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第1章 绪论 1

1.1 机床数控的基本原理 1

1.1.1 数控机床的特点 1

1.1.2 数控机床的结构与组成 4

1.1.3 数控机床的工作过程 6

1.2 数控机床的类型 7

1.2.1 按机床运动的控制轨迹分类 7

1.2.2 按伺服系统控制方式分类 9

1.2.3 按数控系统功能和用途分类 12

1.3 数控的应用与数控技术的发展 13

1.3.1 数控的应用 13

1.3.2 数控技术的发展 15

第2章 数控机床的插补控制原理 25

2.1 概述 25

2.1.1 插补的基本概念 25

2.1.2 插补方法的种类与特点 26

2.2.1 逐点比较直线插补 28

2.2 逐点比较插补法 28

2.2.2 逐点比较圆弧插补 30

2.3 数字积分插补法 33

2.3.1 数字积分法基本原理 33

2.3.2 DDA直线插补法 33

2.3.3 DDA圆弧插补法 35

2.4 数据采样插补 36

2.4.1 数据采样插补的基本原理 37

2.4.3 时间分割圆弧插补 38

2.4.2 时间分割直线插补 38

2.5 刀具半径补偿 40

2.5.1 刀具半径补偿的基本概念 40

2.5.2 B功能刀具半径补偿计算 41

2.5.3 C功能刀具半径补偿 43

2.5.4 程序段间转接情况 45

2.5.4 接转交点矢量的计算 50

2.5.5 C功能刀具半径补偿的实例 51

第3章 数控机床加工程序的编制 53

3.1 编程基础 53

3.1.1 编程方法与步骤 54

3.1.2 编程代码与基本格式 57

3.2 数控加工程序的编制 68

3.2.1 数控机床坐标系确定及其指令代码 68

3.2.2 常用指令和使用说明 73

3.3 编程实例 75

3.3.1 车加工编程实例 75

3.3.2 铣加工编程实例 78

第4章 数控加工自动编程 83

4.1 自动编程基本概念 83

4.1.1 数控加工计算机辅助编程简介 83

4.1.2 数控加工计算机辅助编程的分类 84

4.2 APT语言介绍 86

4.2.1 APT语句简介 87

4.2.2 APT语句结构 88

4.2.3 APT语句的类型 88

4.2.4 APT语言的零件加工程序举例 90

4.3.1 图形交互式自动编程的概念 92

4.3 CAD/CAM自动编程 92

4.3.2 CAD/CAM软件编程功能简介 97

4.4 CAD/CAM图形交互式自动编程软件及使用 99

4.4.1 UG界面 99

4.4.2 三维造型方法 101

4.4.3 CAM加工程序编制 103

4.4.4 三维建模及数控编程实例——手机外壳编程 105

5.1 计算机数控装置基本原理 113

5.1.1 CNC装置的基本功能 113

第5章 计算机数控装置原理及结构 113

5.1.2 CNC数控装置工作过程 114

5.2 CNC数控装置的结构 115

5.2.1 硬件及组成 115

5.2.2 软件功能及组成 117

5.3 显示及键盘 118

5.3.1 显示原理 118

5.3.2 键盘结构 119

5.4 升降速控制规律 121

5.5.1 车床刀架工作顺序 124

5.5.2 刀库的工作过程 124

5.5 刀架、刀库及刀库机械手控制 124

5.5.3 数控系统的M功能 125

5.6 CNC系统的输入、输出与通信 125

5.6.1 CNC与外部设备间数据传送的基本要求 125

5.6.2 网络通信基础 126

5.6.3 CNC的通信接口 135

5.7 机内可编程逻辑控制器（PLC） 140

5.7.2 机内PLC的性能指标 141

5.7.1 PLC的工作原理 141

5.7.3 PLC的类型 142

5.7.4 机内PLC的基本结构 143

5.7.5 PLC控制程序的编制 145

5.7.6 PLC的指令和程序编制 146

第6章 数控机床的位置检测与反馈 153

6.1 概述 153

6.1.1 位置检测及其要求 153

6.1.2 位置检测的方法 154

6.2.1 正交正弦波信号的细分 155

6.2 正交信号的细分及判向 155

6.2.2 判向电路及可逆计数 156

6.3 感应同步器检测装置 158

6.4 光栅检测装置 161

6.4.1 光栅的原理 161

6.4.2 莫尔条纹计数 161

6.5 旋转变压器检测原理 162

6.6 编码器检测原理 164

6.7 磁栅检测原理 165

6.8 激光干涉位置检测装置 167

第7章 数控机床的伺服控制 169

7.1 概述 169

7.2 伺服系统的基本性能指标及分类 170

7.2.1 对性能指标的基本要求 170

7.2.2 对控制功能的基本要求 171

7.2.3 伺服系统的类型 171

7.3 步进电机开环控制 173

7.3.1 步进电机原理 173

7.3.2 步进电机的驱动 175

7.4 直流伺服电机的控制 179

7.4.1 永磁直流伺服电机原理 180

7.4.2 脉宽调制器式驱动控制 180

7.5 交流伺服电机的控制 183

7.5.1 永磁交流伺服电机的原理 183

7.5.2 交流伺服电机的速度控制 184

7.6 伺服系统的位置控制 186

7.6.1 数字比较伺服控制原理 186

7.6.2 相位比较伺服控制原理 187

7.6.3 幅值比较伺服控制原理 188

7.7 数控系统的可靠性 189

7.7.1 数控系统可靠性的基本概念 190

7.7.2 影响数控系统可靠性的基本因素 192

7.7.3 提高数控系统可靠性的措施 194

第8章 主轴控制及磁悬浮电主轴控制 201

8.1 概述 201

8.2 主轴准停装置及控制 202

8.3 磁悬浮电主轴原理 204

8.3.1 径向磁轴承 205

8.3.3 磁轴承控制工作原理 206

8.3.2 轴向轴承 206

8.4 磁悬浮电主轴电气参数及控制要素 207

8.4.1 有关电气参数的概念 207

8.4.2 双电磁铁的动载能力 209

8.4.3 双电磁铁的驱动 209

第9章 数控机床的磁悬浮导轨及其控制要素 213

9.1 概述 213

9.1.1 数控机床的结构特点 213

9.1.3 磁悬浮导轨的特点 214

9.1.2 高档数控机床的磁悬浮导轨要求 214

9.2 控制系统组成 215

9.3 磁悬浮导轨数字式PID的应用 216

9.3.1 位置式PID算法 216

9.3.2 增量式PID算法 217

9.4 智能PID的应用 218

9.4.1 多层前向网络 218

9.4.2 单通道的算法 218

参考文献 220