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数控机床原理与结构 第二版
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资料介绍
数控机床原理与结构 第二版
作者：熊军，孙艳敏 主编
出版时间：2013年版
丛编项： 工业和信息化高职高专"十二五"规划教材立项项目
内容简介
《高等职业院校机电类“十二五”规划教材：数控机床原理与结构（第2版）》以FANUC数控系统、SIEMENS数控系统和华中数控系统为例，详细介绍了数控技术的原理、结构组成以及未来发展趋势等内容。《高等职业院校机电类“十二五”规划教材：数控机床原理与结构（第2版）》的特点是，从实用观点出发，以全面学习掌握数控原理与应用为目的，采用了大量的实物和平面图片，让初次涉及数控机床的人员有一个直观的认识。《高等职业院校机电类“十二五”规划教材：数控机床原理与结构（第2版）》按内容分为上下两篇，上篇阐述了数控技术的基本概念、轨迹控制（插补）原理；数控装置的硬件、软件结构、组成和工作原理；数控机床电气控制系统及PLC逻辑控制功能与原理；数控机床进给伺服控制技术和检测技术等。下篇则介绍了数控机床的机械传动和主体结构。《高等职业院校机电类“十二五”规划教材：数控机床原理与结构（第2版）》可作为高职高专机电一体化、数控技术、机械设计制造及自动化、模具设计与制造等专业的教材，也可供企业数控设备、操作、设计与维修等技术人员的自学参考书。
目录
上篇 数控机床控制技术
第1章 数控机床组成及数字控制原理
1.1 数控机床的组成及分类
1.1.1 数控机床的控制技术
1.1.2 数控机床组成
1.1.3 数控机床的分类
1.2 国内外数控机床的现状及发展趋势
1.2.1 国外数控机床的发展与现状
1.2.2 我国数控机床的现状
1.2.3 数控机床的发展趋势
复习与思考题
第2章 插补与刀具补偿
2.1 数控加工技术基础
2.1.1 加工控制示例
2.1.2 插补控制原理
2.1.3 插补方法的分类
2.1.4 评价插补算法的指标
2.2 刀具半径补偿
2.2.1 刀具半径补偿的概念
2.2.2 刀具半径补偿功能的主要用途
2.2.3 刀具半径补偿的常用方法
2.2.4 刀具半径补偿的工作原理
2.2.5 C机能刀具半径补偿的转接形式和过渡方式
2.2.6 刀具半径补偿的实例
复习与思考题
第3章 数控系统的组成
3.1 数控系统的硬件结构
3.1.1 典型的数控系统的硬件结构
3.1.2 辅助控制接口模块
3.1.3 数字逻辑控制模块
3.1.4 位置控制模块
3.1.5 功能接口模块
3.2 数控系统的软件结构
3.2.1 数控系统的结构特点
3.2.2 微机系统
3.2.3 数控系统的软件结构类型
3.3 数控装置的技术特征
3.3.1 数控装置的特点
3.3.2 数控装置的功能
3.3.3 NC、CNC、SV与PMC的概念
3.3.4 现代数控技术的特征
复习与思考题
第4章 数控机床的电气控制系统
4.1 数控系统的电气控制
4.1.1 数控系统的电源控制
4.1.2 数控系统的连接
4.2 数控机床的电气控制
4.2.1 数控车床的电气控制系统
4.2.2 数控铣床的电气控制
4.2.3 典型数控机床电气控制系统原理图
4.3 数控机床电气控制设计示例
4.3.1 CK6142数控车床的电气控制要求
4.3.2 CK6142数控车床的电气控制方案设计
4.3.3 强电控制回路的设计
4.3.4 HANUC输入输出控制回路的连接与参数设置
4.3.5 机床信号的连接
4.3.6 HANUC系统伺服轴接口与伺服驱动器以及伺服电动机的连接与参数设置
4.3.7 HANUC系统与变频器、主轴编码器的连接与参数设置
复习与思考题
第5章 数控机床PLC控制
5.1 数控机床PLC及其功能介绍
5.1.1 数控机床中的可编程控制器
5.1.2 内装型PLC
5.1.3 独立型PLC
5.1.4 数控机床中PLC的功能
