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第1章 绪论 1

1.1　数控技术概念概述 1

1.2　数控机床组成及工作原理 1

1.2.1　数控机床的组成 1

1.2.2　数控机床的工作原理 4

1.2.3　数控系统的工作过程 4

1.3　数控机床的分类、特点与应用 4

1.3.1　数控机床的分类 4

1.3.2　数控机床的特点 7

1.3.3　数控机床的应用 8

1.4　数控机床的产生与发展 8

1.4.1　数控机床的产生 8

1.4.2　数控机床的发展历程 8

1.4.3　数控机床的发展趋势 9

1.5　数控技术在我国的发展情况 12

习题 13

第2章　插补原理 14

2.1　插补概念分析 14

2.1.1　插补的概念 14

2.1.2　插补需要解决的问题 15

2.1.3　插补的实质 15

2.1.4　插补的基本要求 16

2.1.5　插补方法的分类 16

2.2　硬件插补 16

2.2.1　数字脉冲乘法器的工作原理 17

2.2.2　数字脉冲乘法器的直线插补 18

2.2.3　脉冲分配的不均匀性问题 19

2.3　逐点比较法 20

2.3.1　逐点比较法插补原理 20

2.3.2　逐点比较法直线插补 21

2.3.3　逐点比较法圆弧插补 24

2.3.4　逐点比较法象限处理 27

2.3.5　逐点比较法的进给速度 29

2.4　数字积分法 30

2.4.1　数字积分法的工作原理 30

2.4.2　数字积分法直线插补原理 30

2.4.3　数字积分法圆弧插补原理 34

2.4.4　数字积分法插补精度的提高 37

2.5　数据采样插补法 40

2.5.1 概述 40

2.5.2　时间分割法插补 42

2.5.3　扩展DDA数据采样插补法 45

习题 48

第3章 计算机数控（CNC）系统 49

3.1 CNC系统的组成与工作原理 49

3.1.1 CNC系统的组成 49

3.1.2　CNC装置的工作原理 50

3.2　CNC装置的硬件结构 51

3.2.1　大板结构和功能模板结构 51

3.2.2　单微处理器结构和多微处理器结构 52

3.2.3　CNC装置的硬件功能模块 55

3.2.4 CNC装置的输入输出接口 59

3.3　CNC装置的软件结构 61

3.3.1 CNC装置软件的组成 61

3.3.2　CNC装置软件结构模式 63

3.3.3　CNC装置软件的特点 67

3.4　CNC装置的数据转换及处理 70

3.4.1　数据转换流程 70

3.4.2　数据处理 73

3.5　进给速度处理和加减速控制 77

3.5.1 开环CNC系统的进给速度及加减速控制 78

3.5.2 闭环（或半闭环）CNC系统的加减速控制 78

3.6　数控机床用可编程控制器（PLC） 79

3.6.1　数控机床中PLC完成的功能 81

3.6.2　PLC顺序程序接口信号处理 81

3.6.3 PLC地址分配 82

3.6.4　PLC顺序程序的执行 83

3.6.5 PLC与CNC机床的关系 84

3.6.6　M、S、T功能的实现 86

3.6.7　华中数控系统PLC的形式和原理 87

3.7　开放式数控体系结构 88

3.7.1　概述 88

3.7.2　开放式数控系统的定义及其基本特征 89

习题 92

第4章　数控检测技术 93

4.1　概述 93

4.1.1　检测装置的分类 93

4.1.2　数控测量装置的性能指标及要求 94

4.2　旋转变压器 94

4.2.1　旋转变压器的结构 94

4.2.2　旋转变压器的工作原理 95

4.2.3　旋转变压器的应用 96

4.3　感应同步器 98

4.3.1　直线式感应同步器 98

4.3.2　旋转式感应同步器 99

4.3.3　直线式感应同步器的工作原理 100

4.3.4　感应同步器的应用 101

4.3.5　感应同步器使用应注意的事项 102

4.4　光栅传感器 102

4.4.1　光栅的类型和结构 103

4.4.2　计量光栅的工作原理 104

4.5　光电脉冲编码器 108

4.5.1　脉冲编码器的结构与分类 108

4.5.2　光电脉冲编码器在数控机床上的应用 108

