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目录 1

第1章　概述 1

1.1　机械制造自动化的发展 1

1.1.1　计算机数字控制装置 1

1.1.2　柔性制造系统 3

1.1.3　计算机集成制造系统 7

1.2　数控机床的主要结构及工作过程 10

1.2.1　数控机床的主要结构 10

1.2.2　数控机床的主要工作过程 11

1.3　数控机床的分类 12

1.3.1　按伺服控制方式分类 12

1.3.2　按工艺用途分类 14

1.3.3　按机床的运动轨迹分类 15

1.3.4　按数控系统功能水平分类 16

1.4　数控技术的发展 16

1.4.1　数控机床的发展历史 16

1.4.2　数控技术的发展趋势和研究方向 18

2.1　概述 22

第2章　数控系统 22

2.1.1　数控系统的硬件组成 23

2.1.2　数控系统的软件功能及其实现 27

2.2　数控系统的插补原理 33

2.2.1　基准脉冲插补 34

2.2.2　数据采样插补 48

2.3　数控机床的辅助功能与可编程控制器 53

2.3.1　数控机床可编程控制器的分类与特点 53

2.3.2　可编程控制器与外部的信息交换 55

2.4　数控系统的使用 56

第3章　数控机床的机械结构 66

3.1　对数控机床机械结构的要求 66

3.1.1　提高机床的结构刚度 66

3.1.2　减少机床的热变形 68

3.1.3　减少运动副的摩擦，提高传动精度 70

3.1.4　提高机床的寿命和精度保持性 72

3.1.5　自动化的机构、人性化的操作 72

3.1.6　安全防护和人性化的造型 72

3 2.2　主传动的变速方式 73

3.2　数控机床的主运动部件 73

3 2 1　对主传动的要求 73

3.2.3　数控机床的主轴部件 75

3.3　数控机床的进给运动及传动机构 79

3.3.1　对进给运动的要求 79

3.3.2　齿轮传动副 80

3.3.3　滚珠丝杠螺母副 82

3.3.4　静压蜗杆蜗轮副和齿轮齿条副 85

3.4　自动换刀装置 86

3.5　其他辅助装置 90

第4章　数控机床的检测装置 93

4.1　脉冲编码器 93

4.2　旋转变压器 95

4.3　感应同步器 97

4.3.1　感应同步器的结构 97

4.3.2　感应同步器的种类 98

4.3.3　感应同步器的工作原理 98

4.4.2　光栅测量的工作原理 100

4.4.1　光栅检测分类 100

4.4　光栅与磁尺 100

4.4.3　磁尺的分类 101

4.4.4　磁尺的工作原理 102

第5章　数控机床伺服系统 105

5.1　概述 105

5.1.1　开环进给系统 105

5.1.2　闭环和半闭环进给系统 106

5.2.1　步进电机的工作原理 107

5.2　步进电动机伺服系统 107

5.2.2　步进电机的主要性能指标 109

5.3　直流电动机伺服系统 111

5.3.1　直流伺服电动机的结构与工作原理 111

5.3.2　直流伺服电动机的调速方法 112

5.4　交流电动机伺服系统 116

5.4.1　交流伺服电动机的工作原理 116

5.4.2　交流伺服电动机的调速方法 117

6.1.2　数控加工工艺的特点 122

6.1.1　数控加工工艺的概念 122

第6章　数控加工工艺处理与程序编制 122

6.1　数控加工工艺基础 122

6.1.3　数控加工工艺的主要内容 123

6.1.4　数控加工内容的选择 123

6.1.5　数控加工零件工艺性分析 124

6.1.6　数控加工工艺设计 126

6.1.7　数控加工工序设计 127

6.2　零件加工程序的编制 132

6.2.1　程序编制的方法与步骤 132

6.2.2　程序编制的指令代码与程序结构 134

6.2.3　数控机床的坐标系和坐标轴 135

6.3　数控机床编程的基本功能 138

6.3.1　主轴功能 138

6.3.2　准备功能 138

6.3.3　辅助功能 138

6.4.1　绝对和增量位置数据：G90，G91 139

6.4　指令编程的方法与应用 139

6.3.5　进给功能 139

6 3.4　刀具功能 139

6.4.2　公制尺寸／英制尺寸：G71，G70 141

6.4.3　半径／直径数据尺寸：G22，G23 141

6.4.4　可编程的零点偏置：G158 142

6.4.5　可设定的零点偏置：G54，…，G57，G500，G53 142

6.4.6　快速线性移动：G0 143

6.4.8　圆弧插补：G2，G3 144

6.4.7　带进给率的线性插补：G1 144

6 4 9　恒螺距螺纹切削：G33 146

6.4.10　返回固定点：G75 147

6.4.11　回参考点：G74 148

6.4.12　进给率单位选择G94/G95 148

6.4.13　暂停指令：G4 148

6.4.14　倒圆，倒角 148

6.4.15　刀尖半径补偿G41、G42，取消刀尖半径补偿G40 150

6.4.16　计算参数R 152

6.4.17　程序跳转标记符——程序跳转目标 153

6.4.18　子程序 155

6.4.19　固定循环 156

6.5　数控车床的编程实例 165

6.6　CAD/CAM在数控自动编程上的应用 172

6.6 1　CAD/CAM集成的基本概念 172

6.6.2　图形交互式自动编程的特点和基本步骤 174

6.6.3　典型CAD/CAM软件介绍 182

7 1.2　故障分类 189

7.1.1　数控机床保修和维护的意义 189

7.1　概述 189

第7章　数控机床的维护与安装 189

7.2　数控机床的管理与维护 190

7.2.1　数控机床的维修管理 191

7.2.2　数控机床的日常维护 193

7.3　常用数控系统故障诊断维修仪器 196

7.3.1　数域测试内容与特点 196

7.3.2　常用的数域测试仪器 197

7.4　数控机床的安装与调试 197

7 4 1　数控机床的总体安装 198

7.4.2　数控系统的连接与调整 199

7.4.3　数控机床的开机调试步骤 201

7.4.4　机床精度和功能的调整 204

7.4.5　数控机床试运行 205

第8章　特种加工数控机床 206

8.1　概述 206

8.2　电火花加工数控机床 207

8.2.1　电火花加工的基本原理 207

8.2.2　电火花加工数控机床 208

8.3　数控线切割机床 209

8 3.1　线切割加工的原理与特点 209

8.3.2　国内外线切割加工的发展概况 210

8.3.3　数控线切割机床 212

8.4　数控激光加工机床 215

8.4.1　激光加工的原理与特点 215

8.4.2　数控激光加工机床 217

主要参考文献 221