5.2 CNC、PLC、机床之间的信号处理
5.2.1 CNC侧与MT侧的概念
5.2.2 CNC、PLC、机床之间的信号处理过程
5.2.3 PLC、CNC、机床间的信息交换
5.2.4 数控机床PLC信号的种类与接口地址
5.2.5 M、S、T功能的实现
5.2.6 安全互锁
5.3 数控机床PLC系统的设计及调试
5.3.1 可编程序控制器系统设计要求
5.3.2 PLC控制系统设计的基本内容
5.3.3 PLC系统设计步骤
5.4 PLC程序设计
5.4.1 PLC程序设计的常用方法
5.4.2 PLC程序设计的一般步骤
5.4.3 PLC程序设计的一般原则
5.4.4 PLC调试的步骤
5.5 其他数控系统的可编程控制器
5.5.1 FANUC数控系统的可编程机床控制器
5.5.2 FANUC系统典型PLC的指令和程序编制
5.5.3 国产数控系统的PLC
复习与思考题
第6章 进给伺服控制与驱动
6.1 进给伺服系统的类型
6.1.1 数控加工对进给伺服系统的技术要求
6.1.2 进给伺服系统的分类
6.2 步进电动机及其驱动系统
6.2.1 步进电动机的结构类型
6.2.2 步进电动机的工作原理
6.2.3 反应式步进电动机的主要性能指标
6.2.4 驱动控制系统组成
6.2.5 步进电动机驱动控制技术
6.2.6 步进电动机的应用
6.3 直流伺服驱动系统
6.3.1 SCR速度控制系统
6.3.2 PWM速度控制系统
6.4 交流伺服驱动系统
6.4.1 交流伺服系统的特点
6.4.2 模拟式交流伺服控制系统
6.4.3 数字式交流伺服系统
复习与思考题
第7章 主轴伺服驱动系统
7.1 直流主轴驱动系统
7.1.1 直流主轴驱动系统的特点与构成
7.1.2 交流主轴驱动系统
7.1.3 主轴定向准停的控制
7.2 主轴变频驱动系统
7.2.1 变频器定义及工作原理
7.2.2 主轴变频器选用
7.2.3 西门子6SC650系列交流主轴驱动装置
7.2.4 三菱FR-A500系列变频器简介
7.2.5 变频器调试与参数的设定
复习与思考题
第8章 位置检测装置
8.1 位置检测装置的要求和分类
8.1.1 对检测装置的要求
8.1.2 检测装置的类型
8.2 位置检测装置简介
8.2.1 旋转变压器
8.2.2 感应同步器
8.2.3 脉冲编码器
8.2.4 光栅
8.2.5 磁栅
复习与思考题
下篇 数控机床的机械结构
第9章 数控机床的主体结构
9.1 数控机床的特点
9.1.1 数控机床的加工特点
9.1.2 数控机床的结构特点
9.2 数控机床的结构要求
9.2.1 较高的结构刚度
9.2.2 良好的抗振性能
9.2.3 低速进给运动的平稳性和运动精度
9.2.4 减小机床的热变形
9.3 床身
9.3.1 床身结构
9.3.2 床身截面形状
9.3.3 床身的刚度
9.4 导轨副
9.4.1 数控机床对导轨的要求
9.4.2 数控机床上导轨的种类
9.5 数控机床的总体布局
9.5.1 总布局与工件形状、尺寸和质量的关系
9.5.2 运动分配与部件的布局
9.5.3 总体布局与机床结构性能
9.5.4 自动换刀数控卧式镗铣床(加工中心)的总布局
9.5.5 机床的使用要求与总布局
9.5.6 数控机床总布局的其他趋向
复习与思考题
第10章 数控机床的主传动系统
10.1 主传动系统的要求与特点
10.1.1 对主传动系统的要求
10.1.2 主传动变速的配置
10.2 主轴部件结构
10.2.1 主轴本体
10.2.2 主轴部件的支承
10.2.3 刀具自动夹紧和吹屑装置
10.2.4 主轴的润滑与密封
10.2.5 主轴的定向准停装置
10.3 典型机床主轴的结构
10.3.1 数控车床的主轴部件
10.3.2 自动换刀数控铣床的主轴部件
复习与思考题
第11章 数控机床的进给系统
11.1 对进给系统的要求
11.2 电动机与丝杠的传动
11.2.1 齿轮传动
11.2.2 齿轮传动结构间隙的消除
11.2.3 联轴器传动
11.3 滚珠丝杠螺母副
