现代数控原理及控制系统（第4版） 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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内容简介

　　《现代数控原理及控制系统（第4版）》主要介绍机械加工领域中的有关数控原理与系统，主要内容包括机床数字控制的基本原理、机床数控系统的基本概念、数控技术的新发展动态，数控加工程序的预处理、点位控制与点位／直线切削控制、连续切削控制的各种插补算法、数控系统的刀具补偿原理以及数控机床进给速度的控制等数控技术，并介绍了机床数控系统的硬、软件结构及接口电路技术，还介绍了开放式数控系统和机器人数控技术。
　　《现代数控原理及控制系统（第4版）》理论与实际相结合，着重于应用，突出理论的系统性、实例的代表性和技术的先进性。

目录

第1章 数控系统概述
1．1 机床数字控制的基本原理
1．1．1 数字控制的基本概念
1．1．2 数控机床的组成
1．1．3 数控机床加工零件的操作过程
1．1．4 计算机数控系统的工作过程
1．2 机床数控系统的分类
1．2．1 按机床的运动轨迹分类
1．2．2 按伺服系统的控制方式分类
1．2．3 按数控系统功能水平分类
1．3 数控系统的发展
1．3．1 数控系统的发展简史
1．3．2 我国数控系统的发展概况
1．3．3 数控系统的发展趋势

第2章 数控系统控制信号的构成
2．1 数控机床的坐标系
2．1．1 数控机床所使用的坐标系
2．1．2 机床坐标的确定方法
2．1．3 绝对坐标系与相对坐标系
2．2 数控机床的原点偏置
2．2．1 数控机床的各种原点
2．2．2 数控机床的零点偏置
2．3 数控机床指令代码
2．3．1 数控代码标准
2．3．2 程序段的组成
2．3．3 程序段格式
2．4 发展中的STEP-NC标准
2．4．1 STEP-NC标准的提出
2．4．2 STEP-NC与STEP标准
2．4．3 STEP-NC的数据模型
2．4．4 STEP-NC数控程序结构
2．4．5 STEP-NC标准的发展

第3章 控制信息的输入
3．1 数控系统控制面板
3．1．1 经济型JWK数控系统控制面板
3．1．2 SIEMENS880数控系统控制面板
3．2 数控加工程序的输入
3．2．1 数控加工程序的输入过程
3．2．2 键盘输入方式
3．2．3 磁盘输入和通信输入方式
3．3 数控加工程序的译码
3．3．1 硬件译码过程
3．3．2 软件译码过程
3．3．3 基于STEP-NC数控系统的译码过程

第4章 数控机床点位控制与点位／直线切削控制
4．1 点位控制与点位／直线控制的一般概念
4．1．1 点位控制与点位／直线控制的异同
4．1．2 程序编制的增量方式与绝对值方式
4．1．3 测量系统的增量方式与绝对方式
4．1．4 点位控制系统与点位／直线切削控制系统的结构
4．2 位置计算与比较
4．2．1 位置计算与比较线路的各种方案
4．2．2 消除增量方式累计误差的方法
4．2．3 使用绝对值编程方式的位置计算与比较线路结构
4．2．4 位置计算与比较的软件实现
4．3 点位／直线切削机床的其他功能
4．3．1 主轴准停功能
4．3．2 自动换刀功能
4．4 补偿机能
4．4．1 齿隙补偿
4．4．2 螺距补偿
4．4．3 计算机数控系统的误差补偿

