了得網工業技術_現代數控機床及控制

編輯推薦

《現代數控機床及控制》是“現代機電一體化技術叢書”之一。本叢書由國內研究機電一體化先進技術的多位專家編寫，本分冊介紹了現代數控機床中的光學、電氣、機械、信息處理繫統。國內鮮有同類機電一體化應用技術性圖書。

內容簡介

本書是“現代機電一體化技術叢書”之一。現代數控機床是典型的機電一體化加工設備，本書較為詳細地闡述和分析了現代數控機床中的光學、電氣、機械、控制和信息處理繫統，介紹了現代數控機床及控制方面的**內容和發展，內容涉及數控機床的計算機數字控制繫統、進給伺服繫統、機械繫統、數控刀具及其工具繫統、加工信息處理及程序編制，以及基於VERICUT的虛擬數控加工仿真和典型數控加工機床等。

本書內容全面新穎、邏輯性強，可供從事機電一體化應用和數控機床的技術人員參考，亦可作為高等工科院校的相關專業學生的課程教材或參考書。

第1章現代數控機床概述 /001

1.1數控機床簡介/001

1.1.1基本概念/001

1．1.2數控機床的特點/002

1.2數控機床的工作原理及組成/003

1.2.1數控機床的工作原理/003

1.2.2數控機床的組成/003
第1章現代數控機床概述 /001

1.1數控機床簡介/001

1.1.1基本概念/001

1．1.2數控機床的特點/002

1.2數控機床的工作原理及組成/003

1.2.1數控機床的工作原理/003

1.2.2數控機床的組成/003

1.3數控機床的分類/005

1.3.1按工藝用途分類/005

1.3.2按運動軌跡分類/005

1.3.3按伺服控制繫統分類/007

1.3.4按數控繫統的功能水平分類/008

1.4現代數控機床的發展/009

1.4.1數控技術的產生與發展/009

1.4.2直接數字控制繫統/010

1.4.3柔性及柔性制造繫統/011

1.4.4計算機集成制造繫統/013

1.5現代數控機床的發展趨勢/014

第2章數控機床的計算機數字控制繫統/019

2.1概述/019

2.1.1CNC繫統的組成/019

2.1.2CNC裝置的功能/020

2.2計算機數字控制裝置的硬件結構/021

2.2.1單微處理器結構/021

2.2.2多微處理器結構/023

2.2.3專用型結構數控裝置和通用型結構數控裝置/025

2.2.4開放式數控繫統/025

2.3計數機數字控制裝置的軟件結構/027

2.3.1CNC裝置的軟件組成/028

2.3.2CNC繫統軟件的工作過程/028

2.3.3計算機數字控制繫統的軟件結構特點/028

2.4數控機床的可編程控制器/031

2.4.1概述/031

2.4.2PLC的原理/031

2.4.3數控機床中PLC的功能/033

2.5數控插補原理/034

2.5.1逐點比較法/034

2.5.2數字積分法/038

2.5.3數據采樣插補法/042

2.6刀具補償原理/044

2.6.1刀具長度補償/044

2.6.2刀具半徑補償/045

第3章數控機床的進給伺服繫統/052

3.1數控機床的進給伺服繫統的組成和分類/052

3.1.1進給伺服繫統的組成/052

3.1.2數控機床進給伺服繫統的分類/052

3.1.3數控機床對進給伺服繫統的要求/055

3.2數控機床伺服進給繫統的伺服驅動裝置/056

3.2.1步進電動機/056

3.2.2直流伺服電動機/057

3.2.3交流伺服電動機及其速度控制/062

3.3位置檢測裝置/067

3.3.1概述/067

3.3.2旋轉變壓器/069

3.3.3感應同步器/070

3.3.4光電編碼器/073

3.3.5光柵/076

3.3.6磁尺/079

3.3.7激光在機床位置檢測上的應用/81

3.4典型進給伺服繫統/083

3.4.1步進電動機開環伺服繫統/083

3.4.2閉環進給位置伺服繫統/084

3.4.3半閉環進給伺服繫統/087

