本书全面地介绍了数控技术的基本原理、应用及最新进展。全书共8章,内容包括数控技术概论、数控加工工艺与数控编程基础、数控编程技术、计算机数控系统、数控机床的运动控制原理、数控机床的位置检测装置、数控机床的伺服系统、数控机床的机械结构与装置。本书内容丰富,系统性强,在强化理论基础的同时,突出了实践性和创新性。
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第1章 数控技术概论 1
1.1 数控技术的定义 1
1.1.1 广义的数控技术 1
1.1.2 狭义的数控技术 1
1.1.3 数控机床的概念 2
1.2 机床数控技术的组成 2
1.2.1 机床本体 2
1.2.2 数控系统 3
1.2.3 外围技术 4
1.3 数控机床加工零件的过程 4
1.3.1 数控编程 5
1.3.2 信息处理 5
1.3.3 数控加工 6
1.4 数控机床的特点和分类 6
1.4.1 数控机床的特点 6
1.4.2 数控机床的分类 7
1.5 数控技术的发展 10
1.5.1 数控技术的发展历程 10
1.5.2 数控技术的发展趋势 11
复习思考题 12
第2章 数控加工工艺与数控编程基础 13
2.1 概述 13
2.1.1 数控编程的内容及步骤 13
2.1.2 数控编程的方法 14
2.2 数控编程中的工艺处理 14
2.2.1 数控加工工艺的基本特点 14
2.2.2 数控加工工艺分析的
主要内容 15
2.2.3 数控加工工艺分析的
一般步骤和方法 15
2.3 数控编程中的数学处理 20
2.3.1 数学处理的主要内容 20
2.3.2 非圆曲线的数学处理 21
2.3.3 列表曲线的数学处理 23
2.4 数控编程的基础知识 23
2.4.1 数控机床坐标系 23
2.4.2 数控程序的结构与形式 26
2.4.3 数控编程中的常用指令 28
2.5 数控编程中的常用G指令 31
2.5.1 与坐标相关的指令 31
2.5.2 与运动方式相关的指令 33
2.5.3 与刀具补偿相关的指令 36
复习思考题 40
第3章 数控编程技术 41
3.1 概述 41
3.2 数控车床编程 42
3.2.1 数控车床的坐标系和
编程特点 42
3.2.2 数控车床编程的工艺处理 43
3.2.3 数控车床编程指令 46
3.2.4 数控车床编程实例 54
3.3 数控铣床编程 56
3.3.1 数控铣床的坐标系和
编程特点 56
3.3.2 数控铣床编程的工艺处理 57
3.3.3 数控铣床编程指令 59
3.3.4 数控铣床编程实例 62
3.4 加工中心编程 63
3.4.1 加工中心的用途和
编程特点 63
3.4.2 加工中心编程的工艺处理 64
3.4.3 加工中心编程指令 64
3.4.4 加工中心编程实例 68
3.5 宏程序编程 70
3.5.1 宏程序 70
3.5.2 宏程序调用 72
3.6 自动编程方法 73
3.6.1 自动编程概述 73
3.6.2 自动编程步骤 74
3.6.3 自动编程应用 75
复习思考题 75
第4章 计算机数控系统 78
4.1 概述 78
4.1.1 CNC系统的组成 78
4.1.2 CNC系统的功能 78
4.1.3 CNC系统的工作过程 80
4.1.4 CNC系统的特点 81
4.2 CNC系统的硬件结构 82
4.2.1 单微处理器CNC系统 82
4.2.2 多微处理器CNC系统 84
4.2.3 开放式CNC系统 85
4.3 CNC系统的软件结构 86
4.3.1 CNC装置的软硬件分工 86
4.3.2 CNC装置的软件组成 87
4.3.3 CNC装置软件的特点 87
4.3.4 CNC装置的软件结构 89
4.4 CNC系统的可编程
逻辑控制器 91
4.4.1 PLC的工作原理 91
4.4.2 CNC系统中PLC
实现的功能 92
4.4.3 PLC、CNC装置与
数控机床的关系 93
4.4.4 PLC在数控机床上的
应用举例 94
4.5 典型的CNC系统简介 95
4.5.1 FANUC数控系统 95
4.5.2 SIEMENS数控系统 98
4.5.3 华中数控系统 100
复习思考题 101
第5章 数控机床的运动控制原理 102
5.1 概述 102
5.1.1 插补的基本概念 102
5.1.2 插补方法的分类 102
5.2 逐点比较法 103
5.2.1 直线插补 104
5.2.2 圆弧插补 106
