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第1章 数控机床概论1

1.1 数控技术的概念1

1.1.1 数控机床的诞生1

1.1.2 数控机床的发展历程2

1.1.3 我国数控机床的发展历程2

1.2 数控机床的组成及分类3

1.2.1 数控机床的基本组成3

1.2.2 数控机床的分类5

1.3 数控机床的工作原理9

1.4 数控机床的特点及应用范围10

1.4.1 数控机床的特点10

1.4.2 数控机床的应用范围11

1.5 数控机床的发展趋势12

第2章 数控加工编程16

2.1 数控编程基础16

2.1.1 数控机床的坐标系统16

2.1.2 数控加工程序格式及编制代码19

2.2 数控编程中的数值计算24

2.2.1 基点与节点24

2.2.2 坐标值计算的方法25

2.2.3 坐标值计算的基本环节25

2.2.4 坐标值的常用计算方法27

2.2.5 基点坐标的计算28

2.2.6 非圆曲线节点坐标的计算28

2.3 数控加工的工艺特点29

2.3.1 数控加工工艺的基本特点29

2.3.2 数控加工工艺的主要内容30

2.3.3 数控加工零件的选定30

2.3.4 加工工序的划分31

2.3.5 工件的安装与夹具的选择31

2.3.6 对刀点与换刀点的确定32

2.3.7 工艺加工路线的确定33

2.3.8 刀具与切削用量的选择37

2.3.9 数控加工的工艺文件42

2.4 数控自动编程44

2.4.1 自动编程概述44

2.4.2 自动编程的现状和发展46

第3章 计算机数控系统50

3.1 计算机数控系统的基本概念50

3.1.1 CNC系统的组成及其工作过程50

3.1.2 CNC系统的数据转换流程53

3.1.3 CNC系统的特点56

3.1.4 CNC系统可实现的功能57

3.2 CNC系统的硬件结构58

3.2.1 单微处理器结构59

3.2.2 多微处理器CNC系统结构59

3.2.3 开放式CNC系统62

3.3 CNC系统的软件结构64

3.3.1 CNC系统软件概述64

3.3.2 CNC系统软件的结构特点65

3.3.3 CNC系统软件的结构66

3.4 数控系统的插补原理70

3.4.1 概述70

3.4.2 逐点比较法插补71

3.4.3 数字积分法插补78

3.4.4 时间分割法插补84

3.5 数控系统的数据处理85

3.5.1 数控系统的译码85

3.5.2 刀具半径补偿86

3.5.3 加减速控制89

3.5.4 误差补偿90

第4章 数控机床的位置检测装置91

4.1 光栅91

4.1.1 概述91

4.1.2 光栅的结构与工作原理92

4.1.3 光栅位移的数字转换系统96

4.2 旋转变压器96

4.2.1 旋转变压器的结构97

4.2.2 旋转变压器的工作原理98

4.2.3 旋转变压器工作方式99

4.2.4 旋转变压器的应用100

4.3 感应同步器100

4.3.1 工作原理100

4.3.2 感应同步器的工作方式102

4.4 磁栅103

4.4.1 磁栅的组成部分104

4.4.2 磁栅的工作原理105

4.5 旋转编码器107

4.5.1 增量式旋转编码器107

4.5.2 绝对式旋转编码器109

4.5.3 旋转编码器在数控机床中的应用112

第5章 数控机床的伺服系统115

5.1 伺服驱动系统概述115

5.2 伺服电动机及调速116

5.2.1 概述116

5.2.2 步进电动机116

5.2.3 直流伺服电动机及调速系统118

5.2.4 交流伺服电动机及其调速121

5.3 典型进给伺服系统124

5.3.1 概述124

5.3.2 开环进给伺服系统124

5.3.3 脉冲比较进给伺服系统125

5.3.4 全数字进给伺服系统126

5.4 伺服系统的特性对数控机床加工精度的影响127

5.4.1 速度误差对加工精度的影响127

5.4.2 伺服系统的响应特性对加工拐角的影响130

第6章 数控机床的机械结构132

6.1 概述132

6.1.1 数控机床机械结构的主要组成132

6.1.2 数控机床机械结构特点及要求132

6.2 数控机床的主传动系统及部件134

6.2.1 主轴变速方式134

6.2.2 主轴部件135

6.3 数控机床的进给传动系统139

6.3.1 齿轮传动装置140

6.3.2 滚珠丝杠螺母副142

6.3.3 导轨145

6.4 自动换刀装置147

6.4.1 自动换刀装置的形式147

6.4.2 刀库148

第7章 数控机床使用基础150

7.1 数控机床安装与调试150

7.1.1 机床的基础处理和落位150

7.1.2 数控机床部件组装150

7.1.3 数控系统连接152

7.2 数控机床的验收153

7.2.1 机床外观的检查154

7.2.2 机床性能与数控功能的验收154

7.2.3 数控机床的试运行154

7.2.4 机床精度的验收155

7.3 数控机床操作基础160

7.3.1 数控机床的使用要点160

7.3.2 数控系统（铣床）操作面板介绍165

7.3.3 数控系统（车床）操作面板介绍170

7.4 数控机床维修概述170

7.4.1 数控机床维修的必要性170

7.4.2 数控机床维修人员的基本要求171

7.4.3 数控机床维修安全规程171

7.5 数控机床常规维护172

7.5.1 概述172

7.5.2 数控机床日常维护172

第8章 数控机床常见故障诊断及排除175

8.1 数控机床故障维修175

8.1.1 故障调查内容175

8.1.2 故障诊断176

8.2 主传动链故障诊断及排除180

8.2.1 主传动链的维护180

8.2.2 主传动链的故障诊断181

8.3 滚珠丝杠副故障诊断及排除182

8.3.1 滚珠丝杠副的维护182

8.3.2 滚珠丝杠副的故障诊断182

8.4 导轨副故障诊断及排除183

8.4.1 导轨副的维护183

8.4.2 导轨副的故障诊断184

8.5 其他外围机械故障诊断及排除184