現(xiàn)代數(shù)控編程技術(shù)及應(yīng)用

前言

《現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)系列》包括六個分冊：《現(xiàn)代數(shù)控原理及控制系統(tǒng)》、《現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床伺服及檢測技術(shù)》、《現(xiàn)代數(shù)控編程技術(shù)及應(yīng)用》、《現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床故障診斷及維修》、《現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床實用操作技術(shù)》和《現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床》，前五個分冊2001年1月初版，2005年1月再版；后一分冊2003年4月初版，2005年8月第2次印刷時列入《現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)系列》。該系列圖書出版以來，深受數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域廣大師生和相關(guān)技術(shù)人員的歡迎。天津大學(xué)、天津工業(yè)大學(xué)、西安工業(yè)大學(xué)、廣東工業(yè)大學(xué)、蘭州理工大學(xué)等幾十所高等院校將其作為本科生或研究生教材，天津工業(yè)大學(xué)還將《現(xiàn)代數(shù)控原理及控制系統(tǒng)》作為博士生入學(xué)考試參考用書，許多從事數(shù)控技術(shù)的科技人員也將其作為常備的參考書，廣大讀者對該系列書籍給予很高的評價。前兩版各分冊市場銷售均超過3萬冊，取得了較好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，為我國飛速發(fā)展的數(shù)控事業(yè)做出了一定貢獻(xiàn)。根據(jù)讀者的反映及收集到的大量寶貴意見，結(jié)合數(shù)控技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀，現(xiàn)再次對《現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)系列》進(jìn)行修訂，出版第3版（《現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床》出版第2版）。本次修訂對各分冊進(jìn)行了較大幅度的修改和結(jié)構(gòu)調(diào)整，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：1.力求反映數(shù)控技術(shù)的最新發(fā)展。如《現(xiàn)代數(shù)控原理及控制系統(tǒng)》：刪除了一部分陳舊的內(nèi)容，增加了介紹STEP-NC標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容、STEP-NC數(shù)控系統(tǒng)的譯碼過程、DNC數(shù)控系統(tǒng)輸入方式、曲面插補(bǔ)和螺紋加工算法、s型加減速控制、自適應(yīng)加減速控制、開放式數(shù)控系統(tǒng)接口等內(nèi)容；《現(xiàn)代數(shù)控編程技術(shù)及應(yīng)用》：在加工中心的編程部分，增加四軸、五軸加工中心編程內(nèi)容的介紹，同時增加大型CAD軟件中cAM部分的內(nèi)容，如Pro／E、Master CAM等；《現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床》：更新了數(shù)控機(jī)床的新技術(shù)和最新發(fā)展趨勢，增加了并聯(lián)機(jī)床、多軸車削中心、復(fù)合加工中心等內(nèi)容，并結(jié)合參編作者的博士論文研究成果，更新了數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原則、數(shù)控機(jī)床的總體布局、數(shù)控機(jī)床的計算機(jī)輔助分析與設(shè)計等內(nèi)容；《現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床故障診斷及維修》：對第2、8、9、10章進(jìn)行較大改動，增加開放式數(shù)控系統(tǒng)維修的內(nèi)容，增加并重寫了信號的描述、常用數(shù)學(xué)變換、時域分析、頻域分析到頻譜分析、時間序列分析，以及故障檢測及常用診斷儀器儀表，精選了數(shù)控機(jī)床維修實例并增加了數(shù)控機(jī)床故障診斷技術(shù)的最新進(jìn)展；《現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床實用操作技術(shù)》：對數(shù)控操作技術(shù)相關(guān)的知識如數(shù)控刀具、工件裝夾等作了較為詳細(xì)的闡述，并增加或更新了每一章節(jié)的內(nèi)容，在選用典型控制系統(tǒng)時，既考慮到目前國內(nèi)常用的系統(tǒng)，又體現(xiàn)科學(xué)性、先進(jìn)性；《現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床伺服及檢測技術(shù)》分冊已列入普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材，結(jié)合最新成果進(jìn)行了重新編寫。

內(nèi)容概要

　　數(shù)控編程基礎(chǔ)、程序編制中的工藝分析處理、程序編制中的數(shù)值計算、數(shù)控車床手工編程、數(shù)控銑床的編程、加工中心的編程、其他數(shù)控機(jī)床的編程、自動編程、刀位驗證與軌跡編輯、編程系統(tǒng)的后置處理。

