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第1章 绪论1

1.1 数控简介1

1.1.1 数字控制的基本概念2

1.1.2 数控机床的组成2

1.1.3 数控机床的工作过程4

1.1.4 数控机床的精度6

1.2 机床数控系统的分类6

1.2.1 按机床的运动轨迹分类6

1.2.2 按伺服系统的控制方式分类7

1.2.3 按数控系统功能水平分类9

1.3 数控系统的发展10

1.3.1 国内外数控系统的发展概况10

1.3.2 数控系统的发展趋势12

习题15

第2章 数控系统原理16

2.1 插补原理16

2.1.1 逐点比较法插补17

2.1.2 数字积分法插补22

2.1.3 数据采样插补法29

2.2 刀具补偿原理31

2.2.1 刀具长度补偿32

2.2.2 刀具半径补偿32

习题40

第3章 微型计算机数控装置41

3.1 概述41

3.1.1 CNC装置的工作原理42

3.1.2 CNC装置的功能与特点44

3.2 微型计算机数控系统的组成46

3.2.1 微型计算机数控系统硬件综述46

3.2.2 数控装置硬件结构类型48

3.3 数控系统的输入／输出接口及通信54

3.3.1 数控装置的显示功能54

3.3.2 数控系统的I/O接口54

3.3.3 数控系统通信接口技术55

3.4 PLC在数控系统中的应用56

3.4.1 内置型PLC56

3.4.2 独立型PLC57

3.4.3 M、S、T功能的实现58

3.4.4 数控机床PLC的配置方式60

3.4.5 PLC用户控制程序的编程方法61

3.5 数控系统的软件结构62

3.5.1 概述62

3.5.2 零件程序的输入65

3.5.3 数据处理程序66

3.5.4 插补软件66

3.5.5 位置控制软件67

3.5.6 系统故障诊断软件71

习题73

第4章 位置检测装置74

4.1 检测装置的要求与分类74

4.1.1 检测装置的要求74

4.1.2 检测装置的分类75

4.2 常用检测部件及电路77

4.2.1 感应同步器77

4.2.2 磁栅80

4.2.3 旋转变压器84

4.2.4 光栅87

4.2.5 脉冲编码器91

4.2.6 双频激光干涉仪95

习题100

第5章 伺服系统101

5.1 概述101

5.1.1 伺服系统的概念101

5.1.2 伺服系统的特点和要求102

5.1.3 伺服系统的分类103

5.2 步进电动机107

5.2.1 简述107

5.2.2 反应式步进电动机的结构108

5.2.3 步进电动机的工作原理109

5.2.4 步进电动机的主要特性110

5.2.5 步进电动机的驱动控制112

5.3 伺服系统的速度和位置控制113

5.3.1 伺服系统的速度控制113

5.3.2 伺服系统的位置控制119

5.4 主轴驱动的速度控制及定向控制122

5.4.1 直流主轴驱动系统的速度控制123

5.4.2 交流主轴驱动系统的速度控制124

5.4.3 主轴定向控制126

习题129

第6章 数控机床的机械结构131

6.1 数控机床结构的特点及基本要求131

6.1.1 数控机床机械结构的特点131

6.1.2 数控机床对机械结构的基本要求133

6.2 数控机床的主传动机构134

6.2.1 数控机床的主传动形式134

6.2.2 主轴部件结构136

6.3 数控机床的进给传动机构140

6.3.1 滚珠螺纹杆螺母副140

6.3.2 进给传动系统的典型结构144

6.3.3 数控机床的导轨148

6.4 数控机床的自动换刀机构150

6.4.1 刀库及选刀方式150

6.4.2 刀具交换装置154

6.5 数控机床的辅助装置159

6.5.1 液压卡盘和尾座160

6.5.2 回转工作台161

习题163

第7章 开放式数控系统和STEP-NC简介164

7.1 开放式数控系统概述164

7.1.1 开放式数控系统产生的历史背景164

7.1.2 开放式数控系统的特征165

7.1.3 国内外开放式数控系统的发展概况166

7.2 STEP-NC概述169

7.2.1 ISO 6983与ISO 14649的比较170

7.2.2 STEP-NC的数据模型171

7.2.3 基于STEP-NC的数据程序结构171

7.2.4 STEP-NC为CNC提供的发展空间172

7.2.5 STEP-NC编程实例173

习题174

第8章 数控编程与工艺基础175

8.1 概述175

8.1.1 数控编程的基本概念175

8.1.2 数控编程的步骤176

8.1.3 数控编程的方法177

8.2 数控机床的坐标系178

8.2.1 数控机床的坐标系178

8.2.2 坐标轴的运动方向178

8.2.3 机床坐标系与工件坐标系181

8.2.4 绝对坐标系与相对坐标系181

8.3 数控加工程序编制基础181

8.3.1 数控加工程序的基本格式181

8.3.2 准备性工艺指令183

8.3.3 辅助性工艺指令185

8.3.4 其他常用功能指令186

8.4 数控车床编程及应用187

8.4.1 单一固定循环指令187

8.4.2 复合固定循环指令190

8.4.3 螺纹切削复合循环指令195

8.4.4 子程序的应用196

8.5 数控铣床编程及应用198

8.5.1 刀具补偿功能指令198

8.5.2 孔加工固定循环指令202

8.5.3 工件零点偏置的应用206

8.5.4 其他指令的应用207

8.6 数控加工的工艺基础210

8.6.1 概述210

8.6.2 数控加工工艺分析211

8.6.3 数控加工的工艺路线设计212

8.6.4 数控加工工序设计213

8.6.5 工艺文件编制219

习题227

主要参考文献229