數(shù)控原理與系統(tǒng)

第1章　緒論　1
1.1　基本概念　1
1.1.1　數(shù)控及數(shù)控系統(tǒng)　1
1.1.2　數(shù)控系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)　2
1.2　數(shù)控技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展　3
1.3　數(shù)控系統(tǒng)的分類(lèi)　5
1.3.1　按數(shù)控裝置類(lèi)型分類(lèi)　5
1.3.2　按控制方式分類(lèi)　5
1.3.3　按功能水平分類(lèi)　7
1.3.4　按被控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)軌跡分類(lèi)　8
1.4　數(shù)控系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)　9
1.4.1　零件加工程序　9
1.4.2　零件加工程序的編碼　10
1.4.3　數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系　10
1.5　常見(jiàn)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品簡(jiǎn)介　12
1.5.1　日本FANUC數(shù)控系統(tǒng)　13
1.5.2　德國(guó)SIEMENS公司的CNC產(chǎn)品　14
1.5.3　西班牙FAGOR公司的CNC產(chǎn)品　15
1.5.4　國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)　16
小結(jié)　17
習(xí)題　18
第2章　計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置　19
2.1　計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）裝置組成結(jié)構(gòu)　19
2.1.1　CNC裝置的硬件結(jié)構(gòu)　19
2.1.2　CNC裝置的軟件結(jié)構(gòu)　21
2.1.3　零件加工程序的處理過(guò)程　23
2.2　數(shù)控加工程序的輸入　25
2.2.1　輸入裝置　25
2.2.2　數(shù)控加工程序輸入過(guò)程　29
2.3　數(shù)控加工程序的預(yù)處理　32
2.3.1　數(shù)控加工程序的譯碼　32
2.3.2　刀具補(bǔ)償原理　35
2.3.3　進(jìn)給速度處理　43
2.4　輪廓插補(bǔ)原理　44
2.4.1　逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)　44
2.4.2　數(shù)字積分法插補(bǔ)　52
2.4.3　數(shù)據(jù)采樣法插補(bǔ)　56
2.5　位置控制原理　61
小結(jié)　64
習(xí)題　65
第3章　數(shù)控位置檢測(cè)裝置　67
3.1　概述　67
3.1.1　對(duì)位置檢測(cè)裝置的基本要求　67
3.1.2　常用位置檢測(cè)裝置的分類(lèi)　67
3.1.3　位置檢測(cè)裝置的性能指標(biāo)　68
3.2　旋轉(zhuǎn)變壓器　68
3.2.1　旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理　69
3.2.2　旋轉(zhuǎn)變壓器的應(yīng)用　70
3.3　旋轉(zhuǎn)編碼器　70
3.3.1　增量式旋轉(zhuǎn)編碼器　71
3.3.2　絕對(duì)值式編碼器　73
3.4　光柵尺　74
3.4.1　光柵的組成結(jié)構(gòu)和檢測(cè)原理　74
3.4.2　測(cè)量電路工作原理　76
3.5　感應(yīng)同步器　77
3.5.1　感應(yīng)同步器的結(jié)構(gòu)　77
3.5.2　感應(yīng)同步器的工作原理　79
3.6　磁柵　80
3.6.1　磁柵測(cè)量裝置的組成結(jié)構(gòu)　80
3.6.2　磁柵工作原理　81
3.6.3　磁柵檢測(cè)電路　83
3.7　激光干涉儀　85
小結(jié)　87
習(xí)題　88
第4章　伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)　89
4.1　伺服系統(tǒng)概述　89
4.2　開(kāi)環(huán)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)　90
4.2.1　步進(jìn)電動(dòng)機(jī)　91
4.2.2　步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)及控制　94
4.3　直流伺服系統(tǒng)　98
4.3.1　直流伺服電動(dòng)機(jī)　98
4.3.2　直流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)　99
4.3.3　直流伺服驅(qū)動(dòng)裝置的信號(hào)連接　101
4.4　交流伺服系統(tǒng)　102
4.4.1　交流伺服電動(dòng)機(jī)　102
4.4.2　交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)　103
4.5　典型數(shù)控伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介　104
