前言
數(shù)控技術和數(shù)控機床是制造工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎，這個基礎是否牢固直接影響一個國家的經(jīng)濟發(fā)展和綜合國力，關系到一個國家的戰(zhàn)略地位。數(shù)控技術的應用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術的不斷發(fā)展和應用領域的擴大，對國計民生的一些重要行業(yè)的發(fā)展也起著越來越重要的作用。
數(shù)控技術是機械類專業(yè)的一門重要的專業(yè)核心課程，它以數(shù)控機床為對象，研究數(shù)字控制系統(tǒng)的工作原理、組成及其在數(shù)控機床上的應用。數(shù)控技術綜合了計算機、自動控制、電氣傳動、精密測量、機械制造和管理信息等多學科的最新技術，是一門綜合性專業(yè)技術課程。
《數(shù)控技術與數(shù)控機床》一書是在考慮到目前數(shù)控技術持續(xù)快速進步，數(shù)控機床在技術性能上不斷提升，新技術和新結(jié)構不斷出現(xiàn)，相關教材和書籍不能完全滿足數(shù)控技術課程使用要求的情況下編寫的。本書力求反映出當前的最新技術，做到先進性、理論性和實用性并舉，文字敘述上力求深入淺出、通俗易懂。
本書共7章。第1章介紹數(shù)控技術及數(shù)控機床的概念、組成、工作原理、分類、發(fā)展歷程及發(fā)展趨勢； 第2章介紹數(shù)控機床的程序編制，包括數(shù)控加工工藝、數(shù)控編程基本知識、常用數(shù)控機床編程、自動編程基本概念等； 第3章介紹數(shù)控插補原理、刀具半徑補償及速度控制； 第4章介紹計算機數(shù)字控制裝置的基本原理、硬件和軟件結(jié)構、可編程控制器在數(shù)控系統(tǒng)中的應用，以及常用數(shù)控系統(tǒng)介紹等； 第5章介紹數(shù)控機床伺服系統(tǒng)，包括數(shù)控機床常用的各種檢測裝置、多種控制電機及其驅(qū)動控制方式等； 第6章介紹數(shù)控機床機械結(jié)構的特點、主軸部件、進給傳動系統(tǒng)、導軌、自動換刀裝置等； 第7章介紹數(shù)控技術與制造自動化系統(tǒng)，包括分布式數(shù)控系統(tǒng)、柔性自動化系統(tǒng)等。
本書第1章由于濤、武洪恩編寫； 第2章由于濤、呂玉廷編寫； 第3章由于濤、武洪恩編寫； 第4章、第5章由武洪恩編寫； 第6章由楊俊茹編寫； 第7章由鐘佩思編寫。全書由于濤、武洪恩、呂玉廷統(tǒng)稿。
山東大學張承瑞教授、山東科技大學范云霄教授對本書進行了審閱，提出了許多寶貴意見，在此表示衷心的感謝！
本書在編寫時參閱了大量相關文獻和教材，在此向相關作者、編者表示感謝！
在本書的編寫過程中，盡管編者非常努力，但由于水平有限，時間倉促，因此書中難免有不足或不妥之處，懇請廣大讀者批評指正。
編者
2019年3月
目錄
第1章概述
1.1數(shù)控機床簡介
1.1.1數(shù)控機床的產(chǎn)生及其重要性
1.1.2數(shù)控機床的應用范圍及特點
1.2數(shù)控機床的工作原理和組成
1.2.1數(shù)控機床的工作原理
1.2.2數(shù)控機床的組成
1.3數(shù)控機床的分類
1.4數(shù)控技術的發(fā)展
1.4.1數(shù)控系統(tǒng)及數(shù)控機床的發(fā)展歷程
1.4.2數(shù)控機床的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢
1.4.3先進數(shù)控技術概述
1.4.4我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展
思考與練習
第2章數(shù)控機床的程序編制
2.1程序編制的基本概念
2.1.1程序編制的內(nèi)容和步驟
2.1.2數(shù)控編程的幾何基礎
2.1.3程序結(jié)構與格式
2.1.4準備功能G代碼和輔助功能M代碼
2.2數(shù)控加工工藝基礎
2.2.1數(shù)控加工工藝分析的特點及內(nèi)容
2.2.2數(shù)控加工的工藝分析
2.2.3確定工藝路線及加工路線
2.2.4刀具及切削用量的選擇
2.3數(shù)控車床和車削中心編程
2.3.1數(shù)控車床和車削中心編程基礎
2.3.2FANUC系統(tǒng)數(shù)控車床和車削中心常用指令的編程方法
2.4數(shù)控銑床和加工中心編程
2.4.1數(shù)控銑床和加工中心編程基礎
2.4.2FANUC系統(tǒng)數(shù)控銑床和加工中心常用指令的編程方法
2.5自動編程
2.5.1自動編程的發(fā)展歷程
