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第1章 机床基本知识 1

1.1 机床的定义 1

1.2 机床的发展历程 1

1.2.1 世界机床的发展 1

1.2.2 我国机床的发展历程 4

1.2.3 总结 5

1.3 机床的组成及工作原理 6

1.4 机床的分类 6

1.4.1 按加工性质和所用刀具的不同分 6

1.4.2 按机床通用性程度分 7

1.4.3 在同一种机床中，按加工精度的不同分 7

1.4.4 按机床的质量和尺寸不同分 7

1.4.5 按机床自动化程度分 7

1.5 机床的用途 8

第2章 数控机床及加工中心概论 9

2.1 数控机床及加工中心的定义 9

2.2 数控机床及加工中心的发展历程 9

2.3 数控机床及加工中心的组成和工作原理 11

2.3.1 数控机床的组成 11

2.3.2 加工中心的组成 11

2.3.3 数控机床的工作原理 12

2.3.4 加工中心的工作原理 12

2.4 数控机床的分类 13

2.4.1 按工艺用途分类 13

2.4.2 按成形方式分类 14

2.4.3 按电加工方式分类 14

2.4.4 按数控系统控制运动的方式分类 14

2.4.5 按伺服驱动的控制方式分类 14

2.5 加工中心的分类 15

2.5.1 按主轴在加工时的空间位置分类 15

2.5.2 按功能特征分类 16

2.5.3 按运动坐标数和联动轴数分类 16

2.5.4 按加工精度分类 17

2.5.5 按自动换刀装置分类 17

2.6 数控机床及加工中心的用途 18

2.6.1 数控机床的用途 18

2.6.2 加工中心的用途 18

第3章 数控机床及加工中心的机械结构 19

3.1 数控机床及加工中心机械本体的构成及特点 19

3.1.1 数控机床及加工中心机械本体的构成 19

3.1.2 数控机床及加工中心机械本体的特点 20

3.2 数控机床及加工中心主要基础件 21

3.2.1 床身 21

3.2.2 立柱 22

3.2.3 工作台 22

3.2.4 底座 23

3.2.5 导轨 23

3.3 数控机床及加工中心主传动系统 26

3.3.1 主传动系统 26

3.3.2 主传动系统结构特点 26

3.3.3 主传动系统分类 27

3.3.4 主轴部件 28

3.4 数控机床及加工中心进给系统 33

3.4.1 进给传动系统的特点 33

3.4.2 进给传动系统的构成 33

3.4.3 滚珠丝杠螺母副 35

3.4.4 传动齿轮间隙消除机构 40

3.5 加工中心的自动换刀装置 43

3.5.1 自动换刀装置的分类 43

3.5.2 刀库 45

3.5.3 机械手 49

3.6 柔性制造单元的工作台交换装置 50

3.7 柔性制造系统的零件转运机器人及AGV小车 51

3.7.1 柔性制造系统的构成 51

3.7.2 柔性制造系统的零件转运机器人 52

3.7.3 物流搬运机器人-AGV 53

第4章 数控系统CNC 56

4.1 数控系统CNC的基本概念 56

4.1.1 数控系统简介 56

4.1.2 数控系统的组成 56

4.1.3 数控系统的工作流程 58

4.1.4 数控系统的数据转换流程 61

4.2 CNC系统的硬件结构 63

4.2.1 整体式和分体式结构 63

4.2.2 大板式和模块化结构 64

4.2.3 单微处理器和多微处理器结构 64

4.3 数控系统CNC的软件结构及工作原理 66

4.3.1 多任务并行处理 67

4.3.2 实时中断处理 69

第5章 伺服驱动系统 72

5.1 伺服驱动系统简介 72

5.1.1 伺服系统的概念 72

5.1.2 伺服系统主要作用 72

5.1.3 伺服系统主要分类 73

5.1.4 伺服系统主要特点 73

5.1.5 伺服驱动系统的应用 76

5.1.6 机床伺服驱动系统的组成与分类 76

5.2 步进电动机伺服驱动系统 79

5.2.1 步进电动机的工作原理 80

