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第1章 绪论 1

1.1概述 1

1.1.1数控技术的几个概念 1

1.1.2数控技术的组成 1

1.2数控机床的工作原理与组成 2

1.2.1数控机床的工作原理 2

1.2.2数控机床的组成 3

1.3数控机床的分类 4

1.3.1按控制系统的特点分类 4

1.3.2按伺服系统控制方式的分类 5

1.3.3按工艺用途的分类 6

1.3.4按数控系统功能水平的分类 7

1.4数控机床的特点 7

1.5数控技术的发展历史与发展趋势 8

1.5.1数控机床的发展历史 8

1.5.2数控系统的发展 10

1.5.3数控技术的发展趋势 13

本章小结 16

复习题 17

第2章 计算机数控装置 18

2.1概述 18

2.1.1 CNC系统的组成 18

2.1.2 CNC装置的组成与工作原理 18

2.1.3 CNC装置的主要功能 20

2.1.4 CNC装置的主要特点 22

2.1.5 CNC装置的分类 23

2.2 CNC装置的硬件结构 24

2.2.1 CNC装置硬件结构的组成 25

2.2.2 CNC装置硬件结构的类型 25

2.3 CNC装置的软件结构 28

2.3.1 CNC装置软件的组成 28

2.3.2 CNC装置软件的特点 29

2.3.3 CNC装置软件的工作过程 32

2.4 CNC装置的刀具补偿 34

2.4.1概述 34

2.4.2 B功能刀具半径补偿 35

2.4.3 C功能刀具半径补偿 36

2.5进给速度处理和加减速控制 41

2.5.1开环CNC系统的进给速度及加减速控制 41

2.5.2闭环（或半闭环）CNC系统的加减速控制 43

2.6插补原理 47

2.6.1概述 47

2.6.2基准脉冲插补法 48

2.6.3数据采样插补法 64

2.7 CNC装置的接口 70

2.7.1概述 70

2.7.2键盘及显示器 70

2.7.3机床开关及其接口 71

2.7.4串行通信及接口 72

2.7.5数控系统通信的DNC通信接口 75

2.7.6网络通信接口 78

2.8数控机床用可编程控制器（PLC） 79

2.8.1概述 79

2.8.2数控机床中PLC实现的功能 80

2.8.3 PLC与CNC机床的关系 80

2.8.4 M、S、T功能的实现 82

2.9开放式数控体系结构 84

2.9.1概述 84

2.9.2开放式数控系统的定义及其基本特征 85

2.9.3开放式数控系统的模式 87

2.9.4开放式数控系统的结构 88

2.9.5开放式数控系统面临的问题及发展趋势 90

本章小结 92

复习题 93

第3章 进给伺服系统 95

3.1概述 95

3.1.1数控机床进给伺服系统的发展情况 95

3.1.2数控机床进给伺服系统的基本组成 96

3.1.3数控机床对进给伺服系统的基本要求 97

3.1.4数控机床伺服系统的分类 98

3.1.5数控机床伺服系统的发展趋势 100

3.2检测装置 102

3.2.1概述 102

3.2.2旋转变压器 103

3.2.3感应同步器 106

3.2.4计量光栅 108

3.2.5编码器 110

3.3步进式伺服系统 113

3.3.1反应式步进电机的结构及工作原理 113

3.3.2步进电机的选择 115

3.3.3步进式伺服系统的工作原理 116

3.4直流伺服电机及其速度控制 117

3.4.1直流电机的工作原理 117

3.4.2直流伺服电机的机械特性 118

3.4.3直流伺服电机的调速原理与方法 119

3.4.4直流伺服电机速度控制单元的调速控制方式 121

3.5交流伺服电机及其速度控制 123

3.5.1交流伺服电机的分类 123

3.5.2永磁式交流伺服电机的工作原理 124

3.5.3永磁同步伺服电机的性能 124

3.5.4交流伺服电机的调速原理 125

3.5.5交流伺服电机的速度控制单元 125

3.5.6交流伺服电机的矢量控制调速 127

3.6位置控制系统 133

3.6.1相位比较伺服系统 133

