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第1章 绪论1

1.1 数控系统与数控机床概述1

1.1.1 数控系统与数控机床基本概念1

1.1.2 现代数控系统的功能及特点3

1.2 数控系统的分类及用途7

1.2.1 按加工路线或运动轨迹分类8

1.2.2 按伺服系统控制方式分类9

1.2.3 按数控系统功能和水平分类10

1.3.1 数控系统发展历程11

1.3 数控系统的发展11

1.3.2 数控系统和数控机床的发展趋势12

1.3.3 中国数控技术发展历史与现状14

1.3.4 开放式数控系统15

1.3.5 虚拟数控系统17

1.4 先进制造系统19

1.4.1 柔性制造系统19

1.4.2 柔性制造单元20

1.4.3 计算机集成制造系统21

2.1.1 计算机数控系统构成23

2.1 计算机数控系统23

第2章 数控系统组成原理23

2.1.2 计算机数控系统工作过程24

2.1.3 计算机数控系统硬件典型结构26

2.1.4 现代数控系统软件典型结构30

2.2 数控插补原理及方法33

2.2.1 数控插补概述33

2.2.2 逐点比较插补法35

2.2.3 数字积分插补法45

2.2.4 数据采样插补法50

2.2.5 其他插补方法简介53

2.3 数控系统中的位置检测装置55

2.3.1 位置检测装置及其分类55

2.3.2 旋转变压器56

2.3.3 感应同步器58

2.3.4 光栅62

2.3.5 磁栅65

2.3.6 编码器67

2.3.7 电感式主动测量仪70

2.4.1 进给伺服系统组成与分类72

2.4 数控系统中的进给伺服系统72

2.4.2 开环进给伺服控制79

2.4.3 闭环进给伺服控制及特性分析88

2.4.4 脉冲比较的进给伺服控制91

2.4.5 相位比较的进给伺服控制93

2.4.6 幅值比较的进给伺服控制95

2.4.7 数据采样式和反馈补偿式进给伺服控制99

2.5 数控系统辅助控制功能与PLC100

2.5.1 数控系统中的PLC101

2.5.2 数控系统M、S、T功能实现106

2.6 数控机床主轴驱动及控制109

2.6.1 主轴驱动装置及工作特性109

2.6.2 主轴分段无级变速及控制110

2.6.3 主轴准停控制112

2.6.4 主轴与进给轴关联控制115

2.7 数控加工程序输入及预处理117

2.7.1 数控加工程序输入117

2.7.2 数控加工程序的存储119

2.7.3 数控加工程序的译码与诊断120

2.7.4 刀具补偿原理及方法124

2.7.5 其他预处理技术128

第3章 现代数控系统操作与编程132

3.1 数控程序编制的相关标准132

3.1.1 数控加工程序编制的内容与方法132

3.1.2 数控机床的坐标系134

3.1.3 数控加工程序结构与程序段格式138

3.2 数控加工程序指令代码140

3.2.1 准备功能G指令140

3.2.2 辅助功能M指令151

3.2.3 其他功能指令154

3.3 子程序155

3.3.1 子程序的概念与格式155

3.3.2 子程序执行过程155

3.4 变量参数编程与用户宏程序157

3.4.1 变量参数编程与用户宏程序的基本概念157

3.4.2 宏程序使用方法158

3.5 数控机床加工工艺概要165

3.5.1 工件在数控机床上的装夹165

3.5.2 对刀点和换刀点的确定175

3.5.3 确定加工路线176

3.5.4 确定切削用量178

3.5.5 选择切削刀具178

3.5.6 确定程序编制允许误差179

3.6 数控加工程序编制的数值计算180

3.6.1 直线和圆弧轮廓的基点计算181

3.6.2 非圆曲线的节点计算183

3.6.3 列表曲线的数学处理188

3.6.4 组合曲面的数学处理190

3.7.1 数控机床控制面板功能192

3.7 数控机床的操作192

3.7.2 回机床参考点与手动操作195

3.7.3 数控机床对刀与刀具补偿196

3.8 自动编程简介198

3.8.1 自动编程概述198

3.8.2 语言式自动编程199

3.9 CAD/CAM在数控自动编程中的应用201

3.9.1 CAD/CAM/PDM集成基本概念201

3.9.2 图形交互式自动编程的特点和基本步骤204

3.9.3 CAD/CAM技术现状与典型产品介绍206

3.10.1 STEP-NC概述208

3.10 STEP-NC简介208

3.10.2 STEP-NC产品数据模型210

3.10.3 STEP-NC对CNC系统的影响211

3.10.4 STEP-NC的实施212

第4章 数控系统接口与数据通信214

4.1 数控系统基本I/O通道214

4.1.1 基本开关量I/O通道214

4.1.2 模拟量I/O通道216

4.1.3 基本数字通信接口218

4.2.1 数据通信系统224

4.2 数控系统基本数据通信技术224

4.2.2 数据通信方式225

4.2.3 数字信号编码与差错控制228

4.2.4 数字交换技术229

4.2.5 传输介质231

4.2.6 数控系统DNC通信232

4.3 现代数控系统网络通信234

4.3.1 开放系统互连参考模型234

4.3.2 计算机局域网与IEEE802协议239

4.3.3 MAP/TOP体系结构243

4.3.4 现场总线技术与控制器局域网244

4.3.5 广域计算机网络251

4.3.6 Internet与TCP/IP协议251

4.3.7 网络连接和互联设备255

4.3.8 网络软件系统258

4.3.9 网络管理与网络安全259

4.3.10 制造企业网络集成260

5.1 开放式数控系统概述262

5.1.1 开放式数控系统262

第5章 基于PC的开放式数控系统262

5.1.2 基于PC的开放式数控系统263

5.2 基于PC的开放式数控系统体系结构265

5.2.1 基于PC的数控系统类型265

5.2.2 NC嵌入PC结构的开放式数控系统266

5.2.3 全软件型结构的开放式数控系统272

5.3 基于PC的开放式数控系统实例281

5.3.1 华中HNC系列CNC装置281

5.3.2 中华Ⅰ型数控系统287

5.3.3 MAZATROL FUSION 640数控系统288

6.1.1 PLC及其发展293

第6章 数控系统的多样化及典型实例293

6.1 PLC及其位置控制功能293

6.1.2 位置控制单元296

6.1.3 位置控制单元的应用305

6.2 PLC控制系统的人-机界面310

6.2.1 人-机界面概述310

6.2.2 NT631/NT631C可编程序终端312

6.3 基于高端PLC的磨削数控系统327

6.3.1 3MZ2120磨床的机械电气改造327

6.3.2 基于高端PLC的磨削数控系统328

6.4 基于单片机的简易磨削数控系统335

6.4.1 MCS-51系列单片机及其扩展336

6.4.2 基于单片机的数控改造技术341

6.5 运动控制器与数控压装设备355

6.5.1 运动控制器概述355

6.5.2 MP940独立可编程序运动控制器356

6.5.3 基于运动控制器的数控压装设备358

附录 数控机床 穿孔带程序段格式中的准备功能G和辅助功能M的代码361

参考文献369