計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)

前言

制造技術(shù)和裝備是人類生產(chǎn)活動(dòng)的最基本的生產(chǎn)資料，而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備的核心技術(shù)。機(jī)械制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)，其實(shí)質(zhì)是數(shù)控技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)。數(shù)控技術(shù)水平的高低、數(shù)控設(shè)備擁有量的多少，以及數(shù)控技術(shù)的普及程度，已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家綜合國力和工業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。  數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過程進(jìn)行控制的技術(shù)，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品，即所謂的數(shù)字化裝備，其技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域，包括：機(jī)械制造技術(shù)、信息處理及加工、傳輸技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、傳感器技術(shù)和軟件技術(shù)等。  隨著數(shù)控機(jī)床的大量使用，急需培養(yǎng)大批能熟練掌握現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的人才。為適應(yīng)這種形勢(shì)的要求，既要培養(yǎng)高水平的綜合型、創(chuàng)新型的設(shè)計(jì)人才，也要培養(yǎng)高素質(zhì)、高技能的實(shí)用型數(shù)控人才。本書以實(shí)用技術(shù)為主，介紹了數(shù)控技術(shù)及其涉及的幾個(gè)重要方面內(nèi)容。?本書具有以下幾方面特點(diǎn)。  1．內(nèi)容系統(tǒng)、全面，適合各學(xué)校通用教學(xué)。  2．內(nèi)容以實(shí)用、適度為原則，避免枯燥地講解純理論。  3．在結(jié)構(gòu)編排及內(nèi)容表達(dá)方式上，注重由淺入深、循序漸進(jìn)，力求做到圖文并茂、通俗易懂。  4．為了把前面所學(xué)知識(shí)得到充分地應(yīng)用，結(jié)合編者們改造數(shù)控機(jī)床的經(jīng)驗(yàn)，本書設(shè)專章全面介紹和分析了典型機(jī)床各部分的控制系統(tǒng)，還包括詳細(xì)的調(diào)試過程。  5．每章的后面均附有思考題，可以鞏固所學(xué)知識(shí)。  6．附錄給出了詳細(xì)的電路圖，方便教學(xué)使用。  本書由四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院彭美武主編，楊順田主審；茍建峰編寫了第1、3章，喻廷紅編寫了第2章，馮華勇編寫了第4章的4.1～4.3節(jié)和第6章及附錄，彭美武編寫了第4章的4.4、4.5節(jié)和第5章。  由于時(shí)間倉促和編者水平有限，書中的疏漏在所難免，懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。  編者  2011年1月

內(nèi)容概要

　　《計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)》以數(shù)控機(jī)床為主線，比較全面、系統(tǒng)地介紹了數(shù)控技術(shù)的主要內(nèi)容，包括緒論、數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)床伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)床位置檢測(cè)裝置、數(shù)控技術(shù)綜合應(yīng)用實(shí)踐等內(nèi)容?！　⊥瑫r(shí)，為了讓讀者所學(xué)的知識(shí)能夠真正得到綜合應(yīng)用，還專門介紹了數(shù)控技術(shù)綜合應(yīng)用實(shí)踐，特別是對(duì)數(shù)控機(jī)床各部分電路分析、參數(shù)的調(diào)試過程等進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，讀者學(xué)習(xí)后，將對(duì)數(shù)控技術(shù)會(huì)有更深刻的認(rèn)識(shí)，掌握的知識(shí)也會(huì)更加鞏固?！　”緯勺鳛楦叩嚷殬I(yè)技術(shù)院校、中專、電大等數(shù)控專業(yè)的教材和參考書，也可作為企業(yè)數(shù)控加工職業(yè)技能的培訓(xùn)教程，同時(shí)可供數(shù)控加工技術(shù)人員閱讀。

