圖書信息
數控工具機原理與結構（第2版）叢 書 名 高等職業院校機電類“十二五”規劃教材
標準書號 ISBN 978-7-115-31408-6
作 者 熊軍 孫艷敏 主編
責任編輯 劉盛平
開 本 16 開
印 張 21.5
字 數 504 千字
頁 數 334 頁
裝 幀 平裝
版 次 第2版第1次
二版時間 2013年7月
本 印 次 2013年7月
首 印 數 -- 冊
定 價 45.00 元
內容提要
本書以FANUC數控系統、SIEMENS數控系統和華中數控系統為例，詳細介紹了數控技術的原理、結構組成以及未來發展趨勢等內容。
本書的特點是，從實用觀點出發，以全面學習掌握數控原理與套用為目的，採用了大量的實物和平面圖片，讓初次涉及數控工具機的人員有一個直觀的認識。本書按內容分為上下兩篇，上篇闡述了數控技術的基本概念、軌跡控制(插補)原理；數控裝置的硬體、軟體結構、組成和工作原理；數控工具機電氣控制系統及PLC邏輯控制功能與原理；數控工具機進給伺服控制技術和檢測技術等。下篇則介紹了數控工具機的機械傳動和主體結構。
本書可作為高職高專機電一體化、數控技術、機械設計製造及自動化、模具設計與製造等專業的教材，也可供企業數控設備、操作、設計與維修等技術人員的自學參考書。
目錄
上篇 數控工具機控制技術
第1章 數控工具機組成及數字控制原理 2
1.1 數控工具機的組成及分類 3
1.1.1 數控工具機的控制技術 3
1.1.2 數控工具機組成 4
1.1.3 數控工具機的分類 6
1.2 國內外數控工具機的現狀及發展趨勢 14
1.2.1 國外數控工具機的發展與現狀 15
1.2.2 我國數控工具機的現狀 16
1.2.3 數控工具機的發展趨勢 17
複習與思考題 22
第2章 插補與刀具補償 23
2.1 數控加工技術基礎 23
2.1.1 加工控制示例 23
2.1.2 插補控制原理 24
2.1.3 插補方法的分類 28
2.1.4 評價插補算法的指標 29
2.2 刀具半徑補償 30
2.2.1 刀具半徑補償的概念 30
2.2.2 刀具半徑補償功能的主要用途 31
2.2.3 刀具半徑補償的常用方法 31
2.2.4 刀具半徑補償的工作原理 32
2.2.5 C機能刀具半徑補償的轉接形式和過渡方式 32
2.2.6 刀具半徑補償的實例 34
複習與思考題 34
第3章 數控系統的組成 36
3.1 數控系統的硬體結構 36
3.1.1 典型的數控系統的硬體結構 37
3.1.2 輔助控制接口模組 41
3.1.3 數字邏輯控制模組 42
3.1.4 位置控制模組 43
3.1.5 功能接口模組 45
3.2 數控系統的軟體結構 46
3.2.1 數控系統的結構特點 46
3.2.2 微機系統 48
3.2.3 數控系統的軟體結構類型 49
3.3 數控裝置的技術特徵 57
3.3.1 數控裝置的特點 57
3.3.2 數控裝置的功能 58
3.3.3 NC、CNC、SV與PMC的概念 60
3.3.4 現代數控技術的特徵 61
複習與思考題 62
第4章 數控工具機的電氣控制系統 63
4.1 數控系統的電氣控制 63
4.1.1 數控系統的電源控制 64
4.1.2 數控系統的連線 64
4.2 數控工具機的電氣控制 66
4.2.1 數控車床的電氣控制系統 66
4.2.2 數控銑床的電氣控制 70
4.2.3 典型數控工具機電氣控制系統原理圖 74
4.3 數控工具機電氣控制設計示例 77
4.3.1 CK6142數控車床的電氣控制要求 77
4.3.2 CK6142數控車床的電氣控制方案設計 77
4.3.3 強電控制迴路的設計 78
4.3.4 HANUC輸入輸出控制迴路的連線與參數設定 79
4.3.5 工具機信號的連線 81
4.3.6 HANUC系統伺服軸接口與伺服驅動器以及伺服電動機的連線與參數設定 82
4.3.7 HANUC系統與變頻器、主軸編碼器的連線與參數設定 84
複習與思考題 85
第5章 數控工具機PLC控制 86
