| 词条 | 数控技术 |
| 释义 | 1 数字化控制技术数控技术，简称数控（Numerical Control ）即采用数字控制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。 ◎ 发展历史1948年，美国帕森斯公司接受美国空军委托，研制直升飞机螺旋桨叶片轮廓检验用样板的加工设备。由于样板形状复杂多样，精度要求高，一般加工设备难以适应，于是提出采用数字脉冲控制机床的设想。 1949年，该公司与美国麻省理工学院(MIT)开始共同研究，并于1952年试制成功第一台三坐标数控铣床，当时的数控装置采用电子管元件。 1959年，数控装置采用了晶体管元件和印刷电路板，出现带自动换刀装置的数控机床，称为加工中心( MC Machining Center)，使数控装置进入了第二代。 1965年，出现了第三代的集成电路数控装置，不仅体积小，功率消耗少，且可靠性提高，价格进一步下降，促进了数控机床品种和产量的发展。 60年代末，先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控系统(简称 DNC)，又称群控系统；采用小型计算机控制的计算机数控系统(简称 CNC)，使数控装置进入了以小型计算机化为特征的第四代。 1974年，研制成功使用微处理器和半导体存贮器的微型计算机数控装置(简称 MNC)，这是第五代数控系统。 20世纪80年代初，随着计算机软、硬件技术的发展，出现了能进行人机对话式自动编制程序的数控装置；数控装置愈趋小型化，可以直接安装在机床上；数控机床的自动化程度进一步提高，具有自动监控刀具破损和自动检测工件等功能。 20世纪90年代后期，出现了PC+CNC智能数控系统，即以PC机为控制系统的硬件部分，在PC机上安装NC软件系统，此种方式系统维护方便，易于实现网络化制造。 现在，数控技术也叫计算机数控技术（Computerized Numerical Control 简称：CNC），目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可以通过计算机软件来完成。数控技术是制造业信息化的重要组成部分。 ◎ 发展途径数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础。这个基础是否牢固直接影响到一个国家的经济发展和综合国力，关系到一个国家的战略地位。因此，世界上各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业。 在我国，数控技术与装备的发展亦得到了高度重视，近年来取得了相当大的进步。特别是在通用微机数控领域，以PC平台为基础的国产数控系统，已经走在了世界前列。但是，我国在数控技术研究和产业发展方面亦存在不少问题，特别是在技术创新能力、商品化进程、市场占有率等方面情况尤为突出。在新世纪到来时，如何有效解决这些问题，使我国数控领域沿着可持续发展的道路，从整体上全面迈入世界先进行列，使我们在国际竞争中有举足轻重的地位，将是数控研究开发部门和生产厂家所面临的重要任务。 为完成此任务，首先必须确立符合中国国情的发展道路。为此，本文从总体战略和技术路线两个层次及数控系统、功能部件、数控整机等几个具体方面探讨了新世纪的发展途径。 ◎ 发展趋势数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面： 1。高速、高精加工技术及装备的新趋势 效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会（CIRP）将其确定为21世纪的中心研究方向之一。 在轿车工业领域，年产30万辆的生产节拍是40秒/辆，而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一；在航空和宇航工业领域，其加工的零部件多为薄壁和薄筋，刚度很差，材料为铝或铝合金，只有在高切削速度和切削力很小的情况下，才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。 从EMO2001展会情况来看，高速加工中心进给速度可达80m/min，甚至更高，空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂，包括我国的上海通用汽车公司，已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国CINCINNATI公司的HyperMach机床进给速度最大达60m/min，快速为100m/min，加速度达2g，主轴转速已达60000r/min。加工一薄壁飞机零件，只用30min，而同样的零件在一般高速铣床加工需3h，在普通铣床加工需8h；德国DMG公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达12*1000r/mm和1g。 在加工精度方面，近10年来，普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密级加工中心则从3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)。 在可靠性方面，国外数控装置的MTBF值已达6 000h以上，伺服系统的MTBF值达到30000h以上，表现出非常高的可靠性。为了实现高速、高精加工，与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展，应用领域进一步扩大。 2。五轴联动加工和复合加工机床快速发展 采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。一般认为，1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比3轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了5轴联动机床的发展。 当前由于电主轴的出现，使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床（含5面加工机床）的发展。在EMO2001展会上，新日本工机的5面加工机床采用复合主轴头，可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现，还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工，可由CNC系统控制或CAD/CAM直接或间接控制。 3。智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势 21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究，如美国的NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control)、欧共体的OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems)、日本的OSEC(Open System Environment for Controller)，中国的ONC(Open Numerical Control System)等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上，面向机床厂家和最终用户，通过改变、增加或剪裁结构对象（数控功能），形成系列化，并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统，形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。 