机床数控技术及应用

第1章 绪论

1.1 数控机床的基本组成及加工原理

1.1.1 数控机床的产生

1.1.2 计算机数控的概念与发展

1.1.3 数控机床的基本结构及工作原理

1.2 数控机床的分类

1.2.1 按加工工艺方法分类

1.2.2 按控制运动的方式分类

1.2.3 按驱动装置的特点分类

1.3 数控机床的特点及应用范围

1.3.1 数控机床的加工特点

1.3.2 数控机床的使用特点

1.3.3 数控机床的应用范围

复习题

第2章 数控加工的工艺与编程

2.1 数控加工程序编制基础

2.1.1 穿孔纸带及代码

2.1.2 数控机床的坐标轴和运动方向

2.1.3 程序段格式

2.2 数控机床的加工工艺及编程步骤

2.2.1 工序的划分

2.2.2 编制加工程序的内容及步骤

2.2.3 零件的安装和对刀点的确定

2.2.4 确定加工路线

2.2.5 切削用量及刀具的选择

2.2.6 数值计算

2.3 数控车床的编程

2.3.1 数控车床的编程基础

2.3.2 数控车床的基本编程功能

2.3.3 数控车床的基本编程方法

2.3.4 固定循环功能

2.3.5 螺纹切削

2.4 数控铣床及加工中心的编程

2.4.1 数控铣床及加工中心的编程基础

2.4.2 数控铣床及加工中心的基本编程功能

2.4.3 数控铣床及加工中心的基本编程方法

2.4.4 刀具补偿功能

2.4.5 固定循环

2.4.6 子程序

复习题

第3章 计算机数控系统

3.1 计算机数控((；NC)系统的基本概念

3..微处理器数控(MNC)系统的组成

3.2.1 中央处理单元(CPU)和总线

(BUS)

3.2.2 存储器(memory)

