本書譯自原書第31版，首先介紹了數(shù)控技術的發(fā)展歷史，從使用者的角度對數(shù)控系統(tǒng)的組成及功能進行了詳細的介紹，特別是結合豐富的實例圖解，使讀者更加容易理解機床加工過程的邏輯控制、加工軌跡的運動控制原理和技術，從而對數(shù)控機床有更加深入、清晰的認識。本書重點介紹了數(shù)控機床的應用，從數(shù)控機床的種類、生產(chǎn)系統(tǒng)的組成、刀具及其管理、數(shù)控編程以及數(shù)字化網(wǎng)絡化的生產(chǎn)信息系統(tǒng)，全面覆蓋了數(shù)控機床應用的各個環(huán)節(jié)，使讀者系統(tǒng)性地掌握數(shù)控機床的高效綠色的使用，是一本學習和使用數(shù)控機床的不可多得的經(jīng)典指南。
本書圖文并茂，既可用于數(shù)控技術基礎培訓，也可作為實際應用中的技術指導用書，同時對擴展數(shù)控技術專業(yè)視野和從事相關研究具有極大的參考價值。
本書適合從事數(shù)控技術的專業(yè)技術人員、數(shù)控機床的使用人員及大專院校相關專業(yè)的師生閱讀。
原書前言
數(shù)控輔助制造技術在當今已成為全球生產(chǎn)的支柱。已具有高度自動化的制造業(yè)在互聯(lián)網(wǎng)技術的幫助下，變得更加有效。因此，任何正在或想要在切削加工或增材加工制造技術領域工作的人員都必須擁有扎實的數(shù)控技術基礎知識，必須了解數(shù)控機床的各個組件如何運作，以及它們?nèi)绾斡绊懻麄�系統(tǒng)、影響被加工工件的質量，以及影響最后的生產(chǎn)盈利。
數(shù)字化正在改變生活的各個領域，包括制造業(yè)。工業(yè) 4.0 一詞是在全球工業(yè)制造領域中應用互聯(lián)網(wǎng)技術的代名詞。即使是對數(shù)控輔助制造系統(tǒng)的規(guī)劃，都始于機床制造商和用戶之間復雜的溝通，其重點往往不在于是否完全自動化，而是尋找技術上合適的、生產(chǎn)效益高的和經(jīng)濟性好的解決方案。為此，良好的術語知識是必不可少的。此外，還要求能夠實際使用這項技術所提供的廣泛可能性。加工的規(guī)劃、設計和設備調(diào)試過程都是由數(shù)字工具來支持的。作為項目規(guī)劃的結果，機床制造商開發(fā)了其機床系列的數(shù)字孿生技術，從而可以更靈活地響應客戶的需求。利用數(shù)字孿生技術，用戶幾乎可以完整地準備好自己的生產(chǎn)，而不必為此占用真正的機器來進行非生產(chǎn)性任務。
盡管由于越來越多的數(shù)字化和人工智能的應用，數(shù)控機床的制造和使用過程中的常規(guī)任務正在逐漸消失，但仍然需要高素質的人員來開發(fā)、規(guī)劃和完善合適的解決方案，并在這個過程中始終重視后續(xù)的盈利性。在用戶方面，包括操作員和程序員以及負責操作、維護和維修的專業(yè)人員。他們扎實的專業(yè)知識和對各方面相互作用的理解是確保這種制造生產(chǎn)系統(tǒng)始終正常運作和盈利的先決條件。
我們把本書奉獻給希望具備這些高素質的人員。
三位編寫者都是工程師和專業(yè)作家，他們在數(shù)控機床和控制的研發(fā)、FMS 規(guī)劃、 CNC/CAD/CAM 技術的應用、網(wǎng)絡和自動化應用方面，以及對管理人員、工業(yè)技術人員和學生的培訓以及教學方面有多年的跨專業(yè)的經(jīng)驗。
譯者序
原書前言
第1章 計算機數(shù)控（CNC）
技術導論1
1.1 數(shù)控加工的發(fā)展歷史3
1.1.1 第二次世界大戰(zhàn)后初期3
1.1.2 機床行業(yè)的重建3
1.1.3 東德的機床工業(yè)4
1.1.4 全球機床行業(yè)的發(fā)展5
1.1.5 德國機床工業(yè)的進一步發(fā)展6
1.1.6 日本機床的影響6
1.1.7 德國機床制造業(yè)的危機6
1.1.8 原因及影響7
1.1.9 柔性制造系統(tǒng)7
1.1.10 2009年世界經(jīng)濟危機9
1.1.11 形勢及展望9
1.1.12 結論10
1.2 數(shù)控技術發(fā)展的里程碑12
1.3 數(shù)控技術和計算機
數(shù)控技術15
1.3.1 通向NC的途徑15
1.3.2 硬件16
1.3.3 軟件17
1.3.4 控制類型17
1.3.5 數(shù)控軸19
1.3.6 可編程序控制器20
1.3.7 適配單元20
1.3.8 計算機技術和數(shù)控技術20
1.3.9 NC程序和編程22
1.3.10?數(shù)據(jù)輸入24
1.3.11 數(shù)控系統(tǒng)的操作24
1.3.12 數(shù)控編程25
1.3.13 小結27
1.3.14?本節(jié)要點28
第2章 計算機數(shù)控（CNC）
機床的功能29
2.1 路徑信息和路徑測量31
2.1.1 引言31
2.1.2 軸的標識31
2.1.3 位置控制回路33
2.1.4 位置的測量35
2.1.5 測量儀器的簡單診斷44
2.1.6 補償45
2.1.7 本節(jié)要點54
2.2 切換功能55
2.2.1 簡要介紹55
2.2.2 換刀功能55
2.2.3 銑床和加工中心的換刀功能56
2.2.4 車床的換刀功能57
2.2.5 刀具的位置編碼58
2.2.6 工件的更換59
2.2.7 主軸的變速功能61
2.2.8 進給速度功能62
2.2.9 小結62
2.2.10 本節(jié)要點63
2.3 操作功能64
2.3.1 定義系統(tǒng)64
