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第1章 绪论 1

1.1基本概念 1

1.1.1数控技术的产生 1

1.1.2数控技术相关术语 1

1.1.3数控机床组成及加工原理 2

1.2数控机床的分类 5

1.2.1按照运动控制分类 5

1.2.2按照伺服系统特点分类 6

1.2.3按照数控系统功能分类 7

1.2.4按照加工工艺用途分类 8

1.3数控机床的特点及发展 9

1.3.1数控机床的特点 9

1.3.2数控技术的发展趋势 10

思考题 14

第2章 数控机床机械结构 15

2.1概述 15

2.1.1数控机床机械结构组成 15

2.1.2数控机床机械结构主要特点 15

2.1.3数控机床机械结构要求 16

2.2数控机床的结构及总体布局 18

2.2.1数控车床的结构及分类 18

2.2.2数控车床的布局形式 21

2.2.3数控铣床及加工中心结构及分类 22

2.2.4数控铣床及加工中心布局形式 25

2.3数控机床的主传动系统 25

2.3.1主传动系统的基本要求 25

2.3.2主轴的传动方式 26

2.3.3主轴组件 27

2.3.4电主轴 30

2.3.5数控车床及车削中心主传动系统 31

2.3.6数控铣床及加工中心主传动系统 32

2.4数控机床的进给传动系统 33

2.4.1进给传动系统的基本要求 33

2.4.2进给的传动方式 34

2.4.3联轴器及滚珠丝杠螺母副 34

2.4.4直线电动机 35

2.5数控机床导轨 37

2.5.1数控机床对导轨的要求 37

2.5.2数控机床导轨的类型及特点 38

2.6数控机床回转工作台 41

2.6.1回转工作台的要求和形式 41

2.6.2分度工作台 41

2.6.3回转工作台 43

2.7数控机床自动换刀装置 45

2.7.1数控机床自动换刀装置基本要求 45

2.7.2数控车床换刀装置 45

2.7.3加工中心换刀装置 48

思考题 53

第3章 计算机数控系统 55

3.1概述 55

3.1.1常见的数控系统及特点 55

3.1.2数控系统的组成 60

3.1.3数控系统的工作过程 60

3.2运动轨迹插补原理 63

3.2.1概述 63

3.2.2逐点比较法 64

3.2.3数字积分法 72

3.2.4数据采样法 83

3.3数控系统硬件结构 89

3.3.1数控系统硬件结构及接口介绍 89

3.3.2 FANUC数控系统硬件结构 91

3.3.3 SINUMERIK数控系统硬件结构 94

3.3.4华中数控系统硬件结构 96

3.4数控系统软件结构 97

3.4.1数控系统软件组成与功能 97

3.4.2数控系统软件结构特点 99

3.5辅助功能与PLC 100

3.5.1数控机床中的PLC功能 100

3.5.2数控机床PLC的特点 102

3.5.3 FANUC数控系统PLC介绍 103

3.5.4西门子数控系统PLC介绍 106

思考题 110

第4章 数控机床伺服驱动系统 112

4.1概述 112

4.1.1伺服驱动系统概念及性能指标 112

4.1.2伺服驱动系统分类 114

4.2步进电动机伺服系统 115

4.2.1步进电动机的工作原理 115

4.2.2步进电动机的主要特性 117

4.2.3步进电动机的选用 118

4.2.4步进电动机的控制系统 119

4.2.5步进电动机的驱动电路 120

4.3直流伺服电动机调速系统 123

4.3.1直流伺服电动机的工作原理 124

4.3.2直流伺服电动机的调速方法 125

4.4交流伺服电动机调速系统 127

4.4.1交流伺服电动机的分类 127

4.4.2永磁同步交流伺服电动机工作原理 128

4.4.3 FANUC交流伺服电动机与驱动 129

4.4.4 SINUMERIK交流伺服驱动 135

4.4.5华中HSV-11系列交流伺服驱动 137

4.5主轴驱动系统 139

4.5.1数控机床对主轴驱动的要求 139

4.5.2交流主轴驱动 140

4.5.3数控机床主轴的其他控制 143

4.5.4主轴驱动装置及连接 144

思考题 145

第5章 数控机床位置检测装置 146

5.1概述 146

5.1.1数控机床对检测装置的主要要求 146

5.1.2位置检测装置分类 146

5.2编码器 147

5.2.1编码器的分类 147

5.2.2光电脉冲编码器结构及工作原理 148

5.2.3绝对值编码器 150

5.2.4编码器在数控机床上的应用 151

5.2.5编码器安装 153

5.3光栅 153

5.3.1光栅分类 153

5.3.2直线光栅的结构 154

5.3.3光栅的工作原理 155

5.3.4光栅测量系统 155

5.3.5数控机床线性光栅尺选用及安装 156

5.4旋转变压器 159

5.4.1旋转变压器的结构 159

5.4.2旋转变压器的工作原理 160

5.4.3旋转变压器工作方式 161

5.5感应同步器 162

5.5.1感应同步器的结构 162

5.5.2感应同步器的工作原理 164

5.5.3感应同步器测量系统 164

5.5.4感应同步器特点 167

5.6磁尺 167

5.6.1磁尺的结构 167

5.6.2磁尺的工作原理 168

思考题 170

第6章 数控技术综合应用实践 171

6.1 XK7124数控铣床概述 171

6.1.1概述 171

6.1.2西门子802D数控系统介绍 172

6.2机床电路设计 177

6.2.1数控机床电气控制电路设计原则 177

6.2.2数控机床主电路的设计 177

6.2.3主轴驱动电路的设计 180

6.2.4进给驱动电路的设计 182

6.2.5机床控制电路的设计 185

6.3 802D基本参数的调试 190

6.3.1调试前的准备 190

6.3.2通电 192

6.3.3数控系统的初始化 193

6.3.4 PLC应用程序的调试 194

6.3.5 802D基本参数设定 195

6.3.6驱动器参数优化 201

6.3.7数控系统的数据保护与数据备份 203

6.4机床精度调整 207

6.4.1机床几何精度检验 207

6.4.2机床定位精度检验 208

6.4.3机床切削精度检测 210

思考题 212

附录XK7124数控铣床电路图 213

参考文献 223