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第1章 数控装置1

1.1 数控技术与数控系统的基本概念1

1.2 计算机数控的硬件系统2

1.2.1 微处理器2

1.2.2 微处理器的结构与类型3

1.2.3 存储器4

1.2.4 总线5

1.2.5 可编程序控制器5

1.2.6 输入／输出接口6

1.2.7 位置控制器6

1.3 计算机数控的软件系统6

1.3.1 指令7

1.3.2 程序7

1.3.3 编程语言7

1.3.4 CNC系统软件的分类8

1.3.5 CNC系统软件的结构类型9

1.3.6 CNC系统软件的特点9

1.4 计算机数控的功能11

1.4.1 计算机数控的基本功能11

1.4.2 计算机数控的选择功能13

1.4.3 计算机数控的信息处理过程13

1.5 计算机数控系统的分类14

1.5.1 按数控系统的运动轨迹分类14

1.5.2 按伺服控制方式分类15

1.5.3 相关知识连接——插补原理与补偿原理17

习题与实践训练17

第2章 计算机数控伺服驱动系统19

2.1 伺服控制原理19

2.1.1 位置伺服系统控制原理框图19

2.1.2 相位比较伺服系统20

2.1.3 幅值比较伺服系统21

2.1.4 数字式伺服系统21

2.1.5 相关知识连接——自动控制的基本规律与调节器22

2.2 步进电动机伺服驱动系统23

2.2.1 步进电动机伺服系统工作原理23

2.2.2 相关知识连接——步进电动机的分类、结构与工作原理26

2.3 直流伺服驱动系统28

2.3.1 直流伺服驱动系统的调速原理28

2.3.2 相关知识连接——直流电动机结构与工作原理30

2.4 交流伺服驱动系统35

2.4.1 交流伺服驱动系统的控制原理35

2.4.2 相关知识连接——交流伺服电动机40

2.5 主轴驱动系统42

2.5.1 现代数控机床对主轴传动提出的要求43

2.5.2 主轴驱动系统的类型43

习题与实践训练44

第3章 检测装置45

3.1 光栅45

3.1.1 光栅的种类、结构与工作原理46

3.1.2 提高光栅检测装置分辨精度的细分电路47

3.1.3 编码器48

3.2 旋转变压器和感应同步器51

3.2.1 旋转变压器51

3.2.2 感应同步器54

习题与实践训练56

第4章 数控机床电气控制基础57

4.1 数控机床低压电器基础知识57

4.1.1 低压电器的分类与作用57

4.1.2 常用低压电器的组成与主要技术参数58

4.2 常用低压电器元件的结构、工作原理及其选用59

4.2.1 低压熔断器59

4.2.2 低压开关电器61

4.2.3 主令电器62

4.2.4 接触器65

4.2.5 继电器67

4.2.6 变压器70

4.3 导线与电缆的分类与导线安全载流量71

4.3.1 导线与电缆的分类（铜材）71

4.3.2 绝缘导线与电缆截面的选择72

4.4 电工识图基础73

4.4.1 电气控制原理图读图的原理及方法73

4.4.2 位置图、接线图的绘制方法73

习题与实践训练74

第5章 数控机床编程指令体系75

5.1 数控机床坐标轴、坐标系、零点与参考点75

5.1.1 数控机床坐标轴75

5.1.2 坐标轴运动方向的规定75

5.1.3 数控机床坐标系、零点和参考点76

5.1.4 数控机床工件坐标系、程序原点和对刀点77

5.2 数控编程的基本知识78

5.2.1 零件程序的结构和指令字格式78

5.2.2 程序段的格式与一般结构79

5.3 HNC-21/22数控系统编程指令体系79

5.3.1 机床数字控制代码79

5.3.2 辅助功能M代码80

5.3.3 主轴功能S、进给功能F和刀具功能T82

5.3.4 准备功能G代码83

5.3.5 数控车床加工零件编程示例83

习题与实践训练85

第6章 HED-21S型数控机床86

6.1 数控机床的发展慨况86

6.1.1 我国数控技术现状86

