數(shù)控技術(shù)

前言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、傳感器與檢測(cè)技術(shù)、信息處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和制造技術(shù)等多學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)已成為現(xiàn)代制造系統(tǒng)中不可或缺的基礎(chǔ)技術(shù)。數(shù)控技術(shù)和數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用在制造業(yè)中日益普及，而且它們的進(jìn)步極大地推動(dòng)了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（CAD／CAM）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）與自動(dòng)化工廠（FA）的發(fā)展，并已成為機(jī)電一體化高新制造技術(shù)的基礎(chǔ)和重要組成部分。為了適應(yīng)我國(guó)制造業(yè)快速發(fā)展及國(guó)家振興制造業(yè)的戰(zhàn)略規(guī)劃，遵循高等工科院校教學(xué)規(guī)律的要求，根據(jù)教育部機(jī)械學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)關(guān)于工科教材編寫的有關(guān)精神，結(jié)合多年來(lái)的教學(xué)及科研方面的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，參考最新的國(guó)際動(dòng)態(tài)資訊，我們編寫了本書。在編寫過(guò)程中，力求反映數(shù)控技術(shù)和數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)的基本知識(shí)、核心技術(shù)與最新技術(shù)成就，并兼顧理論與實(shí)際的需求。在內(nèi)容的取舍上，注重先進(jìn)性與實(shí)用性的統(tǒng)一，同時(shí)注重知識(shí)面的廣闊性；在文字的敘述上，注意簡(jiǎn)練通俗、層次分明，并遵循由點(diǎn)到面、由淺入深的認(rèn)識(shí)規(guī)律。除較好地繼承和延續(xù)了已有教材成熟的理論與方法外，又將近年來(lái)數(shù)控應(yīng)用技術(shù)發(fā)展的最新動(dòng)態(tài)融入新書中。全書共分7章。第1章簡(jiǎn)單介紹數(shù)控機(jī)床的組成、工作原理、分類和發(fā)展、特點(diǎn)及應(yīng)用范圍；第2章介紹數(shù)控編程的方法，有關(guān)數(shù)控加工程序手工編制的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、程序結(jié)構(gòu)和相關(guān)指令，并以大量實(shí)例詳細(xì)描述手工編程在車削和銑削加工中的實(shí)際應(yīng)用，同時(shí)簡(jiǎn)單介紹自動(dòng)編程方法與編程實(shí)例；第3章闡述計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置的軟件和硬件結(jié)構(gòu)、插補(bǔ)和刀補(bǔ)的原理、數(shù)控系統(tǒng)中的可編程控制器，并簡(jiǎn)要介紹目前較為流行的幾種國(guó)內(nèi)外的優(yōu)秀數(shù)控系統(tǒng)；第4章介紹進(jìn)給伺服系統(tǒng)，其中詳細(xì)描述伺服系統(tǒng)的類型、伺服電機(jī)及調(diào)速、位置檢測(cè)裝置；第5章介紹數(shù)控機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)及典型功能部件，主要包括主軸部件、主軸驅(qū)動(dòng)與電機(jī)、電主軸、絲桿螺母副、同步帶、導(dǎo)軌及工作臺(tái)、換刀機(jī)構(gòu)等典型部件，并討論主軸準(zhǔn)停與同步速度控制等典型控制功能。

內(nèi)容概要

　　本書以數(shù)控系統(tǒng)硬件、軟件結(jié)構(gòu)為主線，重點(diǎn)介紹數(shù)控加工程序的編制、計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置、進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)與典型部件、典型數(shù)控機(jī)床、數(shù)控機(jī)床的發(fā)展等內(nèi)容。本書力圖將數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用方面的基本知識(shí)、基本理論與本學(xué)科發(fā)展的相關(guān)新技術(shù)、新方法有機(jī)地融合，為讀者介紹數(shù)字制造裝備的發(fā)展與應(yīng)用方向，提供必要的基礎(chǔ)知識(shí)與方法。本書既面向?qū)嶋H應(yīng)用，又強(qiáng)調(diào)學(xué)科之間的交叉融合；此外，還注重與相關(guān)課程教學(xué)內(nèi)容的銜接，力圖通過(guò)啟發(fā)創(chuàng)新思維，培養(yǎng)讀者主動(dòng)實(shí)踐的工程應(yīng)用能力。　　本書可作為高等學(xué)校機(jī)械類專業(yè)、近機(jī)類專業(yè)數(shù)控技術(shù)課程的教學(xué)用書，也可供高等學(xué)校及其他有關(guān)專業(yè)的師生和相關(guān)工程技術(shù)人員參考，可滿足48～56學(xué)時(shí)本科教學(xué)的需要。