2.5.2CAD/CAM自動編程系統(tǒng)基本原理
2.5.3CAD/CAM自動編程系統(tǒng)功能
思考與練習
第3章數(shù)控插補原理、刀具半徑補償及速度控制
3.1概述
3.2脈沖增量插補原理
3.2.1逐點比較插補法
3.2.2數(shù)字積分插補法
3.3數(shù)據(jù)采樣插補原理
3.3.1采樣周期的選擇
3.3.2時間分割插補法
3.3.3擴展DDA插補原理
3.4刀具半徑補償
3.4.1刀具補償?shù)幕驹?/p>
3.4.2刀具半徑補償計算
3.4.3C功能刀具半徑補償計算
3.5進給速度與加減速控制
3.5.1進給速度控制
3.5.2加減速度控制
思考與練習
第4章計算機數(shù)字控制裝置
4.1概述
4.1.1CNC系統(tǒng)的組成
4.1.2CNC系統(tǒng)的工作過程
4.1.3CNC裝置的結(jié)構
4.1.4CNC系統(tǒng)的特點
4.1.5CNC裝置的功能
4.2CNC裝置的硬件結(jié)構
4.2.1常規(guī)CNC的主要形式
4.2.2單微處理機結(jié)構的CNC裝置
4.2.3多微處理機結(jié)構的CNC裝置
4.3計算機數(shù)控裝置的軟件結(jié)構
4.3.1CNC裝置軟硬件的分工
4.3.2多任務并行處理
4.3.3CNC裝置軟件的結(jié)構
4.4數(shù)控系統(tǒng)中的可編程控制器
4.4.1數(shù)控系統(tǒng)中PLC形式
4.4.2PLC的結(jié)構
4.4.3PLC的工作原理
4.5CNC裝置的接口電路
4.5.1I/O接口的標準化
4.5.2I/O信號的分類及接口電路的任務
4.5.3數(shù)字量I/O接口
4.6常用數(shù)控系統(tǒng)介紹
4.6.1西門子數(shù)控系統(tǒng)
4.6.2FANUC數(shù)控系統(tǒng)簡介
4.6.3廣州數(shù)控系統(tǒng)
4.6.4華中數(shù)控系統(tǒng)簡介
思考與練習
第5章數(shù)控機床伺服系統(tǒng)
5.1概述
5.1.1伺服系統(tǒng)的分類和組成
5.1.2數(shù)控機床對伺服系統(tǒng)的要求
5.2驅(qū)動電動機
5.2.1步進電動機
5.2.2伺服電動機
5.2.3直線電動機
5.2.4主軸電動機
5.3數(shù)控機床常用檢測裝置
5.3.1概述
5.3.2光柵尺
5.3.3脈沖編碼器
5.3.4磁柵
5.3.5旋轉(zhuǎn)變壓器
5.3.6感應同步器
5.4位置控制
5.4.1位置控制的基本原理
5.4.2脈沖比較法
5.4.3相位比較法
5.4.4幅值比較法
5.5速度控制
5.5.1步進電動機驅(qū)動裝置
5.5.2直流伺服電動機驅(qū)動裝置
5.5.3交流伺服電動機驅(qū)動裝置
思考與練習
第6章數(shù)控機床的機械結(jié)構
6.1數(shù)控機床的結(jié)構特點
6.2數(shù)控機床的主傳動系統(tǒng)
6.2.1數(shù)控機床主傳動系統(tǒng)的特點
6.2.2數(shù)控機床主軸的變速方式
6.2.3主軸部件
6.2.4典型主軸部件
6.3數(shù)控機床的進給傳動系統(tǒng)
6.3.1進給傳動的要求
6.3.2滾珠絲杠螺母副
6.3.3導軌
6.4數(shù)控機床的床身
6.4.1床身設計要求
6.4.2床身的結(jié)構
6.4.3床身的截面形狀
6.5數(shù)控機床的工作臺
6.5.1分度工作臺
6.5.2回轉(zhuǎn)工作臺
6.5.3交換工作臺
6.6數(shù)控機床的自動換刀裝置
6.6.1回轉(zhuǎn)刀架換刀
6.6.2更換主軸換刀
6.6.3更換主軸箱換刀
6.6.4帶刀庫的自動換刀系統(tǒng)
思考與練習
第7章數(shù)控技術與制造自動化系統(tǒng)
7.1概述
7.2分布式數(shù)控DNC
7.2.1DNC系統(tǒng)概述
7.2.2DNC系統(tǒng)的結(jié)構與組成
7.2.3DNC的發(fā)展趨勢
7.3柔性制造系統(tǒng)FMS
7.3.1柔性制造單元FMC
7.3.2柔性制造系統(tǒng)FMS
7.3.3FMS的關鍵技術
7.3.4FMS的效益
7.3.5FMS的應用與實施
7.4計算機集成制造系統(tǒng)CIMS
7.4.1CIMS基本概念
7.4.2CIMS的體系結(jié)構
7.4.3CIMS的控制結(jié)構
7.4.4CIMS中的主要功能模塊
7.4.5CIMS的關鍵技術
7.4.6CIMS應用實例
7.5智能制造系統(tǒng)IMS
7.5.1IMS的提出
7.5.2IMS的定義及特征
7.5.3IMS體系結(jié)構
7.5.4IMS的重點發(fā)展方向
7.5.5IMS應用實例
思考與練習
參考文獻
書單推薦
