《機床數控技術及應用（第四版）》是“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材，系統、全面地介紹了數控編程、數控原理、數控機床機械結構等方面的知識。《機床數控技術及應用（第四版）》共10 章，內容包括數控技術概論、數控加工程序編制基礎、數控加工編程方法、計算機數控裝置、數控機床的運動控制原理、數控機床的檢測裝置、數控機床的伺服驅動系統、數控機床的機械結構與裝置、分布式數字控制技術和柔性制造系統。
《機床數控技術及應用（第四版）》深入淺出，內容豐富，系統性強。在強化理論基礎的同時，突出了實踐性和先進性。
目錄
第1章 數控技術概論 1
1.1 數控技術的基本概念 1
1.2 機床數控技術的組成 1
1.2.1 機床本體 1
1.2.2 數控系統 2
1.2.3 外圍技術 3
1.3 數控加工零件的過程 4
1.4 數控機床的特點與分類 5
1.4.1 數控機床的特點 5
1.4.2 數控機床的分類 6
1.5 數控技術的發展趨勢 9
復習思考題 13
第2章 數控加工程序編制基礎 14
2.1 概述 14
2.1.1 數控編程的基本概念 14
2.1.2 數控編程的內容和步驟 14
2.1.3 數控編程的方法 15
2.1.4 數控機床坐標系 16
2.1.5 加工程序結構與格式 18
2.2 數控編程中的常用指令 19
2.2.1 準備功能G代碼 19
2.2.2 輔助功能M代碼 26
2.2.3 F代碼、S代碼、T代碼 28
2.3 數控編程中的工藝處理 29
2.3.1 數控加工工藝的特點與內容 29
2.3.2 數控加工零件或加工內容的選擇 29
2.3.3 數控加工工藝性分析 30
2.3.4 數控加工工藝路線的設計 31
2.3.5 數控加工工序的詳細設計 31
2.3.6 工藝處理案例分析 42
2.4 高速加工及其工藝處理 44
2.4.1 高速加工概述 44
2.4.2 高速加工中的工藝處理 44
2.5 數控編程中的數學處理 47
2.5.1 直線、圓弧類零件的數學處理 47
2.5.2 非圓曲線節點坐標計算 48
2.5.3 列表曲線輪廓零件的數學處理 50
2.5.4 列表曲面輪廓零件的數學處理 53
復習思考題 54
第3章 數控加工編程方法 56
3.1 概述 56
3.2 手工編程方法 57
3.2.1 數控車床編程方法及編程實例 57
3.2.2 數控銑床編程方法及編程實例 70
3.2.3 數控線切割機床編程方法及編程實例 75
3.2.4 加工中心編程方法及編程實例 83
3.2.5 車銑復合機床編程方法及編程實例 90
3.2.6 宏程序編程方法及編程實例 97
3.3 自動編程方法 102
3.3.1 概述 102
3.3.2 圖形交互編程的主要過程 103
3.3.3 圖形交互編程實例 103
復習思考題 110
第4章 計算機數控裝置 113
4.1 概述 113
4.2 計算機數控裝置的硬件結構 113
4.2.1 單微處理器結構 113
4.2.2 多微處理器結構 115
4.2.3 開放式數控系統 116
4.2.4 嵌入式數控系統 117
4.3 計算機數控裝置的軟件結構 119
4.3.1 CNC裝置的軟件組成 119
4.3.2 CNC系統軟件的工作過程 120
4.3.3 CNC系統的軟件結構 121
4.4 數控機床的可編程控制器 123
4.4.1 數控機床中可編程控制器實現的功能 123
4.4.2 PLC、CNC與數控機床的關系 124
4.4.3 PLC在數控機床上的應用舉例 125
4.5 典型的CNC系統簡介 127
4.5.1 SIEMENS數控系統 127
4.5.2 FANUC數控系統 130
復習思考題 133
第5章 數控機床的運動控制原理 134
5.1 概述 134
5.1.1 插補的基本概念 134
5.1.2 插補方法的分類 135
5.2 逐點比較法 137
5.2.1 逐點比較法直線插補 137
5.2.2 逐點比較法圓弧插補 140
5.3 數字積分法 144
5.3.1 DDA法直線插補 145
5.3.2 DDA法圓弧插補 148
5.3.3 提高DDA法插補質量的措施 151
5.3.4 其他函數的DDA法插補運算 156
5.4 直線函數法 156
5.4.1 直線函數法直線插補 156
5.4.2 直線函數法圓弧插補 157
5.5 擴展數字積分法 158
5.5.1 擴展DDA法直線插補 158
5.5.2 擴展DDA法圓弧插補 159
5.6 曲面直接插補 161
5.6.1 實現SDI的軟件系統結構和工作流程 162
5.6.2 SDI算法的基本原理 162
5.6.3 SDI的信息輸入 164
5.6.4 曲面直接插補的技術關鍵 165
5.7 刀具半徑補償 166
5.7.1 B刀具半徑補償 166
5.7.2 C刀具半徑補償 168
5.8 進給加減速控制方法 175
5.8.1 進給速度的控制方法 176
5.8.2 CNC裝置的常見加減速控制方法 177
復習思考題 188
第6章 數控機床的檢測裝置 190
6.1 概述 190
6.1.1 數控機床對檢測裝置的主要要求 190
6.1.2 位置檢測裝置分類 191
6.2 旋轉變壓器 192
6.2.1 旋轉變壓器的結構 192
6.2.2 旋轉變壓器的工作原理 193
6.2.3 旋轉變壓器的應用 195
