数控技术

第1章 绪论1.1 概述1.1.1 机床数字控制的基本概念1.1.2 数控加工原理1.1.3 数控机床的组成1.1.4 数控机床的特点1.1.5 数控机床的适用范围1.2 数控机床的分类1.2.1 按运动轨迹分类1.2.2 按伺服驱动系统控制方式分类1.2.3 按功能水平分类1.2.4 按工艺用途分类1.3 数控技术的应用与发展1.3.1 数控技术的发展历程及趋势1.3.2 数控技术与现代制造系统1.4 习题与思考题第2章 数控机床的程序编制2.1 概述2.2 数控编程基础知识2.2.1 与数控机床编程有关的标准2.2.2 数控机床坐标轴和运动方向的确定2.2.3 数控加工程序格式2.2.4 数控编程的内容和步骤2.2.5 数控加工程序编制方法2.3 数控编程中的数值计算2.3.1 二维轮廓零件的数学处理2.3.2 空间曲线的数学处理2.4 手工编程2.4.1 工艺规划2.4.2 常用基本编程指令及其应用2.4.3 编程实例2.5 自动编程2.5.1 语言式自动编程2.5.2 自动编程系统软件的总体结构2.5.3 图形交互式自动编程2.6 数控编程技术的发展2.6.1 典型的CAD/CAM软件介绍2.6.2 数控编程技术的国内外发展状况2.7 习题与思考题第3章 计算机数控系统3.1 概述3.1.1 CNC系统的功能3.1.2 CNC系统的组成及工作流程3.2 CNC装置的硬件结构3.3 CNC装置的软件结构3.3.1 CNC装置的软硬件界面3.3.2 CNC装置软件结构特点3.3.3 常规CNC装置的软件结构3.4 数控机床用可编程控制器3.4.1 PLC的结构、工作原理及编程系统3.4.2 数控机床用PLC3.4.3 PLC在数控机床中的应用3.5 CNC装置的I/O接口及通信网络3.5.1 数控装置的I/O接口3.5.2 CNC装置的数据通信接口3.6 典型的CNC装置3.6.1 CNC装置的主要生产厂家及其典型产品3.6.2 国外主要CNC装置及其特点3.6.3 国内主要CNC装置及其特点3.7 习题与思考题第4章 插补原理与刀具补偿技术4.1 概述4.2 刀具补偿技术4.2.1 刀具位置或刀具长度补偿4.2.2 刀具半径补偿4.2.3 C功能刀具半径补偿4.2.4 刀补的执行过程4.3 数控机床的插补原理4.3.1 逐点比较法4.3.2 数字积分法4.3.3 数字积分法插补质量的提高4.3.4 数据采样插补4.3.5 其他插补方法简介4.4 进给速度与加减速控制4.4.1 进给速度控制4.4.2 加减速度控制4.5 习题与思考题第5章 数控机床的驱动与位置控制5.1 概述5.2 伺服系统的驱动元件5.2.1 步进电动机5.2.2 直流伺服电动机5.2.3 交流伺服电动机5.2.4 直线电动机5.3 进给驱动5.3.1 对进给驱动的要求5.3.2 步进电动机驱动（控制）电路5.3.3 直流电动机的速度控制单元5.3.4 交流电动机的速度控制单元5.4 主轴驱动5.4.1 对主轴驱动的要求5.4.2 直流主轴控制单元5.4.3 交流主轴电动机控制单元5.5 数控机床常用的检测装置5.5.1 位置检测装置的要求和分类5.5.2 旋转变压器5.5.3 感应同步器5.5.4 脉冲编码器5.5.5 光栅尺5.5.6 磁尺（磁栅）5.6 位置控制5.6.1 数字脉冲比较伺服系统5.6.2 相位比较伺服系统5.6.3 幅值比较伺服系统5.7 习题与思考题第6章 数控机床的机械结构与部件6.1 概述6.2 数控机床的主传动系统及主轴部件6.2.1 主传动系统6.2.2 主轴变速方式6.2.3 数控机床的主轴部件6.2.4 主轴的准停装置与C轴单元6.2.5 高速电主轴6.3 