數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用指南2015/2016

譯者序
原書(shū)前言
致讀者
第 1 章　數(shù)控技術(shù)導(dǎo)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(jī)床行業(yè)的重建 3
1.1.3　東德的機(jī)床工業(yè) 4
1.1.4　全球機(jī)床行業(yè)的發(fā)展變化 5
1.1.5　具有代表性的新型數(shù)控機(jī)床 5
1.1.6　日本的影響 6
1.1.7　德國(guó)危機(jī) 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(jì)危機(jī) 8
1.1.11　形勢(shì)及展望 9
1.1.12　結(jié)論 10
1.2　數(shù)控技術(shù)的發(fā)展里程碑 12
1.3　數(shù)控技術(shù)和計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù) 15
1.3.1　通向 NC 的途徑 15
1.3.2　硬件 16
1.3.3　軟件 16
1.3.4　控制類(lèi)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(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)控技術(shù) 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　小結(jié) 27
1.3.13 本節(jié)要點(diǎn) 28
第 2 章　CNC 機(jī)床的功能 29
2.1　位置信息 31
2.1.1　引言 31
2.1.2　軸的標(biāo)識(shí) 31
2.1.3　位置控制回路 33
2.1.4 　位置的測(cè)量 35
2.1.5　補(bǔ)償 44
2.1.6 本節(jié)要點(diǎn) 52
2.2　輔助功能 53
2.2.1　說(shuō)明 53
2.2.2　換刀功能 53
2.2.3　車(chē)床的換刀功能 54
2.2.4　銑床和加工中心的換刀功能 54
2.2.5　刀具的識(shí)別 56
2.2.6　工件的更換 57
2.2.7　主軸的變速功能 60
2.2.8　進(jìn)給速度功能 60
2.2.9　小結(jié) 60
2.2.10 本節(jié)要點(diǎn) 61
2.3　數(shù)控功能 62
2.3.1　定義 62
2.3.2 CNC 系統(tǒng)的基本功能 62
2.3.3 CNC 系統(tǒng)的特殊功能 66
2.3.4　防碰撞功能 68
2.3.5　數(shù)控機(jī)床集成的安全理念 73
2.3.6　數(shù)控顯示 83
2.3.7　數(shù)控系統(tǒng)的用戶(hù)界面擴(kuò)展 84
2.3.8　開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng) 86
2.3.9　成本評(píng)估 88
2.3.10　現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) 90
2.3.11　小結(jié) 90
2.3.12 本節(jié)要點(diǎn) 91
2.4　可編程序控制器 93
2.4.1　定義 93
2.4.2 PLC 的發(fā)展歷史 93
2.4.3 PLC 的組成和工作原理 94
2.4.4　數(shù)據(jù)總線(xiàn)和現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn) 95
2.4.5 PLC 的優(yōu)點(diǎn) 99
2.4.6 PLC 的編程和文檔語(yǔ)言 100目　　錄　VII
2.4.7 PLC 程序 101
2.4.8　程序存儲(chǔ)器 101
2.4.9 PLC、 CNC 和 PC 集成 102
2.4.10 PLC 的選擇標(biāo)準(zhǔn) 104
2.4.11　小結(jié) 104
2.4.12 CNC 和 PLC 的列表比較 104
2.4.13 本節(jié)要點(diǎn) 106
2.5 CNC 系統(tǒng)對(duì)機(jī)床組件的影響 108
2.5.1　機(jī)床配置 108
2.5.2　床身 109
2.5.3　導(dǎo)軌 110
2.5.4　機(jī)床外罩 110
2.5.5　冷卻系統(tǒng) 111
2.5.6　排屑系統(tǒng) 111
2.5.7　小結(jié) 111
2.5.8 本節(jié)要點(diǎn) 111
第 3 章　CNC 機(jī)床的電氣驅(qū)動(dòng)
系統(tǒng) 113
3.1 CNC 機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 115
3.1.1　進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求 116
3.1.2　進(jìn)給驅(qū)動(dòng)的類(lèi)型 116