3.5全數字伺服繫統/088

3.5.1全數字伺服繫統的特點/088

3.5.2前饋控制簡介/089

3.5.3全數字伺服繫統舉例/90

第4章數控機床的機械繫統 /093

4.1概述/093

4.1.1數控機床機械結構特點/093

4.1.2數控機床的總體布局/093

4.2數控機床主傳動繫統/095

4.2.1數控機床對主傳動繫統的基本要求/095

4.2.2數控機床主傳動的特點/096

4.2.3主傳動變速方式/096

4.2.4主軸部件/098

4.3數控機床進給傳動繫統/105

4.3.1概述/106

4.3.2齒輪傳動副/106

4.3.3滾珠絲杠螺母副/108

4.3.4靜壓蝸杆蝸條副和齒輪齒條副/111

4.3.5導軌/112

4.4自動換刀機構/121

4.4.1自動換刀裝置/121

4.4.2刀庫/123

4.4.3刀具交換裝置/125

4.5數控機床回轉工作臺/126

4.5.1概述/126

4.5.2數控回轉工作臺/126

4.5.3分度工作臺/127

第5章數控刀具及其工具繫統 /131

5.1概述/131

5.1.1數控刀具特點/132

5.1.2數控刀具的分類/132

5.2數控刀具的工具繫統/135

5.2.1數控機床工具繫統的組成/135

5.2.2車削類數控工具繫統 /135

5.2.3鏜銑類數控工具繫統/137

5.3數控刀具材料/142

5.3.1高速鋼/144

5.3.2硬質合金/144

5.3.3陶瓷/145

5.3.4立方氮化硼/147

5.3.5金剛石/148

5.4刀具塗層技術/149

5.4.1塗層技術的種類/150

5.4.2刀具塗層材料/150

5.5數控加工刀具的選擇原則/153

5.6數控刀具的切削用量選擇/154

5.7數控刀具的換刀裝置/154

5.7.1換刀裝置的基本形式/154

5.7.2自動換刀裝置/155

5.7.3刀具尺寸預調/156

5.7.4刀具的識別/157

第6章數控機床的加工信息處理及程序編制/160

6.1數控機床的信息處理/160

6.1.1輸入方式/160

6.1.2信息處理/160

6.1.3信息輸出/161

6.2數控編程的內容與步驟/161

6.2.1數控機床程序編制的方法/162

6.2.2數控加工的工藝分析 /163

6.3數控程序的編制/165

6.3.1數控程序編制的國際標準和國家標準/165

6.3.2數控加工程序段格式和程序結構 /166

6.3.3數控機床的坐標繫/166

6.3.4數控機床的*小設定單位 /169

6.3.5數控加工程序常用的編程指令/169

6.4自動數控編程/169

6.4.1自動編程概述/169

6.4.2數控語言編程/170

6.4.3圖形交互自動編程/171

6.4.4語音式自動編程/172

6.4.5實物模型式自動編程/172

6.5STEPNC簡介/172

6.5.1STEP-NC研究現狀及展望/173

6.5.2STEP標準的體繫結構及特點/175

6.5.3STEP-NC對CNC繫統的影響/179

6.5.4STEP-NC產品數據模型和編程/180

6.5.5相關的輔助軟件介紹/184

6.5.6STEP-NC的實施/185

第7章基於VERICUT的虛擬數控加工仿真/188

7.1概述/188

7.1.1VERICUT模塊功能/188

7.1.2VERICUT軟件工作界面/190

7.1.3VERICUT機床仿真加工工作過程/192

7.1.4VERICUT的機床構建/193

7.2基於VERICUT的數控銑削仿真/194

7.2.1構建一個三軸銑的機床/194

7.2.2數控銑削加工仿真/201

7.3基於VERICUT的數控車削仿真/206

7.3.1構建一個二軸運動的車床模型/206

7.3.2數控車削加工仿真/207

