數(shù)控機床與編程

前言

本書是根據(jù)教育部“高校機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)”的要求，并結(jié)合編者在數(shù)控機床方面的教學(xué)與實踐經(jīng)驗編寫的。隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，制造業(yè)發(fā)生了根本的變化。由于數(shù)控技術(shù)的廣泛應(yīng)用，高效率、高精度的數(shù)控機床已形成了巨大的牛產(chǎn)力。專家們預(yù)言：21世紀(jì)機械制造業(yè)的競爭，其實質(zhì)是數(shù)控技術(shù)的競爭。數(shù)控技術(shù)是制造業(yè)實現(xiàn)自動化、柔性化、集成化牛產(chǎn)的基礎(chǔ)，其已經(jīng)成為衡量一個加工制造企業(yè)技術(shù)水平乃至一個國家工業(yè)化水平的重要標(biāo)志之一。其中，數(shù)控機床是加工制造行業(yè)體現(xiàn)數(shù)控技術(shù)的重要組成部分，而數(shù)控編程則是數(shù)控機床實現(xiàn)數(shù)控加工的必要前提。因此，數(shù)控加工技術(shù)人員成為當(dāng)前各制造行業(yè)的急需人才。編者從近年來選修該門課程的學(xué)生人數(shù)變化規(guī)律中深深體會到這一點。本書編寫的指導(dǎo)思想是使讀者通過學(xué)習(xí)了解數(shù)控機床的工作原理和編程方法，掌握數(shù)控機床的基本操作技能，并能把學(xué)到的知識應(yīng)用到生產(chǎn)實際中去。本書共分10章，主要內(nèi)容包括：數(shù)控機床的基本認(rèn)識、編程基礎(chǔ)，數(shù)控銑床、數(shù)控車床、數(shù)控鉆鏜床、數(shù)控電火花線切割及加工中心的編程操作，數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)、伺服系統(tǒng)、自動編程及應(yīng)用。本書通俗易懂，涉及面，一，內(nèi)容豐富，可操作性強，適合高等工科院校使用?？勺鳛楦叩仍盒C械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)、機電類專業(yè)、高等職業(yè)技術(shù)院校數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的教學(xué)用書，也可供相關(guān)專業(yè)的師生和從事相關(guān)工作的科技人員參考。

內(nèi)容概要

本書是全國本科院校機械類創(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng)規(guī)劃教材，是根據(jù)教育部高等學(xué)校機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)本科教育培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)方案和課程教學(xué)大綱要求編寫的。    本書的編寫參考了多所高校相關(guān)課程的教學(xué)經(jīng)驗，內(nèi)容全面、系統(tǒng)、重點突出，力求體現(xiàn)先進性、實用性、易懂性?；A(chǔ)理論以“必需、夠用”為度，應(yīng)用實例緊密結(jié)合生產(chǎn)實際。全書內(nèi)容包括數(shù)控機床的基本知識、編程基礎(chǔ)，數(shù)控銑床、數(shù)控車床、數(shù)控鉆鏜床、數(shù)控電火花線切割及加工中心的編程與操作，數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)、伺服系統(tǒng)、自動編程及應(yīng)用。    本書可作為高等院校機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)、機電類專業(yè)、高等職業(yè)技術(shù)院校數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的教學(xué)用書，也可供相關(guān)專業(yè)的師生和從事相關(guān)工作的科技人員參考。

