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第1章 绪论1

1.1数控技术基本概念1

1.1.1数控技术及其产生背景1

1.1.2数控机床加工原理与工作流程2

1.1.3数控机床组成3

1.1.4数控机床特点5

1.2数控机床的分类5

1.2.1按工艺用途分类5

1.2.2按运动轨迹分类7

1.2.3按伺服系统控制原理分类8

1.2.4按坐标轴数与联动轴数分类9

思考题与习题11

第2章 数控加工程序编制12

2.1概述12

2.1.1数控编程概念12

2.1.2数控编程步骤12

2.1.3数控编程方法13

2.2数控编程基础14

2.2.1数控编程坐标系14

2.2.2数控加工程序18

2.2.3功能字20

2.3数控加工工艺设计25

2.3.1数控加工工艺内容选择25

2.3.2数控加工工艺性分析26

2.3.3数控加工工艺路线设计28

2.3.4数控加工工序设计29

2.3.5数控加工专用技术文件的编写33

2.4数控编程的数值计算35

2.4.1基点坐标的计算35

2.4.2节点坐标的计算35

2.4.3程序编制中的误差37

2.5数控编程基本指令39

思考题与习题48

第3章 插补原理、刀具补偿与速度控制49

3.1插补概念49

3.2逐点比较法50

3.2.1逐点比较法直线插补50

3.2.2逐点比较法圆弧插补53

3.2.3逐点比较法的速度分析56

3.3数字积分法57

3.3.1数字积分法的基本原理57

3.3.2 DDA直线插补58

3.3.3 DDA圆弧插补61

3.3.4改进DDA插补质量的措施64

3.3.5多坐标DDA直线插补65

3.4比较积分法66

3.4.1比较积分法直线插补66

3.4.2比较积分法圆弧插补67

3.4.3比较积分插补的一般算法69

3.5数据采样插补71

3.5.1数据采样插补基本原理71

3.5.2时间分割法73

3.6刀具半径补偿74

3.6.1刀具补偿的基本概念74

3.6.2刀具半径补偿计算76

3.6.3 C功能刀具半径补偿计算77

3.7进给速度与加减速控制81

3.7.1脉冲增量插补法的进给速度控制82

3.7.2数据采样插补算法的进给速度控制83

思考题与习题88

第4章 计算机数控系统90

4.1概述90

4.1.1 CNC系统组成90

4.1.2 CNC系统工作过程90

4.1.3 CNC系统功能92

4.2 CNC装置硬件结构94

4.2.1大板式结构和功能模块式结构94

4.2.2单微处理器结构和多微处理器结构95

4.2.3专用型结构和个人计算机型结构100

4.2.4按开放式程度划分的CNC装置结构101

4.3 CNC装置软件结构107

4.3.1 CNC系统软硬件功能划分107

4.3.2 CNC软件结构特点108

4.3.3 CNC软件结构模式110

4.4 CNC系统的可编程控制器116

4.4.1 PLC组成117

4.4.2数控机床用PLC118

4.4.3 PLC工作方式121

4.4.4 PLC编程系统122

4.4.5数控机床PLC程序设计步骤127

4.5 CNC装置的输入／输出和通信接口128

4.5.1 CNC装置的输入／输出接口128

4.5.2 CNC装置的数据通信接口130

4.6典型CNC装置及开放式数控系统133

4.6.1典型CNC装置133

4.6.2开放式数控系统135

思考题与习题136

第5章 数控检测装置138

5.1概述138

5.1.1数控检测装置作用及基本要求138

5.1.2数控检测装置分类138

5.2旋转变压器140

5.2.1旋转变压器结构和工作原理140

5.2.2旋转变压器应用141

5.3感应同步器142

5.3.1感应同步器结构和工作原理142

5.3.2感应同步器应用144

5.4光栅145

5.4.1光栅结构和工作原理146

5.4.2光栅辨向原理147

5.4.3光栅位移一数字变换电路148

5.5磁栅150

5.5.1磁栅结构和工作原理150

5.5.2磁栅应用151

5.6光电脉冲编码器152

5.6.1光电脉冲编码器结构和工作原理152

5.6.2光电脉冲编码器应用155

思考题与习题157

第6章 数控机床伺服驱动系统158

6.1概述158

6.1.1数控机床伺服系统基本要求158

6.1.2数控机床伺服系统组成159

6.1.3数控机床伺服系统分类160

6.2步进伺服系统162

6.2.1步进电动机162

6.2.2驱动控制线路166

6.2.3提高步进伺服系统精度的措施172

6.3直流伺服系统174

6.3.1直流伺服电动机175

6.3.2直流伺服电动机的速度控制单元179

6.4交流伺服系统183

6.4.1交流伺服电动机183

6.4.2交流伺服电动机的速度控制单元184

6.5位置控制185

6.5.1鉴相式伺服系统185

6.5.2鉴幅式伺服系统190

6.5.3脉冲比较式伺服系统196

6.5.4 CNC数字伺服系统198

6.6主轴驱动199

6.6.1直流主轴电动机及其速度控制199

6.6.2交流主轴电动机及其速度控制201

6.7直线电动机204

6.7.1直线电动机204

6.7.2直线电动机直接驱动205

思考题与习题207

第7章 数控机床机械结构208

7.1概述208

7.1.1数控机床机械结构组成208

7.1.2数控机床机械结构特点208

7.2数控机床总体布局210

7.2.1数控车床布局210

7.2.2加工中心布局211

7.2.3高速数控机床布局213

7.3数控机床主传动系统214

7.3.1数控机床主传动系统基本要求214

7.3.2数控机床主传动配置方式215

7.3.3主轴组件219

7.4数控机床进给传动系统226

7.4.1对数控机床进给系统机械结构的要求226

7.4.2数控机床进给系统传动方式226

7.4.3滚珠丝杆螺母副227

7.4.4齿轮传动间隙的消除装置233

7.4.5数控机床导轨235

7.5数控机床的自动换刀装置239

7.5.1数控车床换刀装置239

7.5.2加工中心换刀装置240

7.6数控回转工作台248

7.6.1分度工作台249

7.6.2数控回转工作台250

思考题与习题253

参考文献254