數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用

前言

　　數(shù)控技術(shù)在我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的應(yīng)用已比較成熟，它與傳統(tǒng)的機(jī)床設(shè)備相結(jié)合形成了一種全新的機(jī)械加工裝備——數(shù)控機(jī)床：它根據(jù)機(jī)械加工工藝的要求，將加工過(guò)程所需的各種操作（如主軸啟停、進(jìn)退刀、刀具選擇、冷卻液開(kāi)關(guān)等）以及刀具與工件之間的相對(duì)位移量用數(shù)字化的代碼表示，并將代碼送人數(shù)控系統(tǒng)來(lái)控制執(zhí)行元件，使機(jī)床實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的自動(dòng)化。目前，數(shù)控機(jī)床以其精度高、效率高、操作方便等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)在機(jī)械加工類企業(yè)中被廣泛應(yīng)用，正改變著傳統(tǒng)的加工方法?！　榱诉m應(yīng)數(shù)控技術(shù)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，以及中高等職業(yè)院校的教學(xué)要求，按照國(guó)家提出的培養(yǎng)高級(jí)技能型人才的戰(zhàn)略目標(biāo)，鑒于目前數(shù)控技術(shù)專業(yè)教學(xué)的特點(diǎn)，編者根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐，在借鑒企業(yè)中從事數(shù)控加工類崗位人員的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了滿足高職教育要求的教材《數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用》。在編寫(xiě)中，編者力求反映數(shù)控技術(shù)和數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí)、核心內(nèi)容與新知識(shí)，并兼顧到理論與實(shí)際的聯(lián)系；取材和敘述上要求層次分明，敘述簡(jiǎn)練，圖文并茂，便于教學(xué)?！　　稊?shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用》是高等職業(yè)教育數(shù)控技術(shù)專業(yè)的核心課程之一。通過(guò)本課程學(xué)習(xí)可以使學(xué)習(xí)者掌握數(shù)控機(jī)床的基本組成、工作原理及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，熟悉數(shù)控機(jī)床各主要組成部分的工作過(guò)程，了解數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，為后續(xù)的項(xiàng)目訓(xùn)練課程和實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行必要的理論準(zhǔn)備，使學(xué)習(xí)者基本掌握本專業(yè)就業(yè)崗位所需要的相關(guān)專業(yè)知識(shí)。　　本書(shū)以數(shù)控機(jī)床的五大組成部分為主線，全面細(xì)致地介紹了各組成部分的基本知識(shí)，知識(shí)的介紹以了解、知道、熟悉、掌握為度，能結(jié)合讀者學(xué)習(xí)要求進(jìn)行有目的的學(xué)習(xí)。本書(shū)共有7章：第1章介紹了數(shù)控機(jī)床的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)；第2章介紹了數(shù)控系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)和插補(bǔ)原理；第3章介紹了數(shù)控機(jī)床的檢測(cè)與反饋裝置；第4章介紹了數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)；第5章介紹了數(shù)控機(jī)床機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)；第6章介紹了數(shù)控機(jī)床的輔助裝置；第7章介紹了常用數(shù)控機(jī)床基本知識(shí)?！　”緯?shū)由徐州機(jī)電工程高等職業(yè)學(xué)校陳子銀編著，并負(fù)責(zé)全書(shū)的統(tǒng)稿工作。參編人員有：徐州機(jī)電工程高等職業(yè)學(xué)校黃美英、張南洋、李聰、崔廣軍、王東斌鎮(zhèn)江技師學(xué)院蔡衛(wèi)民、泰州技師學(xué)院高斌、無(wú)錫科技職業(yè)學(xué)院崔業(yè)軍。在本書(shū)編寫(xiě)過(guò)程中，參閱了有關(guān)院校、工廠、企業(yè)和科研院所的一些教材、資料和文獻(xiàn)，并得到了許多同行專家的支持和幫助，在此一并表示感謝?！　∠抻诰幷叩乃胶徒?jīng)驗(yàn)，書(shū)中不妥和錯(cuò)誤之處在所難免，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

