《数控机床原理》共8章,主要内容有:数控机床的组成、分类及发展;数控机床的基本原理,即插补原理及刀具补偿原理;数控加工的程序编写;计算机数控装置的硬件和软件结构,故障诊断及可编程序控制器在数控系统中的应用;位置检测装置及典型进给伺服系统;数控机床特有的机械传动结构和数控加工中心的刀具交换装置,开放式数控系统和STEP—NC等。 《数控机床原理》可作为高职高专数控机电类相关专业的教材,也可作为有关工程技术人员的参考用书。 《数控机床原理》是由科学出版社出版的。 前言 第一章 绪论 1.1 数控简介 1.1.1 数字控制的基本概念 1.1.2 数控机床的组成 1.1.3 计算机数控系统的工作过程 1.1.4 数控机床加工零件的操作过程 1.1.5 数控机床的精度 1.2 机床数控系统的分类 1.2.1 按机床的运动轨迹分类 1.2.2 按伺服系统的控制方式分类 1.2.3 按数控系统功能水平分类 1.3 数控系统的发展 1.3.1 数控系统的发展简史 1.3.2 国内外数控系统的发展概况 1.3.3 数控系统的发展趋势 思考题与习题 第二章 数控系统原理 2.1 插补原理 2.1.1 逐点比较法插补 2.1.2 数字积分法插补 2.1.3 数据采样插补法 2.2 刀具补偿原理 2.2.1 刀具长度补偿 2.2.2 刀具半径补偿 思考题与习题 第三章 微机数控装置的结构 3.1 概述 3.1.1 CNC装置的工作原理 3.1.2 CNC装置的特点 3.2 微型计算机数控系统的组成 3.2.1 数控系统硬件综述 3.2.2 数控装置硬件结构类型 3.3 数控系统的输入/输出接口及通信 3.3.1 数控装置的显示功能及其接口 3.3.2 数控系统的I/O接口 3.3.3 数控系统常用串行通信接口标准 3.3.4 DNC通信接口技术 3.3.5 数控系统网络通信接口 3.4 PLC在数控系统中的应用 3.4.1 内装型PLC 3.4.2 独立型PLC 3.4.3 M、S、T功能的实现 3.4.4 数控机床PLC的控制对象 3.4.5 PLC用户控制程序的编程方法 3.4.6 PLC在数控机床中的应用实例 3.5 数控系统的软件结构 3.5.1 概述 3.5.2 零件程序的输入 3.5.3 数据处理程序 3.5.4 插补软件 3.5.5 位置控制软件 3.5.6 系统故障诊断软件 思考题与习题 第四章 位置检测装置 4.1 检测装置的要求与分类 4.1.1 增量式和绝对式 4.1.2 数字式和模拟式 4.2 常用检测元件及电路 4.2.1 感应同步器 4.2.2 磁栅 4.2.3 旋转变压器 4.2.4 光栅 4.2.5 脉冲编码器 4.2.6 双频激光干涉仪 思考题与习题 第五章 伺服系统 5.1 概述 5.1.1 伺服系统的概念 5.1.2 伺服系统的组成 5.1.3 伺服系统的特点和要求 5.1.4 伺服系统的分类 5.2 步进电动机 5.2.1 步进电动机分类 5.2.2 反应式步进电动机的结构 5.2.3 步进电动机的工作原理 5.2.4 步进电动机的主要特性 5.2.5 步进电动机的驱动控制 5.3 伺服系统的速度和位置控制 5.3.1 伺服系统的速度控制 5.3.2 伺服系统的位置控制 5.4 主轴驱动的速度控制及定向控制 5.4.1 直流主轴驱动系统速度控制 5.4.2 交流主轴驱动系统速度控制 5.4.3 主轴定向控制 思考题与习题 第六章 数控加工的程序编制 6.1 概述 6.1.1 数控编程的定义 6.1.2 数控编程的步骤 6.1.3 数控编程的方法 6.2 数控机床的坐标系 6.2.1 数控机床的坐标系 6.2.2 坐标轴的运动方向及其命令 6.2.3 机床坐标系与工件坐标系 6.2.4 绝对坐标系与相对坐标系 6.3 程序格式 6.3.1 程序号 6.3.2 程序段的格式 6.4 常用数控指令的编程方法 6.4.1 准备性工艺指令 6.4.2 辅助性工艺指令 6.4.3 其他常用功能指令 6.5 程序编制中的工艺处理及实例 6.5.1 概述 6.5.2 数控加工工艺分析 6.5.3 数控加工的工艺路线设计 6.5.4 数控加工工序设计 6.5.5 工艺文件编制 思考题与习题 第七章 数控机床机械结构 7.1 数控机床结构的特点及基本要求 7.1.1 数控机床机械结构的特点 7.1.2 数控机床对机械结构的基本要求 7.2 数控机床的主传动机构 7.2.1 数控机床的主传动形式 7.2.2 主轴部件结构 7.3 数控机床的进给传动机构 7.3.1 滚珠丝杠螺母副 7.3.2 进给传动系统的典型结构 7.3.3 数控机床的导轨 7.4 数控机床的自动换刀机构 7.4.1 刀库及选刀方式 7.4.2 刀具交换装置 7.5 数控机床的辅助装置 7.5.1 液压卡盘和尾座 7.5.2 回转工作台 思考题与习题 第八章 开放式数控系统和STEP-NC简介 8.1 开放式数控系统概述 8.1.1 开放式数控系统产生的历史背景 8.1.2 开放式数控系统的特征 8.1.3 国内外开放式数控系统的发展概况 8.2 STEP-NC概述 8.2.1 SO6983与ISO14649的比较 8.2.2 STEP-NC的数据模型 8.2.3 基于STEP-NC的数据程序结构 8.2.4 STEPNC为CNC提供的发展空间 8.2.5 STEP-NC编程实例 思考题与习题 参考文献 数控机床是一种高效的自动化机床,它综合了计算机技术、自动化技术、伺服驱动技术、气动与液压传动技术、精密测量与检测技术、精密机械设计与制造技术等各个领域的新技术成果,是一门新兴的工业控制技术。数控机床以其高精度、高效率、高柔性所带来的巨大效益引起了世界各国科技界和工业界的广泛重视。 我国于1958年研制出第一台数控机床,在近50年间,数控机床的设计和制造技术有了很大提高,培养出一批设计、制造、使用和维护的人才;通过合作生产出先进数控机床,缩小了与世界先进技术的差距;利用国外先进元部件、数控系统配套,开始自行设计及制造高速、高性能、五面或五轴联动加工的数控机床,以满足国内市场的需求。 随着我国数控机床的大量使用,急需培养一大批能够熟练掌握现代数控机床技术、编程、操作、维修及调试的工程技术人员。为适应高职数控专业及其他机电专业的学习需要,本书从数控机床原理出发,系统介绍了数控机床的基础知识。 本书由崔州平、刘海星、郭成操任主编,董庆华、罗刚、徐辉任副主编,参加编写的人员还有王显涛、江书勇、郑理、滕立国、丁凤琴。 在编写过程中,邱仕安教授、王科锋高级工程师和坎门机床厂张慧坚厂长对本书提出了许多宝贵意见,在此表示衷心感谢。 限于编者水平,书中难免有不妥之处,敬请读者提出指正,不胜感谢。