国家骨干高职院校建设机械制造与自动化专业系列教材:数控技术.pdf

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书籍描述

内容简介
本书围绕数控系统在数控机床上的应用,比较全面地介绍了数控系统的基础知识、插补原理及数据处理、进给运动的控制、主轴驱动及控制、数控系统的可编程控制器与接口信号、数控系统的应用、典型数控系统与应用系统等内容。本书在内容选择上突出实用性、先进性;在编写方式上强调由浅入深,并力求全面、系统和重点突出。
本书可作为高等职业院校、高等专科院校、成人高校、民办高校及本科院校举办的二级职业技术学院数控技术及相关专业的教学用书,也适用于五年制高职、中职相关专业,并可作为社会从业人员的业务参考书及培训用书。

编辑推荐
《国家骨干高职院校建设机械制造与自动化专业系列教材:数控技术》可作为高等职业院校、高等专科院校、成人高校、民办高校及本科院校举办的二级职业技术学院数控技术及相关专业的教学用书,也适用于五年制高职、中职相关专业,并可作为社会从业人员的业务参考书及培训用书。

目录
第一篇任务开篇1
任务一数控技术的认知1
分任务一数控技术概况的了解1
一、数控技术的背景与发展1
二、以数控机床为基础的自动化生产系统2
三、数控伺服系统的发展3
四、数控技术的基本概念4
分任务二对常见数控系统的认知13
一、FANUC数控系统13
二、SINUMERIK数控系统14
三、华中数控系统14
思考题15
第二篇任务实施16
任务二数控装置工作过程的剖析16
分任务一数控加工程序的输入16
一、程序编制的概念16
二、数控代码(指令)和编程方法16
分任务二数控加工程序的数据处理17
一、数控加工程序的译码17
二、G代码的译码分析18
三、刀具补偿的计算20
四、刀具半径补偿的实现方法22
五、辅助信息处理24
分任务三数控技术插补原理及数据的处理28
一、插补技术28
二、插补算法29
思考题29
任务三数控机床机械结构安装及调试30
分任务一主轴的驱动与控制30
一、数控机床对主轴控制的要求30
二、主轴驱动装置的特点30
三、主轴电动机特性曲线31
分任务二主轴驱动装置的认知32
一、通用变频器32
二、伺服驱动主轴32
三、主轴的分段无级调速及控制36
四、自动变挡控制37
五、自动变挡的实现方法37
分任务三主轴的准停控制38
一、机械准停控制39
二、电气准停控制39
思考题43
任务四进给运动的控制44
分任务一进给伺服系统的认知44
一、进给伺服系统的运动要求44
二、伺服驱动系统的分类44
分任务二开环进给系统的控制与步进驱动45
一、开环系统控制原理的认知45
二、步进电动机的主要特性47
三、步进电动机的驱动电源48
四、步进电动机的选择50
分任务三位置检测装置的控制50
一、位置检测元件的分类50
二、旋转编码器51
三、光栅尺55
四、其他检测装置60
五、位置反馈输入61
分任务四闭环进给系统与交流伺服系统的控制62
一、闭环进给控制概述62
二、交流伺服系统64
三、全数字式伺服系统68
四、直线电机69
思考题70
任务五数控系统可编程控制器与接口信号的调试与应用71
分任务一数控机床PLC的认知71
一、数控机床PLC的控制对象71
二、PLC的信号处理71
三、数控机床PLC的形式73
分任务二PLC开关量输入/输出接口的认知75
一、输入/输出接口75
二、输入/输出接口的应用77
分任务三PLC程序在数控机床中的典型应用79
一、主轴定向控制80
二、主轴正反转及齿轮换挡控制80
三、刀库自动选刀控制82
四、润滑系统自动控制85
思考题88
任务六华中数控系统的应用89
一、华中数控系统概况89
二、系统连接90
三、系统的应用106
思考题106
参考文献107

