高等学校教材：数控技术基础

　　1绪论1
　　11概述1
　　12数控技术发展概况2
　　121性能发展方向3
　　122功能发展方向3
　　123体系结构的发展方向4
　　124智能化新一代PCNC数控系统5
　　13数控机床的适用范围和特点6
　　131数控机床的适用范围6
　　132数控机床的特点6
　　14数控系统设计开发规范和标准7
　　141数控系统设计开发规范7
　　142数控系统的标准7
　　15数控系统的技术性能指标9
　　151 数控系统的性能9
　　152系统具有高分辨率9
　　153控制功能9
　　154伺服驱动系统的性能9
　　155数控系统内PLC功能9
　　156系统的通讯接口功能9
　　157数控系统的开放性9
　　158数控系统可靠性与故障自诊断10
　　16数控技术在先进制造技术中的作用10
　　本章小结11
　　思考题与习题11
　　2数控机床的组成和工作原理12
　　21概述12
　　211机床的数字控制12
　　212数控技术是实现FMS和CIMS的基础技术13
　　22数控机床的组成13
　　23数控机床的基本工作原理15
　　24数控机床的基本类型18
　　241按运动轨迹分类18
　　242按伺服系统控制方式分类19
　　243按功能水平分类21
　　244按工艺用途分类21
　　25数控机床的坐标系和自由度21
　　251数控机床的坐标系和运动方向的规定21
　　252数控机床的坐标系与工件坐标系23
　　253数控机床的自由度26
　　本章小结26
　　思考题与习题27
　　3数控机床的编程基础28
　　31概述28
　　311数控编程的作用与目的28
　　312数控编程的内容和步骤28
　　313数控编程的方法29
　　32数控编程的代码30
　　33程序段格式和程序结构31
　　331程序段格式31
　　332程序结构33
　　34准备功能（G指令）和辅助功能（M指令）34
　　341准备功能G指令34
　　342辅助功能M指令40
　　343进给速度指令（F）、主轴转速指令（S）及刀具功能指令（T）43
　　35典型数控加工程序编制44
　　351数控铣削加工程序编制44
　　352数控钻削加工程序编制46
　　353数控车削加工程序编制48
　　354加工中心程序编制49
　　36数控语言自动编程54
　　361数控自动编程的基本概念54
　　362数控语言程序编程系统54
　　363APT自动编程系统55
　　364APT语言编写数控加工源程序实例62
　　37数控加工过程仿真67
　　371数控加工仿真67
　　372数控车削仿真67
　　373数控铣削仿真68
　　38数控编程的数据处理69
　　381基点和节点数值计算69
　　382非圆曲线轮廓零件的数据处理69
　　383列表曲线72
　　本章小结72
　　思考题与习题73
　　4数控系统插补原理75
　　41概述75
　　411数控插补的基本概念75
　　412数控插补方法的分类75
　　42逐点比较法76
　　421逐点比较法直线插补76
　　422逐点比较法圆弧插补81
　　423逐点比较法算法的改进84
　　43数字积分插补法88
　　431DDA直线插补89
　　432DDA空间直线插补91
　　433数字积分法圆弧插补92
　　44数据采样插补法93
　　441数据采样插补法原理94
　　442时间分割法直线插补95
　　443时间分割法圆弧插补96
　　444扩展DDA数据采样插补法98
　　45CNC系统的刀具补偿和加、减速控制100
　　451刀具补偿方法100
　　452CNC系统的加减速控制104
　　本章小结108
　　思考题与习题109
　　5计算机数字控制系统110
　　51计算机数字控制装置的组成和工作过程110
　　511计算机数字控制装置的组成110
　　512计算机数字控制装置的工作过程111
　　513计算机数字控制装置的功能112
　　514计算机数字控制装置的优点114
　　52计算机数字控制系统的数据信息115
　　521数控机床的控制信息115
　　522数控机床的接口信息116
　　523CNC装置的数据转换信息117
　　53CNC装置的硬件结构118
　　531单微处理器结构118
　　532多微处理器结构121
　　54CNC装置的软件结构123
　　541CNC装置的软、硬件界面123
　　542CNC装置的软件结构特点124
　　55数控机床输入输出和通信接口127
　　551数控机床输入输出(I/O)接口127
　　552异步串行通讯接口129
　　553网络通讯接口131
　　56可编程序控制器在数控机床中的应用132
　　561PLC的基本组成133
　　562可编程序控制器对继电器控制系统的仿真135
　　563可编程序控制器的工作原理136
　　564可编程序控制器循环扫描的工作方式137
　　565可编程序控制器I/O延迟响应138
　　566数控机床中的PLC数据处理功能141
　　57PLC在数控机床上的应用实例142
　　571数控机床中PLC的程序编制步骤143
　　572PLC在数控机床上的应用举例143
　　本章小结151
　　思考题与习题152
　　6数控机床的检测技术153
　　61概述153
　　62位置伺服控制153
　　621开环、闭环、半闭环位置控制系统153
　　622幅值伺服控制155
　　623相位伺服控制155
　　63检测装置常用类型155
　　64光电编码器156
　　641增量式编码器156
　　642绝对式编码器158
　　65光栅尺和磁栅尺159
　　651光栅尺159