4.5.3　增量式光电脉冲编码器 109

4.5.4　绝对式光电脉冲编码器 110

4.5.5　光电脉冲编码器的应用形式 112

习题 113

第5章　数控伺服系统 115

5.1　概述 115

5.1.1　伺服系统的组成 115

5.1.2　对伺服系统的基本要求 117

5.1.3　对伺服电机的要求 117

5.1.4　伺服系统分类 118

5.2　步进电机伺服系统 120

5.2.1　步进电机结构及工作原理 120

5.2.2　步进电机的主要性能指标 122

5.2.3　步进电机功率驱动 124

5.2.4　功率放大器 128

5.2.5　调频调压驱动电路 130

5.2.6　细分驱动电路 130

5.2.7　步进电机应用中的注意问题 131

5.3　直流电机伺服系统 131

5.3.1　直流伺服电机的种类与应用 131

5.3.2　直流伺服电机的结构与工作原理 131

5.3.3　直流伺服电机的控制原理 132

5.3.4　直流伺服电机的分类 132

5.3.5　直流伺服电机的调速 133

5.3.6 晶闸管调速控制系统 134

5.3.7 晶体管直流脉宽调制调速系统 135

5.3.8　全数字脉宽调制调速系统 138

5.4　交流电机伺服系统 139

5.4.1　交流伺服电机的种类 139

5.4.2　永磁交流同步伺服电机的结构 139

5.4.3　交流伺服电机的发展方向 140

5.4.4　交流伺服电机的调速原理 140

5.4.5　交流伺服电机的速度控制单元 140

5.5　伺服系统的位置控制 144

5.5.1　相位比较伺服系统 144

5.5.2　幅值比较伺服系统 148

5.5.3　数字比较伺服系统 149

5.5.4　全数字伺服系统举例 150

习题 152

第6章　数控加工的程序编制 154

6.1　数控机床编程概述 154

6.2　数控机床坐标系的确定 155

6.2.1　数控机床的坐标系 155

6.2.2　数控机床上坐标轴方向的确定 156

6.2.3　机床坐标系与工件坐标系 157

6.3　数控编程工艺处理 159

6.3.1　数控加工工艺方案设计的主要内容 159

6.3.2　影响数控加工工艺方案设计的主要因素 160

6.3.3　零件数控加工工艺性分析 161

6.3.4　划分加工阶段 163

6.3.5　数控加工工序规划 164

6.3.6　选择走刀路线 166

6.3.7　数控编程误差及其控制 169

6.4　数控加工刀具与切削用量的选择 170

6.4.1　数控加工刀具的选择 170

6.4.2　切削用量的选择 172

6.5　数控机床上工件的装夹 174

6.5.1　零件装夹注意事项 174

6.5.2　数控机床上零件装夹的方法 175

6.5.3　使用平口虎钳装夹零件 175

6.5.4　使用压板和T形槽用螺钉固定零件 176

6.5.5　弯板的使用 176

6.5.6　V形块的使用 177

6.5.7　零件通过托盘装夹在工作台上 177

6.5.8　使用组合夹具、专用夹具等 178

6.6　数控加工程序的组成及各指令的应用 178

6.6.1　程序的组成 178

6.6.2　程序的格式 178

6.6.3　程序指令一览表 179

6.6.4　常用指令的使用方法及举例说明 183

6.7　数控编程举例 184

6.7.1　数控车床编程举例 184

6.7.2　数控铣床编程举例 188

习题 192

第7章 CAXA自动编程 193

7.1 自动编程概述 193

7.2　CAXA制造工程师基本功能 195

7.2.1 简介 195

7.2.2 主要功能 195

7.2.3　用户界面简介 196

7.3　CAXA几何建模技术基础 198

7.4 CAXA的拾取操作 200

7.5　线架造型 203

7.5.1　线架造型简介 203

7.5.2　实例操作 203

7.6　实体特征造型 215

7.6.1　草图绘制 215

7.6.2　轮廓特征 217

7.7　连杆件的造型与加工 221

7.7.1　连杆件的实体造型 221

7.7.2　加工前的准备工作 227

7.7.3　刀具轨迹的生成和仿真检验 230

参考文献 234