數(shù)控原理與數(shù)控機床

前言

本書是高等職業(yè)技術教育“數(shù)控技術”專業(yè)的適用教材，是根據(jù)國防工業(yè)出版社召開的高等職業(yè)技術教育“數(shù)控技術”專業(yè)教學研討會和教材編寫研討會的精神編寫的。除供高等職業(yè)技術院校、業(yè)余職工大學等相關專業(yè)選用外，也可供從事數(shù)控加工工作的工程技術人員參考，或作為工廠數(shù)控機床操作工人的自學教材。本書根據(jù)數(shù)控技術的迅速發(fā)展對人才素質的需要而確立課程的教學內容，體現(xiàn)了以創(chuàng)新意識和實踐能力為重點的教育教學指導思想。在書中滲透當代科學思維，反映了數(shù)控技術發(fā)展對數(shù)控技術應用型人才素質的要求。本書在調查研究的基礎上，總結近幾年來高等職業(yè)技術教育課程改革的經驗，適應經濟發(fā)展、科技進步和生產實際對教學內容提出的新要求，注意反映生產實際中的新知識、新技術、新工藝和新方法；突出了高等職業(yè)教育特色，緊密聯(lián)系生產實際，注重基本理論、基本知識和基本技能的敘述；編寫了形式多樣的例題、思考題與習題，方便教學，具有廣泛的實用性。全書共7章，分別介紹了數(shù)控機床概述、數(shù)控機床的插補原理、計算機數(shù)控（CNC）系統(tǒng)、位置檢測裝置、數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)、數(shù)控機床的典型機械結構、常用數(shù)控機床等內容。本書第1章由陜西國防工業(yè)職業(yè)技術學院潘冬編寫，第2章由張家界航空工業(yè)職業(yè)技術學院劉堅和歐陽海菲編寫，第3章由張家界航空工業(yè)職業(yè)技術學院夏羅生編寫，第4章由陜西工業(yè)職業(yè)技術學院王萍編寫，第5章由陜西工業(yè)職業(yè)技術學院劉清編寫，第6章由張家界航空工業(yè)職業(yè)技術學院劉堅編寫，第7章由中國航空工業(yè)集團公司株洲南方航空工業(yè)公司研究員級高級工程師程璋和張家界航空工業(yè)職業(yè)技術學院劉堅編寫。本書由劉堅、夏羅生任主編，劉清任副主編，劉堅統(tǒng)稿。本書由張家界航空工業(yè)職業(yè)技術學院劉讓賢副教授主審。此外，湖南工業(yè)大學熊顯文教授、張家界航空工業(yè)職業(yè)技術學院胡細東副教授、湖南工業(yè)職業(yè)技術學院王雪紅副教授等對書稿提出了許多寶貴的意見，在此謹向他們表示衷心的感謝。由于編者水平有限，經驗不足，書中的缺點和錯誤在所難免，懇請讀者批評指正。

內容概要

　　《數(shù)控原理與數(shù)控機床》反映了近幾年來高等職業(yè)教育課程改革的經驗；符合經濟發(fā)展、科技進步和生產實際對教學內容提出的新要求；注意反映生產實際中的新知識、新技術、新工藝和新方法；突出了職業(yè)教育特色，緊密聯(lián)系生產實際，具有廣泛的實用性。全書共7章，主要介紹了數(shù)控機床概述、數(shù)控機床的插補原理、計算機數(shù)控（CNC）系統(tǒng)、位置檢測裝置、數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)、數(shù)控機床的典型機械結構、常用數(shù)控機床等內容，各章后均附有思考題與習題。書中采用了新國標規(guī)定的名詞術語，較系統(tǒng)地介紹了數(shù)控機床的工作原理，以及數(shù)控系統(tǒng)的基本知識?！稊?shù)控原理與數(shù)控機床》可作為高等職業(yè)院校相關專業(yè)和應用型本科相關專業(yè)教材，也可供從事數(shù)控加工工作的工程技術人員參考，或作為工廠數(shù)控機床操作工人的自學教材。

