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第1章 概论 1

1.1数控技术简介 1

1.1.1数控技术的产生 1

1.1.2数控技术的发展 2

1.2数控机床的组成及基本原理 4

1.2.1数控系统的组成 4

1.2.2数控基本原理 6

1.2.3数控机床的组成 6

1.3数控系统的分类 7

1.3.1按数控装置类型分类 7

1.3.2按运动方式分类 7

1.3.3按控制方式分类 8

1.3.4按功能水平分类 9

1.3.5按用途分类 10

1.4数控机床的特点及适用范围 10

1.5习题 11

第2章 数控机床的结构 12

2.1数控车床概述 12

2.1.1数控车床的布局形式与基本构成 12

2.1.2数控车床的主要技术参数 13

2.1.3数控车床的主要结构 13

2.1.4自动回转刀架结构 16

2.1.5数控车床的尾座结构 17

2.2数控铣床概述 17

2.2.1数控铣床的分类及用途 18

2.2.2数控铣床的主要技术参数 19

2.2.3数控铣床的主要结构 19

2.3立式加工中心 23

2.3.1立式加工中心组成部件及作用 23

2.3.2立式加工中心主要结构 23

2.3.3带刀库的自动换刀系统 26

2.3.4立式加工中心的主要技术参数 27

2.4数控电火花线切割机床概述 28

2.4.1概述 28

2.4.2数控线切割机床的组成及主要部件结构特点 29

2.4.3数控线切割的控制系统 31

2.4.4数控电火花成型机床 32

2.5习题 33

第3章 数控加工编程 34

3.1数控加工编程的基础知识 34

3.1.1数控编程常用规则 34

3.1.2数控设备的坐标系和运动方向 35

3.1.3程序格式 36

3.1.4数控编程分类 37

3.1.5数控程序的编制方法及步骤 38

3.1.6数控基本功能代码 39

3.2数控编程的工艺基础 46

3.2.1数控编程加工工艺选择 46

3.2.2数控编程中的工艺处理 48

3.3数控车床编程 54

3.3.1数控车床编程基础 54

3.3.2基本编程指令 55

3.3.3圆锥加工编程 61

3.3.4螺纹加工编程 62

3.3.5子程序 62

3.3.6循环加工编程 63

3.3.7编程实例 64

3.4数控铣床编程 68

3.4.1数控铣床编程基础 68

3.4.2基本编程指令 70

3.4.3常用编程指令 72

3.4.4其他系统特殊指令 75

3.4.5编程实例 80

3.5加工中心编程 84

3.5.1加工中心编程特点 85

3.5.2基本编程指令 85

3.5.3刀具编程指令 87

3.5.4孔加工固定循环 91

3.5.5子程序指令 95

3.5.6编程实例 96

3.6习题 98

第4章 自动编程技术 99

4.1自动编程概述 99

4.1.1基本概念 99

4.1.2自动编程系统的基本组成 100

4.1.3自动编程系统的基本类型 100

4.1.4自动编程系统的信息处理过程 102

4.1.5计算机辅助数控编程的特点与基本步骤 103

4.1.6计算机辅助数控编程软件及功能介绍 105

4.2Mastercam软件简介 107

4.2.1Mastercam9.0环境介绍 107

4.2.2Mastercam9.0基本操作方法 109

4.3Mastercam二维图形构建 112

4.3.1绘制点 112

4.3.2绘制直线 113

4.3.3绘制圆弧 114

4.3.4绘制矩形 115

4.3.5绘制椭圆 115

4.3.6绘制多边形 116

4.3.7绘制倒直角 116

4.4Mastercam三维曲面造型 117

4.4.1相关系统设置 117

4.4.2绘制预定曲面 118

4.4.3曲线创建曲面 119

4.5实体造型 122

4.5.1创建预定实体 122

4.5.2实体布尔运算 123

4.5.3曲线创建实体 124

4.6Mastercam数控加工 126

4.6.1刀具路径功能 127

4.6.2构建刀具路径过程 127

4.7实例 128

4.7.1粗加工 129

4.7.2半精加工 130

4.7.3精加工 132

4.8习题 133

第5章 数控技术轨迹控制原理 134

5.1数控技术编程中的数据处理 134

5.1.1基点坐标计算 134

5.1.2节点坐标计算 135

5.1.3刀位点轨迹的坐标计算 136

5.2数控技术插补原理与实现 138

5.2.1逐点比较法 139

5.2.2数字积分法 145

5.2.3数据采样法 150

5.2.4其他插补方法 154

5.3数控技术补偿原理与实现 156

5.3.1刀具半径补偿原理与实现 156

5.3.2刀具长度补偿原理与实现 161

5.4习题 163

第6章 数控系统的硬件和软件结构 164

6.1系统的硬件和软件结构 164

6.1.1CNC系统的组成 164

6.1.2CNC装置的工作过程 165

6.2CNC系统的硬件体系结构 166

6.2.1单微处理器CNC装置的结构 166

6.2.2多微处理器结构 167

6.3CNC系统的软件结构 169

6.3.1概述 169

6.3.2CNC装置软件结构 170

6.4计算和加减速控制 174

6.4.1进给速度计算 174

6.4.2进给速度控制 177

6.4.3数据采样系统的CNC装置加减速控制 177

6.5插补程序、位置控制和故障诊断 183

6.5.1插补程序 183

6.5.2位置控制 183

6.5.3故障诊断 184

6.6习题 184

第7章 数控机床的伺服驱动系统 185

7.1概述 185

7.1.1伺服系统的组成 185

7.1.2数控机床对伺服系统的基本要求 185

7.1.3伺服系统分类 186

7.2步进电动机伺服系统 189

7.2.1开环伺服控制原理 189

7.2.2步进电动机的选择 191

7.2.3步进电动机驱动控制电路 193

7.2.4步进电动机的微机控制 197

7.3数控机床的位置检测装置 199

7.3.1检测装置的功用 199

7.3.2检测装置的分类 199

7.4直流电动机伺服系统 202

7.4.1直流伺服电动机的结构和工作原理 203

7.4.2直流伺服电动机的调速原理和常用的调速方法 203

7.4.3晶体管脉宽调制器速度控制单元 204

7.4.4直流伺服系统的位置控制 207

7.5交流电动机伺服系统 209

7.5.1交流伺服电动机调速的原理和方法 210

7.5.2交流伺服电动机调速主电路 210

7.5.3交流伺服系统的控制回路 211

7.6习题 215

第8章 机床的选购、安装、调试、检验、维护与故障检测 216

8.1数控机床的选用 216

8.2数控机床的安装、调试、验收 217

8.2.1数控机床的安装 217

8.2.2数控机床的调试 219

8.2.3数控机床的检测与验收 219

8.3数控机床的维护与故障检测 222

8.4习题 225

参考文献 226