目 錄
第1章 數控技術概述 1
1.1 機床數控技術的基本概念 1
1.2 數控機床的組成及工作原理 2
1.2.1 數控機床的組成 2
1.2.2 數控機床的工作原理 4
1.3 數控機床的分類 5
1.3.1 按功能用途分類 5
1.3.2 按運動軌跡分類 6
1.3.3 按伺服系統(tǒng)的控制原理分類 7
1.3.4 按數控系統(tǒng)的功能水平分類 8
1.4 數控加工的特點及應用范圍 9
1.4.1 數控機床的特點 9
1.4.2 數控機床的應用 10
1.5 數控機床的產生與發(fā)展趨勢 11
1.5.1 數控機床的發(fā)展概況 11
1.5.2 數控機床的發(fā)展趨勢 12
思考題與習題 17
第2章 數控加工程序的編制 18
2.1 概述 18
2.2 數控加工工藝基礎 20
2.2.1 數控加工零件的選擇 20
2.2.2 數控加工零件的工藝性分析 21
2.2.3 加工方法的選擇與加工方案
的確定 23
2.2.4 數控加工工序與工步的劃分 25
2.2.5 數控機床的刀具 26
2.2.6 數控加工工序的設計 28
2.2.7 數控加工工藝文件的編制 34
2.3 數控程序編制基礎 35
2.3.1 數控編程的方法 35
2.3.2 數控機床坐標系 35
2.3.3 加工程序結構與格式 39
2.4 程序編制中的數值計算 40
2.4.1 基點坐標的計算 40
2.4.2 非圓曲線節(jié)點坐標的計算 40
2.4.3 列表曲線型值點坐標的計算 44
2.4.4 刀位點軌跡的計算 45
2.4.5 輔助計算 45
2.5 數控車削加工程序編制 46
2.5.1 數控車床編程特點與坐標系 46
2.5.2 數控車床常用編程指令 47
2.5.3 螺紋加工指令G32、G92、
G76 54
2.5.4 車削固定循環(huán)功能 57
2.5.5 數控車削加工編程實例 61
2.6 數控銑削和加工中心加工
程序編制 64
2.6.1 數控銑床及加工中心編程
特點與坐標系 64
2.6.2 數控銑床及加工中心常用
編程指令 67
2.6.3 數控銑床及加工中心固定
循環(huán)指令 72
2.6.4 數控銑床及加工中心編程
實例 80
2.7 自動編程簡介 85
2.7.1 概述 85
2.7.2 主要CAD/CAM系統(tǒng) 85
2.7.3 自動編程實例 87
思考題與習題 93
第3章 數控插補原理與刀具補償原理 96
3.1 概述 96
3.1.1 基準脈沖插補 97
3.1.2 數據采樣插補 97
3.2 基準脈沖插補 98
3.2.1 逐點比較法插補 98
3.2.2 數字積分法插補 103
3.3 數字采樣插補 110
3.3.1 直線插補 110
3.3.2 圓弧插補 111
3.4 數控裝置進給速度控制 114
3.4.1 進給速度控制 114
3.4.2 加減速度控制 115
3.5 刀具補償原理 120
3.5.1 刀具半徑補償計算 121
3.5.2 C功能刀具半徑補償計算 122
思考題與習題 124
第4章 計算機數控裝置 125
4.1 概述 125
4.1.1 CNC系統(tǒng)的組成 126
4.1.2 CNC系統(tǒng)的功能和
一般工作過程 126
4.2 CNC裝置的硬件結構 130
4.2.1 單CPU系統(tǒng)的硬件結構 131
4.2.2 多CPU系統(tǒng)的硬件結構 132
4.2.3 開放式CNC系統(tǒng) 133
4.3 CNC裝置的軟件結構 138
4.3.1 CNC軟件結構特點 139
4.3.2 CNC軟件結構模式 142
4.4 可編程機床控制器PMC 147
4.4.1 PLC的概述 147
4.4.2 PLC在數控機床上的應用 152
思考題與習題 159
第5章 位置檢測裝置 160
5.1 概述 160
5.1.1 位置檢測裝置的作用及要求 160
5.1.2 位置檢測裝置的分類 161
5.2 光柵 162
5.2.1 光柵的結構及特點 162
5.2.2 光柵的工作原理 163
5.2.3 光柵位移-數字變換電路 164
5.3 脈沖編碼器 165
5.3.1 增量式脈沖編碼器 166
5.3.2 絕對值式脈沖編碼器 167
5.4 感應同步器 168
5.4.1 感應同步器的結構和
工作原理 168
5.4.2 感應同步器的應用 170

5.4.3 感應同步器檢測裝
置的優(yōu)點 171
5.5 旋轉變壓器 171
5.5.1 旋轉變壓器的結構和
工作原理 171
5.5.2 旋轉變壓器的應用 173
5.5.3 旋轉變壓器的主要參數 174
思考題與習題 174
第6章 數控機床的伺服系統(tǒng) 175
6.1 概述 175
