機(jī)床數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用

前言

　　本書(shū)為普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材，是根據(jù)高職高專(zhuān)教育機(jī)電類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)及規(guī)格的要求編寫(xiě)的。近年來(lái)，數(shù)控機(jī)床及相關(guān)技術(shù)得到了飛速發(fā)展，在柔性、精確性、可靠性、集成性和宜人性等方面功能越來(lái)越完善，已成為現(xiàn)代先進(jìn)制造業(yè)的基礎(chǔ)。隨著各種數(shù)控機(jī)床在自動(dòng)化加工領(lǐng)域中的廣泛使用，數(shù)控機(jī)床的原理及應(yīng)用知識(shí)在機(jī)電類(lèi)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)中越來(lái)越重要。本書(shū)根據(jù)高職高專(zhuān)機(jī)電類(lèi)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)需要編寫(xiě)，較全面地介紹了數(shù)控機(jī)床的工作過(guò)程、數(shù)控加工工藝與編程、數(shù)控系統(tǒng)原理與應(yīng)用接口技術(shù)、進(jìn)給伺服與主軸驅(qū)動(dòng)及控制、數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)與部件以及數(shù)控機(jī)床的驗(yàn)收與維修等方面的知識(shí)。本書(shū)力求取材新穎實(shí)用，盡可能全面地介紹現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)各方面的主要內(nèi)容，體現(xiàn)實(shí)用技術(shù)及機(jī)與電的結(jié)合，在取材和敘述上力求便于講授和自學(xué)。本書(shū)建議學(xué)時(shí)數(shù)為60-70，并應(yīng)配有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)設(shè)備和裝置。書(shū)中帶+的章節(jié)可根據(jù)學(xué)生的具體情況選講。本書(shū)可作為高職、高專(zhuān)、成人高校及本科院校舉辦的二級(jí)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電類(lèi)專(zhuān)業(yè)教材，也可供應(yīng)用型的各類(lèi)高校、企業(yè)工程技術(shù)人員選用和參考。本書(shū)由南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院李宏勝教授、博士擔(dān)任主編，全書(shū)由李宏勝統(tǒng)稿。第1章、第3章、第4章、第5章、第7章由李宏勝編寫(xiě)；第2章和第6章由南京工程學(xué)院顧雪艷、熊光華編寫(xiě)；第8章由天津中德技術(shù)培訓(xùn)中心黃尚先編寫(xiě)。本書(shū)由南京數(shù)控機(jī)床有限公司總工程師孫序泉教授級(jí)高級(jí)工程師主審，并提出了許多寶貴的修改和補(bǔ)充意見(jiàn)。中國(guó)科學(xué)院工程院院士、國(guó)家CIMS工程中心專(zhuān)題組吳澄教授對(duì)書(shū)中有關(guān)FMS及CIMS的內(nèi)容進(jìn)行了審閱，在此一并表示感謝。限于編者的水平和學(xué)識(shí)，書(shū)中難免存在錯(cuò)誤和不妥之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

　　《機(jī)床數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用》為普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材，是根據(jù)高職高專(zhuān)教育機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)及規(guī)格的要求編寫(xiě)的。《機(jī)床數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用》力求取材新穎，體現(xiàn)機(jī)電結(jié)合與應(yīng)用技術(shù)，全面介紹數(shù)控機(jī)床的有關(guān)原理和應(yīng)用知識(shí)。全書(shū)共分為8章。第1章簡(jiǎn)要介紹數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及加工原理。第2章介紹數(shù)控編程的有關(guān)內(nèi)容。第3章詳細(xì)講解了計(jì)算機(jī)數(shù)控(cNc)系統(tǒng)的硬、軟件工作原理與應(yīng)用知識(shí)。第4章介紹了各種開(kāi)、閉環(huán)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置及位置檢測(cè)元件。第5章介紹數(shù)控機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)，并討論主軸控制中的變速及主軸準(zhǔn)?？刂?。第6章介紹數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)。第7章講述數(shù)控機(jī)床的選用、調(diào)試、驗(yàn)收、維護(hù)保養(yǎng)及故障診斷等知識(shí)。第8章介紹現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)與機(jī)械加工自動(dòng)化的發(fā)展?！稒C(jī)床數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用》可作為高職、高專(zhuān)、成人高校及本科院校舉辦的二級(jí)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電類(lèi)專(zhuān)業(yè)教材，也可供應(yīng)用型高校和企業(yè)技術(shù)人員選用與參考。

