數(shù)控原理與系統(tǒng)

第1章　緒論　1
1.1　基本概念　1
1.1.1　數(shù)控及數(shù)控系統(tǒng)　1
1.1.2　數(shù)控系統(tǒng)的組成結構　2
1.2　數(shù)控技術的產生和發(fā)展　3
1.3　數(shù)控系統(tǒng)的分類　5
1.3.1　按數(shù)控裝置類型分類　5
1.3.2　按控制方式分類　5
1.3.3　按功能水平分類　7
1.3.4　按被控機床的運動軌跡分類　8
1.4　數(shù)控系統(tǒng)相關知識　9
1.4.1　零件加工程序　9
1.4.2　零件加工程序的編碼　10
1.4.3　數(shù)控機床的坐標系　10
1.5　常見數(shù)控系統(tǒng)產品簡介　12
1.5.1　日本FANUC數(shù)控系統(tǒng)　13
1.5.2　德國SIEMENS公司的CNC產品　14
1.5.3　西班牙FAGOR公司的CNC產品　15
1.5.4　國產數(shù)控系統(tǒng)　16
小結　17
習題　18
第2章　計算機數(shù)控裝置　19
2.1　計算機數(shù)控（CNC）裝置組成結構　19
2.1.1　CNC裝置的硬件結構　19
2.1.2　CNC裝置的軟件結構　21
2.1.3　零件加工程序的處理過程　23
2.2　數(shù)控加工程序的輸入　25
2.2.1　輸入裝置　25
2.2.2　數(shù)控加工程序輸入過程　29
2.3　數(shù)控加工程序的預處理　32
2.3.1　數(shù)控加工程序的譯碼　32
2.3.2　刀具補償原理　35
2.3.3　進給速度處理　43
2.4　輪廓插補原理　44
2.4.1　逐點比較法插補　44
2.4.2　數(shù)字積分法插補　52
2.4.3　數(shù)據采樣法插補　56
2.5　位置控制原理　61
小結　64
習題　65
第3章　數(shù)控位置檢測裝置　67
3.1　概述　67
3.1.1　對位置檢測裝置的基本要求　67
3.1.2　常用位置檢測裝置的分類　67
3.1.3　位置檢測裝置的性能指標　68
3.2　旋轉變壓器　68
3.2.1　旋轉變壓器的工作原理　69
3.2.2　旋轉變壓器的應用　70
3.3　旋轉編碼器　70
3.3.1　增量式旋轉編碼器　71
3.3.2　絕對值式編碼器　73
3.4　光柵尺　74
3.4.1　光柵的組成結構和檢測原理　74
3.4.2　測量電路工作原理　76
3.5　感應同步器　77
3.5.1　感應同步器的結構　77
3.5.2　感應同步器的工作原理　79
3.6　磁柵　80
3.6.1　磁柵測量裝置的組成結構　80
3.6.2　磁柵工作原理　81
3.6.3　磁柵檢測電路　83
3.7　激光干涉儀　85
小結　87
習題　88
第4章　伺服驅動系統(tǒng)　89
4.1　伺服系統(tǒng)概述　89
4.2　開環(huán)步進電機驅動系統(tǒng)　90
4.2.1　步進電動機　91
4.2.2　步進電機的驅動及控制　94
4.3　直流伺服系統(tǒng)　98
4.3.1　直流伺服電動機　98
4.3.2　直流伺服驅動系統(tǒng)　99
4.3.3　直流伺服驅動裝置的信號連接　101
4.4　交流伺服系統(tǒng)　102
4.4.1　交流伺服電動機　102
4.4.2　交流伺服驅動系統(tǒng)　103
4.5　典型數(shù)控伺服驅動系統(tǒng)簡介　104
4.5.1　FANUC公司的伺服驅動系統(tǒng)　104
4.5.2　FAGOR公司的伺服驅動系統(tǒng)　106
小結　107
習題　108
第5章　進給運動的控制　109
5.1　開環(huán)進給系統(tǒng)性能分析　109
5.2　閉環(huán)進給位置控制系統(tǒng)的結構分析　110
5.3　電氣傳動部分對位置誤差的影響　112
5.4　機械傳動鏈對位置控制特性的影響　116
5.4.1　對機械傳動鏈的要求　116
5.4.2　機械傳動鏈對位置控制特性的影響　117
5.5　進給運動控制參數(shù)的設置　119
5.5.1　一般參數(shù)的設定　119
5.5.2　返回參考點參數(shù)設置　121
5.5.3　進給運動的補償設定　122
小結　124
習題　124
第6章　主軸驅動及控制　125
6.1　概述　125
6.1.1　數(shù)控機床對主軸系統(tǒng)的要求　125
6.1.2　主軸系統(tǒng)的分類與特性　125
6.1.3　CNC與主軸驅動裝置的連接　127
6.2　主軸的分段無級調速及控制　130
6.3　主軸準停控制　132
小結　135
習題　136
第7章　數(shù)控機床電氣控制電路與輔助功能的實現(xiàn)　137
7.1　概述　137
7.1.1　數(shù)控機床電氣控制電路　137
7.1.2　數(shù)控輔助功能　137
7.1.3　數(shù)控系統(tǒng)中的可編程控制器（PLC）　139
7.2　JBK-30型數(shù)控系統(tǒng)及其在CJK0630A車床上的應用　140
7.2.1　JBK-30型數(shù)控系統(tǒng)簡介　140
7.2.2　CJK0630A數(shù)控車床傳動結構和控制要求　141
7.2.3　控制電路工作原理　141
7.3　FAGOR 8025/8030數(shù)控系統(tǒng)及其在CK6150數(shù)控車床上的應用　146
7.3.1　FAGOR 8025/8030數(shù)控系統(tǒng)簡介　146
7.3.2　CK6150數(shù)控機床結構及控制要求　149
7.3.3　控制電路工作原理　151
7.3.4　PLC程序分析　156
7.4　數(shù)控系統(tǒng)中PLC的信息交換及M、S、T功能的實現(xiàn)　162
7.4.1　基本概念　162
7.4.2　內裝型PLC及其信息交換　163
7.4.3　M、S、T功能的實現(xiàn)　166
小結　168
習題　168
第8章　典型數(shù)控系統(tǒng)及應用　170
8.1　FANUC數(shù)控系統(tǒng)　170
8.1.1　FANUC數(shù)控產品特點　170
8.1.2　FANUC 0系列數(shù)控系統(tǒng)　170
8.1.3　FANUC 0i系列數(shù)控系統(tǒng)　178
8.1.4　FANUC 16i/18i/21i系列數(shù)控系統(tǒng)　185
8.2　SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)　187
8.2.1　功能特點　188
8.2.2　系統(tǒng)基本構成　189
8.2.3　內部硬件組成　191
8.2.4　系統(tǒng)軟件結構　 192
8.2.5　各單元模塊的外部連接端口功能　193
8.2.6　系統(tǒng)連接　196
8.2.7　參數(shù)設置　196
8.2.8　系統(tǒng)應用　198
8.3　FAGOR數(shù)控系統(tǒng)　200
8.3.1　FAGOR CNC 8055 基本構成　201
8.3.2　FAGOR CNC 8055 基本性能　202
8.3.3　FAGOR數(shù)控伺服系統(tǒng)　203
8.3.4　系統(tǒng)應用　205
8.4　華中HNC-21T/22M數(shù)控系統(tǒng)　206
小結　208
習題　209
附錄　210
附錄1　ISO代碼和EIA代碼　210
附錄2　ASCII（美國標準信息交換碼）表　211
參考文獻　212