数控原理与应用PDF电子书下载

第1章 数控系统概述 1

1.1 数控技术的基本概念 1

1.1.1 数控机床的加工过程 1

1.1.2 数字控制的基本原理 1

1.2 数控系统的基本组成及工作原理 2

1.2.1 数控系统的基本组成及其各部分功能 2

1.2.2 数控系统的工作原理 4

1.3 数控系统的分类及特点 4

1.3.1 按运动轨迹分类 4

1.3.2 按伺服控制方式分类 5

1.3.3 按数控装置分类 6

1.3.4 按数控系统的功能水平分类 6

1.4 开放式数控系统 7

1.4.1 开放式CNC的定义 7

1.4.2 开放式CNC的特点 7

1.4.3 开放式CNC的类型及组成 8

1.5 数控系统的发展现状 10

1.5.1 数控系统的发展经历 10

1.5.2 数控系统的目前状况 10

1.5.3 数控系统的发展趋势 11

习题 11

第2章 计算机数控系统 12

2.1 概述 12

2.1.1 CNC系统的组成 12

2.1.2 CNC机床的组成 13

2.1.3 CNC系统的工作过程 13

2.1.4 CNC系统的功能 14

2.2 CNC装置的硬件结构 16

2.2.1 单微处理器数控装置的结构 16

2.2.2 多微处理器数控装置的结构 16

2.2.3 CNC系统硬件结构主要组成部分的功能 19

2.3 CNC系统的软件结构 21

2.3.1 CNC系统的软件功能 21

2.3.2 CNC系统软件的内容 21

2.3.3 CNC系统软件的结构特点 22

2.4 CNC系统的信息处理过程 23

2.4.1 CNC系统的信息流程 23

2.4.2 零件加工程序的输入 24

2.4.3 数控加工程序的译码 26

2.4.4 数据处理 28

2.5 经济型数控系统 28

2.5.1 经济型数控系统的类型 29

2.5.2 经济型数控系统的特点 29

2.5.3 经济型数控系统的主要性能 30

2.5.4 经济型数控系统的组成 30

习题 31

第3章 插补原理与补偿原理 33

3.1 插补原理 33

3.1.1 插补的基本概念 33

3.1.2 逐点比较法 33

3.1.3 数字积分法 39

3.2 补偿原理 44

3.2.1 刀具半径补偿原理 44

3.2.2 刀具长度补偿 50

3.3 进给速度和加减速控制 51

3.3.1 进给速度控制 51

3.3.2 自动加减速控制 54

习题 56

第4章 检测装置 58

4.1 编码器 58

4.1.1 编码器的分类 58

4.1.2 增量式光电编码器 59

4.1.3 绝对式光电编码器 59

4.2 光栅 60

4.2.1 光栅的种类 61

4.2.2 光栅的结构和工作原理 61

4.2.3 直线光栅尺检测装置的辨向原理 62

4.2.4 提高检测分辨精度的细分电路 62

4.3 旋转变压器和感应同步器 63

4.3.1 旋转变压器 63

4.3.2 感应同步器 66

4.4 磁栅 68

4.4.1 磁栅的结构 68

4.4.2 磁栅的工作原理 69

4.5 测速发电机 70

4.5.1 直流测速发电机 71

4.5.2 交流测速发电机 72

4.6 激光干涉仪 73

4.6.1 激光干涉法测距原理 73

4.6.2 激光干涉仪的优点 74

4.7 检测装置在数控系统中的应用 74

4.7.1 编码器在数控系统中的应用 74

4.7.2 光栅测量系统应用实例 75

4.7.3 旋转变压器的应用 77

4.7.4 感应同步器的安装与应用 77

4.7.5 测速发电机应用 78

习题 79

第5章 CNC伺服驱动系统 80

5.1 位置控制原理 80

5.1.1 位置控制原理 80

5.1.2 相位比较伺服系统 81

5.1.3 幅值比较伺服系统 81

5.1.4 数字式伺服系统 82

5.2 步进电动机伺服驱动系统 83

5.2.1 开环伺服系统的组成 83

5.2.2 步进电动机 83

5.2.3 步进电动机伺服系统工作原理 85

5.3 直流伺服驱动系统 89

5.3.1 直流伺服电动机工作原理 89

5.3.2 直流伺服电动机的调速原理 90

5.4 交流伺服驱动系统 92

5.4.1 交流伺服电动机 92

5.4.2 交流伺服系统的控制原理 94

5.4.3 SIMODRIVE611交流伺服驱动系统 98

5.5 主轴驱动 102

5.5.1 主轴驱动的特殊要求 102

5.5.2 主轴电动机 102

5.5.3 主轴定向准停 104

习题 105

第6章 通信及可编程控制器 107

6.1 通信接口与网络 107

6.1.1 数控系统的通信设备及接口 107

6.1.2 数据通信的基本概念 107

6.1.3 通信接口 109

6.1.4 通信 111

6.2 数控系统中的PLC 112

6.2.1 PLC的基本结构及工作原理 112

6.2.2 数控机床中的PLC 115

6.2.3 M、S、T功能的实现 116

6.3 PLC在FANUC-0i系统中的应用 119

6.3.1 PMC的性能与规格 119

6.3.2 内装I／O卡与I／OLink地址分配 120

6.3.3 FANUC系统PMC的指令 121

6.3.4 FANUC-0i系统的PMC控制应用程序 122

习题 132

第7章 数控系统的连接 133

7.1 概述 133

7.1.1 日本FANUC数控系统 133

7.1.2 德国SIEMENS数控系统 134

7.2 数控车床的SIEMENS802S系统 135

7.2.1 CNC控制模块 136

7.2.2 步进电动机进给驱动模块 137

7.2.3 电源（变压器） 139

7.2.4 系统的连接 139

7.2.5 参数设定 139

7.3 数控铣床的FANUC0i-MA系统 142

7.3.1 FANUC0i-A系统主要功能及组成 142

7.3.2 CNC控制模块 144

7.3.3 伺服模块 146

7.3.4 电源模块 147

7.3.5 主轴模块 149

7.3.6 系统的连接 150

7.3.7 参数设定 151

7.4 加工中心的SIEMENS810系统 154

7.4.1 SINUMERIK810系统主要功能 154

7.4.2 SINUMERIK810系统的组成 155

7.4.3 伺服电动机进给驱动模块 158

7.4.4 SIEMENS810系统的连接 160

7.4.5 参数设定 162

习题 163

第8章 数控系统的安装调试与故障诊断 164

8.1 数控机床及系统的安装 164

8.1.1 安装前的准备工作 164

8.1.2 数控机床的安装 165

8.1.3 数控系统的连接 165

8.1.4 系统抗干扰 166

8.1.5 检查 166

8.2 数控系统的调试 167

8.2.1 通电试运行 167

8.2.2 功能调试 168

8.2.3 整机运行 169

8.2.4 检查验收 169

8.3 数控系统的故障诊断 177

8.3.1 数控系统故障诊断的要求 177

8.3.2 数控系统故障诊断的基本知识 178

8.3.3 数控系统常见故障 182

8.3.4 数控系统故障诊断实例 184

习题 191

参考文献 192