数控机床的进给运动系统6.3.1 对进给系统的性能要求6.3.2 滚珠丝杠螺母副6.3.3 消除间隙的齿轮传动机构6.3.4 数控机床的导轨副6.3.5 直线电动机传动6.4 数控机床自动换刀系统6.4.1 数控车床与车削中心刀架系统6.4.2 加工中心自动换刀系统6.5 数控分度工作台和回转工作台6.5.1 数控分度工作台6.5.2 数控回转工作台6.6 习题与思考题第7章 数控机床的故障诊断7.1 概述7.1.1 数控机床的可靠性与故障7.1.2 数控机床常见故障分类7.1.3 数控机床故障诊断的流程7.2 数控系统故障自诊断技术7.2.1 数控机床自身硬件的自诊断7.2.2 数控系统自身软件的自诊断7.2.3 数控机床外部信号的自诊断7.3 数控机床的故障诊断7.3.1 数控机床的机械故障诊断7.3.2 数控机床位置检测装置故障诊断7.3.3 数控机床伺服系统故障诊断7.3.4 PLC检测伺服系统故障及处理7.4 习题与思考题第8章 现代数控技术8.1 开放式数控系统8.1.1 开放式数控系统的产生背景8.1.2 开放式数控系统的基本特征8.1.3 国内外开放式数控系统的研究动向8.1.4 开放式数控系统的关键技术和研究方法8.2 并联机床8.2.1 并联机床的产生与发展8.2.2 并联机床的设计理论与关键技术8.2.3 并联机床的控制技术8.2.4 典型并联机床CNC系统8.3 习题与思考题第9章 实验9.1 数控车床的操作与加工实验9.2 数控铣床的操作与加工实验9.3 数控系统组成及其外设接口实验9.4 机床用可编程控制器（PLC）编程与调试实验9.5 插补原理实验9.6 加减速控制及其实现实验9.7 伺服电动机控制实验9.8 数控机床位置检测装置实验9.9 数控机床典型机械结构拆装实验参考文献

本书秉承“工程教育”的教学理念，在省级精品课程建设积累的基础上编写而成。在编写过程中紧密结合教学大纲，重视基础理论，侧重工程应用，强化经验总结，丰富经典例题、突出工程例题、融合实验训练，以适应工程教育型的定位。主要内容包括：绪论、数控机床的程序编制、计算机数控系统、插补原理与刀具补偿技术、数控机床的驱动与位置控制、数控机床的机械结构与部件、数控机床的故障诊断、现代数控技术和9个实验。配套电子课件可登录华信教育资源网注册免费下载。【作者简介】马宏伟，男，1957年生，中共党员，二级教授，工学博士，博士生导师，现任西安科技大学副校长兼研究生院院长，中国机械工程学会高级会员，中国煤炭工业机电专家委员会委员，全国机床与制造技术研究会理事，陕西省研究生教育学会副会长，陕西省学位委员会机械工程学科评议组成员，陕西省学科学术带头人等，享受陕西省三秦人才津贴。在教学方面，长期从事机械工程学科的教学工作，深化教学改革，创新教学模式，加强教学建设，注重教学质量。积极开展教学研究活动，先后承担省级、校级教学研究项目十余项，取得了一系列教学成果，先后获得陕西省优秀教学成果奖二等奖3项、编写教材3部，其中主编的《数控技术》为陕西省精品课程，主编的《数控技术》和《机械制造装备设计》获得陕西省优秀教材奖二等奖。培养博硕士研究生50余名。在科学研究方面，主要研究方向为数控技术、智能检测与控制、工业机器人、煤矿机电设备及其自动化等。在数控技术、机电产品研发、设备无损检测与评价、机电系统自动化和智能化等方面进行了深入的研究。先后主持和参加了以国家自然科学基金为代表的国家级、省部级科研项目十余项，主持和参加的企业委托项目数十项。获陕西省科技进步一等奖1项，获教育部科技进步二、三等奖各1项，获国家发明专利、实用新型专利20余项；在国内外学术期刊上发表学术论文100余篇，其中被SCI、EI等收录40余篇。