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前言1

第1章 概述1

1．1数字控制和数控机床1

1．1．1数控与计算机数控1

1．1．2数控机床的加工特点2

1．1．3数控机床的使用特点3

1．2数控机床的组成和工作原理4

1．3数控机床的分类6

1．3．1按加工工艺方法分类6

1．3．2按控制运动轨迹分类7

1．3．3按驱动装置的特点分类8

1．3．4按功能水平分类10

1．4数控机床的发展趋势11

复习思考题15

第2章 数控机床的机械结构16

2．1概述16

2．2数控机床的主传动系统17

2．2．1数控机床主传动系统的特点17

2．2．2数控机床主轴变速方式18

2．2．3主轴组件18

2．2．4主轴组件的润滑与密封20

2．2．5主轴的准停21

2．3数控机床的进给运动系统21

2．3．1概述21

2．3．2电机与丝杠之间的联接22

2．3．3滚珠丝杠螺母副23

2．3．4进给系统传动间隙的补偿机构27

2．4回转工作台与导轨29

2．4．1回转工作台29

2．4．2导轨32

2．5数控机床的自动换刀装置34

2．5．1自动换刀装置的形式34

2．5．2刀库39

2．5．3刀具系统及刀具选择41

复习思考题50

第3章 数控机床加工程序的编制52

3．1数控编程基础52

3．1．1数控编程的概念52

3．1．2数控编程的内容和步骤52

3．1．3数控编程的方法55

3．1．4程序的结构与格式56

3．1．5数控机床坐标轴和运动方向58

3．1．6数控系统的准备功能和辅助功能61

3．2数控编程中的数值计算65

3．2．1基点与节点65

3．2．2坐标值计算的方法66

3．2．3坐标值计算的基本环节67

3．2．4坐标值的常用计算方法68

3．2．5基点坐标的计算69

3．2．6非圆曲线节点坐标的计算69

3．3数控加工手工编程70

3．3．1数控手工编程的工艺处理70

3．3．2常用基本指令77

3．3．3程序编制举例85

3．4数控自动编程91

3．4．1自动编程概述91

3．4．2自动编程的现状和发展93

复习思考题95

第4章 数控系统的加工控制原理97

4．1数控装置的工作过程97

4．2 CNC装置的插补原理98

4．2．1概述98

4．2．2逐点比较法直线插补99

4．2．3圆弧插补计算原理103

4．3刀具半径补偿原理110

4．3．1概述110

4．3．2刀具半径补偿的工作过程和常用方法111

4．3．3程序段间转接情况分析112

4．3．4刀具半径补偿的实例114

4．3．5加工过程中的过切判别原理115

复习思考题116

第5章 计算机数控系统（CNC系统）118

5．1概述118

5．1．1 CNC系统的组成118

5．1．2 CNC系统的功能和一般工作过程119

5．2 CNC系统的硬件结构123

5．2．1 CNC系统的硬件构成特点123

5．2．2单CPU结构CNC系统124

5．2．3多CPU结构CNC系统125

5．3 CNC系统的软件结构127

5．3．1 CNC装置软、硬件的界面127

5．3．2 CNC系统控制软件的结构特点128

5．3．3常规CNC系统的软件结构131

5．4 CNC系统的输入输出与通信功能136

5．4．1 CNC装置的输入输出和通信要求136

5．4．2 CNC系统常用外设及接口137

5．5开放式数控系统的结构及其特点151

5．5．1开放式数控系统概述151

5．5．2开放式数控系统主要特点153

5．5．3基于Linux的开放式结构数控系统154

复习思考题156

第6章 数控机床用可编程控制器158

6．1概述158

6．1．1 PLC的产生与发展158

6．1．2 PLC的基本功能159

6．1．3 PLC的基本结构160

6．1．4 PLC的规模和几种常用名称162

6．2数控机床用PLC163

6．2．1两类数控机床用PLC163

6．2．2 PLC的工作过程165

6．3典型PLC指令系统166

6．3．1基本指令167

6．3．2功能指令168

6．4数控机床PLC程序设计及调试178

6．4．1数控机床的控制对象及接口信号178

6．4．2梯形图工作原理183

6．4．3数控机床PLC程序的设计和调试184

复习思考题188

第7章 数控机床伺服驱动系统189

7．1伺服驱动系统概述189

7．2伺服电动机及调速190

7．2．1概述190

7．2．2步进电动机190

7．2．3直流伺服电动机及调速系统192

7．2．4交流伺服电动机及其调速195

7．3位置检测装置197

7．3．1概述197

7．3．2旋转变压器199

7．3．3感应同步器201

7．3．4光栅202

7．3．5磁尺204

7．3．6脉冲编码器205

7．4典型进给伺服系统206

7．4．1概述206

7．4．2开环进给伺服系统206

7．4．3脉冲比较进给伺服系统207

7．4．4全数字进给伺服系统208

7．5伺服系统的特性对数控机床加工精度的影响208

7．5．1速度误差对加工精度的影响209

7．5．2伺服系统的响应特性对加工拐角的影响211

复习思考题211

第8章 典型数控系统介绍213

8．1数字控制和数控机床213

8．2 FANUC数控系统介绍213

8．2．1 FANUC数控系统的发展历史213

8．2．2常见FANUC数控系统215

8．2．3 FANUC系统功能特点218

8．3西门子数控系统220

8．3．1西门子系统简介220

8．3．2西门子数控系统的基本构成222

8．3．3 SINUMERIK 810D、840D参数体系及参数的调整226

8．4华中数控系统228

8．4．1华中数控系统产品类型229

8．4．2华中世纪星系列数控系统概述229

8．4．3世纪星系列数控系统230

8．4．4华中世纪星系列数控系统的开放性232

8．4．5华中世纪星系列数控系统网络联接解决方案232

8．4．6华中数控系统产品型号233

8．4．7华中数控系统的总体联接233

8．5数控系统应用235

8．5．1应用概述235

8．5．2华中系统CJK6032数控车床235

复习思考题238

参考文献239