6.1.2 世界数控技术发展趋势87

6.2 HED-21S型数控系统的组成和基本工作原理87

6.2.1 HED-21S型数控系统的组成87

6.2.2 数控机床的基本工作原理90

6.3 HED-21/22车床基本操作90

6.3.1 操作注意事项90

6.3.2 开机、关机、急停、复位、回机床参考点、超程解除91

6.3.3 数控机床手动操作步骤91

6.3.4 MDI录入操作92

6.3.5 程序编辑93

6.3.6 程序管理94

6.3.7 程序运行95

6.3.8 数据设置96

6.3.9 参数设置及显示97

习题与实践训练98

第7章 数控机床机电接口99

7.1 数控机床的电气接口99

7.1.1 接口的类型99

7.1.2 CNC装置与PLC的数据交换和处理过程99

7.1.3 接口信号的种类100

7.1.4 接口电路的主要任务100

7.2 HED-21S型数控系统电气原理100

7.2.1 数控系统电气（电源部分）原理100

7.2.2 继电器与输入／输出开关量原理100

7.2.3 HC5301-R继电器板、输入端子板101

7.2.4 数控系统电气（输出开关量）原理103

7.2.5 数控系统电气（输入开关量）原理104

7.2.6 数控系统电气（手摇单元）原理105

7.2.7 数控系统电气（光栅尺）原理105

7.2.8 数控系统电气（主轴单元）原理106

7.2.9 数控系统电气（步进单元）原理106

7.3 HED-21S数控装置接口107

7.3.1 数控装置接口107

7.3.2 接口功能定义107

7.4 日立SJ100系列变频器电气接口与参数111

7.4.1 日立SJ100系列变频器控制面板111

7.4.2 按键功能定义与指示灯显示含义111

7.4.3 变频器常有的功能参数112

7.4.4 日立SJ100系列变频器参数表113

7.4.5 日立SJ100系列变频器主要错误报警及故障诊断113

7.4.6 日立SJ100系列变频器操作114

7.4.7 变频器常用参数的设置115

7.4.8 日立SJ100系列变频器智能端子115

7.4.9 变频器智能端子速度控制方法116

7.5 三洋RS1A01AA伺服驱动器按键与接口功能117

7.5.1 控制面板按键名称与信号接口117

7.5.2 操作键118

7.5.3 数字操作器的功能118

7.5.4 模式选择118

7.5.5 “显示状态”模式119

7.5.6 三洋RS1A01AA伺服驱动器主要报警及故障诊断119

7.6 雷塞M535步进驱动器面板开关与接口功能119

7.6.1 雷塞M535步进驱动器面板开关119

7.6.2 步进驱动器拨码开关SW1、SW2、SW3状态对应的电流值120

7.6.3 步进驱动器拨码开关SW5、SW6、SW7、SW8状态对应的细分数120

习题与实践训练120

第8章 数控机床电气、机械电路常见故障维修122

8.1 HED-21S型数控车床连接方法与要求122

8.1.1 电源回路的连接122

8.1.2 数控机床整体电气接线检查122

8.1.3 数控机床电气连接后的调试123

8.1.4 系统功能检测123

8.2 数控机床维修的基本要求123

8.2.1 维修人员的素质要求123

8.2.2 数控机床维修必备的技术资料124

8.2.3 数控机床维修常用的工具与仪器124

8.3 数控机床故障诊断与排除的基本方法125

8.4 数控机床常见故障诊断与维修127

8.4.1 数控系统故障诊断与维修127

8.4.2 数控系统显示类故障诊断与维修129

8.4.3 回参考点常见故障诊断及维修130

8.4.4 数控机床进给驱动系统故障诊断与维修131

8.4.5 数控机床主轴驱动系统故障诊断与维修132

8.5 数控机床常见机械故障诊断与维修133

8.5.1 数控机床滚珠丝杠螺母副结构与故障维修133

8.5.2 数控机床导轨副的结构与故障维修134

习题与实践训练135

参考文献136