書籍目錄

第1章 數(shù)控編程基礎(chǔ)1.1 數(shù)控機(jī)床概述1.1.1 數(shù)控機(jī)床的工作原理1.1.2 數(shù)控機(jī)床的分類及特點1.1.3 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢1.2 插補(bǔ)原理與計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)1.2.1 插補(bǔ)原理1.2.2 計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)1.3 程序編制的基本概念1.3.1 程序編制的內(nèi)容與方法1.3.2 零件加工程序的輸入方式1.3.3 穿孔紙帶信息代碼1.3.4 程序結(jié)構(gòu)與格式1.3.5 程序數(shù)據(jù)輸入格式1.4 數(shù)控編程幾何基礎(chǔ)1.4.1 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運動方向1.4.2 絕對坐標(biāo)和增量（相對）坐標(biāo)系1.4.3 工件坐標(biāo)系1.4.4 編程坐標(biāo)系1.4.5 數(shù)控編程的特征點1.5 程序編制中的基本指令1.5.1 準(zhǔn)備功能指令——G指令1.5.2 輔助功能指令——M指令1.5.3 其他功能指令1.6 自動編程系統(tǒng)簡介第2章 程序編制中的工藝分析處理2.1 數(shù)控加工工藝分析的特點及內(nèi)容2.1.1 數(shù)控加工的工藝設(shè)計特點2.1.2 數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容2.2 零件的加工工藝性分析2.2.1 選擇并決定進(jìn)行數(shù)控加工的內(nèi)容2.2.2 零件圖樣上尺寸數(shù)據(jù)的標(biāo)注原則2.2.3 零件各加工部位的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)符合數(shù)控加工的特點2.2.4 零件毛坯的工藝性分析2.3 加工方法選擇及加工方案確定2.3.1 機(jī)床的選用2.3.2 加工方法的選擇2.3.3 加工方案設(shè)計的原則2.4 工藝路線設(shè)計2.4.1 工序的劃分2.4.2 工步的劃分2.4.3 順序的安排2.4.4 數(shù)控加工工序與普通加工工序的銜接2.5 加工路線的確定2.5.1 點位控制機(jī)床加工路線2.5.2 孔系加工的路線2.5.3 車螺紋的加工線路2.5.4 銑削平面的加工路線2.5.5 銑削曲面的加工路線2.6 確定零件的夾緊方法和夾具的選擇2.6.1 工件的定位與夾緊方案的確定2.6.2 夾具的選擇2.7 刀具的選擇2.8 切削用量的確定2.9 順銑與逆銑2.10 冷卻液的選擇2.11 數(shù)控編程的誤差控制2.12 在線測量2.13 數(shù)控加工工藝文件2.13.1 工序卡2.13.2 數(shù)控加工刀具明細(xì)表2.13.3 機(jī)床調(diào)整單2.13.4 數(shù)控加工程序單2.14 計算機(jī)輔助工藝設(shè)計第3章 程序編制中的數(shù)值計算3.1 數(shù)控加工中的常用數(shù)學(xué)模式3.1.1 常用的曲線曲面3.1.2 三次參數(shù)樣條3.1.3 Bezier曲線3.1.4 拋物線擬合3.1.5 雙三次參數(shù)曲面（孔斯曲面）3.1.6 Bezier曲面3.1.7 B樣條曲面3.1.8 單線性曲面（直紋面）3.2 數(shù)值計算的內(nèi)容3.2.1 基點與節(jié)點的計算3.2.2 刀位點軌跡的計算3.2.3 輔助計算3.3 直線圓弧系統(tǒng)零件輪廓的基點計算3.3.1 聯(lián)立方程組法求解基點坐標(biāo)3.3.2 三角函數(shù)法求解基點坐標(biāo)3.4 直線圓弧系統(tǒng)刀位點軌跡計算3.4.1 刀位點的選擇及對刀3.4.2 刀具中心編程的數(shù)值計算3.4.3 尖角過渡的數(shù)值計算3.4.4 刀具軌跡設(shè)計中的幾個優(yōu)化問題3.5 一般非圓曲線節(jié)點坐標(biāo)計算3.5.1 概述3.5.2 用直線段逼近非圓曲線3.5.3 用圓弧段逼近非圓曲線時的計算方法3.5.4 雙圓弧法求節(jié)點坐標(biāo)3.5.5 NURBS曲線插補(bǔ)技術(shù)3.6 列表曲線的節(jié)點坐標(biāo)計算3.6.1 列表曲線3.6.2 插值3.6.3 擬合3.6.4 光順3.7 曲面曲線加工刀位點軌跡的處理和計算3.7.1 曲面的數(shù)學(xué)處理3.7.2 多坐標(biāo)點位加工刀具軌跡設(shè)計3.7.3 三坐標(biāo)球刀多面體曲面加工3.7.4 曲面交線的加工3.7.5 曲面間過渡區(qū)域的加工3.7.6 多坐標(biāo)加工刀位計算第4章 