目錄
第1章 數(shù)控技術概論 1
1.1　數(shù)控技術的基本概念 1
1.2　機床數(shù)控技術的組成 1
1.2.1　機床本體 1
1.2.2　數(shù)控系統(tǒng) 2
1.2.3　外圍技術 3
1.3　數(shù)控加工零件的過程 4
1.4　數(shù)控機床的特點與分類 5
1.4.1　數(shù)控機床的特點 5
1.4.2　數(shù)控機床的分類 6
1.5　數(shù)控技術的產(chǎn)生與發(fā)展趨勢 9
復習思考題 12
第2章 數(shù)控加工程序編制基礎 13
2.1　概述 13
2.1.1　數(shù)控編程的基本概念 13
2.1.2　數(shù)控編程的內(nèi)容和步驟 13
2.1.3　數(shù)控編程的方法 14
2.1.4　數(shù)控機床坐標系 15
2.1.5　加工程序結構與格式 17
2.2　數(shù)控編程中的常用指令 18
2.2.1　準備功能G代碼 18
2.2.2　輔助功能M代碼 24
2.2.3　F代碼、S代碼、T代碼 27
2.3　數(shù)控編程中的工藝處理 27
2.3.1　數(shù)控加工工藝的特點與內(nèi)容 27
2.3.2　數(shù)控加工零件或加工內(nèi)容的選擇 28
2.3.3　數(shù)控加工工藝性分析 28
2.3.4　數(shù)控加工工藝路線的設計 29
2.3.5　數(shù)控加工工序的詳細設計 30
2.3.6　數(shù)控加工工藝分析案例 40
2.4　高速加工及其工藝處理 44
2.4.1　高速加工概述 44
2.4.2　高速加工中的工藝處理 44
2.5　數(shù)控編程中的數(shù)學處理 47
2.5.1　直線、圓弧類零件的數(shù)學處理 47
2.5.2　非圓曲線節(jié)點坐標計算 47
2.5.3　列表曲線輪廓零件的數(shù)學處理 50
2.5.4　列表曲面輪廓零件的數(shù)學處理 53
復習思考題 54
第3章 數(shù)控加工編程方法 56
3.1　概述 56
3.2　手工編程方法 57
3.2.1　數(shù)控車床編程方法及編程實例 57
3.2.2　數(shù)控銑床編程方法及編程實例 70
3.2.3　數(shù)控線切割機床編程方法及編程實例 75
3.2.4　加工中心編程方法及編程實例 82
3.2.5　車銑復合機床編程方法及編程實例 88
3.2.6　宏程序編程方法及編程實例 94
3.3　自動編程方法 99
3.3.1　自動編程方法概述 99
3.3.2　圖形交互編程的主要過程 99
3.3.3　圖形交互編程實例 100
復習思考題 106
第4章 計算機數(shù)控裝置 109
4.1　概述 109
4.2　計算機數(shù)控裝置的硬件結構 109
4.2.1　單微處理器結構 109
4.2.2　多微處理器結構 111
4.2.3　開放式數(shù)控系統(tǒng) 112
4.2.4　嵌入式數(shù)控系統(tǒng) 113
4.3　計算機數(shù)控裝置的軟件結構 115
4.3.1　CNC裝置的軟件組成 115
4.3.2　CNC系統(tǒng)軟件的工作過程 116
4.3.3　CNC系統(tǒng)的軟件結構 117
4.4　數(shù)控機床的可編程控制器 119
4.4.1　數(shù)控機床中可編程控制器實現(xiàn)的功能 119
4.4.2　PLC、CNC與數(shù)控機床的關系 120
4.4.3　PLC在數(shù)控機床上的應用舉例 121
4.5　典型的CNC系統(tǒng)簡介 123
4.5.1　SIEMENS數(shù)控系統(tǒng) 123
4.5.2　FANUC數(shù)控系統(tǒng) 126
4.5.3　華中數(shù)控(HNC)系統(tǒng) 128
復習思考題 128
第5章 數(shù)控機床的運動控制原理 129
5.1　概述 129
5.1.1　插補的基本概念 129
5.1.2　插補方法的分類 130
5.2　逐點比較法 132
5.2.1　逐點比較法直線插補 132
5.2.2　逐點比較法圓弧插補 135
5.3　數(shù)字積分法 139
5.3.1　DDA法直線插補 140
5.3.2　DDA法圓弧插補 144
5.3.3　提高DDA法插補質(zhì)量的措施 147
5.3.4　其他函數(shù)的DDA法插補運算 151
5.4　直線函數(shù)法 152
5.4.1　直線函數(shù)法直線插補 152
5.4.2　直線函數(shù)法圓弧插補 152
5.5　擴展數(shù)字積分法 153
5.5.1　擴展DDA法直線插補 154
5.5.2　擴展DDA法圓弧插補 154
5.6　曲面直接插補 157
5.6.1 SDI的含義與特點 157
5.6.2　實現(xiàn)SDI的軟件系統(tǒng)結構和工作流程 157
5.6.3　SDI算法的基本原理 158
5.6.4　SDI的信息輸入 160
5.6.5　SDI的技術關鍵 161
5.7　刀具半徑補償 162
5.7.1　B刀具半徑補償 162
5.7.2　C刀具半徑補償 164
5.8　進給速度和加減速控制方法 171
5.8.1　進給速度的控制方法 172
5.8.2　常用的加減速控制方法 173
復習思考題 183
第6章 數(shù)控機床的位置檢測裝置 184
6.1　概述 184
6.1.1　數(shù)控機床對檢測裝置的主要要求 184
6.1.2　位置檢測裝置分類 185
6.1.3　位置檢測裝置輸出信號及接口 186
6.2　旋轉(zhuǎn)變壓器 187
6.2.1　旋轉(zhuǎn)變壓器的結構 187