网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机，如在EMO2001展中，日本山崎马扎克（Mazak)公司展出的“CyberProduction Center”（智能生产控制中心，简称CPC)；日本大隈（Okuma）机床公司展出“IT plaza”（信息技术广场，简称IT广场)；德国西门子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment（开放制造环境，简称OME）等，反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。 4。重视新技术标准、规范的建立 （1）关于数控系统设计开发规范 如前所述，开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性，美国、欧共体和日本等国纷纷实施战略发展计划，并进行开放式体系结构数控系统规范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3个最大的经济体在短期内进行了几乎相同的科学计划和规范的制定，预示了数控技术的一个新的变革时期的来临。我国在2000年也开始进行中国的ONC数控系统的规范框架的研究和制定。 （2）关于数控标准 数控标准是制造业信息化发展的一种趋势。数控技术诞生后的50年间的信息交换都是基于ISO6983标准，即采用G，M代码描述如何（how）加工，其本质特征是面向加工过程，显然，他已越来越不能满足现代数控技术高速发展的需要。为此，国际上正在研究和制定一种新的CNC系统标准ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一种不依赖于具体系统的中性机制，能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型，从而实现整个制造过程，乃至各个工业领域产品信息的标准化。STEP-NC的出现可能是数控技术领域的一次革命，对于数控技术的发展乃至整个制造业，将产生深远的影响。首先，STEP-NC提出一种崭新的制造理念，传统的制造理念中，NC加工程序都集中在单个计算机上。而在新标准下，NC程序可以分散在互联网上，这正是数控技术开放式、网络化发展的方向。其次，STEP-NC数控系统还可大大减少加工图纸（约75%）、加工程序编制时间（约35%）和加工时间（约50%）。 目前，欧美国家非常重视STEP-NC的研究，欧洲发起了STEP-NC的IMS计划(1999.1.1～2001.12.31)。参加这项计划的有来自欧洲和日本的20个CAD/CAM/CAPP/CNC用户、厂商和学术机构。美国的STEP Tools公司是全球范围内制造业数据交换软件的开发者，他已经开发了用作数控机床加工信息交换的超级模型(Super Model)，其目标是用统一的规范描述所有加工过程。目前这种新的数据交换格式已经在配备了SIEMENS、FIDIA以及欧洲OSACA-NC数控系统的原型样机上进行了验证。 ◎ 程序编制一、数控机床编程的方法 数控机床程序编制的方法有三种：即手工编程、自动编程和 CAD/CAM 。 1、手工编程 由人工完成零件图样分析、工艺处理、数值计算、书写程序清单直到程序的输入和检验。适用于点位加工或几何形状不太复杂的零件，但是，非常费时，且编制复杂零件时，容易出错。 2、自动编程 使用计算机或程编机，完成零件程序的编制的过程，对于复杂的零件很方便。 3、CAD/CAM 利用CAD/CAM软件，实现造型及图象自动编程。最为典型的软件是Master CAM，其可以完成铣削二坐标、三坐标、四坐标和五坐标、车削、线切割的编程，此类软件虽然功能单一，但简单易学，价格较低，仍是目前中小企业的选择。 二、数控机床程序编制的内容和步骤 1、数控机床编程的主要内容 分析零件图样、确定加工工艺过程、进行数学处理、编写程序清单、制作控制介质、进行程序检查、输入程序以及工件试切。 2、数控机床的步骤 （1）分析零件图样和工艺处理 根据图样对零件的几何形状尺寸，技术要求进行分析，明确加工的内容及要求，决定加工方案、确定加工顺序、设计夹具、选择刀具、确定合理的走刀路线及选择合理的切削用量等。 同时还应发挥数控系统的功能和数控机床本身的能力，正确选择对刀点，切入方式，尽量减少诸如换刀、转位等辅助时间。 （2）数学处理 编程前，根据零件的几何特征，先建立一个工件坐标系， 根据零件图纸的要求，制定加工路线，在建立的工件坐标系上，首先计算出刀具的运动轨迹。对于形状比较简单的零件（如直线和圆弧组成的零件），只需计算出几何元素的起点、终点、圆弧的圆心、两几何元素的交点或切点的坐标值。 （3）编写零件程序清单 加工路线和工艺参数确定以后，根据数控系统规定的指定代码及程序段格式，编写零件程序清单。 （4）程序输入 （5）程序校验与首件试切 三、数控加工程序的结构 1、程序的构成：由多个程序段组成。 O0001；O（FANUC-O,AB8400-P,SINUMERIK8M-%）机能指定程序号，每个程序号对应一个加工零件。 N010 G92 X0 Y0；分号表示程序段结束 N020 G90 G00 X50 Y60...；可以调用子程序。 N150 M05 N160 M02 2、程序段格式： （1）字地址格式：如N020 G90 G00 X50 Y60 最常用的格式，现代数控机床都采用它。地址N为程序段号，地址G和数字90构成字地址为准备功能。 （2）可变程序段格式：如B2000 B3000 B B6000 使用分割符B各开各个字，若没有数据，分割符不能省去。常见于数控线切割机床，另外，还有3B编程等格式。 （3）固定顺序程序段格式：如00701+0 比较少见。其中的数据严格按照顺序和长度排列，不得有 误，上面程序段的意思是：N007 G01 X+02500 Y-13400 F15 S30 M02 四、零件图的数学处理 零件图的数学处理主要是计算零件加工轨迹的尺寸，即计算零件加工轮廓的基点和节点的坐标，或刀具中心轮廓的基点和节点的坐标，以便编制加工程序。 1、基点坐标的计算 一般数控机床只有直线和圆弧插补功能。对于由直线和圆弧组成的平面轮廓，编程时数值计算的主要任务是求各基点的坐标。 （1）基点的含义 构成零件轮廓的不同几何素线的交点或切点称为基点。基点可以直接作为其运动轨迹的起点或终点。 （2）直接计算的内容 根据填写加工程序单的要求，基点直接计算的内容有：每条运动轨迹的起点和终点在选定坐标系中的坐标，圆弧运动轨迹的圆心坐标值。 基点直接计算的方法比较简单，一般可根据零件图样所给的已知条件用人工完成。即依据零件图样上给定的尺寸运用代数、三角、几何或解析几何的有关知识，直接计算出数值。在计算时，要注意小数点后的位数要留够，以保证足够的精度。 2、节点坐标的计算 对于一些平面轮廓是非圆方程曲线Y=F（X）组成，如渐开线、阿基米德螺线等，只能用能够加工的直线和圆弧去逼近它们。这时数值计算的任务就是计算节点的坐标。 （1）节点的定义 当采用不具备非圆曲线插补功能的数控机床加工非圆曲线轮廓的零件时，在加工程序的编制工作中，常用多个直线段或圆弧去近似代替非圆曲线，这称为拟合处理。拟合线段的交点或切点称为节点。 （2）节点坐标的计算 节点坐标的计算难度和工作量都较大，故常通过计算机完成，必要时也可由人工计算，常用的有直线逼近法（等间距法、等步长法、和等误差法）和圆弧逼近法。 有人用AutoCAD绘图，然后捕获坐标点，在精度允许的范围内，也是一个简易而有效的方法。 ◎ 缺点不足长期以来，国产数控机床始终处于低档迅速膨胀，中档进展缓慢，高档依靠进口的局面，特别是国家重点工程需要的关键设备主要依靠进口，技术受制于人。究其原因，国内本土数控机床企业大多处于“粗放型”阶段，在产品设计水平、质量、精度、性能等方面与国外先进水平相比落后了5-10年；在高、精、尖技术方面的差距则达到了10-15年。同时中国在应用技术及技术集成方面的能力也还比较低，相关的技术规范和标准的研究制定相对滞后，国产的数控机床还没有形成品牌效应。同时，中国的数控机床产业目前还缺少完善的技术培训、服务网络等支撑体系，市场营销能力和经营管理水平也不高。更重要原因是缺乏自主创新能力，完全拥有自主知识产权的数控系统少之又少，制约了数控机床产业的发展。 国外公司在中国数控系统销量中的80%以上是普及型数控系统。如果我们能在普及型数控系统产品快速产业化上取得突破，中国数控系统产业就有望从根本上实现战略反击。同时，还要建立起比较完备的高档数控系统的自主创新体系，提高中国的自主设计、开发和成套生产能力，创建国产自主品牌产品，提高中国高档数控系统总体技术水平。 ◎ 高校专业专业名称：数控技术 专业代码：580103 培养目标：本专业是为培养学生从事数控加工、机械产品设计与制造、生产技术管理等方面的高等工程技术应用型人才，是具有实用技能特点的特色专业。要求学生能在生产现场从事产品制造、开发工作，或在技术部门从事工艺、管理工作。主要培养学生数控编程、加工及数控车床、数控铣床、数控加工中心及其它数控设备的操作维修、维护方面的理论知识和专业知识。 ◎ 高校课程机械制图，机械设计基础，机械制造基础，机械专业英语，液压与气压传动，电工电子技术，电气控制技术，可编程控制器，金属切削原理与刀具，数控技术，数控加工工艺，数控机床故障诊断与维护，数控原理与系统，数控加工与编程，AutoCAD平面绘图，Mastercam自动编程，PRO/E实体造型以及工程制图测绘实训、CAD绘图实训、数控机床编程和操作实训、数控加工实训、金工实训、电工电子实训、数控机床故障诊断与维修实训、综合设计实训等。 ◎ 就业情况本专业毕业生主要面向珠三角外资大中型企事业单位及国有企事业单位的操作、销售、工艺、设备维护等部门，主要培养数控机床操作人员、数控编程工艺人员、CNC数控编程、数控设备维修人员、数控设备营销人员。此外还能从事CAD/CAM软件应用，数控系统或设备的销售与技术服务工作，数控设备的安装调试及维护，以及车间生产组织与管理等工作。 ◎ 就业前景在发达国家中，数控机床已经大量普遍使用。我国制造业与国际先进工业国家相比存在着很大的差距，机床数控化率还不到2%对于目前我国现有的有限数量的数控机床(大部分为进口产品)也未能充分利用。原因是多方面的，数控人才的匾乏无疑是主要原因之一、由于数控技术是最典型的、应用最广泛的机电一体化综合技术，我国迫切需要大量的从研究开发到使用维修的各个层次的技术人才。 1、数控人才的需求主要集中在以下的企业和地区 国有大中型企业，特别是目前经济效益较好的军工企业和国家重大装备制造企业。军工制造业是我国数控技术的主要应用对象。比如杭州发电设备厂用6000元月薪招不到数控操作工。 随着民营经济的飞速发展，我国沿海经济发达地区(如广东，浙江、江苏、山东)，数控人才更是供不应求，主要集中在模具制造企业和汽车零部件制造企业。 具有数控知识的模具技工的年薪已开到了30万元，超过了“博士”。 2、数控人才的知识结构 现在处于生产一线的各种数控人才主要有二个来源：一是高职或中职的数控技术或机电一体化等专业的毕业生，他们都很年轻，具有不同程度的英语、计算机应用、机械和电气基础理论知识和一定的动手能力，容易接受新工作岗位的挑战。他们最大的缺陷就是学校难以提供的工艺经验，同时，由于学校教育的专业课程分工过窄，仍然难以满足某些企业对加工和维修一体化的复合型人才的要求。而采用双师型的教师队伍对学生进行教学，他们由具有企业技能工作经验的数控技师和从事高职教育多年的讲师组成。为学生毕业后到企业工作创造有利条件。 另一个来源就是从企业现有员工中挑选人员参加不同层次的数控技术中、短期培训，以适应企业对数控人才的急需。这些人员一般具有企业所需的工艺背景、比较丰富的实践经验，但是他们大部分是传统的机类或电类专业的各级毕业生，知识面较窄，特别是对计算机相应软件应用技术和计算机数控系统不太了解。而在数控应用软件方向由具有从业经验数控工程师进行教学，使学生更能够达到企业数控自动化编程和工艺设计以及零件建模要求。 3、对于数控人才，有以下三个需求层次，所需掌握的知识结构也各不同 （1）蓝领层 数控操作技工：精通机械加工和数控加工工艺知识，熟练掌握数控机床的操作和手工编程，了解自动编程和数控机床的简单维护维修。适合中职学校组织培养。此类人员市场需求量大，适合作为车间的数控机床操作技工。但由于其知识较单一，其工资待遇不会大高。 （2）灰领层 数控编程员：掌握数控加工工艺知识和数控机床的操作，掌握复杂模具的设计和制造专业知识，熟练掌握三维CAD/CAM软件，如UG、ProE等；熟练掌握数控手工和自动编程技术；适合高职院校组织培养。适合作为工厂设计处和工艺处的数控编程员。此类人员需求量大，尤其在模具行业非常受欢迎，待遇也较高。 数控机床维护、维修人员：掌握数控机床的机械结构和机电联调，掌握数控机床的操作与编程，熟悉各种数控系统的特点、软硬件结构、PLC和参数设置。精通数控机床的机械和电气的调试和维修。适合高职院校组织培养。适合作为工厂设备处工程技术人员。此类人员需求量相对少一些，但培养此类人员非常不易，知识结构要求很广，适应与数控相关的工作能力强，需要大量实际经验的积累，目前非常缺乏，其待遇也较高。 （3）金领层 数控通才：具备并精通数控操作技工、数控编程员和数控维护、维修人员所需掌握的综合知识，并在实际工作中积累了大量实际经验，知识面很广。精通数控机床的机械结构设计和数控系统的电气设计，掌握数控机床的机电联调。能自行完成数控系统的选型、数控机床电气系统的设计、安装、调试和维修。能独立完成机床的数控化改造。是企业(特别是民营企业)的抢手人才，其待遇很高。适合高职院校组织培养。提供特殊的实训措施和名师指导等手段，促其成才。适合于担任企业的技术负责人或机床厂数控机床产品开发的机电设计主管。 对于以上各类数控人才，主要的基础知识基本相同，专业课的内容和重点不同。在课程设置方面应特别加强实训内容和与企业实习的内容，因材施教，培养企业所需的人才。在学校学习主要获得数控类职业资格等级证书、全国高校计算机等级证书、AutoCAD中级证书、维修电工/机修钳工中级证书等。 2 2010年夏伯雄编著图书书 名: 数控技术 作 者：夏伯雄 出版社： 水利水电出版社 出版时间： 2010-1-1 ISBN: 9787508470443 开本： 16开 定价: 23.00元 ◎ 内容简介全书共分7章。系统介绍数控机床的基础知识；数控系统的组成、工作原理及数控机床PLC的应用；数控加工编程的方法与原理；数控机床位置检测装置；数控系统中的检测技术和速度位移的伺服控制技术；数控机床的机械结构；数控机床的使用与维护等。重点突出数控机床的应用。 该教材的设计和编写努力体现高职教育教材的发展趋势： （1）国际化。加入WTO后，中国正在逐步变成“世界制造中心”。我们参照发达国家美国、加拿大先进的CBE模块式教材的经验，与国际接轨，以适应人才培养国际化的进程。 （2）前瞻性。教材要有适当超前经济和社会发展的意识。本教材内容不仅努力反映最新的科技成果和社会动态，还要努力随着数控职业岗位对知识、能力结构要求的变化而变化。