机床数控原理与系统

本书以近年来常用的国 内外主流机床数控系统最新 产品（国产的KND100、 GSK 980、HNC-21／22， 西门子公司的SINUMERIK 808D、8282D，FANUC公司 的FANUC 0i-D／0i-Mate D 等数控系统）为主线，系统 介绍了机床数字控制系统的 工作原理、系统结构、零件 轮廓插补计算、位置与速度 的检测反馈、伺服驱动器与 伺服电动机、PLC与机床电 气控制、典型数控系统产品 以及通信接口与系统连接等 ，全书共分为8章。在第8章 以西门子808D系统在数控 车床上应用和FANUC 0i- Mate MD系统在数控铣床上 应用的数控机床电气控制电 路的设计为典型案例，介绍 了数控机床电气控制电路的 设计思路、设计步骤与方法 以及较完整的电气原理图画 法和功能等，从而帮助读者 做到识图、懂图，有利于读 者进行数控机床的安装、调 试与维修。 本书力求知识系统化、 概念简明化、应用工程化， 避免烦琐公式推导，注重理 论与实际应用相结合，可作 为高职高专院校的数控技术 、数控机床维护与检修、机 电一体化以及机械制造与自 动化等专业教材，也可供从 事数控机床运行、维修和操 作的工程技术人员阅读。

第1章 绪论 1.1 机床数控技术概述 1.1.1 数控技术、数控系统与数控机床 1.1.2 MC、FMC、FMS、与CIMS现代制造系统 1.2 机床数控系统的组成与功能 1.2.1 机床数控系统基本组成 1.2.2 机床数控系统各部分功能 1.3 机床数字控制原理 1.3.1 数字控制基本原理 1.3.2 刀具轨迹信息的分解 1.4 机床数控系统分类 1.4.1 按被控机床运动轨迹分类 1.4.2 按可联动轴数分类 1.4.3 按伺服驱动系统结构分类 1.4.4 按机床数控系统的性能水平分类 1.5 数控计算机组成结构和工作流程 1.5.1 数控计算机组成结构概述 1.5.2 数控计算机硬件结构 1.5.3 数控计算机软件结构 1.5.4 数控计算机零件加工程序处理流程 1.5.5 数控计算机功能 1.6 机床数控系统的应用与发展 第1章小结 第1章习题 第2章 数控计算机装置工作原理 2.1 数控加工程序输入 2.1.1 输入装置与输入方式 2.1.2 数控加工程序存储 2.2 数控加工程序预处理 2.2.1 数控加工程序译码 2.2.2 数控加工程序诊断 2.2.3 刀具补偿原理 2.2.4 数控加工程序的其他预处理 2.3 轮廓插补原理 2.3.1 轮廓插补概述 2.3.2 逐点比较法插补 2.3.3 数字积分法插补 2.3.4 数据采样法插补 第2章小结 第2章习题 第3章 数控检测反馈装置 3.1 数控检测反馈装置概述 3.2 机床运动行程检测传感器 3.3 机床运动位移检测传感器 3.3.1 旋转变压器 3.3.2 光电编码器 3.3.3 光栅传感器 3.3.4 其他位移传感器简介 3.4 机床运动速度检测传感器 3.5 机床位置精度测量用激光干涉仪 第3章小结 第3章习题 第4章 伺服驱动系统 4.1 伺服驱动系统概述 4.1.1 伺服驱动系统基本概念 4.1.2 伺服驱动系统工作原理 4.1.3 伺服驱动系统分类 4.1.4 数控机床对进给伺服驱动系统要求 4.2 步进电动机伺服驱动系统 4.2.1 步进电动机结构与工作原理 4.2.2 步进电动机主要特性 4.2.3 步进电动机驱动控制电路 4.2.4 开环步进电机伺服驱动系统的控制方法 4.2.5 步进电动机驱动系统在机床数控中应用 4.3 直流电动机伺服驱动系统 4.3.1 直流伺服电动机驱动系统概述 4.3.2 直流伺服电动机结构与工作原理 4.3.3 直流伺服电动机调速方法 4.3.4 直流伺服电动机PWM调速系统在机床数控中的应用 4.4 交流电动机伺服驱动系统 4.4.1 交流伺服电动机概述 4.4.2 交流伺服电动机结构与工作原理 4.4.3 交流伺服电动机的变频调速技术 4.4.4 交流伺服电机调速系统在机床数控中应用 4.5 伺服驱动运动参数设定与运动误差的补偿 4.5.1 伺服驱动运动参数的设置 4.5.2 伺服进给运动误差的补偿 4.5.3 伺服轴回参考点及参数设置 4.6 新型直线电动机伺服驱动系统简介 第4章小结 第4章习题 第5章 主轴驱动系统 5.1 主轴驱动系统概述 5.1.1 主轴驱动装置结构与作用 5.1.2 数控机床对主轴驱动系统要求 5.1.3 主轴驱动系统基本组成 5.1.4 主轴驱动系统分类与特性 5.2 数控系统与典型主轴驱动系统的连接 5.2.1 数控系统与模拟主轴的信号连接 5.2.2 数控系统与串行主轴的信号连接 5.3 主轴分段无级变速与控制 5.3.1 主轴分段无级变速与控制 5.3.2 自动换挡控制 5.3.3 主轴自动换挡控制时序 5.4 主轴准停控制 5.4.1 主轴准停控制概述 5.4.2 机械准停控制 5.4.3 电气准停控制 5.5 新型电主轴驱动系统简介 第5章小结 第5章习题 第6章 数控系统中的PLC控制与应用 6.1 数控系统中PLC的作用与结构 6.2 数控系统中PLC的信息交换与接口 6.3 数控系统中PLC的编程元件指令与应用 6.3.1 西门子系统PLC编程元件指令与应用 6.3.2 FAUNC系统PLC编程元件指令与应用 6.4 数控系统中PLC顺控程序结构与运行特点 6.5 PLC辅助控制功能控制与典型案例 6.5.1 PLC辅助功能控制概述 6.5.2 西门子系统PLC辅助功能控制与典型案例 6.5.3 FAUNC系统PLC辅助功能控制与典型案例 第6章小结 第6章习题 第7章 典型机床数控系统通信接口与连接 7.1 典型数控系统产品简介 7.1.1 国产机床数控系统 7.1.2 西门子公司机床数控系统 7.1.3 FAUNC公司机床数控系统 7.2 典型数控系统通信接口与系统连接 7.2.1 数控系统通信接口概述 7.2.2 西门子808D系统通信接口与系统连接 7.2.3 西门子828D系统通信接口与系统连 7.2.4 FANUC 0i-D/0i Mate D系统通信接口与系统连接 第7章小结 第7章习题 第8章 数控机床电气控制电路设计与案例 8