数控技术及其应用PDF电子书下载

第1章　数控机床概述 1

1.1　数控机床的产生与发展 1

1.1.1　数控机床的产生 1

1.1.2　计算机数控 2

1.1.3　数控机床和数控系统的发展 3

1.2　数控机床的特点及应用范围 4

1.2.1　数控机床的特点 4

1.2.2　数控机床的应用范围 6

1.3　数控机床的组成和工作原理 6

1.3.1　数控机床的组成 6

1.3.2　数控机床的工作原理 7

1.3.3　数控系统的主要工作过程 9

1.4　数控机床的分类 10

1.4.1　按控制系统的特点分类 10

1.4.2　按执行机构的伺服系统类型分类 12

1.4.3　按加工方式分类 13

1.4.4　按照功能水平分类 13

第2章　计算机数控系统 14

2.1　概述 14

2.1.1　CNC系统的组成 14

2.1.2　CNC装置的结构 14

2.1.3　CNC装置的工作过程 14

2.1.4　CNC系统的特点 16

2.2　计算机数控系统的基本原理 17

2.2.1　数控加工程序的译码 17

2.2.2　刀具半径补偿 17

2.2.3　速度计算 21

2.2.4　位置控制原理 24

2.2.5　误差补偿原理 24

2.2.6　插补原理 26

2.2.7　加减速控制 40

2.3　计算机数控系统的硬件结构 47

2.3.1　概述 47

2.3.2　微机基本系统 50

2.3.3　接口 51

2.4　计算机数控系统的软件结构 52

2.4.1 CNC数控软件的特点 52

2.4.2 多任务性与并行处理技术 52

2.4.3　实时性和优先抢占调度机制 55

2.4.4　典型的CNC软件结构模式 56

2.5　经济型数控系统的构成 58

2.5.1　经济型数控系统概述 58

2.5.2　数控系统的硬件组成 59

2.5.3　数控系统的软件组成 61

2.5.4　经济型数控机床影响定位精度的因素和提高定位精度的措施 67

2.6　基于PC的开放式数控系统 68

2.6.1　开放式数控系统概述 68

2.6.2　基于PC的开放式数控系统体系结构 71

第3章　数控机床的进给伺服系统 87

3.1　概述 87

3.1.1　对进给伺服系统的基本要求 87

3.1.2　进给伺服系统的基本组成 88

3.1.3　进给伺服系统的分类 89

3.2　步进伺服驱动控制 93

3.2.1 步进电动机的分类、结构及特点 93

3.2.2　步进电动机的工作原理、主要参数及特性 94

3.2.3　步进电动机的驱动与控制 97

3.3　直流伺服驱动控制 101

3.3.1 直流伺服电动机的工作原理及类型 101

3.3.2　常用直流伺服电动机的特点 102

3.3.3　直流伺服电动机的速度控制 103

3.4　交流伺服驱动控制 109

3.4.1 交流伺服电动机的分类 110

3.4.2　永磁交流同步伺服电动机 110

3.4.3 交流伺服电动机的变频调速 112

3.4.4　永磁交流同步伺服电动机的发展 113

3.5　直线电动机在机床进给伺服系统中的应用 113

3.5.1　直线电动机概述 113

3.5.2　直线电动机的分类 114

3.5.3　直线电动机在数控机床上应用 117

3.6　典型的进给伺服系统 118

3.6.1　步进伺服系统 118

3.6.2　鉴相式伺服系统 120

3.6.3　鉴幅式伺服系统 122

3.6.4　数字脉冲比较式伺服系统 125

3.6.5　CNC数字伺服系统 126

3.7　进给伺服系统的机械传动部件 127

3.7.1　数控机床对进给伺服系统机械传动部件的要求 128

3.7.2　数控机床的进给机械传动原理 129

3.7.3　数控机床的进给机械传动部件 129

3.7.4　直线电动机直接驱动系统 143

第4章　主轴驱动及控制 145

4.1　概述 145

4.1.1　对主轴驱动的要求 145

4.1.2　主轴驱动装置及其工作特性 149

4.2　主轴驱动的速度控制 150

4.2.1　直流主轴速度控制 150

4.2.2　交流主轴速度控制 153

4.3　数控机床的主传动及主轴部件 158

4.3.1　数控机床主传动系统的要求 158

4.3.2　主轴分段无级变速及控制 159

4.3.3　主轴部件 164

4.4　主轴驱动装置与数控装置的信号连接 173

4.4.1　主轴转速指定信号及连接 173

4.4.2　其它开关量控制信号及连接 173

4.5　电主轴 176

第5章　数控检测装置 178

5.1　概述 178

5.1.1　对位置检测装置的要求 178

5.1.2　检测装置的分类 178

5.2　旋转变压器 179

5.2.1 旋转变压器的结构和工作原理 179

5.2.2　旋转变压器的应用 180

5.3　感应同步器 181

5.3.1　感应同步器的结构和工作原理 181

5.3.2　感应同步器的应用 182

5.4　光栅 183

5.4.1　光栅的结构和工作原理 183

5.4.2　光栅位移—数字变换电路 185

5.5　磁栅 186

5.5.1　磁栅的结构和工作原理 186

5.5.2　磁栅的应用 188

5.6　光电脉冲编码器 188

5.6.1 光电脉冲编码器的结构和工作原理 188

5.6.2　光电脉冲编码器的应用 189

第6章　数控机床加工程序编制基础 191

6.1　数控程序编制的概念 191

6.1.1　数控程序编制的定义 191

6.1.2　字与字的功能 193

6.1.3　程序格式 195

6.2　数控机床的坐标系 196

6.2.1　机床坐标系 197

6.2.2　编程坐标系 200

6.2.3　加工坐标系 200

6.2.4　机床加工坐标系设定的实例 202

6.3　常用编程指令 204

6.4　程序编制中的数学处理 210

6.5　数控车床加工程序编制 212

6.5.1　辅助功能M代码 213

6.5.2　主轴功能S、进给功能F和刀具功能T 215

6.5.3　准备功能G代码 216

6.6　数控铣床程序编制 240

6.6.1　数控铣床程序编制的基本方法 240

6.6.2　FANUC系统孔加工固定循环 248

6.7　宏功能应用 255

6.8　CAD/CAM简介 264

6.8.1 CAM软件发展过程 264

6.8.2　CAD/CAM集成数控编程系统简介 264

第7章　数控机床发展趋势 270

7.1　数控机床发展展望 270

7.2　柔性制造系统（FMS）简介 272

7.3　直接数字控制（DNC）简介 275

7.4　计算机集成制造系统（CIMS）简介 280

参考文献 287