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內容簡介

　　《現代數控原理及控製係統（第4版）》主要介紹機械加工領域中的有關數控原理與係統，主要內容包括機床數字控製的基本原理、機床數控係統的基本概念、數控技術的新發展動態，數控加工程序的預處理、點位控製與點位／直綫切削控製、連續切削控製的各種插補算法、數控係統的刀具補償原理以及數控機床進給速度的控製等數控技術，並介紹瞭機床數控係統的硬、軟件結構及接口電路技術，還介紹瞭開放式數控係統和機器人數控技術。
　　《現代數控原理及控製係統（第4版）》理論與實際相結閤，著重於應用，突齣理論的係統性、實例的代錶性和技術的先進性。

目錄

第1章 數控係統概述
1．1 機床數字控製的基本原理
1．1．1 數字控製的基本概念
1．1．2 數控機床的組成
1．1．3 數控機床加工零件的操作過程
1．1．4 計算機數控係統的工作過程
1．2 機床數控係統的分類
1．2．1 按機床的運動軌跡分類
1．2．2 按伺服係統的控製方式分類
1．2．3 按數控係統功能水平分類
1．3 數控係統的發展
1．3．1 數控係統的發展簡史
1．3．2 我國數控係統的發展概況
1．3．3 數控係統的發展趨勢

第2章 數控係統控製信號的構成
2．1 數控機床的坐標係
2．1．1 數控機床所使用的坐標係
2．1．2 機床坐標的確定方法
2．1．3 絕對坐標係與相對坐標係
2．2 數控機床的原點偏置
2．2．1 數控機床的各種原點
2．2．2 數控機床的零點偏置
2．3 數控機床指令代碼
2．3．1 數控代碼標準
2．3．2 程序段的組成
2．3．3 程序段格式
2．4 發展中的STEP-NC標準
2．4．1 STEP-NC標準的提齣
2．4．2 STEP-NC與STEP標準
2．4．3 STEP-NC的數據模型
2．4．4 STEP-NC數控程序結構
2．4．5 STEP-NC標準的發展

第3章 控製信息的輸入
3．1 數控係統控製麵闆
3．1．1 經濟型JWK數控係統控製麵闆
3．1．2 SIEMENS880數控係統控製麵闆
3．2 數控加工程序的輸入
3．2．1 數控加工程序的輸入過程
3．2．2 鍵盤輸入方式
3．2．3 磁盤輸入和通信輸入方式
3．3 數控加工程序的譯碼
3．3．1 硬件譯碼過程
3．3．2 軟件譯碼過程
3．3．3 基於STEP-NC數控係統的譯碼過程

第4章 數控機床點位控製與點位／直綫切削控製
4．1 點位控製與點位／直綫控製的一般概念
4．1．1 點位控製與點位／直綫控製的異同
4．1．2 程序編製的增量方式與絕對值方式
4．1．3 測量係統的增量方式與絕對方式
4．1．4 點位控製係統與點位／直綫切削控製係統的結構
4．2 位置計算與比較
4．2．1 位置計算與比較綫路的各種方案
4．2．2 消除增量方式纍計誤差的方法
4．2．3 使用絕對值編程方式的位置計算與比較綫路結構
4．2．4 位置計算與比較的軟件實現
4．3 點位／直綫切削機床的其他功能
4．3．1 主軸準停功能
4．3．2 自動換刀功能
4．4 補償機能
4．4．1 齒隙補償
4．4．2 螺距補償
4．4．3 計算機數控係統的誤差補償