3.2.3 输入偷出(I/0)接口电路及相应的外部设备

3.3 CNC系统的硬件结构

3.3.1 单微处理机与多微处理机结构

3.3.2 大板式结构与功能模块式结构

3.4 CNC系统的软件

3.4.1 CNC系统软件的组成与功能

3.4.2 CNC系统软件的特点和结构

3.5 CNC系统的工作过程

3.5.1 CNC系统的数据段历程

3.5.2 CNC系统自动工作时的总体流程

3.6 运动轨迹的插补原理

3.6.1 运动轨迹插补的概念

3.6.2 运动轨迹插补的方法

3.6.3 逐点比较法·

3.6.4 DI)A法——数字积分法

3.6.5 数据采样法

3.7 进给运动的误差补偿

3.7.1 机床加工零件误差的来源

3.7.2 螺距误差补偿

3.7.3 反向间隙误差补偿

3.7.4 热变形补偿

3.7.5 其他因素引起的误差补偿

3.8 辅助功能与PLC

3.8.1 可编程序控制器在机床数控中的应用

3.8.2 M，S，T功能的实现

3.9 FANUC一0系统介绍

3.9.1 FANtJC一0系统的硬件结构

3.9.2 FANI.JC一0系统的软件结构

3.9.3 F'ANtJC一0系统的伺服结构

复习题

第4章 进给运动的控制

4.1 概述

4.1.1 进给伺服系统

4.1.2 伺服驱动系统的分类

4.1.3 位置伺服驱动系统的开环、闭环

控制

4.2 步进驱动及开环进给控制

4.2.1 步进电动机的工作原理

4.2.2 步进电动机的驱动电源

4.2.3 步进电动机的进给控制

4.2.4 步进电动机的主要特性及其选择

4.3 位置检测装置

4.3.1 位置检测元件的分类及要求

4.3.2 光电编码器

4.3.3 光栅尺

4.3.4 直线感应同步器

4.4 直流、交流伺服驱动装置

4.4.1 直流伺服驱动装置

4.4.2 交流伺服驱动装置

4.4.3 进给伺服电动机的选用

4.5 进给运动闭环位置控制

4.5.1 闭环位置控制的概念

4.5.2 闭环位置控制的实现

4.5.3 位置控制回路的数学模型

4.6 闭环位置控制系统的性能分析

4.6.1 定位过程的误差分析

4.6.2 直线插补轮廓误差分析

4.6.3 圆弧插补轮廓误差分析

4.6.4 拐角轮廓误差分析

4.7 进给传动机构对位置控制特性的影响

4.7.1 机械传动机构的基本要求

4.7.2 传动刚度与阻尼对位置控制特性的影响

4.7.3 传动间隙和惯量对位置控制特性的影响

复习题

第5章 主轴驱动及控制

5.1 概述

5.2 主轴驱动装置的工作原理

5.2.1 主轴驱动装置的特点

5.2.2 交流主轴电动机

5.2.3 交流主轴驱动装置

5.2.4 交流主轴驱动特性曲线

5.3 主轴分段无级调速及控制

5.3.1 概述

5.3.2 自动变挡控制

5.3.3 自动变挡的实现

5.4 主轴准停控制

5.4.1 概述

5.4.2 机械准停控制

5.4.3 电气准停控制

复习题

第6章 数控机床的机械结构与特点

6.1 数控机床的结构要求

6.1.1 数控机床机械结构的主要组成

6.1.2 数控机床机械结构的特点和要求

6.2 数控机床的主传动及主轴部件

6.2.1 数控机床主传动系统的要求

6.2.2 主轴的传动方式

6.2.3 主轴组件

6.2.4 主轴的进给功能和主轴准停功能

6.2.5 主轴组件的润滑与密封

6.3 数控机床的进给传动机构

6.3.1 进给系统概述

6.3.2 传动齿轮的消隙

6.3.3 联轴器

6.3.4 丝杠螺母副

6.3.5 导轨

6.3.6 工作台

6.4 自动换刀装置

6.4.1 自动换刀装置的分类

6.4.2 刀库

6.4.3 机械手

6.4.4 加工中心主轴上刀具的夹紧机构

6.5 其他辅助装置

6.5.1 数控机床的液压和气动系统

6.5.2 排屑装置

6.6 数控机床实例

6.6.1 数控车床

6.6.2 加工中心

6.6.3 数控磨床

6.6.4 数控齿轮加工机床

6.6.5 数控电加工机床

复习题

第7章 数控机床的选用、验收与维修

7.1 数控机床的选用

7.1.1 数控机床选用的原则

7.1.2 数控机床选用的基本要点

7.2 数控机床的调试和验收

7.2.1 数控机床的安装调试

7.2.2 数控机床的验收

7.3 数控机床的维护与保养

7.3.1 预防性维护

7.3.2 设备的日常保养

7.4 CNC系统的可靠性和故障诊断技术

7.4.1 系统可靠性及故障的基本概念

7.4.2 影响可靠性的因素

7.4.3 提高可靠性的方法与措施

7.4.4 故障诊断的方法

7.5 数控机床故障的判断与排除

7.5.1 数控机床故障处理的原则

7.5.2 数控机床的机械故障及排除

7.5.3 CNC装置的故障

7.5.4 进给伺服系统的故障

7.5.5 主轴控制单元的故障

7.5.6 维修实例

复习题

第8章 数控技术的发展与机械加工

自动化

8.1 数控技术的发展

8.1.1 概述

8.1.2 几种主要CNC系统介绍

8.1.3 数控机床的发展

8.2 机械加工自动化

8.2.1 机械加工发展的新趋势

8.2.2 柔性制造系统(FMS)

8.2.3 计算机集成制造系统(CIMS)

复习题

参考文献2100433B

《机床数控技术及应用》为普通高等教育“十一五”国家级规划教材,是根据高职高专教育机械类专业人才培养目标及规格的要求编写的。全书共分为8章。第1章简要介绍数控机床的特点及加工原理。第2章介绍数控编程的有关内容。第3章详细讲解了计算机数控(cNc)系统的硬、软件工作原理与应用知识。第4章介绍了各种开、闭环进给驱动装置及位置检测元件。第5章介绍数控机床的主轴驱动,并讨论主轴控制中的变速及主轴准停控制。第6章介绍数控机床的机械结构及特点。第7章讲述数控机床的选用、调试、验收、维护保养及故障诊断等知识。第8章介绍现代数控系统与机械加工自动化的发展。

《机床数控技术及应用》可作为高职、高专、成人高校及本科院校举办的二级职业技术学院机电类专业教材,也可供应用型高校和企业技术人员选用与参考。

• 课程资源

《机床数控技术及应用（第四版）》配有在线开放课程——“机床数控技术”。

《机床数控技术及应用（第四版）》配有实操类视频，以二维码形式呈现。

1. 侧重于数控编程和数控原理，兼顾现代数控机床结构、分布式数控技术、柔性制造技术等方面的知识。

2. 编写时既注重基础性、系统性和综合性，也考虑应用性、实践性和先进性。

机床数控技术及应用（第四版）修订情况

该书第1章由陈蔚芳、刘凯编写，第2章、第3章由陈蔚芳编写，第4章由薛建彬、刘凯编写，第5章由王宏涛、陈蔚芳、罗福源编写，第6章、第7章由王宏涛、罗福源编写，第8章由薛建彬、吴青聪编写，第9章、第10章由楼佩煌、吴青聪编写。全书由陈蔚芳、王宏涛、刘凯统稿和定稿。南京航空航天大学游有鹏教授和南京数控机床有限公司孙序泉教授级高工对该书进行了审阅，提出了意见。

该书在编写过程中，参阅了相关文献、教材和PPT讲义，何磊、侯军明、郝小忠、刘志东提供了部分编程例题、工艺素材和加工视频，倪丽君、沈雨苏、曹新航等完成了书中大部分图形的绘制、部分文字的录入和整理工作，冷晟、史建新、赵正彩、周明虎等提供了部分材料。南京纳威精密机械有限公司、南京德西数控新技术有限公司、南京航空航天大学工程训练中心和南京工程学院为该书提供了相关视频资料。

机床数控技术及应用（第四版）出版工作

2019年9月1日，《机床数控技术及应用（第四版）》由科学出版社出版发行。