数控技术及应用指南2015/2016

　　本书德文原版首版发布于1976年，至今已经40年了。伴随着技术的进步，本书与时俱进，每两年更新一版。本版书对过去两年新出现的数控（NC）技术做了及时的补充和详尽的说明，特别是对“工业4.0”战略进行了比较详尽的描述，其中涉及的重要技术内容为分布式数控技术、局域网、数字化产品开发和制造等。本书共分为8章，全面地概括了数控加工制造技术，分别为：第1章数控技术导论，包括数控加工的发展历史、数控技术的发展里程碑等内容；第2章CNC机床的功能，包括位置信息、辅助功能、数控功能、可编程序控制器（PLC）等内容；第3章CNC机床的电气驱动系统，包括CNC机床的进给驱动系统、CNC机床的主轴驱动系统等内容；第4章数控机床的类型，包括数控机床、增材制造、柔性制造系统、工业机器人及其操纵技术等内容；第5章数控加工刀具，包括刀具的结构、刀具的管理、在线工件测量和过程控制、基于激光技术的刀具监控等内容；第 6章NC加工程序及编程，包括数控机床的编程、数控编程系统、加工仿真等内容；第7章从企业信息化到工业4.0，包括直接数字控制或分布式数字控制，局域网（LAN），数字化产品的研发和制造：从CAD、CAM到PLM，工业4.0等内容；第8章附录，包括相关行业标准、专业术语和数控技术文献等内容。本书图文并茂，既可用于数控技术基础培训，也可作为实际应用中的技术指导用书，同时对扩展数控技术专业视野和从事相关研究具有极大的参考价值。本书主要读者对象为从事数控技术的专业技术人员、数控机床的使用人员及大专院校相关专业的师生。

