现代数控机床及控制

第1章现代数控机床概述 /001

1.1数控机床简介/001

1.1.1基本概念/001

1．1.2数控机床的特点/002

1.2数控机床的工作原理及组成/003

1.2.1数控机床的工作原理/003

1.2.2数控机床的组成/003

1.3数控机床的分类/005

1.3.1按工艺用途分类/005

1.3.2按运动轨迹分类/005

1.3.3按伺服控制系统分类/007

1.3.4按数控系统的功能水平分类/008

1.4现代数控机床的发展/009

1.4.1数控技术的产生与发展/009

1.4.2直接数字控制系统/010

1.4.3柔性制造单元及柔性制造系统/011

1.4.4计算机集成制造系统/013

1.5现代数控机床的发展趋势/014

第2章数控机床的计算机数字控制系统/019

2.1概述/019

2.1.1CNC系统的组成/019

2.1.2CNC装置的功能/020

2.2计算机数字控制装置的硬件结构/021

2.2.1单微处理器结构/021

2.2.2多微处理器结构/023

2.2.3专用型结构数控装置和通用型结构数控装置/025

2.2.4开放式数控系统/025

2.3计数机数字控制装置的软件结构/027

2.3.1CNC装置的软件组成/028

2.3.2CNC系统软件的工作过程/028

2.3.3计算机数字控制系统的软件结构特点/028

2.4数控机床的可编程控制器/031

2.4.1概述/031

2.4.2PLC的原理/031

2.4.3数控机床中PLC的功能/033

2.5数控插补原理/034

2.5.1逐点比较法/034

2.5.2数字积分法/038

2.5.3数据采样插补法/042

2.6刀具补偿原理/044

2.6.1刀具长度补偿/044

2.6.2刀具半径补偿/045

第3章数控机床的进给伺服系统/052

3.1数控机床的进给伺服系统的组成和分类/052

3.1.1进给伺服系统的组成/052

3.1.2数控机床进给伺服系统的分类/052

3.1.3数控机床对进给伺服系统的要求/055

3.2数控机床伺服进给系统的伺服驱动装置/056

3.2.1步进电动机/056

3.2.2直流伺服电动机/057

3.2.3交流伺服电动机及其速度控制/062

3.3位置检测装置/067

3.3.1概述/067

3.3.2旋转变压器/069

3.3.3感应同步器/070

3.3.4光电编码器/073

3.3.5光栅/076

3.3.6磁尺/079

3.3.7激光在机床位置检测上的应用/81

3.4典型进给伺服系统/083

3.4.1步进电动机开环伺服系统/083

3.4.2闭环进给位置伺服系统/084

3.4.3半闭环进给伺服系统/087

3.5全数字伺服系统/088

3.5.1全数字伺服系统的特点/088

3.5.2前馈控制简介/089

3.5.3全数字伺服系统举例/90

第4章数控机床的机械系统 /093

4.1概述/093

4.1.1数控机床机械结构特点/093

4.1.2数控机床的总体布局/093

4.2数控机床主传动系统/095

4.2.1数控机床对主传动系统的基本要求/095

4.2.2数控机床主传动的特点/096

4.2.3主传动变速方式/096

4.2.4主轴部件/098

4.3数控机床进给传动系统/105

4.3.1概述/106

4.3.2齿轮传动副/106

4.3.3滚珠丝杠螺母副/108

4.3.4静压蜗杆蜗条副和齿轮齿条副/111

4.3.5导轨/112

4.4自动换刀机构/121

4.4.1自动换刀装置/121

4.4.2刀库/123

4.4.3刀具交换装置/125

4.5数控机床回转工作台/126

4.5.1概述/126

4.5.2数控回转工作台/126

4.5.3分度工作台/127

第5章数控刀具及其工具系统 /131

5.1概述/131

5.1.1数控刀具特点/132

5.1.2数控刀具的分类/132

5.2数控刀具的工具系统/135

5.2.1数控机床工具系统的组成/135

5.2.2车削类数控工具系统 /135

5.2.3镗铣类数控工具系统/137

5.3数控刀具材料/142

5.3.1高速钢/144

5.3.2硬质合金/144

5.3.3陶瓷/145

5.3.4立方氮化硼/147

5.3.5金刚石/148

5.4刀具涂层技术/149

5.4.1涂层技术的种类/150

5.4.2刀具涂层材料/150

5.5数控加工刀具的选择原则/153

5.6数控刀具的切削用量选择/154

5.7数控刀具的换刀装置/154

5.7.1换刀装置的基本形式/154

5.7.2自动换刀装置/155

5.7.3刀具尺寸预调/156

5.7.4刀具的识别/157

第6章数控机床的加工信息处理及程序编制/160

6.1数控机床的信息处理/160

6.1.1输入方式/160

6.1.2信息处理/160

6.1.3信息输出/161

6.2数控编程的内容与步骤/161

6.2.1数控机床程序编制的方法/162

6.2.2数控加工的工艺分析 /163

6.3数控程序的编制/165

6.3.1数控程序编制的国际标准和国家标准/165

6.3.2数控加工程序段格式和程序结构 /166

6.3.3数控机床的坐标系/166

6.3.4数控机床的*小设定单位 /169

6.3.5数控加工程序常用的编程指令/169

6.4自动数控编程/169

6.4.1自动编程概述/169

6.4.2数控语言编程/170

6.4.3图形交互自动编程/171

6.4.4语音式自动编程/172

6.4.5实物模型式自动编程/172

6.5STEPNC简介/172

6.5.1STEP-NC研究现状及展望/173

6.5.2STEP标准的体系结构及特点/175

6.5.3STEP-NC对CNC系统的影响/179

6.5.4STEP-NC产品数据模型和编程/180

6.5.5相关的辅助软件介绍/184

6.5.6STEP-NC的实施/185

第7章基于VERICUT的虚拟数控加工仿真/188

7.1概述/188

7.1.1VERICUT模块功能/188

7.1.2VERICUT软件工作界面/190

7.1.3VERICUT机床仿真加工工作过程/192

7.1.4VERICUT的机床构建/193

7.2基于VERICUT的数控铣削仿真/194

7.2.1构建一个三轴铣的机床/194

7.2.2数控铣削加工仿真/201

7.3基于VERICUT的数控车削仿真/206

7.3.1构建一个二轴运动的车床模型/206

7.3.2数控车削加工仿真/207

7.4基于VERICUT的五轴数控加工仿真/211

7.4.1构建一个五轴机床/211

7.4.2五轴数控加工仿真/212

第8章典型数控加工机床/219

8.1CJK6240数控车床/219

8.2XK5025数控铣床/223

8.3XHK716立式加工中心/227

8.4NCUTME30型数控雕铣机/234

8.5数控五轴联动激光加工机/237

参考文献/244