数控技术及应用
出版时间：2014年
丛编项： 卓越工程师培养机械类创新系列规划教材
内容简介
　　数控技术及应用是“卓越工程师教育培养机械类创新系列规划教材”系列之一。数控技术及应用共分五篇。主要介绍了数控技术、数控机床、数控系统和数控加工的基本知识和基本概念；重点介绍了数控机床的组成与分类、数控系统的插补原理与数据处理、数控加工工艺和编程方法以及数控系统的应用设计等相关知识；最后一篇为工程实例，主要介绍了数控机床的机械机构设计、数控系统应用、电气设计和数控加工四方面的工程实例；同时，结合实践教学的考核办法，通过三级实验与实训项目（课内实验、课程设计和综合实训），着重介绍了具体组织教学实施时的实践案例。
目录
第 1篇 数控技术
第 1章概论 6 本章小结 27
1.1 基础知识 6 习题与思考 27
1.1.1 数控技术基本概念 7 拓展阅读 28
1.1.2 制造业的三次工业革命 8 第 3章数控技术的发展趋势 29
1.2 制造业自动化技术 13 3.1数控技术的发展趋势 29
1.2.1 制造业自动化的定义 13 3.1.1 数控技术发展的总趋势 29
1.2.2 制造业自动化的特征 14 3.1.2 数控发展中产生的各种新兴
1.2.3 制造业自动化的内涵 15 制造方式 30
1.2.4 制造业自动化所涉及的技术 16 3.2机器人技术的发展 32
1.3数控技术对制造业的影响 19 3.2.1 机器人概况 32
本章小结 20 3.2.2 机器人分类 34
习题与思考 20 3.2.3 机器人软件 34
拓展阅读 21 3.2.4 机器人技术的学科前沿 35
第 2章数控技术的发展历史及其现状 22 3.3快速成形技术 37
2.1 制造业及其数控技术的发展3.3.1 快速成形技术概况 37
历史 22 3.3.2 快速成形技术的应用与发展 39
2.2 数控技术的发展现状 24 本章小结 41
2.2.1 国内数控技术的发展现状 24 习题与思考 41
2.2.2 国外数控技术的发展现状 26 拓展阅读 42

第 2篇数控机床
第 4章概论 44 4.4数控机床的维护与保养 47
4.1 基础知识 44 4.4.1 数控机床维护 47
4.2 数控机床的产生 45 4.4.2 数控机床使用中应注意的问题 . 52
4.3 数控机床的特点和应用 46 4.4.3 数控机床的日常维护 54
4.3.1 数控机床的特点 46 4.5数控机床的管理使用 56
4.3.2 数控机床的应用 47 本章小结 57
习题与思考 57 6.2数控机床的辅助装置 88
拓展阅读 58 6.2.1 自动换刀装置 88
第 5章数控机床的组成与分类 59 6.2.2 回转工作台 95
5.1数控机床的组成与工作原理 59 6.2.3 液压与气动系统 96
5.1.1 数控机床的组成 59 6.2.4 冷却系统 97
5.1.2 数控机床的工作原理 61 6.2.5 润滑系统 97
5.2数控机床的分类 61 6.2.6 排屑装置 98
5.2.1 按机床运动的控制轨迹分类 61 6.3数控机床的电气配置 99
5.2.2 按伺服控制方式分类 62 6.3.1 数控装置 99
5.2.3 按控制坐标的轴数分类 63 6.3.2 伺服系统 100
5.2.4 按加工工艺及机床用途的类型6.3.3 机床强电控制系统 101
分类 65 6.3.4 机床检测系统 101
5.2.5 按数控系统的功能水平分类 67 6.4数控机床的操作面板 102
本章小结 68 6.4.1 急停 102
习题与思考 68 6.4.2 循环启动 /进给暂停 102
拓展阅读 69 6.4.3 工作方式选择 103
第6章数控机床的机械配置与电气配置 70 6.4.4 倍率修调选择 105
6.1数控机床的机械配置 70 6.4.5 机床辅助方式选择 105
6.1.1 数控机床机械结构特点 70 6.4.6 机床辅助功能控制 106
6.1.2 数控机床主传动系统 71 本章小结 108
6.1.3 数控机床进给传动系统 78 习题与思考 108
6.1.4 导轨副 85 拓展阅读 109

第 3篇数控系统
第 7章概论 112 7.2.3 CNC装置的可编程控制器 130
7.1基础知识 112 7.2.4 典型数控系统简介 134
7.1.1 基本概念 112 本章小结 143
7.1.2 数控系统的组成 113 习题与思考 143
7.1.3 数控系统的分类 114 拓展阅读 144
7.1.4 数控系统的功能 116 第 8章数控系统的插补工作原理 145
7.1.5 数控系统的工作过程 118 8.1基本知识 145
7.2计算机数控（ CNC）装置 119 8.1.1 基本概念 145
7.2.1 CNC装置的硬件结构 119 8.1.2 插补方法的分类 146
7.2.2 CNC装置的软件结构 125 8.2插补方法介绍 147
8.2.1 逐点比较法 147 9.1.4 PLC接口信号工作原理 186
8.2.2 数字积分法 154 9.2电气原理图设计 187
8.2.3 直线函数法 160 9.2.1 基本概念 187
8.2.4 扩展数字积分法 163 9.2.2 机床电气设计的一般原则 193
8.2.5 NURBS曲线插补 166 9.2.3 机床电气设计的基本内容 193
8.2.6 刀具半径补偿 169 9.2.4 机床电气设计的一般步骤 194
本章小结 177 9.3机床设计任务书 196
习题与思考 177 9.4数控系统确认 206
拓展阅读 178 9.4.1 需求机床的基本功能 206
9.4.2 确认数控系统订单 207
第 9章数控系统应用电气设计 179 9.5电气原理图设计案例分析 208
9.1数控系统的硬件连接 179 9.6机床操作面板设计 215
9.1.1 数控系统的硬件 179 本章小结 219
9.1.2 数控系统的连接 182 习题与思考 219
9.1.3 输入/输出地址分配 184 拓展阅读 220