　　652直线光栅尺的工作原理159
　　653光栅尺位移数字变换系统160
　　654磁栅尺161
　　655磁栅尺结构及工作原理161
　　656磁栅尺检测电路162
　　66旋转变压器163
　　661旋转变压器的组成及工作原理163
　　662旋转变压器的工作方式及应用164
　　本章小结164
　　思考题与习题165
　　7数控机床的驱动与控制系统166
　　71数控机床的驱动系统分类166
　　711根据其控制对象和使用目的分类166
　　712按调节理论分类166
　　713数控机床对驱动系统的要求167
　　714驱动系统中常用的检测装置168
　　72步进电动机及其驱动系统168
　　721步进电动机168
　　722步进电动机的主要性能指标172
　　723步进电动机的驱动和控制技术173
　　73直流伺服电动机与速度控制179
　　731晶闸管调速控制方式180
　　732晶体管脉宽调速控制方式181
　　74交流伺服电动机与速度控制185
　　741交流伺服电动机的变频调速185
　　742交流伺服电动机的矢量控制调速188
　　本章小结193
　　思考题与习题193
　　8数控机床的机械结构与传动194
　　81数控机床的结构要求194
　　811提高机床的结构刚度194
　　812提高机床的抗振性194
　　813提高低速进给运动的平稳性和运动精度195
　　814减少机床的热变形195
　　82数控机床的主传动系统和主轴部件196
　　821数控机床主传动系统的参数196
　　822主传动系统的设计要求196
　　823主传动系统的配置197
　　824主轴组件199
　　83数控机床进给传动部件202
　　831对进给运动系统的要求202
　　832电动机与丝杠间的联接203
　　833传动间隙补偿机构203
　　834滚珠丝杠螺母副205
　　84数控机床的导轨208
　　841塑料滑动导轨208
　　842静压导轨209
　　843滚动导轨210
　　85数控机床的回转工作台212
　　851数控回转工作台212
　　852分度工作台212
　　86数控机床的自动换刀装置215
　　861回转刀架换刀215
　　862更换主轴换刀216
　　863更换主轴箱换刀217
　　864带刀库的自动换刀系统218
　　865刀库219
　　87数控机床中采用的一些特殊结构223
　　871改变机床结构的阻尼特性223
　　872静压蜗杆螺母条传动223
　　873低摩擦系数的导轨223
　　874传动带224
　　875自动拉刀机构224
　　876高速动力卡盘224
　　877对刀仪225
　　思考题与习题226
　　9数控机床的选择、安装、使用与维护227
　　91数控机床的选择方法227
　　911根据典型加工零件来选择227
　　912数控机床规格的选择228
　　913数控机床精度的选择229
　　914数控系统(CNC系统)的选择230
　　915根据生产能力来选择231
　　916数控机床功能的选择和附件的选择232
　　917数控机床使用刀具的选择234
　　918技术服务的选择236
　　92数控机床的使用237
　　921数控机床的使用要点237
　　922数控机床的生产管理方法241
　　93数控机床的安装与调试241
　　931数控机床的安装要求241
　　932数控机床安装、调试步骤242
　　94数控机床精度的检测244
　　941数控机床几何精度的检测244
　　942数控机床定位精度的检测245
　　943数控机床切削精度的检测247
　　95数控机床的维护、保养及故障排除248
　　951可靠性和可维护性248
　　952数控系统的预防性维护249
　　953数控机床的日常维护与保养250
　　954数控系统现场维修基本条件和实施步骤252
　　955数控机床的故障检测与排除253
　　本章小结260
　　思考题与习题260
　　10先进制造技术261
　　101先进制造技术的概念261
　　102先进制造技术的特点261
　　103先进制造技术的内容263
　　1031主体技术群263
　　1032支撑技术群267
　　1033管理技术群268
　　104柔性制造系统（FMS）271
　　1041柔性制造系统的定义271
　　1042柔性制造系统的组成和功能272
　　1043柔性制造系统的类型与特点273
　　1044柔性制造系统的关键技术274
　　1045柔性制造与装配系统（FMS/FAS）275
　　105计算机集成制造276
　　1051计算机集成制造系统的概念276
　　1052计算机集成制造系统的构成277
　　1053计算机集成制造系统的集成技术280
　　本章小结280
　　思考题与习题281
　　附录Ⅰ机床数字控制术语（GB 8129—87）282
　　附录ⅡAPT数控语言常用的专用字293
　　参考文献296

　　本书较全面、深入浅出地阐述了数控技术的发展动态、技术指标、性能及工作原理。内容包括数控机床的工作原理、数控程序编制方法、数控插补原理、计算机数字控制（CNC）装置、数控机床的检测技术、数控机床驱动与控制系统、数控机床的机械结构与传动、数控机床的选择、安装调整、故障检测与机床的保养维护以及先进制造技术等。
　　本书以介绍原理和应用相结合的方法，各章既有连贯性，又有一定的独立性，内容丰富，实用性强。并在每章后面附有本章小结和思考题与习题。
　　本书可作为高等院校机械和机械电子类专业本科生教材，也可作为高等职业技术教育类学生的专业教材和教学参考书，以及从事数控技术工作的工程技术人员的参考书。