數(shù)控車床編程4.1 數(shù)控車床編程基礎(chǔ)4.1.1 數(shù)控車床的分類與特點4.1.2 數(shù)控車床的編程特點4.1.3 數(shù)控系統(tǒng)的功能4.1.4 數(shù)控車床刀具補(bǔ)償4.1.5 數(shù)控車床坐標(biāo)系統(tǒng)4.2 數(shù)控車床常用編程方法4.3 數(shù)控車床典型編程實例4.3.1 數(shù)控車床典型加工編程實例4.3.2 FANUC系統(tǒng)編程與加工實例4.3.3 SIEMENS系統(tǒng)編程與加工實例第5章 數(shù)控銑床編程5.1 數(shù)控銑床概述5.1.1 數(shù)控銑床的用途與組成5.1.2 數(shù)控銑床的分類5.1.3 數(shù)控銑床加工的主要對象5.1.4 銑床的主要技術(shù)參數(shù)5.2 數(shù)控銑床編程基礎(chǔ)5.2.1 數(shù)控系統(tǒng)的功能5.2.2 坐標(biāo)系統(tǒng)5.3 基本編程方法5.4 A類宏功能應(yīng)用5.5 數(shù)控銑床編程要點及實例第6章 加工中心編程6.1 加工中心6.1.1 概述6.1.2 自動換刀裝置6.2 加工中心編程基礎(chǔ)6.2.1 數(shù)控系統(tǒng)的功能6.2.2 工作坐標(biāo)系和參考點6.3 基本編程方法6.4 B類宏功能應(yīng)用6.5 加工中心編程要點及實例第7章 其他數(shù)控機(jī)床編程第8章 自動編程第9章 刀位驗證與軌跡編輯第10章 編程系統(tǒng)的后置處理參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第1章 數(shù)控編程基礎(chǔ)1.1 數(shù)控機(jī)床概述數(shù)控機(jī)床是數(shù)字控制機(jī)床（Numerically Controlled Machine Tool）的簡稱，亦稱NC機(jī)床，是為了滿足單件、小批、多品種自動化生產(chǎn)的需要而研制的一種靈活的、通用的能夠適應(yīng)產(chǎn)品頻繁變化的柔性自動化機(jī)床，具有適應(yīng)性強(qiáng)、加工精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定和生產(chǎn)效率高的優(yōu)點。它綜合應(yīng)用了電子計算機(jī)、自動控制、伺服驅(qū)動、精密測量和新型機(jī)械結(jié)構(gòu)等多方面的技術(shù)成果。隨著機(jī)床數(shù)控技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造業(yè)中的地位越來越重要。第一臺數(shù)控機(jī)床是適應(yīng)航空工業(yè)制造復(fù)雜零件的需要而產(chǎn)生的。1948年，美國帕森斯公司（Parsons Co）在研制加工直升機(jī)葉片輪廓用檢查樣板的加工機(jī)床時，提出了數(shù)控機(jī)床的初始設(shè)想。1949年，帕森斯公司正式接受委托，與麻省理工學(xué)院伺服機(jī)構(gòu)試驗室合作，開始從事數(shù)控機(jī)床的研制工作。經(jīng)過三年時間的研究，于1952年試制成功世界上第一臺數(shù)控機(jī)床樣機(jī)，這是一臺直線插補(bǔ)三坐標(biāo)立式銑床，其數(shù)控系統(tǒng)全部采用電子管，也稱第一代數(shù)控系統(tǒng)。經(jīng)過三年的改進(jìn)和自動程序編制的研究，于1955年進(jìn)入實用階段，一直到20世紀(jì)50年代末，由于晶體管的應(yīng)用，數(shù)控系統(tǒng)提高了可靠性且價格開始下降，一些民用工業(yè)開始發(fā)展數(shù)控機(jī)床，其中多數(shù)是鉆床、沖床等點位控制的機(jī)床。數(shù)控技術(shù)不僅在機(jī)床上得到實際應(yīng)用，而且逐步推廣到焊接機(jī)、火焰切割機(jī)等，使數(shù)控技術(shù)不斷地擴(kuò)展應(yīng)用范圍。我國的數(shù)控機(jī)床是從1958年開始研制的，經(jīng)歷了40多年的發(fā)展歷程，目前數(shù)控技術(shù)已在車、銑、鉆、鏜、磨、齒輪加工、電加工等領(lǐng)域全面展開，數(shù)控加工中心也相繼研制成功。

編輯推薦

《現(xiàn)代數(shù)控編程技術(shù)及應(yīng)用(第3版)》既適合作高等工科院校機(jī)械工程、機(jī)電工程、材料工程等專業(yè)的本科專業(yè)教材，也可作為碩士、博士生進(jìn)行數(shù)控編程理論深入研究的參考用書；同時，還可作為繼續(xù)工程教育的教材，也適合企事業(yè)單位和社會上從事數(shù)控的工程技術(shù)人員用作參考資料。

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