数控原理与系统（第2版）-图书-人邮教育社区

内容摘要

　　本书共分九章，内容包括绪论、CNC装置工作原理、数控位置检测装置、伺服驱动系统、进给运动及控制、主轴驱动及控制、数控机床电气控制系统、数控系统的电磁兼容设计、典型数控系统及应用。
　　本书在阐明数控系统基本原理的基础上，对数控进给系统的结构、性能进行了分析；通过具体实例，详细介绍数控机床电气控制系统；以数控系统应用为目的，介绍数控系统的电磁兼容设计，以及法那科(FANUC)、西门子(SIEMENS)、发格(FAGOR)、华中“世纪星”等典型数控系统的组成结构及功能特点。
　　本书对第1版中的部分内容进行了修订、更新、补充和完善，内容更加全面系统、精炼实用。章前有导读、章后有小结，并配有应用实例和习题，便于课堂教学和自学练习。
　　本书可作为高职高专数控技术应用专业、机电一体化专业的教材，也可供从事数控技术应用和相关专业的技术人员学习参考。

目　录

第 1章　绪论　1
1.1　基本概念　1
1.1.1　数控及数控系统　1
1.1.2　数控系统的组成结构　2
1.2　数控技术的产生和发展　4
1.3　数控系统的分类　6
1.3.1　按数控装置类型分类　6
1.3.2　按控制方式分类　6
1.3.3　按照功能水平分类　8
1.3.4　按被控机床的运动轨迹分类　9
1.4　数控系统相关知识　10
1.4.1　零件加工程序　10
1.4.2　零件加工程序的编码　11
1.4.3　数控机床的坐标系　11
1.5　计算机数控装置组成结构　14
1.5.1　CNC装置的硬件结构　14
1.5.2　CNC装置的软件结构　16
1.5.3　零件加工程序的处理过程　18
1.6　常见数控系统产品简介　20
1.6.1　日本FANUC数控系统　20
1.6.2　德国SIEMENS公司的CNC产品　21
1.6.3　西班牙FAGOR公司的CNC产品　23
1.6.4　施耐德公司的CNC产品　24
1.6.5　国产数控系统　24
本章小结　26
习题1　27

第 2章　CNC装置工作原理　28
2.1　数控加工程序的输入　28
2.1.1　输入装置　28
2.1.2　数控加工程序输入过程　32
2.2　数控加工程序的预处理　35
2.2.1　数控加工程序的译码　35
2.2.2　刀具补偿原理　38
2.2.3　进给速度处理　47
2.3　轮廓插补原理　48
2.3.1　逐点比较法插补　48
2.3.2　数字积分法插补　56
2.3.3　数据采样法插补　60
2.4　位置控制原理　64
本章小结　68
习题2　68

第3章　数控位置检测装置　70
3.1　概述　70
3.1.1　对位置检测装置的基本要求　70
3.1.2　常用位置检测装置的分类　70
3.1.3　位置检测装置的性能指标　71
3.2　旋转变压器　72
3.2.1　旋转变压器的工作原理　72
3.2.2　旋转变压器的应用　73
3.3　光栅尺　74
3.3.1　光栅的组成结构和检测原理　74
3.3.2　测量电路工作原理　76
3.4　旋转编码器　78
3.4.1　增量式旋转编码器　78
3.4.2 值式编码器　80
3.5　感应同步器　81
3.5.1　感应同步器的结构　81
3.5.2　感应同步器的工作原理　83
3.6　磁栅　84
3.6.1　磁栅测量装置的组成结构　84
3.6.2　磁栅工作原理　85
3.6.3　磁栅检测电路　87
3.7　激光干涉仪　89
本章小结　93
习题3　93

第4章　伺服驱动系统　95
4.1　伺服系统概述　95
4.2　开环步进电动机驱动系统　96
4.2.1　步进电动机　97
4.2.2　步进电动机的驱动及控制　103
4.3　直流伺服系统　108
4.3.1　直流伺服电动机　108
4.3.2　直流伺服驱动系统　110
4.3.3　直流伺服驱动装置的信号连接　112
4.4　交流伺服系统　113
4.4.1　交流伺服电动机　113
4.4.2　交流伺服驱动系统　114
4.5　典型数控伺服驱动系统简介　115
4.5.1　FANUC公司的伺服驱动系统　115
4.5.2　FAGOR公司的伺服驱动系统　117
本章小结　119
习题4　119