同时，注重用先进的科学观点和行业规范调整、组织教材，形成先进的教材结构，使学习对象站在知识的最高点，以具有高瞻远瞩的眼光。 （3）个性化。以就业为导向，根据高职培养模式、培养规格和教学内容的特点，本教材尽量体现“以职业岗位能力为本位，以工作过程为主线，以应用为重点”的高职机电类数控技术及应用专业、教师、培养对象的特色和个性。 本书既可用于职业技术学院数控技术应用专业、机电一体化专业、机械制造及自动化专业、模具设计与制造专业以及相关专业的教学用书，也可作为数控技术专业等相关专业有关技术人员和数控机床操作、编程和维修人员的参考用书及自学用书。 ◎ 图书目录第1章 数控机床基础知识 第2章 数控系统 第3章 数控加工编程 第4章 位置检测装置 第5章 数控机床的伺服系统 第6章 数控机床的机械结构 第7章 数控机床的使用与维护 3 2001年王永章等主编图书作 者： 王永章 等主编 出 版 社： 高等教育出版社 出版时间： 2001-12-1 页 数： 321 I S B N ： 9787040101683 定价：23.70 ◎ 内容简介本书是高等学校机械工程及自动化（机械设计制造及其自动化）专业系列教材之一。本书以现代数控机床为基础，详细地分析和阐述了数控的最新原理和技术，从理论和实践两方面介绍了现代数控技术的各方面内容。全书六章，主要包括数控编程技术、轨迹控制原理、计算机数控装置、检测装置和数控伺服系统。 本书内容丰富、详实，系统性强，各章既有联系，又有一定的独立性，特别适合高等工科院校本科生用作教材，还可供研究单位、工厂的技术人员作为参考书。 ◎ 目录第1章 概论 第2章 数控加工的程序编制 第3章 计算机数控装置的插补原理 第4章 计算机数控（CNC）装置 第5章 数控检测装置 第6章 数控伺服系统 参考文献 4 2006年华中科技大学出版社出版图书作 者： 何雪明，吴晓光，常兴 主编 出 版 社： 华中科技大学出版社 出版时间： 2006-9-1字 数： 383000版 次： 1页 数： 287印刷时间： 2006-9-1开 本： 印 次： 纸 张： 胶版纸I S B N ： 9787560937311包 装： 平装 所属分类： 图书 >> 工业技术 >> 金属学与金属工艺 ◎ 内容简介数控加工是机械制造中的先进加工技术。它的广泛使用给机械制造业的生产方式、产品结构、产业结构带来了深刻的变化，是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础。为适应这种趋势，在教育部机械学科教学指导委员会的指导下，于2005年一2006年专门组织了全国普通高等院校召开多次会议，成立了普通高等院校机械精品教材编写小组，确定了各教材体系和课程结构框架。本书正是根据会议确定的“数控技术”课程基本要求，从该课程的普通高等院校教育目标及知识、能力和素质结构要求出发，按照该课程的教材编写大纲而编写的。 本书共分八章，介绍了数控机床的基本概念、原理、计算和设计方法，结合机械工程及自动化专业的需要，着重阐述了计算机数控系统的硬件和软件结构、进给伺服系统、检测装置、数控加工程序的手工编制和采用MASTER CAM软件自动编制等内容。本书取材新颖，内容全面，根据数控系统内部信息流处理过程为主线展开阐述、由浅入深、循序渐进，理论密切联系实际，并注重机电结合和系统理念，反映了当今世界机床数控系统技术的发展前沿。 本书主要用作高等工科院校机械工程及自动化专业“数控技术”课程的教材，也可用作夜大、函授和职工大学的同类专业的教材，还可供从事数控技术、数控机床设计和研究的工程技术人员参考。 ◎ 图书目录第1章 绪论 1.1 数控技术的产生及特点 1.2 数控系统的组成及分类 1.3 数控技术的发展 本章重点、难点和知识拓展 思考题与习题 第2章 数控加工技术 2.1 数控工艺特点 2.2 数控加工工序 2.3 数控机床用刀具 2.4 数控机床的使用和维修 本章重点、难点和知识拓展 思考题与习题 第3章 数控机床的程序编制 3.1 概述 3.2 数控编程的基础 3.3 数控系统的指令代码 3.4 手工编程 3.5 自动编程 本章重点、难点和知识拓展 思考题与习题 第4章 数控机床的工作原理 4.1 概述 4.2 基准脉冲插补 4.3 数据采样插补 4.4 加工过程的速度控制 本章重点、难点和知识拓展 思考题与习题 第5章 计算机数控装置 5.1 CNC系统的组成与特点 5.2 CNC系统的硬件结构 5.3 CNC系统的软件结构 5.4 C2NC系统的控制原理与功能 5.5 典型数控系统 本章重点、难点和知识拓展 思考题与习题 第6章 位置检测装置 6.1 概述 6.2 旋转变压器 6.3 感应同步器 6.4 脉冲编码器 6.5 光栅测量装置 6.6 速度传感器 6.7 位置传感器 本章重点、难点和知识拓展 思考题与习题 第7章 数控机床的伺服系统 7.1 概述 7.2 步进电机伺服系统 7.3 直流伺服电机与速度控制 7.4 交流伺服电机与速度控制 7.5 直线电机伺服系统 7.6 伺服系统的位置控制 7.7 主轴伺服系统 本章重点、难点和知识拓展 思考题与习题 第8章 应用MasterCAM系统进行数控加工编程 8.1 MasterCAM系统的应用概述 8.2 MasterCAM系统的工作环境 8.3 MasterCAM系统的几何建模功能 8.4 MasterCAM系统的数控加工编程功能 8.5 MasterCAM系统的应用 本章重点、难点和知识拓展 思考题与习题 附录 附录1 FANUc数控系统铣削G代码指令系列 附录2 FANUC数控系统车削G代码指令系列 附录3 FANUC数控系统M代码指令系列 附录4 数控技术常用术语 参考文献 5 2006年机械工业出版社图书◎ 百科名片作/译者：赵玉刚 宋宪春出版社：机械工业出版社 出版日期：2006年01月 ISBN：9787111119791 [十位:7111119797] 页数：292 重约：0.350KG 定价：￥23.00 ◎ 内容简介本书系统地介绍了数控机床的特点、数控加工编程、插补原理、机术用可编程控制器、计算机数控系统、伺服系统和数控机床机械结构等方面的内容。本书取材新颖，注重内容的先进性、科学性、实用性和系统性，全书注重理论联系实际，各章既有联系，又有一定的独立性。每章后均附有习题。 本书可用作高等院校机械、机电类专业学生的教材，也可供从事机床数控技术的工程技术人员、研究人员参考。 ◎ 目录前言 第一章 绪论 第一节 概述 第二节 数控机床的特点和分类 第三节 九控技术的应用与发展 第二章 数控机床加工程序的编制 第一节 数控编程基础 第二节 数控编程中的数值计算 第三节 数控加工手工编程 第四节 数控加工自动编程简介 第三章 插补计算原理、刀具半径补偿与速度控制 第一节 概述 第二节 逐点比较法 第三节 数字积分法 第四节 比较积分法 第五节 数据采样插补 第六节 刀具半径补偿 第七节 进给速度与加减速控制 第四章 计算机数控系统（CNC系统） 第一节 概述 第二节 CNC系统的硬件结构 第三节 CNC系统的软件结构 第四节 CNC系统的输入输出与通信功能 第五节 开放式数控系统的结构及其特点 第五章 数控机床用可编程控制器 第一节 概述 第二节 数控机床用PLC 第三节 典型PLC的指令系统 第四节 数控机床PLC的程序设计及调试 第六章 数控机床的伺服驱动系统 第一节 概述 第二节 步进电动机伺服系统 第三节 数控机床的位置检测装置 第四节 直流电动机伺服系统 第五节 交流电动机伺服系统 第七章 数控机床的机械结构 第一节 概述 第二节 数控机床的主传动系统 第二节 数控机床的主传动系统 第三节 数控机床的进给传动系统 第四节 数控机床的自动换刀系统 第五节 数控机床的辅助装置 参考文献 6 2005年机械工业出版社出版图书◎ 基本信息出版社: 机械工业出版社; 第1版 (2005年8月1日) 丛书名: 普通高等教育十五国家级规划教材 平装: 307页 开本: 16开 ISBN: 7111171470 条形码: 9787111171478 商品尺寸: 26 x 18.4 x 1.2 cm 商品重量: 540 g 品牌: 机械工业 ASIN: B001170M7M ◎ 内容简介全书内容是以数控加工信息流为主线顺序展开，先后阐述了数控编程的基础及方法、计算机数控装置的硬软件、数控装置的轨迹控制原理、数控机床的伺服系统工作原理，同时还叙述了数控技术的基本概念、数控机床的检测装置、数控机床的机械结构、数控机床的故障诊断、数控自动编程以及数控技术的发展等内容。 