機牀數控技術

《機牀數控技術/先進製造理論研究與工程技術系列》全面系統地介紹了現代機牀數字控制技術，詳細分析和闡述了機牀數字控制的最新原理與技術，從理論和實踐兩方面介紹了現代數控技術的基本內容。 ^[2] 

主要包括： 數控編程、軌跡插補控制原理、計算機數控裝置的軟硬件結構、現代機牀檢測技術、伺服驅動與控制技術及現代機牀機械結構及設計技術。全書共7章，內容全面、深入，各章之間相對獨立，又相互聯繫。本書既可作為高等工科院校機械製造及其自動化、機械電子等機械工程相關專業的本科生教材，又可作為研究設計單位、工廠的數控技術人員的參考書。 ^[1-2] 

第1章 概 論//1

1.1 基本概念//1

1.2 數控機牀的特點與應用//2

1.3 數控機牀的組成//3

1.4 數控機牀的分類//5

1.4.1按照加工工藝及機牀用途分類//5

1.4.2按照機牀運動的控制軌跡分類//6

1.4.3按照伺服控制方式分類//7

1.4.4按照數控系統的功能水平分類//8

1.5 數控機牀的發展//9

1.5.1數控技術的產生與發展//9

1.5.2現代數控機牀的發展趨勢//10

複習題//13

第2章 數控程序編制//14

2.1數控編程概述//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

2.2數控編程工藝基礎//16

2.2.1數控加工準備//16

2.2.2數控加工工藝設計//19

2.2.3數控編程誤差及控制//23

2.3數控編程技術基礎//24

2.3.1數控編程標準//24

2.3.2數控編程相關座標系統//24

2.3.3數控程序的結構與格式//27

2.3.4數控編程的指令代碼//30

2.4數控編程常用G指令//34

2.4.1參考點有關的G指令//34

2.4.2與座標系有關的G指令//36

2.4.3座標值與尺寸G指令//38

2.4.4插補運動G指令//39

2.4.5進給功能和主運動G指令//47

2.4.6刀具補償功能G指令//48

2.4.7固定循環G指令//56

2.5車銑對刀過程//72

2.5.1車削對刀過程//72

2.5.2銑削對刀過程//74

2.6數控手工編程舉例//76

2.6.1數控車削加工程序編制//76

2.6.2數控銑削加工程序編制//80

2.6.3數控孔加工程序編制//83

2.6.4加工中心綜合編程實例//84

2.7宏指令與宏程序//89

2.7.1變量//89

2.7.2運算指令//90

2.7.3控制指令//91

2.7.4用户宏程序調用指令//93

2.7.5用户宏程序實例//94

2.8　STEP-NC 編程//96

2.8.1STEP-NC的產生背景//96

2.8.2STEP-NC數控系統//99

2.9自動編程//102

2.9.1自動編程概述//102

2.9.2自動編程CAD/CAM系統簡介//103

2.9.3自動編程的主要過程//103

複習題//106

第3章 數控插補原理//107

3.1概述//107

3.1.1插補的基本概念//107

3.1.2插補方法的分類//107

3.1.3插補算法的評價指標//108

3.2基準脈衝插補//109

3.2.1逐點比較法//109

3.2.2數字積分法//113

3.3數據採樣插補//118

3.3.1數據採樣插補的基本原理//118

3.3.2數據採樣法直線插補//120

3.3.3數據採樣法圓弧插補//121

3.3.4高速高精采樣插補技術//123

3.3.5數據採樣法樣條插補//124

3.4加減速控制//128

3.4.1加減速控制分類//128

3.4.2常用加減速曲線//129

3.4.3前加減速控制算法//130

複習題//133

第4章 計算機數控（CNC）裝置//134

4.1 概 述//134

4.1.1計算機數控系統//134

4.1.2CNC裝置的構成//134

4.1.3CNC裝置的工作原理//135

4.1.4CNC裝置的主要功能和特點//137

4.2 CNC裝置的硬件構成//140

4.2.1大板式結構和功能模塊式結構//140

4.2.2單微處理器結構和多微處理器結構//140

