數(shù)控原理與編程

前言

　　數(shù)控技術(shù)是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ)，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用是提高制造業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率必不可少的重要手段。隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和“世界制造中心”的逐步形成，我國制造企業(yè)對高素質(zhì)的數(shù)控技能型人才的需求越來越大。為適應(yīng)我國高等職業(yè)技術(shù)教育發(fā)展及數(shù)控技能型人才、操作技能型人才培養(yǎng)的需要，根據(jù)教育部培養(yǎng)“數(shù)控技能型緊缺人才培訓(xùn)工程”的要求，我們結(jié)合多年的教學(xué)和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，編寫了本教材?！　”窘滩尼槍?shù)控技術(shù)專業(yè)必備的專業(yè)知識，將數(shù)控技術(shù)原理與編程的內(nèi)容結(jié)合起來。數(shù)控原理部分根據(jù)高等職業(yè)教育特點(diǎn)，按照理論適度、注重實(shí)踐的原則，減少繁雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，對深奧的理論不做闡述，重點(diǎn)闡述基本原理及應(yīng)用；數(shù)控編程部分以企業(yè)應(yīng)用最多的FANUC和sIEMENs公司的數(shù)控系統(tǒng)為例介紹數(shù)控車床的編程和數(shù)控銑床（加工中心）的編程，內(nèi)容由淺入深、循序漸進(jìn)，突出系統(tǒng)性和實(shí)用性。在內(nèi)容編排過程中注重理論聯(lián)系實(shí)際，注意多用典型實(shí)例分析，以點(diǎn)帶面，以便學(xué)生牢固掌握基本內(nèi)容，能舉一反三；每章均有一定數(shù)量的習(xí)題，以培養(yǎng)學(xué)生的思考能力，掌握要點(diǎn)?！　　陡叩嚷殬I(yè)教育教學(xué)改革系列規(guī)劃教材·機(jī)械類·數(shù)控原理與編程》由崔向群任主編，吳勝強(qiáng)、徐新平任副主編，解海濱主審。參加具體章節(jié)的編寫人員有：第1章：馬雪芳；第2章：陳海燕；第3章：吳勝強(qiáng)；第4章：張榮英；第5章：崔向群、蒲筠果；第6章：吳勝強(qiáng)、徐新平。全書由崔向群、吳勝強(qiáng)統(tǒng)稿。在《高等職業(yè)教育教學(xué)改革系列規(guī)劃教材·機(jī)械類·數(shù)控原理與編程》編寫的過程中，丁廣文、王志剛、許麗華、王艷宜等老師也給《高等職業(yè)教育教學(xué)改革系列規(guī)劃教材·機(jī)械類·數(shù)控原理與編程》提了很多建議，在此表示衷心的感謝。　　在收集資料和編寫過程中，河北省模具工業(yè)協(xié)會、長城汽車股份有限公司、中國電子科技集團(tuán)第54研究所、沛鑫史賓納數(shù)控機(jī)床（南京）有限公司和邢臺職業(yè)技術(shù)學(xué)院先進(jìn)制造技術(shù)中心等單位給予了大力的支持和幫助，在此謹(jǐn)致謝意?！　∮捎跁r間倉促和編者水平所限，不當(dāng)和疏漏之處，敬請各位專家和廣大讀者批評指正。

內(nèi)容概要

本書全面、系統(tǒng)地介紹了數(shù)控原理與編程的相關(guān)知識。全書共分6章，第1章介紹了數(shù)控機(jī)床的工作原理、組成、分類及特點(diǎn)；第2章介紹數(shù)控系統(tǒng)基本組成及工作原理；第3章介紹了伺服系統(tǒng)的分類及應(yīng)用、位置檢測裝置的種類；第4章介紹了數(shù)控加工編程的基礎(chǔ)知識；第5章介紹了FANUC 0i數(shù)控車床的編程及綜合加工實(shí)例；第6章介紹了SINUMERIK 802D加工中心的編程及綜合加工實(shí)例。    本教材注重理論知識的實(shí)際應(yīng)用和學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，從學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律出發(fā)，來培養(yǎng)適應(yīng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)快速發(fā)展的生產(chǎn)一線技術(shù)應(yīng)用型人才。在內(nèi)容選擇上，突出系統(tǒng)性、實(shí)用性和先進(jìn)性；在編寫方式上，注重由淺入深、循序漸進(jìn)和通俗易懂，并力求全面、系統(tǒng)和重點(diǎn)突出。    本書可作為高職院校數(shù)控技術(shù)、模具、機(jī)電專業(yè)的專業(yè)教材，也可供數(shù)控技術(shù)應(yīng)用行業(yè)的工程技術(shù)人員使用，還可作為相關(guān)行業(yè)崗位培訓(xùn)教材之用。

