數字控制技術（簡體書）

本書以現代數字控制技術為基礎，結合最新機床計算機數控技術成果和工業生產中數控技術應用，介紹了現代機床數控技術各個方面的內容，包括數控插補原理、數控機床編程、計算機數控系統構成及硬件和軟件設計、伺服控制驅動裝置和檢測裝置，并結合近年來數字控制技術的新發展，介紹基於微型計算機的開放式數控、應用嵌入式技術的數控系統。
本書力求做到理論聯系實際，深入淺出，面向應用，使讀者能迅速掌握現代數字控制技術的原理并提高應用能力。本書可作為高等工科院校電子信息類、機電類和工業自動化類專業學生學習機電一體化和計算機應用技術的教材，也可作為機械電子工程專業、機械製造專業和測控技術與儀器專業等本科、專科學生的教材或參考書，還可供有關工程技術人員參考。

第1章 緒論
1.1 數字控制技術
1.2 數控機床的發展與構成
1.2.1 數控機床的發展過程
1.2.2 數控機床的基本組成及工作原理
1.3 數控機床的分類
1.3.1 按加工工藝方法分類
1.3.2 按控制系統功能特點分類
1.3.3 按伺服系統的特點分類
1.3.4 按控制系統的功能水平分類
1.4 數控機床的特點
1.4.1 數控機床的加工特點
1.4.2 數控機床的使用特點
1.4.3 數控機床的應用范圍
習題1
第2章 數控的數學原理
2.1 概述
2.2 逐點比較法直線插補
2.2.1 第一象限直線插補
2.2.2 實現直線插補的硬件方法
2.2.3 直線插補的軟件方法
2.2.4 各象限直線插補的處理
2.2.5 逐點比較法插補的速度分析
2.2.6 直線插補方法的改進
2.3 逐點比較法圓弧插補
2.3.1 圓弧插補的四個節拍
2.3.2 跨象限的圓弧插補處理——符號判別法
2.3.3 自動過象限
2.3.4 終點判別
2.3.5 坐標符合法中的誤差處理
2.3.6 提高圓弧捅補速度和均勻速度的方法
2.4 數字積分法插補原理
2.5 按步積分(DDA法)直線插補
2.5.1 直線DDA法的插補原理
2.5.2 左移規格化的硬件積分運算
2.5.3 直線軟件插補的比較溢出法
2.6 DDA法圓弧插補
2.6.1 插補原理
2.6.2 硬件圓弧插補的DDA法
2.6.3 軟件圓弧插補的DDA法
2.6.4 提高DDA法圓弧插補精度的方法
2.7 多維線性插補原理
2.8 非圓曲線擬合
習題2
第3章 數控加工編程
3.1 數控加工編程的概念
3.2 編程的基礎知識
3.2.1 坐標系的建立
3.2.2 程序的組成
3.2.3 常用地址符及其含義
3.2.4 準備功能G和輔助功能M代碼簡介
3.3 數控加工的工藝特點
3.3.1 工序、工步劃分的原則
3.3.2 數控機床對夾具的要求
3.3.3 數控機床對刀具的要求
3.3.4 刀具的引進和退出
3.3.5 平面及曲面加工的工藝處理簡介
3.4 數控加工中心編程
3.4.1 坐標系及尺寸傳遞
3.4.2 編程的坐標系及數值輸入方式
3.4.3 與切削用量有關的指令
3.4.4 換刀和刀具管理
3.4.5 程序的結構
3.4.6 基本運動指令
3.4.7 基本運動指令的延伸
3.4.8 圖形變換功能
3.4.9 同定循環
3.4.10 參數編程
3.5 數控系統的刀具半徑補償
3.5.1 刀具半徑補償的概念
3.5.2 刀具半徑補償原理
3.5.3 C刀具補償原理
3.5.4 刀具半徑和長度補償編程
習題3
第4章 數控系統及設計
4.1 數控系統的原理與結構
4.1.1 數控系統的總體結構及各部分的功能
