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第1章 绪论 1

1.1数控技术的基本概念 1

1.1.1机床的概念 1

1.1.2数控的概念 1

1.1.3数控技术的概念 2

1.1.4数控机床的概念 2

1.1.5其他相关的概念 3

1.1.6数控机床与普通机床、机电一体化及CAD/CAM的关系 3

1.2数控机床的组成及其特点 4

1.2.1数控机床的组成 4

1.2.2数控加工系统及其组成环节 6

1.2.3数控机床的工作原理 6

1.2.4数控机床的加工特点 7

1.3数控机床的分类 8

1.3.1按运动控制的特点分类 8

1.3.2按伺服系统的控制方式分类 9

1.3.3按机床的工艺用途进行分类 10

1.3.4按数控系统的功能水平进行分类 11

1.3.5按照可联动轴数进行分类 11

1.3.6坐标联动控制 12

1.4数控技术的产生与发展 14

1.4.1数控机床的产生 14

1.4.2数控机床的发展趋势 16

本章小结 18

思考与练习题 18

第2章 数控系统的加工控制原理 20

2.1概述 20

2.1.1零件加工表面分解过程 20

2.1.2刀具运动轨迹合成过程 21

2.2数控系统工作过程 22

2.3插补原理 23

2.3.1逐点比较法 24

2.3.2数字积分法 30

2.3.3数据采样插补法 37

2.4刀具补偿原理 40

2.4.1刀具半径补偿的作用 40

2.4.2刀具半径补偿计算 41

2.4.3 C功能刀具半径补偿 42

本章小结 47

思考与练习题 48

第3章 数控机床编程基础 50

3.1概述 50

3.1.1数控编程方法简介 50

3.1.2数控编程的内容与手工编程的步骤 52

3.2数控编程的几何基础 53

3.2.1数控编程标准 53

3.2.2数控编程的坐标系 54

3.3数控编程的工艺基础 60

3.3.1数控加工的工艺特点与内容 60

3.3.2数控加工的工艺分析方法 63

3.3.3数控加工的工艺路线设计 66

3.3.4数控加工的工序设计 70

3.3.5编写数控加工工艺文件 75

3.4数控编程的指令代码和手工编程 79

3.4.1数控编程的程序结构与程序段格式 79

3.4.2常用功能字简介 82

3.4.3 FANUC 0i系统常用准备功能G代码介绍 83

3.4.4常用辅助功能M代码及用法 117

3.4.5其他常用编程指令 119

3.4.6用户宏程序编程 123

3.5数控手工编程综合应用 123

3.5.1数控车削编程综合应用 123

3.5.2数控铣削编程综合应用 129

3.5.3加工中心编程综合应用 132

3.6数控编程的自动编程简介 134

3.6.1计算机辅助数控程序自动编制的基本概念 134

3.6.2 CAD/CAM集成数控自动编程系统的原理 135

3.6.3 CAD/CAM集成数控自动编程系统的应用 136

本章小结 138

思考题与习题 138

第4章 计算机数控装置 142

4.1概述 142

4.2计算机数控系统的硬件 144

4.2.1 CNC系统的硬件构成 144

4.2.2 CNC装置的体系结构 145

4.2.3开放式数控装置的体系结构 151

4.3计算机数控系统的软件 152

4.3.1计算机数控系统的软件概述 152

4.3.2输入数据处理程序 155

4.3.3插补运算及位置控制程序 158

4.3.4速度处理和加减速控制程序 159

4.3.5输出程序 160

4.3.6系统管理和诊断程序 161

4.4数控机床的辅助功能和可编程控制器（PMC）接口 162

4.4.1可编程控制器的定义、特点和分类 163

4.4.2可编程控制器的组成及工作原理 165

4.4.3可编程控制器在数控机床上的应用实例 172

4.5国内外常见数控系统介绍及性能比较 182

4.5.1 FANUC数控系统 182

4.5.2 SIEMENS数控系统 189

4.5.3 A-B公司的7360系统 191

4.5.4国产数控系统 191

本章小结 194

思考题与习题 194

第5章 数控机床伺服驱动系统 195

5.1概述 195

5.1.1伺服系统的组成 195

5.1.2数控机床对伺服系统的基本要求 196

5.1.3伺服系统的分类 197

5.2数控机床主轴驱动系统 199

5.2.1主轴驱动装置及工作特性 199

5.2.2主轴分段无级变速及控制 201

5.2.3主轴准停控制 203

5.2.4主轴与进给轴关联控制 206

5.3数控机床进给驱动系统 208

5.3.1进给驱动系统组成与分类 208

5.3.2开环进给伺服控制 215

5.3.3闭环进给伺服控制及特性分析 224

5.3.4脉冲比较的进给伺服控制 228

5.3.5相位比较的进给伺服控制 229

5.3.6幅值比较的进给伺服控制 232

5.3.7数据采样式和反馈补偿式进给伺服控制 236

本章小结 237

思考题与习题 238

第6章 数控机床测量反馈系统 239

6.1概述 239

6.1.1数控机床检测装置的分类 240

6.1.2数控机床对检测装置的要求 240

6.1.3数控检测装置的性能指标与要求 241

6.2旋转变压器 241

6.2.1旋转变压器的组成及工作原理 241

6.2.2相位工作方式 242

6.2.3幅值工作方式 242

6.3感应同步器 243

6.3.1感应同步器的组成及工作原理 243

6.3.2感应同步器测量系统 245

6.4光栅测量装置 249

6.4.1光栅测量的工作原理 249

6.4.2光栅测量装置的数字变换线路 250

6.4.3读数头 252

6.4.4等倍透镜系统 252

6.5脉冲编码器 252

6.5.1增量式脉冲编码器 253

6.5.2绝对值式脉冲编码器 255

本章小结 257

思考题与习题 258

第7章 数控机床的机械系统 259

7.1概述 259

7.1.1数控机床机械结构特点 259

7.1.2数控机床对机械结构的要求 260

7.2数控机床的布局特点 262

7.2.1概述 262

7.2.2数控机床布局特点 262

7.3数控机床的主运动结构 265

7.3.1概述 265

7.3.2主运动的配置形式和驱动电动机 266

7.3.3主轴部件 267

7.4进给系统的机械传动结构 268

7.4.1进给系统机械传动结构概述 269

7.4.2滚珠丝杠螺母副 270

7.4.3回转工作台 270

7.4.4导轨 271

7.5数控机床的刀具交换装置 272

7.5.1概述 272

7.5.2自动换刀装置的形式 273

7.5.3刀库 274

7.6机床床身 275

7.7刀具系统 275

7.8夹具及附件 276

本章小结 277

习题与思考题 277

附录 279

附录1 FANUC系统准备功能G代码 279

附录2 FANUC系统辅助功能M代码 280

附录3 FANUC系统部分功能的技术术语及解释 281

参考文献 286