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第一章　绪论1

1.1　基本概念1

1.1.1　数控机床定义1

1.1.2　数控机床组成2

1.1.3　数控机床特点及适用范围3

1.2　数控机床类型5

1.2.1　按控制运动方式分5

1.2.2　按工艺用途分6

1.2.3　按伺服系统类型分6

1.2.4　按功能水平分8

1.3　数控机床坐标系8

1.3.1 坐标确定原则（JB3052—82）9

1.3.2　坐标的确定9

1.3.3　数控机床的坐标简图举例10

1.3.4　机床坐标系和工件坐标系10

1.4　数控机床发展趋势11

1.4.1　数控机床产生及现状11

1.4.2　数控机床的发展趋势11

1.4.3　我国数控机床发展现状及方向13

第二章　数控系统组成及工作原理15

2.1　常见数控系统介绍16

2.1.1　华中Ⅰ型数控系统介绍16

2.1.2　BEIJING-FANUC 0系统介绍18

2.1.3　FANUC数控系统介绍21

2.1.4　SIEMENS数控系统介绍28

2.2　伺服系统结构及工作原理35

2.2.1　概述35

2.2.2　伺服电机41

2.2.3　步进电机50

2.2.4　直线电机52

2.2.5　驱动控制系统57

2.2.6　测量反馈系统59

2.3　数控机床机械结构61

2.3.1　概述61

2.3.2　主传动系统64

2.3.3　进给传动系统69

2.3.4 自动换刀系统76

2.3.5　回转工作台83

2.4　数控机床中PLC应用85

2.4.1　概述85

2.4.2　PLC结构及工作原理89

2.4.3　PLC在数控机床中的应用94

第三章　数控装置结构及工作原理97

3.1　概述97

3.1.1 NC和CNC的概念及区别97

3.1.2　数控装置的组成和工作原理98

3.1.3　数控装置的功能和性能102

3.2　微处理器及计算机系统106

3.2.1　80386微处理器内部结构及引脚信号106

3.2.2　80486系列微处理器110

3.2.3　Pentium系列微处理器111

3.3　单片机结构及原理113

3.3.1　概述113

3.3.2　单片机结构和工作原理117

3.3.3　单片机指令系统124

3.3.4　单片机时序129

3.3.5　单片机中几种关键控制器131

3.4　数控装置体系结构151

3.4.1　硬件结构151

3.4.2　软件结构155

3.5　插补原理和方法161

3.5.1　概述161

3.5.2　典型插补方法163

3.6　刀具补偿174

3.6.1　刀具半径补偿174

3.6.2　刀具长度补偿175

3.6.3　夹具补偿177

第四章　数控机床故障诊断及维修方法178

4.1　概述178

4.1.1　故障的概念178

4.1.2　故障的分类178

4.1.3　数控系统的可靠性179

4.1.4　数控机床维修的重要性180

4.2　常用诊断方法和维修过程180

4.2.1 常用故障诊断方法180

4.2.2　维修过程182

4.3　数控装置故障诊断及维修方法188

4.3.1　概述188

4.3.2　数控装置故障诊断与维修191

4.3.3　软件故障195

4.3.4　硬件故障198

4.4　PLC故障诊断及维修方法201

4.4.1　PLC故障的表现形式201

4.4.2　PLC故障诊断方法202

4.5　伺服系统故障诊断及维修方法207

4.5.1　概述207

4.5.2　主轴伺服系统的故障形式及诊断方法208

4.5.3　进给伺服系统故障216

4.5.4　位置检测装置故障224

4.6　床体故障诊断及维修方法230

4.6.1　故障诊断230

4.6.2　主轴部件故障233

4.6.3　滚珠丝杠螺母副故障234

4.6.4　导轨副故障235

4.6.5　刀库及换刀装置故障238

4.6.6　液压与气压传动系统故障238

第五章　常用诊断仪器242

5.1　示波器242

5.1.1　示波器概述242

5.1.2　示波器的工作原理244

5.1.3　示波器的使用247

5.2　逻辑测试笔248

5.2.1　逻辑测试笔的功能248

5.2.2　逻辑测试笔的使用248

5.3　逻辑分析仪249

5.3.1　逻辑分析仪的概述249

5.3.2　逻辑分析仪的选择250

5.3.3　逻辑分析仪的工作原理252

5.3.4　逻辑分析仪的使用253

5.4　集成电路测试仪254

5.4.1　概述254

5.4.2　集成电路测试仪的分类255

5.4.3　集成电路测试仪的工作原理257

5.4.4　集成电路测试仪的功能257

5.5　特征代码分析仪258

5.6　存储器测试仪259

5.7　短路故障追踪仪260

5.8　激光干涉仪261

5.9　球杆仪262

5.9.1　球杆仪的工作原理262

5.9.2　球杆仪的应用263

附录　常见数控机床故障维修实例265

附录一　德国西门子数控系统维修实例265

附录二 日本法那科（FANUC）数控系统维修实例308

参考文献325