第一章 绪论 1
1.1 数控简介 2
1.1.1 数字控制的基本概念 2
1.1.2 数控机床的组成 3
1.1.3 计算机数控系统的工作过程 5
1.1.4 数控机床加工零件的操作过程 6
1.1.5 数控机床的精度 6
1.2 机床数控系统的分类 7
1.2.1 按机床的运动轨迹分类 7
1.2.2 按伺服系统的控制方式分类 8
1.2.3 按数控系统功能水平分类 10
1.3 数控系统的发展 11
1.3.1 数控系统的发展简史 11
1.3.2 国内外数控系统的发展概况 12
1.3.3 数控系统的发展趋势 14
思考题与习题 17
第二章 数控系统原理 18
2.1 插补原理 19
2.1.1 逐点比较法插补 19
2.1.2 数字积分法插补 25
2.1.3 数据采样插补法 32
2.2 刀具补偿原理 32
2.2.1 刀具长度补偿 33
2.2.2 刀具半径补偿 33
思考题与习题 41
第三章 微机数控装置的结构 42
3.1 概述 43
3.1.1 CNC装置的工作原理 43
3.1.2 CNC装置的特点 45
3.2 微型计算机数控系统的组成 47
3.2.1 数控系统硬件综述 48
3.2.2 数控装置硬件结构类型 49
3.3 数控系统的输入／输出接口及通信 54
3.3.1 数控装置的显示功能及其接口 54
3.3.2 数控系统的I/O接口 54
3.3.3 数控系统常用串行通信接口标准 55
3.3.4 DNC通信接口技术 56
3.3.5 数控系统网络通信接口 56
3.4 PLC在数控系统中的应用 57
3.4.1 内装型PLC 57
3.4.2 独立型PLC 58
3.4.3 M、S、T功能的实现 59
3.4.4 数控机床PLC的控制对象 61
3.4.5 PLC用户控制程序的编程方法 63
3.4.6 PLC在数控机床中的应用实例 63
3.5 数控系统的软件结构 64
3.5.1 概述 64
3.5.2 零件程序的输入 67
3.5.3 数据处理程序 68
3.5.4 插补软件 69
3.5.5 位置控制软件 70
3.5.6 系统故障诊断软件 70
思考题与习题 73
第四章 位置检测装置 74
4.1 检测装置的要求与分类 75
4.1.1 增量式和绝对式 75
4.1.2 数字式和模拟式 76
4.2 常用检测元件及电路 77
4.2.1 感应同步器 77
4.2.2 磁栅 81
4.2.3 旋转变压器 85
4.2.4 光栅 87
4.2.5 脉冲编码器 92
4.2.6 双频激光干涉仪 97
思考题与习题 102
第五章 伺服系统 103
5. 1概述 104
5.1.1 伺服系统的概念 104
5.1.2 伺服系统的组成 104
5.1.3 伺服系统的特点和要求 105
5.1.4 伺服系统的分类 107
5.2 步进电动机 111
5.2.1 步进电动机分类 111
5.2.2 反应式步进电动机的结构 112
5.2.3 步进电动机的工作原理 112
5.2.4 步进电动机的主要特性 114
5.2.5 步进电动机的驱动控制 116
5.3 伺服系统的速度和位置控制 117
5.3.1 伺服系统的速度控制 117
5.3.2 伺服系统的位置控制 123
5.4 主轴驱动的速度控制及定向控制 127
5.4.1 直流主轴驱动系统速度控制 127
5.4.2 交流主轴驱动系统速度控制 129
5.4.3 主轴定向控制 130
思考题与习题 134
第六章 数控加工的程序编制 135
6.1 概述 136
6.1.1 数控编程的定义 136
6.1.2 数控编程的步骤 136
6.1.3 数控编程的方法 139
6.2 数控机床的坐标系 140
6.2.1 数控机床的坐标系 141
6.2.2 坐标轴的运动方向及其命令 141
6.2.3 机床坐标系与工件坐标系 143
6.2.4 绝对坐标系与相对坐标系 144
6.3 程序格式 144
6.3.1 程序号 144
6.3.2 程序段的格式 145
6.4 常用数控指令的编程方法 146
6.4.1 准备性工艺指令 146
6.4.2 辅助性工艺指令 150
6.4.3 其他常用功能指令 151
6.5 程序编制中的工艺处理及实例 152
6.5.1 概述 152
6.5.2 数控加工工艺分析 153
6.5.3 数控加工的工艺路线设计 154
6.5.4 数控加工工序设计 156
6.5.5 工艺文件编制 163
思考题与习题 174
第七章 数控机床机械结构 175
7.1 数控机床结构的特点及基本要求 176
7.1.1 数控机床机械结构的特点 176
7.1.2 数控机床对机械结构的基本要求 177
7.2 数控机床的主传动机构 178
7.2.1 数控机床的主传动形式 178
7.2.2 主轴部件结构 181
7.3 数控机床的进给传动机构 185
7.3.1 滚珠丝杠螺母副 185
7.3.2 进给传动系统的典型结构 189
7.3.3 数控机床的导轨 193
7.4 数控机床的自动换刀机构 196
7.4.1 刀库及选刀方式 196
7.4.2 刀具交换装置 200
7.5 数控机床的辅助装置 205
7.5.1 液压卡盘和尾座 206
7.5.2 回转工作台 207
思考题与习题 209
第八章 开放式数控系统和STEP-NC简介 210
8.1 开放式数控系统概述 211
8.1.1 开放式数控系统产生的历史背景 211
8.1.2 开放式数控系统的特征 211
8.1.3 国内外开放式数控系统的发展概况 213
8.2 STEP-NC概述 216
8.2.1 ISO6983与ISO14649的比较 217
8.2.2 STEP-NC的数据模型 218
8.2.3 基于STEP-NC的数据程序结构 219
8.2.4 STEP-NC为CNC提供的发展空间 219
8.2.5 STEP-NC编程实例 220
思考题与习题 222
参考文献 223