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序 1

前言 1

第1章 数控技术的基本概念 1

1.1 定义 1

1.1.1　数字控制（数控） 1

1.1.2　数控机床 1

1.1.3　数控系统 1

1.2　数控机床的组成与工作原理 1

1.2.1　组成 1

目录 1

1.2.2　各部分的作用与特点 2

1.2.3　工作原理 7

1.3　数控技术发展概况 8

1.3.1　五代数控系统简介 8

1.4　数控技术的分类和数控机床的选用 9

1.4.1　按刀具运动轨迹分类 9

1.3.2　数控技术发展的新趋势 9

1.4.2　按伺服控制方式分类 11

1.4.3　数控机床的选用 13

1.5　数控功能的基本概念 13

1.5.1　穿孔带和代码 13

1.5.2　程序段格式 17

1.5.3　坐标系、零点和参考点 23

1.5.4　插补 26

1.5.5 手动数据输入功能（MDI功能） 40

1.5.6　刀具半径自动补偿功能 46

（G41,G42,G40） 46

1.5.7　刀具长度补偿功能 47

（G43,G44,G40） 47

1.5.8　暂停（延迟）功能（G04） 48

1.5.9　固定循环功能（G80～G89） 48

1.5.10　程序中停重新启动功能 49

1.5.11 圆周速度恒定控制功能 49

（G96,G97） 49

1.5.12　实际加工举例 50

复习题一 52

第2章 计算机数控系统 55

2.1 计算机数控系统（CNC系统）的 55

基本概念 55

2.1.1 CNC系统的定义 55

2.1.2　CNC系统的构成 55

2.1.3　CNC系统的优点 56

2.2　微处理器数控系统（MNC系统） 56

硬件的组成 56

2.2.1 中央处理单元（CPU）和总线（BUS） 56

2.2.2　存储器 60

2.2.3　输入和输出接口电路及外围 72

设备 72

2.3　CNC系统软件 79

2.3.1　硬件与软件的关系 79

2.3.2　CNC系统软件的组成 79

分类 90

2.3.3　CNC系统的软件特点和结构 90

2.4　CNC系统的工作过程 93

2.4.1 自动工作总体流程图 93

2.4.2　零件加工时控制程序的工作 94

过程 94

2.4.3　FANUC-7M系统实例 95

复习题二 97

3.1.1　伺服技术发展概况 98

3.1　伺服技术概述 98

第3章 数控伺服系统 98

3.1.2　数控机床对伺服系统的要求 99

3.2　常见数控机床伺服系统 100

3.2.1　开环系统 100

3.2.2　闭环、半闭环系统 100

3.2.3　闭环、半闭环系统的工作原理 101

3.3　伺服电动机 114

3.3.1　伺服系统对驱动元件的要求 114

3.3.2　步进电动机 114

3.3.3　直流伺服电动机 117

3.3.4　交流伺服电动机 123

3.4　直流调速系统 129

3.4.1　机械特性与调速指标 129

3.4.2 他励直流电动机的调速方法 133

3.4.3 闭环调速系统的组成与静特性 135

3.4.4　双环调速系统 138

3.5　半闭环直流伺服系统 143

3.5.1 FANUC伺服系统参数设定 143

3.5.2 半闭环伺服系统各环节 144

3.6　脉宽调速系统 146

3.6.1 简单的不可逆PWM变换器 146

3.6.2　双极式H型PWM变换器 147

3.6.3　单极式和受限单极式PWM 149

变换器 149

3.6.4 双闭环脉宽调速系统的控制 150

电路 150

的比较 153

3.6.5　PWM-M系统与SCR-M系统 153

3.7　交流调速 155

3.7.1 交流异步电动机变频调速 155

3.7.2　正弦波脉宽调制（SPWM调制）逆变器 164

3.7.3　交流电动机矢量控制 175

3.8　现代交流伺服系统 180

3.8.1　交流伺服系统的分类 180

3.8.2　永磁交流伺服系统 180

3.8.3 国内外永磁交流伺服系统的 183

系列简介 183

复习题三 187

第4章 检测装置 188

4.1　检测装置概述 188

4.1.1　对检测装置的要求 188

4.1.2　检测装置的分类 188

4.2　光栅 189

4.2.1　光栅的分类和结构 189

4.2.2　工作原理 191

4.2.3　信息处理及应用 192

4.3　脉冲编码器 196

4.3.1　分类和结构 196

4.3.2　工作原理 197

4.3.3 主轴位置编码器 199

4.3.4 手摇脉冲发生器 199

4.3.5　绝对值脉冲编码器 199

4.4.1　结构和分类 202

4.4　感应同步器 202

4.4.2　工作原理 204

4.4.3　安装与接长 205

4.4.4　主要参数 208

复习题四 208

第5章 数控机床的维修与保养 210

5.1　预防性维护 210

5.1.1 人员培训 210

5.1.2　设备日常保养 210

5.1.3　使用注意事项 211

5.2　故障的判断和机械部分故障 212

5.2.1　故障的判断 212

5.2.2　机械部分故障 212

5.3　CNC装置故障 213

5.3.1　维修前的准备工作 213

5.3.2　故障的常规处理 214

5.3.3　故障的一般判断法 214

5.3.4　常见故障分析举例 215

5.4　伺服进给系统故障 216

5.4.1　软件报警形式 217

5.4.2　硬件报警形式 217

5.4.3　无报警显示的故障 218

5.5　主轴控制单元故障 219

5.5.1 直流主轴控制系统 219

5.5.2　交流主轴控制系统 219

复习题五 220

参考文献 221