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序1

前言1

第1章 数控技术的基本概念1

1.1 定义1

1.1.1　数字控制（数控）1

1.1.2　数控机床1

1.1.3　数控系统1

1.2　数控机床的组成与工作原理1

1.2.1　组成1

目录1

1.2.2　各部分的作用与特点2

1.2.3　工作原理7

1.3　数控技术发展概况8

1.3.1　五代数控系统简介8

1.4　数控技术的分类和数控机床的选用9

1.4.1　按刀具运动轨迹分类9

1.3.2　数控技术发展的新趋势9

1.4.2　按伺服控制方式分类11

1.4.3　数控机床的选用13

1.5　数控功能的基本概念13

1.5.1　穿孔带和代码13

1.5.2　程序段格式17

1.5.3　坐标系、零点和参考点23

1.5.4　插补26

1.5.5 手动数据输入功能（MDI功能）40

1.5.6　刀具半径自动补偿功能46

（G41,G42,G40）46

1.5.7　刀具长度补偿功能47

（G43,G44,G40）47

1.5.8　暂停（延迟）功能（G04）48

1.5.9　固定循环功能（G80～G89）48

1.5.10　程序中停重新启动功能49

1.5.11 圆周速度恒定控制功能49

（G96,G97）49

1.5.12　实际加工举例50

复习题一52

第2章 计算机数控系统55

2.1 计算机数控系统（CNC系统）的55

基本概念55

2.1.1 CNC系统的定义55

2.1.2　CNC系统的构成55

2.1.3　CNC系统的优点56

2.2　微处理器数控系统（MNC系统）56

硬件的组成56

2.2.1 中央处理单元（CPU）和总线（BUS）56

2.2.2　存储器60

2.2.3　输入和输出接口电路及外围72

设备72

2.3　CNC系统软件79

2.3.1　硬件与软件的关系79

2.3.2　CNC系统软件的组成79

分类90

2.3.3　CNC系统的软件特点和结构90

2.4　CNC系统的工作过程93

2.4.1 自动工作总体流程图93

2.4.2　零件加工时控制程序的工作94

过程94

2.4.3　FANUC-7M系统实例95

复习题二97

3.1.1　伺服技术发展概况98

3.1　伺服技术概述98

第3章 数控伺服系统98

3.1.2　数控机床对伺服系统的要求99

3.2　常见数控机床伺服系统100

3.2.1　开环系统100

3.2.2　闭环、半闭环系统100

3.2.3　闭环、半闭环系统的工作原理101

3.3　伺服电动机114

3.3.1　伺服系统对驱动元件的要求114

3.3.2　步进电动机114

3.3.3　直流伺服电动机117

3.3.4　交流伺服电动机123

3.4　直流调速系统129

3.4.1　机械特性与调速指标129

3.4.2 他励直流电动机的调速方法133

3.4.3 闭环调速系统的组成与静特性135

3.4.4　双环调速系统138

3.5　半闭环直流伺服系统143

3.5.1 FANUC伺服系统参数设定143

3.5.2 半闭环伺服系统各环节144

3.6　脉宽调速系统146

3.6.1 简单的不可逆PWM变换器146

3.6.2　双极式H型PWM变换器147

3.6.3　单极式和受限单极式PWM149

变换器149

3.6.4 双闭环脉宽调速系统的控制150

电路150

的比较153

3.6.5　PWM-M系统与SCR-M系统153

3.7　交流调速155

3.7.1 交流异步电动机变频调速155

3.7.2　正弦波脉宽调制（SPWM调制）逆变器164

3.7.3　交流电动机矢量控制175

3.8　现代交流伺服系统180

3.8.1　交流伺服系统的分类180

3.8.2　永磁交流伺服系统180

3.8.3 国内外永磁交流伺服系统的183

系列简介183

复习题三187

第4章 检测装置188

4.1　检测装置概述188

4.1.1　对检测装置的要求188

4.1.2　检测装置的分类188

4.2　光栅189

4.2.1　光栅的分类和结构189

4.2.2　工作原理191

4.2.3　信息处理及应用192

4.3　脉冲编码器196

4.3.1　分类和结构196

4.3.2　工作原理197

4.3.3 主轴位置编码器199

4.3.4 手摇脉冲发生器199

4.3.5　绝对值脉冲编码器199

4.4.1　结构和分类202

4.4　感应同步器202

4.4.2　工作原理204

4.4.3　安装与接长205

4.4.4　主要参数208

复习题四208

第5章 数控机床的维修与保养210

5.1　预防性维护210

5.1.1 人员培训210

5.1.2　设备日常保养210

5.1.3　使用注意事项211

5.2　故障的判断和机械部分故障212

5.2.1　故障的判断212

5.2.2　机械部分故障212

5.3　CNC装置故障213

5.3.1　维修前的准备工作213

5.3.2　故障的常规处理214

5.3.3　故障的一般判断法214

5.3.4　常见故障分析举例215

5.4　伺服进给系统故障216

5.4.1　软件报警形式217

5.4.2　硬件报警形式217

5.4.3　无报警显示的故障218

5.5　主轴控制单元故障219

5.5.1 直流主轴控制系统219

5.5.2　交流主轴控制系统219

复习题五220

参考文献221