对象127
6.2.1 数控机床PLC的应用特点127
6.2.2 数控机床PLC的控制对象128
6.3 典型PLC的指令系统132
6.3.1 梯形图顺序程序132
6.3.2 梯形图的符号与地址134
6.3.3 PMC指令系统的构成及逻辑运算结果的存储136
6.3.4 基本指令136
6.3.5 功能指令139
6.4 PLC系统设计与调试150
6.4.1 PLC系统设计步骤150
6.4.2 PLC程序设计与调试151
6.5 PLC在数控机床中的控制应用154
6.5.1 主轴定向控制154
6.5.2 零件加工计数控制154
6.5.3 刀库自动选刀控制155
习题162
第7章 数控机床用位置检测元件163
7.1 概述163
7.2 光电编码器164
7.3 光栅167
7.4 磁栅171
7.5 旋转变压器174
7.6 感应同步器178
7.7 测速发电机180
习题181
第8章 常用数控系统183
8.1 概述183
8.2 华中数控系统184
8.2.1 华中数控系统的分类及特点184
8.2.2 华中数控系统的硬件系统187
8.2.3 华中数控系统的软件系统189
8.3 SIEMENS数控系统191
8.3.1 SIEMENS数控系统的发展及特点191
8.3.2 SINUMERIK840D硬件系统的组成193
8.3.3 SINUMERIK840D系统的软件结构195
8.4 FANUC数控系统199
8.4.1 FANUC数控系统的发展及特点199
8.4.2 FANUC0i数控系统200
习题206
参考文献207
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