第5章 數控機床的連續切削控製
5．1 概述
5．2 逐點比較法
5．2．1 逐點比較法直綫插補
5．2．2 逐點比較法圓弧插補
5．2．3 逐點比較法插補軟件
5．2．4 逐點比較法算法的改進
5．3 數字積分插補法
5．3．1 數字積分法直綫插補
5．3．2 數字積分法圓弧插補
5．3．3 空間直綫插補
5．3．4 改進DDA插補質量的措施
5．3．5 數字積分法插補軟件的實現
5．4 數據采樣插補法
5．4．1 數據采樣插補法原理
5．4．2 時間分割法插補原理
5．4．3 擴展DDA數據采樣插補法
5．4．4 數據采樣插補的終點判彆
5．5 橢圓插補方法
5．5．1 橢圓插補基本原理
5．5．2 橢圓插補終點判彆處理
5．5．3 橢圓插補精度分析
5．6 高次麯綫樣條插補方法
5．6．1 參數三次樣條插補原理
5．6．2 參數三次樣條插補基本算法
5．6．3 參數三次樣條插補輪廓誤差分析
5．7 麯麵插補
5．7．1 麯麵直接插補（SDI）
5．7．2 基於STEP-NC數控係統的麯麵插補
5．7．3 高精度開放式數控係統復雜麯綫麯麵插補
5．8 螺紋加工算法
5．8．1 固定螺距的螺紋加工算法
5．8．2 變動螺距的螺紋加工算法
5．8．3 多螺紋加工算法

第6章 數控係統的刀具補償原理
6．1 概述
6．2 數控係統的刀具補償原理
6．2．1 刀具數據
6．2．2 刀具長度補償
6．2．3 刀具半徑補償
6．3 C刀具補償類型及判彆方法
6．3．1 C刀具補償類型的定義
6．3．2 C刀具半徑補償算法的幾個基本概念
6．3．3 C刀具補償轉接類型的判彆方法
6．4 C刀具補償的算法
6．4．1 直綫接直綫的情況
6．4．2 直綫接圓弧的情況
6．4．3 圓弧接直綫的情況
6．4．4 圓弧接圓弧的情況

第7章 數控機床加減速控製原理
7．1 進給速度的控製方法
7．1．1 進給速度的給定
7．1．2 進給速度的控製方法
7．2 CNC裝置的常見加減速控製方法
7．2．1 前加減速控製
7．2．2 後加減速控製
7．2．3 S型加減速控製
7．2．4 自適應加減速控製

第8章 數控係統的軟硬件
8．1 計算機數控係統概述
8．1．1 計算機數控係統概念及原理
8．1．2 計算機數控係統的組成及特點
8．2 機床CNC裝置的組成、工作原理及特點
8．2．1 機床CNC裝置的組成
8．2．2 機床CNC裝置的工作原理
8．2．3 機床CNC裝置的主要功能和特點
8．3 機床數控係統的硬件
8．3．1 機床數控係統硬件綜述
8．3．2 機床數控裝置硬件結構類型
8．4 機床數控係統軟件結構
8．4．1 機床CNC係統的軟件體係結構與軟硬件界麵
8．4．2 機床CNC係統控製軟件設計思想
8．4．3 機床CNC係統典型的軟件結構模式
8．5 機床數控係統實例
8．5．1 傳統機床數控係統
8．5．2 並聯數控係統

第9章 開放式數控係統
9．1 開放式數控係統概述
9．1．1 開放式數控係統産生的曆史背景
9．1．2 開放式數控係統的概念和特徵
9．1．3 開放式數控係統的分類
9．2 開放式數控技術的發展
9．2．1 美國的開放式數控係統研究計劃
9．2．2 歐盟的OSACA計劃和日本的OSEC計劃
9．2．3 我國開放式數控技術的發展
9．3 開放式數控係統案例
9．3．1 NC嵌入PC式數控係統
9．3．2 “PC+運動控製器”數控係統
9．3．3 全軟件型CNC數控係統

第10章 工業機器人控製
10．1 工業機器人概述
10．1．1 工業機器人機構形式
10．1．2 工業機器人的位姿描述和齊次變換
10．1．3 工業機器人運動學和運動規劃
10．2 工業機器人控製係統及軟硬件組成
10．3 工業機器人控製係統的信息交互
10．3．1 工業機器人人機界麵
10．3．2 工業機器人控製程序
10．4 工業機器人控製係統接口技術
10．4．1 I／O接口
10．4．2 總綫接口
10．5 工業機器人應用及舉例
10．5．1 工業機器人應用
10．5．2 工業機器人應用舉例
10．6 其他用途機器人控製
10．6．1 其他用途機器人控製理論架構
10．6．2 其他用途機器人控製方法介紹
10．6．3 其他用途機器人控製技術的發展方嚮

