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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PLC139

一、PLC的基木结构及工作原理140

二、数控机床中的PLC142

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MMC189

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