數(shù)控機床

內(nèi)容概要

　　《數(shù)控機床》全面系統(tǒng)地介紹了數(shù)控技術的基本內(nèi)容：現(xiàn)代CNC系統(tǒng)的硬件、軟件結構，數(shù)控編程，插補控制原理，現(xiàn)代機床檢測技術，伺服驅動控制，現(xiàn)代機床結構設計和先進數(shù)控加工裝備等。又對前沿數(shù)控技術做了介紹，如開放式數(shù)控系統(tǒng)的研究進展以及基于網(wǎng)絡和動態(tài)監(jiān)測模式下的層次化開放嵌入式數(shù)控系統(tǒng)、Step-NC數(shù)據(jù)結構及其技術應用、復雜參數(shù)曲線／曲面高精度插補控制算法、5-6聯(lián)動加工機床、數(shù)控激光加工機床等。　　《數(shù)控機床》可作為高等工科院校機械設計制造及其自動化專業(yè)本科生的技術基礎課教材，也可作為工程技術人員的參考用書。

書籍目錄

第1章　緒論1.1　數(shù)控機床簡介1.1.1　數(shù)控機床的定義1.1.2　數(shù)控機床的特點1.2　數(shù)控機床的組成及工作原理1.3　數(shù)控機床的分類1.3.1　按加工方式和工藝用途分類1.3.2　按運動軌跡分類1.3.3　按伺服控制系統(tǒng)分類1.3.4　按數(shù)控系統(tǒng)的功能水平分類1.4　現(xiàn)代數(shù)控機床的發(fā)展1.4.1　數(shù)控技術的產(chǎn)生與發(fā)展1.4.2　數(shù)控機床的發(fā)展動向1.4.3　我國數(shù)控機床的發(fā)展情況思考題第2章　數(shù)控系統(tǒng)的基本結構2.1　數(shù)控系統(tǒng)的硬件結構2.1.1　單微處理器的CNC裝置基本結構2.1.2　多微處理器的CNC裝置基本結構2.1.3　專用型和個人計算機式結構的CNC裝置2.1.4　開放式CNC裝置2.2　數(shù)控系統(tǒng)的軟件結構2.2.1　軟件結構特點2.2.2　輸入和數(shù)據(jù)處理2.2.3　速度處理和加減速控制2.2.4　插補計算2.2.5　位置控制2.2.6　故障診斷與狀態(tài)監(jiān)測2.2.7　系統(tǒng)二次開發(fā)控制2.3　數(shù)控系統(tǒng)中的PLC2.3.1　數(shù)控機床上的兩類控制信息2.3.2　可編程控制器及其工作過程2.4　數(shù)控系統(tǒng)的常用接口2.4.1　數(shù)控系統(tǒng)的常用接口概述2.4.2　鍵盤輸入/輸出接口2.4.3　顯示器及其接口2.4.4　機床開關量及其接口2.4.5　串行通信及其接口2.4.6　網(wǎng)絡通信及其接口思考題第3章　數(shù)控插補原理3.1　數(shù)控插補原理概述3.2　基準脈沖插補3.2.1　逐點比較法3.2.2　數(shù)字積分法3.3　數(shù)據(jù)采樣插補3.3.1　數(shù)據(jù)采樣插補原理及精度分析3.3.2　直線函數(shù)法插補3.3.3　擴展DDA數(shù)據(jù)采樣插補3.4　空間參數(shù)曲線／曲面高精度實時插補算法原理介紹3.4.1　參數(shù)曲線插補原理3.4.2　參數(shù)曲面插補原理3.4.3　機床加減速控制思考題第4章　數(shù)控加工編程4.1　數(shù)控加工編程的基礎知識4.1.1　數(shù)控加工編程的基本概念4.1.2　數(shù)控編程方法介紹4.1.3　數(shù)控加工的工藝分析4.1.4數(shù)控加工的數(shù)學處理4.2　數(shù)控程序的編制4.2.1　數(shù)控程序編制的國際標準和國家標準4.2.2　機床的坐標系4.2.3　數(shù)控加工程序段格式和程序結構4.2.4　編寫數(shù)控加工技術文件和加工程序4.3　手工編程4.3.1　數(shù)控車削編程知識4.3.2　加工中心編程知識4.4　自動編程4.4.1　自動編程特點4.4.2　APT自動編程簡介4.4.3　參數(shù)化圖形交互自動編程系統(tǒng)4.5　STEP-NC介紹4.5.1　STEP-NC的概念及研究進展4.5.2　STEP-NC數(shù)據(jù)結構4.5.3　STEP-NC與G代碼程序的對比4.5.4　基于STEP-NC的數(shù)控加工應用思考題第5章　伺服控制系統(tǒng)5.1　數(shù)控機床伺服系統(tǒng)的組成和分類5.1.1　伺服系統(tǒng)的組成5.1.2　伺服系統(tǒng)的分類5.1.3　伺服系統(tǒng)的發(fā)展5.1.4　數(shù)控機床對伺服驅動系統(tǒng)的要求5.2　伺服系統(tǒng)的伺服驅動裝置5.2.1　步進電機5.2.2　直流伺服電機5.2.3　交流伺服電機5.2.4　直線電機5.3　速度控制5.3.1　直流進給運動的速度控制5.3.2　直流主軸驅動的速度控制5.3.3　交流進給運動的速度控制5.3.4　交流進給驅動的速度控制5.3.5　交流主軸驅動的速度控制5.3.6　交流伺服電機的矢量控制5.4　位置控制5.4.1　位置控制的基本原理5.4.2　前饋控制介紹5.4.3　全數(shù)字伺服系統(tǒng)思考題第6章　數(shù)控機床位置檢測系統(tǒng)6.1　位置檢測系統(tǒng)的主要要求和分類6.1.1　位置檢測系統(tǒng)的主要要求6.1.2　位置檢測裝置的分類6.2　旋轉變壓器6.2.1　旋轉變壓器結構6.2.2　