書籍目錄

第1章　數(shù)控機床概述  1.1　數(shù)控機床的基本工作原理    1.1.1　數(shù)控機床的組成    1.1.2　數(shù)控機床加工的基本工作原理    1.1.3　數(shù)控機床加工特點    1.1.4　數(shù)控機床的應(yīng)用范圍  1.2　數(shù)控機床分類    1.2.1  按控制刀具與零件相對運動軌跡分類    1.2.2　按加工方式分類    1.2.3　按控制坐標(biāo)軸數(shù)分類    1.2.4　按驅(qū)動系統(tǒng)的控制方式分類  1.3　數(shù)控插補原理    1.3.1　插補方法    1.3.2　基準(zhǔn)脈沖插補  1.4　數(shù)控機床發(fā)展概況    1.4.1　工業(yè)化國家數(shù)控機床的發(fā)展概況    1.4.2　我國數(shù)控機床的發(fā)展概況    1.4.3　數(shù)控機床的發(fā)展趨勢  思考與練習(xí)第2章　數(shù)控編程中的數(shù)值計算  2.1  平面輪廓切削點的計算    2.1.1　基點的計算    2.1.2　節(jié)點的計算  2.2  平面輪廓刀具中心位置的計算    2.2.1　直線段的單位法矢    2.2.2　圓弧段的單位法矢    2.2.3  平面曲線上某切削點的單位法矢  2.3　空間曲線曲面加工的數(shù)值計算    2.3.1　規(guī)則立體型面加工的數(shù)值計算    2.3.2　空間自由曲線曲面插補節(jié)點的數(shù)值計算    2.3.3  三維加工中刀具中心位置的計算  思考與練習(xí)第3章　數(shù)控編程基礎(chǔ)  3.1　概述    3.1.1　數(shù)控加工程序編制的概念    3.1.2　數(shù)控加工程序的內(nèi)容    3.1.3　數(shù)控程序編制的步驟    3.1.4　數(shù)控程序編制的方法  3.2　數(shù)控機床坐標(biāo)系    3.2.1　標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系    3.2.2　數(shù)控機床的兩種坐標(biāo)系    3.2.3　絕對值的確定  3.3　數(shù)控加工程序格式與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控代碼    3.3.1　數(shù)控加工程序格式    3.3.2　程序字的功能  3.4　數(shù)控機床的幾個重要設(shè)定    3.4.1  有關(guān)單位的設(shè)定    3.4.2  與坐標(biāo)有關(guān)的指令　  思考與練習(xí)第4章　數(shù)控銑床編程  4.1　數(shù)控銑床概述    4.1.1  數(shù)控銑床的主要功能及加工對象    4.1.2　數(shù)控銑床的分類  4.2　數(shù)控銑床常用編程指令　……第5章　數(shù)控鉆鏜床與加工中心編程第6章　數(shù)控車床編程第7章　數(shù)控電火花線切割編程第8章　圖形交互式自動編程應(yīng)用第9章　數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)第10章　數(shù)控機床伺服系統(tǒng)參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：開環(huán)控制數(shù)控機床不帶位置檢測反饋裝置，通常使用功率步進電動機或電液脈沖馬達作為執(zhí)行機構(gòu)，數(shù)控裝置輸出的脈沖通過環(huán)形分配器和驅(qū)動電路，使步進電動機轉(zhuǎn)過相應(yīng)的步距角，再經(jīng)過減速齒輪帶動絲杠旋轉(zhuǎn)，最后轉(zhuǎn)換為移動部件的直線位移。其反應(yīng)快，調(diào)試方便，比較穩(wěn)定，維修簡單。但系統(tǒng)對移動部件的誤差沒有補償和校正，步進電動機的步距誤差、齒輪與絲杠等的傳動鏈誤差都將反映到被加工零件的精度中去，所以精度比較低。此類數(shù)控機床多為經(jīng)濟類機床。2.閉環(huán)控制數(shù)控機床閉環(huán)控制數(shù)控機床帶有檢測反饋裝置，位置檢測器安裝在機床運動部件上，加工中將監(jiān)測到的實際運行位置值反饋到數(shù)控裝置中，與輸入的指令位置相比較，用差值對移動部件進行控制，其精度高。從理論上說，閉環(huán)系統(tǒng)的控制精度主要取決于檢測裝置的精度，但這并不意味著可以降低機床的結(jié)構(gòu)與傳動鏈的要求，傳動系統(tǒng)的剛性不足及間隙、導(dǎo)軌的爬行等各種因素將增加調(diào)試的困難，嚴(yán)重時會使閉環(huán)控制系統(tǒng)的品質(zhì)下降甚至引起振蕩。故閉環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計和調(diào)整都有較大的難度，此類機床主要用于一些精度要求較高的鏜銑床、超精車床和加工中心等。閉環(huán)控制數(shù)控機床的工作原理如圖1.6所示。3.半閉環(huán)控制數(shù)控機床半閉環(huán)控制數(shù)控機床與閉環(huán)控制不同的是，檢測元件安裝在電動機的端頭或絲杠的端頭。該系統(tǒng)不是直接測量工作臺的位移量，而是通過檢測絲杠或電動機軸上的轉(zhuǎn)角間接地測量工作臺的位移量，然后反饋給數(shù)控裝置。顯然，半閉環(huán)控制系統(tǒng)的實際控制量是絲杠的轉(zhuǎn)動，而由絲杠轉(zhuǎn)動變換為工作臺的移動，不受閉環(huán)的控制，這一部分的精度由絲杠-螺母（齒輪）副的傳動精度來保證。其特點是比較穩(wěn)定，調(diào)試方便，精度介于開閉環(huán)之間，被廣泛采用。

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