數控機床原理與結構(第2版)(工業和信息化高職高專“十二五”規劃教材立項項目)
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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應用為目的，采用了大量的實物和平面圖片，讓初次涉及數控機床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；數控裝置的硬件、軟件結構、組成和工作原理；數控機床電氣控制系統及PLC邏輯控制功能與原理；數控機床進給伺服控制技術和檢測技術等。下篇則介紹了數控機床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、機械設計制造及自動化、模具設計與制造等專業的教材，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。
上篇 數控機床控制技術
第1章 數控機床組成及數字控制原理
1.1 數控機床的組成及分類
1.1.1 數控機床的控制技術
1.1.2 數控機床組成
1.1.3 數控機床的分類
1.2 國內外數控機床的現狀及發展趨勢
1.2.1 國外數控機床的發展與現狀
1.2.2 我國數控機床的現狀
1.2.3 數控機床的發展趨勢
復習與思考題
第2章 插補與刀具補償
2.1 數控加工技術基礎
2.1.1 加工控制示例
2.1.2 插補控制原理
2.1.3 插補方法的分類
2.1.4 評價插補算法的指標
2.2 刀具半徑補償
2.2.1 刀具半徑補償的概念
2.2.2 刀具半徑補償功能的主要用途
2.2.3 刀具半徑補償的常用方法
2.2.4 刀具半徑補償的工作原理
2.2.5 C機能刀具半徑補償的轉接形式和過渡方式
2.2.6 刀具半徑補償的實例
第3章 數控系統的組成
3.1 數控系統的硬件結構
3.1.1 典型的數控系統的硬件結構
3.1.2 輔助控制接口模塊
3.1.3 數字邏輯控制模塊
3.1.4 位置控制模塊
3.1.5 功能接口模塊
3.2 數控系統的軟件結構
3.2.1 數控系統的結構特點
3.2.2 微機系統
3.2.3 數控系統的軟件結構類型
3.3 數控裝置的技術特征
3.3.1 數控裝置的特點
3.3.2 數控裝置的功能
3.3.3 NC、CNC、SV與PMC的概念
3.3.4 現代數控技術的特征
第4章 數控機床的電氣控制系統
4.1 數控系統的電氣控制
4.1.1 數控系統的電源控制
4.1.2 數控系統的連接
4.2 數控機床的電氣控制
4.2.1 數控車床的電氣控制系統
4.2.2 數控銑床的電氣控制
4.2.3 典型數控機床電氣控制系統原理圖
4.3 數控機床電氣控制設計示例
4.3.1 CK6142數控車床的電氣控制要求
4.3.2 CK6142數控車床的電氣控制方案設計
4.3.3 強電控制回路的設計
4.3.4 HANUC輸入輸出控制回路的連接與參數設置
4.3.5 機床信號的連接
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接與參數設置
4.3.7 HANUC系統與變頻器、主軸編碼器的連接與參數設置
第5章 數控機床PLC控制
5.1 數控機床PLC及其功能介紹
5.1.1 數控機床中的可編程控制器
5.1.2 內裝型PLC
5.1.3 獨立型PLC
5.1.4 數控機床中PLC的功能
5.2 CNC、PLC、機床之間的信號處理
5.2.1 CNC側與MT側的概念
5.2.2 CNC、PLC、機床之間的信號處理過程
5.2.3 PLC、CNC、機床間的信息交換
5.2.4 數控機床PLC信號的種類與接口地址
5.2.5 M、S、T功能的實現
5.2.6 安全互鎖
5.3 數控機床PLC系統的設計及調試
5.3.1 可編程序控制器系統設計要求
5.3.2 PLC控制系統設計的基本內容
5.3.3 PLC系統設計步驟
5.4 PLC程序設計
5.4.1 PLC程序設計的常用方法
5.4.2 PLC程序設計的一般步驟
5.4.3 PLC程序設計的一般原則
5.4.4 PLC調試的步驟
5.5 其他數控系統的可編程控制器
5.5.1 FANUC數控系統的可編程機床控制器
5.5.2 FANUC系統典型PLC的指令和程序編制
5.5.3 國產數控系統的PLC
第6章 進給伺服控制與驅動
6.1 進給伺服系統的類型
6.1.1 數控加工對進給伺服系統的技術要求
6.1.2 進給伺服系統的分類
6.2 步進電動機及其驅動系統
6.2.1 步進電動機的結構類型
6.2.2 步進電動機的工作原理
6.2.3 反應式步進電動機的主要性能指標
6.2.4 驅動控制系統組成
6.2.5 步進電動機驅動控制技術
6.2.6 步進電動機的應用