4.2.3專用型和個人計算機式結構的CNC裝置//149

4.2.4開放式CNC裝置//150

4.3CNC裝置的軟件構成//152

4.3.1CNC裝置中軟硬件的功能劃分//152

4.3.2CNC軟件的特點//153

4.3.3CNC軟件的設計方法//153

4.3.4CNC軟件的結構模式//156

4.3.5CNC軟件的工作過程//163

4.3.6故障診斷//172

4.4 CNC裝置的接口電路//173

4.4.1機牀開關量及其接口//174

4.4.2串行通信及接口//178

4.4.3網絡通信接口//178

4.5典型的數控系統簡介//179

4.5.1FANUC0i系列數控系統//179

4.5.2SINUMERIK 840D系列數控系統//181

4.5.3 PA8000數控系統//184

複習題//188

第5章 數控檢測裝置//189

5.1概 述//189

5.1.1數控檢測裝置的性能指標//189

5.1.2檢測裝置的分類//190

5.2旋轉編碼器//190

5.2.1旋轉編碼器的類型//190

5.2.2增量式光電脈衝編碼器//191

5.2.3絕對編碼器//195

5.3光柵尺//199

5.3.1光柵尺的分類//199

5.3.2增量式直線光柵尺//199

5.3.3絕對光柵尺//203

5.3.4圓光柵//204

5.4激光干涉法位移測量//205

5.4.1激光干涉法測距原理（單頻干涉）//205

5.4.2雙頻激光干涉測量位移//206

5.4.3激光干涉位移測量技術的應用//208

5.5霍爾檢測裝置//209

複習題//211

第6章 數控伺服系統//213

6.1概 述//213

6.1.1伺服系統的組成//213

6.1.2對伺服系統的基本要求//214

6.1.3伺服系統的分類//215

6.2伺服電動機//216

6.2.1直流伺服電機//217

6.2.2交流伺服電機//221

6.2.3直驅伺服電機//224

6.2.4數控機牀伺服電機總結//232

6.3直流調速系統//232

6.3.1直流電機的調速原理//232

6.3.2直流進給驅動的速度控制//233

6.3.3直流主軸驅動的速度控制//238

6.4交流調速系統//239

6.4.1交流伺服電機的調速方法//239

6.4.2變頻調速系統//241

6.4.3正弦脈寬調製變壓變頻器//244

6.4.4轉差頻率控制變頻調速系統//246

6.4.5交流感應伺服電機的矢量控制//248

6.4.6交流永磁伺服電機的矢量控制//257

6.4.7無速度傳感器的矢量控制//258

6.4.8直接轉矩控制方式//259

6.4.9交流電動機各種調速方法性能比較//261

6.5 全數字控制伺服系統//261

6.6典型伺服系統介紹//262

6.6.1西門子（Siemens）伺服系統//262

6.6.2發那科（Fanuc）伺服系統//264

複習題//266

第7章 數控機牀的機械結構//267

7.1 數控機牀機械機構的組成和特點//267

7.1.1數控機牀機械機構的組成//267

7.1.2數控機牀機械機構的特點//268

7.2 數控機牀典型佈局形式//268

7.2.1數控車牀的佈局形式//268

7.2.2加工中心的佈局形式//269

7.3 數控機牀主傳動系統//272

7.3.1主傳動的要求//272

7.3.2主傳動系統配置方式//272

7.3.3主軸部件//274

7.4 數控機牀進給傳動系統//277

7.4.1滾珠絲槓螺母副//277

7.4.2傳動齒輪間隙消除機構//280

7.5 數控迴轉工作台//282

7.5.1數控迴轉工作台//282

7.5.2分度工作台//282

7.6 數控機牀導軌//285

7.6.1數控機牀對導軌的基本要求//285

7.6.2數控機牀導軌的類型與特點//285

7.7 自動換刀裝置//288

7.7.1迴轉刀架自動換刀裝置//288

7.7.2轉塔式自動換刀裝置//290

7.7.3刀庫式自動換刀//290

複習題//295

參考文獻//297 ^[2]