教材的特点一是符合知识理解的逻辑性，各章内容既相互联系，又相对独立成体系；二是理论联系实际，重点突出；三是强化专业基础知识，辅以案例教学；四是每章均附有设计性为主的习题。 本书内容丰富、系统、全面，主要供高等院校机电类专业师生使用，也可供从事机床数控技术的工程技术人员、研究人员参考。 ◎ 编辑推荐本书先后阐述了数控编程的基础及方法、计算机数控装置的硬软件、数控装置的轨迹控制原理、数控机床的伺服系统工作原理，同时还叙述了数控技术的基本概念、数控机床的检测装置、数控机床的机械结构、数控机床的故障诊断、数控自动编程以及数控技术的发展等内容。 ◎ 作者简介易红博士、教授、博士生导师，现为东南大学副校长。 主要从事CAD、CAPP、CAM及其集成技术，成组技术理论及实现方法，CIMS工程应用研究，敏捷制造与网络化制造，并行工程，质量保证技术，人工智能技术在制造系统自动化中的应用等方面的研究。 主要社会兼职：江苏省青联副主席、中国机械工程学会成组技术分会主任、江苏省工程图学学会理事长、江苏省汽车工程学会剔理事长、江苏省机械工程学会副理事长、江苏省高等教育学会副会长；中国机械工程学会机械工业自动化分会副主任、江苏省自然科学基金委员会工程与材料学科组组长等。 研究成果：先后主持国家863项目、国家自然科学基金项目、江苏省科技攻关项目、江苏省自然科学基金重点项目、江苏省高技术项目等20多项研究项目。获机械部科技进步特等奖；江苏省科技进步一、二、三、四等奖各1项，江苏省教学改革成果一等奖1项。累计发表论文一百二十多篇。2001年中共江苏省委授予“优秀共产党员”称号；20 ◎ 目录前言 第一章 绪论/l 第一节 数控机床的基本概念/1 第二节 数控机床的分类与应用/7 第三节 数控机床的发展历程及发展趋势/14 思考题与习题/21 第二章 数控加工编程/22 第一节 数控编程基础/22 第二节 常用准备功能指令的编程方法/35 第三节 数控加工工艺分析/42 第四节 车床编程方法/51 第五节 数控铣床和加工中心编程方法/61 思考题与习题/75 第三章 数控加工中的几何建模理论/79 第一节 概述/79 第二节 数控加工中常用曲线的几何参数描述/79 第三节 数控加工中常用曲面的几何参数描述/87 第四节 曲线曲面的计算机数学处理/89 第五节 自由曲面数控加工的轨迹规划/99 思考题与习题/111 第四章 数控机床的机械结构/112 第一节 数控机床的总体结构/112 第二节 数控机床的主运动系统结构/120 第三节 数控机床的迸给系统结构/127 第四节 数控机床的回转工作台结构/138 第五节 数控机床的刀具及自动换刀系统/144 第六节 其他辅助机构/151 思考题与习题/152 第五章 计算机数控装置/154 第一节 计算机数控装置硬件/154 第二节 计算机数控装置软件/168 第三节 开放式数控系统/197 第四节 并联机床的控制技术/203 思考题与习题/2lO 第六章 数控机床伺服系统/213 第一节 数控机床伺服系统概述/213 第二节 常用执行元件及其控制/217 第三节 数控检测元件/231 第四节 主轴伺服系统/242 第五节 进给伺服系统/250 思考题与习题/264 第七章 数控机床的故障诊断/266 第一节 数控机床故障诊断基础/266 第二节 可靠性及故障分析/268 第三节 人工智能在机床故障诊断技术中的应用/280 第四节 现场故障诊断技术/283 思考题与习题/290 第八章 自动编程和CAM技术/291 第一节 概述/291 第二节 语言方式自动编程系统/292 第三节 CAM技术的原理/295 第四节 CAD/CAM软件及应用基础/299 思考题与习题/305 参考文献/306 7 2010年华中科技大学出版社出版图书◎ 基本信息出版社:华中科技大学出版社; 第1版 (2010年4月1日)平装:338页 正文语种:简体中文 开本:16 ISBN:7560960499, 9787560960494 条形码:9787560960494 商品尺寸: 23.6 x 16.8 x 1.6 cm 商品重量: 440 g ASIN:B003ICXPFO ◎ 内容简介《数控技术》以数控系统硬件、软件结构为主线，重点介绍数控加工程序的编制、计算机数控装置、进给伺服驱动系统、数控机床的运动系统与典型部件、典型数控机床、数控机床的发展等内容。《数控技术》力图将数控技术及应用方面的基本知识、基本理论与本学科发展的相关新技术、新方法有机地融合，为读者介绍数字制造装备的发展与应用方向，提供必要的基础知识与方法。《数控技术》既面向实际应用，又强调学科之间的交叉融合；此外，还注重与相关课程教学内容的衔接，力图通过启发创新思维，培养读者主动实践的工程应用能力。 《数控技术》可作为高等学校机械类专业、近机类专业数控技术课程的教学用书，也可供高等学校及其他有关专业的师生和相关工程技术人员参考，可满足48～56学时本科教学的需要。 《数控技术》由华中科技大学、西安交通大学、清华大学的多位教师结合近些年的教学和科研经验共同编写而成，并配有相应的电子教案及大量视频、动画和图片等制作电子讲稿所需的素材，如有需要，可向华中科技大学出版社索取。 ◎ 编辑推荐《数控技术》：普通高等教育“十一五”国家级规划教材,21世纪高等学校机械设计制造及其自动化专业系列教材。 ◎ 目录第1章 概论 1.1 数控机床的基本概念 1.2 数控机床的分类 1.3 数控加工的原理、特点及应用范围 1.4 数控的指标与功能 习题 第2章 数控加工程序的编制 2.1 程序编制与手工编程 2.2 数控机床的坐标系 2.3 机床坐标系与工件坐标系 2.4 数控加工的工艺分析和数控加工方法 2.5 指令及程序结构 2.6 编程应用举例 2.7 自动编程 习题 第3章 计算机数控装置 3.1 计算机数控装置概述 3.2 CNC装置的硬件结构 3.3 CNC装置的软件结构 3.4 典型数控功能原理及实现 3.5 国内外常见数控系统简介 习题 第4章 进给伺服驱动系统 4.1 进给伺服驱动系统概述 4.2 位置检测装置 4.3 进给电机及驱动 4.4 交流进给伺服驱动系统的控制原理与方法 4.5 伺服系统性能分析 习题 第5章 机床运动系统与典型部件 5.1 概述 5.2 数控机床的主运动系统 5.3 数控机床的进给运动 5.4 数控机床的换刀装置及过程 习题 第6章 典型数控机床 6.1 数控车床及车削中心 6.2 数控铣床及加工中心 6.3 数控磨床 6.4 数控特种加工机床 习题 第7章 数控加工技术的发展趋势 7.1 数控机床主机的发展 7.2 数控加工控制系统的发展 7.3 伺服驱动系统的发展趋势 7.4 柔性制造技术的发展 7.5 基于网络的数控加工技术 习题 附录A 数控机床标准代码G、M功能定义表 参考文献 ◎ 序言随着计算机技术、微电子技术、现代控制技术、传感器与检测技术、信息处理技术、网络技术和制造技术等多学科领域的发展，数控技术已成为现代制造系统中不可或缺的基础技术。