序言
数控机床是综合应用计算机、自动控制、精密测量及现代机械制造等多种先进技术的机电一体化产品,是现代制造技术中不可缺少的生产工具。数控系统是数控机床的核心部件,各方面功能越来越完善,发展的速度也很快。目前,随着国内数控机床用量的剧增,急需培养一大批数控应用型高级技术人才。为了适应我国高等职业技术教育发展及数控应用型技术人才培养的需要,编写了本书。
本书围绕数控机床的核心技术——数控系统,全面、系统地讲述了数控系统的基本组成、各部分的主要功能和特点、工作原理等。重点在数控系统应用上,着重介绍了华中数控有限公司等典型数控系统的功能、特点及应用。
本书可作为高职高专、成人高校及本科举办的二级职业技术学院机械制造类专业教材,也可供从事数控技术应用的技术人员参考。
本书由刘玲任主编,由姜明磊、雷彪、刘璐、任文柱任副主编。王京、武艳慧、苏月、雎力芬参编。
本书由胡笛川教授审稿,提出了许多宝贵的意见和建议,编者对此表示衷心的感谢。
全书在编写过程中参考了近年来数控技术方面的诸多论著和教材,在此本书编者对参考文献中的各位作者深表谢意。
在本书的编写过程中,得到了武汉华中数控有限公司的支持和帮助,在此一并致谢。
由于编者水平有限,加之数控技术发展迅速,本书难免有不足之处,望读者和各位同仁提出宝贵意见。

编者

文摘
版权页:



在数控系统中,插补具体指根据曲线段已知的几何数据,以及相应工艺数据中的速度信息,计算出曲线段起点、终点之间的一系列中间点,分别向各个坐标轴发出方向、大小和速度都确定的协调的运动序列命令,通过各个轴运动的合成,产生数控加工程序要求的工件轮廓的刀具运动轨迹。按插补算法不同,有多种不同复杂程度的插补处理。一般按照插补结果,插补算法被分为脉冲增量插补法和数字采样插补法两大类。前者的插补结果是分配给各个轴的进给脉冲序列;后者的插补结果是分配给各个轴的插补数据序列。
由插补器向各个轴发出的运动序列命令为各个轴位置调节器的命令值,位置调节器将其与机床上位置检测元件测得的实际位置相比较,经过调节,输出相应的位置和速度控制信号,控制各轴伺服系统驱动机床各个轴运动,使刀具相对工件正确运动,加工出要求的工件轮廓。
由数控装置发出的开关命令在系统程序的控制下,在各加工程序段插补处理开始前或完成后,适时输出给机床控制器。在机床控制器中,开关命令和由机床反馈的回答信号一起被处理和转换为对机床开关设备的控制命令。在现代的数控系统中,多数机床控制器都由可编程控制器(PLC)取而代之,使大多数机床控制电路都用PLC中可靠的开关实现,从而避免相互矛盾的、对机床和操作者有危险的现象(如在主轴还没有旋转之前的“进给允许”)的出现。
在机床的运行过程中,数控系统要随时监视数控机床的工作状态,通过显示部件及时向操作者提供系统工作状态和故障情况。此外,数控系统还要对机床操作面板进行监控,因为机床操作面板的开关状态可以影响加工的状态,需及时处理有关信号。
(四)数控系统的分类
数控系统的分类方法有很多种,下面对常见的分类方法做一介绍。
1.按被控机床运动轨迹分类
(1)点位控制数控系统这类控制系统只控制工具相对工件从某一加工点移到另一个加工点之间的精确坐标位置,而对于点与点之间移动的轨迹不进行控制,且移动过程中不作任何加工(见图1—4)。通常采用这一类系统的设备有数控钻床、数控坐标镗床和数控冲床等。
(2)直线控制数控系统 这类系统不仅要控制点与点的精确位置,还要控制两点之间的工具移动轨迹是一条直线,且在移动中工具能以给定的进给速度进行加工,其辅助功能要求也比点位控制数控系统多,如它可能被要求具有主轴转数控制、进给速度控制和刀具自动交换等功能。采用此类控制方式的设备主要有简易数控车床、数控镗铣床等。
(3)轮廓控制数控系统 这类系统能够对两个或两个以上坐标方向进行严格控制,即不仅控制每个坐标的行程位置,同时还控制每个坐标的运动速度。各坐标的运动按规定的比例关系相互配合,精确地协调起来连续进行加工,以形成所需要的直线、斜线或曲线、曲面。这类数控系统的辅助功能亦比前两类都多。采用此类控制方式的设备有数控车床、铣床、加工中心、电加工机床和特种加工机床等。

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