机床数控技术基础

第1章 数控机床的概念及组成

1.1 数控机床的产生与发展

1.1.1 数控机床的产生

1.1.2 数控机床的发展概况

1.1.3 数控系统的发展史

1.1.4 我国数控机床发展概况

1.1.5 数控机床的发展趋势

1.2 数控机床的概念及组成

1.2.1 数控机床的概念

1.2.2 数控机床的组成

1.3 数控机床的种类与应用

1.3.1 按机床运动轨迹分类

1.3.2 按伺服系统类型分类

1.3.3 按工艺用途分类

1.3.4 按数控系统功能水平分类

1.3.5 按所用数控装置的构成方式分类

1.4 数控机床加工的特点及应用

1.4.1 数控机床加工特点

1.4.2 数控机床的应用

1.5 先进制造技术

1.5.1 快速原型法

1.5.2 虚拟制造技术

1.5.3 柔性制造系统（FMS）

1.5.4 柔性制造单元（FMC）

1.6 思考与练习

第2章 数控系统的插补原理与刀具补偿原理

2.1 概述

2.1.1 插补的概念

2.1.2 常用插补方法

2.2 逐点比较插补法

2.2.1 逐点比较法直线插补

2.2.2 圆弧插补

2.3 数字积分插补法

2.3.1 DDA的基本原理

2.3.2 DDA直线插补

2.3.3 DDA圆弧插补

2.4 数字增量插补法

2.4.1 插补周期的选择

2.4.2 数据采样插补原理

2.5 刀具补偿原理

2.5.1 刀具长度补偿原理

2.5.2 刀具半径补偿原理

2.6 进给速度和加减速控制

2.6.1 进给速度计算

2.6.2 进给速度控制

2.6.3 加减速控制

2.7 思考与练习

第3章 数控系统

3.1 典型数控系统介绍

3.1.1 发那科（FANUC）系统

3.1.2 西门子（SINUMERIK）数控系统

3.1.3 华中（HNC）数控系统

3.2 经济型数控系统的组成

3.2.1 数控系统结构及功能

3.2.2 微机系统

3.2.3 外围电路

3.2.4 软件结构

3.3 标准型数控系统

3.3.1 标准型数控系统的基本组成

3.3.2 标准型数控系统的模块功能

3.4 开放式数控系统

3.4.1 开放式数控系统的基本特点

3.4.2 开放式数控系统的体系结构

3.5 数控系统中的通信接口

3.5.1 典型数控系统简介

3.5.2 CNC装置的组成

3.5.3 软件组成

3.5.4 CNC装置的优点

3.5.5 CNC装置的功能

3.6 思考与练习

第4章 位置检测装置

4.1 旋转编码器

4.1.1 旋转编码器的分类和结构

4.1.2 光电旋转编码器的工作原理

4.1.3 绝对式编码器

4.2 光栅尺

4.3 旋转变压器和感应同步器

4.3.1 旋转变压器

4.3.2 感应同步器

4.4 磁栅

4.4.1 磁栅的结构

4.4.2 磁栅的工作原理

4.5 思考与练习

第5章 数控机床伺服系统

5.1 数控机床驱动系统的概念

5.1.1 伺服系统的概念

5.1.2 对伺服驱动系统的要求

5.1.3 伺服驱动系统的组成

5.1.4 伺服驱动系统的分类

5.1.5 伺服驱动系统的工作原理

5.1.6 伺服驱动系统电机类型

5.2 数控机床的进给驱动系统

5.2.1 步进电机驱动的进给系统

5.2.2 直流伺服进给驱动

5.2.3 交流伺服电机驱动的进给系统

5.3 数控机床的主轴驱动系统

5.3.1 直流主轴驱动

5.3.2 交流主轴驱动

5.4 思考与练习

第6章 数控机床可编程控制器

6.1 概述

6.1.1 PLC的产生与发展

6.1.2 PLC的基本功能

6.1.3 PLC的基本结构

6.1.4 PLC的规模和几种常用名称

6.2 数控机床用PLC

6.2.1 PLC

6.2.2 PLC的工作过程

6.3 FANUCPLC指令系统

6.3.1 继电器触点

6.3.2 继电器线圈指令

6.3.3 计时器

6.3.4 计数器

6.3.5 数学运算

6.3.6 比较指令

6.3.7 位操作指令

6.3.8 数据移动指令

6.3.9 数据表格指令

6.3.1 0数据转换指令

6.3.1 1控制指令

6.4 SIMATIC系列可编程控制器简介

6.5 思考与练习

第7章 数控机床的机械结构

7.1 概述

7.2 数控机床的主传动系统和主轴部件

7.2.1 对主传动系统的要求

7.2.2 主传动的变速方式

7.2.3 主轴部件

7.3 数控机床的进给传动系统

7.3.1 数控机床对进给传动系统的要求

7.3.2 进给传动机构

7.4 数控机床的自动换刀系统

7.4.1 自动换刀装置的形式

7.4.2 带刀库的自动换刀系统

7.4.3 刀具交换装置

7.4.4 机械手

7.5 数控机床的辅助装置

7.5.1 数控回转工作台

7.5.2 分度工作台

7.5.3 排屑装置

7.6 数控机床开机调试

7.7 数控系统的维护与维修

7.7.1 维修工作人员的基本条件

7.7.2 在维修手段方面应具备的条件

7.7.3 维修前的准备

7.7.4 现场维修

7.7.5 数控系统的故障诊断方法

7.7.6 数控系统的常见故障分析

7.8 思考与练习

第8章 柔性制造系统

8.1 概述

8.1.1 FMS的产生与发展

8.1.2 FMS的分类

8.1.3 FMS的特点

8.1.4 FMS的柔性

8.2 FMS能量流

8.2.1 加工系统的配置与要求

8.2.2 加工系统中常用加工设备介绍

8.2.3 加工系统中的刀具与夹具

8.2.4 加工系统的监控

8.3 FMS中的物流

8.3.1 物流系统的输送装置

8.3.2 物流系统的物料装卸与交换装置

8.3.3 物流系统的物料存储装置

8.3.4 物流系统的监控

8.4 FMS中的质量控制

8.5 FMS实例

8.6 计算机集成制造系统

8.6.1 CIM概念的发展

8.6.2 CIMS的实施效果

8.6.3 在我国推行CIMS技术的思考

8.7 思考与练习

参考文献

《高等职业教育数控技术专业教学改革成果系列教材：机床数控技术基础》是为了适应现代职业教育体系建设，为中高职衔接和中等、高等职业技术教育改革发展的需要而编写的数控技术、机电一体化技术、数控设备应用与维护专业规划教材之一。
　　《高等职业教育数控技术专业教学改革成果系列教材：机床数控技术基础》主要内容包括：数控机床的概念及组成、数控系统的插补原理与刀具补偿原理、典型数控系统、数控机床常用位置检测装置、数控机床伺服系统、常用数控机床可编程控制器、数控机床的机械结构、柔性制造系统等。《高等职业教育数控技术专业教学改革成果系列教材：机床数控技术基础》采用国家最新标准，突出实践性、实用性和先进性。