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第1章 绪论1

1.1概述1

1.1.1数控技术的几个概念1

1.1.2数控技术的组成1

1.2数控机床的工作原理与组成2

1.2.1数控机床的工作原理2

1.2.2数控机床的组成3

1.3数控机床的分类4

1.3.1按控制系统的特点分类4

1.3.2按伺服系统控制方式的分类5

1.3.3按工艺用途的分类6

1.3.4按数控系统功能水平的分类7

1.4数控机床的特点7

1.5数控技术的发展历史与发展趋势8

1.5.1数控机床的发展历史8

1.5.2数控系统的发展10

1.5.3数控技术的发展趋势13

本章小结16

复习题17

第2章 计算机数控装置18

2.1概述18

2.1.1 CNC系统的组成18

2.1.2 CNC装置的组成与工作原理18

2.1.3 CNC装置的主要功能20

2.1.4 CNC装置的主要特点22

2.1.5 CNC装置的分类23

2.2 CNC装置的硬件结构24

2.2.1 CNC装置硬件结构的组成25

2.2.2 CNC装置硬件结构的类型25

2.3 CNC装置的软件结构28

2.3.1 CNC装置软件的组成28

2.3.2 CNC装置软件的特点29

2.3.3 CNC装置软件的工作过程32

2.4 CNC装置的刀具补偿34

2.4.1概述34

2.4.2 B功能刀具半径补偿35

2.4.3 C功能刀具半径补偿36

2.5进给速度处理和加减速控制41

2.5.1开环CNC系统的进给速度及加减速控制41

2.5.2闭环（或半闭环）CNC系统的加减速控制43

2.6插补原理47

2.6.1概述47

2.6.2基准脉冲插补法48

2.6.3数据采样插补法64

2.7 CNC装置的接口70

2.7.1概述70

2.7.2键盘及显示器70

2.7.3机床开关及其接口71

2.7.4串行通信及接口72

2.7.5数控系统通信的DNC通信接口75

2.7.6网络通信接口78

2.8数控机床用可编程控制器（PLC）79

2.8.1概述79

2.8.2数控机床中PLC实现的功能80

2.8.3 PLC与CNC机床的关系80

2.8.4 M、S、T功能的实现82

2.9开放式数控体系结构84

2.9.1概述84

2.9.2开放式数控系统的定义及其基本特征85

2.9.3开放式数控系统的模式87

2.9.4开放式数控系统的结构88

2.9.5开放式数控系统面临的问题及发展趋势90

本章小结92

复习题93

第3章 进给伺服系统95

3.1概述95

3.1.1数控机床进给伺服系统的发展情况95

3.1.2数控机床进给伺服系统的基本组成96

3.1.3数控机床对进给伺服系统的基本要求97

3.1.4数控机床伺服系统的分类98

3.1.5数控机床伺服系统的发展趋势100

3.2检测装置102

3.2.1概述102

3.2.2旋转变压器103

3.2.3感应同步器106

3.2.4计量光栅108

3.2.5编码器110

3.3步进式伺服系统113

3.3.1反应式步进电机的结构及工作原理113

3.3.2步进电机的选择115

3.3.3步进式伺服系统的工作原理116

3.4直流伺服电机及其速度控制117

3.4.1直流电机的工作原理117

3.4.2直流伺服电机的机械特性118

3.4.3直流伺服电机的调速原理与方法119

3.4.4直流伺服电机速度控制单元的调速控制方式121

3.5交流伺服电机及其速度控制123

3.5.1交流伺服电机的分类123

3.5.2永磁式交流伺服电机的工作原理124

3.5.3永磁同步伺服电机的性能124

3.5.4交流伺服电机的调速原理125

3.5.5交流伺服电机的速度控制单元125

3.5.6交流伺服电机的矢量控制调速127

3.6位置控制系统133

3.6.1相位比较伺服系统133

3.6.2幅值比较伺服系统134

3.6.3数字比较伺服系统135

3.7全数字控制伺服系统136

3.7.1伺服系统的三种基本控制方式136

3.7.2全数字控制伺服系统的特点137

3.7.3前馈控制简介137

3.7.4全数字伺服系统举例138

本章小结140

复习题141

第4章 数控编程基础142

4.1数控编程的概述142

4.1.1数控程序142

4.1.2坐标系统144

4.1.3数控编程的内容148

4.1.4数控编程的步骤148

4.2数控加工工艺分析150

4.2.1数控加工工艺的基本特点150

4.2.2数控加工工艺的主要内容150

4.2.3合理选用数控机床150

4.2.4数控加工零件工艺性分析151

4.2.5加工方法的选择与加工方案的确定152

4.2.6工序与工步的划分153

4.2.7零件的安装与夹具的选择155

4.2.8对刀点与换刀点的确定155

4.2.9切削刀具的选择与切削用量的确定156

4.2.10加工路线的确定159

4.2.11数控编程误差及其控制161

4.3数控刀具162

4.3.1数控加工对刀具的要求162

4.3.2数控刀具的特点163

4.3.3数控刀具的分类164

4.3.4数控刀具材料165

4.3.5数控车床刀具167

4.3.6数控铣床刀具178

4.4数控编程中的指令代码185

4.4.1准备功能字（G代码）185

4.4.2辅助功能字（M代码）189

4.4.3进给功能字（F代码)190

4.4.4主轴功能字（S代码)190

4.4.5刀具功能字（T代码）190

4.4.6刀具偏置字（D、H代码）191

本章小结191

复习题193

第5章 数控编程技术195

5.1数控车床编程195

5.1.1数控车床车削加工编程的特点195

5.1.2数控车床编程基础195

5.1.3数控车床编程坐标系统的确定196

5.1.4插补功能200

5.1.5螺纹切削指令（G32）201

5.1.6刀尖圆弧半径补偿202

5.1.7数控车床车削固定循环编程指令203

5.1.8车削加工编程举例216

5.2数控铣床和加工中心编程224

5.2.1数控铣床和加工中心编程特点224

5.2.2点位－直线控制系统编程225

5.2.3固定循环方式加工孔编程举例232

5.2.4子程序233

5.3轮廓控制系统编程236

5.3.1轮廓控制系统概述236

5.3.2轮廓控制系统的数学处理236

5.3.3直线－圆弧轮廓零件编程237

5.3.4数控铣削工件外轮廓编程实例239

5.3.5非圆曲线轮廓零件编程246

5.3.6非圆曲线轮廓零件编程举例253

5.4曲面轮廓加工技术256

5.4.1复杂形状零件的几何建模256

5.4.2复杂形状零件数控加工工艺方案258

5.5数控编程方法259

5.5.1手工编程259

5.5.2自动编程260

5.5.3计算机辅助数控加工编程的一般原理261

5.6 APT语言编程技术概述261

5.6.1 APT语言自动编程的过程261

5.6.2 APT语言系统的系统程序262

5.6.3 APT语言系统的特点264

5.7图形编程技术概述264

5.7.1图形编程的概念、特点及系统组成264

5.7.2图形编程的基本原理265

5.7.3叶轮叶片的数控编程例题266

5.8数控程序的检验与仿真274

5.8.1刀位轨迹仿真法274

5.8.2三维动态切削仿真法276

5.8.3虚拟加工仿真法276

5.9典型软件的数控编程功能简介277

5.9.1 I－DEAS软件277

5.9.2 UG（Unigraphics）软件277

5.9.3 Pro／Engineer软件278

5.9.4 CAXA制造工程师2006279

5.9.5 Cimatron软件281

5.9.6 CATIA软件282

本章小结282

复习题283

参考文献287