書籍目錄

第1章  緒論  1.1  數(shù)控機(jī)床的基本概念    1.1.1  數(shù)控機(jī)床的發(fā)展    1.1.2  與數(shù)控相關(guān)的術(shù)語    1.1.3  數(shù)控機(jī)床的工作原理    1.1.4  數(shù)控機(jī)床的組成  1.2  數(shù)控機(jī)床的分類與特點(diǎn)    1.2.1  數(shù)控機(jī)床的分類    1.2.2  數(shù)控機(jī)床加工的特點(diǎn)    1.2.3  數(shù)控機(jī)床加工的應(yīng)用范圍  習(xí)題第2章  數(shù)控系統(tǒng)  2.1  數(shù)控系統(tǒng)的基本原理與結(jié)構(gòu)    2.1.1  數(shù)控系統(tǒng)的主要功能    2.1.2  CNC裝置的硬件體系結(jié)構(gòu)    2.1.3  CNC系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)  2.2  數(shù)控裝置的插補(bǔ)原理    2.2.1  概述    2.2.2  逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)  2.3  刀具半徑補(bǔ)償原理    2.3.1  刀具半徑補(bǔ)償?shù)幕靖拍?   2.3.2  刀具半徑補(bǔ)償?shù)墓ぷ髟?   2.3.3  加工過程中的過切判別原理  2.4  數(shù)控系統(tǒng)中的可編程控制器    2.4.1  概述    2.4.2  可編程控制器的結(jié)構(gòu)和工作過程    2.4.3  數(shù)控機(jī)床用可編程控制器的類型及特點(diǎn)    2.4.4  數(shù)控機(jī)床的PLC功能及其與外部的信息交換  習(xí)題第3章  伺服系統(tǒng)與位置檢測裝置  3.1  概述    3.1.1  對機(jī)床伺服系統(tǒng)的基本要求    3.1.2  伺服系統(tǒng)的分類  3.2  伺服電動機(jī)    3.2.1  步進(jìn)電動機(jī)    3.2.2  直流伺服電動機(jī)    3.2.3  交流伺服電動機(jī)    3.2.4  直線電動機(jī)  3.3  位置檢測裝置    3.3.1  數(shù)控機(jī)床對位置檢測裝置的要求    3.3.2  位置檢測裝置分類    3.3.3  脈沖編碼器    3.3.4  光柵位置檢測裝置  習(xí)題第4章  數(shù)控加工編程基礎(chǔ)  4.1  數(shù)控編程的概念    4.1.1  數(shù)控加工程序的概念    4.1.2  數(shù)控編程的概念    4.1.3  數(shù)控編程方法  4.2  數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系與相關(guān)點(diǎn)    4.2.1  數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系的建立    4.2.2  數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系與相關(guān)點(diǎn)  4.3  常用的指令代碼    4.3.1  準(zhǔn)備功能代碼(G代碼)    4.3.2  輔助功能代碼(M代碼)    4.3.3  進(jìn)給速度功能指令(F代碼)    4.3.4  主軸速度功能指令(S代碼)    4.3.5  刀具功能指令(T代碼)  4.4  數(shù)控加工程序的格式與組成    4.4.1  零件加工程序的結(jié)構(gòu)    4.4.2  程序段格式    4.4.3  小數(shù)點(diǎn)輸入    4.4.4  程序的分類  4.5  數(shù)控編程中的數(shù)值處理    4.5.1  基點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)的計(jì)算    4.5.2  輔助計(jì)算    4.5.3  數(shù)控編程中數(shù)值處理的步驟  習(xí)題第5章  FANUC 0i數(shù)控車床的編程  5.1  數(shù)控車床的編程基礎(chǔ)    5.1.1  絕對值編程和增量值編程    5.1.2  直徑編程和半徑編程  5.2  數(shù)控車床的常用指令    5.2.1  工件坐標(biāo)系設(shè)定    5.2.2  單位設(shè)定指令    5.2.3  基本加工指令  5.3  數(shù)控車床的刀具補(bǔ)償    5.3.1  刀具幾何(位置)補(bǔ)償和磨損補(bǔ)償    5.3.2  刀尖圓弧半徑補(bǔ)償    5.3.3  車刀X軸和Z軸補(bǔ)償值的確定  5.4  固定循環(huán)指令    5.4.1  單一固定循環(huán)    