第一章 绪论 1
第一节 数控机床的产生及特点 1
一、机床控制技术的发展 1
二、数控机床的产生 1
三、数控机床的特点 2
四、数控机床的适用范围 2
第二节 机床数控系统的组成与分类 3
一、机床数控系统的组成 3
二、机床数控系统的分类 5
第三节 机床数控系统的展望与主要技术动向 6
一、数控加工中心机床及其特点 6
二、自动编程 6
三、计算机数字控制(CNC)与微型计算机的应用 6
四、自适应控制(AC) 7
五、直接数字控制(DNC) 7
六、柔性制造系统(FMS) 7
七、计算机设计、制造、检测一体化(CAD/CAM/CAT) 7
八、计算机集成制造系统(CIMS) 7
九、简易数控机床 7
第二章 逻辑代数及逻辑部件 8
第一节 机床数控系统的数制 8
一、数制 8
二、数在机器中的表示法 10
第二节 逻辑代数基础 11
一、基本逻辑运算 11
二、逻辑代数的基本公式及运算规则 15
三、逻辑函数的化简 17
第三节 基本逻辑部件 20
一、半加器和全加器 21
二、比较器 22
三、译码器 23
四、变补器 25
五、寄存器 28
六、计数器 29
七、节拍脉冲发生器 36
习题 38
第三章 输入装置 40
第一节 数控带和代码 40
一、穿孔带 40
二、穿孔带代码标准 41
三、NC机床的坐标轴与运动方向的规定 44
四、程序段格式 46
第二节 输入装置 50
一、光电式纸带阅读机 50
二、输入装置框图结构 51
三、缓冲寄存器 51
第三节 输入线路 52
一、光电转换电路 52
二、输入寄存器 53
三、读入脉冲信号电路 54
四、奇偶校验电路 54
五、译码电路 55
六、十翻二运算电路 57
习题三 58
第四章 点位控制与点位/直线切削控制 60
第一节 概述 60
一、点位控制系统 60
二、直线切削控制系统 60
三、程序编制的增量值方式与绝对值方式 60
四、原点 61
五、点位控制系统与点位/直线控制系统的结构 61
第二节 位置计算与比较线路 62
一、位置计算与比较线路的各种方案 62
二、计算比较线路 63
三、消除增量值方式累积误差的方法 64
五、使用绝对值编程方式的位置计算与比较线路结构 65
第三节 点位/直线切削机床的其他功能 66
一、主轴准停功能 66
二、自动换刀功能 66
第四节 补偿机能 71
一、齿隙补偿 71
二、螺距补偿 73
习题四 75
第五章 连续切削控制 76
第一节 概述 76
一、脉冲增量插补 76
二、数字增量插补 76
第二节 逐点比较法 77
一、逐点比较法直线插补 77
二、逐点比较法圆弧插补 82
第三节 数字积分法 88
一、基本原理 88
二、数字积分法直线插补 89
三、数字积分法圆弧插补 90
四、数字积分插补的进给速度分析 94
第四节 数据采样法 95
一、插补周期的选择 95
二、直线插补算法 97
三、圆弧插补算法 98
第五节 平面高次曲线及空间曲线的数控加工 100
一、平面高次曲线的数控加工 100
二、空间曲线的数控加工 101
第六节 刀具半径补偿 102
一、刀具半径补偿的概念 102
二、刀具半径补偿计算 103
三、C功能刀具半径补偿 104
第七节 CNC装置加减速控制 110
一、概述 110
二、前加减速控制 110
三、后加减速控制 113
习题五 116
第六章 位置检测装置 117
第一节 概述 117
一、增量式和绝对式 117
二、数字式和模拟式 117
三、直接检测和间接检测 118
第二节 旋转变压器 118
一、结构和工作原理 118
二、旋转变压器的应用 119
三、磁阻式多极旋转变压器简介 119
第三节 感应同步器 120
一、结构和工作原理 120
二、工作状态 121
三、感应同步器的检测系统 122
四、感应同步器的种类和特点 126
五、感应同步器安装使用的注意事项 127
第四节 光栅 127
一、工作原理 127
二、光栅检测装置 129
三、光电盘 131
第五节 磁栅 132
一、磁性标尺 133
二、磁头 133
第六节 激光测量 135
一、激光器原理 135
二、激光干涉仪 136
三、激光测量的应用 137
习题六 137
第七章 数控机床的伺服系统 139
第一节 概述 139
第二节 开环伺服系统 139
一、步进电动机 140
二、步进电动机的驱动 142