書(shū)籍目錄

　　第1章　緒論1.1 數(shù)控機(jī)床的基本組成與工作原理1.1.1 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生1.1.2 機(jī)床計(jì)算機(jī)數(shù)控的概念1.1.3 數(shù)控機(jī)床的基本結(jié)構(gòu)及工作原理1.2 數(shù)控機(jī)床的分類(lèi)1.2.1 按加工工藝分類(lèi)1.2.2 按控制運(yùn)動(dòng)方式分類(lèi)1.2.3 按驅(qū)動(dòng)裝置的特點(diǎn)分類(lèi)1.3 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍1.3.1 數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)1.3.2 數(shù)控機(jī)床的使用特點(diǎn)與應(yīng)用范圍復(fù)習(xí)題第2章　數(shù)控加工工藝與編程2.1 數(shù)控加工編程基礎(chǔ)2.1.1 數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)軸和運(yùn)動(dòng)方向2.1.2 程序代碼與程序段格式2.2 數(shù)控車(chē)床的加工編程2.2.1 數(shù)控車(chē)床的編程基礎(chǔ)2.2.2 加工工藝與刀具選擇2.2.3 對(duì)刀與刀具補(bǔ)償功能2.2.4 基本加工編程指令2.2.5 固定循環(huán)加工功能2.2.6 螺紋加工功能2.2.7 數(shù)控車(chē)床的加工編程實(shí)例2.3 數(shù)控銑床及加工中心的加工編程2.3.1 數(shù)控銑床及加工中心的編程基礎(chǔ)2.3.2 加工工藝與刀具選擇2.3.3 對(duì)刀與刀具補(bǔ)償功能2.3.4 基本加工編程指令2.3.5 固定循環(huán)加工功能2.3.6 數(shù)控銑床及加工中心的加工編程實(shí)例2.4 用戶宏程序的加工編程2.4.1 用戶宏程序的概念2.4.2 用戶宏程序的編程基礎(chǔ)2.4.3 用戶宏程序的功能2.4.4 加工編程應(yīng)用實(shí)例復(fù)習(xí)題第3章　數(shù)控裝置的原理與應(yīng)用3.1 CNC系統(tǒng)的概念與組成3.1.1 CNC系統(tǒng)的基本概念3.1.2 CNC系統(tǒng)的基本硬件結(jié)構(gòu)3.2 CNC系統(tǒng)控制軟件3.2.1 CNC系統(tǒng)控制軟件的功能3.2.2 CNC系統(tǒng)控制軟件的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)3.3 運(yùn)動(dòng)軌跡的插補(bǔ)原理3.3.1 運(yùn)動(dòng)軌跡插補(bǔ)的概念3.3.2 運(yùn)動(dòng)軌跡插補(bǔ)的方法3.3.3 逐點(diǎn)比較法3.3.4 DDA法——數(shù)字積分法3.3.5 數(shù)據(jù)采樣法3.4 刀具補(bǔ)償原理3.4.1 數(shù)控銑床與加工中心的刀具長(zhǎng)度與半徑補(bǔ)償3.4.2 數(shù)控車(chē)床的刀具長(zhǎng)度與半徑補(bǔ)償3.5 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的誤差補(bǔ)償3.5.1 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)誤差的來(lái)源3.5.2 螺距誤差補(bǔ)償3.5.3 反向間隙誤差補(bǔ)償3.5.4 其他誤差的補(bǔ)償3.6 開(kāi)關(guān)量控制(輔助功能)的實(shí)現(xiàn)與PLC3.6.1 固定邏輯開(kāi)關(guān)量控制3.6.2 數(shù)控系統(tǒng)PLC的開(kāi)關(guān)量控制3.6.3 輔助功能M、s、T的實(shí)現(xiàn)3.7 數(shù)控系統(tǒng)的接口電路3.7.1 開(kāi)關(guān)量輸入輸出接口3.7.2 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)控制接口3.7.3 主軸模擬量控制接口3.7.4 主軸編碼器與手搖脈沖發(fā)生器接口3.8 常用數(shù)控系統(tǒng)的功能介紹3.8.1 數(shù)控加工控制功能3.8.2 基本操作功能復(fù)習(xí)題第4章　進(jìn)給驅(qū)動(dòng)與控制4.1 進(jìn)給驅(qū)動(dòng)的概念與分類(lèi)4.2 步進(jìn)驅(qū)動(dòng)及開(kāi)環(huán)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)控制4.2.1 步進(jìn)電機(jī)的工作原理與特點(diǎn)4.2.2 一般步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器4.2.3 三相細(xì)分步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器4.2.4 環(huán)分原理與升降速控制4.2.5 步進(jìn)驅(qū)動(dòng)主要特性及與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的配合4.3 常用的檢測(cè)元件4.3.1 位置檢測(cè)元件的分類(lèi)及要求4.3.2 光電編碼器4.3.3 光柵尺4.3.4 直線感應(yīng)同步器4.3.5 電感式與磁性接近開(kāi)關(guān)4.4 直流、交流伺服驅(qū)動(dòng)與應(yīng)用4.4.1 永磁直流伺服電機(jī)與驅(qū)動(dòng)4.4.2 