现代数控系统 原理、构成与实例PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 数控系统与数控机床概述 1

1.1.1 数控系统与数控机床基本概念 1

1.1.2 现代数控系统的功能及特点 3

1.2 数控系统的分类及用途 7

1.2.1 按加工路线或运动轨迹分类 8

1.2.2 按伺服系统控制方式分类 9

1.2.3 按数控系统功能和水平分类 10

1.3.1 数控系统发展历程 11

1.3 数控系统的发展 11

1.3.2 数控系统和数控机床的发展趋势 12

1.3.3 中国数控技术发展历史与现状 14

1.3.4 开放式数控系统 15

1.3.5 虚拟数控系统 17

1.4 先进制造系统 19

1.4.1 柔性制造系统 19

1.4.2 柔性制造单元 20

1.4.3 计算机集成制造系统 21

2.1.1 计算机数控系统构成 23

2.1 计算机数控系统 23

第2章 数控系统组成原理 23

2.1.2 计算机数控系统工作过程 24

2.1.3 计算机数控系统硬件典型结构 26

2.1.4 现代数控系统软件典型结构 30

2.2 数控插补原理及方法 33

2.2.1 数控插补概述 33

2.2.2 逐点比较插补法 35

2.2.3 数字积分插补法 45

2.2.4 数据采样插补法 50

2.2.5 其他插补方法简介 53

2.3 数控系统中的位置检测装置 55

2.3.1 位置检测装置及其分类 55

2.3.2 旋转变压器 56

2.3.3 感应同步器 58

2.3.4 光栅 62

2.3.5 磁栅 65

2.3.6 编码器 67

2.3.7 电感式主动测量仪 70

2.4.1 进给伺服系统组成与分类 72

2.4 数控系统中的进给伺服系统 72

2.4.2 开环进给伺服控制 79

2.4.3 闭环进给伺服控制及特性分析 88

2.4.4 脉冲比较的进给伺服控制 91

2.4.5 相位比较的进给伺服控制 93

2.4.6 幅值比较的进给伺服控制 95

2.4.7 数据采样式和反馈补偿式进给伺服控制 99

2.5 数控系统辅助控制功能与PLC 100

2.5.1 数控系统中的PLC 101

2.5.2 数控系统M、S、T功能实现 106

2.6 数控机床主轴驱动及控制 109

2.6.1 主轴驱动装置及工作特性 109

2.6.2 主轴分段无级变速及控制 110

2.6.3 主轴准停控制 112

2.6.4 主轴与进给轴关联控制 115

2.7 数控加工程序输入及预处理 117

2.7.1 数控加工程序输入 117

2.7.2 数控加工程序的存储 119

2.7.3 数控加工程序的译码与诊断 120

2.7.4 刀具补偿原理及方法 124

2.7.5 其他预处理技术 128

第3章 现代数控系统操作与编程 132

3.1 数控程序编制的相关标准 132

3.1.1 数控加工程序编制的内容与方法 132

3.1.2 数控机床的坐标系 134

3.1.3 数控加工程序结构与程序段格式 138

3.2 数控加工程序指令代码 140

3.2.1 准备功能G指令 140

3.2.2 辅助功能M指令 151

3.2.3 其他功能指令 154

3.3 子程序 155

3.3.1 子程序的概念与格式 155

3.3.2 子程序执行过程 155

3.4 变量参数编程与用户宏程序 157

3.4.1 变量参数编程与用户宏程序的基本概念 157

3.4.2 宏程序使用方法 158

3.5 数控机床加工工艺概要 165

3.5.1 工件在数控机床上的装夹 165

3.5.2 对刀点和换刀点的确定 175

3.5.3 确定加工路线 176

3.5.4 确定切削用量 178

3.5.5 选择切削刀具 178

3.5.6 确定程序编制允许误差 179

3.6 数控加工程序编制的数值计算 180

3.6.1 直线和圆弧轮廓的基点计算 181

3.6.2 非圆曲线的节点计算 183

3.6.3 列表曲线的数学处理 188

3.6.4 组合曲面的数学处理 190

3.7.1 数控机床控制面板功能 192

3.7 数控机床的操作 192

3.7.2 回机床参考点与手动操作 195

3.7.3 数控机床对刀与刀具补偿 196

3.8 自动编程简介 198

3.8.1 自动编程概述 198

3.8.2 语言式自动编程 199

3.9 CAD/CAM在数控自动编程中的应用 201

3.9.1 CAD/CAM/PDM集成基本概念 201

3.9.2 图形交互式自动编程的特点和基本步骤 204

3.9.3 CAD/CAM技术现状与典型产品介绍 206

3.10.1 STEP-NC概述 208

3.10 STEP-NC简介 208

3.10.2 STEP-NC产品数据模型 210

3.10.3 STEP-NC对CNC系统的影响 211

3.10.4 STEP-NC的实施 212

第4章 数控系统接口与数据通信 214

4.1 数控系统基本I/O通道 214

4.1.1 基本开关量I/O通道 214

4.1.2 模拟量I/O通道 216

4.1.3 基本数字通信接口 218

4.2.1 数据通信系统 224

4.2 数控系统基本数据通信技术 224

4.2.2 数据通信方式 225

4.2.3 数字信号编码与差错控制 228

4.2.4 数字交换技术 229

4.2.5 传输介质 231

4.2.6 数控系统DNC通信 232

4.3 现代数控系统网络通信 234

4.3.1 开放系统互连参考模型 234

4.3.2 计算机局域网与IEEE802协议 239

4.3.3 MAP/TOP体系结构 243

4.3.4 现场总线技术与控制器局域网 244

4.3.5 广域计算机网络 251

4.3.6 Internet与TCP/IP协议 251

4.3.7 网络连接和互联设备 255

4.3.8 网络软件系统 258

4.3.9 网络管理与网络安全 259

4.3.10 制造企业网络集成 260

5.1 开放式数控系统概述 262

5.1.1 开放式数控系统 262

第5章 基于PC的开放式数控系统 262

5.1.2 基于PC的开放式数控系统 263

5.2 基于PC的开放式数控系统体系结构 265

5.2.1 基于PC的数控系统类型 265

5.2.2 NC嵌入PC结构的开放式数控系统 266

5.2.3 全软件型结构的开放式数控系统 272

5.3 基于PC的开放式数控系统实例 281

5.3.1 华中HNC系列CNC装置 281

5.3.2 中华Ⅰ型数控系统 287

5.3.3 MAZATROL FUSION 640数控系统 288

6.1.1 PLC及其发展 293

第6章 数控系统的多样化及典型实例 293

6.1 PLC及其位置控制功能 293

6.1.2 位置控制单元 296

6.1.3 位置控制单元的应用 305

6.2 PLC控制系统的人-机界面 310

6.2.1 人-机界面概述 310

6.2.2 NT631/NT631C可编程序终端 312

6.3 基于高端PLC的磨削数控系统 327

6.3.1 3MZ2120磨床的机械电气改造 327

6.3.2 基于高端PLC的磨削数控系统 328

6.4 基于单片机的简易磨削数控系统 335

6.4.1 MCS-51系列单片机及其扩展 336

6.4.2 基于单片机的数控改造技术 341

6.5 运动控制器与数控压装设备 355

6.5.1 运动控制器概述 355

6.5.2 MP940独立可编程序运动控制器 356

6.5.3 基于运动控制器的数控压装设备 358

附录 数控机床 穿孔带程序段格式中的准备功能G和辅助功能M的代码 361

参考文献 369