第三节 闭环和半闭环伺服系统 145
一、系统的组成 145
二、驱动元件 146
三、速度调节 148
四、反馈比较环节 151
习题七 153
第八章 软件数控程序 154
第一节 逻辑运算软件程序 154
一、或门逻辑软件程序 154
二、与门逻辑软件程序 154
三、非门逻辑软件程序 155
四、异或门逻辑软件程序 155
五、组合逻辑软件程序 155
第二节 算术运算软件程序 155
一、加法运算 155
二、减法运算 156
三、数制转换 156
第三节 键盘输入及接口 158
一、键盘输入概述 158
二、键盘接口电路 159
三、键盘程序 160
第四节 显示及其接口 163
一、显示器的字符控制 163
二、显示器的数位控制 164
三、七段显示的控制程序 166
第五节 PIO通用接口 168
一、PIO的体系结构 168
二、PIO在同步传送中的应用 168
三、PIO同步传送举例 170
第六节 步进电机驱动程序 172
一、软件分配脉冲 172
二、举例 173
第七节 直线及圆弧插补程序 174
一、直线插补 175
二、圆弧插补 179
习题八 185
第九章 数控编程概述 186
第一节 机械零件加工工艺过程 186
第二节 数控加工程序编制 186
一、编程概述 186
二、程序编制的内容和步骤 187
第三节 程序编制中的误差问题 188
一、程编误差的种类 188
二、程编误差的分布形式 189
三、其它误差和程编误差的控制 189
习题九 190
第十章 数控编程中的数值计算 191
第一节 基点和节点的计算 191
一、基点的计算 191
二、节点计算 191
第二节 工件廓形为非圆曲线的数值计算 192
一、等间距直线逼近的节点计算 192
二、等步长直线逼近的节点计算 193
三、等误差直线逼近的节点计算 194
四、圆弧逼近的节点计算 195
第三节 工件廓形为列表曲线的数值计算 196
一、三次样条曲线拟合 196
二、圆弧样条拟合 197
三、双圆弧样条拟合 197
第四节 工件廓形为三坐标立体型面的数值计算 198
一、行切法简介 198
二、行距和有效半径的确定 198
第五节 刀具半径补偿和棱角过渡的处理 199
一、刀具半径补偿的方法 199
二、棱角过渡的处理 200
习题十 201
第十一章 数控指令及编程方法 202
第一节 常用数控指令的编程方法 202
一、准备性工艺指令 202
二、辅助性工艺指令 207
第二节 数控车床的编程基础 208
一、数控车床的编程特点 208
二、常用G指令在数控车床上的应用 209
第三节 数控铣床的编程基础 213
一、平面轮廓加工简介 213
二、立体轮廓加工简介 215
第四节 自动编程简介 217
一、编程的分类和自动编程的必要性 217
二、自动编程的工作原理 217
三、自动编程的发展概况 218
四、用MAPL语言编写零件源程序 219
习题十一 223
第十二章 数控机床编程实例 224
第一节 数控车床功能 224
一、机床的用途 224
二、机床的主要技术规格 224
三、编程 224
第二节 车削典型零件编程实例 233
第三节 数控铣床功能 237
一、主要技术参数与机能 237
二、程序编制 239
第四节 铣削典型零件编程实例 251
习题十二 256
附录 数控原理开环系统实践 258
第一节 数控原理实践目的要求 258
一、实践目的 258
二、实践要求 258
三、实践器材 258
四、实践项目 258
五、预习要求 258
六、实践步骤 258
七、安全要求及注意事项 258
第二节 NCL-ⅢA型数控原理线路板使用说明 260
一、NCL-ⅢA型线路板介绍 260
二、元件使用说明 260
第三节 实践项目及要求 260
一、实践一，第一象限逐点比较法直线插补 260
二、实践二，第一象限逐点比较法逆圆插补 261
三、实践三，第一象限数字积分法直线插补 261
四、实践四，第一象限数字积分法逆圆插补 261
第四节 第一象限逐点比较法直线插补线路设计及过程说明 262
一、第一象限逐点比较法直线插补线路 262
二、过程说明 262
第五节 功率放大等线路连接 264
一、功率放大等线路框图 264
二、步长放大器 264
三、环形分配器 265
四、功率放大器 265
五、面板接线 266
参考文献 266