書籍目錄

第1章 緒論 1.1 基本概念 1.1.1 數(shù)控技術(shù)的產(chǎn)生 1.1.2 數(shù)控技術(shù)相關(guān)術(shù)語 1.1.3 數(shù)控機(jī)床組成及加工原理 1.2 數(shù)控機(jī)床的分類 1.2.1 按照運(yùn)動(dòng)控制分類 1.2.2 按照伺服系統(tǒng)特點(diǎn)分類 1.2.3 按照數(shù)控系統(tǒng)功能分類 1.2.4 按照加工工藝用途分類 1.3 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及發(fā)展 1.3.1 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn) 1.3.2 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 思考題 第2章 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu) 2.1 概述 2.1.1 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)組成 2.1.2 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn) 2.1.3 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)要求 2.2 數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)及總體布局 2.2.1 數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)及分類 2.2.2 數(shù)控車床的布局形式 2.2.3 數(shù)控銑床及加工中心結(jié)構(gòu)及分類 2.2.4 數(shù)控銑床及加工中心布局形式 2.3 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng) 2.3.1 主傳動(dòng)系統(tǒng)的基本要求 2.3.2 主軸的傳動(dòng)方式 2.3.3 主軸組件 2.3.4 電主軸 2.3.5 數(shù)控車床及車削中心主傳動(dòng)系統(tǒng) 2.3.6 數(shù)控銑床及加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng) 2.4 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng) 2.4.1 進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的基本要求 2.4.2 進(jìn)給的傳動(dòng)方式 2.4.3 聯(lián)軸器及滾珠絲杠螺母副 2.4.4 直線電動(dòng)機(jī) 2.5 數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌 2.5.1 數(shù)控機(jī)床對(duì)導(dǎo)軌的要求 2.5.2 數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌的類型及特點(diǎn) 2.6 數(shù)控機(jī)床回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 2.6.1 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的要求和形式 2.6.2 分度工作臺(tái) 2.6.3 回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 2.7 數(shù)控機(jī)床自動(dòng)換刀裝置 2.7.1 數(shù)控機(jī)床自動(dòng)換刀裝置基本要求 2.7.2 數(shù)控車床換刀裝置 2.7.3 加工中心換刀裝置 思考題 第3章 計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng) 3.1 概述 3.1.1 常見的數(shù)控系統(tǒng)及特點(diǎn) 3.1.2 數(shù)控系統(tǒng)的組成 3.1.3 數(shù)控系統(tǒng)的工作過程 3.2 運(yùn)動(dòng)軌跡插補(bǔ)原理 3.2.1 概述 3.2.2 逐點(diǎn)比較法 3.2.3 數(shù)字積分法 3.2.4 數(shù)據(jù)采樣法 3.3 數(shù)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) 3.3.1 數(shù)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)及接口介紹 3.3.2 FANUC數(shù)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) 3.3.3 SINUMERIK數(shù)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) 3.3.4 華中數(shù)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) 3.4 數(shù)控系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu) 3.4.1 數(shù)控系統(tǒng)軟件組成與功能 3.4.2 數(shù)控系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 3.5 輔助功能與PLC 3.5.1 數(shù)控機(jī)床中的PLC功能 3.5.2 數(shù)控機(jī)床PLC的特點(diǎn) 3.5.3 FANUC數(shù)控系統(tǒng)PLC介紹 3.5.4 西門子數(shù)控系統(tǒng)PLC介紹 思考題 第4章 數(shù)控機(jī)床伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 