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第1章 机床控制基础 1

1.1 数控机床的组成及配置 1

1.1.1 数控机床的组成 1

1.1.2 数控系统的配置 1

1.2 数控机床的工作原理及加工程序的处理 2

1.2.1 数控机床的工作原理 2

1.2.2 加工程序的数据处理 2

1.3 CNC控制原理 3

1.3.1 实时控制 3

1.3.2 非实时控制 4

1.4 参数在机床控制中的作用 5

1.4.1 参数分级 5

1.4.2 参数的数据类型和表示 5

1.4.3 参数的作用 6

1.5 PMC控制原理 6

1.5.1 PMC的信号存储器及地址 6

1.5.2 梯图的结构 7

1.5.3 顺序程序的执行过程 8

1.5.4 循环执行 8

1.5.5 执行的优先顺序（第一级、第二级） 8

1.5.6 输入/输出信号的处理 9

1.5.7 互锁处理 11

1.6 数控机床中的信号传递 11

1.6.1 信号定义 11

1.6.2 信号表示 11

1.7 轴控制功能 12

1.7.1 控制轴数 12

1.7.2 各轴设定 12

1.7.3 误差补偿 16

1.7.4 伺服控制轴的设定 19

1.7.5 简易同步控制 24

1.7.6 斜轴控制 29

1.7.7 通用回退 32

1.8 运行准备 32

1.8.1 急停 32

1.8.2 CNC就绪信号 33

1.8.3 超程检查 33

1.8.4 报警信号 39

1.8.5 启动锁住/互锁 40

1.8.6 方式选择 42

1.8.7 状态输出信号 44

1.8.8 VRDY OFF报警忽略信号 44

1.8.9 异常负载检测 45

1.8.10 伺服速度检查 47

1.9 建立参考点 48

1.9.1 挡块式参考点的设定 48

1.9.2 无挡块参考点的设定 52

1.9.3 参考点偏置 53

1.9.4 返回参考点位置 53

1.9.5 返回第2/3/4参考点 54

1.9.6 冲撞式参考点设定 54

1.9.7 有绝对地址参考标记（A/B相）的直线尺接口/有绝对地址距离码参考标记的直线尺（串行） 55

1.9.8 有绝对地址参考标记（A/B相）直线尺的增扩功能 62

1.10 机床坐标系的设定和选择 65

1.10.1 机床坐标系的设定 65

1.10.2 机床坐标系的选择 65

第2章 编程指令的实现 66

2.1 准备功能（G功能） 66

2.2 插补功能 67

2.2.1 定位（G00） 67

2.2.2 直线插补（G01） 67

2.2.3 圆弧插补（G02、G03） 67

2.2.4 螺旋线插补（G02、G03） 68

2.2.5 螺纹切削 68

2.2.6 单向定位（G60） 69

2.2.7 极坐标插补（G12.1、G13.1） 70

2.2.8 圆柱插补（G07.1） 71

2.2.9 多边形车削（G51.2、G50.2）（T系列） 71

2.2.10 法线方向控制（G40.1、G41.1、G42.1）（M系列） 73

2.2.11 直线插补（G28、G30、G53） 75

2.2.12 跳转功能（G31） 75

2.3 进给速度控制/加减速控制 80

2.3.1 快速移动速度 80

2.3.2 切削进给速度钳制 81

2.3.3 每分钟进给 82

2.3.4 每转进给/手动每转进给 82

2.3.5 F1位数进给（M系列） 83

2.3.6 用时间倒数指定进给速度 84

2.3.7 倍率 84

2.3.8 自动拐角倍率（M系列） 86

2.3.9 外部减速 87

2.3.10 依圆弧半径的进给速度钳制（M系列） 89

2.3.11 自动拐角减速 90

2.3.12 先行控制 91

2.3.13 AI先行控制/AI轮廓控制（M系列） 97

2.3.14 自动加/减速 104

2.3.15 快速移动钟型加/减速 105

2.3.16 切削进给插补后的直线加/减速 106

2.3.17 切削进给插补后的钟型加/减速 106

2.3.18 拐角控制 107

2.3.19 快速移动前馈控制 109

2.4 坐标系 109

2.4.1 工件坐标系 109

2.4.2 局部坐标系 111

2.4.3 平面选择 112

2.5 坐标尺寸指令 112

2.5.1 英制/米制转换（G20、G21） 112

2.5.2 小数点编程 113

2.5.3 直径编程和半径编程（T系列） 114

2.6 主轴速度功能 114

2.6.1 主轴速度指令S代码输出 114

2.6.2 主轴串行输出/主轴模拟输出 116

2.6.3 主轴速度控制 118

2.6.4 表面切削恒线速度控制 127

2.6.5 主轴速度波动的检测（T系列） 128

