數(shù)控技術(shù)

第1章 緒論 1
1.1 概述 2
1.1.1 機(jī)床數(shù)字控制的基本概念 2
1.1.2 數(shù)控加工原理 2
1.1.3 數(shù)控機(jī)床的組成 3
1.1.4 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn) 4
1.1.5 數(shù)控機(jī)床的適用范圍 5
1.2 數(shù)控機(jī)床的分類 6
1.2.1 按運(yùn)動(dòng)軌跡分類 6
1.2.2 按伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制方式分類 7
1.2.3 按功能水平分類 8
1.2.4 按工藝用途分類 9
1.3 數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展 9
1.3.1 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展歷程及趨勢(shì) 9
1.3.2 數(shù)控技術(shù)與現(xiàn)代制造系統(tǒng) 12
1.4 習(xí)題與思考題 15
1.5 參考文獻(xiàn) 16
第2章 數(shù)控機(jī)床的程序編制 17
2.1 概述 18
2.2 數(shù)控編程基礎(chǔ)知識(shí) 19
2.2.1 與數(shù)控機(jī)床編程有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn) 19
2.2.2 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)軸和運(yùn)動(dòng)方向的確定 19
2.2.3 數(shù)控加工程序格式 22
2.2.4 數(shù)控編程的內(nèi)容和步驟 24
2.2.5 數(shù)控加工程序編制方法 28
2.3 數(shù)控編程中的數(shù)值計(jì)算 29
2.3.1 二維輪廓零件的數(shù)學(xué)處理 29
2.3.2 空間曲線的數(shù)學(xué)處理 38
2.4 手工編程 39
2.4.1 工藝規(guī)劃 39
2.4.2 常用基本編程指令及其應(yīng)用 44
2.4.3 編程實(shí)例 51
2.5 自動(dòng)編程 54
2.5.1 語(yǔ)言式自動(dòng)編程 55
2.5.2 自動(dòng)編程系統(tǒng)軟件的總體結(jié)構(gòu) 56
2.5.3 圖形交互式自動(dòng)編程 57
2.6 數(shù)控編程技術(shù)的發(fā)展 57
2.6.1 典型的CAD/CAM軟件介紹 58
2.6.2 MasterCAM軟件介紹 59
2.7 習(xí)題與思考題 62
2.8 參考文獻(xiàn) 64
第3章 計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng) 65
3.1 概述 66
3.1.1 CNC系統(tǒng)的功能 66
3.1.2 CNC系統(tǒng)的組成及工作流程 67
3.2 CNC裝置的硬件結(jié)構(gòu) 68
3.3 CNC裝置的軟件結(jié)構(gòu) 75
3.3.1 CNC裝置的軟硬件界面 75
3.3.2 CNC裝置軟件結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 75
3.3.3 常規(guī)CNC裝置的軟件結(jié)構(gòu) 78
3.4 數(shù)控機(jī)床用可編程控制器 85
3.4.1 PLC的結(jié)構(gòu)、工作原理及編程系統(tǒng) 86
3.4.2 數(shù)控機(jī)床用PLC 90
3.4.3 PLC在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用 97
3.5 CNC裝置的I/O接口及通信網(wǎng)絡(luò) 98
3.5.1 數(shù)控裝置的I/O接口 98
3.5.2 CNC裝置的數(shù)據(jù)通信接口 99
3.6 典型的CNC裝置 102
3.6.1 CNC裝置的主要生產(chǎn)廠家及其典型產(chǎn)品 102
3.6.2 國(guó)外主要CNC裝置及其特點(diǎn) 104
3.6.3 國(guó)內(nèi)主要CNC裝置及其特點(diǎn) 106
3.7 習(xí)題與思考題 108
3.8 主要數(shù)控廠商及數(shù)控資料網(wǎng)址 109
3.9 參考文獻(xiàn) 109
第4章 插補(bǔ)原理與刀具補(bǔ)償技術(shù) 111
4.1 概述 112
4.2 刀具補(bǔ)償技術(shù) 113
4.2.1 刀具位置和刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償 113
4.2.2 刀具半徑補(bǔ)償 114
4.2.3 C功能刀具半徑補(bǔ)償 115
4.2.4 刀補(bǔ)的執(zhí)行過(guò)程 123
4.3 數(shù)控機(jī)床的插補(bǔ)原理 124
4.3.1 逐點(diǎn)比較法 125
4.3.2 數(shù)字積分法 130
4.3.3 數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ) 137
4.3.4 其他插補(bǔ)方法簡(jiǎn)介 143
4.4 進(jìn)給速度與加減速控制 147
4.4.1 進(jìn)給速度控制 147
4.4.2 加減速度控制 148
4.5 習(xí)題與思考題 153
4.6 參考文獻(xiàn) 153
第5章 數(shù)控機(jī)床的驅(qū)動(dòng)與位置控制 155
5.1 概述 156
5.2 伺服系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)元件 158
5.2.1 步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 158
5.2.2 直流伺服電動(dòng)機(jī) 162
5.2.3 交流伺服電動(dòng)機(jī) 165
5.2.4 直線電動(dòng)機(jī) 167
5.3 進(jìn)給驅(qū)動(dòng) 169
5.3.1 對(duì)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)的要求 169
5.3.2 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)（控制電路 170
