數控機床原理

前言

數控機床是一種高效的自動化機床，它綜合了計算機技術、自動化技術、伺服驅動技術、氣動與液壓傳動技術、精密測量與檢測技術、精密機械設計與制造技術等各個領域的新技術成果，是一門新興的工業(yè)控制技術。數控機床以其高精度、高效率、高柔性所帶來的巨大效益引起了世界各國科技界和工業(yè)界的廣泛重視。我國于1958年研制出第一臺數控機床，在近50年間，數控機床的設計和制造技術有了很大提高，培養(yǎng)出一批設計、制造、使用和維護的人才；通過合作生產出先進數控機床，縮小了與世界先進技術的差距；利用國外先進元部件、數控系統(tǒng)配套，開始自行設計及制造高速、高性能、五面或五軸聯(lián)動加工的數控機床，以滿足國內市場的需求。隨著我國數控機床的大量使用，急需培養(yǎng)一大批能夠熟練掌握現(xiàn)代數控機床技術、編程、操作、維修及調試的工程技術人員。為適應高職數控專業(yè)及其他機電專業(yè)的學習需要，本書從數控機床原理出發(fā)，系統(tǒng)介紹了數控機床的基礎知識。本書由崔州平、劉海星、郭成操任主編，董慶華、羅剛、徐輝任副主編，參加編寫的人員還有王顯濤、江書勇、鄭理、滕立國、丁鳳琴。在編寫過程中，邱仕安教授、王科鋒高級工程師和坎門機床廠張慧堅廠長對本書提出了許多寶貴意見，在此表示衷心感謝。限于編者水平，書中難免有不妥之處，敬請讀者提出指正，不勝感謝。

內容概要

　　《數控機床原理》共8章，主要內容有：數控機床的組成、分類及發(fā)展；數控機床的基本原理，即插補原理及刀具補償原理；數控加工的程序編寫；計算機數控裝置的硬件和軟件結構，故障診斷及可編程序控制器在數控系統(tǒng)中的應用；位置檢測裝置及典型進給伺服系統(tǒng)；數控機床特有的機械傳動結構和數控加工中心的刀具交換裝置，開放式數控系統(tǒng)和STEP—NC等?！　　稊悼貦C床原理》可作為高職高專數控機電類相關專業(yè)的教材，也可作為有關工程技術人員的參考用書。

