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前言 1

第1章 概述 1

1．1数字控制和数控机床 1

1．1．1数控与计算机数控 1

1．1．2数控机床的加工特点 2

1．1．3数控机床的使用特点 3

1．2数控机床的组成和工作原理 4

1．3数控机床的分类 6

1．3．1按加工工艺方法分类 6

1．3．2按控制运动轨迹分类 7

1．3．3按驱动装置的特点分类 8

1．3．4按功能水平分类 10

1．4数控机床的发展趋势 11

复习思考题 15

第2章 数控机床的机械结构 16

2．1概述 16

2．2数控机床的主传动系统 17

2．2．1数控机床主传动系统的特点 17

2．2．2数控机床主轴变速方式 18

2．2．3主轴组件 18

2．2．4主轴组件的润滑与密封 20

2．2．5主轴的准停 21

2．3数控机床的进给运动系统 21

2．3．1概述 21

2．3．2电机与丝杠之间的联接 22

2．3．3滚珠丝杠螺母副 23

2．3．4进给系统传动间隙的补偿机构 27

2．4回转工作台与导轨 29

2．4．1回转工作台 29

2．4．2导轨 32

2．5数控机床的自动换刀装置 34

2．5．1自动换刀装置的形式 34

2．5．2刀库 39

2．5．3刀具系统及刀具选择 41

复习思考题 50

第3章 数控机床加工程序的编制 52

3．1数控编程基础 52

3．1．1数控编程的概念 52

3．1．2数控编程的内容和步骤 52

3．1．3数控编程的方法 55

3．1．4程序的结构与格式 56

3．1．5数控机床坐标轴和运动方向 58

3．1．6数控系统的准备功能和辅助功能 61

3．2数控编程中的数值计算 65

3．2．1基点与节点 65

3．2．2坐标值计算的方法 66

3．2．3坐标值计算的基本环节 67

3．2．4坐标值的常用计算方法 68

3．2．5基点坐标的计算 69

3．2．6非圆曲线节点坐标的计算 69

3．3数控加工手工编程 70

3．3．1数控手工编程的工艺处理 70

3．3．2常用基本指令 77

3．3．3程序编制举例 85

3．4数控自动编程 91

3．4．1自动编程概述 91

3．4．2自动编程的现状和发展 93

复习思考题 95

第4章 数控系统的加工控制原理 97

4．1数控装置的工作过程 97

4．2 CNC装置的插补原理 98

4．2．1概述 98

4．2．2逐点比较法直线插补 99

4．2．3圆弧插补计算原理 103

4．3刀具半径补偿原理 110

4．3．1概述 110

4．3．2刀具半径补偿的工作过程和常用方法 111

4．3．3程序段间转接情况分析 112

4．3．4刀具半径补偿的实例 114

4．3．5加工过程中的过切判别原理 115

复习思考题 116

第5章 计算机数控系统（CNC系统） 118

5．1概述 118

5．1．1 CNC系统的组成 118

5．1．2 CNC系统的功能和一般工作过程 119

5．2 CNC系统的硬件结构 123

5．2．1 CNC系统的硬件构成特点 123

5．2．2单CPU结构CNC系统 124

5．2．3多CPU结构CNC系统 125

5．3 CNC系统的软件结构 127

5．3．1 CNC装置软、硬件的界面 127

5．3．2 CNC系统控制软件的结构特点 128

5．3．3常规CNC系统的软件结构 131

5．4 CNC系统的输入输出与通信功能 136

5．4．1 CNC装置的输入输出和通信要求 136

5．4．2 CNC系统常用外设及接口 137

5．5开放式数控系统的结构及其特点 151

5．5．1开放式数控系统概述 151

5．5．2开放式数控系统主要特点 153

5．5．3基于Linux的开放式结构数控系统 154

复习思考题 156

第6章 数控机床用可编程控制器 158

6．1概述 158

6．1．1 PLC的产生与发展 158

6．1．2 PLC的基本功能 159

6．1．3 PLC的基本结构 160

6．1．4 PLC的规模和几种常用名称 162

6．2数控机床用PLC 163

6．2．1两类数控机床用PLC 163

6．2．2 PLC的工作过程 165

6．3典型PLC指令系统 166

6．3．1基本指令 167

6．3．2功能指令 168

6．4数控机床PLC程序设计及调试 178

6．4．1数控机床的控制对象及接口信号 178

6．4．2梯形图工作原理 183

6．4．3数控机床PLC程序的设计和调试 184

复习思考题 188

第7章 数控机床伺服驱动系统 189

7．1伺服驱动系统概述 189

7．2伺服电动机及调速 190

7．2．1概述 190

7．2．2步进电动机 190

7．2．3直流伺服电动机及调速系统 192

7．2．4交流伺服电动机及其调速 195

7．3位置检测装置 197

7．3．1概述 197

7．3．2旋转变压器 199

7．3．3感应同步器 201

7．3．4光栅 202

7．3．5磁尺 204

7．3．6脉冲编码器 205

7．4典型进给伺服系统 206

7．4．1概述 206

7．4．2开环进给伺服系统 206

7．4．3脉冲比较进给伺服系统 207

7．4．4全数字进给伺服系统 208

7．5伺服系统的特性对数控机床加工精度的影响 208

7．5．1速度误差对加工精度的影响 209

7．5．2伺服系统的响应特性对加工拐角的影响 211

复习思考题 211

第8章 典型数控系统介绍 213

8．1数字控制和数控机床 213

8．2 FANUC数控系统介绍 213

8．2．1 FANUC数控系统的发展历史 213

8．2．2常见FANUC数控系统 215

8．2．3 FANUC系统功能特点 218

8．3西门子数控系统 220

8．3．1西门子系统简介 220

8．3．2西门子数控系统的基本构成 222

8．3．3 SINUMERIK 810D、840D参数体系及参数的调整 226

8．4华中数控系统 228

8．4．1华中数控系统产品类型 229

8．4．2华中世纪星系列数控系统概述 229

8．4．3世纪星系列数控系统 230

8．4．4华中世纪星系列数控系统的开放性 232

8．4．5华中世纪星系列数控系统网络联接解决方案 232

8．4．6华中数控系统产品型号 233

8．4．7华中数控系统的总体联接 233

8．5数控系统应用 235

8．5．1应用概述 235

8．5．2华中系统CJK6032数控车床 235

复习思考题 238

参考文献 239