5.4.2  復(fù)合固定循環(huán)  5.5  子程序0  5.6  宏程序簡介    5.6.1  變量    5.6.2  算術(shù)和邏輯運(yùn)算    5.6.3  賦值與變量    5.6.4  轉(zhuǎn)移和循環(huán)  5.7  綜合加工實(shí)例    5.7.1  傳動軸的加工    5.7.2  階梯軸的加工    5.7.3  階梯軸套的加工  習(xí)題第6章  SINUMERIK 802D加工中心的編程  6.1  加工中心的編程基礎(chǔ)    6.1.1  程序名稱    6.1.2  絕對尺寸和增量尺寸編程    6.1.3  平面選擇    6.1.4  公制尺寸英制尺寸    6.1.5  進(jìn)給速度單位設(shè)定  6.2  加工中心的常用指令    6.2.1  G54～G59——工件坐標(biāo)系設(shè)定(可設(shè)定的零點(diǎn)偏置)    6.2.2  G111，G112——極坐標(biāo)系設(shè)定    6.2.3  基本加工指令    6.2.4  輪廓定義編程輔助指令  6.3  加工中心的刀具補(bǔ)償    6.3.1  刀具半徑補(bǔ)償    6.3.2  刀具長度補(bǔ)償    6.3.3  刀具補(bǔ)償號D  6.4  子程序  6.5  圖形變換指令    6.5.1  TRANS，ATRANS——可編程的零點(diǎn)偏置    6.5.2  ROT，AROT——可編程旋轉(zhuǎn)    6.5.3  SCALE，ASCALE——可編程的比例縮放    6.5.4  MIRROR，AMIRROR——可編程的鏡像  6.6  固定循環(huán)指令    6.6.1  概述    6.6.2  鉆孔循環(huán)(鉆孔模式)    6.6.3  模態(tài)調(diào)用固定循環(huán)子程序    6.6.4  鉆孔樣式循環(huán)    6.6.5  銑削循環(huán)  6.7  參數(shù)編程    6.7.1  計(jì)算參數(shù)R    6.7.2  程序跳轉(zhuǎn)    6.7.3  R參數(shù)編程舉例7  6.8  編程實(shí)例    6.8.1  自動扶梯的鏈輪加工    6.8.2  平面凸輪零件的加工    6.8.3  板型零件的加工    6.8.4  復(fù)雜零件的加工  習(xí)題附錄A  FANUC數(shù)控系統(tǒng)常用的G代碼附錄B  SINUMERIK 802D數(shù)控系統(tǒng)常用準(zhǔn)備功能參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　步進(jìn)電動機(jī)是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)換為機(jī)械角位移的機(jī)電執(zhí)行元件。它同普通電動機(jī)一樣，有轉(zhuǎn)子、定子和定子繞組。步進(jìn)電動機(jī)的轉(zhuǎn)子上無繞組，均勻分布若干個齒，定子上有勵磁繞組。當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出一個指令脈沖信號，步進(jìn)電動機(jī)的轉(zhuǎn)子就旋轉(zhuǎn)一個固定的角度，稱為步距角。而機(jī)床工作臺將相應(yīng)移動一定的距離，稱為脈沖當(dāng)量。步進(jìn)電動機(jī)的角位移量和輸入脈沖的個數(shù)嚴(yán)格成正比，在時間上與輸入脈沖同步，因而只要控制輸入脈沖的數(shù)量、頻率和電動機(jī)繞組的相序，即可獲得所需轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)速及旋轉(zhuǎn)方向?！　〔竭M(jìn)電動機(jī)的調(diào)速范圍寬，響應(yīng)快，位置精度高，控制系統(tǒng)簡單，已獲得了廣泛的應(yīng)用?！　?。步進(jìn)電動機(jī)的工作原理　　圖3。4 所示為反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)的工作原理示意圖。其定子、轉(zhuǎn)子是用硅鋼片等軟磁材料制成的，定子上有A、B、C三對磁極，分別繞有A、B、C三相繞組。三對磁極在空間上相互錯開120。。轉(zhuǎn)子無繞組，它是由帶齒的鐵芯做成的。步進(jìn)電機(jī)是按電磁吸引的原理進(jìn)行工作的。當(dāng)定子繞組按順序輪流通電時，A、B、c三對磁極就依次產(chǎn)生磁場，并每次對轉(zhuǎn)子的某一對齒產(chǎn)生電磁引力，將其吸引過來，而使轉(zhuǎn)子一步步轉(zhuǎn)動。

編輯推薦

　　任務(wù)驅(qū)動，行動導(dǎo)向，工學(xué)結(jié)合，學(xué)生主體，過程考核。國家示范性高職院校建設(shè)項(xiàng)目成果。

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