2.3.2 CNC系統(tǒng)的基本功能64
2.3.3 CNC系統(tǒng)的特殊功能68
2.3.4 防碰撞功能71
2.3.5 數(shù)控機床的集成安全理念78
2.3.6 狀態(tài)監(jiān)測和機床數(shù)據(jù)采集93
2.3.7 數(shù)控顯示97
2.3.8 CNC的觸摸操作98
2.3.9 數(shù)控系統(tǒng)用戶界面的擴展99
2.3.10 安全運行模式選擇的
電子鑰匙系統(tǒng)102
2.3.11 開放式數(shù)控系統(tǒng)104
2.3.12 OPC UA在數(shù)控機床中的應用106
2.3.13 成本評估107
2.3.14 現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的優(yōu)點109
2.3.15 小結109
2.3.16 本節(jié)要點110
2.4 可編程序控制器112
2.4.1 定義112
2.4.2 PLC的發(fā)展歷史112
2.4.3 PLC的組成和工作原理113
2.4.4 數(shù)據(jù)總線和現(xiàn)場總線115
2.4.5 PLC的優(yōu)點118
2.4.6 PLC的編程和文檔語言119
2.4.7 PLC 程序120
2.4.8 程序存儲器121
2.4.9 PLC、CNC和PC集成122
2.4.10 PLC的選擇標準122
2.4.11 小結124
2.4.12 CNC和PLC的列表比較124
2.4.13 本節(jié)要點126
2.5 CNC系統(tǒng)對機床組件的影響128
2.5.1 機床配置128
2.5.2 床身129
2.5.3 導軌130
2.5.4 機床外罩131
2.5.5 冷卻系統(tǒng)131
2.5.6 排屑系統(tǒng)131
2.5.7 小結131
2.5.8 本節(jié)要點132
第3章 計算機數(shù)控（CNC）機床的
電氣驅動系統(tǒng)133
3.1 CNC機床的驅動調(diào)節(jié)135
3.1.1 定義135
3.1.2 數(shù)控坐標軸的機械結構136
3.1.3 模擬控制137
3.1.4 模擬量調(diào)節(jié)與數(shù)字量調(diào)節(jié)的比較137
3.1.5 數(shù)字量的智能驅動技術138
3.1.6 控制器類型和控制特性140
3.1.7 控制環(huán)路增益和Kv因數(shù)
（位置環(huán)增益）141
3.1.8 前饋控制142
3.1.9 伺服驅動器143
3.1.10 小結146
3.1.11 本節(jié)要點147
3.2 CNC機床的進給驅動系統(tǒng)149
3.2.1 進給驅動系統(tǒng)的要求150
3.2.2 進給驅動的類型150
3.2.3 直線電動機的種類155
3.2.4 直線電動機驅動的優(yōu)缺點156
3.2.5 驅動控制器和CNC系統(tǒng)的連接157
3.2.6 測量傳感器158
3.2.7 小結159
3.2.8 本節(jié)要點160
3.3 CNC機床的主軸驅動系統(tǒng)161
3.3.1 主軸驅動系統(tǒng)的要求161
3.3.2 主軸驅動的類型162
3.3.3 主軸驅動系統(tǒng)的結構形式162
3.3.4 交流同步電動機的驅動模式164
3.3.5 永磁同步電動機驅動的優(yōu)缺點165
3.3.6 本節(jié)要點165
3.4 CNC機床的驅動系統(tǒng)選型167
3.4.1 方法與步驟167
3.4.2 主軸驅動系統(tǒng)的選型172
3.4.3 小結173
3.5 基于工藝參數(shù)的主軸機械設計174
3.5.1 電機的選擇174
3.5.2 軸承174
3.5.3 潤滑175
3.5.4 加工過程175
3.5.5 工業(yè)4.0對主軸的要求179
3.5.6 本節(jié)要點180
第4章 數(shù)控機床和制造系統(tǒng)183
4.1 數(shù)控機床185
4.1.1 加工中心和數(shù)控銑床185
4.1.2 數(shù)控車床191
4.1.3 數(shù)控磨床196
4.1.4 數(shù)控齒輪加工機床202
4.1.5 數(shù)控鉆床和鏜床207
4.1.6 數(shù)控鋸床209
4.1.7 激光加工設備210
4.1.8 沖壓機床和沖剪機床215
4.1.9 彎管機床218
4.1.10 數(shù)控電火花加工機床220
4.1.11 電子束機床222
4.1.12 水切割機床223
4.1.13 復合機床225
4.1.14 測量和檢驗設備232
4.1.15 小結234
4.1.16 本節(jié)要點235
4.2 增材制造236
4.2.1 引言236
4.2.2 定義237
4.2.3 工藝流程238
4.2.4 增材制造工藝的分類241
4.2.5 幾種重要的疊層制造工藝242
4.2.6 增材制造的優(yōu)點250
4.2.7 應用252
4.2.8 新的方法252
4.2.9 準備工作 254
4.2.10 與生產(chǎn)的結合255
4.2.11 小結256
4.2.12 本節(jié)要點256
4.3 柔性制造系統(tǒng)257
4.3.1 定義257
4.3.2 柔性制造單元259
4.3.3 柔性制造系統(tǒng)261
4.3.4 柔性制造系統(tǒng)的技術特征263
4.3.5
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