書籍目錄

前言第一章 緒論1.1 數控簡介1.1.1 數字控制的基本概念1.1.2 數控機床的組成1.1.3 計算機數控系統(tǒng)的工作過程1.1.4 數控機床加工零件的操作過程1.1.5 數控機床的精度1.2 機床數控系統(tǒng)的分類1.2.1 按機床的運動軌跡分類1.2.2 按伺服系統(tǒng)的控制方式分類1.2.3 按數控系統(tǒng)功能水平分類1.3 數控系統(tǒng)的發(fā)展1.3.1 數控系統(tǒng)的發(fā)展簡史1.3.2 國內外數控系統(tǒng)的發(fā)展概況1.3.3 數控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢思考題與習題第二章 數控系統(tǒng)原理2.1 插補原理2.1.1 逐點比較法插補2.1.2 數字積分法插補2.1.3 數據采樣插補法2.2 刀具補償原理2.2.1 刀具長度補償2.2.2 刀具半徑補償思考題與習題第三章 微機數控裝置的結構3.1 概述3.1.1 CNC裝置的工作原理3.1.2 CNC裝置的特點3.2 微型計算機數控系統(tǒng)的組成3.2.1 數控系統(tǒng)硬件綜述3.2.2 數控裝置硬件結構類型3.3 數控系統(tǒng)的輸入／輸出接口及通信3.3.1 數控裝置的顯示功能及其接口3.3.2 數控系統(tǒng)的I／O接口3.3.3 數控系統(tǒng)常用串行通信接口標準3.3.4 DNC通信接口技術3.3.5 數控系統(tǒng)網絡通信接口3.4 PLC在數控系統(tǒng)中的應用3.4.1 內裝型PLC3.4.2 獨立型PLC3.4.3 M、S、T功能的實現(xiàn)3.4.4 數控機床PLC的控制對象3.4.5 PLC用戶控制程序的編程方法3.4.6 PLC在數控機床中的應用實例3.5 數控系統(tǒng)的軟件結構3.5.1 概述3.5.2 零件程序的輸入3.5.3 數據處理程序3.5.4 插補軟件3.5.5 位置控制軟件3.5.6 系統(tǒng)故障診斷軟件思考題與習題第四章 位置檢測裝置4.1 檢測裝置的要求與分類4.1.1 增量式和絕對式4.1.2 數字式和模擬式4.2 常用檢測元件及電路4.2.1 感應同步器4.2.2 磁柵4.2.3 旋轉變壓器4.2.4 光柵4.2.5 脈沖編碼器4.2.6 雙頻激光干涉儀思考題與習題第五章 伺服系統(tǒng)5.1 概述5.1.1 伺服系統(tǒng)的概念5.1.2 伺服系統(tǒng)的組成5.1.3 伺服系統(tǒng)的特點和要求5.1.4 伺服系統(tǒng)的分類5.2 步進電動機5.2.1 步進電動機分類5.2.2 反應式步進電動機的結構5.2.3 步進電動機的工作原理5.2.4 步進電動機的主要特性5.2.5 步進電動機的驅動控制5.3 伺服系統(tǒng)的速度和位置控制5.3.1 伺服系統(tǒng)的速度控制5.3.2 伺服系統(tǒng)的位置控制5.4 主軸驅動的速度控制及定向控制5.4.1 直流主軸驅動系統(tǒng)速度控制5.4.2 交流主軸驅動系統(tǒng)速度控制5.4.3 主軸定向控制思考題與習題第六章 數控加工的程序編制6.1 概述6.1.1 數控編程的定義6.1.2 數控編程的步驟6.1.3 數控編程的方法6.2 數控機床的坐標系6.2.1 數控機床的坐標系6.2.2 坐標軸的運動方向及其命令6.2.3 機床坐標系與工件坐標系6.2.4 絕對坐標系與相對坐標系6.3 程序格式6.3.1 程序號6.3.2 程序段的格式6.4 常用數控指令的編程方法6.4.1 準備性工藝指令6.4.2 輔助性工藝指令6.4.3 其他常用功能指令6.5 程序編制中的工藝處理及實例6.5.1 概述6.5.2 數控加工工藝分析6.5.3 數控加工的工藝路線設計6.5.4 數控加工工序設計6.5.5 工藝文件編制思考題與習題第七章 數控機床機械結構7.1 數控機床結構的特點及基本要求7.1.1 數控機床機械結構的特點7.1.2 數控機床對機械結構的基本要求7.2 數控機床的主傳動機構7.2.1 數控機床的主傳動形式7.2.2 主軸部件結構7.3 數控機床的進給傳動機構7.3.1 滾珠絲杠螺母副7.3.2 進給傳動系統(tǒng)的典型結構7.3.3 數控機床的導軌7.4 數控機床的自動換刀機構7.4.1 刀庫及選刀方式7.4.2 刀具交換裝置7.5 數控機床的輔助裝置7.5.1 液壓卡盤和尾座7.5.2 回轉工作臺思考題與習題第八章 開放式數控系統(tǒng)和STEP-NC簡介8.1 開放式數控系統(tǒng)概述8.1.1 開放式數控系統(tǒng)產生的歷史背景8.1.2 開放式數控系統(tǒng)的特征8.1.3 國內外開放式數控系統(tǒng)的發(fā)展概況8.2 STEP-NC概述8.2.1 SO6983與ISO14649的比較8.2.2 STEP-NC的數據模型8.2.3 基于STEP-NC的數據程序結構8.2.4 STEPNC為CNC提供的發(fā)展空間8.2.5 STEP-NC編程實例思考題與習題參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：2.輸入裝置輸入裝置的作用是將程序載體上的數控代碼信息轉換成相應的電脈沖信號傳送至數控裝置的內存儲器。輸入裝置最早使用光電閱讀機對穿孔帶進行閱讀，以后大量使用磁記錄原理的磁帶機和軟盤驅動器。還有通過數控裝置控制面板上的輸入鍵，按工件的程序清單用手工方式直接輸入內存貯器（即MDI方式），也可以用通信方式由計算機直接傳送給數控裝置。3.數控裝置數控裝置是數控機床的關鍵環(huán)節(jié)。首先接受輸入裝置送來的電脈沖信號，通過數控裝置的邏輯電路或計算機數控的系統(tǒng)軟件進行譯碼和寄存，這些指令和數據將作為控制與運算的原始依據。數控裝置的控制器接受相應的指令將有關數據進行運算和處理，輸出各種信號和指令，控制機床各部分按程序的要求實現(xiàn)某一操作。4.伺服控制裝置和檢測裝置伺服控制裝置接受來自數控裝置的位置控制信息，將其轉換成相應坐標軸的進給運動和精確定位運動。由于伺服控制裝置是數控機床的最后控制環(huán)節(jié)，它的伺服精度和動態(tài)響應特性將直接影響數控機床的生產率、加工精度和表面加工質量。目前，常用的伺服驅動器件有功率步進電動機、直流伺服電動機和交流伺服電動機等。由于交流伺服電動機具有良好的性能價格比，正成為首選的伺服驅動器件。除了三大類電動機以外，伺服控制裝置還必須包括相應的驅動電路.檢測裝置將數控機床各坐標軸的實際位移和速度檢測出來，經反饋系統(tǒng)輸入到機床的數控裝置中。數控裝置將反饋回來的實際位移和速度與設定值進行比較，控制驅動裝置按照指令設定值運動。伺服電動機與脈沖編碼器的組合構成了較理想的半閉環(huán)伺服系統(tǒng)，已被廣泛采用。

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《數控機床原理》是由科學出版社出版的。

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