機牀數控技術及應用

《機牀數控技術及應用》為普通高等教育“十一五”國家級規劃教材,是根據高職高專教育機械類專業人才培養目標及規格的要求編寫的。全書共分為8章。第1章簡要介紹數控機牀的特點及加工原理。第2章介紹數控編程的有關內容。第3章詳細講解了計算機數控(cNc)系統的硬、軟件工作原理與應用知識。第4章介紹了各種開、閉環進給驅動裝置及位置檢測元件。第5章介紹數控機牀的主軸驅動,並討論主軸控制中的變速及主軸準停控制。第6章介紹數控機牀的機械結構及特點。第7章講述數控機牀的選用、調試、驗收、維護保養及故障診斷等知識。第8章介紹現代數控系統與機械加工自動化的發展。

《機牀數控技術及應用》可作為高職、高專、成人高校及本科院校舉辦的二級職業技術學院機電類專業教材,也可供應用型高校和企業技術人員選用與參考。 ^[1] 

第1章 緒論

1.1 數控機牀的基本組成及加工原理

1.1.1 數控機牀的產生

1.1.2 計算機數控的概念與發展

1.1.3 數控機牀的基本結構及工作原理

1.2 數控機牀的分類

1.2.1 按加工工藝方法分類

1.2.2 按控制運動的方式分類

1.2.3 按驅動裝置的特點分類

1.3 數控機牀的特點及應用範圍

1.3.1 數控機牀的加工特點

1.3.2 數控機牀的使用特點

1.3.3 數控機牀的應用範圍

複習題

第2章 數控加工的工藝與編程

2.1 數控加工程序編制基礎

2.1.1 穿孔紙帶及代碼

2.1.2 數控機牀的座標軸和運動方向

2.1.3 程序段格式

2.2 數控機牀的加工工藝及編程步驟

2.2.1 工序的劃分

2.2.2 編制加工程序的內容及步驟

2.2.3 零件的安裝和對刀點的確定

2.2.4 確定加工路線

2.2.5 切削用量及刀具的選擇

2.2.6 數值計算

2.3 數控車牀的編程

2.3.1 數控車牀的編程基礎

2.3.2 數控車牀的基本編程功能

2.3.3 數控車牀的基本編程方法

2.3.4 固定循環功能

2.3.5 螺紋切削

2.4 數控銑牀及加工中心的編程

2.4.1 數控銑牀及加工中心的編程基礎

2.4.2 數控銑牀及加工中心的基本編程功能

2.4.3 數控銑牀及加工中心的基本編程方法

2.4.4 刀具補償功能

2.4.5 固定循環

2.4.6 子程序

複習題

第3章 計算機數控系統

3.1 計算機數控((；NC)系統的基本概念

3..微處理器數控(MNC)系統的組成

3.2.1 中央處理單元(CPU)和總線

(BUS)

3.2.2 存儲器(memory)

