數控原理與系統

數控原理與系統共分8章：第1章介紹數控系統的基本概念與分類方法，並簡要介紹現代數控系統的發展趨勢；第2章介紹數控系統的插補原理與刀具補償原理；第3章介紹數控系統的軟、硬體結構，並簡要介紹數控系統通信與網路技術；第4章介紹數控機床伺服驅動系統的驅動與控制；第5章介紹數控機床主軸的驅動與控制；第6章介紹數控機床用可編程式控制制器的原理、指令系統及應用實例；第7章介紹數控機床中應用的位置檢測元件；第8章介紹目前常用的數控系統的結構及工作原理。

全書共分7章，包括緒論、計算機數控裝置、伺服驅動系統、進給伺服系統控制原理、主軸控制系統、數控機床電氣控制電路、數控機床用PLC。

本書可以作為高職高專、成人高校、民辦高校及本科院校舉辦的二級職業技術學院機電一體化技術、數控設備應用與維護、電氣技術、數控技術專業的教材，也適用於五年制高職、中職相關專業，還可以作為從事數控技術應用和相關專業的技術人員的參考與自學用書。

第1章　緒論　1

1.1　概述　1

1.1.1　基本概念　1

1.1.2　數控系統的組成　2

1.2　數控技術的產生與發展　6

1.2.1　數控技術的產生歷程　6

1.2.2　我國數控技術的發展現狀　7

1.2.3　數控技術的發展趨勢　7

1.3　數控技術的分類與應用　8

1.3.1　數控系統的分類　8

1.3.2　數控技術的應用　11

1.4　數控系統產品的介紹　13

1.4.1　國外品牌數控系統　13

1.4.2　國產數控系統　15

1.5　有關加工程序編製規定　16

1.5.1　數控加工程序編製　16

1.5.2　零件數控加工程序　16

1.5.3　機床坐標系與參考點　19

本章小結　22

練習與思考　22

第2章　計算機數控裝置　24

2.1　概述　24

2.1.1　CNC裝置的硬體結構　24

2.1.2　CNC裝置的軟體組成　29

2.1.3　CNC裝置的功能　32

2.1.4　零件數控加工程序的處理過程　33

2.2　加工程序的輸入與預處理　34

2.2.1　輸入裝置與輸入方法　34

2.2.2　數控加工程序的預處理　36

2.3　CNC的插補運算　47

2.3.1　插補演演算法概述　47

2.3.2　逐點比較直線插補法　48

2.3.3　逐點比較圓弧插補法　52

2.3.4　其他常見插補方法　56

本章小結　61

練習與思考　61

第3章　伺服驅動系統　63

3.1　概述　63

3.1.1　基本知識　63

3.1.2　伺服驅動系統組成與分類　66

3.2　開環步進伺服驅動系統　68

3.2.1　步進電動機　69

3.2.2　步進電動機的驅動電路及應用　73

3.2.3　步進電動機的選型及計算　74

3.3　交流伺服電動機　77

3.4　閉環伺服驅動系統　82

3.5　位置檢測裝置　91

3.5.1　編碼器　91

3.5.2　光柵　94

本章小結　96

練習與思考　96

第4章　進給伺服系統控制原理　98

4.1　概述　98

4.2　開環進給伺服系統的性能分析　99

4.3　閉環進給伺服系統的性能分析　100

4.3.1　伺服系統的數學模型　100

4.3.2　伺服系統的動、靜態性能分析　102

4.4　伺服系統特性對加工精度的影響分析　104

4.5　進給運動控制參數設置　107

本章小結　114

練習與思考　115

第5章　主軸控制系統　116

5.1　概述　116

5.1.1　數控機床對主軸系統的要求　117

5.1.2　主軸控制功能　117

5.1.3　主軸轉速的電氣控制要求及方式　119

5.1.4　交流主軸電動機及其控制單元簡介　120

5.2　主軸伺服驅動系統　121

5.3　變頻主軸控制系統　125

5.3.1　模擬主軸驅動器——變頻器簡介　125

5.3.2　模擬主軸控制　128

本章小結　131

練習與思考　131

第6章　數控機床電氣控制電路　133

6.1　概述　133

6.1.1　機床電氣原理圖組成　133

6.1.2　機床電氣原理圖分析方法與步驟　134

6.2　機床電氣電路的基本知識　134

6.2.1　電氣控制電路的設計和繪製一般原則　134

6.2.2　主迴路與控制迴路組成與繪製　135

6.3　機床電氣控制電路的分析　139

6.3.1　數控車床電氣原理圖分析　139

6.3.2　數控銑床電氣原理圖分析　144

本章小結　149

練習與思考　149

第7章　數控機床用PLC　151

7.1　概述　151

7.1.1　可編程式控制制器概述　151

7.1.2　數控機床中的可編程式控制制器　152

7.2　FANUC數控系統的PLC 程序說明　156

7.2.1　PMC基礎知識　157

7.2.2　PMC標準程序簡單說明　161

7.3　西門子數控系統的PLC程序說明　165

7.3.1　西門子PLC 程序基礎知識　165

7.3.2　西門子802D部分標準PLC程序分析說明　169

7.4　華中數控系統的PLC程序說明　178

7.4.1　華中數控內置式PLC基本原理　178

7.4.2　華中HNC-21T數控系統PLC程序分析說明　179

本章小結　183

練習與思考　183

參考文獻　185