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第1章 数控技术基础1

1.1 数控机床的组成及各部分功能1

1.1.1 数控机床加工过程1

1.1.2 数控机床的组成及各部分功能1

1.2 数控机床的分类3

1.2.1 按机床运动的控制轨迹进行分类4

1.2.2 按伺服控制的方式进行分类6

1.2.3 按数控系统的功能水平分类8

1.2.4 按加工工艺及机床的用途分类8

1.3 数控技术发展趋势9

1.3.1 国内外数控系统发展概况9

1.3.2 数控技术发展趋势9

习题11

第2章 计算机数控装置12

2.1 概述12

2.1.1 CNC装置的工作过程13

2.1.2 CNC装置的主要功能和特点14

2.2 CNC装置的硬件结构16

2.2.1 单微处理器CNC结构16

2.2.2 多微处理器CNC结构17

2.2.3 CNC结构与典型数控系统19

2.3 CNC装置的软件结构23

2.3.1 CNC系统的软／硬件界面23

2.3.2 CNC系统的软件结构特点24

2.3.3 CNC系统软件的工作过程26

2.4 CNC系统的接口30

2.4.1 键盘输入接口30

2.4.2 显示器32

2.4.3 串行接口34

2.4.4 网络通信接口34

2.4.5 机床开关量的I/O接口34

习题35

第3章 数控机床常用检测装置36

3.1 概述36

3.1.1 检测装置的性能指标与要求36

3.1.2 检测装置的分类36

3.2 感应同步器38

3.2.1 感应同步器的结构38

3.2.2 感应同步器的工作原理38

3.2.3 感应同步器的典型应用40

3.2.4 感应同步器的特点42

3.2.5 感应同步器的安装43

3.3 光栅位置检测装置44

3.3.1 透射式光栅工作原理44

3.3.2 光栅检测装置结构46

3.3.3 光栅位移数字变换电路46

3.3.4 光栅测量系统应用实例47

3.4 光电脉冲编码器49

3.4.1 光电脉冲编码器的结构49

3.4.2 光电脉冲编码器的输出信号50

3.4.3 光电脉冲编码器的应用51

3.4.4 主轴位置编码器52

3.5 旋转变压器53

3.5.1 旋转变压器的结构53

3.5.2 旋转变压器的工作方式54

3.6 磁尺检测装置55

3.6.1 磁尺结构与工作原理55

3.6.2 磁尺检测装置的应用57

习题58

第4章 数控机床伺服驱动系统59

4.1 概述59

4.1.1 伺服驱动系统的概念59

4.1.2 伺服系统的组成60

4.2 步进电机及其控制系统60

4.2.1 步进电机的分类60

4.2.2 步进电机的工作原理及特点61

4.2.3 步进电机的性能指标64

4.2.4 步进电机的选用66

4.2.5 步进电机的控制68

4.3 直流伺服电动机及其速度控制73

4.3.1 直流伺服电动机分类73

4.3.2 永磁式直流伺服电动机74

4.3.3 直流伺服电动机的速度控制方法77

4.4 交流伺服电动机及其速度控制78

4.4.1 交流伺服电动机概述78

4.4.2 交流伺服电动机调速原理80

4.4.3 变频调速技术81

4.5 典型伺服电机简介84

4.5.1 发那科（FANUC）公司的伺服电机84

4.5.2 发格（FAGOR）公司的伺服电机85

习题86

第5章 插补原理与刀具补偿原理87

5.1 概述87

5.1.1 插补概念87

5.1.2 插补的分类87

5.2 逐点比较法插补89

5.2.1 直线插补运算89

5.2.2 不同象限的直线插补计算90

5.2.3 逐点比较法的硬件和软件实现方法91

5.2.4 圆弧插补计算原理93

5.3 数字积分法96

5.3.1 数字积分法插补原理96

5.3.2 数字积分法直线插补98

5.4 数据采样插补法101

5.4.1 插补周期的选择102

5.4.2 数据采样插补法原理102

5.5 刀具半径补偿原理105

5.5.1 概述105

5.5.2 刀具半径补偿的工作过程和常用方法106

5.5.3 程序段间转接情况分析107

5.5.4 刀具半径补偿的实例109

5.5.5 加工过程中的过切判别原理110

习题112

第6章 PLC与接口技术113

6.1 PLC的概述113

6.1.1 PLC的特点113

6.1.2 PLC系统的组成115

6.1.3 PLC的工作原理118

6.2 数控机床用PLC120

6.2.1 数控机床PLC的控制对象120

6.2.2 数控机床的PLC121

6.3 PLC的程序编制121

6.3.1 梯形图及语句表121

6.3.2 FANUC PLC指令系统123

6.3.3 FANUC PLC指令系统的应用127

6.4 输入／输出及通信接口135

6.4.1 数控系统对输入／输出及通信接口的要求135

6.4.2 数控系统的接口135

6.4.3 常见数控系统的接口135

6.4.4 CNC的通信、网络功能不断扩大139

习题139

第7章 典型数控系统及应用140

7.1 典型数控系统简介140

7.2 FANUC数控系统141

7.2.1 FANUC 0系列142

7.2.2 FANUC 0i系列148

7.2.3 FANUC 16i/18i/21i系列155

7.3 SIEMENS数控系统157

7.3.1 840D系统的主要功能与特点158

7.3.2 840D系统的基本构成159

7.4 华中数控系统163

7.4.1 华中数控系统的特点164

7.4.2 华中数控系统典型系列164

习题168

第8章 开放式数控系统169

8.1 开放式数控系统产生的背景169

8.2 开放式数控系统的基本特征170

8.3 开放式数控系统的发展动向172

8.4 开放式数控系统的关键技术179

参考文献181