机床数控原理与系统内容简介

本书以近年来在数控机床上常用的国内外主流系统最新产品例如：国产的KND100、GSK980、HNC21/22等型数控系统、西门子公司产的SINUMERIK 808D、8282D 、日本FANUC公司产的FANUC 0i-D / 0i mate-D等数控系统为主线，系统介绍了机床数字控制系统的工作原理、系统结构、零件轮廓插补计算、位置与速度的检测反馈、伺服驱动器与伺服电动机、PLC与机床电气控制、典型数控系统产品以及通信接口与系统连接等，全书共分8章。特别是在第8章以西门子808D系统在车床上应用和FANUC 0i-MateMD系统在铣床上应用的数控机床电气控制电路的设计为典型案例，介绍了数控机床电气控制电路的设计思路、步骤与方法以及较完整的电气原理图画法和功能等，从“系统”的角度上，做到识图、懂图，有利于读者进行数控机床的安装、调试与维修工作。

本书力求知识系统化、概念简明化、应用工程化，避免繁琐公式推导，注重理论与实际应用相结合。可作为高职高专院校的数控技术、数控机床维护与检修、机电一体化以及机械制造与自动化等专业教材。也可供从事数控机床运行、维修和操作等工程技术人员培训教材与自学参考书。

第1章 绪论

1.1 机床数控技术概述

1.1.1数控技术、数控系统与数控机床

1.1.2 MC、FMC、FMS、与CIMS现代制造系统

1.2 机床数控系统的组成与功能

1.2.1机床数控系统基本组成

1.2.2 机床数控系统各部分功能

1.3机床数字控制原理

1.3.1 数字控制基本原理

1.3.2刀具轨迹信息的分解

1.4 机床数控系统分类

1.4.1按被控机床运动轨迹分类

1.4.2按可联动轴数分类

1.4.3按伺服驱动系统结构分类

1.4.4按机床数控系统的性能水平分类

1.5数控计算机组成结构和工作流程

1.5.1 数控计算机组成结构概述

1.5.2 数控计算机硬件结构

1.5.3 数控计算机软件结构

1.5.4 数控计算机零件加工程序处理流程

1.5.5 数控计算机功能

1.6 机床数控系统的应用与发展

第1章 小结

第1章 习题

第2章 数控计算机装置工作原理

2.1 数控加工程序输入

2.1.1 输入装置与输入方式

2.1.2 数控加工程序存储

2.2 数控加工程序预处理

2.2.1 数控加工程序译码

2.2.2 数控加工程序诊断

2.2.3 刀具补偿原理

2.2.4 数控加工程序的其他预处理

2.3 轮廓插补原理

2.3.1轮廓插补概述

2.3.2逐点比较法插补

2.3.3数字积分法插补

2.3.4数据采样法插补

第2章 小结

第2章 习题

第3章 数控检测反馈装置

3.1 数控检测反馈装置概述

3.2 机床运动行程检测传感器

3.3 机床运动位移检测传感器

3.3.1 旋转变压器

3.3.2 光电编码器

3.3.3 光栅传感器

3.3.4 其他位移传感器简介

3.4 机床运动速度检测传感器

3.5 机床位置精度测量用激光干涉仪

第3章 小结

第3章 习题

第4章 伺服驱动系统

4.1 伺服驱动系统概述

4.1.1伺服驱动系统基本概念

4.1.2 伺服驱动系统工作原理

4.1.3 伺服驱动系统分类

4.1.4 数控机床对进给伺服驱动系统要求

4.2步进电动机伺服驱动系统

4.2.1步进电动机结构与工作原理

4.2.2 步进电动机主要特性

4.2.3 步进电动机驱动控制电路

4.2.4 开环步进电机伺服驱动系统的控制方法

4.2.5 步进电动机驱动系统在机床数控中应用

4.3 直流电动机伺服驱动系统

4.3.1 直流伺服电动机驱动系统概述

4.3.2 直流伺服电动机结构与工作原理

4.3.3 直流伺服电动机调速方法

4.3.4 直流伺服电动机PWM调速系统在机床数控中的应用

4.4交流电动机伺服驱动系统

4.4.1 交流伺服电动机概述

4.4.2 交流伺服电动机结构与工作原理

4.4.3 交流伺服电动机的变频调速技术

4.4.4 交流伺服电机调速系统在机床数控中应用

4.5伺服驱动运动参数设定与运动误差的补偿

4.5.1 伺服驱动运动参数的设置

4.5.2 伺服进给运动误差的补偿

4.5.3 伺服轴回参考点及参数设置

4.6新型直线电动机伺服驱动系统简介

第4章 小结

第4章 习题

第5章 主轴驱动系统

5.1主轴驱动系统概述

5.1.1 主轴驱动装置结构与作用

5.1.2 数控机床对主轴驱动系统要求

5.1.3 主轴驱动系统基本组成

5.1.4 主轴驱动系统分类与特性

5.2数控系统与典型主轴驱动系统的连接

5.2.1 数控系统与模拟主轴的信号连接

5.2.2 数控系统与串行主轴的信号连接

5.3 主轴分段无级变速与控制

5.3.1主轴分段无级变速与控制

5.3.2 自动换挡控制

5.3.3主轴自动换挡控制时序

5.4 主轴准停控制

5.4.1主轴准停控制概述

5.4.2 机械准停控制

5.4.3 电气准停控制

5.5 新型电主轴驱动系统简介

第5章小结

第5章习题

第6章 数控系统中的PLC控制与应用

6.1 数控系统中PLC的作用与结构

6.2 数控系统中PLC的信息交换与接口

6.3 数控系统中PLC的编程元件指令与应用

6.3.1西门子系统PLC编程元件指令与应用

6.3.2 FAUNC系统PLC编程元件指令与应用

6.4数控系统中PLC顺控程序结构与运行特点

6.5 PLC辅助控制功能控制与典型案例

6.5.1 PLC辅助功能控制概述

6.5.2西门子系统PLC辅助功能控制与典型案例

6.5.3 FAUNC系统PLC辅助功能控制与典型案例

第6章 小结