3.2.3 輸入偷出(I/0)接口電路及相應的外部設備

3.3 CNC系統的硬件結構

3.3.1 單微處理機與多微處理機結構

3.3.2 大板式結構與功能模塊式結構

3.4 CNC系統的軟件

3.4.1 CNC系統軟件的組成與功能

3.4.2 CNC系統軟件的特點和結構

3.5 CNC系統的工作過程

3.5.1 CNC系統的數據段歷程

3.5.2 CNC系統自動工作時的總體流程

3.6 運動軌跡的插補原理

3.6.1 運動軌跡插補的概念

3.6.2 運動軌跡插補的方法

3.6.3 逐點比較法·

3.6.4 DI)A法——數字積分法

3.6.5 數據採樣法

3.7 進給運動的誤差補償

3.7.1 機牀加工零件誤差的來源

3.7.2 螺距誤差補償

3.7.3 反向間隙誤差補償

3.7.4 熱變形補償

3.7.5 其他因素引起的誤差補償

3.8 輔助功能與PLC

3.8.1 可編程序控制器在機牀數控中的應用

3.8.2 M，S，T功能的實現

3.9 FANUC一0系統介紹

3.9.1 FANtJC一0系統的硬件結構

3.9.2 FANI.JC一0系統的軟件結構

3.9.3 F'ANtJC一0系統的伺服結構

複習題

第4章 進給運動的控制

4.1 概述

4.1.1 進給伺服系統

4.1.2 伺服驅動系統的分類

4.1.3 位置伺服驅動系統的開環、閉環

控制

4.2 步進驅動及開環進給控制

4.2.1 步進電動機的工作原理

4.2.2 步進電動機的驅動電源

4.2.3 步進電動機的進給控制

4.2.4 步進電動機的主要特性及其選擇

4.3 位置檢測裝置

4.3.1 位置檢測元件的分類及要求

4.3.2 光電編碼器

4.3.3 光柵尺

4.3.4 直線感應同步器

4.4 直流、交流伺服驅動裝置

4.4.1 直流伺服驅動裝置

4.4.2 交流伺服驅動裝置

4.4.3 進給伺服電動機的選用

4.5 進給運動閉環位置控制

4.5.1 閉環位置控制的概念

4.5.2 閉環位置控制的實現

4.5.3 位置控制迴路的數學模型

4.6 閉環位置控制系統的性能分析

4.6.1 定位過程的誤差分析

4.6.2 直線插補輪廓誤差分析

4.6.3 圓弧插補輪廓誤差分析

4.6.4 拐角輪廓誤差分析

4.7 進給傳動機構對位置控制特性的影響

4.7.1 機械傳動機構的基本要求

4.7.2 傳動剛度與阻尼對位置控制特性的影響

4.7.3 傳動間隙和慣量對位置控制特性的影響

複習題

第5章 主軸驅動及控制

5.1 概述

5.2 主軸驅動裝置的工作原理

5.2.1 主軸驅動裝置的特點

5.2.2 交流主軸電動機

5.2.3 交流主軸驅動裝置

5.2.4 交流主軸驅動特性曲線

5.3 主軸分段無級調速及控制

5.3.1 概述

5.3.2 自動變擋控制

5.3.3 自動變擋的實現

5.4 主軸準停控制

5.4.1 概述

5.4.2 機械準停控制

5.4.3 電氣準停控制

複習題

第6章 數控機牀的機械結構與特點

6.1 數控機牀的結構要求

6.1.1 數控機牀機械結構的主要組成

6.1.2 數控機牀機械結構的特點和要求

6.2 數控機牀的主傳動及主軸部件

6.2.1 數控機牀主傳動系統的要求

6.2.2 主軸的傳動方式

6.2.3 主軸組件

6.2.4 主軸的進給功能和主軸準停功能

6.2.5 主軸組件的潤滑與密封

6.3 數控機牀的進給傳動機構

6.3.1 進給系統概述

6.3.2 傳動齒輪的消隙

6.3.3 聯軸器

6.3.4 絲槓螺母副

6.3.5 導軌

6.3.6 工作台

6.4 自動換刀裝置

6.4.1 自動換刀裝置的分類

6.4.2 刀庫

6.4.3 機械手

6.4.4 加工中心主軸上刀具的夾緊機構

6.5 其他輔助裝置

6.5.1 數控機牀的液壓和氣動系統

6.5.2 排屑裝置

6.6 數控機牀實例

6.6.1 數控車牀

6.6.2 加工中心

6.6.3 數控磨牀

6.6.4 數控齒輪加工機牀

6.6.5 數控電加工機牀

複習題

第7章 數控機牀的選用、驗收與維修

7.1 數控機牀的選用

7.1.1 數控機牀選用的原則

7.1.2 數控機牀選用的基本要點

7.2 數控機牀的調試和驗收

7.2.1 數控機牀的安裝調試

7.2.2 數控機牀的驗收

7.3 數控機牀的維護與保養

7.3.1 預防性維護

7.3.2 設備的日常保養

7.4 CNC系統的可靠性和故障診斷技術

7.4.1 系統可靠性及故障的基本概念

7.4.2 影響可靠性的因素

7.4.3 提高可靠性的方法與措施

7.4.4 故障診斷的方法

7.5 數控機牀故障的判斷與排除

7.5.1 數控機牀故障處理的原則

7.5.2 數控機牀的機械故障及排除

7.5.3 CNC裝置的故障

7.5.4 進給伺服系統的故障

7.5.5 主軸控制單元的故障

7.5.6 維修實例

複習題

第8章 數控技術的發展與機械加工

自動化

8.1 數控技術的發展

8.1.1 概述

8.1.2 幾種主要CNC系統介紹

8.1.3 數控機牀的發展

8.2 機械加工自動化

8.2.1 機械加工發展的新趨勢

8.2.2 柔性製造系統(FMS)

8.2.3 計算機集成製造系統(CIMS)

複習題

參考文獻