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前言1

第1章 数控技术基础1

1．1 数控技术概述1

1．1．1 数控技术的基本概念1

1．1．2 数控系统及其组成3

1．2 数控机床的组成及工作过程4

1．2．1 数控机床的基本组成4

1．2．2 数控机床的工作过程5

1．2．3 数控机床的分类7

1．2．4 数控机床的特点9

1．2．5 数控机床的基本运行方式11

1．3 数控插补原理13

1．3．1 数控插补的分类13

1．3．2 逐点比较法14

1．3．3 数字积分法21

1．3．4 数据采样插补法24

习题30

第2章 数控系统硬软件结构33

2．1 CNC装置的硬件结构33

2．1．1 单微处理器结构和多微处理器结构33

2．1．2 大板式结构和功能模块式结构36

2．1．3 专用型结构和个人计算机结构38

2．1．4 封闭式结构和开放式结构39

2．2 CNC装置的软件结构40

2．2．1 数控系统的软件构成40

2．2．2 CNC装置系统软件的设计思想42

2．2．3 CNC系统控制软件结构模式44

2．3 典型CNC装置46

2．3．1 FANUC数控系统47

2．3．2 西门子数控系统55

2．3．3 三菱数控系统58

2．3．4 NUM数控系统61

2．3．5 FAGOR数控系统63

2．4 典型伺服驱动系统63

2．4．1 伺服驱动的分类63

2．4．2 交流伺服驱动系统65

2．4．3 直线伺服电动机73

2．4．4 交流电主轴76

习题79

第3章 数控机床的机械结构及装置81

3．1 数控机床的主传动系统81

3．1．1 数控机床对主传动系统的要求81

3．1．2 数控机床主传动系统的变速方式82

3．1．3 主轴箱与主轴组件85

3．2 数控机床的进给传动系统91

3．2．1 数控机床对进给传动系统的要求91

3．2．2 进给传动机构92

3．2．3 齿轮传动间隙的消除措施102

3．3 数控车床的自动换刀装置104

3．3．1 回转刀架的类型104

3．3．2 电动回转刀架105

3．3．3 伺服刀架108

3．4 加工中心自动换刀装置109

3．4．1 刀库的类型109

3．4．2 机械手的类型111

3．4．3 无机械手自动换刀113

3．4．4 机械手自动换刀113

3．4．5 凸轮机械手换刀装置115

3．5 数控机床分度装置117

3．5．1 数控转台117

3．5．2 分度工作台118

习题121

第4章 FANUC数控基础编程技术122

4．1 零件加工程序编写的方法122

4．1．1 手工编程122

4．1．2 自动编程122

4．2 程序编写的工艺处理123

4．2．1 数控机床的选择123

4．2．2 数控刀具的选择125

4．2．3 工件的定位与夹紧130

4．2．4 进给路线的确定131

4．2．5 切削用量的确定134

4．3 CNC编程技术基础136

4．3．1 基本编程术语136

4．3．2 程序结构137

4．3．3 数控机床编程坐标及运动方向144

4．3．4 坐标尺寸指令145

4．3．5 参考点148

4．3．6 平面选择151

4．3．7 坐标系152

4．3．8 镜像156

4．3．9 坐标旋转157

4．3．10 比列缩放157

4．3．11 极坐标158

4．4 基本编程指令159

4．4．1 插补指令159

4．4．2 进给指令164

4．4．3 主轴功能指令166

4．4．4 刀具功能指令168

4．4．5 刀具补偿指令177

4．4．6 辅助功能指令179

4．4．7 工作台功能指令180

4．5 固定循环183

4．5．1 车削固定循环183

4．5．2 孔加工固定循环190

4．6 编程实例200

4．6．1 CNC编程中的数学知识200

4．6．2 车削编程实例202

4．6．3 铣削编程实例208

4．7 CNC程序的创建与编辑216

4．7．1 CNC系统的MDI键盘216

4．7．2 CNC程序的创建与编辑218

4．7．3 常见CNC编程与操作错误223

习题237

第5章 FANUC数控高级编程技术244

5．1 概述244

5．2 变量247

5．2．1 变量的类型247

5．2．2 变量的声明248

5．2．3 变量的引用249

5．3 宏程序结构250

5．3．1 宏程序的定义250

5．3．2 宏程序的非模态调用（G65）253

5．3．3 模态调用（G66）255

5．3．4 用G代码调用宏程序256

5．3．5 用M代码调用宏程序257

5．3．6 用M代码调用子程序258

5．3．7 用T代码调用子程序258

5．3．8 中断型用户宏程序258

5．4 宏程序函数260

5．4．1 算术函数261

5．4．2 三角函数263

5．4．3 取整函数263

5．4．4 辅助函数264

5．4．5 逻辑函数265

5．4．6 变换函数266

5．4．7 实际应用266

5．5 宏程序控制指令267

5．5．1 无条件转移指令267

5．5．2 有条件转移指令268

5．5．3 循环指令268

5．5．4 实际应用268

5．6 系统变量270

5．6．1 接口信号270

5．6．2 刀具偏置变量272

5．6．3 工件坐标系零点偏移变量272

5．6．4 报警变量273

5．6．5 定时器变量273

5．6．6 自动运行控制变量274

5．6．7 轴位置变量275

5．6．8 模态数据变量276

5．6．9 其他系统变量277

5．7 外部输出指令278

5．7．1 打开指令278

5．7．2 输出数据指令279

5．7．3 关闭指令280

5．7．4 编程举例280

5．8 用户宏程序A280

5．8．1 用户宏程序A运算和转移指令281

5．8．2 用户宏程序A调用指令282

5．9 宏程序举例282

5．9．1 相似定位销的加工282

5．9．2 圆周孔的加工285

5．9．3 矩形型腔加工宏程序286

5．9．4 圆柱型腔铣削循环288

习题289

第6章 ZD30发动机曲轴CNC加工程序设计295

6．1 ZD30发动机曲轴加工工艺295

6．1．1 ZD30曲轴主要技术要求295

6．1．2 ZD30曲轴主要工艺流程295

6．2 曲轴生产线龙门机械手CNC程序设计298

6．2．1 龙门机械手298

6．2．2 接口信号与宏变量298

6．2．3 机械手CNC程序302

6．3 曲轴车床CNC程序设计308

6．3．1 NST30／100SS双刀架曲轴车床308

6．3．2 刀具配置311

6．3．3 刀具寿命管理程序311

6．3．4 宏变量定义与设定313

6．3．5 曲轴车床加工程序315

6．4 曲轴车拉CNC程序设计344

6．4．1 曲轴车拉工艺344

6．4．2 TBN200曲轴车拉机床346

6．4．3 曲轴车拉刀具配置347

6．4．4 曲轴车拉加工程序349

6．5 曲轴内铣CNC程序设计350

6．5．1 曲轴内铣工艺350

6．5．2 CKM200曲轴内铣机床352

6．5．3 连杆颈内铣宏程序355

6．5．4 连杆颈内铣加工程序360

6．5．5 刀盘紧急返回中心362

6．6 曲轴主轴颈磨床CNC程序设计363

6．6．1 4SPL曲轴主轴颈磨床363

6．6．2 主轴颈磨床测量用接口信号364

6．6．3 主轴颈磨床磨削CNC程序365

6．6．4 主轴颈磨床修整CNC程序380

6．7 曲轴连杆颈磨床CNC程序设计389

6．7．1 5RN曲轴连杆颈磨床389

6．7．2 连杆颈磨床测量用接口信号390

6．7．3 连杆颈磨床磨削CNC程序391

6．7．4 连杆颈磨床修整CNC程序406

参考文献411