數(shù)控技術及應用指南

譯者序
原書前言
第1章　計算機數(shù)控（CNC）
技術導論1
1.1　數(shù)控加工的發(fā)展歷史3
1.1.1　第二次世界大戰(zhàn)后初期3
1.1.2　機床行業(yè)的重建3
1.1.3　東德的機床工業(yè)4
1.1.4　全球機床行業(yè)的發(fā)展5
1.1.5　德國機床工業(yè)的進一步發(fā)展6
1.1.6　日本機床的影響6
1.1.7　德國機床制造業(yè)的危機6
1.1.8　原因及影響7
1.1.9　柔性制造系統(tǒng)7
1.1.10　2009年世界經(jīng)濟危機9
1.1.11　形勢及展望9
1.1.12　結論10
1.2　數(shù)控技術發(fā)展的里程碑12
1.3　數(shù)控技術和計算機
數(shù)控技術15
1.3.1　通向NC的途徑15
1.3.2　硬件16
1.3.3　軟件17
1.3.4　控制類型17
1.3.5　數(shù)控軸19
1.3.6　可編程序控制器20
1.3.7　適配單元20
1.3.8　計算機技術和數(shù)控技術20
1.3.9　NC程序和編程22
1.3.10?數(shù)據(jù)輸入24
1.3.11　數(shù)控系統(tǒng)的操作24
1.3.12　數(shù)控編程25
1.3.13　小結27
1.3.14?本節(jié)要點28
第2章　計算機數(shù)控（CNC）
機床的功能29
2.1　路徑信息和路徑測量31
2.1.1　引言31
2.1.2　軸的標識31
2.1.3　位置控制回路33
2.1.4　位置的測量35
2.1.5　測量儀器的簡單診斷44
2.1.6　補償45
2.1.7　本節(jié)要點54
2.2　切換功能55
2.2.1　簡要介紹55
2.2.2　換刀功能55
2.2.3　銑床和加工中心的換刀功能56
2.2.4　車床的換刀功能57
2.2.5　刀具的位置編碼58
2.2.6　工件的更換59
2.2.7　主軸的變速功能61
2.2.8　進給速度功能62
2.2.9　小結62
2.2.10　本節(jié)要點63
2.3　操作功能64
2.3.1　定義系統(tǒng)64
2.3.2　CNC系統(tǒng)的基本功能64
2.3.3　CNC系統(tǒng)的特殊功能68
2.3.4　防碰撞功能71
2.3.5　數(shù)控機床的集成安全理念78
2.3.6　狀態(tài)監(jiān)測和機床數(shù)據(jù)采集93
2.3.7　數(shù)控顯示97
2.3.8　CNC的觸摸操作98
2.3.9　數(shù)控系統(tǒng)用戶界面的擴展99
2.3.10　安全運行模式選擇的
電子鑰匙系統(tǒng)102
2.3.11　開放式數(shù)控系統(tǒng)104
2.3.12　OPC UA在數(shù)控機床中的應用106
2.3.13　成本評估107
2.3.14　現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的優(yōu)點109
2.3.15　小結109
2.3.16　本節(jié)要點110
2.4　可編程序控制器112
2.4.1　定義112
2.4.2　PLC的發(fā)展歷史112
2.4.3　PLC的組成和工作原理113
2.4.4　數(shù)據(jù)總線和現(xiàn)場總線115
2.4.5　PLC的優(yōu)點118
2.4.6　PLC的編程和文檔語言119
2.4.7　PLC 程序120
2.4.8　程序存儲器121
2.4.9　PLC、CNC和PC集成122
2.4.10　PLC的選擇標準122
2.4.11　小結124
2.4.12　CNC和PLC的列表比較124
2.4.13　本節(jié)要點126
2.5　CNC系統(tǒng)對機床組件的影響128
2.5.1　機床配置128
2.5.2　床身129
2.5.3　導軌130
2.5.4　機床外罩131
2.5.5　冷卻系統(tǒng)131
2.5.6　排屑系統(tǒng)131
2.5.7　小結131
2.5.8　本節(jié)要點132
第3章　計算機數(shù)控（CNC）機床的
電氣驅動系統(tǒng)133
3.1　CNC機床的驅動調(diào)節(jié)135
3.1.1　定義135
3.1.2　數(shù)控坐標軸的機械結構136
3.1.3　模擬控制137
3.1.4　模擬量調(diào)節(jié)與數(shù)字量調(diào)節(jié)的比較137
3.1.5　數(shù)字量的智能驅動技術138
3.1.6　控制器類型和控制特性140
3.1.7　控制環(huán)路增益和Kv因數(shù)
（位置環(huán)增益）141
3.1.8　前饋控制142
3.1.9　伺服驅動器143
3.1.10　小結146
3.1.11　本節(jié)要點147
3.2　CNC機床的進給驅動系統(tǒng)149
3.2.1　進給驅動系統(tǒng)的要求150
3.2.2　進給驅動的類型150
3.2.3　直線電動機的種類155
3.2.4　直線電動機驅動的優(yōu)缺點156
3.2.5　驅動控制器和CNC系統(tǒng)的連接157
3.2.6　測量傳感器158
3.2.7　小結159
3.2.8　本節(jié)要點160
3.3　CNC機床的主軸驅動系統(tǒng)161
3.3.1　主軸驅動系統(tǒng)的要求161
3.3.2　主軸驅動的類型162
3.3.3　主軸驅動系統(tǒng)的結構形式162
3.3.4　交流同步電動機的驅動模式164
3.3.5　永磁同步電動機驅動的優(yōu)缺點165
3.3.6　本節(jié)要點165
3.4　CNC機床的驅動系統(tǒng)選型167
3.4.1　方法與步驟167
3.4.2　主軸驅動系統(tǒng)的選型172
3.4.3　小結173
3.5　基于工藝參數(shù)的主軸機械設計174
3.5.1　電機的選擇174
3.5.2　軸承174
3.5.3　潤滑175
3.5.4　加工過程175
3.5.5　工業(yè)4.0對主軸的要求179
3.5.6　本節(jié)要點180
第4章　數(shù)控機床和制造系統(tǒng)183
4.1　數(shù)控機床185
4.1.1　加工中心和數(shù)控銑床185
4.1.2　數(shù)控車床191
4.1.3　數(shù)控磨床196
4.1.4　數(shù)控齒輪加工機床202
4.1.5　數(shù)控鉆床和鏜床207
4.1.6　數(shù)控鋸床209
4.1.7　激光加工設備210
4.1.8　沖壓機床和沖剪機床215
4.1.9　彎管機床218
4.1.10　數(shù)控電火花加工機床220
4.1.11　電子束機床222
4.1.12　水切割機床223
4.1.13　復合機床225
4.1.14　測量和檢驗設備232
4.1.15　小結234
4.1.16　本節(jié)要點235
4.2　增材制造236
4.2.1　引言236
4.2.2　定義237
4.2.3　工藝流程238
4.2.4　增材制造工藝的分類241
4.2.5　幾種重要的疊層制造工藝242
4.2.6　增材制造的優(yōu)點250
4.2.7　應用252
4.2.8　新的方法252
4.2.9　準備工作 254
4.2.10　與生產(chǎn)的結合255
4.2.11　小結256
4.2.12　本節(jié)要點256
4.3　柔性制造系統(tǒng)257
4.3.1　定義257
4.3.2　柔性制造單元259
4.3.3　柔性制造系統(tǒng)261
4.3.4　柔性制造系統(tǒng)的技術特征263
4.3.5