数控技术及应用PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1 数控技术的产生和特点 1

1.1 数控技术的特点 1

1.2 数控技术的产生 1

1.3 计算机数控 2

2 数控机床的组成和作用 2

2.1 数控机床的组成 3

2.2 数控机床各组成部分的作用 3

3 数字控制系统 4

3.1 数字控制系统的组成和分类 4

3.2 开环和闭环控制系统 4

3.3 点位控制系统与连续控制系统 5

3.4 多功能与经济型数控系统 6

3.5 适应控制系统 6

3.6 直接数控系统 8

4 数控技术的应用 8

4.1 数控技术在金属切削机床中的应用 8

4.2 数控技术在电加工机床中的应用 10

4.3 数控技术在工业机器人中的应用 11

4.4 CNC三坐标测量机 12

5 数控技术的发展 13

5.1 数控机床和数控系统的发展 13

5.2 机械制造系统的发展 14

思考题 18

第2章 数控机床的加工程序编制 19

1 数控加工程序编制基础 19

1.1 数控编程的作用与目的 19

1.2 数控编程的内容和步骤 19

1.3 数控编程的方法 20

1.4 与数控编程有关的标准 21

2 手工编程 31

2.1 数控手工编程的工艺处理 31

2.2 手工编程的数学处理 34

2.3 数控加工常用基本指令 37

3 数控钻床的加工程序编制 41

3.1 孔加工程序编制的特点 41

3.2 孔加工手工编程举例 42

4 数控车床加工程序编制 45

4.1 车削程序编制的特点 45

4.2 车削加工手工编程举例 45

5 轮廓铣削加工的程序编制 47

6 数控自动编程简介 48

6.1 自动编程概述 48

6.2 数控自动编程系统的组成及特点 51

6.3 APT自动编程系统 52

思考题 55

第3章 数控插补与刀补计算原理 56

1 概述 56

1.1 插补的基本概念 56

1.2 对插补算法的基本要求 56

1.3 插补方法分类 57

2 基准脉冲插补 57

2.1 逐点比较法 57

2.2 数字积分法 68

2.3 其它插补方法 76

3 数据采样插补 88

3.1 概述 88

3.2 直线函数法 89

3.3 扩展DDA算法 91

4 刀具半径补偿 95

4.1 刀具半径补偿的概念 95

4.2 B功能刀具半径补偿计算 96

4.3 C功能刀具半径补偿 98

思考题 110

第4章 位置检测装置 112

1 概述 112

1.1 对位置检测装置的要求 112

1.2 位置检测装置的分类 112

2 感应同步器 114

2.1 感应同步器的结构 114

2.2 感应同步器工作原理 114

2.3 感应同步器的应用 115

3 旋转变压器 118

3.1 结构和工作原理 118

3.2 旋转变压器的应用 120

3.3 磁阻多极旋转变压器 122

4 光栅 123

4.1 光栅的种类、特点 123

4.2 光栅测量系统的组成和基本原理 124

4.3 光栅辨向原理 126

4.4 光栅位移—数字变换电路 126

5 脉冲编码器 127

5.1 增量式光电脉冲编码器 127

5.2 绝对值脉冲编码器 131

5.3 混合式绝对值编码器 132

6 磁栅 133

6.1 磁栅测量的工作原理 133

6.2 检测电路 134

6.3 磁栅位置检测装置的结构类型 135

7 激光干涉位置检测装置 136

7.1 激光干涉法的测距原理 137

7.2 单频激光干涉仪 137

7.3 双频激光干涉仪 138

思考题 139

第5章 数控机床的伺服系统 140

1 概述 140

1.1 伺服系统的组成 140

1.2 对伺服系统的基本要求 140

1.3 伺服系统的分类 142

2 速度控制 145

2.1 进给运动的速度控制及进给用伺服电机类型 146

2.2 直流伺服电机的特性 146

2.3 永磁直流伺服电机 148

2.4 晶闸管调速单元 150

2.5 晶体管脉宽调制器式速度控制单元 151

3 位置控制系统 154

3.1 步进电机及其驱动系统 154

3.2 相位伺服系统 168

3.3 幅值伺服系统 173

3.4 数字、脉冲比较伺服系统 181

3.5 数字伺服系统的概述 184

4 新型伺服驱动技术 190

4.1 高速和超高速精密加工与直线进给技术 190

4.2 直线交流伺服电动机及其应用简介 191

4.3 直线电动机 194

思考题 20

第6章 计算机数字控制装置 201

1 概述 201

1.1 计算机数控系统的组成 201

1.2 CNC装置的结构 201

1.3 CNC装置的工作过程 202

1.4 CNC装置的功能 203

1.5 CNC装置的特点 206

2 计算机数控装置的硬件结构 207

2.1 单微处理机数控装置的结构 207

2.2 多微处理机数控装置的结构 219

2.3 点位／直线控制的数控装置的结构 225

3 计算机数控装置的软件结构 226

3.1 CNC装置软件结构的特点 226

3.2 输入和数据处理程序 232

3.3 进给速度的计算和加减速控制 234

3.4 插补程序 244

3.5 位置控制软件 244

3.6 故障诊断 245

4 数控机床用可编程控制器 247

4.1 概述 247

4.2 PC的结构和编程方法 248

4.3 PC的工作过程及其特点 252

4.4 数控机床中的PC功能 254

4.5 典型PC指令和程序编制 255

5 CNC装置数据输入输出和通讯功能 265

5.1 数控机床用有关通讯设备和接口 265

5.2 异步串行通讯接口 266

5.3 网络通讯接口 268

思考题 269

第7章 数控系统应用实例 271

1 车床微机数控系统 271

1.1 车床加工功能分析 271

1.2 微机数控车床的系统结构 275

1.3 微机数控车床的软件 278

1.4 微机数控车床硬件结构 283

2 开放式数控系统及其应用 289

2.1 PMAC运动控制器功能 289

2.2 伺服环和计算 292

2.3 运动程序 294

2.4 轨迹的生成 294

2.5 PMAC的转换功能 295

3 虚拟轴（平行轴）数控机床 297

4 柔性制造系统（FMS）的新技术 299

4.1 面向对象开发方法在FMS中的应用 299

4.2 Petri网及其在FMS中的应用 301

4.3 基于人工智能的FMS作业计划调度仿真 305

4.4 智能化的生产过程监视和故障诊断 308

4.5 用集成化的计算机平台技术缩短FMS软件的开发周期 310

思考题 313

附录 314

附录1 准备功能G代码及其意义 314

附录2 辅助功能M代码（JB3082-83） 317

附录3 数控技术相关常用术语 318

参考文献 323