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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672

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