11.3.1 滚动螺旋副的工作原理与特点
11.3.2 滚珠的循环方式
11.3.3 滚珠丝杠的选定
11.3.4 滚珠丝杠的支承结构
11.3.5 滚珠丝杠的制动
11.3.6 滚珠丝杠副的防护及润滑
11.4 静压丝杠螺母副
11.4.1 工作特点和原理
11.4.2 静压丝杠副的结构
11.4.3 控制方式
11.5 双导程蜗杆蜗轮副
11.5.1 双导程蜗杆蜗轮副的特点
11.5.2 双导程蜗杆的工作原理
11.5.3 双导程蜗轮副的间隙调整结构
11.5.4 双导程渐开线蜗杆齿轮传动
11.6 静压蜗杆蜗条副
11.6.1 工作原理
11.6.2 特点
11.6.3 材料
11.6.4 传动方案
11.7 直线电动机驱动
11.7.1 直线电动机的工作原理
11.7.2 直线电动机的分类
11.7.3 结构与工作方式
复习与思考题
第12章 工作台与自动换刀装置
12.1 分度工作台
12.1.1 插销定位的分度工作台
12.1.2 齿盘定位的分度工作台
12.1.3 多齿盘分度工作台
12.1.4 带有交换托盘的分度工作台
12.2 数控回转工作台
12.2.1 开环数控工作台
12.2.2 闭环数控工作台
12.2.3 双导程蜗杆传动分度工作台
12.3 刀架换刀装置
12.3.1 自动换刀装置的形式
12.3.2 回转刀架换刀装置
12.3.3 多主轴转塔头换刀装置
12.3.4 排刀式刀架
12.4 刀库自动换刀系统
12.4.1 刀库的形式
12.4.2 刀具选择形式
12.4.3 刀具交换装置
12.4.4 机械手结构原理
12.4.5 动力刀具的结构
复习与思考题
第13章 其他辅助装置
13.1 一般辅助机构
13.1.1 润滑系统
13.1.2 冷却系统
13.1.3 排屑装置
13.1.4 过载保护、超程限位和回机床参考点装置
13.2 数控机床液压系统
13.2.1 液压系统的组成
13.2.2 数控机床上典型的液压回路分析
13.3 数控机床上典型气压回路的分析
13.3.1 H400型卧式加工中心气动系统
13.3.2 数控车床用真空卡盘
13.3.3 数控加工中心气动换刀系统
复习与思考题
作者：熊军，孙艳敏 主编
出版时间：2013年版
丛编项： 工业和信息化高职高专"十二五"规划教材立项项目
内容简介
《高等职业院校机电类“十二五”规划教材：数控机床原理与结构（第2版）》以FANUC数控系统、SIEMENS数控系统和华中数控系统为例，详细介绍了数控技术的原理、结构组成以及未来发展趋势等内容。《高等职业院校机电类“十二五”规划教材：数控机床原理与结构（第2版）》的特点是，从实用观点出发，以全面学习掌握数控原理与应用为目的，采用了大量的实物和平面图片，让初次涉及数控机床的人员有一个直观的认识。《高等职业院校机电类“十二五”规划教材：数控机床原理与结构（第2版）》按内容分为上下两篇，上篇阐述了数控技术的基本概念、轨迹控制（插补）原理；数控装置的硬件、软件结构、组成和工作原理；数控机床电气控制系统及PLC逻辑控制功能与原理；数控机床进给伺服控制技术和检测技术等。下篇则介绍了数控机床的机械传动和主体结构。《高等职业院校机电类“十二五”规划教材：数控机床原理与结构（第2版）》可作为高职高专机电一体化、数控技术、机械设计制造及自动化、模具设计与制造等专业的教材，也可供企业数控设备、操作、设计与维修等技术人员的自学参考书。
目录
上篇 数控机床控制技术
第1章 数控机床组成及数字控制原理
1.1 数控机床的组成及分类
1.1.1 数控机床的控制技术
1.1.2 数控机床组成
1.1.3 数控机床的分类
1.2 国内外数控机床的现状及发展趋势
1.2.1 国外数控机床的发展与现状
1.2.2 我国数控机床的现状
1.2.3 数控机床的发展趋势
复习与思考题
第2章 插补与刀具补偿
2.1 数控加工技术基础
2.1.1 加工控制示例
2.1.2 插补控制原理
2.1.3 插补方法的分类
2.1.4 评价插补算法的指标
2.2 刀具半径补偿
2.2.1 刀具半径补偿的概念