数控技术和数控机床的应用在制造业中日益普及，而且它们的进步极大地推动了计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）、柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS）与自动化工厂（FA）的发展，并已成为机电一体化高新制造技术的基础和重要组成部分。 为了适应我国制造业快速发展及国家振兴制造业的战略规划，遵循高等工科院校教学规律的要求，根据教育部机械学科教学指导委员会关于工科教材编写的有关精神，结合多年来的教学及科研方面的实践经验，参考最新的国际动态资讯，我们编写了本书。在编写过程中，力求反映数控技术和数控机床系统的基本知识、核心技术与最新技术成就，并兼顾理论与实际的需求。在内容的取舍上，注重先进性与实用性的统一，同时注重知识面的广阔性；在文字的叙述上，注意简练通俗、层次分明，并遵循由点到面、由浅入深的认识规律。除较好地继承和延续了已有教材成熟的理论与方法外，又将近年来数控应用技术发展的最新动态融入新书中。 全书共分7章。第1章简单介绍数控机床的组成、工作原理、分类和发展、特点及应用范围；第2章介绍数控编程的方法，有关数控加工程序手工编制的相关标准、程序结构和相关指令，并以大量实例详细描述手工编程在车削和铣削加工中的实际应用，同时简单介绍自动编程方法与编程实例；第3章阐述计算机数控装置的软件和硬件结构、插补和刀补的原理、数控系统中的可编程控制器，并简要介绍目前较为流行的几种国内外的优秀数控系统；第4章介绍进给伺服系统，其中详细描述伺服系统的类型、伺服电机及调速、位置检测装置；第5章介绍数控机床的主运动系统及典型功能部件，主要包括主轴部件、主轴驱动与电机、电主轴、丝杆螺母副、同步带、导轨及工作台、换刀机构等典型部件，并讨论主轴准停与同步速度控制等典型控制功能。 ◎ 文摘插图： 另一类是对机床动作的“顺序控制”，或称“逻辑控制”。后者是指在数控机床运行过程中，以数控系统内部和数控机床各行程开关、传感器、按钮、继电器等开关量信号状态为条件，并按预先规定的逻辑关系对诸如主轴的启/停、换向，刀具的更换，工件的夹紧、松开，液压、冷却、润滑系统的运行等进行的控制。PLC控制就是实现上述功能的功能模块。 1.3.2 数控加工的特点及应用范围 1.数控加工的特点数控机床在机械制造业中得到日益广泛的应用，是因为它具有如下特点。（1）能适应不同零件的自动加工。数控机床是按照被加工零件的数控程序来进行自动加工的，当改变加工零件时，只要改变数控程序，不需更换凸轮、靠模、样板或钻、镗模等专用工艺装备。因此，生产准备周期短，有利于机械产品的更新换代。 （2）生产效率和加工精度高、加工质量稳定。数控机床上可以采用较大的切削用量，能有效地节省机动工时。其自动变速、自动换刀和其他辅助操作自动化等功能，可使辅助时间大为缩短。所以，数控机床比普通机床的生产效率高3～4倍甚至更高，对复杂型面零件的加工，其生产效率则可提高十几倍甚至几十倍。同时由于数控机床本身的精度较高，还可以利用软件进行精度补偿；又因为它是根据数控程序自动进行加工的，可以避免人为的误差，使零件加工质量稳定。 （3）功能复合程度高，一机多用。数控机床，特别是自动换刀的数控机床，在一次装夹的情况下，几乎可以完成零件的全部加工，一台数控机床可以代替数台普通机床。这样可以减少装夹误差，节约工序之间的运输、测量和装夹等辅助时间，还可以节省机床的占地面积，带来较高的经济效益。 任何事物都有两重性，数控加工虽有上述各种优点，但也存在不足之处，如由于机床价格较高，维护难度大，加工中的调整又相对复杂等，因而其单位加工成本相对较高。 2.数控加工的应用范围 数控加工的确具有普通机床加工所不具备的许多优点，而且它的应用范围还在不断扩大，但是在目前还不能完全取代普通机床，也就是说，它不能以最经济的方式来解决加工制造中的所有问题。根据数控加工的优、缺点及国内外大量应用实践，目前以下一些种类的零件比较适合数控加工： （1）形状复杂、只能用数学模型描述的复杂曲线或曲面轮廓零件，且加工精度要求高； （2）具有难测量、难控制进给、难控制尺寸的不开敞内腔的壳体或盒状零件； （3）必须在一次装夹中合并完成铣、镗、锪、铰或攻丝等多道工序的零。 8 2008年清华大学出版社出版图书◎ 图书信息书号：9787302175629 作者：明兴祖、熊显文、付彩明等 定价：29.8元 出版日期：2008-7-1 出版社：清华大学出版社 ◎ 图书简介数控技术是用数字程序控制数控设备实现自动工作的技术，广泛应用于制造领域。本书共分6章，第1章数控技术概述，简述了数控技术的基本概念与特点，数控设备的组成与分类，数控技术的发展状况；第2章数控加工及其程序编制，介绍了数控加工与数控程序编制基础，数控车削、铣削与加工中心的程序编制；第3章轨迹控制原理与数控系统，讨论了脉冲增量插补，数据采样插补，进给速度控制，可编程控制器和典型数控系统；第4章计算机数控装置，阐述了其组成、功能与特点，CNC装置的硬件、软件及数据预处理；第5章数控机床的传动控制与机械结构，介绍了数控机床的位置检测装置，数控机床的进给伺服系统、主轴驱动及其机械结构、自动换刀装置、总体结构；第6章数控技术综合应用，叙述了数控机床的选用、安装与调试、维修，数控自动编程技术等内容。 本书适宜作为普通高等院校机电工程类本科专业数控课程的教材，也可供其他层次院校机电工程类专业的本科生、研究生使用，以及有关工程技术人员参考。 ◎ 前言数控技术是20世纪70年代发展起来的，它是集计算机、自动控制、精密测量、电工电子、信息管理与机械制造等技术为一体的现代控制技术，广泛应用于机械制造领域，是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础。 本书从数控技术课程的知识、能力和素质结构要求出发，按照该课程的教学大纲而编写，内容包括数控技术的基本概念与特点，数控设备的组成与分类，数控加工及其程序编制，轨迹控制原理与数控系统，计算机数控装置，数控机床的传动控制与机械结构，数控技术综合应用等。 该书内容全面、系统，重点突出，强调理论联系实际； 文字简练，图文并茂； 各章均附有习题，以及时巩固所学知识。本书是普通高等院校机电工程类本科专业数控课程的规划教材，也可供其他层次院校机电工程类专业的本科生、研究生，以及有关工程技术人员参考。 本书由明兴祖、熊显文任主编，明兴祖编写了第1章、第3章，熊显文、张继红编写了第2章，何国旗、孙晓、陈书涵编写了第4章，付彩明、刘金华编写了第5章，文泽军、汤迎红编写了第6章。全书由明兴祖教授负责统稿和定稿，并由中南大学严宏志教授负责主审。 限于编者的经验和水平，书中难免有欠妥或错误之处，恳请广大读者批评指正。 