第5章 数控机床的连续切削控制
5．1 概述
5．2 逐点比较法
5．2．1 逐点比较法直线插补
5．2．2 逐点比较法圆弧插补
5．2．3 逐点比较法插补软件
5．2．4 逐点比较法算法的改进
5．3 数字积分插补法
5．3．1 数字积分法直线插补
5．3．2 数字积分法圆弧插补
5．3．3 空间直线插补
5．3．4 改进DDA插补质量的措施
5．3．5 数字积分法插补软件的实现
5．4 数据采样插补法
5．4．1 数据采样插补法原理
5．4．2 时间分割法插补原理
5．4．3 扩展DDA数据采样插补法
5．4．4 数据采样插补的终点判别
5．5 椭圆插补方法
5．5．1 椭圆插补基本原理
5．5．2 椭圆插补终点判别处理
5．5．3 椭圆插补精度分析
5．6 高次曲线样条插补方法
5．6．1 参数三次样条插补原理
5．6．2 参数三次样条插补基本算法
5．6．3 参数三次样条插补轮廓误差分析
5．7 曲面插补
5．7．1 曲面直接插补（SDI）
5．7．2 基于STEP-NC数控系统的曲面插补
5．7．3 高精度开放式数控系统复杂曲线曲面插补
5．8 螺纹加工算法
5．8．1 固定螺距的螺纹加工算法
5．8．2 变动螺距的螺纹加工算法
5．8．3 多螺纹加工算法

第6章 数控系统的刀具补偿原理
6．1 概述
6．2 数控系统的刀具补偿原理
6．2．1 刀具数据
6．2．2 刀具长度补偿
6．2．3 刀具半径补偿
6．3 C刀具补偿类型及判别方法
6．3．1 C刀具补偿类型的定义
6．3．2 C刀具半径补偿算法的几个基本概念
6．3．3 C刀具补偿转接类型的判别方法
6．4 C刀具补偿的算法
6．4．1 直线接直线的情况
6．4．2 直线接圆弧的情况
6．4．3 圆弧接直线的情况
6．4．4 圆弧接圆弧的情况

第7章 数控机床加减速控制原理
7．1 进给速度的控制方法
7．1．1 进给速度的给定
7．1．2 进给速度的控制方法
7．2 CNC装置的常见加减速控制方法
7．2．1 前加减速控制
7．2．2 后加减速控制
7．2．3 S型加减速控制
7．2．4 自适应加减速控制

第8章 数控系统的软硬件
8．1 计算机数控系统概述
8．1．1 计算机数控系统概念及原理
8．1．2 计算机数控系统的组成及特点
8．2 机床CNC装置的组成、工作原理及特点
8．2．1 机床CNC装置的组成
8．2．2 机床CNC装置的工作原理
8．2．3 机床CNC装置的主要功能和特点
8．3 机床数控系统的硬件
8．3．1 机床数控系统硬件综述
8．3．2 机床数控装置硬件结构类型
8．4 机床数控系统软件结构
8．4．1 机床CNC系统的软件体系结构与软硬件界面
8．4．2 机床CNC系统控制软件设计思想
8．4．3 机床CNC系统典型的软件结构模式
8．5 机床数控系统实例
8．5．1 传统机床数控系统
8．5．2 并联数控系统

第9章 开放式数控系统
9．1 开放式数控系统概述
9．1．1 开放式数控系统产生的历史背景
9．1．2 开放式数控系统的概念和特征
9．1．3 开放式数控系统的分类
9．2 开放式数控技术的发展
9．2．1 美国的开放式数控系统研究计划
9．2．2 欧盟的OSACA计划和日本的OSEC计划
9．2．3 我国开放式数控技术的发展
9．3 开放式数控系统案例
9．3．1 NC嵌入PC式数控系统
9．3．2 “PC+运动控制器”数控系统
9．3．3 全软件型CNC数控系统

第10章 工业机器人控制
10．1 工业机器人概述
10．1．1 工业机器人机构形式
10．1．2 工业机器人的位姿描述和齐次变换
10．1．3 工业机器人运动学和运动规划
10．2 工业机器人控制系统及软硬件组成
10．3 工业机器人控制系统的信息交互
10．3．1 工业机器人人机界面
10．3．2 工业机器人控制程序
10．4 工业机器人控制系统接口技术
10．4．1 I／O接口
10．4．2 总线接口
10．5 工业机器人应用及举例
10．5．1 工业机器人应用
10．5．2 工业机器人应用举例
10．6 其他用途机器人控制
10．6．1 其他用途机器人控制理论架构
10．6．2 其他用途机器人控制方法介绍
10．6．3 其他用途机器人控制技术的发展方向

