数控技术及应用(数控技术)

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数控技术应用主要有哪些内容？

一、制造行业机械制造行业是最早应用数控技术的行业，它担负着为国民经济各行业提供先进装备的重任。应该重点研制开发与生产现代化军事装备用的高性能三轴和五轴高速立式加工中心，五坐标加工中心，大型五坐标龙门铣等；汽车行业发动机、变速箱、曲轴柔性加工生产线上用的数控机床和高速加工中心，以及焊接、装配、喷漆机器人、板件激光焊接机和激光切割机等；航空、船舶、发电行业加工螺旋桨、发动机、发电机和水轮机叶片零件用的高速五坐标加工中心、重型车铣复合加工中心等。二、信息行业在信息产业中，从计算机到网络、移动通信、遥测、遥控等设备，都需要采用基于超精技术、纳米技术的制造装备，如芯片制造的引线键合机、晶片键合机和光刻机等，这些装备的控制都需要采用数控技术。三、医疗设备行业在医疗行业中，许多现代化的医疗诊断、治疗设备都采用了数控技术，如CT诊断仪、全身刀治疗机以及基于视觉引导的微创手术机器人等。四、军事装备现代的许多军事装备，都大量采用伺服运动控制技术，如火炮的自动瞄准控制、雷达的跟踪控制和导弹的自动跟踪控制等。五、其他行业在轻工行业，采用多轴伺服控制(最多可达50个运动轴)的印刷机械、纺织机械、包装机械以及木工机械等；在建材行业，用于石材加工的数控水刀切割机；用于玻璃加工的数控玻璃雕花机；用于席梦思加工的数控行缝机和用于服装加工的数控绣花机等。