5.1 數控工具機PLC及其功能介紹 86
5.1.1 數控工具機中的可程式控制器 87
5.1.2 內裝型PLC 87
5.1.3 獨立型PLC 88
5.1.4 數控工具機中PLC的功能 89
5.2 CNC、PLC、工具機之間的信號處理 90
5.2.1 CNC側與MT側的概念 90
5.2.2 CNC、PLC、工具機之間的信號處理過程 91
5.2.3 PLC、CNC、工具機間的信息交換 91
5.2.4 數控工具機PLC信號的種類與接口地址 91
5.2.5 M、S、T功能的實現 92
5.2.6 安全互鎖 94
5.3 數控工具機PLC系統的設計及調試 95
5.3.1 可程式序控制器系統設計要求 95
5.3.2 PLC控制系統設計的基本內容 96
5.3.3 PLC系統設計步驟 96
5.4 PLC程式設計 97
5.4.1 PLC程式設計的常用方法 98
5.4.2 PLC程式設計的一般步驟 98
5.4.3 PLC程式設計的一般原則 100
5.4.4 PLC調試的步驟 100
5.5 其他數控系統的可程式控制器 100
5.5.1 FANUC數控系統的可程式工具機控制器 101
5.5.2 FANUC系統典型PLC的指令和程式編制 103
5.5.3 國產數控系統的PLC 104
複習與思考題 110
第6章 進給伺服控制與驅動 111
6.1 進給伺服系統的類型 111
6.1.1 數控加工對進給伺服系統的技術要求 112
6.1.2 進給伺服系統的分類 113
6.2 步進電動機及其驅動系統 117
6.2.1 步進電動機的結構類型 117
6.2.2 步進電動機的工作原理 119
6.2.3 反應式步進電動機的主要性能指標 122
6.2.4 驅動控制系統組成 125
6.2.5 步進電動機驅動控制技術 126
6.2.6 步進電動機的套用 130
6.3 直流伺服驅動系統 131
6.3.1 SCR速度控制系統 131
6.3.2 PWM速度控制系統 132
6.4 交流伺服驅動系統 135
6.4.1 交流伺服系統的特點 136
6.4.2 模擬式交流伺服控制系統 137
6.4.3 數字式交流伺服系統 138
複習與思考題 141
第7章 主軸伺服驅動系統 142
7.1 直流主軸驅動系統 142
7.1.1 直流主軸驅動系統的特點與構成 142
7.1.2 交流主軸驅動系統 143
7.1.3 主軸定向準停的控制 145
7.2 主軸變頻驅動系統 146
7.2.1 變頻器定義及工作原理 146
7.2.2 主軸變頻器選用 151
7.2.3 西門子6SC650系列交流主軸驅動裝置 152
7.2.4 三菱FR-A500系列變頻器簡介 155
7.2.5 變頻器調試與參數的設定 158
複習與思考題 159
第8章 位置檢測裝置 160
8.1 位置檢測裝置的要求和分類 160
8.1.1 對檢測裝置的要求 160
8.1.2 檢測裝置的類型 161
8.2 位置檢測裝置簡介 163
8.2.1 旋轉變壓器 163
8.2.2 感應同步器 166
8.2.3 脈衝編碼器 176
8.2.4 光柵 181
8.2.5 磁柵 185
複習與思考題 189
下篇 數控工具機的機械結構
第9章 數控工具機的主體結構 192
9.1 數控工具機的特點 192
9.1.1 數控工具機的加工特點 192
9.1.2 數控工具機的結構特點 193
9.2 數控工具機的結構要求 194
9.2.1 較高的結構剛度 194
9.2.2 良好的抗振性能 199
9.2.3 低速進給運動的平穩性和運動精度 201
9.2.4 減小工具機的熱變形 202
9.3 床身 203
9.3.1 床身結構 203
9.3.2 床身截面形狀 204
9.3.3 床身的剛度 205
9.4 導軌副 206
9.4.1 數控工具機對導軌的要求 206
9.4.2 數控工具機上導軌的種類 207
9.5 數控工具機的總體布局 212
9.5.1 總布局與工件形狀、尺寸和質量的關係 213