暂缺《数控技术及应用指南2015/2016》作者简介

译者序
原书前言
致读者
第 1 章　数控技术导论 1
1.1　数控加工的发展历史 3
1.1.1　第二次世界大战后初期 3
1.1.2　机床行业的重建 3
1.1.3　东德的机床工业 4
1.1.4　全球机床行业的发展变化 5
1.1.5　具有代表性的新型数控机床 5
1.1.6　日本的影响 6
1.1.7　德国危机 6
1.1.8　原因及影响 7
1.1.9　柔性制造系统 7
1.1.10 2009 年世界经济危机 8
1.1.11　形势及展望 9
1.1.12　结论 10
1.2　数控技术的发展里程碑 12
1.3　数控技术和计算机数控技术 15
1.3.1　通向 NC 的途径 15
1.3.2　硬件 16
1.3.3　软件 16
1.3.4　控制类型 17
1.3.5　数控轴 19
1.3.6　可编程序控制器 20
1.3.7　适配单元 20
1.3.8　计算机技术和数控技术 20
1.3.9 NC 程序和编程 22
1.3.10 数据输入 24
1.3.11　数控系统的操作 24
1.3.12　小结 27
1.3.13 本节要点 28
第 2 章　CNC 机床的功能 29
2.1　位置信息 31
2.1.1　引言 31
2.1.2　轴的标识 31
2.1.3　位置控制回路 33
2.1.4 　位置的测量 35
2.1.5　补偿 44
2.1.6 本节要点 52
2.2　辅助功能 53
2.2.1　说明 53
2.2.2　换刀功能 53
2.2.3　车床的换刀功能 54
2.2.4　铣床和加工中心的换刀功能 54
2.2.5　刀具的识别 56
2.2.6　工件的更换 57
2.2.7　主轴的变速功能 60
2.2.8　进给速度功能 60
2.2.9　小结 60
2.2.10 本节要点 61
2.3　数控功能 62
2.3.1　定义 62
2.3.2 CNC 系统的基本功能 62
2.3.3 CNC 系统的特殊功能 66
2.3.4　防碰撞功能 68
2.3.5　数控机床集成的安全理念 73
2.3.6　数控显示 83
2.3.7　数控系统的用户界面扩展 84
2.3.8　开放式数控系统 86
2.3.9　成本评估 88
2.3.10　现代数控系统的优点 90
2.3.11　小结 90
2.3.12 本节要点 91
2.4　可编程序控制器 93
2.4.1　定义 93
2.4.2 PLC 的发展历史 93
2.4.3 PLC 的组成和工作原理 94
2.4.4　数据总线和现场总线 95
2.4.5 PLC 的优点 99
2.4.6 PLC 的编程和文档语言 100目　　录　VII
2.4.7 PLC 程序 101
2.4.8　程序存储器 101
2.4.9 PLC、 CNC 和 PC 集成 102
2.4.10 PLC 的选择标准 104
2.4.11　小结 104
2.4.12 CNC 和 PLC 的列表比较 104
2.4.13 本节要点 106
2.5 CNC 系统对机床组件的影响 108
2.5.1　机床配置 108
2.5.2　床身 109
2.5.3　导轨 110
2.5.4　机床外罩 110
2.5.5　冷却系统 111
2.5.6　排屑系统 111
2.5.7　小结 111
2.5.8 本节要点 111
第 3 章　CNC 机床的电气驱动
系统 113
3.1 CNC 机床的进给驱动系统 115
3.1.1　进给驱动系统的要求 116
3.1.2　进给驱动的类型 116
3.1.3　直线电动机的种类 121
3.1.4　直线电动机驱动的优缺点 122
3.1.5　驱动控制器和 CNC 系统的连接 123
3.1.6　测量传感器 124
3.1.7　小结 125
3.1.8　本节要点 126
3.2 CNC 机床的主轴驱动系统 127
3.2.1　主轴驱动系统的要求 127
3.2.2　主轴驱动的类型 128
3.2.3　主轴驱动系统的结构形式 128
3.2.4　交流同步电动机驱动模式 130
3.2.5　同步电动机驱动的优缺点 131
3.2.6 本节要点 131
3.3　面向过程的机床驱动系统设计 133
3.3.1　系统划分 133
3.3.2　加工工艺的出发点 134
3.3.3　能效均衡 135
3.3.4　机床驱动系统的结构 136
3.3.5 进给驱动系统的静态设计和
　　　动态设计 137
3.3.6　直线电动机驱动 140
3.3.7　根据工艺参数拟订驱动方案 140
3.3.8　机床设计的普遍性和特殊性 142
3.3.9 基于工艺参数的机床进给驱动
　　　系统的设计方案拟订 143
3.3.10　机床的系统性考虑 144
3.3.11　小结 146
3.3.12　本节要点 146
3.4　基于工艺参数的主轴机械
设计 148
3.4.1　电动机选择 148
3.4.2　轴承选择 148
3.4.3　润滑介质选择 149
3.4.4　加工工艺选择 149
3.4.5 本节要点 152
第 4 章　数控机床的类型 153
4.1　数控机床 155
4.1.1　加工中心和数控铣床 155
4.1.2　数控车床 160
4.1.3　数控磨床 165
4.1.4　数控齿轮加工机床 170
4.1.5　数控钻床和镗床 176
4.1.6　数控锯床 178
4.1.7　激光加工设备 180
4.1.8　冲压机床和冲剪机床 185
4.1.9　弯管机床 188
4.1.10　数控电火花加工机床 190
4.1.11　电子束机床 192
4.1.12　水切割机床 193
4.1.13　复合机床 195
4.1.14　测量和检验设备 202
4.1.15　小结 204
4.1.16 本节要点 205
4.2　增材制造 206
4.2.1　引言 206VIII　数控技术及应用指南
4.2.2　定义 207
4.2.3　工艺流程 208
4.2.4　增材制造工艺的分类 210
4.2.5　几种重要的叠层制造工艺 211
4.2.6　小结 218
4.2.7 本节要点 218
4.3　柔性制造系统 220
4.3.1　定义 220
4.3.2　柔性制造岛 221
4.3.3　柔性制造单元 222
4.3.4　柔性制造系统的技术特征 224
4.3.5　柔性制造系统的应用准则 225
4.3.6　加工策略 227
4.3.7　设备选型及布局 228
4.3.8　工件运输系