5.3.3 直流電動(dòng)機(jī)的速度控制單元 177
5.3.4 交流電動(dòng)機(jī)的速度控制單元 183
5.4 主軸驅(qū)動(dòng) 188
5.4.1 對(duì)主軸驅(qū)動(dòng)的要求 188
5.4.2 直流主軸控制單元 189
5.4.3 交流主軸電動(dòng)機(jī)控制單元 190
5.5 數(shù)控機(jī)床常用的檢測(cè)裝置 194
5.5.1 位置檢測(cè)裝置的要求和分類 194
5.5.2 旋轉(zhuǎn)變壓器 195
5.5.3 感應(yīng)同步器 196
5.5.4 脈沖編碼器 197
5.5.5 光柵尺 199
5.5.6 磁尺（磁柵 201
5.6 位置控制 202
5.6.1 數(shù)字脈沖比較伺服系統(tǒng) 202
5.6.2 相位比較伺服系統(tǒng) 203
5.6.3 幅值比較伺服系統(tǒng) 204
5.7 習(xí)題與思考題 204
5.8 參考文獻(xiàn) 205
第6章 數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)與部件 207
6.1 概述 208
6.2 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)及主軸部件 210
6.2.1 主傳動(dòng)系統(tǒng) 210
6.2.2 主軸變速方式 212
6.2.3 數(shù)控機(jī)床的主軸部件 214
6.2.4 主軸的準(zhǔn)停裝置與C軸單元 218
6.2.5 高速電主軸 219
6.3 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系統(tǒng) 221
6.3.1 對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)的性能要求 221
6.3.2 滾珠絲杠螺母副 222
6.3.3 消除間隙的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 228
6.3.4 數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌副 231
6.3.5 直線電動(dòng)機(jī)傳動(dòng) 234
6.4 數(shù)控機(jī)床自動(dòng)換刀系統(tǒng) 235
6.4.1 數(shù)控車床與車削中心刀架系統(tǒng) 235
6.4.2 加工中心自動(dòng)換刀系統(tǒng) 237
6.5 數(shù)控分度工作臺(tái)和回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 242
6.5.1 數(shù)控分度工作臺(tái) 242
6.5.2 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 246
6.6 習(xí)題與思考題 249
6.7 參考文獻(xiàn) 249
第7章 數(shù)控機(jī)床的故障診斷 251
7.1 概述 252
7.1.1 數(shù)控機(jī)床的可靠性與故障 252
7.1.2 數(shù)控機(jī)床常見故障分類 253
7.1.3 數(shù)控機(jī)床故障診斷的流程 253
7.2 數(shù)控機(jī)床的機(jī)械故障診斷 256
7.2.1 數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)故障診斷與維修 256
7.2.2 進(jìn)給部件故障診斷 258
7.2.3 自動(dòng)換刀部件故障診斷 260
7.2.4 液壓與氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的故障診斷 261
7.3 數(shù)控機(jī)床位置檢測(cè)裝置故障診斷 262
7.3.1 位置檢測(cè)元件的維護(hù) 262
7.3.2 位置檢測(cè)裝置的故障診斷 264
7.3.3 位置檢測(cè)裝置的故障診斷舉例 266
7.4 數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的故障診斷 266
7.4.1 主軸伺服系統(tǒng)故障及診斷 266
7.4.2 進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障及診斷 271
7.4.3 PLC檢測(cè)伺服系統(tǒng)故障及處理 277
7.5 習(xí)題與思考題 279
7.6 參考文獻(xiàn) 279
第8章 現(xiàn)代數(shù)控技術(shù) 281
8.1 開放式數(shù)控系統(tǒng) 282
8.1.1 開放式數(shù)控系統(tǒng)的產(chǎn)生背景 282
8.1.2 開放式數(shù)控系統(tǒng)的基本特征 283
8.1.3 國(guó)內(nèi)外開放式數(shù)控系統(tǒng)的研究動(dòng)向 284
8.1.4 開放式數(shù)控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和研究方法 290
8.2 并聯(lián)機(jī)床 291
8.2.1 并聯(lián)機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展 291
8.2.2 并聯(lián)機(jī)床的設(shè)計(jì)理論與關(guān)鍵技術(shù) 292
8.2.3 并聯(lián)機(jī)床的控制技術(shù) 295
8.3 習(xí)題與思考題 298
第9章 實(shí)驗(yàn) 299
9.1 數(shù)控車床的操作與加工實(shí)驗(yàn) 299
9.2 數(shù)控銑床的操作與加工實(shí)驗(yàn) 300
9.3 數(shù)控系統(tǒng)組成及其外設(shè)接口實(shí)驗(yàn) 302
9.4 機(jī)床用可編程控制器（PLC編程與調(diào)試實(shí)驗(yàn) 303
9.5 插補(bǔ)原理實(shí)驗(yàn) 304
9.6 加減速控制及其實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn) 305
9.7 伺服電動(dòng)機(jī)控制實(shí)驗(yàn) 305
9.8 數(shù)控機(jī)床位置檢測(cè)裝置實(shí)驗(yàn) 306
9.9 數(shù)控機(jī)床典型機(jī)械結(jié)構(gòu)拆裝實(shí)驗(yàn) 307
索引 309