数控原理与系统

本书介绍了机械加工领域中机床数控原理与系统，主要内容包括数控系统的基本概念、数控加工程序的输入及预处理、轮廓插补原理、进给运动的控制、主轴驱动与控制、可编程序控制器与辅助功能实现等数控技术，并介绍了机床数控系统的硬、软件结构，参数设置、信号连接情况，以及数控系统的发展趋势和新技术，例如现场总线、开放式数控系统和并联运动机床等，还适当介绍了一些实用技术。本书取材新颖，内容全面，根据数控系统内部信息流处理过程为主线展开阐述，由浅入深，循序渐进，理论与实际结合紧密，并注重机电结合和系统理念，反映了当今世界机床数控系统的技术发展前沿。.

本书可作为高等院校数控技术、自动化、机械电子工程和机电一体化类专业教材和参考书，可作为各种层次的继续工程教育的数控培训教材，也可供研究设计单位、工厂企业的有关工程技术人员参考。...

序.
前言
第一章数控系统概述
第一节基本概念
第二节计算机数控系统
第三节数控机床与现代机械制造
系统
本章小结
思考题与习题
第二章数控加工程序输入及预
处理
第一节数控加工程序输入
第二节数控加工程序的译码与诊断
第三节刀具补偿原理
第四节其他预处理
本章小结
思考题与习题
第三章轮廓插补原理
第一节概述
第二节逐点比较法

　　自从20世纪60年代世界上第一台数控机床问世以来，随着计算机技术、微电子技术、现代控制技术、传感检测技术、信息处理技术、网络通信技术和机械制造技术等各相关领域的发展，数控技术已成为现代先进制造系统(FMS，CIMS等)中不可缺少的基础技术。近年来，各种数控机床的柔性、精确性、可靠性、集成性和宜人性等各方面功能越来越完善，它在自动化加工领域中的占有率也越来越高，越来越多的技术人员期望了解和掌握各种机床数控系统的基本工作原理。为了满足制造数控化的需要，在参考了大量国内外资料的基础上，结合多年来的教学实践经验、数控系统科研成果和数控技术及应用专业方向的教学改革，编写了这本教材。本教材力求取材新颖，尽可能反映现代数控技术，着重于实用技术，突出理论的系统性、实例的代表性和技术的先进性，反映机与电的结合，减少繁杂的数学推导，系统全面地介绍数控系统。
　　本书以数控系统内部信息流为主线，从数控加工程序输入开始，到位置控制输出为止，共分为八章。第一章主要介绍了数控系统的基本概念，包括机床数控系统的组成、分类、特点和工作过程，应具备的各种数控加工功能以及在现代机械制造系统中的作用和地位。第二章介绍数控加工程序的输入及各种预处理(译码、诊断、刀具补偿和速度处理等)。第三章介绍加工轨迹控制的轮廓插补原理及其算法实现流程，除了一般的直线和圆弧插补算法外，还介绍了较为先进的样条插补和实用的螺纹加上插补算法。第四章介绍开环和闭环进给系统的位置及速度控制原理，直流、交流驱动装置的信号连接及有关控制参数的设定、位置控制精度分析以及位置误差补偿方法等。第五章介绍数控系统主轴的驱动控制和主轴驱动装置的信号连接，以及主轴分段无级变速、主轴准停和主轴与进给轴的关联控制等。第六章介绍了用以实现数控系统辅助功能及开关量控制的可编程序控制器及其信号连接与辅助功能的实现思路。在前面各章内容的基础上，第七章介绍计算机数控系统的硬、软件总体结构，在结构化和模块化程序设计思想下，介绍系统内部各功能模块和系统外部之间的连接界面，并进一步介绍数控系统所涉及的一些实用技术，例如网络通信技术、接口技术、人机交互技术和诊断技术等，最后还简单介绍了一个经济型数控系统实例和普通机床数控改造方法。第八章从发展的角度出发，介绍了现代数控系统的发展趋势，以及开放式数控系统的先进理念和并联运动机床的基本概念。其中第一章第三节、第三章第五节、第六章第三节、第七章第五节、第七章第六节和第八章可以根据教学时数的具体情况作为选讲或自学内容安排。本书由汪木兰任主编，周慧任副主编。其中第一章、第七章、第八章和附录由汪木兰编写；第二章、第三章和第五章的第五节由周慧编写；第四章和第五章的其余部分由李宏胜编写；第六章由焦满囤编写。全书由汪木兰统稿和定稿。.
　　蒙南京航空航天大学陈绍廉教授主审，并提出了许多宝贵的修改和补充意见，特此表示衷心的感谢。在本书编写过程中，不仅得到了许多老师的关心、支持和帮助，而且还参阅了国内外兄弟院校的教材、资料和文献，在此谨致谢意。
　　数控技术发展日新月异，限于作者的水平和学识，书中难免还存在错误和不妥之处，恳请读者不吝指正。
　　编者...
　　2004年2月