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第一章 机床数控技术概述 1

第一节 机床数字控制的基本概念 1

一、什么是机床的数字控制技术 1

二、机床数字控制的原理 1

三、数控机床及加工特点 2

第二节 数控机床的组成及分类 3

一、数控机床的组成 3

二、数控机床的分类 4

第三节 机床数控技术的发展 7

一、数字控制技术与数控机床的产生和发展 7

二、我国数控技术发展概况 8

三、机床数控技术的发展趋势 8

第四节 实现数控机床的有关规定 9

一、数控机床程序编制的有关规定 9

二、数控机床的坐标和运动方向的确定 12

本章 小结 12

习题一 13

第二章 计算机数控系统 14

第一节 概述 14

一、CNC系统的组成 14

二、CNC装置的结构 14

三、CNC装置的工作过程 15

四、数控系统的分类 15

五、计算机数控系统的特点 16

第二节 计算机数控系统的基本原理 17

一、零件的程序输入 17

二、数控加工程序的译码 17

三、刀具半径补偿 18

四、刀具长度补偿 21

五、速度计算 22

六、位置控制原理 24

七、误差补偿原理 25

八、加减速控制 27

第三节 插补原理 31

一、插补的基本概念 31

二、对插补器的基本要求 32

三、插补方法的分类 32

四、逐点比较法 33

五、数字积分法 38

六、数字脉冲乘法器 45

七、数据采样插补 45

第四节 计算机数控系统的硬件结构 48

一、经济型数控系统硬件结构 48

二、标准型数控系统硬件 59

第五节 计算机数控系统软件结构 66

一、经济型数控系统软件 66

二、标准型数控系统软件 70

第六节 典型计算机数控系统介绍 71

一、概述 71

二、FANUC数控系统6 72

本章 小结 78

习题二 79

第三章 数控机床的进给伺服系统 81

第一节 概述 81

一、伺服系统的组成 81

二、对进给伺服系统的基本要求 81

三、伺服系统的分类 83

第二节 开环进给伺服系统 84

一、步进电动机的组成、特点及分类 84

二、步进电动机的工作原理、主要参数及特性 85

三、步进电动机的驱动与控制 88

第三节 直流伺服驱动控制 92

一、直流伺服电动机的基本结构及 92

工作原理 92

二、直流伺服电动机的类型及特点 93

三、直流伺服电动机的速度控制 93

第四节 交流伺服电动机 98

一、交流伺服电动机 98

二、同步交流电动机的速度控制 99

第五节 进给系统的机械传动部件 101

一、数控机床对进给系统机械部分的基本要求 101

二、进给传动系统的典型机构 102

第六节 闭环系统与驱动装置的信号连接 108

一、位置比较实现的方式 109

二、速度控制信号的实现方式 110

第七节 进给运动参数的设置 110

一、进给运动控制参数的设置 110

二、坐标轴的零点与参考点的设置 114

本章 小结 118

习题三 118

第四章 主轴驱动及控制 120

第一节 概述 120

一、对主轴驱动的要求 120

二、主轴驱动装置及其工作特性 122

第二节 主轴驱动的速度控制 123

一、直流主轴速度控制 123

二、交流主轴速度控制 125

三、主轴分段无级变速及控制 130

第三节 主轴部件 133

第四节 主轴驱动装置与数控装置的信号连接 135

一、主轴转速指定信号及连接 135

二、其他开关量控制信号及连接 135

本章 小结 138

习题四 140

第五章 数控机床辅助控制 141

第一节 概述 141

一、PLC的结构与特点 141

二、PLC的基本编程方法 143

第二节 数控机床PLC控制 144

一、数控机床PLC的分类 144

二、PLC与外部的信息交换 147

第三节 M、S、T功能的实现 147

一、典型PLC的介绍 147

二、M、S、T功能的实现 152

第四节 数控机床的其他辅助装置 160

一、润滑装置 160

二、自动排屑装置 163

本章 小结 165

习题五 165

第六章 典型数控机床 166

第一节 数控车床 166

一、数控车床的功能与分类 166

二、数控车床的典型结构 167

第二节 数控铣床 173

一、数控铣床功能与分类 173

二、数控铣床的典型结构 174

第三节 数控加工中心机床 179

一、数控加工中心机床的功能与分类 179

二、自动换刀装置 180

三、对刀仪 186

四、立式加工中心 187

五、卧式加工中心 188

第四节 电加工机床 188

一、数控电火花成形加工机床 188

二、数控电火花线切割机床 190

本章 小结 194

习题六 194

第七章 数控机床的总体设计 195

第一节 数控机床的结构设计 195

一、数控机床结构设计的要求 195

二、提高机床的结构刚度 196

三、提高机床的抗震性 200

四、提高低速进给运动的平稳性和运动精度 202

五、减少机床的热变形 204

第二节 数控机床的总体布局 205

一、总布局与工件形状、尺寸和重量的关系 205

二、运动分配与部件的布局 206

三、总布局与机床的结构性能 207

四、自动换刀数控卧式镗铣床的总布局 209

五、机床的使用要求与总布局 210

六、数控机床总布局的其他趋向 211

第三节 数控机床各单元的连接 211

一、总体概要 211

二、操作单元与CNC单元的互联 211

三、CNC及PLC与伺服单元的连接 212

四、PLC与主轴单元的连接 213

五、电气控制单元的连接 214

六、华中Ⅰ型数控单元外部连接详图 214

第四节 普通机床的数控化改造 214

一、机床数控改造的条件 214

二、机床改造的主要类型 215

三、机床数控化的改造 215

本章 小结 218

习题七 218

第八章 机床数控技术应用 219

第一节 数控机床的故障诊断与维修 219

一、数控机床维修概述 219

二、数控机床的故障诊断 222

三、数控机床的故障维修 223

四、现场维修注意事项 227

第二节 数控机床的选用 228

一、数控机床的选型 228

二、加工中心的使用技术 231

第三节 数控机床的安装与调试 235

一、机床的安装 235

二、数控机床的试车调试 237

第四节 数控机床的检测、验收与管理 238

一、机床外观的检查 239

二、机床几何精度的检查 239

三、机床定位精度的检查 240

四、机床切削精度的检查 241

五、机床性能及数控系统性能检查 242

六、数控机床的管理 244

第五节 数控机床的通信和网络技术 244

一、数据通信的基本概念 244

二、网络标准与协议 247

三、现场总线接口 251

本章 小结 252

习题八 252

参考文献 253