机床数控技术及应用

1.1  数控技术的基本概念                             1  
1.2  数控机床的组成                             2
1.2.1  机床本体                             2
1.2.2  数控系统                             3
1.2.3  外围系统                             4  
1.3  数控机床的特点及分类                             4
1.3.1  数控机床的特点                             4
1.3.2  数控机床的分类                             5  
1.4  数控机床的应用范围                             10  
1.5  数控技术的发展趋势                             11  
习题与思考题                             12
第2章  数控机床加工程序的编制                             13  
2.1  数控编程基础                             13
2.1.1  数控编程的概念                             13
2.1.2  数控编程的内容和步骤                             14
2.1.3  数控编程的方法                             15
2.1.4  数控机床坐标轴和运动方向                             15  
2.2  数控编程的常用指令与格式                             19
2.2.1  程序编制的标准与代码                             19
2.2.2  数控程序的结构与格式                             20  
2.3  数控加工手工编程                             24
2.3.1  数控加工手工编程的工艺处理                             24
2.3.2  常用数控加工基本指令介绍                             31
2.3.3  程序编制实例                             38  
2.4  数控加工自动编程概述                             45
2.4.1  自动编程方法                             45
2.4.2  自动编程系统的信息处理过程                             46
2.4.3  典型CAD/CAM软件介绍                             49  
习题与思考题                             51
第3章  计算机数控系统（CNC系统）                             53  
3.1  概述                             53
3.1.1  CNC系统的组成                             53
3.1.2  CNC系统的功能和一般工作过程                             53  
3.2  CNC系统的硬件结构                             58
3.2.1  单CPU结构CNC系统                             58
3.2.2  多CPU结构CNC系统                             60  
3.3  CNC系统的软件结构                             61
3.3.1  CNC系统控制软件的结构特点                             62
3.3.2  CNC系统的软件结构模式                             65  
3.4  CNC系统的输入/输出与通信                             71
3.4.1  CNC装置的输入/输出和通信要求                             71
3.4.2  CNC系统常用外部设备及接口                             72  
3.5  开放式CNC系统                             80
3.5.1  CNC系统的发展                             80
3.5.2  开放式数控系统的结构                             81
3.5.3  开放式CNC系统的主要特点                             82  
3.6  CNC装置的插补原理                             83
3.6.1  概述                             83
3.6.2  典型插补方法的工作原理及运算                             85  
3.7  CNC系统的刀具补偿原理                             96
3.7.1  刀具半径补偿                             97
3.7.2  刀具长度补偿                             99  
习题与思考题                             99
第4章  数控机床的伺服系统                             101  
4.1  概述                             101  
4.2  步进电动机及驱动电路                             104
4.2.1  步进电动机的分类和工作原理                             105
4.2.2  步进电动机的主要特性及参数                             108
4.2.3  步进电动机的驱动控制                             110
4.2.4  步进电动机伺服系统的功率驱动                             111  
4.3  直流伺服电动机                             113
4.3.1  直流伺服电动机的结构特点                             113
4.3.2  直流伺服电动机的调速方式                             114  
4.4  交流伺服电动机                             116
4.4.1  交流伺服电动机的结构                             116
4.4.2  交流伺服电动机的工作原理                             116  
4.5  直线伺服电动机传动                             118
4.5.1  直线伺服电动机的发展                             118
4.5.2  直线伺服电动机的工作原理                             119
4.5.3  直线伺服电动机的应用及特性                             120  
习题与思考题                             123
第5章  数控机床的位置检测装置                             124  
5.1  位置检测装置的作用与要求                             124  
5.2  位置检测装置的测量方式                             124  
5.3  脉冲编码器                             125
5.3.1  增量式光电编码器                             125
5.3.2  绝对式脉冲编码器                             127
5.3.3  脉冲编码器在数控机床中的应用                             128  
5.4  光栅                             129
5.4.1  光栅的工作原理                             129
5.4.2  光栅的分类                             131
5.4.3  光栅的主要特点                             132  
5.5  磁栅                             134  
5.6  旋转变压器                             135
5.6.1  旋转变压器的结构                             135
5.6.2  旋转变压器的工作原理                             136
5.6.3  旋转变压器的应用                             137  
5.7  感应同步器                             138
5.7.1  感应同步器的结构和特点                             138
5.7.2  感应同步器的工作原理                             139  
习题与思考题                             140
第6章  数控机床的机械结构                             142  
6.1  概述                             142  
6.2  数控机床的主传动系统                             143
6.2.1  对主传动系统的要求                             143
6.2.2  主传动系统的变速方式                             143
6.2.3  齿轮传动系统的总传动比及其分配                             148
6.2.4  主轴部件                             150  
6.3  进给传动机构                             154
6.3.1  对进给传动系统的要求                             154
6.3.2  联轴器                             155
6.3.3  消除间隙的齿轮传动结构                             156
6.3.4  滚珠丝杠螺母副                             158  
6.4  数控机床的自动换刀系统                             170
6.4.1  自动换刀装置的形式                             170
6.4.2  带刀库的自动换刀系统                             174  
6.5  刀具交换装置                             180  
6.6  数控机床的其它装置                             183
6.6.1  数控回转工作台                             183
6.6.2  分度工作台                             184
6.6.3  排屑装置                             187
6.6.4  机床导轨                             189
6.6.5  支承件                             199  
习题与思考题                             206
第7章  数控机床的选用与维护                             207  
7.1  数控机床的选型                             207
7.1.1  被加工工件的确定                             207
7.1.2  机床规格的选择                             207
7.1.3  机床精度的选择                             207
7.1.4  自动换刀装置和刀库容量的选择                             208
7.1.5  数控系统的选择                             209
7.1.6  加工节拍与机床台数估算                             209  
7.2  数控机床的安装与调试                             209
7.2.1  加工中心的安装                             210
7.2.2  加工中心的调试                             215
7.2.3  机床的试运行                             218
7.2.4  机床性能检测                             219
7.2.5  数控功能检测                             220  
7.3  数控机床的验收                             221
7.3.1  机床几何精度检测                             221
7.3.2  机床定位精度检测                             221  
7.4  数控机床的维护                             225
7.4.1  数控机床使用中应注意的问题                             225
7.4.2  数控系统的维护                             226
7.4.3  机械部件的维护                             227
7.4.4  数控机床的日常维护保养                             228  
7.5  数控机床的故障诊断与维修                             235
7.5.1  数控机床维修的基本概念与管理                             235
7.5.2  故障诊断的基本概念及分类                             235
7.5.3  数控机床的故障诊断与维修                             236  
习题与思考题                             238
附录                             239  
附录1  数控系统常用术语中英文对照                             239  
附录2  数控机床常用术语中英文对照                             242
参考文献                             248