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第1章 绪论1

本章学习目标1

1.1 基本概念1

1.1.1 数控机床的产生背景1

1.1.2 数控系统的发展1

1.1.3 数控系统的组成3

1.1.4 数控系统的分类4

1.1.5 机床数字控制的原理7

1.2 微机数控系统8

1.2.1 微机数控系统的硬件构成8

1.2.2 微机数控系统的软件构成9

1.2.3 数控系统的功能11

1.2.4 数控系统的发展趋势13

1.3 数控系统与现代制造系统16

1.3.1 柔性制造模块（FMM）16

1.3.2 柔性制造单元（FMC）17

1.3.3 柔性制造系统（FMS）18

1.3.4 计算机集成制造系统（CIMS）20

本章小结23

习题与思考题24

第2章 数控系统的插补原理与数据处理25

本章学习目标25

2.1 数控系统运动轨迹的插补原理25

2.1.1 概述25

2.1.2 逐点比较插补法27

2.1.3 数字积分插补法35

2.1.4 数据采样插补39

2.2 数控系统的数据处理42

2.2.1 译码42

2.2.2 刀具补偿原理43

2.2.3 辅助信息处理47

本章小结49

习题与思考题50

第3章 位置检测装置51

本章学习目标51

3.1 概述51

3.2 光栅53

3.2.1 光栅的种类53

3.2.2 光栅的结构与工作原理54

3.2.3 光栅位移的数字转换系统57

3.3 旋转变压器58

3.3.1 旋转变压器的结构58

3.3.2 旋转变压器的工作原理59

3.3.3 旋转变压器工作方式60

3.3.4 旋转变压器的应用61

3.4 感应同步器62

3.4.1 工作原理62

3.4.2 感应同步器的工作方式63

3.5 旋转编码器64

3.5.1 增量式旋转编码器64

3.5.2 绝对式旋转编码器66

3.6 测速发电机68

3.6.1 交流异步测速发电机68

3.6.2 直流测速发电机69

3.6.3 测速发电机的特点70

本章小结70

习题与思考题71

第4章 数控机床的进给伺服系统72

本章学习目标72

4.1 伺服系统的基本概念72

4.1.1 伺服系统的组成72

4.1.2 对进给伺服系统的基本要求73

4.1.3 伺服系统的分类74

4.2 位置控制76

4.2.1 开环控制系统76

4.2.2 幅值伺服系统84

4.2.3 相位伺服系统90

4.2.4 脉冲比较伺服系统92

4.2.5 全数字式伺服系统94

4.3 速度控制98

4.3.1 进给运动的速度控制98

4.3.2 主轴驱动的速度控制102

本章小结110

习题与思考题111

第5章 数控机床的可编程控制器113

本章学习目标113

5.1 可编程控制器概述113

5.1.1 可编程控制器的产生113

5.1.2 可编程控制器的特点114

5.1.3 可编程控制器的基本组成和工作原理115

5.1.4 可编程控制器的编程语言118

5.2 数控机床的PLC119

5.2.1 数控机床PLC的功能119

5.2.2 数控机床PLC的类型121

5.3 典型PLC的指令系统122

5.3.1 FANUC PLC概述122

5.3.2 FANUC PLC的基本指令123

5.3.3 FANUC PLC的功能指令128

5.3.4 FANUC PLC系统设计与调试141

5.4 PLC在数控机床中的应用142

5.4.1 数控机床主轴系统PMC控制142

5.4.2 数控机床润滑系统PMC控制145

5.4.3 加工中心刀库自动选刀控制梯形图147

5.4.4 零件加工计数控制149

本章小结150

习题与思考题152

第6章 经济型数控系统154

本章学习目标154

6.1 经济型数控系统的硬件组成154

6.1.1 经济型数控系统的一般结构154

6.1.2 经济型数控系统的微处理器155

6.1.3 经济型数控系统的存储器161

6.1.4 经济型数控系统的I/O接口164

6.1.5 经济型数控系统的辅助电路及变频主轴驱动172

6.2 经济型数控系统的软件组成173

6.2.1 经济型数控系统的软件结构173

6.2.2 经济型数控系统的系统总控程序174

6.2.3 零件加工程序的输入和输出管理174

6.2.4 零件加工程序的编辑176

6.2.5 机床的手动调整控制176

6.2.6 零件加工程序的解释和执行176

6.2.7 插补计算178

6.2.8 伺服控制178

6.2.9 系统管理诊断程序178

6.3 经济型数控系统举例179

6.3.1 单片机控制的数控系统硬件组成179

6.3.2 单片机控制的数控系统软件设计182

本章小结183

习题与思考题183

第7章 标准型数控系统184

本章学习目标184

7.1 标准型数控系统的硬件结构184

7.1.1 单微处理器CNC结构184

7.1.2 多微处理器CNC结构186

7.2 标准型数控系统的软件结构188

7.2.1 CNC装置的软件组成188

7.2.2 CNC装置的软件结构特点189

7.2.3 软件结构模式192

7.3 标准型数控系统举例193

7.3.1 华中数控世纪星HNC-21数控系统简介193

7.3.2 FUNUC公司的主要数控系统194

7.3.3 德国SIEMENS（西门子）公司的SINUMERIK系列数控系统199

本章小结200

习题与思考题200

第8章 数控系统的应用201

本章学习目标201

8.1 输入输出信号及其连接、调试201

8.1.1 开关量接口电路201

8.1.2 模拟量接口电路202

8.1.3 输入输出信号及其连接、调试的实例203

8.2 操作面板与显示器211

8.3 通信接口212

8.4 数控系统的主要应用功能213

本章小结217

习题与思考题218

参考文献220