第 4篇数控加工
第 10章概论 222 11.1.3 数控加工零件或加工内容的
10.1 基础知识 222 选择 238
10.1.1 基本概念 223 11.2数控车削工艺 239
10.1.2 数控编程的内容和步骤 223 11.2.1 选择确定数控车削加工的主要
10.1.3 数控机床坐标系 225 加工对象 239
10.1.4 加工程序结构与格式 227 11.2.2 数控车削加工工艺性分析 239
10.2 数控编程中的常用指令 229 11.2.3 零件图形的数学处理和编程
10.2.1 准备功能 G代码 229 尺寸的计算 240
10.2.2 辅助功能 M代码 230 11.2.4 数控车削加工工艺过程的 |
10.2.3 F、S、T代码 232 拟订 240
本章小结 233 11.2.5 数控车削加工进给路线的
确定 242
习题与思考 233
11.2.6 数控车床加工轴类零件工艺
拓展阅读 234
分析实例 243
第 11章数控加工工艺 235 11.3数控铣削工艺 245
11.1概述 235 11.3.1 选择确定数控铣削加工的主要
11.1.1数控加工工艺的特点与内容 235 加工对象 245
11.1.2 数控加工工艺分析的一般步骤11.3.2 数控铣削加工工艺性分析 246
与方法 236 11.3.3数控铣削加工工艺顺序安排 248
11.3.4 数控铣削加工进给路线确定12.2 手动编程方法 257
需要考虑的因素 249 12.2.1 数控车床编程方法及编程
11.4 加工中心工艺 249 实例 257

11.4.1 选择确定加工中心加工的主要12.2.2 数控铣床编程方法及编程
加工对象 249 实例 265
11.4.2 加工中心的工艺特点 250 12.2.3 加工中心编程方法及编程
11.4.3 加工中心工艺性分析 250 实例 269
11.4.4 加工中心编程的工艺处理要12.3 自动编程方法 270
考虑的几点因素 251 12.3.1 CAD/CAM系统简介 272
本章小结 251 12.3.2 图形交互编程的主要过程 272
习题与思考 252 12.3.3 图形交互编程实例 273
拓展阅读 253 本章小结 274
第 12章数控加工编程方法 254 习题与思考 274
12.1 概述 254 拓展阅读 275

第 5篇工程实例
第 13章数控机床实践模块 279 第 14章数控系统实践模块 294
13.1 课内实验要求与考核办法 279 14.1 课程设计要求与考核办法 294
13.2 机械机构课内实验 281 14.2 数控系统课内实验 296
13.2.1 实验一— —数控机床认识实验 281 14.2.1 实验一——数控机床对刀操作
13.2.2 实验二——直线滚动导轨副的实验 296
装配实验 282 14.2.2 实验二——刀具半径补偿计算
13.2.3 实验三——滚珠丝杠螺母副的实验 298
装配实验 284 14.2.3 实验三——逐点比较法插补
13.2.4 实验四——伺服电动机与联轴实验 300
器的装配实验 285 14.2.4 实验四——步进电动机环分
13.3 数控机床课程设计与综合实训 实验 302
14.3 数控系统课程设计与综合实训模块 1 286 模块 2 304
13.3.1 机械机构设计类课程设计案例 286 14.3.1 数控系统应用设计类课程设计
13.3.2 机械机构设计类毕业设计案例案例 304
分析 289 14.3.2 数控系统应用设计类毕业设计
13.3.3 综合实训模块 1——3D打印机案例分析 307
机械机构设计 290 14.3.3 综合实训模块 2——3D打印机
拓展阅读 293 系统调试案例 308
第 15章电气设计实践模块 311 第 16章数控加工实践模块 336
15.1
专业综合实训要求与考核办法 311 16.1 毕业设计要求与考核办法 336

15.2
电气设计实践环节 315 16.2 数控加工课内实验 338

15.2.1
实验一——数控系统的原理及16.2.1 实验一——数控车床的操作组成 315 编程与加工实验 338
15.2.2
实验二——数控系统参数的16.2.2 实验二——数控铣床的操作设置及调整实验 316 编程与加工实验 340
15.2.3
实验三——数控系统伺服驱动16.2.3 实验三——数控铣床的编程调试实验 318 实验 342
15.2.4
实验四——数控系统数据备份16.2.4 实验四——加工中心的操作实验 323 编程与加工实验 344


15.3 电气系统课程设计和综合实训16.3 数控加工课程设计与综合实训模块 3 326 模块 4 346
15.3.1
电气系统设计类课程设计案例 326 16.3.1 数控加工类课程设计案例 346
15.3.2
电气系统设计类毕业设计案例16.3.2 数控加工类毕业设计课题案例分析 330 分析 353
15.3.3
综合实训模块 3——3D打印机16.3.3 综合实训模块 4—3D打印机电气控制系统设计案例 331 打印创意作品设计案例 354

附录 专业词汇中英文对照 359 参考文献 361