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目录1

第1章　绪论1

1.1　数控系统的组成及工作原理1

1.1.1　数字控制技术1

1.1.2　数控机床的组成及工作原理1

1.2　数控机床的特点及分类3

1.2.1　数控机床的特点3

1.2.2　数控机床的分类4

1.3.1　数控机床的发展趋势9

1.3　数控机床的发展水平和趋势9

1.3.2　数控系统的发展趋势10

1.3.3　伺服系统的发展趋势11

1.3.4　自适应控制的应用11

1.4　思考与练习题12

第2章　位置检测装置13

2.1　概述13

2.1.1　位置检测装置的要求13

2.1.2　位置检测装置的分类13

2.2　脉冲编码器14

2.2.1　增量式脉冲编码器14

2.2.2　绝对式旋转编码器16

2.2.3　脉冲编码器在数控机床中的应用17

2.3　光栅位置检测装置18

2.3.1　光栅种类19

2.3.2　直线透射光栅的组成及工作原理19

2.3.3　直线光栅检测装置的辨向20

2.3.4　提高光栅分辨精度的措施21

2.3.5　光栅检测装置的特点22

2.4　磁栅位置检测装置22

2.4.1　磁性标尺22

2.4.2　拾磁磁头及工作原理22

2.5　思考与练习题24

第3章　驱动电机25

3.1　步进电动机25

3.1.1　步进电动机的工作原理25

3.1.2　步进电动机的主要工作特性28

3.1.3　步进电动机的选用29

3.2　伺服电动机31

3.2.1　直流伺服电动机32

3.2.2　交流伺服电动机35

3.3　主轴电动机36

3.3.1　直流主轴电动机37

3.3.2　交流主轴电动机38

3.4　思考与练习题39

第4章　驱动装置40

4.1　概述40

4.1.1　驱动装置分类40

4.1.2　功率器件42

4.2　步进驱动装置57

4.2.1　环形分配器58

4.2.2　驱动放大电路60

4.2.3　步进电动机的微机控制64

4.3.1　直流电动机的调速控制66

4.3　晶闸管直流驱动装置66

4.3.2　晶闸管直流调速系统67

4.4　直流脉宽调制驱动装置71

4.4.1　PWM主回路71

4.4.2　PWM控制回路72

4.4.3　FANUC PWM直流进给驱动77

4.5　交流异步电动机驱动装置79

4.5.1　交流调速的基本概念79

4.5.2　正弦波脉宽调制（SPWM）80

4.5.3　通用变频器82

4.5.4　矢量变换变频调速88

4.5.5　矢量变换SPWM变频调速实例90

4.6　交流同步电动机驱动装置94

4.6.1　永磁同步电动机的自控变频95

控制95

4.6.2　永磁同步电动机矢量变频控制97

4.7　思考与练习题98

第5章　数控机床伺服系统100

5.1　概述100

5.1.1　伺服系统的组成100

5.1.2　数控机床对进给伺服系统的要求102

位置比较实现的方法103

5.2　位置控制103

5.3　主轴定向控制107

5.3.1 主轴定向控制的作用108

5.3.2　主轴定向控制的实现方式108

5.4　全数字式伺服系统109

5.4.1 全数字式伺服系统的构成109

5.4.2　全数字式伺服系统的特点110

5.5　思考与练习题110

6.1.2　微机系统111

6.1.1　经济型数控系统的组成111

6.1 经济型数控系统111

第6章　数控系统的组成111

6.1.3　外围电路112

6.1.4　软件结构113

6.2　标准型数控系统115

6.2.1 标准型数控系统的基本组成115

6.2.2　标准型数控系统的硬件结构116

6.2.3　标准型数控系统的软件结构118

6.3　数控系统中的通信接口126

6.3.1 异步串行通信接口126

6.3.2 网络通信接口127

6.4　典型数控系统介绍128

6.4.1　FANUC数控系统简介128

6.4.2　FANUC数控系统功能特点129

6.4.3　FANUC数控系统系统构成130

6.4.4　SIEMENS数控系统133

6.4.5　SIEMENS数控系统功能特点135

6.4.6　SIEMENS数控系统控制面板135

6.4.7　SIEMENS数控系统工作方式选择137

6.4.8　SIEMENS数控系统构成139

6.5.1 开放式数控系统特点145

6.5　开放式数控系统145

6.5.2　华中Ⅰ型数控系统146

6.5.3　PMAC控制器147

6.6　思考与练习题149

第7章　PLC在数控机床电气控制中的应用150

7.1　可编程控制器概述150

7.1.1　可编程控制器的基本知识150

7.1.2　可编程控制器的构成152

7.1.3　可编程控制器的基本指标158

7.1.4　可编程控制器基本工作过程举例160

7.2.1　数控机床的可编程控制器的控制对象161

7.2　数控机床的可编程控制器161

7.2.2　FANUC PMC的信号地址162

7.2.3　数控机床常用输入／输出元件164

7.3　FANUCPMC指令系统166

7.3.1　概述166

7.3.2　FANUC PMC基本指令167

7.3.3　FANUC PMC功能指令170

7.4　PLC在数控机床电气控制中的应用177

7.4.1　主轴定向控制177

7.4.2　主轴正／反转控制178

7.4.3　齿轮换档控制181

7.4.4　刀库选刀控制183

7.4.5　润滑系统自动控制185

7.5　思考与练习题186

第8章　数控机床控制技术应用实例187

8.1　普通车床数控改造187

8.1.1　机械结构改造187

8.1.2　数控系统189

8.1.3　机床操作面板191

8.1.4　进给驱动及步进电动机191

8.1.5　电气控制193

8.1.6　调试195

8.2　XH714立式加工中心电气控制196

8.2.1　机床简介196

8.2.2　数控系统198

8.2.3　伺服系统200

8.2.4　I/O控制202

8.2.5 电源205

8.3　思考与练习题205

9.1　数控机床维修概述207

9.1.1　维修的基本要求207

第9章　数控机床电气故障与维修基础207

9.1.2　常见故障分类211

9.1.3　故障的常规处理方法213

9.1.4　预防性维护方法215

9.1.5　常用的故障自诊断技术216

9.1.6　常用的故障检查方法220

9.1.7　常用的片级维修方法226

9.2　伺服系统的故障分析与维修236

9.2.1　伺服系统概述236

9.2.2　主轴伺服系统的故障分析与维修237

9.2.3　进给伺服系统的故障分析与维修238

9.3　位置检测系统的故障分析与维修241

9.4　数控机床PLC的故障分析与维修242

9.4.1　数控机床PLC故障的表现形式242

9.4.2　数控机床PLC故障诊断的方法244

9.5 电源维护及故障诊断249

9.5.1 电源配置249

9.5.2　通过电气原理图诊断电源故障250

9.5.3　负载对地短路的故障诊断251

9.6　思考与练习题252

参考文献253