数控机床与数控系统

第1章　数控机床概述 1

1.1　数控机床的发展 2

1.1.1　数控机床的发展过程 2

1.1.2　数控机床的发展趋势 2

1.2　数控机床的组成与特点 3

1.2.1　数控机床的组成 3

1.2.2　数控机床的特点 5

1.3 数控机床的分类 5

1.3.1　按机床用途分类 5

1.3.2　按加工工艺方法分类 7

1.3.3　按伺服控制方式分类 7

1.3.4　按运动轨迹分类 9

1.3.5　按控制的联动坐标轴数不同分类 10

1.3.6　按功能水平分类 11

1.4　数控机床的发展技术水平 11

1.4.1　柔性制造单元 11

1.4.2　柔性制造生产线 13

1.4.3　柔性制造系统 13

1.4.4　直接数字控制或分布数字控制 15

1.4.5　计算机集成制造系统 16

本章小结 19

思考与练习 19

第2章　数控机床的机械传动结构 21

2.1　概述 21

2.1.1　数控机床机械结构的特点 21

2.1.2　数控机床机械结构的基本要求 22

2.2　数控机床的主传动系统 27

2.2.1　主传动方式 27

2.2.2　主轴部件的结构 28

2.2.3　主轴部件的支承 29

2.2.4　主轴的准停装置 31

2.2.5　自动换刀装置 32

2.3　数控机床的进给传动系统 34

2.3.1　齿轮传动副 34

2.3.2　滚珠丝杠螺母副 36

2.3.3　齿轮齿条副 39

2.3.4　回转工作台 39

2.4　数控机床的导轨 45

2.4.1　带有塑料层的滑动导轨 45

2.4.2　滚动导轨 46

2.4.3　静压导轨 47

2.5　数控机床的自动换刀装置 48

2.5.1　自动换刀装置 48

2.5.2　刀库 51

2.5.3　刀具交换装置 52

本章小结 52

思考与练习 52

第3章　计算机数控系统 55

3.1　数控系统的组成与基本原理 55

3.1.1　数控系统的组成 55

3.1.2　数控系统的特点 57

3.1.3　数控系统的基本原理 58

3.2　数控系统的硬件结构 58

3.2.1　数控系统的硬件类型 58

3.2.2　单机或主从结构模块的硬件介绍 58

3.2.3　多主结构数控系统的硬件介绍 63

3.3　数控系统的软件结构 64

3.3.1　数控系统软件和硬件的功能界面 64

3.3.2　数控系统的数据转换流程 65

3.3.3　数控系统控制软件的特点 67

3.3.4　数控系统的软件结构模式 70

3.4　数控系统的插补原理 71

3.4.1　插补原理概述 71

3.4.2　插补方法 73

3.5　典型数控系统介绍 74

3.5.1　FANUC数控系统介绍 74

3.5.2　SIEMENS数控系统介绍 75

3.5.3　HNC-21华中数控系统介绍 77

本章小结 77

思考与练习 78

第4章　伺服驱动系统与检测装置 81

4.1　概述 81

4.1.1　伺服系统的类型 81

4.1.2　数控机床对伺服系统的要求 84

4.1.3　数控机床对检测装置的要求 84

4.2　伺服系统的驱动电机 84

4.2.1　步进电动机 84

4.2.2　直流伺服电动机 89

4.2.3　交流伺服电动机 90

4.3　检测装置 92

4.3.1　旋转变压器 92

4.3.2　感应同步器 93

4.3.3　光栅 96

4.3.4　编码器 99

4.3.5　磁栅 102

本章小结 103

思考与练习 103

第5章　典型数控机床与编程基础 106

5.1　数控车床 106

5.1.1　数控车床的基本组成 106

5.1.2　数控车床的特点 110

5.1.3　数控车床的类型 110

5.1.4　数控车床的主要技术参数 112

5.2　数控铣床 114

5.2.1　数控铣床的基本组成及特点 114

5.2.2　数控铣床的类型 116

5.2.3　数控铣床的主要技术参数 118

5.3　数控加工中心 119

5.3.1　数控加工中心的基本组成 119

5.3.2　数控加工中心的特点 121

5.3.3　数控加工中心的类型 122

5.3.4　立式加工中心的主要技术参数 124

5.4　数控电火花线切割机床 125

5.4.1　数控线切割机床简介 125

5.4.2　数控线切割加工的工艺处理 126

5.5　数控机床编程基础 130

5.5.1　数控编程的概念与分类 130

5.5.2　数控机床的坐标系 133

5.5.3　数控编程中的工艺处理 134

5.5.4　数控编程基础 138

本章小结 151

思考与练习 152

参考文献 153