本教材是從培養(yǎng)高級(jí)技能型人才的角度，在充分調(diào)研機(jī)械制造類企業(yè)用人需求情況的基礎(chǔ)上而編寫(xiě)的。其內(nèi)容主要講述了數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)知識(shí)、數(shù)控系統(tǒng)、檢測(cè)與反饋裝置、伺服系統(tǒng)、機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、輔助裝置、常見(jiàn)數(shù)控機(jī)床等知識(shí)。本書(shū)特色是圖文并茂、內(nèi)容全面、深入淺出、條理清晰、知識(shí)點(diǎn)明確，使學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)更有目的性和針對(duì)性。    本書(shū)可作為高職高專教學(xué)和技能考核培訓(xùn)用書(shū)，適應(yīng)于數(shù)控技術(shù)、機(jī)電一體化、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化、模具設(shè)計(jì)與制造等專業(yè)。另外，也可作為中等職業(yè)學(xué)校和各類本科院校教學(xué)參考用書(shū)以及企業(yè)數(shù)控設(shè)備操作、編程、設(shè)計(jì)與維修等技術(shù)人員的自學(xué)參考用書(shū)。

書(shū)籍目錄

第1章  數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)知識(shí)  1.1  數(shù)控機(jī)床的發(fā)展與基本概念  思考與練習(xí)  1.2  數(shù)控機(jī)床的基本組成、特點(diǎn)與類型  思考與練習(xí)  1.3  數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系  思考與練習(xí)  1.4  數(shù)控機(jī)床的主要指標(biāo)  思考與練習(xí)  1.5  數(shù)控機(jī)床發(fā)展的趨勢(shì)  思考與練習(xí)  本章小結(jié)第2章  數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)  2.1  典型數(shù)控系統(tǒng)介紹  思考與練習(xí)  2.2  數(shù)控系統(tǒng)的組成與基本原理  思考與練習(xí)  2.3  數(shù)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)  思考與練習(xí)  2.4  數(shù)控系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)  思考與練習(xí)  2.5  數(shù)據(jù)處理  思考與練習(xí)  2.6  數(shù)控系統(tǒng)的插補(bǔ)原理  思考與練習(xí)  2.7  逐點(diǎn)比較法  思考與練習(xí)  本章小結(jié)第3章  數(shù)控機(jī)床的檢測(cè)與反饋裝置  3.1  檢測(cè)與反饋裝置概述  思考與練習(xí)  3.2  編碼器的應(yīng)用與安裝維護(hù)  思考與練習(xí)  3.3  光柵的應(yīng)用與維護(hù)  思考與練習(xí)  3.4  磁柵的應(yīng)用與安裝維護(hù)  思考與練習(xí)  3.5  感應(yīng)同步器的應(yīng)用與安裝  思考與練習(xí)  3.6  旋轉(zhuǎn)變壓器的應(yīng)用與安裝維護(hù)  思考與練習(xí)  本章小結(jié)第4章  數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)  4.1  伺服系統(tǒng)組成與分類  思考與練習(xí)  4.2  主軸通用變頻器  思考與練習(xí)  4.3  執(zhí)行元件——步進(jìn)電動(dòng)機(jī)  思考與練習(xí)  4.4  執(zhí)行元件——直流伺服電動(dòng)機(jī)  思考與練習(xí)  4.5  執(zhí)行元件——交流伺服電動(dòng)機(jī)  思考與練習(xí)  本章小結(jié)第5章  數(shù)控機(jī)床的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)  5.1  數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)  思考與練習(xí)  5.2  數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)  思考與練習(xí)  5.3  數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)  思考與練習(xí)  5.4  數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌  思考與練習(xí)  本章小結(jié)第6章  數(shù)控機(jī)床的輔助裝置  6.1  刀具系統(tǒng)與選擇方式  思考與練習(xí)  6.2  刀庫(kù)  思考與練習(xí)  6.3  數(shù)控車床的刀架  思考與練習(xí)  6.4  加工中心自動(dòng)換刀裝置  思考與練習(xí)  6.5  數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)  思考與練習(xí)  6.6  分度工作臺(tái)  思考與練習(xí)  本章小結(jié)第7章  常用數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介  7.1  數(shù)控車床概述  思考與練習(xí)  7.2  數(shù)控銑床概述  思考與練習(xí)  7.3  數(shù)控加工中心概述  思考與練習(xí)  本章小結(jié)參考文獻(xiàn)展趨勢(shì)