4.1 概述 4.1.1 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)概念及性能指標(biāo) 4.1.2 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分類 4.2 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng) 4.2.1 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理 4.2.2 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的主要特性 4.2.3 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選用 4.2.4 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng) 4.2.5 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路 4.3 直流伺服電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng) 4.3.1 直流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理 4.3.2 直流伺服電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法 4.4 交流伺服電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng) 4.4.1 交流伺服電動(dòng)機(jī)的分類 4.4.2 永磁同步交流伺服電動(dòng)機(jī)工作原理 4.4.3 FANUC交流伺服電動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng) 4.4.4 SINUMERIK交流伺服驅(qū)動(dòng) 4.4.5 華中HSV-11系列交流伺服驅(qū)動(dòng) 4.5 主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 4.5.1 數(shù)控機(jī)床對(duì)主軸驅(qū)動(dòng)的要求 4.5.2 交流主軸驅(qū)動(dòng) 4.5.3 數(shù)控機(jī)床主軸的其他控制 4.5.4 主軸驅(qū)動(dòng)裝置及連接 思考題 第5章 數(shù)控機(jī)床位置檢測(cè)裝置 5.1 概述 5.1.1 數(shù)控機(jī)床對(duì)檢測(cè)裝置的主要要求 5.1.2 位置檢測(cè)裝置分類 5.2 編碼器 5.2.1 編碼器的分類 5.2.2 光電脈沖編碼器結(jié)構(gòu)及工作原理 5.2.3 絕對(duì)值編碼器 5.2.4 編碼器在數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用 5.2.5 編碼器安裝 5.3 光柵 5.3.1 光柵分類 5.3.2 直線光柵的結(jié)構(gòu) 5.3.3 光柵的工作原理 5.3.4 光柵測(cè)量系統(tǒng) 5.3.5 數(shù)控機(jī)床線性光柵尺選用及安裝 5.4 旋轉(zhuǎn)變壓器 5.4.1 旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu) 5.4.2 旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理 5.4.3 旋轉(zhuǎn)變壓器工作方式 5.5 感應(yīng)同步器 5.5.1 感應(yīng)同步器的結(jié)構(gòu) 5.5.2 感應(yīng)同步器的工作原理 5.5.3 感應(yīng)同步器測(cè)量系統(tǒng) 5.5.4 感應(yīng)同步器特點(diǎn) 5.6 磁尺 5.6.1 磁尺的結(jié)構(gòu) 5.6.2 磁尺的工作原理 思考題 第6章 數(shù)控技術(shù)綜合應(yīng)用實(shí)踐 6.1 XK7124數(shù)控銑床概述 6.1.1 概述 6.1.2 西門子802D數(shù)控系統(tǒng)介紹 6.2 機(jī)床電路設(shè)計(jì) 6.2.1 數(shù)控機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)原則 6.2.2 數(shù)控機(jī)床主電路的設(shè)計(jì) 6.2.3 主軸驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì) 6.2.4 進(jìn)給驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì) 6.2.5 機(jī)床控制電路的設(shè)計(jì) 6.3 802D基本參數(shù)的調(diào)試 6.3.1 調(diào)試前的準(zhǔn)備 6.3.2 通電 6.3.3 數(shù)控系統(tǒng)的初始化 6.3.4 PLC應(yīng)用程序的調(diào)試 6.3.5 802D基本參數(shù)設(shè)定 6.3.6 驅(qū)動(dòng)器參數(shù)優(yōu)化 6.3.7 數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)保護(hù)與數(shù)據(jù)備份 6.4 機(jī)床精度調(diào)整 6.4.1 機(jī)床幾何精度檢驗(yàn) 6.4.2 機(jī)床定位精度檢驗(yàn) 6.4.3 機(jī)床切削精度檢測(cè) 思考題 附錄 XK7124數(shù)控銑床電路圖 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：①紙帶輸入方式可用紙帶光電閱讀機(jī)讀入零件程序，直接控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)，也可以將紙帶內(nèi)容讀入存儲(chǔ)器，用存儲(chǔ)器中儲(chǔ)存的零件程序控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)。