3.6.2幅值比较伺服系统 134

3.6.3数字比较伺服系统 135

3.7全数字控制伺服系统 136

3.7.1伺服系统的三种基本控制方式 136

3.7.2全数字控制伺服系统的特点 137

3.7.3前馈控制简介 137

3.7.4全数字伺服系统举例 138

本章小结 140

复习题 141

第4章 数控编程基础 142

4.1数控编程的概述 142

4.1.1数控程序 142

4.1.2坐标系统 144

4.1.3数控编程的内容 148

4.1.4数控编程的步骤 148

4.2数控加工工艺分析 150

4.2.1数控加工工艺的基本特点 150

4.2.2数控加工工艺的主要内容 150

4.2.3合理选用数控机床 150

4.2.4数控加工零件工艺性分析 151

4.2.5加工方法的选择与加工方案的确定 152

4.2.6工序与工步的划分 153

4.2.7零件的安装与夹具的选择 155

4.2.8对刀点与换刀点的确定 155

4.2.9切削刀具的选择与切削用量的确定 156

4.2.10加工路线的确定 159

4.2.11数控编程误差及其控制 161

4.3数控刀具 162

4.3.1数控加工对刀具的要求 162

4.3.2数控刀具的特点 163

4.3.3数控刀具的分类 164

4.3.4数控刀具材料 165

4.3.5数控车床刀具 167

4.3.6数控铣床刀具 178

4.4数控编程中的指令代码 185

4.4.1准备功能字（G代码） 185

4.4.2辅助功能字（M代码） 189

4.4.3进给功能字（F代码) 190

4.4.4主轴功能字（S代码) 190

4.4.5刀具功能字（T代码） 190

4.4.6刀具偏置字（D、H代码） 191

本章小结 191

复习题 193

第5章 数控编程技术 195

5.1数控车床编程 195

5.1.1数控车床车削加工编程的特点 195

5.1.2数控车床编程基础 195

5.1.3数控车床编程坐标系统的确定 196

5.1.4插补功能 200

5.1.5螺纹切削指令（G32） 201

5.1.6刀尖圆弧半径补偿 202

5.1.7数控车床车削固定循环编程指令 203

5.1.8车削加工编程举例 216

5.2数控铣床和加工中心编程 224

5.2.1数控铣床和加工中心编程特点 224

5.2.2点位－直线控制系统编程 225

5.2.3固定循环方式加工孔编程举例 232

5.2.4子程序 233

5.3轮廓控制系统编程 236

5.3.1轮廓控制系统概述 236

5.3.2轮廓控制系统的数学处理 236

5.3.3直线－圆弧轮廓零件编程 237

5.3.4数控铣削工件外轮廓编程实例 239

5.3.5非圆曲线轮廓零件编程 246

5.3.6非圆曲线轮廓零件编程举例 253

5.4曲面轮廓加工技术 256

5.4.1复杂形状零件的几何建模 256

5.4.2复杂形状零件数控加工工艺方案 258

5.5数控编程方法 259

5.5.1手工编程 259

5.5.2自动编程 260

5.5.3计算机辅助数控加工编程的一般原理 261

5.6 APT语言编程技术概述 261

5.6.1 APT语言自动编程的过程 261

5.6.2 APT语言系统的系统程序 262

5.6.3 APT语言系统的特点 264

5.7图形编程技术概述 264

5.7.1图形编程的概念、特点及系统组成 264

5.7.2图形编程的基本原理 265

5.7.3叶轮叶片的数控编程例题 266

5.8数控程序的检验与仿真 274

5.8.1刀位轨迹仿真法 274

5.8.2三维动态切削仿真法 276

5.8.3虚拟加工仿真法 276

5.9典型软件的数控编程功能简介 277

5.9.1 I－DEAS软件 277

5.9.2 UG（Unigraphics）软件 277

5.9.3 Pro／Engineer软件 278

5.9.4 CAXA制造工程师2006 279

5.9.5 Cimatron软件 281

5.9.6 CATIA软件 282

本章小结 282

复习题 283

参考文献 287