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第1章　数控技术基础 1

1.1　数控机床的系统组成及其各部分功能 1

1.1.1　数控加工的过程 1

1.1.2　数控机床的组成及其各部分的功能 1

目录 1

1.2　数控机床的分类 3

1.2.1　按机床运动的控制轨迹分类 3

1.2.2　按伺服控制的方式进行分类 4

1.2.3　按数控系统的功能水平分类 6

1.2.4　按加工工艺及机床用途分类 7

1.3　数控机床的加工对象 7

1.3.1 采用数控机床加工的优势及特点 7

1.3.2　数控机床的适用范围 8

1.4　数控技术的发展方向 8

1.5　数控技术常用术语 10

2.1 概述 13

2.1.1　检测装置的分类 13

第2章　数控检测装置 13

2.1.2　数控测量装置的性能指标及要求 14

2.2　感应同步器 14

2.2.1　感应同步器的结构和类型 14

2.2.2　感应同步器的工作原理 16

2.2.3　感应同步器的典型应用 18

2.3　光栅位置检测装置 20

2.3.1　长光栅检测装置的结构 20

2.3.2　光栅传感器工作原理 21

2.3.3　光栅位移-数字变换电路 22

2.4　光电脉冲编码器 23

2.4.1　脉冲编码器的分类与结构 23

2.4.2　光电脉冲编码器的工作原理 24

2.4.3　光电脉冲编码器的应用 24

2.5　旋转变压器 26

2.5.1　旋转变压器的工作原理 26

2.5.2　旋转变压器的应用 27

2.6.1　磁尺的组成 28

2.6　磁尺位置检测装置 28

2.6.2　磁尺的工作原理 31

第3章　伺服驱动系统 33

3.1　概述 33

3.2　步进电动机及其控制系统 35

3.2.1　步进电动机 35

3.2.2　步进电动机的工作原理 36

3.2.3　步进电动机的特性及选用 37

3.2.4　步进电动机的控制 39

3.3.1　直流伺服电动机及工作特性 41

3.3　直流伺服电动机及其速度控制 41

3.3.2　直流伺服电动机的速度控制方法 46

3.4　交流伺服电动机及其速度控制 48

3.4.1　交流伺服电动机概述 48

3.4.2　交流电动机调速原理 51

3.4.3　变频调速技术 52

3.5　典型伺服电动机简介 55

4.1.1　译码 58

第4章　插补原理 58

4.1　加工程序预处理 58

4.1.2　刀具补偿 61

4.2　脉冲增量插补 67

4.2.1　逐点比较插补法 68

4.2.2　数字积分法 72

4.3　数据采样插补法 77

4.3.1　数据采样插补法原理 77

4.3.2　时间分割法直线插补 78

4.3.3　时间分割法圆弧插补 79

4.3.4　扩展DDA数据采样插补法 81

第5章　计算机数控装置与典型数控系统 84

5.1 概述 84

5.2　CNC装置的工作原理 85

5.2.1　计算机数字控制装置的工作原理 85

5.2.2 CNC装置的主要功能和特点 86

5.3　CNC装置的硬件结构 88

5.3.1　单微处理器与多微处理器结构 89

5.3.2 CNC结构 94

5.4　CNC装置的软件结构 96

5.4.1 CNC系统的软硬件界面 96

5.4.2　计算机数控装置的数据转换流程 97

5.4.3　CNC系统的软件结构特点 98

5.5　数控系统中的PLC介绍 100

5.5.1 PLC的工作原理 100

5.5.2　数控机床的PLC 104

5.6　数控系统中的输入／输出与通信接口 107

5.6.1　数控系统对输入／输出与通信接口的要求 107

5.6.2　CNC装置的显示功能及其接口 107

5.6.3　数控系统的I/O接口 107

5.6.4　数控系统常用串行通信接口标准 108

5.6.5 DNC通信接口技术 110

5.6.6　数控系统网络通信接口 111

5.7.1　典型数控系统简介 114

5.7　典型数控系统介绍 114

5.7.2 FANUC数控系统 115

5.7.3　SIEMENS数控系统 131

5.7.4 FAGOR数控系统 138

5.7.5 华中HNC-21T/22M数控系统 142

第6章　数控机床的机械结构与各辅助装置的结构 145

6.1　数控机床对机床结构的要求 145

6.2　数控机床的布局特点 147

6.2.1　数控车床的布局结构特点 148

6.2.2　加工中心的布局结构特点 148

6.3　虚轴数控机床简介 150

6.3.1　虚轴机床的发展及现状 150

6.3.2　虚轴机床的基本原理 153

6.3.3　虚轴机床的性能特点 153

6.3.4　虚轴机床的关键技术 154

6.4　数控机床的主运动部件 155

6.4.1　主传动变速（主传动链） 155

6.3.5　虚轴机床研制的技术对策及研制和生产可能的趋势 155

6.4.2　主轴部件结构 156

6.5　数控机床的进给运动系统 159

6.5.1　数控机床的进给传动系统 159

6.5.2　数控机床的导轨 165

6.6　数控机床各辅助装置的功能及结构介绍 169

6.6.1 自动换刀装置 169

6.6.2　APC工件自动交换系统 175

6.6.3　回转工作台 176

6.6.4　排屑装置 181

第7章　典型数控机床结构介绍 183

7.1　机床型号的编制 183

7.2　数控车床 188

7.3　数控铣床 189

7.4　加工中心 191

7.4.1　加工中心的特点 191

7.4.2　加工中心的分类 192

7.4.3　加工中心的构成 194

7.5　电火花加工机床 195

7.6　数控线切割机床 197

第8章　数控机床常见故障诊断与维修 200

8.1　数控机床故障诊断与维修概述 200

8.1.1　数控机床故障诊断与维修的概念 200

8.1.2　数控机床故障的类型与特点 200

8.1.3　数控机床故障诊断与维修的一般方法 202

8.2.1　机械故障诊断方法 204

8.2　数控机床机械故障诊断 204

8.2.2　主要机械部件故障诊断 205

8.3　数控系统故障诊断 209

8.3.1　控制系统故障诊断 209

8.3.2　常见伺服系统故障及诊断 212

8.4　常见数控机床故障诊断与维修实例 213

8.4.1 CNC系统故障维修实例 213

8.4.2　伺服系统故障维修实例 214

参考文献 215