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第1篇 数控机床 1

第1章 数控机床概述 1

1.1 数控机床的产生和发展 1

1.1.1 数控技术与数控机床 1

1.1.2 数控机床的产生和发展 1

1.2 数控机床的特点 2

1.3 数控机床的分类 3

1.3.1 按工艺用途分类 3

1.3.2 按运动轨迹分类 3

1.3.3 按伺服系统的控制方式分类 5

1.3.4 按功能水平分类 6

1.4 数控机床的基本原理和坐标系 6

1.4.1 数控机床的基本原理 6

1.4.2 数控机床的坐标系 8

1.5 数控机床的主要性能指标 9

1.5.1 数控机床的运动性能指标 9

1.5.2 数控机床的精度指标 9

1.5.3 数控机床的可控轴数与联动轴数 10

本章小结 10

习题 11

第2章 典型数控机床 12

2.1 数控车床 12

2.1.1 数控车床概述 12

2.1.2 MJ—50型数控车床的结构与传动 15

2.1.3 MJ—50型数控车床的液压系统 24

2.2 数控铣床 26

2.2.1 数控铣床的布局及主要技术参数 27

2.2.2 数控铣床的传动结构及调整 28

2.3 加工中心 30

2.3.1 加工中心概述 30

2.3.2 JCS—018A型加工中心简介 32

2.3.3 JCS—018A型加工中心的传动系统 34

2.3.4 JCS—018A型加工中心的主要结构 36

本章小结 42

习题 43

第3章 数控机床的典型结构 44

3.1 主轴传动系统 44

3.1.1 主轴传动方式 44

3.1.2 主轴的支承和润滑 45

3.1.3 主轴的定向停止 46

3.1.4 主轴的刀具自动夹紧和铁屑清除机构 47

3.2 进给传动系统 47

3.2.1 齿轮传动副 47

3.2.2 滚珠丝杠副 50

3.2.3 回转进给坐标系统的典型结构 54

3.2.4 导轨 58

3.3 自动换刀装置 60

3.3.1 自动换刀装置的形式 60

3.3.2 刀具交换装置 62

3.3.3 刀库 64

本章小结 65

习题 66

第2篇 数控编程 67

第4章 数控编程概述 67

4.1 数控编程基础知识 67

4.1.1 数控编程的概念 67

4.1.2 数控编程的内容与步骤 68

4.1.3 零件程序的格式 69

4.1.4 数控编程的种类 69

4.2 数控编程中的工艺分析与设计 70

4.2.1 数控加工工艺设计准备 70

4.2.2 数控加工工艺的设计过程 72

4.2.3 数控加工专用技术文件的编写 80

4.3 零件数控加工工艺设计实例 82

4.4 数控编程中的数值计算 87

4.4.1 计算零件几何元素的基点坐标 87

4.4.2 计算曲线节点坐标 88

本章小结 90

习题 90

第5章 典型机床数控编程 91

5.1 数控车床编程 91

5.1.1 数控车床编程概述 91

5.1.2 常用G指令 98

5.1.3 数控车床加工与编程 103

5.1.4 数控车床编程实例 118

5.1.5 数控车床的操作面板 120

5.2 数控铣床编程 125

5.2.1 数控铣床编程基础 125

5.2.2 基本编程方法 127

5.2.3 数控铣床编程举例 133

5.3 加工中心编程 135

5.3.1 基本编程方法 135

5.3.2 固定循环功能 136

5.3.3 加工中心编程举例 140

本章小结 141

习题 141

第6章 数控自动编程 143

6.1 自动编程概述 143

6.2 MasterCAM简介 143

6.2.1 功能菜单简介 144

6.2.2 实例分析 152

本章小结 162

习题 162

第3篇 数控系统 163

第7章 数控系统概述 163

7.1 数控系统及其组成 163

7.2 数控系统的分类 164

7.3 主要数控系统产品简介 167

7.3.1 日本FANUC数控系统 167

7.3.2 德国SIEMENS公司的CNC产品 168

7.3.3 西班牙FAGOR公司的CNC产品 170

本章小结 171

习题 172

第8章 计算机数控装置 173

8.1 计算机数控(CNC)装置的组成结构 173

8.1.1 CNC装置的硬件结构 173

8.1.2 CNC装置的软件结构 175

8.1.3 零件加工程序的处理过程 177

8.2 数控加工程序的输入 178

8.2.1 输入装置 178

8.2.2 数控加工程序输入过程 182

8.3 数控加工程序的预处理 185

8.3.1 数控加工程序的译码 186

8.3.2 刀具补偿原理 189

8.3.3 进给速度处理 198

8.4 轮廓插补原理 199

8.4.1 逐点比较法插补 199

8.4.2 数字积分法插补 208

8.4.3 数据采样法插补 212

本章小结 217

习题 218

第9章 伺服系统与位置检测装置 220

9.1 伺服系统概述 220

9.2 开环步进电动机驱动系统 221

9.2.1 步进电动机 222

9.2.2 步进电动机的驱动及控制 225

9.3 直流伺服系统 230

9.3.1 直流伺服电动机 230

9.3.2 直流伺服驱动系统 231

9.3.3 直流伺服驱动装置的信号连接 233

9.4 交流伺服系统 234

9.4.1 交流伺服电动机 235

9.4.2 交流伺服驱动系统 235

9.5 位置检测装置 236

9.5.1 概述 236

9.5.2 旋转编码器 237

9.5.3 光栅尺 241

9.5.4 感应同步器 244

9.5.5 磁栅 247

本章小结 250

习题 250

第10章 进给运动的控制 252

10.1 开环进给系统性能分析 252

10.2 闭环进给位置控制系统的结构分析 253

10.3 电气传动部分对位置误差的影响 255

10.4 机械传动链对位置控制特性的影响 260

10.4.1 对机械传动链的要求 260

10.4.2 机械传动链对位置控制特性的影响 261

10.5 进给运动控制参数的设置 263

10.5.1 一般参数的设定 263

10.5.2 返回参考点参数设置 266

10.5.3 进给运动的补偿设定 267

本章小结 268

习题 269

第11章 主轴驱动及控制 270

11.1 概述 270

11.1.1 数控机床对主轴系统的要求 270

11.1.2 主轴系统的分类与特性 270

11.1.3 CNC与主轴驱动装置的连接 271

11.2 主轴的分段无级调速及控制 275

11.3 主轴准停控制 278

本章小结 281

习题 281

第12章 辅助功能与可编程控制器 282

12.1 概述 282

12.2 数控系统中PLC的信息交换 283

12.2.1 数控系统中PLC的信息交换 283

12.2.2 实例分析 284

12.3 M、S、T功能的实现 287

本章小结 290

习题 290

附录 291

参考文献 292