数控技术

前　言
第1 章　绪论 1
1. 1　数控技术概述 1
1. 2　数控机床的组成及工作原理 1
1. 2. 1　数控机床的组成 1
1. 2. 2　数控机床的工作原理 3
1. 2. 3　数控系统的工作过程 3
1. 3　数控机床的分类、特点和应用 4
1. 3. 1　数控机床的分类 4
1. 3. 2　数控机床的特点 6
1. 3. 3　数控机床的应用 7
1. 4　数控机床的产生和发展 7
1. 4. 1　数控机床的产生 7
1. 4. 2　数控机床的发展历程 7
1. 4. 3　数控机床的发展趋势 8
1. 4. 4　数控机床在我国的发展情况 10
1. 5　典型数控系统 12
1. 5. 1　FANUC 数控系统 12
1. 5. 2　SIEMENS 数控系统 15
1. 5. 3　开放式数控系统 18
习题 20
第2 章　数控编程基础 21
2. 1　概述 21
2. 1. 1　数控编程的基本概念 21
2. 1. 2　数控编程的内容和步骤 21
2. 1. 3　数控编程的方法 22
2. 2　编程的基础知识 22
2. 2. 1　零件加工程序的结构 22
2. 2. 2　数控机床的坐标系 24
2. 2. 3　功能代码简介 29
2. 3　常用准备功能指令的编程方法 33
2. 3. 1　与坐标系相关的指令 33
2. 3. 2　运动控制指令 35
2. 3. 3　刀具补偿指令 39
2. 3. 4　固定循环指令 41
2. 3. 5　车削固定循环指令 48
2. 4　数控编程的工艺处理 51
2. 4. 1　合理确定零件的加工路线 51
2. 4. 2　合理选择对刀点、换刀点 52
2. 4. 3　合理选择工件的装夹方法、刀具和
切削用量 53
2. 5　手工编程 53
2. 5. 1　孔的加工程序编制 54
2. 5. 2　数控车削程序的编制 56
2. 5. 3　数控铣削加工程序的编制 59
2. 6　发展中的STEP NC 标准 61
2. 6. 1　STEP NC 标准的提出 61
2. 6. 2　STEP NC 标准与STEP 标准 62
2. 6. 3　STEP NC 的数据模型 62
2. 6. 4　STEP NC 数控程序结构 63
2. 6. 5　STEP NC 标准的发展 64
习题 64
第3 章　开环伺服系统及轮廓轨迹形成 66
3. 1　概述 66
3. 2　步进电动机及其驱动控制 66
3. 2. 1　步进电动机的工作原理 66
3. 2. 2　永磁式步进电动机 69
3. 2. 3　混合式步进电动机 69
3. 3　步进电动机的运行 70
3. 3. 1　步进电动机的运行性能 70
3. 3. 2　步进电动机的驱动电源 74
3. 3. 3　步进电动机的选用 77
3. 4　开环系统的轮廓轨迹形成 78
3. 4. 1　逐点比较法 79
3. 4. 2　数字积分法 88
3. 5　提高开环伺服系统精度的措施 97
3. 5. 1　传动间隙补偿 97
3. 5. 2　螺距误差补偿 97
3. 5. 3　细分线路 98
习题 99
第4 章　闭环伺服系统及轨迹实现 100
4. 1　概述 100
4. 1. 1　伺服系统组成 100
4. 1. 2　对伺服系统的基本要求 101
4. 1. 3　伺服系统的分类 102
4. 2　交流伺服电动机原理 102
4. 2. 1　交流伺服电动机的类型 102
4. 2. 2　永磁交流同步伺服电动机 103
4. 3　交流伺服电动机的变频调速 105
4. 3. 1　交直交变频调速 105
4. 3. 2　正弦脉宽调制 108
4. 4　闭环伺服系统常用检测装置 109
4. 4. 1　光栅 110
4. 4. 2　脉冲编码器 111
4. 4. 3　旋转变压器 115
4. 4. 4　感应同步器 117
4. 5　数据采样插补 120
4. 5. 1　插补周期与采样周期 121
4. 5. 2　插补周期与精度、速度之间的
关系 121
4. 5. 3　直线函数法 122
4. 5. 4　扩展数字积分法 124
4. 5. 5　数据采样插补算法的速度控制 127
习题 129
第5 章　激光雕刻机实验平台 131
5. 1　概述 131
5. 1. 1　数控雕刻机平台简介 131
5. 1. 2　激光雕刻机加工的优势 131
5. 2　激光雕刻机机械系统设计 132
5. 2. 1　激光雕刻机的总体方案设计 132
5. 2. 2　激光雕刻机部件选型 134
5. 2. 3　激光雕刻机三维建模 145
5. 3　激光雕刻机硬件控制系统设计 147
5. 3. 1　控制系统总体方案设计 147
5. 3. 2　控制系统硬件设计 149
5. 3. 3　激光雕刻机的PID 参数整定 157
5. 4　激光雕刻机软件控制系统设计 164
5. 4. 1　激光雕刻机软件控制系统总体
结构 164
5. 4. 2　矢量字库中字体的存储格式及
矢量字体的提取 164
5. 4. 3　截取BMP 图像并对其进行镜像
处理 170
5. 4. 4　提取汉字“龙” 轮廓 171
5. 4. 5　输出汉字“龙” 轮廓G 代码和
实心G 代码 173
5. 5　激光雕刻机误差补偿 178
5. 5. 1　激光跟踪仪原理 178
5. 5.