6.2.4 磁阻式多極旋轉變壓器簡介 195
6.3 感應同步器 196
6.3.1 感應同步器的結構與種類 196
6.3.2 感應同步器的安裝 198
6.3.3 感應同步器的工作原理 198
6.3.4 感應同步器的特點 200
6.4 光柵 201
6.4.1 光柵的種類與精度 201
6.4.2 光柵的結構與測量原理 202
6.4.3 光柵測量系統 204
6.5 編碼器 207
6.5.1 接觸式編碼器 207
6.5.2 光電式編碼器 208
6.5.3 編碼器在數控機床中的應用 209
6.6 磁柵 210
6.6.1 磁柵的工作原理與結構 210
6.6.2 磁柵位移檢測裝置的結構類型 214
6.7 激光干涉儀 215
6.7.1 激光干涉法測距的基本原理 215
6.7.2 雙頻激光干涉儀 216
6.8 位置檢測裝置的輸出接口與傳輸協議 217
復習思考題 221
第7章 數控機床的伺服驅動系統 222
7.1 概述 222
7.2 步進電機及其驅動控制系統 223
7.2.1 步進電機的工作原理 223
7.2.2 步進電機的主要特性 225
7.2.3 步進電機的分類 226
7.2.4 步進電機的環形分配器 228
7.2.5 功率放大電路 230
7.3 直流伺服電機及其速度控制系統 234
7.3.1 直流伺服電機的分類和工作原理 234
7.3.2 直流伺服電機的調速原理與方法 234
7.3.3 直流伺服電機速度控制單元的調速控制方式 236
7.4 交流伺服電機及其速度控制系統 240
7.4.1 交流伺服電機的分類與特點 240
7.4.2 交流伺服電機的變頻調速 241
7.4.3 交流伺服電機的變頻調速特性 244
7.4.4 交流伺服電機的矢量控制 245
7.4.5 永磁式交流同步電機的矢量控制 248
7.4.6 感應式交流伺服電機的矢量控制 249
7.5 直線電機及其在數控機床中的應用簡介 251
7.5.1 直線電機的特點 251
7.5.2 直線電機的基本結構和分類 252
7.5.3 直線電機的基本工作原理 253
7.5.4 直線電機在機床上的應用 254
7.6 位置伺服系統的結構與原理 255
7.6.1 概述 255
7.6.2 相位比較伺服系統 257
7.6.3 幅值比較伺服系統 261
7.6.4 數字脈沖比較伺服系統 262
7.6.5 全數字控制伺服系統 263
7.6.6 多軸同步控制原理 264
復習思考題 265
第8章 數控機床的機械結構與裝置 266
8.1 概述 266
8.1.1 數控機床機械結構的特點 266
8.1.2 數控機床機械結構的基本要求 266
8.2 數控機床主傳動系統 270
8.2.1 主傳動方式 270
8.2.2 主軸部件的結構 271
8.2.3 主軸部件的支承 271
8.2.4 主軸的準停裝置 273
8.2.5 自動換刀裝置 274
8.2.6 高速電主軸裝置 276
8.2.7 萬向銑頭 278
8.3 數控機床的進給傳動系統 279
8.3.1 進給傳動方式 280
8.3.2 滾珠絲杠螺母副 280
8.3.3 齒輪齒條副 283
8.3.4 回轉工作臺 283
8.4 數控機床的導軌 285
8.4.1 帶有塑料層的滑動導軌 285
8.4.2 滾動導軌 286
8.4.3 靜壓導軌 287
8.5 數控機床的自動換刀裝置 287
8.5.1 自動換刀裝置概述 287
8.5.2 刀庫 290
8.5.3 刀具交換裝置 290
8.6 數控機床的輔助裝置 291
8.6.1 液壓和氣動裝置 291
8.6.2 排屑裝置 291
8.6.3 其他輔助裝置 292
復習思考題 292
第9章 分布式數字控制技術 293
9.1 概述 293
9.1.1 DNC的產生 293
9.1.2 DNC的特點 294
9.1.3 DNC的基本組成 294
9.1.4 DNC的主要功能 295
9.2 DNC系統結構與控制 296
9.3 DNC系統的通信方式 297
9.3.1 基于異步串行通信的點對點型 297
9.3.2 基于網絡的分布型 298
9.3.3 混合通信型 301
9.4 DNC 系統中的數據采集與信息監視 301
9.4.1 數據采集與信息監視技術 301
9.4.2 信息采集的實現方案與策略 302
9.4.3 OPC原理與規范 304
9.4.4 OPC技術在DNC 中的應用 305
9.5 DNC系統實例分析 307
復習思考題 309
第10章 柔性制造系統 310
10.1 概述 310
10.1.1 柔性制造系統的定義 310
10.1.2 柔性制造系統的特點 311
10.2 柔性制造系統基本組成 312
10.2.1 FMS制造工作站 312
10.2.2 物料儲運系統 313
10.2.3 FMS管理與控制系統 319
10.3 FMS實例 322
10.3.1 FMS-500概況 322
10.3.2 FMS-500系統遞階控制結構與系統功能 323
10.3.3 FMS-500的特點 324
10.4 智能制造系統 325
10.4.1 智能制造系統的網絡層次模型 325
10.4.2 智能制造系統的數據流 326
10.4.3 智能制造系統實例 326
復習思考題 327
參考文獻 328
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