目　录

第 1章　数控系统概述　1
1.1　基本概念　1
1.1.1　数控系统的基本概念　1
1.1.2　机床数字控制的基本原理　2
1.1.3　数控系统的分类　4
1.1.4　机床数控技术的发展　8
1.2　计算机数控系统　10
1.2.1　CNC系统的功能　10
1.2.2　CNC系统的软件构成　14
1.2.3　CNC系统的硬件构成　15
1.2.4　CNC系统的工作过程　17
1.3　现代机械制造系统　19
1.3.1　现代机械制造系统概述　19
1.3.2　数控机床与现代机械制造系统的关系　21
本章小结　22
思考题与习题　22

第 2章　数控加工程序预处理　23
2.1　数控加工程序输入　23
2.1.1　数控加工程序的输入方式　23
2.1.2　数控加工程序的存储　26
2.2　数控加工程序的译码与诊断　27
2.2.1　数控加工程序的译码　27
2.2.2　数控加工程序的诊断　29
2.3　刀具补偿原理　31
2.3.1　刀具补偿在数控加工中的意义　31
2.3.2　刀具补偿的计算　32
2.4　其他预处理　43
2.4.1　进给速度的处理　43
2.4.2　工件零点的处理　 45
2.4.3　绝对坐标与增量坐标的处理　45
本章小结　46
思考题与习题　46

第3章　轮廓插补原理　47
3.1　概述　47
3.1.1　插补在数控系统中的地位　47
3.1.2　常用的插补方法　48
3.2　逐点比较法　49
3.2.1　逐点比较法直线插补　49
3.2.2　逐点比较法圆弧插补　53
3.2.3　逐点比较法合成进给速度　57
3.3　数字积分法　58
3.3.1　数字积分法的原理　58
3.3.2　数字积分法直线插补　59
3.3.3　数字积分法圆弧插补　61
3.4　数据采样法　64
3.4.1　数据采样法的原理　64
3.4.2　数据采样法直线插补　65
3.4.3　数据采样法圆弧插补　66
本章小结　68
思考题与习题　68

第4章　典型数控系统　69
4.1　数控系统应用简介　69
4.1.1　SIEMENS数控系统简介　69
4.1.2　FAUNC数控系统简介　71
4.1.3　国产数控系统简介　73
4.2　SINUMERIK 802S/C baseline数控系统　74
4.2.1　SINUMERIK 802S/C baseline数控系统的功能　74
4.2.2　SINUMERIK 802S/C baseline数控系统的组成　74
4.2.3　SINUMERIK 802S/C baseline数控系统的接口　75
4.3　SINUMERIK 802D数控系统　80
4.3.1　SINUMERIK 802D数控系统的功能　80
4.3.2　SINUMERIK 802D数控系统的组成　81
4.3.3　SINUMERIK 802D数控系统的接口　82
4.4　FANUC 0i-C/0i Mate-C数控系统　84
4.4.1　FANUC 0i-C/0i Mate-C数控系统的功能　84
4.4.2　FANUC 0i-C/0i Mate-C数控系统的组成　84
4.4.3　FANUC 0i-C/0i Mate-C数控系统的接口　86
本章小结　88
思考题与习题　89

第5章　数控机床的进给伺服系统　90
5.1　伺服系统概述　90
5.1.1　伺服系统的工作原理　90
5.1.2　伺服系统的分类　92
5.1.3　伺服系统的工作特性曲线　95
5.2　开环数控系统进给运动控制　97
5.2.1　步进电动机的工作原理　　97
5.2.2　开环数控系统的工作原理　101
5.2.3　步进驱动系统与SINUMERIK 802S bl的连接　103
5.3　闭环数控系统进给运动控制　106
5.3.1　闭环位置控制系统　106
5.3.2　常用的位置检测装置　108
5.3.3　闭环驱动系统与SINUMERIK 802C bl的连接　116
5.3.4　闭环驱动系统与SINUMERIK 802D的连接　119
5.3.5　闭环驱动系统与FANUC 0i-C的连接　123
5.4　进给运动控制参数设置　126
5.4.1　SINUMERIK 802D进给运动控制参数设置　127
5.4.2　FANUC 0i-C进给运动控制参数设置　132
5.5　进给运动的误差补偿　138
5.5.1　传动反转间隙补偿　138
5.5.2　螺距误差补偿　138
5.5.3　其他因素引起的误差及补偿　139
5.6　新型直线进给驱动系统介绍　139
5.6.1　零传动驱动系统　139
5.6.2　交流永磁同步直线电动机进给驱动系统　140
5.6.3　交流异步直线电动机进给驱动系统　142
本章小结　143
思考题与习题　144

第6章　数控机床的主轴驱动及控制　145
6.1　概述　145
6.1.1　数控机床对主轴控制的要求　145
6.1.2　主轴驱动装置及其特点　146
6.2　主轴驱动装置与数控系统的信号连接　147
6.2.1　主轴转速的控制与信号连接　147
6.2.2　开关量信号与控制　150
6.3　主轴分段无级变速及控制　151
6.3.1　概述　151
6.3.2　自动换挡控制　152
6.4　主轴准停控制　153
6.4.1　概述　153
6.4.2　机械准停控制　153
6.4.3　电气准停控制　154
6.5　电主轴系统简介　156
本章小结　157
思考题与习题　158

第7章　可编程序控制器与辅助功能实现　159
7.1　数控系统中的PLC　159
7.1.1　PLC的工作原理　160
7.1.2　PLC在数控系统中的作用　166
7.2　数控系统中PLC的信息交换　167
7.2.1　SINUMERIK 802D数控系统中PLC的信息交换　168
7.2.2　FANUC 0i-C数控系统中PLC的信息交换　170
7.3　数控机床辅助功能(MST)的实现　171
7.3.1　SINUMERIK 802C bl数控系统中辅助功能(MST)的实现　171
7.3.2　FANUC 0i-C数控系统中辅助功能(MST)的实现　176
本章小结　181
思考题与习题　182

第8章　新型数控系统简介　183
8.1　数控系统发展趋势　183
8.2　高速高精加工机床　185
8.3　开放式数控系统　188
本章小结　190
思考题与习题　190