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第1章 数控系统概述1

1．1机床数字控制的基本原理1

1．1．1数字控制的基本概念1

1．1．2数控机床的组成1

1．1．3数控机床加工零件的操作过程3

1．1．4计算机数控系统的工作过程3

1．2机床数控系统的分类3

1．2．1按机床的运动轨迹分类3

1．2．2按伺服系统的控制方式分类5

1．2．3按数控系统功能水平分类6

1．3数控系统的发展7

1．3．1数控系统的发展简史7

1．3．2我国数控系统的发展概况8

1．3．3数控系统的发展趋势9

第2章 数控系统控制信号的构成13

2．1数控机床的坐标系13

2．1．1数控机床所使用的坐标系13

2．1．2机床坐标的确定方法13

2．1．3绝对坐标系与相对坐标系14

2．2数控机床的原点偏置16

2．2．1数控机床的各种原点16

2．2．2数控机床的零点偏置16

2．3数控机床指令代码17

2．3．1数控代码标准17

2．3．2程序段的组成21

2．3．3程序段格式26

第3章 控制信息的输入28

3．1数控系统控制面板28

3．1．1经济型JWK数控系统控制面板28

3．1．2 SIEMENS880数控系统控制面板30

3．2数控加工程序的输入34

3．2．1数控加工程序的输入过程34

3．2．2键盘输入方式35

3．2．3纸带阅读机输入方式37

3．3数控加工程序的译码40

3．3．1硬件译码过程40

3．3．2软件译码过程43

第4章 数控机床点位控制与点位/直线切削控制50

4．1点位控制与点位/直线切削控制的一般概念50

4．1．1点位控制与点位/直线控制的异同50

4．1．2程序编制的增量方式与绝对值方式51

4．1．3测量系统的增量方式与绝对方式52

4．1．4点位控制系统与点位/直线切削控制系统的结构52

4．2位置计算与比较54

4．2．1位置计算与比较线路的各种方案54

4．2．2消除增量值方式累计误差的方法54

4．2．3使用绝对值编程方式的位置计算与比较线路结构56

4．2．4位置计算与比较的软件实现56

4．3点位/直线切削机床的其它功能57

4．3．1主轴准停功能57

4．3．2自动换刀功能59

4．4补偿机能64

4．4．1齿隙补偿64

4．4．2螺距补偿64

4．4．3计算机数控系统的误差补偿66

第5章 数控机床的连续切削控制68

5．1概述68

5．2逐点比较法69

5．2．1逐点比较法直线插补70

5．2．2逐点比较法圆弧插补74

5．2．3逐点比较法插补软件79

5．2．4逐点比较法算法的改进84

5．3数字积分插补法89

5．3．1数字积分法直线插补90

5．3．2数字积分法圆弧插补93

5．3．3空间直接插补96

5．3．4改进DDA插补质量的措施97

5．3．5数字积分法插补软件的实现102

5．4数据采样插补法107

5．4．1数据采样插补法原理107

5．4．2时间分割法插补原理108

5．4．3扩展DDA数据采样插补法111

5．4．4数据采样插补的终点判别114

5．5椭圆插补方法120

5．5．1椭圆插补基本原理120

5．5．2椭圆插补终点判别处理122

5．5．3椭圆插补精度分析123

5．6高次曲线样条插补方法125

5．6．1参数三次样条插补原理125

5．6．2参数三次样条插补基本算法127

5．6．3参数三次样条插补轮廓误差分析128

5．7螺纹加工算法129

5．7．1固定螺距的螺纹加工算法130

5．7．2变动螺距的螺纹加工算法132

5．7．3多螺纹加工算法132

第6章 数控系统的刀具补偿原理134

6．1概述134

6．2数控系统的刀具补偿原理134

6．2．1刀具数据134

6．2．2刀具长度补偿137

6．2．3刀具半径补偿138

6．3刀具补偿类型及判别方法143

6．3．1刀具补偿类型的定义143

6．3．2刀具半径补偿算法的几个基本概念147

6．3．3刀具补偿转接类型的判别方法148

6．4刀具补偿算法150

6．4．1直线接直线的情况150

6．4．2直线接圆弧的情况153

6．4．3圆弧接直线的情况156

6．4．4圆弧接圆弧的情况159

第7章 数控机床加减速控制原理161

7．1进给速度的控制方法161

7．1．1进给速度的给定161

7．1．2进给速度的控制方法161

7．2 CNC装置的加减速控制163

7．2．1前加减速控制164

7．2．2后加减速控制168

第8章 数控系统的软硬件172

8．1概述172

8．2数控系统的硬件173

8．2．1数控系统硬件综述173

8．2．2数控装置硬件结构类型174

8．3数控系统的输入/输出接口电路180

8．4数控系统的可编程控制器181

8．4．1可编程控制器工作原理181

8．4．2 PLC在数控系统中的应用185

8．5数控系统软件结构190

8．5．1 CNC系统的软硬件界面190

8．5．2 CNC系统控制软件设计思想191

8．5．3 CNC系统两种典型的软件结构193

8．6数控系统的通信202

8．6．1数字通信概述203

8．6．2数控系统常用串行通信接口标准206

8．6．3数控系统网络通信接口212

第9章 开放式数控系统216

9．1开放式数控系统概述216

9．1．1开放式数控系统产生的历史背景216

9．1．2开放式数控系统的特征216

9．2国外开放式数控系统研究简介217

9．2．1美国的开放式数控系统研究计划217

9．2．2欧盟的OSACA计划和日本的OSEC计划221

9．3我国开放式数控系统发展概况223

9．3．1中华I型数控系统224

9．3．2华中I型数控系统226

9．3．3航天数控系统平台226

9．3．4蓝天系列CNC系统228

参考文献231