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第1章　数控机床概述1

1.1　数控机床的产生及作用1

1.1.1　数控机床的发展过程1

1.1.2　数控机床的作用2

1.2　数控机床的组成3

1.2.1　数控机床的工作步骤3

1.2.2　数控机床的组成3

1.3　数控机床的分类5

1.3.1　按加工工艺方法分类5

1.3.2　按运动控制的方式分类6

1.3.3　按进给伺服系统的特点分类6

1.3.4　按数控装置的功能水平分类8

1.4　数控机床的特点及应用范围9

1.4.1　数控机床的加工特点9

1.4.2　数控机床的使用特点10

1.4.3　数控机床的应用范围11

1.5　数控机床的发展趋势12

复习思考题14

第2章　计算机数控系统（CNC）16

2.1　CNC系统的基本概念16

2.1.1　CNC系统的组成及其工作过程16

2.1.2　CNC系统的数据转换流程20

2.1.3　CNC数控系统的特点22

2.1.4　CNC系统可实现的功能23

2.2　CNC系统的硬件结构25

2.2.1　单微处理器结构25

2.2.2　多微处理器结构27

2.2.3　开放式CNC系统29

2.3　CNC系统的软件结构31

2.3.1　CNC系统软件概述31

2.3.2　CNC系统软件的结构特点32

2.3.3　CNC系统软件的结构模式34

2.4　数控系统的插补原理38

2.4.1　概述38

2.4.2　逐点比较法插补40

2.4.3　数字积分法插补47

2.4.4　时间分割法插补53

2.5　数控系统的刀具补偿原理54

2.5.1　刀具半径补偿54

2.5.2　刀具长度补偿58

2.6　数控系统的位置控制60

2.6.1　闭环位置控制的概念60

2.6.2　闭环位置控制的实现61

2.6.3　开环放大倍数与跟随误差62

2.7　数控机床的辅助功能与可编程控制器65

2.7.1　数控机床可编程控制器的分类与特点65

2.7.2　可编程控制器与外部的信息交换68

复习思考题71

第3章　伺服系统及位置检测装置72

3.1　伺服驱动系统概述72

3.1.1　伺服驱动系统的概念72

3.1.2　伺服驱动系统的组成和工作原理74

3.1.3　伺服驱动系统分类75

3.2　伺服驱动电动机79

3.2.1　步进电动机79

3.2.2　直流伺服电动机82

3.2.3　交流伺服电动机84

3.2.4　直线电动机86

3.3　位置检测装置87

3.3.1　位置检测装置简介87

3.3.2　磁尺位置检测装置88

3.3.3　光栅位置检测装置90

3.3.4　脉冲编码器94

3.3.5　旋转变压器95

3.3.6　感应同步器98

3.3.7　测速发电机101

复习思考题103

第4章　数控机床的机械结构105

4.1　数控机床的机械结构特点及要求105

4.1.1　提高机床的静、动刚度105

4.1.2　减少机床的热变形108

4.1.3　降低运动副摩擦，提高传动精度109

4.1.4　提高机床的寿命和精度109

4.1.5　采用自动化装置，提高机床效率109

4.1.6　提高安全防护等级110

4.2　数控机床的主传动系统110

4.2.1　数控机床主传动系统的特点110

4.2.2　主传动的变速方式111

4.2.3　数控机床的主轴部件114

4.3　数控机床的进给传动系统120

4.3.1　数控机床进给运动的特点120

4.3.2　滚珠丝杠螺母副121

4.3.3　数控机床的导轨128

4.3.4　进给系统传动间隙的消除133

4.4　数控机床的回转工作台和分度工作台137

4.4.1　数控回转工作台137

4.4.2　分度工作台139

4.5 自动换刀装置143

4.5.1 自动换刀装置的类型143

4.5.2　数控车床（车削中心）的换刀方式144

4.5.3　加工中心自动换刀系统147

复习思考题159

第5章　数控加工编程161

5.1　数控加工的编程基础161

5.1.1　数控加工编程的概念161

5.1.2　数控编程的基础知识161

5.1.3　数控加工工艺的特点168

5.1.4　数控编程中的数学处理173

5.2　数控车削编程179

5.2.1　数控车削的编程特点179

5.2.2　数控系统的主要编程指令183

5.2.3　刀具补偿指令及其编程195

5.2.4　固定循环199

5.2.5　综合实例206

5.3　数控铣削编程209

5.3.1　数控铣床的编程特点209

5.3.2　铣削加工时的刀具路径212

5.3.3　刀具半径补偿213

5.3.4　固定循环与子程序215

5.3.5　综合实例219

5.4　加工中心编程概述224

5.4.1　加工中心编程概述224

5.4.2　加工中心的基本指令228

5.4.3　FANUC数控系统宏指令编程231

5.4.4　数控加工中心应用实例242

5.5 自动编程简介249

5.5.1　数控编程软件发展过程249

5.5.2　CAD/CAM集成数控编程系统简介250

5.5.3　常见的CAD/CAM软件253

复习思考题255

第6章　数控机床使用基础259

6.1　数控机床安装与调试259

6.1.1　机床的基础处理和落位259

6.1.2　数控机床部件组装259

6.1.3　数控系统连接261

6.2　数控机床的验收263

6.2.1　机床外观的检查263

6.2.2　机床性能与数控功能的验收263

6.2.3　数控机床的试运行264

6.2.4　机床精度的验收264

6.3　数控机床操作基础270

6.3.1　数控机床的使用要点270

6.3.2　数控系统（铣床）操作面板介绍276

6.3.3　数控系统（车床）操作面板介绍281

复习思考题282

第7章　数控机床维护与维修基础283

7.1　数控机床维修的概述283

7.1.1　数控机床维修的必要性283

7.1.2　对数控机床维修人员的基本要求284

7.1.3　数控机床维修安全规程285

7.2　数控机床常规维护285

7.2.1　概述285

7.2.2　数控机床日常维护286

7.2.3　数控机床故障维修287

7.3　数控机床常见故障现象与排除292

7.3.1　主传动链故障诊断及排除292

7.3.2　滚珠丝杠螺母副故障诊断及排除294

7.3.3　导轨副故障诊断及排除296

7.3.4　其他外围机械故障诊断及排除297

复习思考题299

附录A　常用数控系统指令表300

附录B　数控机床常见故障实例303