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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PLC100

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