6.2.2　旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理 188
6.2.3　旋轉(zhuǎn)變壓器的應用 190
6.2.4　磁阻式多極旋轉(zhuǎn)變壓器簡介 190
6.3　感應同步器 191
6.3.1　感應同步器的結構與種類 191
6.3.2　感應同步器的安裝 193
6.3.3　感應同步器的工作原理 193
6.3.4　感應同步器的特點 196
6.4　光柵 196
6.4.1　光柵的種類與精度 197
6.4.2　光柵的結構與測量原理 198
6.4.3　光柵測量系統(tǒng) 200
6.5　編碼器 202
6.5.1　接觸式編碼器 202
6.5.2　光電式編碼器 203
6.5.3　編碼器在數(shù)控機床中的應用 205
6.6　磁柵 206
6.6.1　磁柵的工作原理與結構 206
6.6.2　磁柵位移檢測裝置的結構類型 210
6.7　激光干涉儀 211
6.7.1　激光干涉儀測位移的基本原理 211
6.7.2　雙頻激光干涉儀測位移原理 212
復習思考題 213
第7章 數(shù)控機床的伺服驅(qū)動系統(tǒng) 214
7.1　概述 214
7.2　步進電機及其驅(qū)動控制系統(tǒng) 215
7.2.1　步進電機的工作原理 215
7.2.2　步進電機的主要特性 217
7.2.3　步進電機的分類 218
7.2.4　步進電機的環(huán)形分配器 220
7.2.5　功率放大電路 222
7.3　直流伺服電機及其速度控制系統(tǒng) 223
7.3.1　直流伺服電機的分類和工作原理 223
7.3.2　有刷直流伺服電機的調(diào)速原理與方法 224
7.3.3　無刷直流伺服電機速度控制單元的調(diào)速控制方式 226
7.4　交流伺服電機及其速度控制系統(tǒng) 230
7.4.1　交流伺服電機的分類與特點 230
7.4.2　交流伺服電機的變頻調(diào)速 231
7.4.3　交流伺服電機的變頻調(diào)速特性 235
7.4.4　交流伺服電機的矢量控制 235
7.4.5　交流永磁同步電機的矢量控制 238
7.4.6　交流感應伺服電機的矢量控制 240
7.5　直線電機及其在數(shù)控機床中的應用簡介 241
7.5.1　直線電機的特點 241
7.5.2　直線電機的基本結構和分類 242
7.5.3　直線電機的基本工作原理 244
7.5.4　直線電機在機床上的應用 244
7.6　位置伺服系統(tǒng)的結構與原理 245
7.6.1　位置伺服系統(tǒng)結構概述 245
7.6.2　相位比較伺服系統(tǒng) 247
7.6.3　幅值比較伺服系統(tǒng) 251
7.6.4　數(shù)字脈沖比較伺服系統(tǒng) 252
7.6.5　全數(shù)字控制伺服系統(tǒng) 253
7.6.6　多軸同步控制原理 254
復習思考題 255
第8章 數(shù)控機床的機械結構與裝置 257
8.1　概述 257
8.1.1　數(shù)控機床機械結構的特點 257
8.1.2　數(shù)控機床機械結構的基本要求 257
8.2　數(shù)控機床的主傳動系統(tǒng) 261
8.2.1　主傳動方式 261
8.2.2　主軸部件的結構 262
8.2.3　主軸部件的支承 262
8.2.4　主軸的準停裝置 264
8.2.5　自動換刀裝置 265
8.2.6　高速電主軸裝置 267
8.2.7　萬向銑頭 269
8.3　數(shù)控機床的進給傳動系統(tǒng) 270
8.3.1　進給傳動方式 271
8.3.2　滾珠絲杠螺母副 271
8.3.3　齒輪齒條副 274
8.3.4　回轉(zhuǎn)工作臺 274
8.4　數(shù)控機床的導軌 276
8.4.1　帶有塑料層的滑動導軌 276
8.4.2　滾動導軌 277
8.4.3　靜壓導軌 278
8.5　數(shù)控機床的自動換刀裝置 279
8.5.1 自動回轉(zhuǎn)刀架 279
8.5.2 轉(zhuǎn)塔頭式換刀裝置 280
8.5.3 帶刀庫的自動換刀裝置 281
8.6　數(shù)控機床的輔助裝置 283
8.6.1　排屑裝置 283
8.6.2　冷卻裝置 283
8.7　數(shù)控機床精度檢測方法 283
8.7.1 儀器檢測方法 284
8.7.2 試件檢測方法 284
復習思考題 285
第9章 智能制造系統(tǒng) 286
9.1　概述 286
9.1.1　智能制造系統(tǒng)的定義 287
9.1.2 智能制造系統(tǒng)的特征 288
9.2　智能制造系統(tǒng)的基本組成 289
9.2.1　制造工作站 289
9.2.2　物料與刀具儲運系統(tǒng) 289
9.2.3　智能制造管理與控制系統(tǒng) 296
9.3　智能制造系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控 299
9.3.1　基于網(wǎng)絡的分布型通信方式 299
9.3.2　IMS數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控技術 300
9.3.3　基于OPC協(xié)議的數(shù)據(jù)采集 301
9.4　智能制造系統(tǒng)實例 303
9.4.1　實例1：基于數(shù)字孿生的離散型智能制造系統(tǒng) 303
9.4.2　實例2：沈陽航空復雜結構件智能制造生產(chǎn)線 306
9.4.3　實例3：上飛公司大型商用
飛機智能制造工廠 308
復習思考題 310
參考文獻 311。