数控技术及应用的书目2

第1章概论1

1.1数控机床的基本结构及工作原理1

1.1.1数控机床的产生1

1.1.2数控技术的基本概念1

1.1.3数控机床的基本结构及工作原理3

1.2数控机床的分类5

1.2.1按加工工艺方法分类5

1.2.2按运动控制方式分类6

1.2.3按伺服驱动的特点分类7

1.3数控机床的适用范围和特点9

1.3.1数控技术的适用范围9

1.3.2数控机床的特点9

1.4数控系统性能指标11

1.4.1控制轴数和联动轴数11

1.4.2插补功能11

1.4.3脉冲当量12

1.4.4定位精度和重复定位精度12

1.4.5行程12

1.4.6主轴转速和进给速度及其调节范围12

1.4.7机床的数控功能12

1.4.8程序的编辑、管理和控制功能12

1.4.9误差补偿功能13

1.4.10加减速控制功能13

1.4.11逻辑控制功能13

1.4.12通信方式13

1.4.13故障诊断功能13

1.5数控技术的发展13

1.5.1数控技术的功能发展14

1.5.2数控技术的体系结构发展15

1.5.3新一代数控加工技术16

1.5.4数控技术在先进制造技术中的作用16

复习思考题16

第2章数控机床的机械结构与传动17

2.1概述17

2.1.1数控机床机械结构的特点17

2.1.2数控机床对机械结构的基本要求17

2.2数控机床的典型机械结构18

2.2.1滚珠丝杠螺母结构18

2.2.2齿轮传动间隙消除结构23

2.2.3机床导轨26

2.2.4刀库与自动换刀装置28

2.2.5回转工作台与分度工作台32

2.3数控机床的主传动系统35

2.3.1主传动的基本要求和变速方式36

2.3.2主轴部件的结构37

2.3.3电主轴与高速主轴系统41

2.4数控机床的进给传动系统42

2.4.1数控机床对进给传动系统的基本要求42

2.4.2数控机床进给传动系统的基本形式43

2.4.3直线电动机与高速进给单元45

复习思考题46

第3章数控机床加工与编程47

3.1数控加工的工艺特点47

3.1.1数控加工过程47

3.1.2零件图纸的数控工艺分析49

3.1.3数控加工工序划分49

3.2数控机床刀具49

3.2.1数控刀具特点50

3.2.2数控车床常用刀具50

3.2.3数控铣床、加工中心常用刀具51

3.3数控机床夹具53

3.3.1数控机床夹具要求及选用方法53

3.3.2数控车床常用夹具53

3.3.3数控铣床、加工中心常用夹具53

3.4数控编程基础54

3.4.1程序与编程54

3.4.2程序组成与结构55

3.4.3程序主要功能字55

3.5数控基本编程指令58

3.5.1坐标系建立与选择58

3.5.2绝对、增量编程方式61

3.5.3基本移动指令61

3.5.4刀具补偿功能指令62

3.6数控车床的程序编制62

3.6.1数控车床的编程特点62

3.6.2数控车床的典型编程指令63

3.6.3车削加工循环指令65

3.7数控镗铣床的程序编制68

3.7.1数控镗铣床的编程特点68

3.7.2数控镗铣床的典型编程指令68

3.7.3固定循环指令69

3.7.4子程序格式及应用71

复习思考题72

第4章插补原理75

4.1插补原理75

4.1.1插补的概念75

4.1.2插补方法的分类75

4.2逐点比较法76

4.2.1逐点比较法原理76

4.2.2逐点比较法直线插补77

4.2.3逐点比较法圆弧插补80

4.3数字积分法83

4.3.1数字积分法的基本原理83

4.3.2DDA直线插补84

4.3.3DDA直线插补实例86

4.3.4DDA圆弧插补87

4.3.5DDA圆弧插补实例89

复习思考题90

第5章计算机数控系统91

5.1数控系统的基本结构及工作原理91

5.1.1CNC系统的组成91

5.1.2CNC装置的工作原理91

5.1.3CNC装置的功能95

5.2CNC系统的硬件结构97

5.2.1大板结构和功能模板结构97

5.2.2单微处理器结构和多微处理器结构98

5.2.3CNC装置的输入/输出接口101

5.2.4开放式CNC的硬件结构102

5.3CNC系统的软件结构104

5.3.1CNC系统软件的组成104

5.3.2CNC的软件结构105

5.3.3CNC软件结构模式107

5.3.4开放式CNC的软件结构110

5.3.5系统参考结构112

5.4典型数控系统113

5.4.1日本FANUC系列数控系统113

5.4.2德国SIEMENS公司的SINUMERIK系列CNC系统114

5.4.3华中数控系统114

复习思考题115

第6章位置检测技术116

6.1位置伺服控制116

6.1.1位置伺服控制分类116

6.1.2幅值伺服控制117

6.1.3相位伺服控制118

6.2光电编码器119

6.2.1增量式编码器119

6.2.2绝对式编码器120

6.2.3编码器在数控机床中的应用121

6.3光栅尺和磁栅尺122

6.3.1光栅尺的结构及工作原理122

6.3.2光栅尺位移数字变换系统124

6.3.3磁栅尺的结构及工作原理125

6.3.4磁栅尺的检测电路127

6.4旋转变压器和感应同步器128

6.4.1旋转变压器的结构和工作原理128

6.4.2感应同步器的结构和工作原理130

复习思考题132

第7章数控机床伺服系统133

7.1概述134

7.1.1伺服系统的构成134

7.1.2伺服系统的分类134

7.1.3数控机床对伺服系统的要求136

7.2步进电动机及其驱动系统137

7.2.1步进电动机的种类与结构137

7.2.2步进电动机的使用特性139

7.2.3步进电动机驱动及控制技术141

7.2.4利用数控实验台实现步进电动机的正、反转控制142

7.2.5利用数控实验台实现三相异步电动机的调频145

7.3直流伺服控制145

7.3.1小惯量直流伺服电动机145

7.3.2直流主轴电动机146

7.3.3晶闸管直流调速146

7.3.4晶体管直流脉宽调速150

7.4交流伺服控制154

7.4.1交流伺服电动机154

7.4.2交流主轴电动机155

7.4.3交流伺服电动机的变频调速156

7.4.4交流伺服电动机的矢量控制调速158

7.4.5矢量变换SPWM变频调速实例159

7.5伺服系统性能及参数161

7.5.1稳态性能161

7.5.2动态性能161

7.5.3轮廓加工中的跟随精度162

7.5.4伺服系统参数164

复习思考题166

参考文献167前言

随着计算机技术的发展，数控技术已经广泛应用于工业控制的各个领域，尤其是机械制造行业，具有高效率、高精度、高自动化的数控装备得到越来越广泛的应用。数控机床作为现代机械工业的重要技术装备，是典型的机电一体化产品，它融合了计算机技术、自动控制技术、检测技术、液压与气动技术，以及精密机械技术等各个方面的内容。数控技术的应用，不但使传统的生产和制造模式发生了根本性的变化，而且随着它的不断发展和应用领域的扩大，对国民经济中一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。

本书是根据普通高等学校应用型本科面向“十二五”机电类专业教材建设的规划要求，并结合不同院校实践教学中的经验编写的。本书以数控机床为对象，主要介绍数控技术概述、数控机床机械结构与传动、数控加工工艺与编程、数控原理与数控系统，以及数控伺服与检测技术等内容。本书在内容编排上力求系统全面、重点突出、内容新颖。并本着“易教易学”与“贴近生产实际”的核心思想，突出本科教学理论与实践的均衡，尽量减少理论教学的枯燥、抽象。每章均附有复习思考题，可以帮助学生理解和巩固所学知识。

本书由北华航天工业学院王怀明教授、湖州师范学院程广振教授担任主编，昆明学院陈玲、西北工业大学明德学院侯伟、北华航天工业学院于杰担任副主编。其中，第1章、第5章由北华航天工业学院王怀明、于杰编写，第4章由北华航天工业学院王怀明、李晨、刘宝华编写，第2章、第6章由湖州师范学院程广振编写，第3章由昆明学院陈玲编写，第7章由西北工业大学明德学院侯伟编写。

本书可作为机电类专业本科生的教材，还可作为从事数控技术开发与应用的工程技术人员的参考书。适用于普通高等院校机电类相关专业的教学，也适合对应专业独立学院、民办院校的本科教学。本教材建议授课48-64学时。

由于编者的水平有限，书中难免有不妥和错误之处，恳请读者批评指正。

数控技术的应用

数控技术应用是什么？

设计·调试·装配·维修·实践

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