第11章 數控係統接口技術
11．1 數控係統輸入輸齣設備接口
11．1．1 鍵盤輸入接口
11．1．2 顯示器輸齣接口
11．2 數控係統的I／O接口
11．2．1 接口規範
11．2．2 接口電路
11．3 數控係統的可編程控製器
11．3．1 可編程控製器工作原理
11．3．2 PLC在數控係統中的應用
11．4 數控係統的通信
11．4．1 數字通信概述
11．4．2 數控係統常用串行通信接口標準
11．4．3 數控係統網絡通信接口
11．5 開放式數控係統接口
11．5．1 概述
11．5．2 SERCOS接口的特性和能力
11．5．3 SERCOS接口技術
11．6 數控係統總綫技術
11．6．1 STD總綫
11．6．2 PCI總綫
11．6．3 CAN現場總綫
11．6．4 Profibus現場總綫
11．6．5 DeviceNet總綫
11．6．6 ControINet總綫
11．6．7 Ethernet／IP總綫

參考文獻

精彩書摘

　　《現代數控原理及控製係統（第4版）》：
　　隨著微型計算機以其無法比擬的性能價格比滲透到各個行業，1974年，第五代數控係統——微型計算機數控係統也齣現瞭。應用一個或多個計算機作為核心部件的數控係統統稱為計算機數控係統（CNC）。隨著微電子技術和微處理技術的飛速發展，特彆是32位微處理器的問世，又齣現瞭以32位微機為核心部件的高性能CNC係統。它的主要特點：能同時進行多任務處理，可得到高精度的進給分辨率，能進行高速度的插補運算和高速度的程序段處理，能夠實現加工過程的高分辨率實時動態圖像顯示等。裝有高性能CNC係統的數控機床在加工能力、加工速度、加工精度和自動化程度等方麵都大幅度地得到提高。
　　但傳統的CNC數控係統是一種專用封閉式係統，它的缺點如下：
　　（1）與通用計算機不兼容，不同廠傢的數控係統不兼容，甚至同一個廠傢的不同係列的數控係統也不兼容。
　　（2）各種數控係統內部結構和運行過程復雜，一旦發生故障，往往要找生産廠傢來維修，很不方便，而且大大提高瞭維修費用。
　　（3）升級和進一步開發睏難。
　　（4）專用封閉式數控係統的發展一般滯後計算機技術5年左右，在計算機迅猛發展的今天，這是一個相當長的時間。
　　上述特點嚴重製約著數控技術的發展，不能滿足市場對數控技術的新要求。針對這種情況，人們在20世紀80年代提齣瞭開放式控製係統的概念，經過二十多年的研究開發，世界上主要數控係統企業現在的主要産品已經具有瞭很大的開放性，這標誌著數控係統已發展到第六代。
　　IEEE關於開放式係統的定義：能夠在不同廠商的多種平颱上運行，可以和其他係統的應用程序互操作，並且能夠給用戶提供一緻性的人機交互方式。根據這一定義，開放式數控係統應具有可互操作性、可移植性、可伸縮性、可互換性等特徵。以PC作為CNC係統核心的開放式數控係統使數控技術從傳統的封閉模式走齣來，融入主流計算機中，並隨主流計算機技術的迅速進步而快速發展。
　　迴顧數控技術的發展，其經曆瞭兩個階段、六代的發展曆程。第一個階段叫做NC階段，經曆瞭電子管、晶體管和小規模集成電路三代。自1970年小型計算機開始用於數控係統就進入到第二個階段，叫做CNC階段，稱為第四代數控係統；從1974年微處理器開始用於數控係統即發展到第五代。經過十多年的發展，數控係統從性能到可靠性都得到瞭根本性的提高。實際上從20世紀末期直至今天，在生産中使用的數控係統大多是第五代數控係統。但第五代CNC數控係統以及以前的各代都是一種專用封閉式係統，而第六代——開放式數控係統將代錶著數控係統的未來發展方嚮，將在現代製造業中發揮越來越重要的作用。
　　綜上所述，盡管數控技術齣現已經50年，但數控理論與技術仍然是方興未艾、生機勃勃的新興科學。現代工業嚮數控技術提齣瞭越來越高的要求，同時微電子計算機技術以及電機技術的發展，也為數控技術發展提供瞭廣闊的技術發展空間。
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