數控原理與應用

所属分类:計算機控制與仿真  
出版时间:2005-8   出版时间:單忠臣 中央廣播電視大學出版社 (2005-08出版)   作者:單忠臣 編   页数:335  

前言

数字控制是近代发展起来的一种自动控制技术,数字控制技术是通过电子计算机用数字化信息控制生产过程的自动化技术。数控加工是机械制造业实现多品种小批量生产自动化的最有效方式,数控机床是采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床,简称NC机床。数控技术是现代制造技术的基础,它的广泛应用使全球机械制造业发生了根本性变化,已经引起世界各国科技界和工业界的普遍重视,成为衡量一个企业乃至一个国家科技进步和工业现代化水平的重要标志之一。作为实现柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS)和未来工厂自动化(FA)的重要装备,数控机床已经成为国內外现代制造技术不可缺少的手段,也是机电一体化技术的重要组成部分。为了适应我国数控机床的广泛使用和数控技术不断发展的形势,需要大量培养数控技术人才。本书是按照教育部人才培养模式改革和开放教育试点“机械设计制造及其自动化专业”本科教学计划要求编写的。全书共分7章。第1章介绍了数字控制的基本概念、数控机床的组成、分类及加工特点;第2章介绍了数控机床的机械结构,主要包括数控机床的特点和总体布局、数控机床主传动系统、数控机床进给系统、数控机床回转工作台和自动换刀装置;第3章介绍了计算机数字控制装置,主要包括CNC系统的组成,CNC装置的结构、工作过程、功能和特点,CNC装置的硬件结构和软件结构,机床数控装置的插补原理,CNC系统中的PIC和CNC装置的接口电路;第4章介绍了数控机床的位置检测装置,主要包括检测装置的分类以及旋转变压器、感应同步器、脉冲编码器、绝对值编码器、光栅和磁栅的结构和工作原理。

内容概要

  數控技術是現代制造技術的基礎,它的廣泛應用使全球機械制造業發生了根本性變化,已經成為衡量一個企業乃至一個國家科技進步和工業現代化水平的重要標志之一。《數控原理與應用》是為了滿足機械設計制造及其自動化專業本科教學需要而編寫的。全書共分7章。主要內容有數字控制的基本概念、數控機床的組成、分類及加工特點;數控機床的機械結構;CNC系統的組成,CNC裝置的結構、工作過程、功能和特點,CNC裝置的硬件結構、軟件結構和接口電路,數控裝置的插補原理,CNC系統中的PLC;數控機床的位置檢測裝置;數控伺服系統;數控加工工藝;數控加工編程的基礎知識以及數控車床、數控銑床、加工中心的程序編制等。  《數控原理與應用》可作為高等院校工科機械類專業數控技術課程的教學用書,也可作為相關專業技術人員的參考書。

