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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