第6章 习题

第7章 典型机床数控系统通信接口与连接

7.1 典型数控系统产品简介

7.1.1 国产机床数控系统

7.1.2 西门子公司机床数控系统

7.1.3 FAUNC公司机床数控系统

7.2典型数控系统通信接口与系统连接

7.2.1 数控系统通信接口概述

7.2.2 西门子808D系统通信接口与系统连接

7.2.3 西门子828D系统通信接口与系统连

7.2.4 FANUC 0iD/0i MateD系统通信接口与系统连接

第7章 小结

第7章 习题

第8章 数控机床电气控制电路设计与案例

8.1数控机床电气控制电路概述

8.1.1数控机床电气控制电路构成与功能

8.1.2 数控机床电气控制电路图设计要点

8.1.3 抗电磁干扰电路设计

8.2 西门子808D系统CK6140数控车床电气控制电路的设计

8.2.1 CK6140数控车床控制要求

8.2.2 CK6140数控车床设计方案

8.2.3 CK6140数控车床电气控制电路的设计

8.3 FANUC 0iMateD系统XK714A数控铣床电气控制电路的设计

8.3.1 XK714A数控铣床控制要求

8.3.2 XK714A数控铣床设计方案

8.3.3 XK714A数控铣床电气控制电路的设计

第8章小结

第8章习题

参考文献 2100433B

第1章 数控机床的基本知识

1.1 数控机床的产生与发展

1.2 数控机床的组成及工作原理

1.3 数控机床的分类

1.4 数控机床的特点及应用范围

1.5 数控机床的发展趋势

训练题

第2章 数控机床的程序编制

2.1 数控加工程序编制基础

2.2 数控机床的加工工艺及编程步骤

2.3 数控车床的编程

2.4 华中世纪星HNC"para" label-module="para">

2.5 数控铣床及加工中心的编程

2.6 华中世纪星HNC"para" label-module="para">

训练题

第3章 计算机数控系统

3.1 CNC系统的基本构成

3.2 CNC系统（装置）的硬件结构

3.3 CNC系统（装置）的软件结构

3.4 CNC系统（装置）的接口电路

3.5 CNC运动轨迹的插补原理

3.6 CNC系统中的PLC

训练题

第4章 数控机床的位置检测装置

4.1 概述

4.2 光电脉冲编码器

4.3 光栅尺

4.4 直线式感应同步器

4.5 旋转变压器

4.5.1旋转变压器的结构138

4.5.2旋转变压器的工作原理138

4.5.3旋转变压器的典型工作方式139

4.5.4旋转变压器在数控机床中的应用140

训练题140

第5章数控机床进给运动的控制141

5.1概述141

5.1.1数控机床对进给伺服系统的要求141

5.1.2进给伺服系统的组成142

5.1.3进给伺服系统的分类142

5.2步进驱动及开环控制系统144

5.2.1步进电动机的工作原理144

5.2.2步进电动机的驱动电源147

5.2.3步进电动机的进给控制152

5.2.4步进电动机的主要特性及其选择153

5.3直流伺服驱动系统156

5.3.1直流伺服电动机156

5.3.2直流伺服驱动装置159

5.4交流伺服驱动系统161

5.4.1永磁交流同步伺服电机的结构161

5.4.2永磁交流同步伺服电机工作原理162

5.4.3永磁交流同步伺服电机的特性163

训练题164

第6章数控机床主轴运动的控制165

6.1数控机床对主轴驱动系统的要求165

6.2主轴驱动装置的工作原理166

6.2.1主轴驱动装置的特点166

6.2.2直流主轴电动机及驱动装置166

6.2.3交流主轴电动机及驱动装置167

6.3主轴分段无级变速及控制170

6.3.1主轴分段无级变速的概念170

6.3.2主轴分段无级变速的原理170

6.3.3自动变挡的实现171

6.4主轴准停控制173

6.4.1主轴准停控制在数控机床上的作用173

6.4.2机械准停控制173

6.4.3电气准停控制174

训练题177

第7章数控机床的机械结构178

7.1数控车床的机械结构178

7.1.1数控车床的组成与布局178

7.1.2数控车床的分类180

7.1.3数控车床的主传动系统181

7.1.4数控车床的进给传动系统182

7.1.5数控车床的工装夹具185

7.1.6数控车床的刀具186

7.2数控铣床的机械结构188

7.2.1数控铣床的组成与特点188

7.2.2数控铣床的分类189

7.2.3数控铣床的主传动系统190

7.2.4数控铣床的进给传动系统191

7.2.5数控铣床的夹具193

7.2.6数控铣床的刀具194

7.3加工中心的机械结构197

7.3.1加工中心的基础知识197

7.3.2加工中心的分类198

7.3.3加工中心的主传动系统199

7.3.4加工中心的刀具系统201

7.3.5自动换刀装置202

训练题206

第8章数控机床的使用与维修207

8.1数控机床的选用207

8.1.1数控机床的选用原则207

8.1.2数控机床选用的基本要点208

8.2数控机床的调试和验收211

8.2.1数控机床的安装与调试211

8.2.2数控机床的验收212

8.3数控机床的维护与保养215

8.3.1数控机床维护与保养的意义215

8.3.2数控机床的日常保养215

8.4数控机床的故障与排除217

8.4.1数控机床故障诊断的基本知识217

8.4.2数控机床常用的故障诊断技术221

8.4.3数控机床故障的诊断与排除222

训练题226

参考文献227 2100433B