書籍目錄

第1章 數(shù)控機床概述1.1 機床數(shù)控技術的發(fā)展1.1.1 數(shù)控技術的發(fā)展歷史1.1.2 數(shù)控機床加工的特點1.1.3 數(shù)控機床的工作原理1.1.4 國內外數(shù)控技術發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢1.2 數(shù)控機床的組成、分類及主要性能指標1.2.1 數(shù)控機床的組成1.2.2 數(shù)控機床的分類1.2.3 數(shù)控機床的主要性能指標1.3 數(shù)控機床坐標系和運動方向的規(guī)定1.3.1 標準的坐標系和運動方向1.3.2 絕對坐標系與增量(相對)坐標系1.3.3 坐標系的原點思考題與習題第2章 數(shù)控機床的插補原理2.1 概述2.1.1 插補的基本概念2.1.2 對插補器的基本要求和插補方法的分類2.2 基準脈沖插補2.2.1 逐點比較法2.2.2 數(shù)字積分法2.3 數(shù)據(jù)采樣插補2.3.1 概述2.3.2 數(shù)據(jù)采樣插補法的基本原理2.3.3 數(shù)據(jù)采樣法直線插補2.3.4 數(shù)據(jù)采樣法圓弧插補2.4 3 坐標聯(lián)動直線和螺旋線插補原理2.4.1 3坐標聯(lián)動直線插補原理2.4.2 螺旋線插補原理思考題與習題第3章 計算機數(shù)控系統(tǒng)3.1 計算機數(shù)控系統(tǒng)概述3.1.1 計算機數(shù)控系統(tǒng)的組成和作用3.1.2 CNC裝置的工作過程3.1.3 CNC裝置的功能3.2 計算機數(shù)控系統(tǒng)的硬件3.2.1 計算機數(shù)控系統(tǒng)硬件概述3.2.2 數(shù)控裝置硬件結構類型3.3 計算機數(shù)控系統(tǒng)的軟件3.3.1 計算機數(shù)控系統(tǒng)的軟件界面3.3.2 CNC系統(tǒng)軟件的結構與特點 3.4 數(shù)控加工信息的輸入及數(shù)據(jù)處理3.4.1 數(shù)控加工信息的輸入3.4.2 數(shù)控加工信息的譯碼與診斷3.4.3 其他預處理3.5 刀具補償3.5.1 刀具位置補償3.5.2 刀具長度補償3.5.3 刀具半徑補償3.6 誤差補償3.6.1 誤差補償概述3.6.2 齒隙補償3.6.3 螺距補償3.7 計算機數(shù)控系統(tǒng)的輸入／輸出與通信功能3.7.1 計算機數(shù)控系統(tǒng)的輸入／輸出接口電路3.7.2 數(shù)控系統(tǒng)常用串行通信接口標準3.7.3 DNC通信接口技術3.7.4 數(shù)控系統(tǒng)網(wǎng)絡通信接口3.8 數(shù)控系統(tǒng)中的可編程序控制器3.8.1 PLC的組成與特點 3.8.2 PLC的工作過程 3.8.3 PLC在數(shù)控系統(tǒng)中的應用 3.8.4 典型PLC的指令系統(tǒng)簡介3.8.5 數(shù)控機床中PLC應用實例3.9 典型數(shù)控系統(tǒng)簡介3.9.1 日本FANUC系列數(shù)控系統(tǒng)3.9.2 SIEMENS公司的SINUMERIK系列數(shù)控系統(tǒng)3.9.3 華中數(shù)控系統(tǒng)思考題與習題第4章 位置檢測裝置4.1 概述4.1.1 對檢測裝置的要求4.1.2 檢測裝置的分類4.2 旋轉變壓器4.2.1 旋轉變壓器的結構4.2.2 旋轉變壓器的工作原理4.2.3 旋轉變壓器的應用4.3 感應同步器4.3.1 感應同步器的結構和工作原理4.3.2 感應同步器的工作方式4.3.3 感應同步器的應用4.4 脈沖編碼器4.4.1 光電脈沖編碼器的結構與工作原理4.4.2 光電式脈沖編碼器的分類4.5 光柵4.5.1 光柵的結構4.5.2 光柵的工作原理4.5.3 光柵位移一數(shù)字變換電路4.6 磁柵4.6.1 磁柵的組成4.6.2 磁尺的工作原理4.7 