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前言 1

第1章　数控系统概述 1

1.1　机床数字控制的基本原理 1

1.1.1　数字控制的基本概念 1

1.1.2　数控机床的组成 2

1.1.3　数控机床的工作过程 3

1.1.4　数控系统中轨迹控制的基本原理 5

1.1.5　数控系统中的辅助功能及实现 6

1.1.6　数控机床加工零件的操作过程 6

1.2　机床数控系统的分类 7

1.2.1　按机床的运动轨迹分类 7

1.2.2　按伺服系统的控制方式分类 9

1.2.3　按数控系统功能水平分类 10

1.3　机床数控技术的发展 11

1.3.1　数控机床的产生和数控技术的发展过程 11

1.3.2　我国机床数控技术的发展 13

1.3.3　机床数控技术的发展趋势 14

思考题1 20

第2章　数控机床的程序编制 21

2.1　数控编程概述 21

2.1.1　数控编程的方法 21

2.1.2　数控编程过程 22

2.1.3　数控编程规则 24

2.2　坐标系统 27

2.2.1　坐标系的确定 27

2.2.2　机床坐标系与工件坐标系 31

2.3.1　程序编制中的工艺处理 32

2.3　数控编程的工艺处理和数学处理 32

2.3.2　程序编制中的数值计算 35

2.4　数控编程的典型实例 37

2.4.1　数控车削加工程序的编制 37

2.4.2　数控铣削加工程序的编制 43

2.4.3　数控加工中心加工程序的编制 49

思考题2 53

第3章　机床数控装置的插补原理 56

3.1　加工程序预处理 56

3.2　逐点比较插补法 60

3.2.1　逐点比较法直线插补 61

3.2.2　逐点比较法圆弧插补 65

3.2.3　逐点比较法算法的改进 70

3.3　数字积分插补法 73

3.3.1　数字积分法直线插补 74

3.3.2　数字积分法圆弧插补 79

3.3.3　改进DDA插补质量的措施 82

3.4　数据采样插补法 87

3.4.1　数据采样插补法原理 88

3.4.2　时间分割插补法原理 89

3.4.3　数据采样插补的终点判别 93

3.5　刀具补偿原理 93

思考题3 103

第4章　计算机数字控制装置 104

4.1　概述 104

4.2　CNC装置的硬件结构 105

4.2.1　CNC装置的硬件综述 105

4.2.2　CNC装置硬件结构类型 106

4.3.1　CNC装置的软硬件界面 115

4.3　CNC装置的软件结构 115

4.3.2　CNC装置控制软件设计思想 116

4.3.3　CNC装置软件结构模式 118

4.4　开放式数控系统 127

4.4.1　开放式数控系统的特征 128

4.4.2　开放式数控系统的发展 129

4.4.3　开放式数控系统的关键技术 134

4.5　典型的数控系统 135

4.5.1　西门子SINUMERIK 840D数控系统 135

4.5.2　FANUC数控系统 139

4.5.3　华中HNC-21T/22M数控系统 150

思考题4 153

5.1.1　伺服系统的组成 154

5.1　伺服系统的概述 154

第5章　数控机床的伺服系统 154

5.1.2　对伺服系统的基本要求 155

5.1.3　伺服系统的分类 157

5.2　步进电动机及其速度控制 159

5.2.1　步进电动机的结构与工作原理 160

5.2.2　步进电动机的主要特性及选用 168

5.3　直流伺服电动机及其速度控制 171

5.3.1　直流伺服电动机概述 171

5.3.2　直流电动机速度控制 179

5.4　交流伺服电动机及其速度控制 185

5.4.1　交流伺服电动机 185

5.4.2　交流电动机调速方法 191

5.5　进给位置伺服系统 191

5.5.2　脉冲比较的进给伺服系统 192

5.5.1　进给伺服系统的分类 192

5.5.3　相位比较的进给伺服系统 195

5.5.4　幅值比较的进给伺服系统 200

5.5.5　数据采样式进给伺服系统 203

思考题5 206

第6章　位置检测装置 207

6.1　检测装置的要求与分类 207

6.1.1　检测原理 207

6.1.2　检测装置的分类 207

6.2　旋转变压器 209

6.2.1　旋转变压器的结构和工作原理 209

6.2.2　旋转变压器的应用 211

6.3　感应同步器 211

6.3.1　感应同步器的结构和工作原理 211

6.3.2　感应同步器输出电压信号的处理方式 215

6.3.3　感应同步器的特点与使用 216

6.4　绝对值脉冲编码器 218

6.4.1　绝对值脉冲编码器的结构和基本原理 218

6.4.2　绝对值脉冲编码器的应用 219

6.5　光栅 221

6.5.1　光栅种类和工作原理 221

6.5.2　光栅检测装置 226

6.6　磁栅 228

6.6.1　磁性标尺 229

6.6.2　磁头 230

6.7　脉冲编码器 233

6.7.1　脉冲编码器的分类、结构和工作原理 233

6.7.2　主轴位置编码器 236

思考题6 237

参考文献 238