7.4基於VERICUT的五軸數控加工仿真/211

7.4.1構建一個五軸機床/211

7.4.2五軸數控加工仿真/212

第8章典型數控加工機床/219

8.1CJK6240數控車床/219

8.2XK5025數控銑床/223

8.3XHK716立式加工中心/227

8.4NCUTME30型數控雕銑機/234

8.5數控五軸聯動激光加工機/237

參考文獻/244

前言

機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的繫統的總稱。機電一體化是微電子技術、計算機技術、信息技術與機械技術的相互交叉與融合，是諸多高新技術產業和高新技術裝備的基礎。機電一體化產品是集機械、微電子、自動控制和通信技術於一體的高科技產品，具有很高的功能和附加值。
目前，國際上產業結構的調整使得各個行業不斷融合和協調發展。作為機械與電子相結合的復合產業，機電一體化以其特有的技術帶動性、融合性和普適性，受到了國內外科技界、企業界和政府部門的特別關注，它將在提升傳統產業的過程中，帶來高度的創新性、滲透性和增值性，成為未來制造業的支柱。我國已經將發展機電一體化技術列為重點高新科技發展項目，機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的繫統的總稱。機電一體化是微電子技術、計算機技術、信息技術與機械技術的相互交叉與融合，是諸多高新技術產業和高新技術裝備的基礎。機電一體化產品是集機械、微電子、自動控制和通信技術於一體的高科技產品，具有很高的功能和附加值。

目前，國際上產業結構的調整使得各個行業不斷融合和協調發展。作為機械與電子相結合的復合產業，機電一體化以其特有的技術帶動性、融合性和普適性，受到了國內外科技界、企業界和政府部門的特別關注，它將在提升傳統產業的過程中，帶來高度的創新性、滲透性和增值性，成為未來制造業的支柱。我國已經將發展機電一體化技術列為重點高新科技發展項目，機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。

隨著機電一體化技術的不斷發展，各個行業的技術人員對其興趣和需求也與日俱增。但到目前為止，國內還鮮有將光機電一體化技術作為一個整體技術門類來介紹和論述的書籍, 這與其方興未艾的發展勢頭形成了巨大反差。有鋻於此，由北方工業大學、東華大學、上海交通大學和北京聯合大學聯合編寫“現代機電一體化技術叢書”，旨在適時推出一套機電一體化技術基本知識和應用實例的科技叢書，滿足科研設計單位、企業及高等院校的科研和教學需求，為有關技術人員在開發機電一體化產品時，提供從產品造型、功能、結構、材料、傳感測量到控制等諸方面有價值的參考資料。

本叢書共十二種，包括《機電一體化繫統分析、設計與應用》、《機電一體化繫統軟件設計與應用》、《機電一體化繫統接口技術及工程應用》、《機電一體化繫統設計及典型案例分析》、《光電子技術及其應用》、《現代傳感器及工程應用》、《微機電繫統及工程應用》、《光機電一體化技術產品典型實例：工業》、《光機電一體化技術產品典型實例：民用》、《現代數控機床及控制》、《樓宇設備控制及應用實例》、《服務機器人》。

叢書的基本特點，一是內容新穎，力求及時地反映機電一體化技術在國內外的**進展和作者的有關研究成果；二是繫統全面，分門別類地歸納總結機電一體化技術的基本理論和在國民經濟各個領域的應用實例，重點介紹了機電一體化技術的工程應用和實現方法，許多內容，如樓宇自動門的專門論述，尚屬國內首次；三是深入淺出，重點突出，理論聯繫實際，既有一定的深度，又注重實用性，力求滿足不同層次讀者的需求，適合工程技術人員閱讀和高校機械類專業教學的需要。

由於本叢書涉及內容廣泛，相關技術發展迅速，加之作者水平有限，時間緊促，書中不妥之處在所難免，懇請專家、學者和讀者不吝指教為盼！

“現代機電一體化技術叢書”編委會

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