激光在數(shù)控機床位置檢測上的應用4.7.1 多普勒效應4.7.2 激光干涉法測距4.7.3 雙頻激光干涉儀基本原理思考題與習題第5章 數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)5.1 概述5.1.1 伺服系統(tǒng)的概念5.1.2 伺服系統(tǒng)的組成和工作原理5.1.3 對伺服系統(tǒng)的基本要求5.1.4 伺服系統(tǒng)的分類5.2 速度控制5.2.1 進給運動的速度控制5.2.2 主軸驅動的速度控制5.3 位置控制5.3.1 開環(huán)控制系統(tǒng)5.3.2 相位比較伺服系統(tǒng)5.3.3 幅值比較伺服系統(tǒng)5.3.4 數(shù)字、脈沖比較伺服系統(tǒng)5.3.5 全數(shù)字控制伺服系統(tǒng)的概述思考題與習題第6章 數(shù)控機床的典型機械結構6.1 數(shù)控機床機械結構的組成和特點6.1.1 數(shù)控機床機械結構的組成6.1.2 數(shù)控機床機械結構的特點6.2 數(shù)控機床的主傳動系統(tǒng)及主軸組件6.2.1 主軸傳動方式6.2.2 主軸軸承的類型6.2.3 主軸軸承的配置形式6.2.4 主軸組件6.2.5 主軸準停裝置6.2.6 電主軸單元6.3 進給傳動系統(tǒng)及主要部件結構6.3.1 數(shù)控機床對進給傳動系統(tǒng)的要求6.3.2 滾珠絲杠螺母結構6.3.3 齒輪傳動間隙消除裝置結構6.4 機床導軌6.4.1 對導軌的基本要求6.4.2 滑動導軌6.4.3 滾動導軌6.4.4 靜壓導軌6.5 常用輔助裝置6.5.1 排屑裝置6.5.2 回轉工作臺6.5.3 對刀儀思考題與習題第7章 常用數(shù)控機床參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：第2章數(shù)控機床的插補原理2.1概述在數(shù)控加工中，被加工零件的輪廓形狀千變萬化、形狀各異。數(shù)控系統(tǒng)的主要任務，是根據(jù)零件數(shù)控加工程序中的有關幾何形狀、輪廓尺寸的數(shù)據(jù)及其加工指令，計算出數(shù)控機床各運動坐標軸的進給方向及位移量，分別驅動各坐標軸產生相互協(xié)調的運動，從而使得伺服電機驅動機床工作臺或刀架相對主軸（即刀具相對工件）的運動軌跡以一定的精度要求逼近所加工零件的理想外形輪廓尺寸。2.1.1插補的基本概念數(shù)控系統(tǒng)的主要作用是控制刀具相對于工件的運動軌跡。一般根據(jù)運動軌跡的起點坐標、終點坐標和軌跡的曲線方程，由數(shù)控系統(tǒng)實時地算出各個中間點的坐標，即“插入、補上”運動軌跡各個中間點的坐標，通常把這個過程稱為“插補”。機床伺服系統(tǒng)根據(jù)這些坐標值控制各坐標軸協(xié)調運動，走出規(guī)定的軌跡。插補工作可以由軟件或硬件來實現(xiàn)。早期的硬件數(shù)控系統(tǒng)（NC系統(tǒng)）都采用的數(shù)字邏輯電路來完成插補工作，在NC中有一個專門完成插補運算的裝置，稱為插補器?，F(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)（CNC或MNC系統(tǒng)），插補工作一般用軟件來完成，或軟硬件結合實現(xiàn)插補。而無論是軟件數(shù)控還是硬件數(shù)控，其插補運算的原理基本相同。它的作用都是根據(jù)給定的信息進行數(shù)字計算，在計算過程中不斷向各個坐標軸發(fā)出相互協(xié)調的進給脈沖，使刀具相對于工件按指定的路線移動。

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《數(shù)控原理與數(shù)控機床》由國防工業(yè)出版社出版。

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