5.2.2 步进电动机的驱动控制 83

5.2.3 步进电动机的应用 84

5.3 直流电动机伺服系统 88

5.3.1 直流伺服电动机的分类 88

5.3.2 直流伺服电动机的控制原理 89

5.3.3 直流伺服电动机的应用 91

5.4 交流伺服电动机驱动系统 98

5.4.1 交流伺服电动机的概述 99

5.4.2 交流伺服电动机的调速原理 102

5.4.3 交流伺服电动机的应用 104

第6章 数控机床及加工中心的位移检测系统 110

6.1 概述 110

6.1.1 检测装置的性能指标与要求 110

6.1.2 检测装置的分类 110

6.2 感应同步器 112

6.2.1 直线型感应同步器的结构 112

6.2.2 感应同步器的工作原理 113

6.2.3 感应同步器的典型应用 114

6.2.4 感应同步器的安装 117

6.3 光栅位置检测装置 117

6.3.1 长光栅检测装置的结构 118

6.3.2 光栅传感器的工作原理 118

6.3.3 光栅位移—数字变换电路 120

6.4 光电脉冲编码器 121

6.4.1 脉冲编码器的分类与结构 121

6.4.2 光电脉冲编码器的工作原理 122

6.4.3 光电编码器的运用 123

6.5 旋转变压器 125

6.5.1 旋转变压器的工作原理 125

6.5.2 旋转变压器的应用 126

6.6 磁尺检测装置 126

6.6.1 磁尺的组成 127

6.6.2 磁性标尺和磁头 127

6.6.3 磁尺的工作原理 128

6.6.4 检测电路 129

第7章 数控编程基础知识 133

7.1 手工编程 133

7.1.1 手工编程的步骤 133

7.1.2 手工编程的应用 134

7.2 自动编程 134

7.3 功能代码 136

7.3.1 字符与代码 136

7.3.2 字 136

7.3.3 字的功能 136

7.3.4 符号组 137

7.3.5 编程示例 138

7.4 机床坐标系 139

7.4.1 确定机床坐标系 139

7.5 常用编程指令表 140

7.6 数控车床编程 148

7.6.1 尺寸系统的编程方法 148

7.6.2 主轴控制、进给控制及刀具选用 149

7.7 数控铣床及加工中心编程 151

7.7.1 数控编程基础 151

7.7.2 位移说明 151

7.7.3 轴运行 157

7.7.4 主轴运动 159

7.7.5 轮廓编程支持 159

7.7.6 刀具和刀具补偿 160

7.7.7 辅助功能M 161

7.7.8 H功能 161

7.7.9 计算参数R，LUD和PLC变量 161

7.7.10 程序跳转 162

7.7.11 子程序 162

7.8 循环 162

7.8.1 循环概述 162

7.8.2 循环编程 163

7.8.3 循环编程举例 163

第8章 数控机床及加工中心的功能部件 168

8.1 数控回转工作台 168

8.2 分度工作台 169

8.2.1 定位销式分度工作台 170

8.2.2 端面齿盘式分度工作台 171

8.3 排屑装置 173

8.4 冷却系统 175

8.4.1 机床冷却和温度控制 175

8.4.2 工件切削冷却 176

8.5 润滑系统 176

8.5.1 润滑系统的作用 176

8.5.2 润滑系统的类型和应用 176

第9章 数控机床及加工中心的精度评定 178

9.1 数控机床及加工中心精度的基本概念 178

9.2 数控机床及加工中心精度的主要检测项目 178

9.2.1 几何精度 178

9.2.2 定位精度 179

9.2.3 工作精度 179

9.3 数控机床及加工中心的定位精度 180

9.3.1 定位精度的基本概念 180

9.3.2 定位精度的检测 182

9.3.3 定位精度的评定 183

9.4 数控机床及加工中心的工作精度 185

9.4.1 数控机床及加工中心的工作精度试验 185

9.4.2 机床进给伺服系统特性对加工精度的影响 187

参考文献 189