第1章 数控技术基础 1
1.1 数控机床的组成及各部分功能 1
1.1.1 数控机床加工过程 1
1.1.2 数控机床的组成及各部分功能 1
1.2 数控机床的分类 3
1.2.1 按机床运动的控制轨迹进行分类 4
1.2.2 按伺服控制的方式进行分类 6
1.2.3 按数控系统的功能水平分类 8
1.2.4 按加工工艺及机床的用途分类 8
1.3 数控技术发展趋势 9
1.3.1 国内外数控系统发展概况 9
1.3.2 数控技术发展趋势 9
习题 11
第2章 计算机数控装置 12
2.1 概述 12
2.1.1 CNC装置的工作过程 13
2.1.2 CNC装置的主要功能和特点 14
2.2 CNC装置的硬件结构 16
2.2.1 单微处理器CNC结构 16
2.2.2 多微处理器CNC结构 17
2.2.3 CNC结构与典型数控系统 19
2.3 CNC装置的软件结构 23
2.3.1 CNC系统的软／硬件界面 23
2.3.2 CNC系统的软件结构特点 24
2.3.3 CNC系统软件的工作过程 26
2.4 CNC系统的接口 30
2.4.1 键盘输入接口 30
2.4.2 显示器 32
2.4.3 串行接口 34
2.4.4 网络通信接口 34
2.4.5 机床开关量的I/O接口 34
习题 35
第3章 数控机床常用检测装置 36
3.1 概述 36
3.1.1 检测装置的性能指标与要求 36
3.1.2 检测装置的分类 36
3.2 感应同步器 38
3.2.1 感应同步器的结构 38
3.2.2 感应同步器的工作原理 38
3.2.3 感应同步器的典型应用 40
3.2.4 感应同步器的特点 42
3.2.5 感应同步器的安装 43
3.3 光栅位置检测装置 44
3.3.1 透射式光栅工作原理 44
3.3.2 光栅检测装置结构 46
3.3.3 光栅位移数字变换电路 46
3.3.4 光栅测量系统应用实例 47
3.4 光电脉冲编码器 49
3.4.1 光电脉冲编码器的结构 49
3.4.2 光电脉冲编码器的输出信号 50
3.4.3 光电脉冲编码器的应用 51
3.4.4 主轴位置编码器 52
3.5 旋转变压器 53
3.5.1 旋转变压器的结构 53
3.5.2 旋转变压器的工作方式 54
3.6 磁尺检测装置 55
3.6.1 磁尺结构与工作原理 55
3.6.2 磁尺检测装置的应用 57
习题 58
第4章 数控机床伺服驱动系统 59
4.1 概述 59
4.1.1 伺服驱动系统的概念 59
4.1.2 伺服系统的组成 60
4.2 步进电机及其控制系统 60
4.2.1 步进电机的分类 60
4.2.2 步进电机的工作原理及特点 61
4.2.3 步进电机的性能指标 64
4.2.4 步进电机的选用 66
4.2.5 步进电机的控制 68
4.3 直流伺服电动机及其速度控制 73
4.3.1 直流伺服电动机分类 73
4.3.2 永磁式直流伺服电动机 74
4.3.3 直流伺服电动机的速度控制方法 77
4.4 交流伺服电动机及其速度控制 78
4.4.1 交流伺服电动机概述 78
4.4.2 交流伺服电动机调速原理 80
4.4.3 变频调速技术 81
4.5 典型伺服电机简介 84
4.5.1 发那科（FANUC）公司的伺服电机 84
4.5.2 发格（FAGOR）公司的伺服电机 85
习题 86
第5章 插补原理与刀具补偿原理 87
5.1 概述 87
5.1.1 插补概念 87
5.1.2 插补的分类 87
5.2 逐点比较法插补 89
5.2.1 直线插补运算 89
5.2.2 不同象限的直线插补计算 90
5.2.3 逐点比较法的硬件和软件实现方法 91
5.2.4 圆弧插补计算原理 93
5.3 数字积分法 96
5.3.1 数字积分法插补原理 96
5.3.2 数字积分法直线插补 98
5.4 数据采样插补法 101
5.4.1 插补周期的选择 102
5.4.2 数据采样插补法原理 102
5.5 刀具半径补偿原理 105
5.5.1 概述 105
5.5.2 刀具半径补偿的工作过程和常用方法 106
5.5.3 程序段间转接情况分析 107
5.5.4 刀具半径补偿的实例 109
5.5.5 加工过程中的过切判别原理 110
习题 112
第6章 PLC与接口技术 113
6.1 PLC的概述 113
6.1.1 PLC的特点 113
6.1.2 PLC系统的组成 115
6.1.3 PLC的工作原理 118
6.2 数控机床用PLC 120
6.2.1 数控机床PLC的控制对象 120
6.2.2 数控机床的PLC 121
6.3 PLC的程序编制 121
6.3.1 梯形图及语句表 121
6.3.2 FANUC PLC指令系统 123
6.3.3 FANUC PLC指令系统的应用 127
6.4 输入／输出及通信接口 135
6.4.1 数控系统对输入／输出及通信接口的要求 135
6.4.2 数控系统的接口 135
6.4.3 常见数控系统的接口 135
6.4.4 CNC的通信、网络功能不断扩大 139
习题 139
第7章 典型数控系统及应用 140
7.1 典型数控系统简介 140
7.2 FANUC数控系统 141
7.2.1 FANUC 0系列 142
7.2.2 FANUC 0i系列 148
7.2.3 FANUC 16i/18i/21i系列 155
7.3 SIEMENS数控系统 157
7.3.1 840D系统的主要功能与特点 158
7.3.2 840D系统的基本构成 159
7.4 华中数控系统 163
7.4.1 华中数控系统的特点 164
7.4.2 华中数控系统典型系列 164
习题 168
第8章 开放式数控系统 169
8.1 开放式数控系统产生的背景 169
8.2 开放式数控系统的基本特征 170
8.3 开放式数控系统的发展动向 172
8.4 开放式数控系统的关键技术 179
参考文献 181