3.1.3　直線(xiàn)電動(dòng)機(jī)的種類(lèi) 121
3.1.4　直線(xiàn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn) 122
3.1.5　驅(qū)動(dòng)控制器和 CNC 系統(tǒng)的連接 123
3.1.6　測(cè)量傳感器 124
3.1.7　小結(jié) 125
3.1.8　本節(jié)要點(diǎn) 126
3.2 CNC 機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 127
3.2.1　主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求 127
3.2.2　主軸驅(qū)動(dòng)的類(lèi)型 128
3.2.3　主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式 128
3.2.4　交流同步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式 130
3.2.5　同步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn) 131
3.2.6 本節(jié)要點(diǎn) 131
3.3　面向過(guò)程的機(jī)床驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 133
3.3.1　系統(tǒng)劃分 133
3.3.2　加工工藝的出發(fā)點(diǎn) 134
3.3.3　能效均衡 135
3.3.4　機(jī)床驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 136
3.3.5 進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的靜態(tài)設(shè)計(jì)和
　　　動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì) 137
3.3.6　直線(xiàn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng) 140
3.3.7　根據(jù)工藝參數(shù)擬訂驅(qū)動(dòng)方案 140
3.3.8　機(jī)床設(shè)計(jì)的普遍性和特殊性 142
3.3.9 基于工藝參數(shù)的機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動(dòng)
　　　系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案擬訂 143
3.3.10　機(jī)床的系統(tǒng)性考慮 144
3.3.11　小結(jié) 146
3.3.12　本節(jié)要點(diǎn) 146
3.4　基于工藝參數(shù)的主軸機(jī)械
設(shè)計(jì) 148
3.4.1　電動(dòng)機(jī)選擇 148
3.4.2　軸承選擇 148
3.4.3　潤(rùn)滑介質(zhì)選擇 149
3.4.4　加工工藝選擇 149
3.4.5 本節(jié)要點(diǎn) 152
第 4 章　數(shù)控機(jī)床的類(lèi)型 153
4.1　數(shù)控機(jī)床 155
4.1.1　加工中心和數(shù)控銑床 155
4.1.2　數(shù)控車(chē)床 160
4.1.3　數(shù)控磨床 165
4.1.4　數(shù)控齒輪加工機(jī)床 170
4.1.5　數(shù)控鉆床和鏜床 176
4.1.6　數(shù)控鋸床 178
4.1.7　激光加工設(shè)備 180
4.1.8　沖壓機(jī)床和沖剪機(jī)床 185
4.1.9　彎管機(jī)床 188
4.1.10　數(shù)控電火花加工機(jī)床 190
4.1.11　電子束機(jī)床 192
4.1.12　水切割機(jī)床 193
4.1.13　復(fù)合機(jī)床 195
4.1.14　測(cè)量和檢驗(yàn)設(shè)備 202
4.1.15　小結(jié) 204
4.1.16 本節(jié)要點(diǎn) 205
4.2　增材制造 206
4.2.1　引言 206VIII　數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用指南
4.2.2　定義 207
4.2.3　工藝流程 208
4.2.4　增材制造工藝的分類(lèi) 210
4.2.5　幾種重要的疊層制造工藝 211
4.2.6　小結(jié) 218
4.2.7 本節(jié)要點(diǎn) 218
4.3　柔性制造系統(tǒng) 220
4.3.1　定義 220
4.3.2　柔性制造島 221
4.3.3　柔性制造單元 222
4.3.4　柔性制造系統(tǒng)的技術(shù)特征 224
4.3.5　柔性制造系統(tǒng)的應(yīng)用準(zhǔn)則 225
4.3.6　加工策略 227
4.3.7　設(shè)備選型及布局 228
4.3.8　工件運(yùn)輸系