②MDI手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入方式操作者可利用操作面板上的鍵盤輸入加工程序的指令，它適用于比較短的程序。③采用DNC直接數(shù)控輸入方式把零件程序保存在上級(jí)計(jì)算機(jī)中，CNC系統(tǒng)一邊加工一邊接收來自計(jì)算機(jī)的后續(xù)程序段。DNC方式多用于采用CAD／CAM軟件設(shè)計(jì)的復(fù)雜工件并直接生成零件程序的情況。輸出裝置的作用是根據(jù)控制器的命令接受運(yùn)算器的輸出脈沖，并把它送到各坐標(biāo)的伺服控制系統(tǒng)，經(jīng)過功率放大，驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)，從而控制機(jī)床按規(guī)定要求運(yùn)動(dòng)完成零件的加工。同時(shí)，輸出裝置還為操作人員提供必要的信息，如各種故障信息和操作提示等。（2）數(shù)控系統(tǒng)計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加工的核心單元，通常由硬件和軟件組成。目前的數(shù)控系統(tǒng)普遍采用通用計(jì)算機(jī)作為主要的硬件部分，而軟件部分主要是指主控制系統(tǒng)軟件，如數(shù)據(jù)運(yùn)算處理控制和時(shí)序邏輯控制等。數(shù)控加工程序通過數(shù)據(jù)運(yùn)算處理后，輸出控制信號(hào)控制各坐標(biāo)軸移動(dòng)，而時(shí)序邏輯控制主要是由可編程控制器（PLC）完成加工中各個(gè)動(dòng)作的協(xié)調(diào)，使數(shù)控機(jī)床有條不紊地工作。（3）伺服驅(qū)動(dòng)裝置伺服系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服控制和主軸伺服控制。伺服系統(tǒng)的作用是把接受來自數(shù)控裝置的指令信息，經(jīng)功率放大、整形處理后，轉(zhuǎn)換成機(jī)床執(zhí)行部件的直線位移或角位移運(yùn)動(dòng)。通過執(zhí)行元件（如步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、伺服電動(dòng)機(jī)等）和機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，使機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件帶動(dòng)刀具相對(duì)于工件按規(guī)定的軌跡和速度運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)零件加工。由于伺服系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的最后環(huán)節(jié)，其性能將直接影響數(shù)控機(jī)床的精度和速度等技術(shù)指標(biāo)，因此，對(duì)數(shù)控機(jī)床的伺服驅(qū)動(dòng)裝置，要求具有良好的快速反應(yīng)性能，準(zhǔn)確而靈敏地跟蹤數(shù)控裝置發(fā)出的數(shù)字指令信號(hào)，并能忠實(shí)地執(zhí)行來自數(shù)控裝置的指令，提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)跟隨特性和靜態(tài)跟蹤精度。伺服系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩大部分。驅(qū)動(dòng)裝置由主軸驅(qū)動(dòng)單元、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元和主軸伺服電動(dòng)機(jī)、進(jìn)給伺服電動(dòng)機(jī)組成。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、直流伺服電動(dòng)機(jī)和交流伺服電動(dòng)機(jī)是常用的驅(qū)動(dòng)裝置。測(cè)量元件將數(shù)控機(jī)床各坐標(biāo)軸的實(shí)際位移值檢測(cè)出來并經(jīng)反饋系統(tǒng)輸入到機(jī)床的數(shù)控裝置中，數(shù)控裝置對(duì)反饋回來的實(shí)際位移值與指令值進(jìn)行比較，并向伺服系統(tǒng)輸出達(dá)到設(shè)定值所需的位移量指令。數(shù)控機(jī)床中常用位置檢測(cè)裝置有編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器、光柵、磁柵等。輔助控制裝置的主要作用是接收數(shù)控裝置輸出的開關(guān)量指令信號(hào)，經(jīng)過編譯、邏輯判別和運(yùn)算，再經(jīng)功率放大后驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的電器，帶動(dòng)機(jī)床的機(jī)械、液壓、氣動(dòng)等輔助裝置完成指令規(guī)定的開關(guān)量動(dòng)作。這些控制包括主軸運(yùn)動(dòng)部件的變速、換向和啟停指令，刀具的選擇和交換指令，冷卻、潤滑裝置的啟停，工件和機(jī)床部件的松開、夾緊，分度工作臺(tái)轉(zhuǎn)位分度等開關(guān)輔助動(dòng)作?，F(xiàn)廣泛采用可編程控制器（PLC）作數(shù)控機(jī)床的輔助控制裝置。

編輯推薦

《計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)》是由化學(xué)工業(yè)出版社出版的。

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