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第一章 绪论 1

1.1 数控简介 1

1.1.1 什么是数控 1

1.1.2 数控的技术领域 2

1.1.3 数控设备的产生 3

1.1.4 数控技术的应用 3

1.1.5 数控的分类 4

1.2 数控系统的基本功能 7

1.2.1 控制功能 7

1.2.2 程序的输入、输出和存储功能 8

1.2.3 编程功能 9

1.2.4 补偿功能 10

1.2.5 运行方式 11

1.2.6 监控与自诊断功能 11

1.3 数控技术的发展 12

1.3.1 数控技术发展特点 13

1.3.2 数控技术发展趋势 14

1.3.3 数控技术研究开发的课题 15

1.3.4 数控技术在机械工业中的进展 16

1.3.5 国内数控技术现状 24

第二章 数控原理 26

2.1 插补原理 26

2.1.1 基准脉冲插补 26

2.1.2 数据采样插补 41

2.2 刀具补偿原理 46

2.2.1 刀具位置补偿 46

2.2.2 刀具半径补偿 46

2.3 进给速度的计算 56

2.3.1 进给速度的编程方法 56

2.3.2 进给速度的计算方法 57

2.3.3 加减速控制 60

第三章 微型计算机数控装置3.1 概述 62

3.1.1 微型计算机数控系统的组成 62

3.1.2 CNC数控系统的工作过程 63

3.1.3 CNC系统中的微机类型和特点 64

3.1.4 CNC系统中的微机选择 64

3.2 几中典型微机构成的数控系统 65

3.2.1 Intel 8031构成的数控系统 65

3.2.2 STD总线构成的数控系统 68

3.2.3 Intel 8086 8088构成的数控系统 74

3.2.4 Intel 80386构成的数控系统 76

3.2.5 通用系统微机构成的数控系统 79

3.2.6 国内外数控系统简介 79

3.3 数控系统常用接口 82

3.3.1 键盘及光电输入机接口 82

3.3.2 CRT显示器接口 87

3.3.3 开关量输入／输出接口 87

3.3.4 数控机床的I/O接口 90

3.3.5 数控机床的通讯接口 93

3.4 CNC装置的软件结构 94

3.4.1 概述 94

3.4.2 零件程序的输入 97

3.4.3 数据处理程序 97

3.4.4 插补软件 99

3.4.5 位置控制软件 100

3.4.6 故障诊断软件 101

3.4.7 系统软件子程序举例 102

3.5 数控机床用可编程控制器 109

3.5.1 概述 109

3.5.2 PC的结构与工作原理 113

3.5.3 PC在机床数控中的应用 118

3.5.4 PC输入信号的同步处理 122

3.5.5 数控机床顺序程序的设计步骤 123

3.5.6 典型PC简介 126

第四章 位置检测装置 138

4.1 旋转变压器及测速发电机 138

4.1.1 旋转变压器 138

4.1.2 测速发电机 140

4.2 感应同步器 141

4.2.1 感应同步器的结构和工作原理 141

4.2.2 感应同步器的特点和种类 143

4.2.3 感应同步器的安装和接长 144

4.3 光栅 145

4.3.1 光栅的种类和工作原理 145

4.3.2 光栅读数头 148

4.4 磁栅 149

4.4.1 磁性标尺 149

4.4.2 磁头 150

4.4.3 检测电路 151

4.5 激光检测 151

4.5.1 激光的特点 151

4.5.2 激光器及激光检测原理 152

4.6 其它位置检测元件 153

4.6.1 光电盘 153

4.6.2 脉冲发生器 153

4.6.3 主轴位置编码器和手摇脉冲发生器 154

4.6.4 新型位置检测元件 154

第五章 伺服系统 157

5.1 概述 157

5.1.1 伺服系统的特点和要求 157

5.1.2 伺服系统的分类 159

5.2 伺服系统速度控制 161

5.2.1 直流伺服系统速度控制 161

5.2.2 交流伺服系统速度控制 179

5.3 伺服系统位置控制 184

5.3.1 开环控制系统 184

5.3.2 相位伺服系统 193

5.3.3 幅值伺服系统 197

5.3.4 数字脉冲比较伺服系统 203

5.3.5 数字伺服系统概述 205

5.4 主轴驱动的速度控制及定向控制 206

5.4.1 直流主轴驱动系统速度控制 206

5.4.2 交流主轴驱动系统速度控制 208

5.4.3 主轴定向控制 213

5.5 数控机床进给驱动系统的设计 214

5.5.1 数控机床进给驱动系统的特点 214

5.5.2 伺服电机的选择 215

5.5.3 电机惯量与负载惯量的匹配 218

5.5.4 传动链的自然频率 221

5.5.5 静态误差与伺服刚度 224

5.5.6 开环、半闭环伺服系统的死区误差及定位精度 226

第六章 数控加工程序编制 229

6.1 概述 229

6.1.1 程序编制的过程和方法 229

6.1.2 数控机床的坐标系 229

6.1.3 编码与程序格式 231

6.1.4 常用数控指令的编程方法 239

6.2 手工编程 245

6.2.1 程序编制中的工艺处理 245

6.2.2 数值计算 247

6.2.3 编写程序单和程序校验 247

6.2.4 手工编程举例 248

6.3 自动编程 250

6.3.1 A PT语言编程 250

6.3.2 图象数控编程 257

6.3.3 其它自动编程方法 262

6.4 程序编制中的数值计算 263

6.4.1 线性逼近的计算 263

6.4.2 非圆曲线的数值计算 265

6.4.3 列表曲线的数学处理 272

6.4.4 空间曲面的数学处理 280

6.5 后置处理 282

6.5.1 概述 282

6.5.2 后置处理程序的结构和特点 282

6.5.3 后置处理的算法 284

6.5.4 通用后置处理系统 290

第七章 数控系统的故障诊断及抗干扰7.1 数控系统的故障现象和分类 293

7.1.1 硬件逻辑故障 293

7.1.2 软件故障及其原因 294

7.1.3 常见干扰分类 295

7.2 数控系统的故障诊断 296

7.2.1 故障诊断和容错技术的产生与发展 296

7.2.2 故障诊断技术基础 297

7.2.3 数控系统的自诊断技术 298

7.2.4 容错技术与系统 300

7.2.5 数控机床工作状态诊断实例 300

7.3 数控系统干扰的抑制与处理 301

7.3.1 现场干扰的抑制与处理 301

7.3.2 从可靠性设计入手提高数控系统抗干扰能力 303

7.3.3 消除干扰的措施 303

参考文献 306