4.5.1　FANUC公司的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)　104
4.5.2　FAGOR公司的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)　106
小結(jié)　107
習(xí)題　108
第5章　進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的控制　109
5.1　開(kāi)環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)性能分析　109
5.2　閉環(huán)進(jìn)給位置控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析　110
5.3　電氣傳動(dòng)部分對(duì)位置誤差的影響　112
5.4　機(jī)械傳動(dòng)鏈對(duì)位置控制特性的影響　116
5.4.1　對(duì)機(jī)械傳動(dòng)鏈的要求　116
5.4.2　機(jī)械傳動(dòng)鏈對(duì)位置控制特性的影響　117
5.5　進(jìn)給運(yùn)動(dòng)控制參數(shù)的設(shè)置　119
5.5.1　一般參數(shù)的設(shè)定　119
5.5.2　返回參考點(diǎn)參數(shù)設(shè)置　121
5.5.3　進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的補(bǔ)償設(shè)定　122
小結(jié)　124
習(xí)題　124
第6章　主軸驅(qū)動(dòng)及控制　125
6.1　概述　125
6.1.1　數(shù)控機(jī)床對(duì)主軸系統(tǒng)的要求　125
6.1.2　主軸系統(tǒng)的分類(lèi)與特性　125
6.1.3　CNC與主軸驅(qū)動(dòng)裝置的連接　127
6.2　主軸的分段無(wú)級(jí)調(diào)速及控制　130
6.3　主軸準(zhǔn)?？刂啤?32
小結(jié)　135
習(xí)題　136
第7章　數(shù)控機(jī)床電氣控制電路與輔助功能的實(shí)現(xiàn)　137
7.1　概述　137
7.1.1　數(shù)控機(jī)床電氣控制電路　137
7.1.2　數(shù)控輔助功能　137
7.1.3　數(shù)控系統(tǒng)中的可編程控制器（PLC）　139
7.2　JBK-30型數(shù)控系統(tǒng)及其在CJK0630A車(chē)床上的應(yīng)用　140
7.2.1　JBK-30型數(shù)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介　140
7.2.2　CJK0630A數(shù)控車(chē)床傳動(dòng)結(jié)構(gòu)和控制要求　141
7.2.3　控制電路工作原理　141
7.3　FAGOR 8025/8030數(shù)控系統(tǒng)及其在CK6150數(shù)控車(chē)床上的應(yīng)用　146
7.3.1　FAGOR 8025/8030數(shù)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介　146
7.3.2　CK6150數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)及控制要求　149
7.3.3　控制電路工作原理　151
7.3.4　PLC程序分析　156
7.4　數(shù)控系統(tǒng)中PLC的信息交換及M、S、T功能的實(shí)現(xiàn)　162
7.4.1　基本概念　162
7.4.2　內(nèi)裝型PLC及其信息交換　163
7.4.3　M、S、T功能的實(shí)現(xiàn)　166
小結(jié)　168
習(xí)題　168
第8章　典型數(shù)控系統(tǒng)及應(yīng)用　170
8.1　FANUC數(shù)控系統(tǒng)　170
8.1.1　FANUC數(shù)控產(chǎn)品特點(diǎn)　170
8.1.2　FANUC 0系列數(shù)控系統(tǒng)　170
8.1.3　FANUC 0i系列數(shù)控系統(tǒng)　178
8.1.4　FANUC 16i/18i/21i系列數(shù)控系統(tǒng)　185
8.2　SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)　187
8.2.1　功能特點(diǎn)　188
8.2.2　系統(tǒng)基本構(gòu)成　189
8.2.3　內(nèi)部硬件組成　191
8.2.4　系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)　 192
8.2.5　各單元模塊的外部連接端口功能　193
8.2.6　系統(tǒng)連接　196
8.2.7　參數(shù)設(shè)置　196
8.2.8　系統(tǒng)應(yīng)用　198
8.3　FAGOR數(shù)控系統(tǒng)　200
8.3.1　FAGOR CNC 8055 基本構(gòu)成　201
8.3.2　FAGOR CNC 8055 基本性能　202
8.3.3　FAGOR數(shù)控伺服系統(tǒng)　203
8.3.4　系統(tǒng)應(yīng)用　205
8.4　華中HNC-21T/22M數(shù)控系統(tǒng)　206
小結(jié)　208
習(xí)題　209
附錄　210
附錄1　ISO代碼和EIA代碼　210
附錄2　ASCII（美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼）表　211
參考文獻(xiàn)　212