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第1章 概论1

1.1 基本概念1

1.1.1 数控机床的产生1

1.1.2 数控的基本概念2

1.1.3 数控机床的特点2

1.2 数控机床的组成及分类3

1.2.1 数控机床的组成3

1.2.2 数控机床的分类5

1.3 数控技术的发展9

思考题和习题12

第2章 数控系统的轮廓控制原理13

2.1 概述13

2.2 脉冲增量插补算法14

2.2.1 逐点比较法14

2.2.2 数字积分法24

2.3 数据采样插补法43

2.3.1 插补周期与位置控制周期43

2.3.2 插补周期与精度、速度之间的关系44

2.3.3 数据采样法直线插补44

2.3.4 数据采样法圆弧插补46

2.3.5 空间直线的数据采样法插补流程54

2.4 进给速度和加减速度控制57

2.4.1 进给速度控制57

2.4.2 加减速度控制59

思考题和习题65

第3章 数控机床的程序编制66

3.1 数控编程的基本知识66

3.1.1 数控程序编制的内容和步骤66

3.1.2 程序编制的方法68

3.2 数控编程中的工艺处理68

3.2.1 数控加工的工艺设计69

3.2.2 数控加工的设计70

3.3 程序编制中的数学处理74

3.3.1 数学处理的概念74

3.3.2 线性逼近的计算方法75

3.3.3 已知平面零件轮廓方程式的数学处理77

3.4 数控机床的有关功能规定86

3.4.1 数控标准86

3.4.2 程序编制的有关标准规定87

3.4.3 准备功能（G）和辅助功能（M）97

3.5 数控车床程序编制方法及实例122

3.5.1 数控车床编程中的工艺处理123

3.5.2 数控车床编程实例127

3.6 数控铣床程序编制方法及实例130

3.6.1 数控铣削编程中的工艺处理130

3.6.2 数控铣床编程实例134

思考题和习题137

第4章 计算机数字控制装置139

4.1 CNC系统的组成及特点139

4.1.1 CNC系统的定义与结构139

4.1.2 CNC数控系统的主要系统软件141

4.1.3 计算机数控系统的特点142

4.2 计算机数控系统硬件结构143

4.2.1 CNC系统的硬件构成特点143

4.2.2 单微处理器结构144

4.2.3 多微处理器结构145

4.2.4 开放式数控系统149

4.3 CNC系统软件结构及控制151

4.3.1 CNC系统的软硬件组合类型151

4.3.2 CNC系统的控制软件结构特点152

4.4 CNC的输入及数据处理155

4.4.1 CNC的输入155

4.4.2 输入数据处理158

4.5 刀具补偿原理163

4.5.1 刀具长度补偿164

4.5.2 刀具半径补偿原理165

4.5.3 刀具半径补偿算法171

4.5.4 几种刀补特例182

4.6 CNC系统中的可编程序控制器184

4.6.1 可编程序控制器工作原理184

4.6.2 PLC的特点187

4.6.3 PLC在CNC系统中的应用187

4.7 典型的CNC系统189

4.7.1 FANUC公司的主要数控系统189

4.7.2 SIEMENS公司的主要数控系统192

思考题和习题194

第5章 位置检测装置195

5.1 感应同步器196

5.1.1 结构特点196

5.1.2 工作原理及应用196

5.2 光栅199

5.2.1 光栅的构造200

5.2.2 工作原理201

5.2.3 光栅信息处理及应用202

5.3 编码器206

5.3.1 接触式编码器206

5.3.2 光电式编码器207

5.3.3 编码盘在数控机床中的应用209

思考题和习题210

第6章 伺服驱动系统211

6.1 概述211

6.2 步进电动机及其驱动控制系统213

6.2.1 步进电动机的工作原理213

6.2.2 步进电动机的主要特性216

6.2.3 步进电动机的分类217

6.2.4 步进电动机的环形分配器219

6.2.5 光电隔离电路222

6.2.6 功率放大电路222

6.2.7 步进电动机驱动电源的选择226

6.3 直流伺服电动机及其速度控制226

6.3.1 直流伺服电动机的结构与分类227

6.3.2 直流伺服电动机的调速原理与方法227

6.3.3 直流伺服电动机速度控制单元的调速控制方式228

6.4 交流伺服电动机及其速度控制系统235

6.4.1 交流伺服电动机的分类与特点235

6.4.2 交流电动机控制方式237

6.4.3 交流伺服电动机的变频调速238

6.4.4 交流伺服电动机的矢量控制241

6.5 直线电动机及其在数控机床中的应用简介243

6.5.1 直线电动机的特点244

6.5.2 直线电动机的基本结构和分类245

6.5.3 直线电动机的基本工作原理247

6.5.4 直线电动机在机床上的应用248

6.6 位置控制249

6.6.1 相位比较伺服系统249

6.6.2 幅值比较伺服系统253

6.6.3 数字脉冲比较伺服系统254

6.6.4 全数字控制伺服系统255

思考题和习题256