6.3 直流伺服驅動系統
6.3.1 SCR速度控制系統
6.3.2 PWM速度控制系統
6.4 交流伺服驅動系統
6.4.1 交流伺服系統的特點
6.4.2 模擬式交流伺服控制系統
6.4.3 數字式交流伺服系統
第7章 主軸伺服驅動系統
7.1 直流主軸驅動系統
7.1.1 直流主軸驅動系統的特點與構成
7.1.2 交流主軸驅動系統
7.1.3 主軸定向準停的控制
7.2 主軸變頻驅動系統
7.2.1 變頻器定義及工作原理
7.2.2 主軸變頻器選用
7.2.3 西門子6SC650系列交流主軸驅動裝置
7.2.4 三菱FR-A500系列變頻器簡介
7.2.5 變頻器調試與參數的設定
第8章 位置檢測裝置
8.1 位置檢測裝置的要求和分類
8.1.1 對檢測裝置的要求
8.1.2 檢測裝置的類型
8.2 位置檢測裝置簡介
8.2.1 旋轉變壓器
8.2.2 感應同步器
8.2.3 脈沖編碼器
8.2.4 光柵
8.2.5 磁柵
下篇 數控機床的機械結構
第9章 數控機床的主體結構
9.1 數控機床的特點
9.1.1 數控機床的加工特點
9.1.2 數控機床的結構特點
9.2 數控機床的結構要求
9.2.1 較高的結構剛度
9.2.2 良好的抗振性能
9.2.3 低速進給運動的平穩性和運動精度
9.2.4 減小機床的熱變形
9.3 床身
9.3.1 床身結構
9.3.2 床身截面形狀
9.3.3 床身的剛度
9.4 導軌副
9.4.1 數控機床對導軌的要求
9.4.2 數控機床上導軌的種類
9.5 數控機床的總體布局
9.5.1 總布局與工件形狀、尺寸和質量的關系
9.5.2 運動分配與部件的布局
9.5.3 總體布局與機床結構性能
9.5.4 自動換刀數控臥式鏜銑床(加工中心)的總布局
9.5.5 機床的使用要求與總布局
9.5.6 數控機床總布局的其他趨向
第10章 數控機床的主傳動系統
10.1 主傳動系統的要求與特點
10.1.1 對主傳動系統的要求
10.1.2 主傳動變速的配置
10.2 主軸部件結構
10.2.1 主軸本體
10.2.2 主軸部件的支承
10.2.3 刀具自動夾緊和吹屑裝置
10.2.4 主軸的潤滑與密封
10.2.5 主軸的定向準停裝置
10.3 典型機床主軸的結構
10.3.1 數控車床的主軸部件
10.3.2 自動換刀數控銑床的主軸部件
第11章 數控機床的進給系統
11.1 對進給系統的要求
11.2 電動機與絲杠的傳動
11.2.1 齒輪傳動
11.2.2 齒輪傳動結構間隙的消除
11.2.3 聯軸器傳動
11.3 滾珠絲杠螺母副
11.3.1 滾動螺旋副的工作原理與特點
11.3.2 滾珠的循環方式
11.3.3 滾珠絲杠的選定
11.3.4 滾珠絲杠的支承結構
11.3.5 滾珠絲杠的制動
11.3.6 滾珠絲杠副的防護及潤滑
11.4 靜壓絲杠螺母副
11.4.1 工作特點和原理
11.4.2 靜壓絲杠副的結構
11.4.3 控制方式
11.5 雙導程蝸桿蝸輪副
11.5.1 雙導程蝸桿蝸輪副的特點
11.5.2 雙導程蝸桿的工作原理
11.5.3 雙導程蝸輪副的間隙調整結構
11.5.4 雙導程漸開線蝸桿齒輪傳動
11.6 靜壓蝸桿蝸條副
11.6.1 工作原理
11.6.2 特點
11.6.3 材料
11.6.4 傳動方案
11.7 直線電動機驅動
11.7.1 直線電動機的工作原理
11.7.2 直線電動機的分類
11.7.3 結構與工作方式
第12章 工作臺與自動換刀裝置
12.1 分度工作臺
12.1.1 插銷定位的分度工作臺
12.1.2 齒盤定位的分度工作臺
12.1.3 多齒盤分度工作臺
12.1.4 帶有交換托盤的分度工作臺
12.2 數控回轉工作臺
12.2.1 開環數控工作臺
12.2.2 閉環數控工作臺
12.2.3 雙導程蝸桿傳動分度工作臺
12.3 刀架換刀裝置
12.3.1 自動換刀裝置的形式
12.3.2 回轉刀架換刀裝置
12.3.3 多主軸轉塔頭換刀裝置
12.3.4 排刀式刀架
12.4 刀庫自動換刀系統
12.4.1 刀庫的形式
12.4.2 刀具選擇形式
12.4.3 刀具交換裝置
12.4.4 機械手結構原理
12.4.5 動力刀具的結構
第13章 其他輔助裝置
13.1 一般輔助機構
13.1.1 潤滑系統
13.1.2 冷卻系統
13.1.3 排屑裝置
13.1.4 過載保護、超程限位和回機床參考點裝置
13.2 數控機床液壓系統
13.2.1 液壓系統的組成
13.2.2 數控機床上典型的液壓回路分析
13.3 數控機床上典型氣壓回路的分析
13.3.1 H400型臥式加工中心氣動系統
13.3.2 數控車床用真空卡盤
13.3.3 數控加工中心氣動換刀系統
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