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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，G91139

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，G70141

6.4.3　半径／直径数据尺寸：G22，G23141

6.4.4　可编程的零点偏置：G158142

6.4.5　可设定的零点偏置：G54，…，G57，G500，G53142

6.4.6　快速线性移动：G0143

6.4.8　圆弧插补：G2，G3144

6.4.7　带进给率的线性插补：G1144

6 4 9　恒螺距螺纹切削：G33146

6.4.10　返回固定点：G75147

6.4.11　回参考点：G74148

6.4.12　进给率单位选择G94/G95148

6.4.13　暂停指令：G4148

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G40150

6.4.16　计算参数R152

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