编者 2008年6月 ◎ 目录前言Ⅰ 第1章数控技术概述 1.1数控技术的基本概念与特点 1.1.1数控技术的基本概念 1.1.2数控技术的特点 1.2数控设备的组成与分类 1.2.1数控设备的组成 1.2.2数控设备的分类 1.3数控技术的发展状况 1.3.1数控设备的发展历史 1.3.2数控技术的发展趋势 习题1 第2章数控加工及其程序编制 2.1数控加工基础 2.1.1数控加工的基本概念 2.1.2数控加工的工艺设计 2.2数控程序编制基础 2.2.1程序编制的方法、内容与步骤 2.2.2程序编制的代码标准 2.2.3NC程序的结构 2.2.4NC程序的常用功能 2.3数控车削程序编制 2.3.1数控车削编程基础 2.3.2数控车削常用指令 2.3.3数控车削加工实例 2.4数控铣削与加工中心程序编制 2.4.1数控铣削与加工中心编程特点 2.4.2数控铣削与加工中心系统的特殊功能指令 2.4.3数控铣削与加工中心加工实例 习题2 第3章轨迹控制原理与数控系统 3.1概述 3.2脉冲增量插补 3.2.1逐点比较法 3.2.2数字积分法 3.3数据采样插补 3.3.1概述 3.3.2时间分割法 3.3.3扩展DDA法 3.4进给速度控制 3.4.1开环系统的速度计算 3.4.2闭环系统的速度计算 3.4.3加减速控制 3.5可编程控制器 3.5.1PC的结构、工作原理与特点 3.5.2可编程控制器的应用 3.6典型数控系统 习题3 第4章计算机数控装置 4.1概述 4.1.1CNC系统的组成与特点 4.1.2CNC装置的组成 4.1.3CNC装置的功能 4.2CNC装置的硬件 4.2.1经济型数控系统硬件 4.2.2标准型数控系统硬件 4.3CNC装置的软件 4.3.1经济型数控系统软件 4.3.2标准型数控系统软件 4.4CNC装置的数据预处理 4.4.1零件程序的输入 4.4.2译码 4.4.3刀具补偿 4.4.4其他预处理 习题4 第5章数控机床的传动控制与机械结构 5.1数控机床的位置检测装置 5.1.1概述 5.1.2旋转变压器 5.1.3感应同步器 5.1.4光栅 5.1.5脉冲编码器 5.2数控机床的进给伺服系统 5.2.1概述 5.2.2开环进给伺服系统 5.2.3闭环进给伺服系统 5.2.4进给系统的机械传动结构 5.3数控机床主轴驱动及其机械结构 5.3.1主轴驱动及其控制 5.3.2主传动的机械结构 5.4数控机床的自动换刀装置 5.4.1自动换刀装置的结构类型 5.4.2刀库及刀具的选择方式 5.4.3刀具交换装置 5.5数控机床的总体结构 5.5.1数控机床的结构要求 5.5.2数控车床 5.5.3数控铣床与加工中心 习题5 第6章数控技术综合应用 6.1数控机床的选用 6.1.1选用依据 6.1.2选用内容 6.1.3购置订货时应注意的问题 6.2数控机床的安装与调试 6.2.1安装调试的准备工作 6.2.2安装调试的配合工作 6.2.3安装调试的组织工作 6.2.4数控机床的检测与验收 6.2.5数控机床的设备管理 6.3数控机床的维修 6.3.1数控机床维修概述 6.3.2数控机床的故障诊断 6.3.3数控机床的故障维修 6.3.4故障诊断与维修综合实例 6.4数控自动编程技术简介 6.4.1数控自动编程概述 6.4.2图形交互式自动编程系统 6.4.3基本构图与编辑 6.4.4刀具路径的生成 6.4.5数控自动编程综合实例 习题6 参考文献 9 2009清华大学出版社出版图书◎ 图书信息书号：9787302205463 作者：张福润 定价：29元 出版日期：2009-9-1 出版社：清华大学出版社 ◎ 内容简介本书为中国机械工程学科教程配套系列教材暨教育部高等学校机械设计制造及其自动化专业教学指导分委员会推荐教材。 全书共分为7章。第1章简要介绍了数控的有关概念、数控机床的组成、工作原理、分类及其发展趋势；第2章深入分析了插补原理，并详细介绍了典型的插补方法；第3章简要介绍了计算机数控系统硬件的组成、功能和软件的功能及结构；第4章按照工作原理的不同分别对各种数控位置检测装置进行了深入分析；第5章对数控伺服系统的类型，伺服电机原理及控制方法，现代典型数控伺服系统进行了较详细的讲解；第6章讲述了数控手工编程，介绍了数控编程的工艺处理方法、编程误差的来源和控制方法、数控编程中的指令代码及数控编程；第7章介绍了自动编程、CAXA软件的使用及加工案例。 本书可作为本科院校相关专业学生的教学用书，也适合研究生、专科学生、从事数控技术及有关工程技术人员阅读参考。 ◎ 前言数控技术（数字化控制技术）是未来控制技术的发展方向，从家用电器到医疗器械，从地下的探测设备到太空飞行器，许多领域都大量使用了数字信号和数控技术。随着信息技术的发展，特别是现代控制理论研究的深入，数字化控制技术在控制领域的比重将逐渐增加，并有逐渐取代其他传统控制方法的趋势。 数控技术与机械制造中的机床设备相结合，形成了一种全新的加工装备--数控机床。数控机床的整个加工过程由数控系统进行自动控制。近年来数控技术的快速发展极大地推动了计算机辅助设计与制造（CAD/CAM) 、柔性制造系统（FMS）和计算机集成制造系统（CIMS）的发展。数控技术正在改变制造业的生产方式、产业结构、组织模式，是关系到国家战略地位的重要技术。 数控技术的发展历程经历了硬件数控（numerical control,NC）和计算机数控(computerized numerical control,CNC)两个阶段。硬件数控的运算和控制功能均由逻辑电路来完成，灵活性差，柔性不好。计算机数控是随着微电子技术和计算机技术的发展而产生的，其主要功能基本上由软件来完成。随着数控操作系统功能的不断完善，软件系统开放性的不断提高，CNC对不同的加工工艺及要求容易通过软件程序来解决，不需改变硬件，因此，灵活性好，柔性较强。 教育部高等学校机械设计制造及其自动化专业教学指导分委员会于2007年会同中国机械工程学会、清华大学出版社组成“中国机械工程学科教程研究组” 出版的《中国机械工程学科教程》，采用知识领域边界再设计的方法，构造了机械工程本科专业教育的知识体系和框架，形成了科学的课程知识体系。我们根据该知识体系和框架，本着从高等院校教育目标及知识、能力和素质结构的要求出发，编写了数控技术教材。书中以数控技术的基本原理和基本知识为根基，以数控机床为主线，全面且系统地反映了数控技术各方面的内容。本书对数控技术的核心内容和最新技术作了较为深入、系统的介绍，全书内容充实、具体、科学、先进，叙述深入浅出，内容编排循序渐进，文字简练。本书采用国产著名品牌华中数控系统作为典型系统进行分析讲解，以国产三维CAD/CAM软件CAXA作为自动编程软件进行介绍，在数控系统和自动编程的讲解上实例充分。通过对本教材的学习掌握，读者可以对数控技术有较完整的、系统的认识，对数控机床的结构有较清晰的了解。 本书可作为高等院校机械工程相关本科专业“数控技术”、“数控系统及数控机床原理”课程的教学用书，也适合研究生、专科学生及从事数控技术工程的技术人员阅读参考。 本书共分为7章。第1章简要介绍数控机床的组成、工作原理、分类和发展及其水平；第2章分析插补原理，并介绍典型的插补方法；第3章讲述计算机数控系统的硬件和软件，分别介绍计算机数控系统硬件的组成和功能以及软件的结构和功能；第4章分析数控位置检测装置，按照工作原理的不同分别对各种数控位置检测装置进行了分析；第5章分析数控伺服系统，对数控伺服系统的类型、伺服电机及调速、现代典型数控伺服系统进行了详细介绍；第6章讲述数控手工编程；第7章讲述自动编程及CAXA软件的使用方法。 本书由张福润教授、严育才老师担任主编，程宪平教授、段明忠老师担任副主编。本书第1、2章由张福润编写，第3、4、7章由严育才编写，第5章由程宪平、严育才共同编写，第6章由段明忠、严育才共同编写。本书在编写过程中得到了华中科技大学数控国家重点实验室和华中科技大学金工实训中心的大力帮助，在此对数控国家重点实验室和金工实训中心的各位老师表示衷心的感谢。华中科技大学李元科教授、孙亲锡教授、刘延林教授、朱冬梅教授对本书的编写提出了许多宝贵的意见，在此也一致感谢！ 数 控 技 术限于编者的水平，书中难免有错误和不妥之处，敬请读者批评指正。 