書籍目錄

第1章 概論1.1 數(shù)控機(jī)床的基本概念1.2 數(shù)控機(jī)床的分類1.3 數(shù)控加工的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用范圍1.4 數(shù)控的指標(biāo)與功能習(xí)題第2章 數(shù)控加工程序的編制2.1 程序編制與手工編程2.2 數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系2.3 機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系2.4 數(shù)控加工的工藝分析和數(shù)控加工方法2.5 指令及程序結(jié)構(gòu)2.6 編程應(yīng)用舉例2.7 自動(dòng)編程習(xí)題第3章 計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置3.1 計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置概述3.2 CNC裝置的硬件結(jié)構(gòu)3.3 CNC裝置的軟件結(jié)構(gòu)3.4 典型數(shù)控功能原理及實(shí)現(xiàn)3.5 國(guó)內(nèi)外常見(jiàn)數(shù)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介習(xí)題第4章 進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)4.1 進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)概述4.2 位置檢測(cè)裝置4.3 進(jìn)給電機(jī)及驅(qū)動(dòng)4.4 交流進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制原理與方法4.5 伺服系統(tǒng)性能分析習(xí)題第5章 機(jī)床運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)與典型部件5.1 概述5.2 數(shù)控機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)5.3 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)5.4 數(shù)控機(jī)床的換刀裝置及過(guò)程習(xí)題第6章 典型數(shù)控機(jī)床6.1 數(shù)控車床及車削中心6.2 數(shù)控銑床及加工中心6.3 數(shù)控磨床6.4 數(shù)控特種加工機(jī)床習(xí)題第7章 數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)7.1 數(shù)控機(jī)床主機(jī)的發(fā)展7.2 數(shù)控加工控制系統(tǒng)的發(fā)展7.3 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)7.4 柔性制造技術(shù)的發(fā)展7.5 基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)控加工技術(shù)習(xí)題附錄A 數(shù)控機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)代碼G、M功能定義表參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：另一類是對(duì)機(jī)床動(dòng)作的“順序控制”，或稱“邏輯控制”。后者是指在數(shù)控機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中，以數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部和數(shù)控機(jī)床各行程開關(guān)、傳感器、按鈕、繼電器等開關(guān)量信號(hào)狀態(tài)為條件，并按預(yù)先規(guī)定的邏輯關(guān)系對(duì)諸如主軸的啟／停、換向，刀具的更換，工件的夾緊、松開，液壓、冷卻、潤(rùn)滑系統(tǒng)的運(yùn)行等進(jìn)行的控制。PLC控制就是實(shí)現(xiàn)上述功能的功能模塊。1.3.2 數(shù)控加工的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍1.數(shù)控加工的特點(diǎn)數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造業(yè)中得到日益廣泛的應(yīng)用，是因?yàn)樗哂腥缦绿攸c(diǎn)。（1）能適應(yīng)不同零件的自動(dòng)加工。數(shù)控機(jī)床是按照被加工零件的數(shù)控程序來(lái)進(jìn)行自動(dòng)加工的，當(dāng)改變加工零件時(shí)，只要改變數(shù)控程序，不需更換凸輪、靠模、樣板或鉆、鏜模等專用工藝裝備。因此，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短，有利于機(jī)械產(chǎn)品的更新?lián)Q代。（2）生產(chǎn)效率和加工精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定。數(shù)控機(jī)床上可以采用較大的切削用量，能有效地節(jié)省機(jī)動(dòng)工時(shí)。其自動(dòng)變速、自動(dòng)換刀和其他輔助操作自動(dòng)化等功能，可使輔助時(shí)間大為縮短。所以，數(shù)控機(jī)床比普通機(jī)床的生產(chǎn)效率高3～4倍甚至更高，對(duì)復(fù)雜型面零件的加工，其生產(chǎn)效率則可提高十幾倍甚至幾十倍。同時(shí)由于數(shù)控機(jī)床本身的精度較高，還可以利用軟件進(jìn)行精度補(bǔ)償；又因?yàn)樗歉鶕?jù)數(shù)控程序自動(dòng)進(jìn)行加工的，可以避免人為的誤差，使零件加工質(zhì)量穩(wěn)定。（3）功能復(fù)合程度高，一機(jī)多用。數(shù)控機(jī)床，特別是自動(dòng)換刀的數(shù)控機(jī)床，在一次裝夾的情況下，幾乎可以完成零件的全部加工，一臺(tái)數(shù)控機(jī)床可以代替數(shù)臺(tái)普通機(jī)床。這樣可以減少裝夾誤差，節(jié)約工序之間的運(yùn)輸、測(cè)量和裝夾等輔助時(shí)間，還可以節(jié)省機(jī)床的占地面積，帶來(lái)較高的經(jīng)濟(jì)效益。任何事物都有兩重性，數(shù)控加工雖有上述各種優(yōu)點(diǎn)，但也存在不足之處，如由于機(jī)床價(jià)格較高，維護(hù)難度大，加工中的調(diào)整又相對(duì)復(fù)雜等，因而其單位加工成本相對(duì)較高。2.數(shù)控加工的應(yīng)用范圍數(shù)控加工的確具有普通機(jī)床加工所不具備的許多優(yōu)點(diǎn)，而且它的應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大，但是在目前還不能完全取代普通機(jī)床，也就是說(shuō)，它不能以最經(jīng)濟(jì)的方式來(lái)解決加工制造中的所有問(wèn)題。根據(jù)數(shù)控加工的優(yōu)、缺點(diǎn)及國(guó)內(nèi)外大量應(yīng)用實(shí)踐，目前以下一些種類的零件比較適合數(shù)控加工：（1）形狀復(fù)雜、只能用數(shù)學(xué)模型描述的復(fù)雜曲線或曲面輪廓零件，且加工精度要求高；（2）具有難測(cè)量、難控制進(jìn)給、難控制尺寸的不開敞內(nèi)腔的殼體或盒狀零件；（3）必須在一次裝夾中合并完成銑、鏜、锪、鉸或攻絲等多道工序的零。

編輯推薦

《數(shù)控技術(shù)》：普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,21世紀(jì)高等學(xué)校機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)系列教材。

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