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第一章 绪论1

1.1 数控简介1

1.1.1 什么是数控1

1.1.2 数控的技术领域2

1.1.3 数控设备的产生3

1.1.4 数控技术的应用3

1.1.5 数控的分类4

1.2 数控系统的基本功能7

1.2.1 控制功能7

1.2.2 程序的输入、输出和存储功能8

1.2.3 编程功能9

1.2.4 补偿功能10

1.2.5 运行方式11

1.2.6 监控与自诊断功能11

1.3 数控技术的发展12

1.3.1 数控技术发展特点13

1.3.2 数控技术发展趋势14

1.3.3 数控技术研究开发的课题15

1.3.4 数控技术在机械工业中的进展16

1.3.5 国内数控技术现状24

第二章 数控原理26

2.1 插补原理26

2.1.1 基准脉冲插补26

2.1.2 数据采样插补41

2.2 刀具补偿原理46

2.2.1 刀具位置补偿46

2.2.2 刀具半径补偿46

2.3 进给速度的计算56

2.3.1 进给速度的编程方法56

2.3.2 进给速度的计算方法57

2.3.3 加减速控制60

第三章 微型计算机数控装置3.1 概述62

3.1.1 微型计算机数控系统的组成62

3.1.2 CNC数控系统的工作过程63

3.1.3 CNC系统中的微机类型和特点64

3.1.4 CNC系统中的微机选择64

3.2 几中典型微机构成的数控系统65

3.2.1 Intel 8031构成的数控系统65

3.2.2 STD总线构成的数控系统68

3.2.3 Intel 8086 8088构成的数控系统74

3.2.4 Intel 80386构成的数控系统76

3.2.5 通用系统微机构成的数控系统79

3.2.6 国内外数控系统简介79

3.3 数控系统常用接口82

3.3.1 键盘及光电输入机接口82

3.3.2 CRT显示器接口87

3.3.3 开关量输入／输出接口87

3.3.4 数控机床的I/O接口90

3.3.5 数控机床的通讯接口93

3.4 CNC装置的软件结构94

3.4.1 概述94

3.4.2 零件程序的输入97

3.4.3 数据处理程序97

3.4.4 插补软件99

3.4.5 位置控制软件100

3.4.6 故障诊断软件101

3.4.7 系统软件子程序举例102

3.5 数控机床用可编程控制器109

3.5.1 概述109

3.5.2 PC的结构与工作原理113

3.5.3 PC在机床数控中的应用118

3.5.4 PC输入信号的同步处理122

3.5.5 数控机床顺序程序的设计步骤123

3.5.6 典型PC简介126

第四章 位置检测装置138

4.1 旋转变压器及测速发电机138

4.1.1 旋转变压器138

4.1.2 测速发电机140

4.2 感应同步器141

4.2.1 感应同步器的结构和工作原理141

4.2.2 感应同步器的特点和种类143

4.2.3 感应同步器的安装和接长144

4.3 光栅145

4.3.1 光栅的种类和工作原理145

4.3.2 光栅读数头148

4.4 磁栅149

4.4.1 磁性标尺149

4.4.2 磁头150

4.4.3 检测电路151

4.5 激光检测151

4.5.1 激光的特点151

4.5.2 激光器及激光检测原理152

4.6 其它位置检测元件153

4.6.1 光电盘153

4.6.2 脉冲发生器153

4.6.3 主轴位置编码器和手摇脉冲发生器154

4.6.4 新型位置检测元件154

第五章 伺服系统157

5.1 概述157

5.1.1 伺服系统的特点和要求157

5.1.2 伺服系统的分类159

5.2 伺服系统速度控制161

5.2.1 直流伺服系统速度控制161

5.2.2 交流伺服系统速度控制179

5.3 伺服系统位置控制184

5.3.1 开环控制系统184

5.3.2 相位伺服系统193

5.3.3 幅值伺服系统197

5.3.4 数字脉冲比较伺服系统203

5.3.5 数字伺服系统概述205

5.4 主轴驱动的速度控制及定向控制206

5.4.1 直流主轴驱动系统速度控制206

5.4.2 交流主轴驱动系统速度控制208

5.4.3 主轴定向控制213

5.5 数控机床进给驱动系统的设计214

5.5.1 数控机床进给驱动系统的特点214

5.5.2 伺服电机的选择215

5.5.3 电机惯量与负载惯量的匹配218

5.5.4 传动链的自然频率221

5.5.5 静态误差与伺服刚度224

5.5.6 开环、半闭环伺服系统的死区误差及定位精度226

第六章 数控加工程序编制229

6.1 概述229

6.1.1 程序编制的过程和方法229

6.1.2 数控机床的坐标系229

6.1.3 编码与程序格式231

6.1.4 常用数控指令的编程方法239

6.2 手工编程245

6.2.1 程序编制中的工艺处理245

6.2.2 数值计算247

6.2.3 编写程序单和程序校验247

6.2.4 手工编程举例248

6.3 自动编程250

6.3.1 A PT语言编程250

6.3.2 图象数控编程257

6.3.3 其它自动编程方法262

6.4 程序编制中的数值计算263

6.4.1 线性逼近的计算263

6.4.2 非圆曲线的数值计算265

6.4.3 列表曲线的数学处理272

6.4.4 空间曲面的数学处理280

6.5 后置处理282

6.5.1 概述282

6.5.2 后置处理程序的结构和特点282

6.5.3 后置处理的算法284

6.5.4 通用后置处理系统290

第七章 数控系统的故障诊断及抗干扰7.1 数控系统的故障现象和分类293

7.1.1 硬件逻辑故障293

7.1.2 软件故障及其原因294

7.1.3 常见干扰分类295

7.2 数控系统的故障诊断296

7.2.1 故障诊断和容错技术的产生与发展296

7.2.2 故障诊断技术基础297

7.2.3 数控系统的自诊断技术298

7.2.4 容错技术与系统300

7.2.5 数控机床工作状态诊断实例300

7.3 数控系统干扰的抑制与处理301

7.3.1 现场干扰的抑制与处理301

7.3.2 从可靠性设计入手提高数控系统抗干扰能力303

7.3.3 消除干扰的措施303

参考文献306