编 者 2009年7月 ◎ 目录第1章 绪论1 1.1 数控技术概念概述1 1.2 数控机床组成及工作原理1 1.2.1 数控机床的组成1 1.2.2 数控机床的工作原理4 1.2.3 数控系统的工作过程4 1.3 数控机床的分类、特点与应用4 1.3.1 数控机床的分类4 1.3.2 数控机床的特点7 1.3.3 数控机床的应用8 1.4 数控机床的产生与发展8 1.4.1 数控机床的产生8 1.4.2 数控机床的发展历程8 1.4.3 数控机床的发展趋势9 1.5 数控技术在我国的发展情况12 习题13 第2章 插补原理14 2.1 插补概念分析14 2.1.1 插补的概念14 2.1.2 插补需要解决的问题15 2.1.3 插补的实质15 2.1.4 插补的基本要求16 2.1.5 插补方法的分类16 2.2 硬件插补16 2.2.1 数字脉冲乘法器的工作原理17 2.2.2 数字脉冲乘法器的直线插补18 2.2.3 脉冲分配的不均匀性问题19 2.3 逐点比较法20 2.3.1 逐点比较法插补原理20 2.3.2 逐点比较法直线插补21 2.3.3 逐点比较法圆弧插补24 2.3.4 逐点比较法象限处理27 2.3.5 逐点比较法的进给速度29 2.4 数字积分法30 2.4.1 数字积分法的工作原理30 2.4.2 数字积分法直线插补原理30 2.4.3 数字积分法圆弧插补原理34 2.4.4 数字积分法插补精度的提高37 2.5 数据采样插补法40 2.5.1 概述40 2.5.2 时间分割法插补42 2.5.3 扩展DDA数据采样插补法45 习题48 数 控 技 术目 录第3章 计算机数控(CNC)系统49 3.1 CNC系统的组成与工作原理49 3.1.1 CNC 系统的组成49 3.1.2 CNC装置的工作原理50 3.2 CNC装置的硬件结构51 3.2.1 大板结构和功能模板结构51 3.2.2 单微处理器结构和多微处理器结构52 3.2.3 CNC装置的硬件功能模块55 3.2.4 CNC装置的输入输出接口59 3.3 CNC装置的软件结构61 3.3.1 CNC装置软件的组成61 3.3.2 CNC装置软件结构模式63 3.3.3 CNC装置软件的特点67 3.4 CNC装置的数据转换及处理70 3.4.1 数据转换流程70 3.4.2 数据处理73 3.5 进给速度处理和加减速控制77 3.5.1 开环CNC系统的进给速度及加减速控制78 3.5.2 闭环(或半闭环)CNC系统的加减速控制78 3.6 数控机床用可编程控制器(PLC)79 3.6.1 数控机床中PLC完成的功能81 3.6.2 PLC顺序程序接口信号处理81 3.6.3 PLC地址分配82 3.6.4 PLC顺序程序的执行83 3.6.5 PLC与CNC机床的关系84 3.6.6 M、S、T功能的实现86 3.6.7 华中数控系统PLC的形式和原理87 3.7 开放式数控体系结构88 3.7.1 概述88 3.7.2 开放式数控系统的定义及其基本特征89 习题92 第4章 数控检测技术93 4.1 概述93 4.1.1 检测装置的分类93 4.1.2 数控测量装置的性能指标及要求94 4.2 旋转变压器94 4.2.1 旋转变压器的结构94 4.2.2 旋转变压器的工作原理95 4.2.3 旋转变压器的应用96 4.3 感应同步器98 4.3.1 直线式感应同步器98 4.3.2 旋转式感应同步器99 4.3.3 直线式感应同步器的工作原理100 4.3.4 感应同步器的应用101 4.3.5 感应同步器使用应注意的事项102 4.4 光栅传感器102 4.4.1 光栅的类型和结构103 4.4.2 计量光栅的工作原理104 4.5 光电脉冲编码器108 4.5.1 脉冲编码器的结构与分类108 4.5.2 光电脉冲编码器在数控机床上的应用108 4.5.3 增量式光电脉冲编码器109 4.5.4 绝对式光电脉冲编码器110 4.5.5 光电脉冲编码器的应用形式112 习题113 第5章 数控伺服系统115 5.1 概述115 5.1.1 伺服系统的组成115 5.1.2 对伺服系统的基本要求117 5.1.3 对伺服电机的要求117 5.1.4 伺服系统分类118 5.2 步进电机伺服系统120 5.2.1 步进电机结构及工作原理120 5.2.2 步进电机的主要性能指标122 5.2.3 步进电机功率驱动124 5.2.4 功率放大器128 5.2.5 调频调压驱动电路130 5.2.6 细分驱动电路130 5.2.7 步进电机应用中的注意问题131 5.3 直流电机伺服系统131 5.3.1 直流伺服电机的种类与应用131 5.3.2 直流伺服电机的结构与工作原理131 5.3.3 直流伺服电机的控制原理132 5.3.4 直流伺服电机的分类132 5.3.5 直流伺服电机的调速133 5.3.6 晶闸管调速控制系统134 5.3.7 晶体管直流脉宽调制调速系统135 5.3.8 全数字脉宽调制调速系统138 5.4 交流电机伺服系统139 5.4.1 交流伺服电机的种类139 5.4.2 永磁交流同步伺服电机的结构139 5.4.3 交流伺服电机的发展方向140 5.4.4 交流伺服电机的调速原理140 5.4.5 交流伺服电机的速度控制单元140 5.5 伺服系统的位置控制144 5.5.1 相位比较伺服系统144 5.5.2 幅值比较伺服系统148 5.5.3 数字比较伺服系统149 5.5.4 全数字伺服系统举例150 习题152 第6章 数控加工的程序编制154 6.1 数控机床编程概述154 6.2 数控机床坐标系的确定155 6.2.1 数控机床的坐标系155 6.2.2 数控机床上坐标轴方向的确定156 6.2.3 机床坐标系与工件坐标系157 6.3 数控编程工艺处理159 6.3.1 数控加工工艺方案设计的主要内容159 6.3.2 影响数控加工工艺方案设计的主要因素160 6.3.3 零件数控加工工艺性分析161 6.3.4 划分加工阶段163 6.3.5 数控加工工序规划164 6.3.6 选择走刀路线166 6.3.7 数控编程误差及其控制169 6.4 数控加工刀具与切削用量的选择170 6.4.1 数控加工刀具的选择170 6.4.2 切削用量的选择172 6.5 数控机床上工件的装夹174 6.5.1 零件装夹注意事项174 6.5.2 数控机床上零件装夹的方法175 6.5.3 使用平口虎钳装夹零件175 6.5.4 使用压板和T形槽用螺钉固定零件176 6.5.5 弯板的使用176 6.5.6 V形块的使用177 6.5.7 零件通过托盘装夹在工作台上177 6.5.8 使用组合夹具、专用夹具等178 6.6 数控加工程序的组成及各指令的应用178 6.6.1 程序的组成178 6.6.2 程序的格式178 6.6.3 程序指令一览表179 6.6.4 常用指令的使用方法及举例说明183 6.7 数控编程举例184 6.7.1 数控车床编程举例184 6.7.2 数控铣床编程举例188 习题192 第7章 CAXA自动编程193 7.1 自动编程概述193 7.2 CAXA制造工程师基本功能195 7.2.1 简介195 7.2.2 主要功能195 7.2.3 用户界面简介196 7.3 CAXA几何建模技术基础198 7.4 CAXA的拾取操作200 7.5 线架造型203 7.5.1 线架造型简介203 7.5.2 实例操作203 7.6 实体特征造型215 7.6.1 草图绘制215 7.6.2 轮廓特征217 7.7 连杆件的造型与加工221 7.7.1 连杆件的实体造型221 7.7.2 加工前的准备工作227 7.7.3 刀具轨迹的生成和仿真检验230 参考文献234 |
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