9.5.2 運動分配與部件的布局 214
9.5.3 總體布局與工具機結構性能 216
9.5.4 自動換刀數控臥式鏜銑床(加工中心)的總布局 218
9.5.5 工具機的使用要求與總布局 219
9.5.6 數控工具機總布局的其他趨向 220
複習與思考題 221
第10章 數控工具機的主傳動系統 222
10.1 主傳動系統的要求與特點 222
10.1.1 對主傳動系統的要求 222
10.1.2 主傳動變速的配置 223
10.2 主軸部件結構 226
10.2.1 主軸本體 227
10.2.2 主軸部件的支承 228
10.2.3 刀具自動夾緊和吹屑裝置 230
10.2.4 主軸的潤滑與密封 231
10.2.5 主軸的定向準停裝置 234
10.3 典型工具機主軸的結構 239
10.3.1 數控車床的主軸部件 239
10.3.2 自動換刀數控銑床的主軸部件 240
複習與思考題 243
第11章 數控工具機的進給系統 244
11.1 對進給系統的要求 244
11.2 電動機與絲槓的傳動 246
11.2.1 齒輪傳動 246
11.2.2 齒輪傳動結構間隙的消除 247
11.2.3 聯軸器傳動 250
11.3 滾珠絲槓螺母副 254
11.3.1 滾動螺旋副的工作原理與特點 254
11.3.2 滾珠的循環方式 255
11.3.3 滾珠絲槓的選定 256
11.3.4 滾珠絲槓的支承結構 259
11.3.5 滾珠絲槓的制動 264
11.3.6 滾珠絲槓副的防護及潤滑 265
11.4 靜壓絲槓螺母副 265
11.4.1 工作特點和原理 265
11.4.2 靜壓絲槓副的結構 267
11.4.3 控制方式 267
11.5 雙導程蝸桿蝸輪副 268
11.5.1 雙導程蝸桿蝸輪副的特點 268
11.5.2 雙導程蝸桿的工作原理 269
11.5.3 雙導程蝸輪副的間隙調整結構 270
11.5.4 雙導程漸開線蝸桿齒輪傳動 270
11.6 靜壓蝸桿蝸條副 270
11.6.1 工作原理 271
11.6.2 特點 271
11.6.3 材料 272
11.6.4 傳動方案 272
11.7 直線電動機驅動 273
11.7.1 直線電動機的工作原理 274
11.7.2 直線電動機的分類 275
11.7.3 結構與工作方式 276
複習與思考題 278
第12章 工作檯與自動換刀裝置 279
12.1 分度工作檯 279
12.1.1 插銷定位的分度工作檯 279
12.1.2 齒盤定位的分度工作檯 280
12.1.3 多齒盤分度工作檯 282
12.1.4 帶有交換托盤的分度工作檯 284
12.2 數控迴轉工作檯 286
12.2.1 開環數控工作檯 286
12.2.2 閉環數控工作檯 288
12.2.3 雙導程蝸桿傳動分度工作檯 288
12.3 刀架換刀裝置 290
12.3.1 自動換刀裝置的形式 291
12.3.2 迴轉刀架換刀裝置 291
12.3.3 多主軸轉塔頭換刀裝置 295
12.3.4 排刀式刀架 296
12.4 刀庫自動換刀系統 297
12.4.1 刀庫的形式 298
12.4.2 刀具選擇形式 303
12.4.3 刀具交換裝置 305
12.4.4 機械手結構原理 307
12.4.5 動力刀具的結構 311
複習與思考題 312
第13章 其他輔助裝置 313
13.1 一般輔助機構 313
13.1.1 潤滑系統 313
13.1.2 冷卻系統 313
13.1.3 排屑裝置 314
13.1.4 過載保護、超程限位和回工具機參考點裝置 315
13.2 數控工具機液壓系統 316
13.2.1 液壓系統的組成 316
13.2.2 數控工具機上典型的液壓迴路分析 318
13.3 數控工具機上典型氣壓迴路的分析 327
13.3.1 H400型臥式加工中心氣動系統 327
13.3.2 數控車床用真空卡盤 331
13.3.3 數控加工中心氣動換刀系統 332
複習與思考題 333