书籍目录

第1章 概論1.1 數字控制的基本概念1.1.1 機床的數字控制技術1.1.2 機床數字控制的原理1.1.3 數控技術的產生與發展及技術水平1.2 數控機床的加工特點組成及分類1.2.1 數控機床的加工特點1.2.2 數控機床的組成1.2.3 數控機床的分類第2章 數控機床的機械結構2.1 數控機床機械結構的主要特點與基本要求2.1.1 數控加工特點對機械結構的要求2.1.2 數控機床機械結構和總體布局2.2 數控機床主傳動系統2.2.1 主要參數和基本結構2.2.2 主軸組件2.2.3 主軸內刀具的自動夾緊和切屑清除裝置2.2.4 主軸定向裝置2.3 數控機床進給系統2.3.1 基本要求2.3.2 典型結構2.3.3 進給系統機械結構的關鍵部件2.4 回轉工作台2.4.1 基本要求2.4.2 典型結構2.5 自動換刀裝置2.5.1 概述2.5.2 刀庫2.5.3 機械手2.5.4 標準刀具系統第3章 計算機數字控制裝置3.1 概述3.1.1 CNC系統的組成3.1.2 CNC裝置的工作過程3.1.3 CNC裝置的主要功能3.1.4 CNC裝置的特點3.2 CNC裝置的硬件結構3.2.1 單微處理機硬件結構3.2.2 多微處理機硬件結構3.2.3 點位直線控制的數控裝置的結構3.2.4 開放式數控裝置的體系結構3.3 CNC裝置的軟件結構3.3.1 CNC裝置軟件的結構特點3.3.2 數據處理程序3.3.3 進給速度計算和加減速控制3.3.4 插補計算3.3.5 位置控制3.3.6 故障診斷3.4 計算機數控裝置的插補原理3.4.1 概述-3.4..2 基準脈沖插補3.4.3 數據采樣插補3.5 CNC系統中的PLC3.5.1 可編程控制器(PLc)3.5.2 數控機床用PLC3.6 CNC裝置的接口電路3.6.1 概述3.6.2 鍵盤輸入接口3.6.3 顯示器接口-3.6.4 機床開關量接口3.6.5 串行通信接口3.6.6 網絡通信接口第4章 數控檢測裝置4.1 概述4.1.1 數控測量裝置的性能指標及要求4.1.2 檢測裝置的分類4.2 旋轉變壓器4.2.1 旋轉變壓器的結構和工作原理4.2.2 旋轉變壓器的工作方式4.3 感應同步器4.3.1 感應同步器的結構和工作原理4.3.2 感應同步器的工作方式4.3.3 感應同步器的使用特點4.4 脈;中編碼器4.4.1 脈沖編碼器的分類與結構4.4.2 光電脈沖編碼器的工作原理4.4.3 光電脈;中編碼器的應用4.5 絕對值編碼器4.5.1 絕對值編碼器的種類4.5.2 結構及工作原理4.6 光柵4.6.1 計量光柵的種類4.6.2 長光柵檢測裝置的結構4.6.3 光柵工作原理4.6.4 光柵位移一數字變換電路4.7 磁柵4.7.1 磁柵的結構4.7.2 磁柵工作原理4.7.3 磁柵的檢測電路第5章 數控伺服系統5.1 概述5.1.1 伺服系統的組成5.1.2 對伺服系統的基本要求5.1.3 伺服系統的分類5.2 伺服系統的驅動元件5.2.1 直流伺服電機及工作特性5.2.2 交流伺服電機及工作特性5.2.3 步進電機5.2.4 直線電機5.3 步進式伺服系統5.3 1步進式伺服系統的工作原理5.3.2 步進電動機的驅動控制線路5.3.3 提高步進式伺服系統精度的措施5.4 鑒相式伺服系統5.4.1 鑒相式伺服系統的組成5.4.2 鑒相式伺服系統的工作原理54.3 鑒相器伺服系統的控制線路5.5 鑒幅式伺服系統5.5.1 鑒幅式伺服系統的工作原理5.5.2 鑒幅式伺服系統的控制線路5.6 脈沖比較式伺服系統5.6.1 脈沖比較式伺服系統的組成5.6.2 脈沖比較式伺服系統的工作原理5.6.3 主要功能部件5.7 CNC數字伺服系統5.7.1 軟件部分5.7.2 硬件部分第6章 數控加工工藝6.1 數控加工工藝分析6.1.1 數控加工零件的選擇6.1.2 數控加工表面的確定6.1.3 數控加工零件的工藝性分析6.2 機械加工工藝路線制定6.2.1 選擇加工方法6.2.2 劃分加工階段6.2.3 劃分工序6.2.4 安排加工順序6.3 數控加工工序設計6.3.1 確定走刀路線和工步順序6.3.2 定位與夾緊方案的確定6.3.3 夾具的選擇6.3.4 刀具的選擇6.3.5 切削用量的確定6.3.6 對刀點與換刀點的確定6.4 數控加工專用技術文件的編寫6.5 數控加工工藝設計實例6.5.1 數控車削加工典型零件工藝設計實例6.5.2 數控銑削加工典型零件工藝設計實例第7章 數控加工編程7.1 概述7.1.1 數控加工編程的概念7.1.2 數控編程方法7.1.3 數控編程的內容和步驟7.2 數控編程的基礎知識7.2.1 數控機床的坐標系統7.2.2 數控加工程序7.3 數控車床程序編制7.3 1數控車削加工概述7.3.2 基本編程方法7.3.3 數控車削編程舉例7.4 數控銑床程序編制7.4.1 數控銑削加工概述7.4.2 基本編程方法7.4.3 數控銑削編程實例7.5 加工中心程序編制7.5.1 加工中心概述7.5.2 基本編程方法7.5.3 加工中心編程實例7.6 自動編程簡介7.6.1 自動編程概述7.6.2 國內外主要的CAM軟件介紹7.7 程序編制中的數學處理7.7.1 基點和節點的計算7.7.2 刀具中心軌跡的計算7.7.3 非圓曲線刀位軌跡的計算7.7.4 空間曲線曲面的刀位軌跡計算附錄 自測題參考答案參考文獻

