数控原理与系统
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出版社:国防工业
出版日期:2011-5
ISBN:9787118073515
作者:蒋丽 编
页数:247页
章节摘录
版权页：插图：（3）伺服驱动。驱动装置接受来自数控装置的指令信息，经功率放大后，严格按照指令信息的要求驱动机床的移动部件，以加工出符合图样要求的零件。因此，它的伺服精度和动态响应性能是影响数控机床加工精度、表面质量和生产率的重要因素之一。伺服驱动通常由伺服放大器（亦称驱动器、伺服单元）和执行机构等部分组成，在数控机床上，目前一般都采用交流伺服电动机作为执行机构；在先进的高速加工机床上，已经开始使用直流电动机。另外，在20世纪80年代以前生产的数控机床上，也有采用直流伺服电动机的情况；对于简易数控机床，步进电动机也可以作为执行器件。伺服放大器的形式决定于执行器件，它必须与驱动电动机配套使用。数控系统的组成决定于控制系统的性能和设备的具体控制要求，其配置和组成有很大的区别，除加工程序的输入／输出装置、数控装置、伺服驱动这三个最基本的组成部分外，还可能有更多的控制装置。随着数控技术的发展和机床性能水平的提高，对系统的功能要求也日益增强。为了满足不同机床的控制要求，保证数控系统的完整性和统一性，并方便用户使用，常用的数控系统，一般都带有内部可编程控制器作为机床的辅助控制装置。辅助控制装置的主要作用是接收数控装置输出的开关量指令信号，经过编译、逻辑判别和运算，再经功率放大后驱动相应的电器，带动机床的机械、液压、气动等辅助装置完成指令规定的开关量动作。这些控制包括主轴运动部件的变速、换向和启、停指令，刀具的选择和交换指令，冷却、润滑装置的启、停，工件和机床部件的松开、夹紧，分度工作台转位分度等开关辅助动作。它通常由可编程逻辑控制器（PLc）和强电控制回路构成，PLC在结构上可以与CNC一体化（内置式的PLC），也可以是相对独立（外置式的PLC）。由于可编程逻辑控制器（PLC）具有响应快，性能可靠，易于使用、编程和修改程序并可直接驱动机床电器等特点，现已广泛用作数控机床的辅助控制装置。在闭环数控机床上，测量检测装置也是数控系统必不可少的。检测装置将数控机床各坐标轴的实际位移量检测出来，经反馈系统输入到机床的数控装置中。数控装置将反馈回来的实际位移量值与设定值进行比较，控制驱动装置按指令设定值运动。对于先进的数控系统，采用计算机作为系统的人机界面和数据的管理、输入／输出设备，从而使数控系统的功能更强、性能更完善。上述输入／输出装置、数控装置、伺服驱动、辅助控制装置、测量检测装置各部分和机床本体一起构成了数控机床的基本结构。数控机床的机床本体与传统机床相似，由主轴传动装置、进给传动装置、床身、工作台以及辅助运动装置、液压气动系统、润滑系统、冷却装置等组成。但数控机床在整体布局、外观造型、传动系统、刀具系统的结构以及操作机构等方面都已发生了很大的变化。这种变化的目的是为了满足数控技术的要求和充分发挥数控机床的特点。
书籍目录
第1章 数控系统概述 1．1 数字控制技术 1．1．1 数控技术、数控系统与数控机床 1．1．2 NC机床、加工中心、FMC、FMS与CIMS 1．2 数控系统与计算机数控系统(CNC系统) 1．2．1 数控系统的基本组成与基本原理 1．2．2 数控系统的分类 1．2．3 CNC系统的特点与功能 1．2．4 数控指令的标准代码 1．3 现代数控系统的发展 1．3．1 数控系统的发展过程 1．3．2 现代数控系统的发展方向 习题 第2章 数控系统的插补及刀具补偿原理 2．1 概述 2．1．1 插补定义 2．2．2 插补分类 2．2 逐点比较插补法 2．2．1 逐点比较法直线插补 2．2．2 逐点比较法圆弧插补 2．2．3 速度分析 2．3 数字积分插补法 2．3．1 数字积分器的工作原理 2．3．2 数字积分法直线插补 2．3．3 数字积分法圆弧插补 2．4 刀具补偿原理 2．4．1 刀具长度补偿 2．4．2 刀具半径补偿 2．5 加减速控制 习题 第3章 数控系统的软硬件及相关技术 3．1 数控系统组成与原理 3．1．1 数控系统组成 3．1．2 数控系统的基本原理 3．2 数控系统硬件结构概述 3．2．1 数控系统的硬件构成 3．2．2 大板式结构和模块化结构 3．2．3 单微处理器结构和多处理器结构 3．2．4 开放式数控装置的体系结构 3．3 数控系统软件结构 3．3．1 CNC系统软硬件的界面 3．3．2 CNC控制软件的特点 3．3．3 软件总体结构 3．3．4 CNC系统的控制软件工作过程 3．4 数控系统I／O接口 3．4．1 数控系统的I／O接口电路的作用和要求 3．4．2 数控系统的开关量I／O接口 3．4．3 数控系统的模拟量输入输出接口 3．4．4 机床控制I／O接口电路 3．5 数控机床的通信技术 3．5．