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第1章 绪论1

1.1 数控机床的组成及工作原理1

1.1.1 数控机床的组成1

1.1.2 数控机床的工作原理3

1.1.3 数控机床的控制对象3

1.1.4 数控机床的特点3

1.2 数控机床的分类5

1.2.1 按工艺用途分类5

1.2.2 按运动轨迹分类7

1.2.3 按伺服控制系统分类8

1.3 数控技术的发展10

1.3.1 数控系统的发展趋势10

1.3.2 数控机床的发展趋势11

1.4 以数控机床为基础的自动化生产系统13

1.4.1 计算机直接控制技术13

1.4.2 柔性制造单元及柔性制造系统13

1.4.3 计算机集成制造系统14

实训项目 有关数控机床知识的收集与整理15

复习思考题15

第2章 数控机床编程与操作17

2.1 数控编程的概念17

2.1.1 数控编程17

2.1.2 编程内容和步骤17

2.2 数控程序编制基础18

2.2.1 数控机床坐标系18

2.2.2 数控加工程序结构与格式21

2.2.3 数控编程基本功能22

2.2.4 常用基本指令24

2.3 FANUC系统数控车床的操作27

2.3.1 数控车床结构27

2.3.2 数控车床控制面板27

2.3.3 数控车床操作31

2.4 华中系统数控铣床的操作34

2.4.1 数控铣床结构34

2.4.2 数控铣床控制面板35

2.4.3 数控铣床操作36

2.5 西门子SINUMERIK 802D系统操作39

2.5.1 西门子SINUMERIK 802D系统操作面板39

2.5.2 机床操作41

实训项目 机床面板操作及数控代码编程42

复习思考题43

第3章 计算机数控（CNC）装置44

3.1 CNC系统的组成和功能44

3.1.1 CNC系统的组成44

3.1.2 CNC装置的工作内容44

3.1.3 CNC装置的功能45

3.2 CNC装置的硬件结构47

3.2.1 单微处理器结构及其特点47

3.2.2 多微处理器结构及其特点48

3.3 CNC装置的软件结构49

3.3.1 CNC装置的软件组成49

3.3.2 CNC系统的软件结构50

3.3.3 CNC系统的插补原理53

3.4 典型CNC系统及其应用54

3.4.1 FANUC数控系统54

3.4.2 SIEMENS数控系统63

3.4.3 华中“世纪星”系列数控系统73

实训项目1 数控系统的原理及组成75

实训项目2 数控系统的连接77

复习思考题78

第4章 数控机床伺服系统80

4.1 伺服系统的组成与分类80

4.1.1 伺服系统的组成80

4.1.2 伺服系统的分类81

4.1.3 进给伺服系统的要求83

4.2 步进伺服驱动系统83

4.2.1 步进电动机的工作原理及特性83

4.2.2 步进电动机的驱动控制电路86

4.2.3 上海开通数控有限公司步进伺服系统的应用88

4.3 直流进给伺服驱动系统90

4.3.1 直流电动机的调速控制90

4.3.2 直流进给伺服调速系统91

4.3.3 FANUC PWM直流进给驱动94

4.4 交流进给伺服驱动系统97

4.4.1 交流伺服电动机的分类和特点97

4.4.2 同步交流伺服电动机的速度控制98

4.4.3 SIMODRIVE 611A系列交流伺服系统101

4.5 主轴伺服驱动系统105

4.5.1 常用直流主轴伺服系统105

4.5.2 常用交流主轴伺服系统106

4.5.3 主轴变频器调速112

4.6 全数字式伺服系统116

4.6.1 全数字式伺服系统的构成和特点116

4.6.2 SIMODRIVE 611D数字伺服系统117

4.6.3 SINAMICS S120驱动系统118

实训项目1 步进伺服系统的调试与使用120

实训项目2 FANUC系统α系列交流伺服单元的连接与调试122

复习思考题124

第5章 位置检测装置126

5.1 概述126

5.1.1 位置检测装置的性能指标与要求126

5.1.2 位置检测的分类127

5.2 脉冲编码器128

5.2.1 增量式脉冲编码器128

5.2.2 绝对式脉冲编码器130

5.2.3 脉冲编码器在数控机床中的应用131

5.3 光栅检测装置132

5.3.1 光栅种类132

5.3.2 直线透射光栅的组成及工作原理133

5.3.3 光栅测量系统的应用137

5.4 旋转变压器138

5.4.1 旋转变压器的工作原理138

5.4.2 旋转变压器的工作方式140

5.5 感应同步器141

5.5.1 感应同步器的结构和分类141

5.5.2 直线型感应同步器的工作原理142

5.5.3 感应同步器的工作方式144

5.5.4 感应同步器的应用145

5.6 磁栅147

5.6.1 磁栅的结构147

5.6.2 磁栅的工作原理148

5.6.3 磁栅检测电路149

实训项目 感应同步器的安装与使用150

复习思考题152

第6章 数控机床中的PLC控制155

6.1 数控机床PLC概述155

6.1.1 数控机床PLC的输入／输出控制及应用155

6.1.2 数控机床PLC的分类156

6.1.3 数控机床常用输入／输出元件157

6.2 FANUC系统的PLC控制160

6.2.1 FANUC系统PMC类型160

6.2.2 PMC的信号地址161

6.2.3 FANUC系统PMC指令163

6.2.4 PMC在数控机床中的应用171

6.3 SIEMENS系统的PLC控制178

6.3.1 SIEMENS 810系统PLC178

6.3.2 SINUMERIK 802S/C/D系统PLC181

6.3.3 导轨润滑PLC程序186

实训项目 FANUC数控系统PMC编程189

复习思考题190

第7章 数控机床的电气控制192

7.1 电气控制分析192

7.1.1 电气控制分析内容192

7.1.2 电气原理图的分析方法193

7.2 数控车床电气控制193

7.2.1 数控车床组成193

7.2.2 电气控制原理分析194

7.3 数控铣床电气控制199

7.3.1 数控铣床的功能199

7.3.2 电气控制原理分析200

7.4 立式加工中心电气控制203

7.4.1 立式加工中心简介203

7.4.2 数控系统204

实训项目 经济型数控车床的电气控制207

复习思考题208

第8章 数控机床的机械结构210

8.1 机床的结构特点与要求210

8.1.1 高的结构刚度210

8.1.2 良好的抗振性212

8.1.3 减小机床热变形213

8.1.4 改善运动导轨副摩擦特性214

8.2 数控机床主传动系统及主轴部件214

8.2.1 主传动系统的特点及配置形式214

8.2.2 主轴部件结构215

8.2.3 电主轴219

8.3 数控机床进给传动系统219

8.3.1 对进给传动系统的要求219

8.3.2 进给传动系统的结构219

8.3.3 数控机床的导轨224

8.3.4 数控工作台227

8.4 自动换刀机构229

8.4.1 换刀形式229

8.4.2 刀库232

8.4.3 刀具的选择方式233

8.4.4 刀具交换装置234

实训项目1 拆装数控机床机械传动部件和支承部件236

实训项目2 认识数控机床的刀库及换刀机构237

复习思考题238

第9章 数控机床的使用、维护及故障诊断240

9.1 数控机床的安装与使用240

9.1.1 数控机床的安装和调试240

9.1.2 数控机床的使用242

9.2 数控机床的维护保养与总检管理243

9.2.1 数控机床的维护保养243

9.2.2 数控机床的点检管理244

9.3 数控机床故障诊断246

9.3.1 对维修人员的要求246

9.3.2 数控系统的诊断方法247

9.3.3 数控机床故障处理250

实训项目 数控机床的管理及维护252

复习思考题254

参考文献255