《数控技术》结合编者多年来的教学实践经验，以加强学生素质教育和能力培养为目标，并结合教学改革以及我国数控工业发展的需要编写而成。全书共分为五章，第1章绪论，第2章数控编程基础，第3章开环伺服系统及轮廓轨迹形成，第4章闭环伺服系统及轨迹实现，第5章在前4章的基础上搭建激光雕刻机实验平台，以实例对数控技术在现实中的应用进行介绍，加深读者理解。
《数控技术》一书具有如下特点：
1. 定位科学 面向工程应用，适应国家人才教育的发展，培养数控应用型人才和操作技能型人才。
2. 内容全面 取材新颖，图文并茂，涵盖数控技术与数控机床系统的基础知识、核心技术与较新的科技成果。
3. 易于理解 内容由浅入深、循序渐进，结合例题与课后习题强化对数控技术的全面认识。
4. 实用性强 实例丰富，兼顾理论与实际，强化实际应用能力的培养。
自从20世纪50年代世界上第一台数控机床问世以来。数控技术已成为提高产品质量、提高劳动生产率必不可少的技术手段。它的广泛使用给机械制造业的生产方式、产业结构、管理方式带来了深刻的变化。它的关联效益和辐射能力更是难以估量。数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础。离开了数控技术。先进制造技术就成了无本之木。而采用数控技术的典型产品———数控机床是机电工业的重要基础装备。因此。数控技术及数控装备是关系到国家战略地位和体现国家综合国力的重要基础性产业。其水平的高低是衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志。实现加工机床及生产过程数控化。已经成为当今制造业的发展方向。我国数控技术及产业尽管在改革开放后取得了显著的成就。但是。与发达国家相比仍有较大的差距。其原因是多方面的。但最主要的是数控人才匮乏。为了适应我国高等职业技术教育的发展及数控应用型人才、操作技能型人才培养的需要。笔者参考了大量国内外资料。并结合自身多年来的教学实践经验。编写了这一本数控技术教材。
本书取材新颖。内容由浅入深、循序渐进。图文并茂。实例丰富。兼顾理论与实际。力求涵盖数控技术与数控机床系统的基础知识、核心技术与较新的科技成果。全书共分为五章。第1章绪论主要介绍了数控机床的组成、工作原理、分类、特点和应用。以及数控机床的产生和发展。并列举了典型的数控系统。第2章主要介绍了数控编程基础。包括常用的功能指令、数控编程的工艺处理等。第3章主要介绍了开环伺服系统及轮廓轨迹的形成。包括步进电动机及其驱动控制、步进电动机的运行性能、开环系统的轮廓轨迹形成。以及提高开环伺服系统精度的措施。第4章介绍了闭环伺服系统及轨迹实现。包括交流伺服电动机原理及其变频调速、闭环伺服系统常用检测装置以及数据采样插补。第5章综合前四章知识。以激光雕刻机为例。给出了激光雕刻机的设计与加工。参加本书编写的有北京石油化工学院的王伟、王殿君、张宝生、申爱民。北京林业大学的路敦民、田野等人。其中第1章由张宝生、申爱明编写。第2章由田野编写。第3章由路敦民编写。第4章由路敦民、申爱明、王伟编写。第5章由王伟、王殿君编写。
全书由王伟担任主编、王振华担任主审。研究生嵇钟辉、魏辉和李欢欢等参与了本书的校核工作。同时在本书的编写过程中。参阅了以往其他版本的同类教材。并得到了许多同行专家的支持和帮助。在此表示衷心的感谢。由于时间仓促及笔者水平有限。对书中可能存在疏漏之处。敬请广大师生及读者朋友批评指正！
编者
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.
书单推荐