1 CNC系统的串行通信 3．5．2 CNC系统的网络数据通信 习题 第4章 数控机床伺服驱动系统 4．1 概述 4．1．1 伺服系统的发展 4．1．2 伺服系统构成 4．1．3 位置伺服系统 4．1．4 伺服系统分类 4．1．5 进给伺服系统基本要求 4．1．6 伺服驱动装置 4．2 步进式伺服系统 4．2．1 步进电动机分类 4．2．2 步进电动机特点 4．2．3 三相反应式步进电动机工作原理 4．2．4 步进电动机功率驱动电路 4．2．5 步进电动机细分技术 4．2．6 步进电动机控制原理 4．3 直流电动机伺服系统 4．3．1 直流伺服系统构成 4．3．2 直流伺服系统特点 4．3．3 直流伺服系统组成方案及控制 4．3．4 直流电动机的控制原理 4．3．5 无刷直流电动机伺服控制系统 4．4 交流电动机伺服系统 4．4．1 交流伺服系统构成 4．4．2 交流伺服系统控制策略 4．5 伺服驱动系统接口和选型 4．5．1 伺服驱动装置接口 4．5．2 伺服驱动装置选型 习题第5章 数控机床主轴驱动系统 5．1 概述 5．1．1 数控机床主轴驱动系统组成 5．1．2 数控机床对主轴控制的要求 5．2 主轴驱动装置及连接 5．2．1 主轴驱动装置的特点 5．2．2 数控装置与模拟主轴连接信号原理 5．2．3 数控装置与三菱变频器的连接 5．2．4 数控装置与伺服主轴装置的连接 5．3 主轴变速控制 5．3．1 无级变速 5．3．2 分段无级变速 5．3．3 自动换挡控制 5．4 主轴准停控制 5．4．1 概述 5．4．2 机械准停 5．4．3 电气准停控制 5．5 主轴与进给轴的关联控制 5．5．1 主轴编码器 5．5．2 主轴旋转与轴向进给的关联控制 5．5．3 主轴旋转与径向进给的关联控制 5．6 高速电主轴 5．6．1 高速电主轴的结构 5．6．2 冷却润滑技术 5．6．3 高速精密轴承 5．6．4 电主轴的动平衡 5．6．5 刀具的夹紧 5．6．6 轴上零件的连接 习题第6章 可编程机床控制器 6．1 概述 6．1．1 可编程控制器的产生和发展 6．1．2 可编程控制器的原理与工作过程 6．2 数控机床用可编程控制器 6．2．1 PLC的类型 6．2．2 PMC的控制对象 6．2．3 PMC的信号存储器及地址 6．3 PMC的梯形图 6．3．1 梯形图的结构 6．3．2 顺序程序的执行 6．4 PMC的常用指令 6．4．1 PMC的基本指令 6．4．2 PMC的功能指令 6．5 梯形图的应用设计 6．5．1 梯形图的设计 6．5．2 PMC控制信号的分析 6．5．3 梯形图的应用设计 习题第7章 数控机床位置检测装置 7．1 概述 7．2 旋转变压器 7．2．1 旋转变压器的结构 7．2．2 旋转变压器的工作原理 7．2．3 旋转变压器的工作方式 7．2．4 旋转变压器的应用 7．2．5 旋转变压器的主要参数 7．3 光电编码器 7．3．1 光电式编码器的结构 7．3．2 增量式光电编码器的工作原理 7．3．3 绝对式光电编码器的工作原理 7．3．4 编码器正反转辨别 7．4 光栅 7．4．1 光栅的结构 7．4．2 光栅的工作原理 7．4．3 光栅的种类 7．4．4 光栅测量系统 7．4．5 常用光栅的精度 7．5 感应同步器 7．5．1 感应同步器的结构和特点 7．5．2 感应同步器的工作原理 7．5．3 感应同步器的特点 7．6 磁栅 7．6．1 磁栅的结构 7．6．2 检测电路 7．7 测速发电机 7．7．1 测速发电机的结构 7．7．2 测速发电机的特点 习题第8章 常用数控系统 8．1 概述 8．2 SIEMENS数控系统 8．2．1 SIEMENS数控系统的发展及特点 8．2．2 西门子840D硬件系统的组成 8．2．3 西门子840D系统的软件结构 8．3 FANUC数控系统 8．3．1 FANUC数控系统的发展及特点 8．3．2 FANUC 0i数控系统 8．4 华中数控系统 8．4．1 华中数控系统的分类及特点 8．4．2 华中数控系统的硬件系统 8．4．3 华中数控系统的软件系统 习题参考文献
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作者简介
《数控原理与系统》较全面地介绍了数控系统的相关理论及其对数控机床各部分的控制应用方法及应用实例。内容包括:数控系统概述、数控系统的插补及刀具补偿原理、数控系统的软硬件及相关技术、数控机床伺服驱动系统、数控机床主轴驱动系统、可编程机床控制器、数控机床位置检测装置、常用数控系统。
《数控原理与系统》是数控与机电专业本科用教材,也适合用作机械类和近机类各专业本科、高职高专教学和技能考核培训教学用书及设备操作、设计与维护维修等工程技术人员参考书。
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