机械设备数控技术

第1章 数控机床概述

1.1 数字控制的基本概念

1.2 数控机床的组成及工作原理

1.2.1 数控机床的组成

1.2.2 数控机床的工作原理

1.3 数控机床的分类

1.3.1 按数控机床的运动轨迹分类

1.3.2 按所用的进给伺服系统的类型分类

1.3.3 按所用的数控装置类型分类

1.3.4 按数控系统功能水平分类

1.3.5 按数控机构类型分类

1.4 数控机床的特点及应用范围

1.4.1 数控机床的特点

1.4.2 数控机床的应用范围

1.5 数控机床的发展

1.5.1 数控机床的发展概况

1.5.2 数控机床的发展方向

第2章 数控机床的机械结构

2.1 概述

2.1.1 数控机床本体组成

2.1.2 数控机床机械结构的特点和要求

2.2 数控机床主传动系统结构

2.2.1 数控机床主传动系统的特点

2.2.2 数控机床主轴的变速形式

2.2.3 数控机床的主轴部件

2.3 数控机床进给传动系统结构

2.3.1 概述

2.3.2 进给传动系统的要求

2.3.3 进给传动装置

2.3.4 进给传动常用的消隙结构

2.3.5 数控机床导轨

2.4 数控回转工作台

2.4.1 回转工作台的种类

2.4.2 回转工作台的主要参数

2.4.3 回转工作台的结构形式

2.5 典型数控机床传动系统

2.5.1 MJ－50数控车床传动系统

2.5.2 XK5040数控铣床传动系统

第3章 CNC系统原理及结构

3.1 CNC系统的组成及特点

3.1.1 CNC系统的组成

3.1.2 CNC系统的工作原理

3.1.3 CNC系统的特点

3.2 CNC系统硬件结构

3.2.1 单处理器计算机数字控制

3.2.2 多微处理器结构的计算机数字控制装置

3.3 CNC系统软件结构

3.3.1 CNC系统软硬件界面

3.3.2 CNC系统数据转换流程

3.3.3 CNC系统的软件结构及控制

3.4 CNC系统中的可编程控制器（PLC）

3.4.1 数控机床上的两类控制信息

3.4.2 可编程控制器（PLC）及其工作过程

3.4.3 PLC在数控机床上的应用实例

3.5 CNC系统常用外设及接口

3.5.1 CNC系统的输入输出和通信要求

3.5.2 CNC系统的显示功能及其接口

3.5.3 CNC系统的I／O接口

3.5.4 CNC系统的串行数据通信及其接口

第4章 数控加工程序的编制

4.1 概述

4.1.1 数控编程的基本概念

4.1.2 编程的内容和步骤

4.2 数控机床的坐标系

4.2.1 编程坐标确定原则

4.2.2 标准坐标系

4.2.3 机床中坐标轴的确定方法

4.2.4 机床坐标系的建立

4.2.5 工件坐标系的建立

4.2.6 绝对坐标和增量（相对）坐标编程

4.2.7 附加坐标

4.3 数控加工工艺基础

4.3.1 数控加工工件的选取

4.3.2 加工工序的划分

4.3.3 工件的装夹方式

4.3.4 刀具的选择

4.3.5 选择合适的对刀点和换刀点

4.3.6 切削用量的选择

4.3.7 加工路线的确定

4.3.8 程序编制中的误差

4.4 程序的格式和内容

4.4.1 程序的结构

4.4.2 程序段格式

4.4.3 程序字

4.5 常用进给G指令的格式和编程实例

4.6 数控电火花切割编程

4.6.1 电火花加工原理

4.6.2 数控电火花线切割机床编程的基本方法

4.6.3 应用实例

4.7 手工编程和自动编程

4.7.1 概述

4.7.2 自动编程系统类型

4.7.3 CAM的实现过程——UG数控加工技术

第5章 数控装置的插补与刀具补偿

5.1 概述

5.2 评价插补算法的指标

5.3 插补方法的原理与分类

5.3.1 基准脉冲插补

5.3.2 数据采样插补

5.4 刀具半径补偿控制

5.4.1 刀具数据

5.4.2 刀具半径补偿

第6章 位置检测装置

6.1 概述

6.2 脉冲编码器

6.2.1 增量式脉冲编码器

6.2.2 绝对式脉冲编码器

6.3 光栅

6.3.1 光栅的结构

6.3.2 光栅的工作原理

6.3.3 光栅在数控机床中的应用

第7章 数控机床的伺服系统

7.1 概述

7.1.1 伺服系统的组成

7.1.2 伺服系统的基本要求

7.2 伺服系统的分类

7.2.1 按调节理论分类

7.2.2 按使用的驱动元件分类

7.2.3 按使用的伺服电机分类

7.2.4 按用途和功能分类

7.2.5 按反馈比较控制方式分类

7.3 数控机床伺服驱动装置

7.3.1 步进电机

7.3.2 直流伺服电机

7.3.3 交流伺服电机

7.3.4 直线电机

7.4 典型进给伺服系统（位置控制）

7.4.1 开环控制步进式进给伺服系统

7.4.2 闭环、半闭环进给伺服系统

7.5 伺服系统性能分析

参考文献

本书比较全面、系统地讲述了典型数控机床结构的组成和工作原理，以及各主要部件的功能特点、传动方案、结构设计和数控技术。主要包括数控机床的机械结构、数控加工工艺装备、CNC系统原理及结构、数控加工程序的编制、数控装置的插补与刀具补偿、位置检测装置和数控机床的伺服系统。内容力求系统、全面、新颖，并能理论联系实际。
本书可作为高等工科院校机械及机电等相关专业教材，也可供从事机械设计、装备控制和研究的工程技术人员参考，同时还可作为高等院校机械设计及其自动化、数控技术以及模具设计制造等专业的教学参考书。

本书涉及机床结构、加工编程、数控系统、检测系统及机电一体化控制等内容，是机械工程及自动化、机电一体化专业的专业基础课。在教材的编写过程中，注重精炼、概括原来设置过窄的专业课，将原来数门课程教材的主要内容、基本概念、基本原理、基本方法和生产实践具体结合起来重新编写，既对以往的教材有一定的继承性，又体现了数控机床的发展对专业培养的要求。