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第1章　数控机床的概述1

1.1　数控机床1

1.1.1　数控机床的概念1

1.1.2　数控机床的产生及发展简史1

1.1.3　数控机床的特点2

1.1.4　数控机床的组成3

1.1.5　数控机床的分类4

1.2　机床数控化改造6

1.2.1 机床数控化改造的意义7

1.2.2　机床数控化改造的必要性和迫切性7

1.2.3　经数控化改造后机床的优越性8

1.2.4　机床数控化改造的内容8

1.2.5　机床数控化改造的社会和经济问题10

1.3　机床数控化改造的现状12

1.3.1 国外数控机床的发展现状12

1.3.2　国内数控机床的现状13

1.3.3　机床数控化改造市场研究13

1.4　机床数控化改造的发展趋势14

1.4.1 数控化改造后机床性能的大幅提高14

1.4.2　对机床精度、速度要求的提高15

1.4.3　辅助装置在数控化改造机床上的使用16

1.4.4　机床功能的进一步提高18

1.4.5　我国机床数控化改造的发展趋势和对策研究18

第2章　数控系统的改造设计21

2.1　数控系统概述21

2.1.1　数控系统的结构组成21

2.1.2　数控系统的功能和工作原理22

2.1.3　数控系统的分类23

2.2　典型的数控系统26

2.2.1 FANUC数控系统26

2.2.2 SIEMENS数控系统33

2.2.3　三菱数控系统41

2.2.4　华中数控系统44

2.2.5　其他数控系统46

2.3　数控化改造中数控系统的选择和调试49

2.3.1　数控系统的选择49

2.3.2　数控系统的安装及调试50

2.3.3　车床数控化改造中数控系统的选择62

2.3.4　铣床数控化改造中数控系统的选择63

2.3.5　加工中心数控系统的升级66

2.4　改造中常见的问题71

第3章　伺服系统的改造设计73

3.1　伺服系统概述73

3.1.1　伺服系统的类型73

3.1.2　执行元件的类型74

3.2　步进电动机的选择计算方法及驱动器的选择85

3.2.1　步进电动机的选用原则85

3.2.2　步进电动机的驱动86

3.2.3　步进电动机的计算选择方法91

3.3　直流伺服电动机的选择计算方法93

3.3.1　直流电动机及特点93

3.3.2　直流电动机的选择原则96

3.4　交流伺服电动机的选择计算方法98

3.4.1　交流电动机的选择原则和选择计算99

3.4.2　交流调速方式的选择方法101

3.5　变频器的选择102

3.5.1　变频器的分类与特点102

3.5.2　变频器的选择104

3.5.3　变频器选择中的注意事项107

3.5.4　干扰的危害108

3.6　位置和速度传感器的使用109

3.6.1　位置传感器概述109

3.6.2　位置传感器的应用109

3.6.3　位置传感器的安装和调试114

3.6.4　速度传感器114

3.7　主运动伺服系统的改造121

3.7.1 主轴驱动121

3.7.2　主运动系统的改造方法124

3.8　进给伺服系统的改造125

3.8.1　进给伺服系统的概述126

3.8.2　进给伺服系统的分析127

3.8.3　进给系统的改造方法131

3.9　改造中的常见问题133

第4章　机械结构的改造设计134

4.1　数控机床的机械结构特点134

4.2　典型机械部件的设计和改造135

4.2.1 卧式车床的数控化改造135

4.2.2　铣床的数控化改造149

4.3　改造中的常见问题151

第5章 电气系统的改造设计153

5.1　数控机床电气控制系统153

5.1.1 电气控制技术的发展概述153

5.1.2　数控机床电气控制系统的组成154

5.1.3　数控机床电气控制系统的特点155

5.2　电气系统的设计改造156

5.2.1 电气系统的改造原则156

5.2.2　电气控制系统的改造方法159

5.2.3 电气系统改造中涉及的元件简介165

5.3　电气控制系统与其他部件的连接169

5.3.1　在数控机床中与弱电部分的连接169

5.3.2　强电的接口电路设计和控制面板的连接169

5.4　对电磁兼容性的考虑172

5.4.1　数控机床存在的电磁兼容性172

5.4.2　干扰的排除方法172

5.5　改造中的常见问题173

5.6　改造中的注意事项174

第6章　液压系统的改造设计176

6.1　数控机床液压系统176

6.1.1　数控机床液压系统的组成179

6.1.2　数控机床液压系统的特点179

6.1.3　液压传动的工作原理180

6.2　液压系统的设计改造182

6.2.1　液压系统的改造原则182

6.2.2　液压工况分析183

6.2.3　液压系统主要参数的确定186

6.2.4　液压系统原理图的拟定和方案论证187

6.2.5　计算和选择液压元件189

6.2.6　液压系统性能验算191

6.2.7　液压回路的设计193

6.2.8　液压系统的安装202

6.3　设计缺陷分析及补救措施205

第7章　数控机床的精度及可靠性分析209

7.1　数控机床的精度209

7.1.1 数控机床的精度指标209

7.1.2　经济型数控机床的定位精度分析210

7.1.3　经济型数控机床定位误差的补偿方法211

7.1.4　改造后数控机床精度的测量和误差的补偿212

7.2　数控机床的精度检查215

7.2.1　机床几何精度的检查215

7.2.2　机床定位精度的检查216

7.2.3　机床切削精度的检查218

7.3　数控机床的可靠性219

7.3.1 我国数控机床的可靠性219

7.3.2　影响数控机床可靠性的因素222

7.4　数控化改造中影响数控机床性能的因素224

7.4.1　滚珠丝杠装配精度的影响224

7.4.2　丝杠螺距误差的影响225

7.4.3　反向间隙的影响225

7.4.4　数控系统的影响226

7.4.5　进给驱动电动机的影响227

第8章　数控机床的验收和日常维护228

8.1　数控机床的验收228

8.1.1　机床外观检查228

8.1.2　机床性能及数控功能试验229

8.1.3　机床几何精度检查231

8.1.4　机床定位精度检查233

8.1.5　机床切削精度检查233

8.2　数控机床的日常维护234

8.2.1 数控机床的操作维护规程234

8.2.2　数控机床的日常维护和保养236

参考文献241