章節(jié)摘錄

　　4.伺服單元　　伺服單元分為主軸伺服和進(jìn)給伺服，分別用來(lái)控制主軸電動(dòng)機(jī)和進(jìn)給電動(dòng)機(jī)。伺服單元接收來(lái)自數(shù)控裝置的進(jìn)給指令，這些指令經(jīng)變換和放大后通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置轉(zhuǎn)變成執(zhí)行部件進(jìn)給的速度、方向、位移。因此伺服單元是數(shù)控裝置與機(jī)床本體的聯(lián)系環(huán)節(jié)，它把來(lái)自數(shù)控裝置的微弱指令信號(hào)放大成控制驅(qū)動(dòng)裝置的大功率信號(hào)。　　5.驅(qū)動(dòng)裝置　　驅(qū)動(dòng)裝置將伺服單元的輸出變?yōu)闄C(jī)械運(yùn)動(dòng)，它與伺服單元-一起是數(shù)控裝置和機(jī)床傳動(dòng)部件間的聯(lián)系環(huán)節(jié)，它們有的帶動(dòng)工作臺(tái)，有的帶動(dòng)刀具，通過(guò)幾個(gè)軸的綜合聯(lián)動(dòng)，使刀具相對(duì)于工件產(chǎn)生各種復(fù)雜的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，加工出形狀、尺寸與精度符合要求的零件。與伺服單元相對(duì)應(yīng)，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)主要有步進(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)等。　　6.可編程控制器（PLC）　　可編程控制器（PLC）采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程。當(dāng)PLC用于控制機(jī)床順序動(dòng)作時(shí)，稱為。PMC（ProgrammableMachine Controller）模塊，它在數(shù)控裝置中接收來(lái)自操作面板，機(jī)床上的各行程開(kāi)關(guān)，傳感器、按鈕、強(qiáng)電柜里的繼電器以及主軸控制，刀庫(kù)控制的有關(guān)信號(hào)，經(jīng)處理后輸出去控制相應(yīng)器件的運(yùn)行?！　?.2.2數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)　　1.靈活性　　這是數(shù)控系統(tǒng)的突出優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于數(shù)控系統(tǒng)，只要改變相應(yīng)的控制程序就可以補(bǔ)充和開(kāi)發(fā)新的功能，并不必制造新的硬件。數(shù)控系統(tǒng)能夠隨著工廠的發(fā)展而發(fā)展，也能適應(yīng)將來(lái)改變工藝的要求。在數(shù)控設(shè)備安裝之后，新的技術(shù)還可以補(bǔ)充到系統(tǒng)中去，這就延長(zhǎng)了系統(tǒng)的使用期限。因此，數(shù)控系統(tǒng)具有很大的“柔性”——靈活性。　　2.通用性　　在數(shù)控系統(tǒng)中，硬件系統(tǒng)采用模塊結(jié)構(gòu)，依靠軟件變化來(lái)滿足被控設(shè)備的各種不同要求。采用標(biāo)準(zhǔn)化接口電路，給機(jī)床制造廠和數(shù)控用戶帶來(lái)了許多方便。于是，用一種數(shù)控系統(tǒng)就可能滿足大部分?jǐn)?shù)控機(jī)床（包括數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心、數(shù)控鉆鏜床等）的要求，還能滿足某些別的設(shè)備應(yīng)用。當(dāng)用戶要求某些特殊功能時(shí)，僅僅是改變某些軟件而已?！　?.可靠性　　在數(shù)控系統(tǒng)中，由于許多功能都由軟件實(shí)現(xiàn)，硬件系統(tǒng)所需元器件數(shù)目大為減少，整個(gè)系統(tǒng)的可靠性大大改善，特別是隨著大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路的采用，系統(tǒng)可靠性更為提高。

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