旋轉變壓器工作原理6.2.3　旋轉變壓器的應用6.3　感應同步檢測單元6.3.1　感應同步檢測單元結構6.3.2　感應同步檢測單元工作原理6.3.3　感應同步檢測單元應用6.4　光柵檢測單元6.4.1　光柵檢測單元的結構6.4.2　光柵檢測單元的工作原理6.4.3　光柵檢測單元應用6.5　磁柵檢測單元6.5.1　磁柵檢測單元結構6.5.2　磁柵檢測單元工作原理6.6　脈沖編碼器6.6.1　脈沖編碼器結構6.6.2　脈沖編碼器工作原理6.6.3　脈沖編碼器應用思考題第7章　現(xiàn)代數(shù)控機床的設計7.1　數(shù)控機床的總體結構設計7.1.1　數(shù)控機床的結構設計要求7.1.2 數(shù)控機床的總體布局7.1.3　機床總體布局的計算機輔助設計7.2　數(shù)控機床主傳動設計7.2.1　主傳動系統(tǒng)的設計要求7.2.2　主傳動變速系統(tǒng)的設計7.2.3　主軸部件設計7.2.4　主傳動系統(tǒng)的計算機輔助設計7.3　進給傳動系統(tǒng)7.3.1　進給傳動系統(tǒng)的組成和設計要求7.3.2　電氣驅動部件的設計7.3.3　機械傳動部件的設計7.3.4　進給傳動系統(tǒng)的計算機輔助設計7.4　床身和導軌7.4.1　床身7.4.2　導軌7.5　自動換刀系統(tǒng)7.5.1　自動換刀裝置7.5.2　刀庫思考題第8章　數(shù)控加工裝備8.1　加工中心8.1.1　機床的組成結構8.1.2　加工中心傳動系統(tǒng)8.1.3　自動換刀裝置8.2　數(shù)控五軸-六軸聯(lián)動機床8.2.1　復雜曲面加工原理8.2.2　機床的組成結構8.2.3　數(shù)控系統(tǒng)8.3　數(shù)控激光加工機床8.3.1　數(shù)控激光加工機床現(xiàn)狀8.3.2　數(shù)控激光加工機床的組成及工作原理8.3.3　典型數(shù)控激光切縫機床分析8.3.4　國內(nèi)激光切割技術的發(fā)展趨勢8.4　高速切削機床8.4.1　高速切削原理8.4.2　機床的結構8.4.3　高速切削的特點8.4.4　高速切削機床的關鍵技術8.5　并聯(lián)機床8.5.1　機床運動原理8.5.2　機床的組成結構思考題參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1章 緒論　　1.1 數(shù)控機床簡介　　1.1.1 數(shù)控機床的定義　　科學技術和社會生產(chǎn)力的迅速發(fā)展，對機械產(chǎn)品的質量和生產(chǎn)率提出了越來越高的要求。機械加工工藝過程的自動化成為實現(xiàn)上述要求的最重要措施之一。它不僅能夠提高產(chǎn)品質量、提高生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本，還能夠極大地改善勞動者的生產(chǎn)條件?！　∧壳昂芏嘀圃炱髽I(yè)已經(jīng)廣泛采用了以自動機床、組合機床和專用機床為主體的“剛性”自動生產(chǎn)線，采用多刀、多工位和多面同時加工方法，常年進行著單一產(chǎn)品的高效和高度自動化的生產(chǎn)。盡管這種生產(chǎn)方式需要巨大的初始投資和很長的生產(chǎn)準備周期，但在大批量的生產(chǎn)條件下，由于分攤在每一個加工零件上的費用很少，因此，經(jīng)濟效益仍然是十分顯著的?！　〔贿^，在制造業(yè)中并不是所有的產(chǎn)品都具有很大的需求量，單件與小批生產(chǎn)的零件一般占機械加工總量的80％左右。尤其是航空、航天、船舶、機床、重型機械、食品加工機械、包裝機械和軍工等產(chǎn)品，不僅加工批量小，而且加工零件形狀比較復雜，精度要求也很高，還需要經(jīng)常改型。如果仍然采用專用化程度很高的自動化機床加工這類產(chǎn)品的零件就顯得不盡合理。而經(jīng)常改裝和調(diào)整設備，對于專用生產(chǎn)線來講，不僅會提高產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，有時甚至是無法實現(xiàn)的。因此，這種“剛性”的自動化生產(chǎn)方式已逐漸顯現(xiàn)出了對現(xiàn)代制造業(yè)的不適應性?！　榱私鉀Q上述問題，從而實現(xiàn)多品種、小批量產(chǎn)品零件的自動化生產(chǎn)，一種稱之為數(shù)控機床（Numerical Control Machine Tools）的現(xiàn)代機床應運而生。數(shù)控機床是數(shù)字控制機床的簡稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，從而驅動機床動作并加工零件。它很好地解決了剛性自動生產(chǎn)線難以經(jīng)常改型和調(diào)整設備的問題，顯示出了適應多品種、小批量產(chǎn)品零件生產(chǎn)的“柔性”。自從1952年美國麻省理工學院（Massachusetts Institute of Technology，MIT）伺服機構實驗室研制出世界上第一臺數(shù)控機床以來，數(shù)控機床在制造業(yè)，特別是在汽車、航空航天及軍事工業(yè)中被廣泛地應用，數(shù)控技術無論在硬件還是軟件方面，都有了飛速發(fā)展。

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