永磁同步交流伺服電機(jī)與驅(qū)動(dòng)4.4.3 交流伺服驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用4.4.4 交流伺服驅(qū)動(dòng)的選用及與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的配合4.5 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)閉環(huán)位置控制4.5.1 閉環(huán)位置控制的概念4.5.2 閉環(huán)位置控制的實(shí)現(xiàn)4.5.3 位置控制回路的數(shù)學(xué)模型4.5.4 插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)控制的輪廓誤差4.6 進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)位置控制特性的影響4.6.1 對(duì)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本要求4.6.2 傳動(dòng)剛度與阻尼對(duì)位置控制特性的影響4.6.3 傳動(dòng)間隙與慣量對(duì)位置控制特性的影響復(fù)習(xí)題第5章　主軸驅(qū)動(dòng)與控制5.1 概述5.2 主軸驅(qū)動(dòng)的工作原理5.2.1 主軸驅(qū)動(dòng)裝置的特點(diǎn)5.2.2 交流主軸電動(dòng)機(jī)5.2.3 交流主軸驅(qū)動(dòng)裝置5.2.4 交流主軸驅(qū)動(dòng)工作特性曲線5.3 主軸調(diào)速及控制5.3.1 主軸無(wú)級(jí)調(diào)速控制與實(shí)現(xiàn)5.3.2 主軸分段無(wú)級(jí)調(diào)速控制與實(shí)現(xiàn)5.3.3 自動(dòng)變擋的實(shí)現(xiàn)5.4 主軸準(zhǔn)?？刂?.4.1 概述5.4.2 機(jī)械準(zhǔn)停控制5.4.3 電氣準(zhǔn)?？刂茝?fù)習(xí)題第6章　數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)6.1 數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)要求6.1.1 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的主要組成6.1.2 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和要求6.2 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)及主軸部件6.2.1 數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求6.2.2 主軸的傳動(dòng)方式6.2.3 主軸組件6.2.4 主軸的進(jìn)給功能和主軸準(zhǔn)停功能6.2.5 主軸組件的潤(rùn)滑、密封與動(dòng)平衡6.3 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)6.3.1 進(jìn)給系統(tǒng)概述6.3.2 傳動(dòng)齒輪的消隙6.3.3 聯(lián)軸器6.3.4 絲杠螺母副6.3.5 導(dǎo)軌6.3.6 工作臺(tái)6.4 自動(dòng)換刀裝置6.4.1 自動(dòng)換刀裝置的分類(lèi)6.4.2 刀庫(kù)6.4.3 機(jī)械手6.4.4 加工中心主軸上刀具的夾緊機(jī)構(gòu)6.5 其他輔助裝置6.5.1 數(shù)控機(jī)床的液壓和氣動(dòng)系統(tǒng)6.5.2 排屑裝置6.6 數(shù)控機(jī)床實(shí)例6.6.1 數(shù)控車(chē)床6.6.2 加工中心6.6.3 數(shù)控磨床6.6.4 數(shù)控齒輪加工機(jī)床6.6.5 數(shù)控電加工機(jī)床復(fù)習(xí)題第7章　數(shù)控機(jī)床的選用、驗(yàn)收與維修7.1 數(shù)控機(jī)床的選用7.1.1 數(shù)控機(jī)床選用的原則7.1.2 數(shù)控機(jī)床選用的基本要點(diǎn)7.2 數(shù)控機(jī)床的調(diào)試和驗(yàn)收7.2.1 數(shù)控機(jī)床的安裝調(diào)試7.2.2 數(shù)控機(jī)床的驗(yàn)收7.3 數(shù)控機(jī)床的維護(hù)7.3.1 預(yù)防性維護(hù)7.3.2 設(shè)備的日常維護(hù)7.4 數(shù)控系統(tǒng)的可靠性和故障診斷簡(jiǎn)介7.4.1 數(shù)控系統(tǒng)可靠性的基本概念7.4.2 故障診斷簡(jiǎn)介復(fù)習(xí)題第8章　數(shù)控技術(shù)的發(fā)展與機(jī)械加工自動(dòng)化8.1 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展8.1.1 概述8.1.2 幾種主要CNc系統(tǒng)介紹8.1.3 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展8.2 機(jī)械加工自動(dòng)化8.2.1 機(jī)械加工發(fā)展的新趨勢(shì)8.2.2 柔性制造系統(tǒng)(FMS)8.2.3 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(cIMs)復(fù)習(xí)題參考文獻(xiàn)

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