2.6.6 实际主轴速度输出（T系列） 129

2.6.7 主轴定位（T系列） 129

2.6.8 Cs轮廓控制 133

2.6.9 多主轴控制 139

2.6.10 刚性攻螺纹 143

2.6.11 主轴同步控制 161

2.6.12 主轴定向 162

2.6.13 主轴输出的切换 163

2.7 刀具功能与刀具寿命管理 164

2.7.1 刀具功能 164

2.7.2 刀具寿命管理 166

2.8 辅助功能 170

2.8.1 辅助功能/第2辅助功能 170

2.8.2 辅助功能锁住 173

2.8.3 一个程序内的多个M指令 174

2.8.4 高速M/S/T/B接口 175

2.8.5 分度转台分度功能（M系列） 176

2.9 程序结构与子程序 179

2.9.1 程序结构 179

2.9.2 子程序 179

2.10 简化编程功能 180

2.10.1 孔加工固定循环 180

2.10.2 小孔排屑深孔钻孔循环（M系列） 181

2.10.3 车削循环（T系列） 184

2.10.4 外部运行功能（M系列） 185

2.11 补偿功能 185

2.11.1 刀具长度/偏置补偿功能 185

2.11.2 刀具半径补偿功能 188

2.11.3 双刀架镜像（T系列） 190

2.11.4 比例缩放功能（M系列） 190

2.11.5 坐标旋转（M系列） 191

2.12 用户宏程序 192

2.12.1 用户宏程序功能 192

2.12.2 中断型用户宏程序 194

2.13 宏指令编译器/执行器 195

第3章 操作功能的实现 197

3.1 操作面板 197

3.1.1 DPL/MDI操作面板 197

3.1.2 机床操作面板 197

3.2 手动操作 198

3.2.1 手动返回参考点 198

3.2.2 JOG进给/增量进给 198

3.2.3 手轮进给 200

3.2.4 手轮中断 202

3.3 自动运行 203

3.3.1 循环起动/进给暂停 203

3.3.2 复位和倒回 205

3.3.3 程序测试 206

3.3.4 手动绝对值ON/OFF 209

3.3.5 跳过任选程序段/跳过附加任选程序段 210

3.3.6 顺序号比较和停止 210

3.3.7 程序再启动 211

3.3.8 DNC运行 211

3.3.9 手动干预和返回 212

3.3.10 刚性攻螺纹回退（M系列） 212

3.4 补偿值的测量和输入 214

3.4.1 刀具长度测量（M系列） 214

3.4.2 刀具偏置测量A（T系列） 214

3.4.3 自动刀具长度测量（M系列）/自动刀具偏置测量（T系列） 215

3.4.4 刀具偏置测量B（T系列） 217

3.4.5 设定工件坐标系的偏移量（T系列） 222

3.5 数据的输入/输出 223

3.5.1 阅读机/穿孔机接口 223

3.5.2 外部I/O设备控制 228

3.5.3 外部程序输入 230

3.5.4 基于I/O Link的数据输入/输出功能 231

3.5.5 屏幕硬复制功能 235

3.5.6 PCMCIA以太网功能 237

3.6 程序编辑 238

3.6.1 存储器保护键 238

3.6.2 口令功能 239

3.6.3 示教功能 239

3.7 数据显示和设定 239

3.7.1 显示操作履历 239

3.7.2 伺服调整画面 242

3.7.3 主轴设定和调整画面 242

3.7.4 波形诊断显示 242

3.7.5 位置显示忽略 243

3.7.6 运行时间和零件计数显示 244

3.7.7 图形显示/动态图形显示 245

3.7.8 运行监控显示 247

3.7.9 软操作面板 247

3.7.10 多种语言显示 250

3.7.11 外部操作者信息记录和显示 250

3.7.12 清除屏幕显示/自动清除屏幕显示 251

3.7.13 外部触摸接口 252

3.7.14 定期维护画面 253

3.7.15 实际移动速度显示 253

3.7.16 参数设定支持画面 254

3.7.17 加工条件选择功能 254

3.7.18 使SYSTEM功能键无效的参数 259

3.8 故障诊断 260

3.8.1 故障诊断功能 260

3.8.2 机床报警诊断 262

第4章 PMC控制功能的实现 264

4.1 PMC轴控制 264

4.1.1 PMC轴控制功能 264

4.1.2 恒速指令位置控制 282

4.2 外部数据输入 283

4.3 外部工件号和扩展型外部工件号检索 287

4.3.1 外部工件号检索 287

4.3.2 扩展型外部工件号检索 288

4.4 PMC的主轴输出控制 288

4.5 外部键输入 292

4.6 直接运行 293

参考文献 294