5.2.3 插补进给速度分析 108
5.3 数字积分法 109
5.3.1 直线插补 110
5.3.2 圆弧插补 112
5.3.3 象限处理 115
5.3.4 提高插补质量的措施 115
5.4 直接函数法 116
5.4.1 直线插补 117
5.4.2 圆弧插补 117
5.5 扩展数字积分法 118
5.5.1 直线插补 118
5.5.2 圆弧插补 119
5.6 刀具补偿原理 121
5.6.1 刀具补偿的基本概念 121
5.6.2 B刀具半径补偿 121
5.6.3 C刀具半径补偿 122
5.7 进给速度与加减速度控制 124
5.7.1 进给速度控制 124
5.7.2 加减速度控制 125
复习思考题 125
第6章 数控机床的位置检测装置 127
6.1 概述 127
6.1.1 位置检测装置的分类 127
6.1.2 数控机床对位置检测
装置的要求 128
6.2 旋转变压器 128
6.2.1 旋转变压器的结构 129
6.2.2 旋转变压器的工作原理 129
6.2.3 旋转变压器的工作方式 130
6.2.4 旋转变压器的应用 131
6.3 感应同步器 131
6.3.1 感应同步器的结构 132
6.3.2 感应同步器的工作原理 133
6.3.3 感应同步器的工作方式 134
6.4 光栅 135
6.4.1 光栅的分类 135
6.4.2 光栅的结构和工作原理 135
6.4.3 光栅的应用 137
6.5 磁栅 139
6.5.1 磁栅的结构和工作原理 139
6.5.2 磁栅的应用 141
6.6 编码器 141
6.6.1 增量式光电编码器 142
6.6.2 绝对值式光电编码器 142
6.6.3 编码器在数控
机床中的应用 143
6.7 激光干涉仪 144
6.7.1 激光干涉法测距的
基本原理 144
6.7.2 激光干涉仪的应用 145
复习思考题 145
第7章 数控机床的伺服系统 146
7.1 概述 146
7.1.1 伺服系统的分类 146
7.1.2 伺服系统的组成 147
7.1.3 伺服系统的基本要求 148
7.2 步进电机伺服系统 149
7.2.1 步进电机的结构及
工作原理 149
7.2.2 步进电机的主要特性 152
7.2.3 步进电机的分类 154
7.2.4 步进电机的环形分配器 154
7.2.5 功率放大器 156
7.3 直流电机伺服系统 160
7.3.1 直流伺服电机的结构及
工作原理 160
7.3.2 直流伺服电机的调速原理 161
7.3.3 直流伺服电机的运行特性 162
7.3.4 直流伺服电机速度
控制单元 164
7.4 交流电机伺服系统 167
7.4.1 交流伺服电机的结构及
工作原理 167
7.4.2 交流伺服电机的变频调速 168
7.4.3 交流伺服电机变频调速的
矢量控制 172
7.5 位置伺服系统 172
7.5.1 相位比较伺服系统 173
7.5.2 幅值比较伺服系统 173
7.5.3 数字脉冲比较伺服系统 174
7.5.4 全数字控制伺服系统 174
复习思考题 175
第8章 数控机床的机械结构与装置 176
8.1 概述 176
8.1.1 数控机床机械结构的
组成及特点 176
8.1.2 数控机床机械结构的
基本要求 177
8.2 数控机床的总体布局 178
8.2.1 数控车床的布局形式 178
8.2.2 卧式数控镗铣床(卧式
加工中心)的布局形式 179
8.2.3 立式数控镗铣床(立式
加工中心)的布局形式 180
8.2.4 数控机床交换工作台的
布局形式 180
8.3 数控机床的主传动系统 181
8.3.1 数控机床的主传动方式 182
8.3.2 主轴部件 183
8.3.3 自动换刀装置 187
8.3.4 电主轴 189
8.4 数控机床的进给传动系统 190
8.4.1 进给传动方式 190
8.4.2 进给传动部件 191
8.4.3 直线电机 196
8.5 数控机床的导轨 197
8.5.1 塑料滑动导轨 197
8.5.2 滚动导轨 198
8.5.3 静压导轨 199
8.6 数控机床的自动换刀装置 200
8.6.1 自动回转刀架 200
8.6.2 转塔头式自动换刀装置 202
8.6.3 带刀库的自动换刀装置 202
8.7 数控机床的主要辅助装置 204
8.7.1 液压和气动装置 204
8.7.2 冷却装置 205
8.7.3 排屑装置 205
复习思考题 205
参考文献 207