数控一代应用技术

第1章 数控一代概述 1 1.1 数控一代的基本概念 1 1.2 发展数控一代的重要意义 1 1.3 数控一代的核心技术 3 1.3.1 数控系统 3 1.3.2 伺服驱动 3 1.3.3 多轴联动 4 1.3.4 数控切削装备 4 1.3.5 工业机器人 4 1.3.6 在线监测 5 1.3.7 数控刀具 5 1.3.8 PLC技术 6 1.3.9 CAM系统 6 1.4 数控一代的发展趋势 7 第2章 计算机数字控制装置 8 2.1 概述 8 2.1.1 计算机数控系统 8 2.1.2 数控机床的组成 8 2.1.3 计算机数控装置的工作原理 10 2.2 数控系统的硬件结构 12 2.2.1 按硬件的制造方式分类 12 2.2.2 按所用的CPU分类 13 2.2.3 微处理器32位CNC系统 18 2.3 数控系统的I/O接口 19 2.3.1 CNC装置的输入/输出和通信要求 19 2.3.2 数控系统的I/O接口电路的作用和要求 19 2.3.3 常见的I/O接口电路 20 2.3.4 通用I/O接口 22 2.4 数控系统的通信 24 2.4.1 概述 24 2.4.2 CNC系统的异步串行接口 24 2.4.3 CNC系统的网络通信接口 29 2.5 数控系统的软件结构 31 2.5.1 CNC系统的软、硬件组合类型 31 2.5.2 CNC系统控制软件的结构特点 32 2.6 数控机床用可编程序控制器 36 2.6.1 可编程序控制器的组成 36 2.6.2 可编程序控制器的工作过程 37 2.6.3 可编程序控制器的特点 38 2.6.4 数控系统中PLC的类型 39 2.6.5 数控机床中PLC控制功能的实现 40 第3章 伺服系统 54 3.1 概述 54 3.2 步进电机及其驱动控制系统 56 3.2.1 步进电机的分类 57 3.2.2 步进电机的工作原理 58 3.2.3 步进电机的主要特性 60 3.2.4 步进电机驱动控制线路的构成 61 3.2.5 功率放大电路 64 3.3 直流伺服电机及其速度控制系统 67 3.3.1 直流伺服电机的结构与分类 67 3.3.2 直流伺服电机的调速原理与方法 67 3.3.3 直流伺服电机速度控制单元的调速控制方式 69 3.4 交流伺服电机及其速度控制系统 72 3.4.1 交流伺服电机的分类与特点 72 3.4.2 交流伺服电机的调速原理 73 3.4.3 交流伺服电机的变频调速 74 3.5 位置控制 77 3.5.1 数字脉冲比较伺服系统 77 3.5.2 相位比较伺服系统 78 3.5.3 幅值比较伺服系统 80 3.5.4 全数字控制伺服系统 81 第4章 位置检测装置 83 4.1 概述 83 4.1.1 数控机床对检测装置的要求 83 4.1.2 位置检测装置的分类 83 4.2 旋转变压器 85 4.2.1 旋转变压器的结构 85 4.2.2 旋转变压器的工作原理 85 4.2.3 旋转变压器的工作方式 86 4.2.4 旋转变压器的应用 87 4.3 感应同步器 88 4.3.1 感应同步器的结构与种类 88 4.3.2 感应同步器的工作原理 90 4.3.3 感应同步器的工作方式 91 4.3.4 感应同步器的特点 91 4.3.5 感应同步器安装使用的注意事项 92 4.4 光栅 93 4.4.1 光栅的种类与精度 93 4.4.2 光栅的结构与测量原理 94 4.4.3 光栅测量系统 96 4.5 磁栅 96 4.5.1 磁栅的分类 97 4.5.2 磁栅的结构与工作原理 97 4.6 编码器 100 4.6.1 编码器的分类及安装方式 100 4.6.2 光电式编码器 101 4.6.3 光电脉冲编码器在数控机床中的应用 102 第5章 缝制设备 104 5.1 缝制设备概述 104 5.1.1 缝纫机的发展阶段 104 5.1.2 机电一体化缝纫机 105 5.2 缝制设备的分类及技术指标 105 5.2.1 缝制设备的分类 105 5.2.2 缝纫机的主要技术指标 106 5.3 缝制设备的功能部件 106 5.4 缝制设备的机电控制系统 107 5.4.1 机电控制系统概述 107 5.4.2 机电控制原理 107 5.4.3 电控参数 109 5.4.4 控制系统的要求 109 5.5 典型缝纫产品的应用 113 5.5.1 平缝机的种类 114 5.5.2 平缝机的应用 114 5.6 典型控制系统的操作及故障维修 114 5.6.1 控制系统示例 116 5.6.2 操作盒按键功能 116 5.6.3 基本功能界面 118 5.6.4 特殊功能界面 119 5.6.5 时钟界面 121 5.6.6 常用参数说明 121 5.6.7 简易故障及警告排除 125 5.6.8 检测功能 126 5.7 缝制设备的使用及维修 129 第6章 包装印刷设备 139 6.1 包装印刷概述 139 6.2 包装印刷的分类及技术指标 139 6.2.1 包装印刷的分类 139 6.2.2 包装印刷的技术指标 140 6.3 包装印刷设备的功能部件 140 6.4 典型产品的包装印刷过程 141 6.5 包装印刷专用的数控系统 141 6.5.1 张力控制系统 141 6.5.2 自动套色系统 142 6.6 包装印刷设备的操作 148 6.7 包装印刷设备的维护 148 6.7.1 整体维护 148 6.7.2 清洁 148 6.7.3 润滑 148 6.7.4 检查 152 第7章 齿轮磨削设备 153 7.1 齿轮磨削机床概述 153 7.1.1 成形磨齿法的基本原理 153 7.1.2 展成磨齿法的基本原理 154 7.1.3 成形磨齿机和展成磨齿机各自的特点 154 7.2 齿轮磨削机床的发展趋势 155 7.3 齿轮磨削机床的技术指标 156 7.3.1 成形砂轮磨齿机系列 156 7.3.2 蜗杆砂轮磨齿机系列 157 7.4 磨齿机的典型功能部件 158 7.5 典型磨齿机的磨削工艺 162 7.6 齿轮精加工专用数控系统 164 7.6.1 数控系统概述 164 7.6.2 齿轮加工循环的主要功能 168 7.6.3 齿轮加工方面附加的CNC功能 170 7.7 齿轮磨削机床的操作界面 171 7.8 磨齿机的维护 180 7.8.1 数控磨齿机电气部件的维护 180 7.8.2 数控磨齿机机械部件的维护 180 参考文献 182