2.2.2 刀具半径补偿功能的主要用途
2.2.3 刀具半径补偿的常用方法
2.2.4 刀具半径补偿的工作原理
2.2.5 C机能刀具半径补偿的转接形式和过渡方式
2.2.6 刀具半径补偿的实例
复习与思考题
第3章 数控系统的组成
3.1 数控系统的硬件结构
3.1.1 典型的数控系统的硬件结构
3.1.2 辅助控制接口模块
3.1.3 数字逻辑控制模块
3.1.4 位置控制模块
3.1.5 功能接口模块
3.2 数控系统的软件结构
3.2.1 数控系统的结构特点
3.2.2 微机系统
3.2.3 数控系统的软件结构类型
3.3 数控装置的技术特征
3.3.1 数控装置的特点
3.3.2 数控装置的功能
3.3.3 NC、CNC、SV与PMC的概念
3.3.4 现代数控技术的特征
复习与思考题
第4章 数控机床的电气控制系统
4.1 数控系统的电气控制
4.1.1 数控系统的电源控制
4.1.2 数控系统的连接
4.2 数控机床的电气控制
4.2.1 数控车床的电气控制系统
4.2.2 数控铣床的电气控制
4.2.3 典型数控机床电气控制系统原理图
4.3 数控机床电气控制设计示例
4.3.1 CK6142数控车床的电气控制要求
4.3.2 CK6142数控车床的电气控制方案设计
4.3.3 强电控制回路的设计
4.3.4 HANUC输入输出控制回路的连接与参数设置
4.3.5 机床信号的连接
4.3.6 HANUC系统伺服轴接口与伺服驱动器以及伺服电动机的连接与参数设置
4.3.7 HANUC系统与变频器、主轴编码器的连接与参数设置
复习与思考题
第5章 数控机床PLC控制
5.1 数控机床PLC及其功能介绍
5.1.1 数控机床中的可编程控制器
5.1.2 内装型PLC
5.1.3 独立型PLC
5.1.4 数控机床中PLC的功能
5.2 CNC、PLC、机床之间的信号处理
5.2.1 CNC侧与MT侧的概念
5.2.2 CNC、PLC、机床之间的信号处理过程
5.2.3 PLC、CNC、机床间的信息交换
5.2.4 数控机床PLC信号的种类与接口地址
5.2.5 M、S、T功能的实现
5.2.6 安全互锁
5.3 数控机床PLC系统的设计及调试
5.3.1 可编程序控制器系统设计要求
5.3.2 PLC控制系统设计的基本内容
5.3.3 PLC系统设计步骤
5.4 PLC程序设计
5.4.1 PLC程序设计的常用方法
5.4.2 PLC程序设计的一般步骤
5.4.3 PLC程序设计的一般原则
5.4.4 PLC调试的步骤
5.5 其他数控系统的可编程控制器
5.5.1 FANUC数控系统的可编程机床控制器
5.5.2 FANUC系统典型PLC的指令和程序编制
5.5.3 国产数控系统的PLC
复习与思考题
第6章 进给伺服控制与驱动
6.1 进给伺服系统的类型
6.1.1 数控加工对进给伺服系统的技术要求
6.1.2 进给伺服系统的分类
6.2 步进电动机及其驱动系统
6.2.1 步进电动机的结构类型
6.2.2 步进电动机的工作原理
6.2.3 反应式步进电动机的主要性能指标
6.2.4 驱动控制系统组成
6.2.5 步进电动机驱动控制技术
6.2.6 步进电动机的应用
6.3 直流伺服驱动系统
6.3.1 SCR速度控制系统
6.3.2 PWM速度控制系统
6.4 交流伺服驱动系统
6.4.1 交流伺服系统的特点
6.4.2 模拟式交流伺服控制系统
6.4.3 数字式交流伺服系统
复习与思考题
第7章 主轴伺服驱动系统
7.1 直流主轴驱动系统
7.1.1 直流主轴驱动系统的特点与构成
7.1.2 交流主轴驱动系统
7.1.3 主轴定向准停的控制
7.2 主轴变频驱动系统
7.2.1 变频器定义及工作原理
7.2.2 主轴变频器选用
7.2.3 西门子6SC650系列交流主轴驱动装置
7.2.4 三菱FR-A500系列变频器简介
7.2.5 变频器调试与参数的设定
复习与思考题
第8章 位置检测装置
8.1 位置检测装置的要求和分类
8.1.1 对检测装置的要求
