具体描述
For courses in Machine Tool Process and Controls/Computer Numerical Controls. Reflecting manufacturers' growing need to integrate computers into their production processes, this text covers the machining fundamentals-as well as Computer Numerical Control programming and operation of Computer Numerical Control (CNC) machine tools. Material covers latest applications and is presented in a logical, easy-to-understand fashion, to help students overcome some of the anxiety that has been associated with the subject.
好的，根据您的要求，这是一本名为《计算机数控技术》的图书的详细简介，内容涵盖了该领域的关键知识点，但不包含您提到的特定书名，且力求自然流畅： --- 数字化制造的基石：现代数控技术深度解析 本书导言： 在当代工业生产体系中，精密制造是衡量一个国家技术水平的重要标志之一。随着信息技术与自动化技术的深度融合，传统的机械加工方式已逐渐被以计算机为核心的数控（NC）技术所取代。本著作旨在为工程技术人员、相关专业院校师生以及对高端制造技术感兴趣的读者，提供一个全面、深入、实践导向的学习平台，系统阐述从基础理论到前沿应用的数控技术全景图。 本书不仅仅是一本技术手册，更是一部关于如何将数字指令转化为精确物理运动的“操作指南”。我们聚焦于数控系统的核心原理、编程方法、机床结构以及软件集成，旨在培养读者独立分析和解决复杂加工问题的能力。 第一部分：数控技术的基础原理与系统构成 本部分是理解整个数控体系的基石。我们首先追溯了数控技术的发展历程，从早期的硬布线控制到现代的微处理器驱动系统，阐明了数控技术变革对制造业带来的革命性影响。 1.1 数控系统的核心架构： 详细剖析了数控系统的组成，包括人机界面（HMI）、中央处理器（CNC主机）、伺服驱动单元（Servo Drive）、输入/输出（I/O）接口以及检测反馈系统。特别强调了现代CNC系统采用的开放式架构（如PMC或PMC/PLC的结合），如何实现软硬件的灵活配置。 1.2 运动控制的数学基础： 深入探讨了坐标系（笛卡尔坐标系、圆柱坐标系、极坐标系）的建立与转换，以及插补算法在实现直线、圆弧、螺旋线等复杂轨迹中的作用。着重介绍了如何利用三次样条插值和B样条曲线在复杂曲面加工中的应用。 1.3 伺服驱动与反馈机制： 详细解析了步进电机、直流伺服电机和交流同步/异步伺服电机的特性与选型。重点阐述了位置、速度、加速度闭环控制的原理，以及高精度编码器（如光栅尺、旋转编码器）如何提供实时反馈，确保加工精度和动态响应能力。 第二部分：数控编程的艺术与实践 编程是数控机床的“语言”。本部分系统地讲解了如何将工程图纸转化为机床可以识别和执行的指令序列。 2.1 绝对/增量编程与坐标系设定： 阐明了G代码和M代码的语法结构、功能分类（如几何指令、运动指令、辅助指令），以及工件坐标系（G54-G59）和机床坐标系的精确设定方法，这是保证加工尺寸准确性的关键步骤。 2.2 固定循环与宏程序的高效应用： 针对钻孔、镗孔、攻丝等重复性操作，详细介绍了固定循环（Canned Cycles）的使用，如何简化编程步骤。更进一步，深入讲解了宏程序（Macro Programming）的结构（变量定义、逻辑判断IF/WHILE、子程序调用），展示了如何创建适应性强、可重用的自动化加工程序。 2.3 复杂曲面加工编程： 聚焦于三轴及以上的多轴联动加工。解析了在CAD/CAM软件生成G代码时，需要关注的后处理器（Post Processor）的设置、刀具补偿（刀尖半径补偿G41/G42/G40）的精确应用，以及如何处理因运动耦合导致的奇异点问题。 第三部分：数控机床的结构与关键技术 本部分关注实现精确运动的物理载体——数控机床本身。 3.1 机床结构与刚性设计： 分析了立式加工中心、卧式加工中心、数控车床、五轴联动机构（如T-T、C-C、T-C结构）的特点与应用场景。探讨了机床导轨系统（滑动导轨、滚动导轨、静压导轨）对加工精度和承载能力的影响，以及床身的热稳定性设计。 3.2 主轴系统与刀具管理： 详细描述了高速、高扭矩主轴的结构（如电主轴、液压主轴），以及静音、平衡、冷却技术。重点介绍了刀库系统（ATC）的工作原理、刀具寿命管理、刀具偏置（长度、直径）的测量与补偿技术，这是保证加工连续性的核心环节。 3.3 自动换刀与自动对刀技术： 阐述了刀具测量设备（如激光对刀仪、接触式测头）的工作流程，以及如何将测量数据自动反馈给CNC系统，实现加工零点的自动建立与实时修正。 第四部分：现代数控加工策略与质量控制 进入现代制造的范畴，数控技术已不再局限于单纯的“切削”，而是一整套优化生产效率和产品质量的系统工程。 4.1 高速加工（High-Speed Machining, HSM）与高效率加工（High-Efficiency Machining, HEM）： 详细解读了HSM背后的力学原理，如切削力的降低、颤振抑制技术。重点介绍了HEM（如波面前进算法、高效粗加工策略），如何在保证表面质量的同时，大幅缩短加工时间。 4.2 多轴联动与复杂零件加工： 深入探讨了五轴联动加工在叶片、涡轮盘、医疗器械等复杂曲面零件制造中的应用优势，包括减少装夹次数、优化刀具角度以提升表面完整性等。 4.3 刀具磨损在线监测与自适应控制： 探讨了利用声发射信号、振动信号或功率信号对刀具磨损状态进行实时监测的技术。介绍如何将这些数据集成到CNC系统中，实现加工参数的自适应调整，确保加工过程的稳定性和可靠性。 4.4 数字化集成与智能制造： 展望数控技术在工业4.0环境下的发展方向。讨论了DNC（直接数控）、数据采集、远程诊断、以及与MES/ERP系统的集成，构建面向未来的智能车间。 结语： 本书的编写遵循理论联系实际的原则，每一章节都配有丰富的案例分析和程序示例，旨在帮助读者将抽象的理论知识转化为实际操作能力。掌握这些知识，无疑是迈入高端精密制造领域的关键一步。 ---
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