第一章 绪论 1
第一节 数控技术的基本概念 1
第二节 数控系统的基本组成及工作原理 1
一、数控系统的基本组成 2
二、数控系统的工作原理 3
第三节 数控系统的分类及特点 4
一、数控系统的分类 4
二、计算机数控系统的特点 6
第四节 开放式CNC系统的结构与特点 7
一、开放式CNC系统的定义 7
二、开放式CNC系统的构成 8
三、开放式CNC系统的特点 8
四、开放式CNC系统的发展 9
第五节 数控技术的发展 9
一、数控技术的产生和发展 9
二、我国数控机床的发展 10
三、数控系统的发展趋势 11
本章小结 12
思考练习题 13
第二章 CNC系统 14
第一节 概述 14
一、CNC系统的定义 14
二、CNC系统的组成 14
三、CNC机床的组成 14
四、CNC系统的工作过程 15
五、CNC系统的功能 17
第二节 CNC系统的硬件结构 18
一、CNC系统硬件结构的类型 18
二、CNC系统硬件结构主要组成部分的功能 22
三、输入／输出接口 23
第三节 CNC系统的软件结构 27
一、CNC系统的软件功能 27
二、CNC系统软件的内容 27
三、CNC系统软件的结构特点 28
第四节 数控加工程序的输入与译码 30
一、CNC系统的信息流程 30
二、数控加工程序的输入 30
三、数控加工程序的译码 33
第五节 刀具补偿 36
一、刀具半径补偿 36
二、刀具长度补偿 39
第六节 速度控制 41
一、进给速度控制 41
二、自动加／减速控制 43
第七节 插补原理 46
一、基本概念 46
二、逐点比较法 46
三、数字积分法 51
本章小结 55
思考练习题 56
第三章 检测装置 57
第一节 光栅尺 57
一、海德汉光栅技术 57
二、光栅尺的结构与测量原理 59
三、信号的处理及栅距的细分 61
第二节 编码器 63
一、编码器分类 63
二、编码器的结构与工作原理 64
三、电气连接 67
四、编码器的应用 68
第三节 旋转变压器和感应同步器 69
一、旋转变压器 69
二、感应同步器 71
第四节 磁栅 73
一、磁栅的结构 73
二、磁栅的工作原理 73
三、磁栅的检测电路 75
第五节 检测装置在数控系统中的应用 75
一、光栅技术简述 75
二、光栅尺的应用 75
本章小结 78
思考练习题 78
第四章 CNC伺服驱动系统 79
第一节 位置控制系统 79
一、概述 79
二、位置控制原理 79
三、位置控制系统的分类 80
四、数字式伺服系统 82
第二节 步进电动机伺服驱动系统 83
一、开环伺服系统的组成 83
二、步进电动机 84
三、步进电动机开环控制 87
四、步进电动机驱动装置的典型应用 91
第三节 交流伺服驱动系统 94
一、交流伺服系统的组成 94
二、交流伺服电动机 94
三、交流伺服系统的控制原理 96
四、交流伺服驱动系统的连接 104
第四节 直流伺服驱动系统 109
一、直流伺服电动机的工作原理 109
二、直流伺服电动机的调速原理 110
第五节 直线电动机伺服驱动系统 113
一、直线电动机的特点 114
二、直线电动机的结构与工作原理 115
三、直线电动机伺服系统 117
第六节 主轴驱动 118
一、数控机床对主轴驱动的特殊要求 118
二、主轴电动机 119
三、主轴定向准停 122
本章小结 124
思考练习题 125
第五章 通信及可编程序控制器 126
第一节 通信接口与网络 126
一、数控系统的通信设备及接口 126
二、数据通信的基本概念 127
三、异步串行通信接口 130
四、DNC通信接口 136
五、网络通信 137
第二节 数控系统中的PLC 139
一、PLC的基木结构及工作原理 140
二、数控机床中的PLC 142
三、M、S、T功能的实现 144
第三节 PLC在数控机床中的应用 146
一、概述 146
二、指令系统 146
三、子程序库 149
四、PLC应用实例 150
本章小结 155
思考练习题 156
第六章 数控系统的连接 157
第一节 概述 157
一、数控车床 157
二、数控铣床 159
三、加工中心 161
四、典型数控系统的应用情况 162
第二节 SIEMENS 802Se系统 164
一、概述 164
二、CNC控制模块 165
二、驱动模块 169
四、电源（变压器） 171
五、系统的连接 172
六、参数设定（典型参数举例） 172
第三节 SIEMENS 802D系统 175
一、概述 175
二、SINUMERIK 802D数控系统的构成 176
三、接口 176
四、数控系统的配置和连接 178
五、参数设置 180
六、与主轴的联接 185
第四节 SIEMENS 840D系统 186
一、概述 186
二、CNC控制模块 187
三、OP单元和MMC 189
四、驱动模块 192
五、PLC模块 194
六、电源模块 194
七、系统的连接 195
八、参数设定 195
第五节 华中数控系统 197
一、华中数控系统的介绍 197
二、华中数控系统的特点 197
三、华中数控系统的典型系列 197
本章小结 201
思考练习题 202
第七章 数控系统的安装调试与故障诊断 203
第一节 数控机床及系统的安装 203
一、安装前的准备工作 203
二、机床的安装步骤 204
三、系统的连接 204
四、系统的抗干扰措施 205
五、检查 205
第二节 数控系统的调试 205
一、运行前的准备工作 205
二、通电试运行 206
三、功能调试 207
四、整机运行 209
五、检查验收 209
第三节 数控系统的故障诊断 219
一、数控系统故障诊断的基本知识 220
二、故障维修人员应具备的基本素质 222
三、数控机床的常见故障 223
四、常见故障的分类 226
五、数控机床的故障诊断 228
六、数控机床的故障实例 229
本章小结 234
思考练习题 234
第八章 机床的数控改造 235
第一节 概述 235
一、机床数控改造的任务 235
二、机床数控改造的基本要求 236
三、机床数控改造的一般步骤 237
第二节 机床数控改造总体方案设计 238
一、机床数控改造总体方案设计的依据 238
二、工艺分析 239
三、机床数控改造的总体方案 239
四、机床数控改造的主要技术参数确定 246
五、机床数控改造件的制作、安装及调试 246
第三节 机床进给系统的改造设计 247
一、进给系统的组成及要求 247
二、进给系统的参数选择和计算 248
三、进给电动机的选择 254
四、进给系统的设计计算实例 255
第四节 机床数控改造中的常用部件 262
一、减速器 262
二、纵向减速器及电动机的改造联接 264
三、电动刀架 265
四、滚珠丝杠副 266
五、主轴光电编码器及安装方式 268
六、步进电动机 269
第五节 数控系统的选型 270
一、概述 270
二、数控系统的选择 271
三、西门子SINUMERIK 802S base line系统 272
四、数控系统选型的注意事项 275
第六节 机床数控改造的安装及调试 276
一、数控改造的安装和调试步骤 276
二、卧式车床数控改造中机械和电气的安装及调试 276
三、数控系统的安装和调试 281
本章小结 286
思考练习题 287
参考文献 288