章节摘录

插圖︰(2)存儲器它的功能主要用于存放系統程序、用戶程序和工作數據。系統程序是指控制和完成PLC各種功能的程序,包括監控程序、模塊化應用功能子程序、指令解釋程序、故障自診斷程序和各種管理程序等,在出廠時由制造廠家固化在PROM存儲器中。用戶程序是指用戶根據現場的生產過程和工藝要求而編寫的應用程序,在修改調試完成後可由用戶固化在EPROM中或存儲在磁帶、磁盤中。工作數據是PLC運行過程中需要經常存取,並會隨時改變的一些中間數據,為適應隨機存取的要求,一般將其存放在RAM中。(3)輸入輸出模塊它是PLC內部與現場之間進行信息交換的橋梁。它一方面將現場信息轉換成標準的數字信號,另一方面將PLC內部數字信號轉換成外部執行元件所要求的信號。根據信號特點可將輸入輸出模塊分為直流開關量輸入輸出模塊、交流開關量輸入輸出模塊、模擬量輸入輸出模塊和繼電器輸出模塊等。(4)編程器它是用來開發、調試、運行應用程序的特殊工具。編程器一般由鍵盤、顯示屏、智能處理器、外部設備組成,也可以通過通信接El-bPLC相連。PLC主要有兩種編程方法︰編程器編程和PC計算機編程。PC計算機編程是通過專用通信線把PLC和PC機連接起來,借助于PC計算機對PLC編程。(5)電源單元它的功能是將外部提供的交流電轉換為可編程序控制器內部所需要的直流電源,有的還提供了DC24V輸出。通常電源單元有三路輸出︰一路供給CPU模塊使用,一路供給編程器接口使用,還有一路供給各種接口模板使用。PLC對電源單元的要求是很高的,既要求具有較好的電磁兼容性能,還要求工作電源穩定,並有過電流、過電壓保護功能。電源單元一般還裝有後備電池,用于斷電時及時保護RAM中的重要信息和標志。在大、中型PLC中除了上述各組成部分外,還配置有擴展接口和智能IO模板。擴展接口主要用于連接擴展PIE單元,從而擴大PLC規模。智能IO模塊是指它本身含有單獨的CPU。能夠獨立完成某種專用功能的模塊。因為它和主CPU是並行工作的,所以大大提高了PLC的運行速度和效率。PLC除了有硬件組成外,還要有相應的執行軟件配合工作。PLC基本軟件包括系統軟件和用戶應用軟件。系統軟件一般包括操作系統、語言編譯系統和各種功能軟件等。操作系統管理PLC的各種資源,協調系統各部分之間、系統與用戶之間的關系,為用戶應用軟件提供一系列管理手段,以便用戶應用程序能正確地進入系統保證正常工作。用戶應用軟件是用戶根據控制線路圖采用梯形圖語言編寫的邏輯處理軟件。

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《數控原理與應用》由中央廣播電視大學出版社出版。

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