第11章 数控系统接口技术
11．1 数控系统输入输出设备接口
11．1．1 键盘输入接口
11．1．2 显示器输出接口
11．2 数控系统的I／O接口
11．2．1 接口规范
11．2．2 接口电路
11．3 数控系统的可编程控制器
11．3．1 可编程控制器工作原理
11．3．2 PLC在数控系统中的应用
11．4 数控系统的通信
11．4．1 数字通信概述
11．4．2 数控系统常用串行通信接口标准
11．4．3 数控系统网络通信接口
11．5 开放式数控系统接口
11．5．1 概述
11．5．2 SERCOS接口的特性和能力
11．5．3 SERCOS接口技术
11．6 数控系统总线技术
11．6．1 STD总线
11．6．2 PCI总线
11．6．3 CAN现场总线
11．6．4 Profibus现场总线
11．6．5 DeviceNet总线
11．6．6 ControINet总线
11．6．7 Ethernet／IP总线

参考文献

精彩书摘

　　《现代数控原理及控制系统（第4版）》：
　　随着微型计算机以其无法比拟的性能价格比渗透到各个行业，1974年，第五代数控系统——微型计算机数控系统也出现了。应用一个或多个计算机作为核心部件的数控系统统称为计算机数控系统（CNC）。随着微电子技术和微处理技术的飞速发展，特别是32位微处理器的问世，又出现了以32位微机为核心部件的高性能CNC系统。它的主要特点：能同时进行多任务处理，可得到高精度的进给分辨率，能进行高速度的插补运算和高速度的程序段处理，能够实现加工过程的高分辨率实时动态图像显示等。装有高性能CNC系统的数控机床在加工能力、加工速度、加工精度和自动化程度等方面都大幅度地得到提高。
　　但传统的CNC数控系统是一种专用封闭式系统，它的缺点如下：
　　（1）与通用计算机不兼容，不同厂家的数控系统不兼容，甚至同一个厂家的不同系列的数控系统也不兼容。
　　（2）各种数控系统内部结构和运行过程复杂，一旦发生故障，往往要找生产厂家来维修，很不方便，而且大大提高了维修费用。
　　（3）升级和进一步开发困难。
　　（4）专用封闭式数控系统的发展一般滞后计算机技术5年左右，在计算机迅猛发展的今天，这是一个相当长的时间。
　　上述特点严重制约着数控技术的发展，不能满足市场对数控技术的新要求。针对这种情况，人们在20世纪80年代提出了开放式控制系统的概念，经过二十多年的研究开发，世界上主要数控系统企业现在的主要产品已经具有了很大的开放性，这标志着数控系统已发展到第六代。
　　IEEE关于开放式系统的定义：能够在不同厂商的多种平台上运行，可以和其他系统的应用程序互操作，并且能够给用户提供一致性的人机交互方式。根据这一定义，开放式数控系统应具有可互操作性、可移植性、可伸缩性、可互换性等特征。以PC作为CNC系统核心的开放式数控系统使数控技术从传统的封闭模式走出来，融入主流计算机中，并随主流计算机技术的迅速进步而快速发展。
　　回顾数控技术的发展，其经历了两个阶段、六代的发展历程。第一个阶段叫做NC阶段，经历了电子管、晶体管和小规模集成电路三代。自1970年小型计算机开始用于数控系统就进入到第二个阶段，叫做CNC阶段，称为第四代数控系统；从1974年微处理器开始用于数控系统即发展到第五代。经过十多年的发展，数控系统从性能到可靠性都得到了根本性的提高。实际上从20世纪末期直至今天，在生产中使用的数控系统大多是第五代数控系统。但第五代CNC数控系统以及以前的各代都是一种专用封闭式系统，而第六代——开放式数控系统将代表着数控系统的未来发展方向，将在现代制造业中发挥越来越重要的作用。
　　综上所述，尽管数控技术出现已经50年，但数控理论与技术仍然是方兴未艾、生机勃勃的新兴科学。现代工业向数控技术提出了越来越高的要求，同时微电子计算机技术以及电机技术的发展，也为数控技术发展提供了广阔的技术发展空间。
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前言/序言

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