6.1.1 伺服系統(tǒng)的概念 175
6.1.2 數控機床對伺服系統(tǒng)
的要求 176
6.1.3 伺服系統(tǒng)的分類 178
6.1.4 伺服系統(tǒng)的發(fā)展 180
6.2 主軸伺服系統(tǒng) 182
6.2.1 基本要求 182
6.2.2 工作原理 183
6.2.3 主軸分段無級變速 185
6.2.4 主軸準停 186
6.3 步進電動機伺服系統(tǒng) 191
6.3.1 步進電動機組成及其
工作原理 191
6.3.2 步進電動機的特性及選擇 194
6.3.3 步進電動機的控制線路 196
6.4 直流伺服電動機伺服系統(tǒng) 198
6.4.1 直流伺服電動機及工作特性 198
6.4.2 直流伺服電動機的速度控制
方法 202
6.5 交流伺服電動機伺服系統(tǒng) 206
6.5.1 交流伺服電動機的分類及
特點 206
6.5.2 交流伺服電動機的結構及
工作原理 207
6.5.3 交流伺服電動機的主要
特性參數 209
6.5.4 交流伺服電動機的調速方法 210

6.6 直線電動機傳動 210
6.6.1 直線電動機的工作原理 210
6.6.2 直線電動機的結構形式 211
6.6.3 直線電動機的特點 211
思考題與習題 212
第7章 數控機床的機械結構 213
7.1 概述 214
7.1.1 數控機床機械結構的組成 214
7.1.2 數控機床機械結構的特點 214
7.1.3 數控機床對機械結構的要求 216
7.2 數控機床整體布局 217
7.2.1 數控車床的布局 218
7.2.2 數控銑床的布局 219
7.2.3 加工中心的布局 220
7.3 數控機床的主傳動系統(tǒng) 223
7.3.1 數控機床對主傳動系統(tǒng)的
要求 223
7.3.2 數控機床主傳動系統(tǒng)的
類型 224
7.3.3 主軸部件 227
7.3.4 主軸潤滑與密封 237
7.4 數控機床的進給傳動系統(tǒng) 238
7.4.1 數控機床進給傳動系統(tǒng)的
要求 239
7.4.2 數控機床進給傳動系統(tǒng)的
形式 239
7.4.3 滾珠絲杠螺母副 240
7.5 數控機床的導軌 246
7.5.1 數控機床對導軌的要求 246
7.5.2 數控機床導軌形狀和
組合形式 247
7.5.3 數控機床常用導軌 249
7.5.4 機床導軌的使用及防護 254
7.5.5 齒輪間隙的調整 256
7.6 數控機床回轉工作臺 258
7.6.1 數控回轉工作臺 258
7.6.2 分度工作臺 261
7.7 數控機床的自動換刀系統(tǒng) 264
7.7.1 數控車床的自動換刀裝置 264
7.7.2 數控加工中心自動換刀裝置 268
7.7.3 刀具選擇方式 276
7.8 數控機床液壓與氣動裝置 279
7.8.1 數控機床液壓及氣壓
傳動特點 279
7.8.2 數控機床液壓及氣壓
傳動的歷史 280
7.8.3 數控機床液壓及氣壓
執(zhí)行裝置 280
7.8.4 液壓與氣壓傳動系統(tǒng)在
數控機床上的應用 281
思考題與習題 283
第8章 數控機床與先進制造技術 285
8.1 概述 285
8.1.1 概念 285
8.1.2 先進制造技術的特征 286
8.1.3 先進制造技術的體系
結構和分類 287
8.2 直接數字控制（DNC） 289
8.2.1 DNC技術的原理 289
8.2.2 DNC系統(tǒng)的組成 290
8.2.3 DNC系統(tǒng)的控制結構 291
8.3 柔性制造系統(tǒng) 294
8.3.1 柔性制造技術概述 294
8.3.2 柔性制造系統(tǒng)的定義
和特征 294
8.3.3 柔性制造系統(tǒng)的組成 295
8.3.4 柔性制造系統(tǒng)的類型和
適應范圍 296
8.3.5 FMS的工作過程 297
8.3.6 FMS的實例 297
8.3.7 FMS的效益 298
8.4 計算機集成制造系統(tǒng)
（CIMS） 299
8.4.1 CIMS的產生與發(fā)展 299
8.4.2 CIMS的基本組成與
體系結構 301
8.4.3 CIMS中的先進制造模式 303
8.4.4 CIMS的發(fā)展趨勢 319
8.5 快速成形簡介 320
8.5.1 快速成形技術產生的背景 320
8.5.2 快速成形技術的基本原理 320
8.5.3 快速成形技術的特點 321
8.5.4 快速成形技術的類型 321
8.5.5 快速成形技術的應用 322
8.5.6 快速成形技術的發(fā)展方向 322
思考題與習題 323
參考文獻 324