8.1.2 检测装置的类型
8.2 位置检测装置简介
8.2.1 旋转变压器
8.2.2 感应同步器
8.2.3 脉冲编码器
8.2.4 光栅
8.2.5 磁栅
复习与思考题
下篇 数控机床的机械结构
第9章 数控机床的主体结构
9.1 数控机床的特点
9.1.1 数控机床的加工特点
9.1.2 数控机床的结构特点
9.2 数控机床的结构要求
9.2.1 较高的结构刚度
9.2.2 良好的抗振性能
9.2.3 低速进给运动的平稳性和运动精度
9.2.4 减小机床的热变形
9.3 床身
9.3.1 床身结构
9.3.2 床身截面形状
9.3.3 床身的刚度
9.4 导轨副
9.4.1 数控机床对导轨的要求
9.4.2 数控机床上导轨的种类
9.5 数控机床的总体布局
9.5.1 总布局与工件形状、尺寸和质量的关系
9.5.2 运动分配与部件的布局
9.5.3 总体布局与机床结构性能
9.5.4 自动换刀数控卧式镗铣床(加工中心)的总布局
9.5.5 机床的使用要求与总布局
9.5.6 数控机床总布局的其他趋向
复习与思考题
第10章 数控机床的主传动系统
10.1 主传动系统的要求与特点
10.1.1 对主传动系统的要求
10.1.2 主传动变速的配置
10.2 主轴部件结构
10.2.1 主轴本体
10.2.2 主轴部件的支承
10.2.3 刀具自动夹紧和吹屑装置
10.2.4 主轴的润滑与密封
10.2.5 主轴的定向准停装置
10.3 典型机床主轴的结构
10.3.1 数控车床的主轴部件
10.3.2 自动换刀数控铣床的主轴部件
复习与思考题
第11章 数控机床的进给系统
11.1 对进给系统的要求
11.2 电动机与丝杠的传动
11.2.1 齿轮传动
11.2.2 齿轮传动结构间隙的消除
11.2.3 联轴器传动
11.3 滚珠丝杠螺母副
11.3.1 滚动螺旋副的工作原理与特点
11.3.2 滚珠的循环方式
11.3.3 滚珠丝杠的选定
11.3.4 滚珠丝杠的支承结构
11.3.5 滚珠丝杠的制动
11.3.6 滚珠丝杠副的防护及润滑
11.4 静压丝杠螺母副
11.4.1 工作特点和原理
11.4.2 静压丝杠副的结构
11.4.3 控制方式
11.5 双导程蜗杆蜗轮副
11.5.1 双导程蜗杆蜗轮副的特点
11.5.2 双导程蜗杆的工作原理
11.5.3 双导程蜗轮副的间隙调整结构
11.5.4 双导程渐开线蜗杆齿轮传动
11.6 静压蜗杆蜗条副
11.6.1 工作原理
11.6.2 特点
11.6.3 材料
11.6.4 传动方案
11.7 直线电动机驱动
11.7.1 直线电动机的工作原理
11.7.2 直线电动机的分类
11.7.3 结构与工作方式
复习与思考题
第12章 工作台与自动换刀装置
12.1 分度工作台
12.1.1 插销定位的分度工作台
12.1.2 齿盘定位的分度工作台
12.1.3 多齿盘分度工作台
12.1.4 带有交换托盘的分度工作台
12.2 数控回转工作台
12.2.1 开环数控工作台
12.2.2 闭环数控工作台
12.2.3 双导程蜗杆传动分度工作台
12.3 刀架换刀装置
12.3.1 自动换刀装置的形式
12.3.2 回转刀架换刀装置
12.3.3 多主轴转塔头换刀装置
12.3.4 排刀式刀架
12.4 刀库自动换刀系统
12.4.1 刀库的形式
12.4.2 刀具选择形式
12.4.3 刀具交换装置
12.4.4 机械手结构原理
12.4.5 动力刀具的结构
复习与思考题
第13章 其他辅助装置
13.1 一般辅助机构
13.1.1 润滑系统
13.1.2 冷却系统
13.1.3 排屑装置
13.1.4 过载保护、超程限位和回机床参考点装置
13.2 数控机床液压系统
13.2.1 液压系统的组成
13.2.2 数控机床上典型的液压回路分析
13.3 数控机床上典型气压回路的分析
13.3.1 H400型卧式加工中心气动系统
13.3.2 数控车床用真空卡盘
13.3.3 数控加工中心气动换刀系统
复习与思考题