4.1.2 數控系統的軟件功能及其實現
4.2 MCS-51單片微機的最小系統
4.3 I/O接口的擴展及輸入輸出設計
4.3.1 8255的結構
4.3.2 8255的操作方式和選擇
4.3.3 輸入輸出接口的設計
4.4 外部存儲器的擴展
4.4.1 RAM存儲器電路
4.4.2 外部RAM電路的邏輯設計
4.4.3 外部數據存儲器的數據傳送
4.4.4 數據存儲器的設計
4.5 數碼顯示器和鍵盤接口技術
4.5.1 數碼管結構
4.5.2 顯示器工作原理
4.5.3 數碼管顯示電路
4.5.4 鍵盤接口設計
4.6 開環數控系統的軟件設計
4.7 控制步進電機環行分配程序
4.8 數控系統速度控制程序設計
4.8.1 數控機械工作速度控制程序設計
4.8.2 自動升降速程序設計
4.9 插補程序設計
4.9.1 逐步比較法直線插補程序設計
4.9.2 逐點比較法圓弧插補程序設計
4.9.3 DDA法圓弧插補程序設計
習題4
第5章 伺服與檢測裝置
5.1 概述
5.2 開環進給伺服系統
5.2.1 步進電動機的工作原理
5.2.2 步進電動機驅動電源及其與數控裝置的連接
5.2.3 步進電動機的使用
5.3 檢測元件
5.3.1 檢測元件的分類
5.3.2 光電編碼器
5.3.3 光柵尺
5.3.4 旋轉變壓器與感應同步器
5.4 半閉環、閉環進給伺服系統
5.4.1 對進給伺服驅動的要求
5.4.2 直流伺服驅動進給裝置
5.4.3 交流伺服驅動進給裝置
5.4.4 進給伺服電動機的選用
5.5 主軸驅動裝置
5.5.1 對主軸驅動的要求
5.5.2 直流主軸電動機與驅動裝置
5.5.3 交流主軸電動機與驅動裝置
習題5
第6章 基於PC的開放式數控系統
6.1 開放式數控系統概述
6.1.1 開放式數控系統的提出
6.1.2 開放式體系結構的定義
6.1.3 開放式體系結構CNC的優點
6.1.4 開放式數控系統體系結構的開放途徑
6.1.5 國內外在開放式體系結構方面的研究進展
6.2 基於PC開放式CNC系統及其硬件結構
6.2.1 基於PC的開放式數控系統
6.2.2 基於PC的數控系統的硬件結構
6.2.3 總線技術
6.3 開放式數控系統的軟件設計
6.3.1 開放式數控系統的模塊分析及系統任務的劃分
6.3.2 開放式數控系統任務實時性的劃分
6.3.3 開放式數控系統的軟件系統平臺
6.4 Windows下數控系統技術
6.4.1 多線程技術在開放式CNC系統中的應用
6.4.2 網絡數控系統技術
6.4.3 Windows的實時性
6.4.4 實例
習題6
第7章 嵌入式數控系統
7.1 概述
7.2 嵌入式系統結構
7.2.1 嵌入式系統定義
7.2.2 嵌入式系統的結構
7.2.3 嵌入式控制技術的應用
7.2.4 可重構嵌入式數控系統
7.3 嵌入式數控系統的開發
7.3.1 嵌入式處理器
7.3.2 嵌入式數控系統的設計要求
7.3.3 PCL6045及運動函數庫
7.4 嵌入式數控系統硬件設計
7.4.1 嵌入式數控系統的硬件結構
7.4.2 嵌入式數控系統的硬件設計
7.4.3 系統基本驅動模塊的設計
7.5 嵌入式數控系統軟件設計
7.5.1 系統軟件結構
7.5.2 CNC系統的RTOS編程模型
7.5.3 CNC系統上的RTOS實現
7.5.4 系統功能模塊設計
習題7
附錄 數字控制機床穿孔帶程序段格式中的準備功能G和輔助功能M的代碼(JB3208—83)
參考文獻