第5章　进给运动的控制　120
5.1　开环进给系统性能分析　120
5.2　闭环进给位置控制系统的结构分析　121
5.3　电气传动部分对位置误差的影响　123
5.4　机械传动链对位置控制特性的影响　128
5.4.1　对机械传动链的要求　128
5.4.2　机械传动链对位置控制特性的影响　128
5.5　进给运动控制参数的设置　131
5.5.1　一般参数的设定　131
5.5.2　返回参考点参数设置　133
5.5.3　进给运动的补偿设定　135
本章小结　136
习题5　136

第6章　主轴驱动及控制　138
6.1　概述　138
6.1.1　数控机床对主轴控制的要求　138
6.1.2　主轴系统的分类与特性　139
6.1.3　CNC与主轴驱动装置的连接　140
6.2　主轴的分段无级调速及控制　143
6.3　主轴准停控制　145
本章小结　148
习题6　148

第7章　数控机床电气控制系统　149
7.1　概述　149
7.1.1　数控机床电气控制电路　149
7.1.2　数控辅助功能　150
7.1.3　数控系统中的可编程控制器　151
7.2　JBK-30型数控系统及其在CJK0630A车床上的应用　153
7.2.1　JBK-30型数控系统简介　153
7.2.2　CJK0630A数控车床传动结构和控制要求　154
7.2.3　控制电路工作原理　155
7.3　FAGOR 8025/8030数控系统及其在CK6150数控车床上的应用　157
7.3.1　FAGOR 8025/8030数控系统简介　157
7.3.2　CK6150数控车床结构及控制要求　161
7.3.3　控制电路工作原理　163
7.3.4　PLC程序分析　166
7.4　数控系统中PLC的信息交换及M、S、T功能的实现　172
7.4.1　基本概念　172
7.4.2　内装型PLC及其信息交换　173
7.4.3　M、S、T功能的实现　176
7.5　数控机床电气图的绘制方法　178
本章小结　180
习题7　181

第8章　数控系统的电磁兼容设计　182
8.1　概述　182
8.1.1　电磁兼容的定义　182
8.1.2　电磁兼容的三要素　182
8.1.3　电磁骚扰的产生与传播　183
8.1.4　电磁兼容性试验　183
8.2　数控系统电磁兼容性要求与抗电磁干扰措施　184
8.2.1　数控系统电磁兼容性要求　184
8.2.2　数控系统抗电磁干扰措施　185
8.3　数控系统接地技术　185
8.3.1　安全接地　185
8.3.2　工作接地　188
8.3.3　屏蔽接地　190
8.4　屏蔽技术　192
8.4.1　电场屏蔽　192
8.4.2　磁场屏蔽　194
8.4.3　电磁场屏蔽　194
8.5　滤波技术　195
8.5.1　电源干扰抑制　196
8.5.2　信号线的干扰抑制　200
8.6　电磁兼容设计实例　202
本章小结　203
习题8　203

第9章　典型数控系统及应用　204
9.1　FANUC数控系统　204
9.1.1　FANUC数控产品特点　204
9.1.2　FANUC 0系列数控系统　205
9.1.3　FANUC 0i系列数控系统　212
9.1.4　FANUC 16i/18i/21i系列数控系统　219
9.2　SIEMENS数控系统　222
9.2.1　功能特点　222
9.2.2　系统基本构成　223
9.2.3　内部硬件组成　225
9.2.4　系统软件结构　226
9.2.5　各单元模块的外部连接端口功能　227
9.2.6　系统连接　231
9.2.7　参数设置　232
9.2.8　系统应用　233
9.3　FAGOR数控系统　234
9.3.1　FAGOR CNC 8055基本构成　235
9.3.2　FAGOR CNC 8055基本性能　236
9.3.3　FAGOR数控伺服系统　237
9.3.4　系统应用　240
9.4　华中HNC-21/22型数控系统　241
本章小结　243
习题9　244

附录A　ISO代码和EIA代码　245
附录B　ASCII(美国标准信息交换码)表　247
附录C　CJK0630B数控车床电气图　249

参考文献　267