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第1章 数控技术基础 1

1.1数控技术的基本概念 1

1.2数控机床的组成与功能 2

1.2.1数控机床的组成 2

1.2.2数控机床加工特点及适用范围 3

1.3数控机床的分类 5

1.3.1按机床运动的控制轨迹分类 5

1.3.2按伺服控制方式分类 7

1.3.3按数控系统功能和机床用途分类 8

1.4数控技术的发展 9

1.4.1国内外数字控制技术的发展 9

1.4.2数控机床的发展 11

1.4.3现代数控技术的发展趋势 13

习题与思考 14

第2章 数控系统插补及刀具补偿原理 15

2.1概述 15

2.1.1插补的基本概念 15

2.1.2插补方法的种类与特点 16

2.2逐点比较插补法 17

2.2.1逐点比较法直线插补计算原理 17

2.2.2逐点比较法圆弧插补计算原理 21

2.2.3逐点比较法的改进 25

2.3数字积分插补法 26

2.3.1数字积分法的基本原理 26

2.3.2数字积分法的直线插补 27

2.3.3数字积分法的圆弧插补 29

2.3.4数字积分法插补的象限处理 34

2.3.5改进DDA插补质量的措施 34

2.4数据采样插补 35

2.4.1数据采样插补的基本原理 35

2.4.2时间分割直线插补 37

2.4.3时间分割圆弧插补 37

2.5数控系统中的刀具补偿 39

2.5.1刀具补偿的基本概念 39

2.5.2刀具长度补偿 40

2.5.3刀具半径补偿 41

2.5.4 C功能刀具半径补偿 43

2.5.5程序段间转接情况 44

习题与思考 44

第3章 数控机床加工程序的手工编制 45

3.1数控加工程序编制基础 45

3.1.1数控程序编制的概念 45

3.1.2数控机床坐标系 54

3.1.3数控编程常用指令 58

3.2数控加工工艺分析与处理 66

3.2.1数控加工工艺概述 66

3.2.2数控加工工艺守则及基本原则 67

3.2.3零件的数控加工工序设计 68

3.3数控车削加工编程 76

3.3.1数控车削加工编程特点 76

3.3.2数控车削常用循环指令 76

3.3.3数控车削编程实例 79

3.4数控铣削加工编程 82

3.4.1数控铣削加工编程特点 82

3.4.2数控铣削加工编程技巧 86

3.4.3孔加工固定循环 89

习题与思考 94

第4章 数控加工自动编程 95

4.1自动编程概述 95

4.1.1数控语言型批处理式自动编程 95

4.1.2人机对话型图形化自动编程 95

4.1.3典型CAD/CAM软件编程功能介绍 96

4.2 Unigraphics工作环境及其基本操作 97

4.2.1 UG界面简介 97

4.2.2零件的三维造型方法 98

4.2.3 CAM数控编程 100

4.2.4手机三维建模及数控编程实例 101

习题与思考 106

第5章 计算机数控装置原理 108

5.1计算机数控装置概述 108

5.1.1计算机数控系统的基本构成 108

5.1.2 CNC数控装置基本工作过程 108

5.1.3 CNC装置的特点及可执行的功能 110

5.2 CNC数控装置的一般结构 111

5.2.1硬件结构 111

5.2.2软件结构 115

5.2.3华中数控系统的软件结构 118

5.3可编程控制器（PLC） 119

5.3.1 PLC的性能指标 120

5.3.2 PLC的类型 120

5.3.3 PLC的基本结构 122

5.3.4 PLC用户控制程序的编制方法 123

5.3.5 PLC的工作过程 124

5.3.6典型PLC的指令和程序编制 124

习题与思考 130

第6章 数控机床的位置检测装置 131

6.1概述 131

6.1.1位置检测装置系统组成及要求 131

6.1.2位置检测装置的分类 132

6.2感应同步器 133

6.2.1感应同步器的分类与结构 133

6.2.2感应同步器的工作原理 134

6.2.3感应同步器的特点及应用 135

6.3旋转变压器 137

6.3.1旋转变压器的分类与结构 137

6.3.2旋转变压器的工作原理 137

6.3.3旋转变压器的应用 138

6.4脉冲编码器 139

6.4.1脉冲编码器的分类与结构 139

6.4.2脉冲编码器的工作原理及应用 140

6.5光栅 142

6.5.1光栅的分类与结构 142

6.5.2莫尔条纹式光栅的工作原理 143

6.6磁栅 145

6.6.1磁栅的分类与结构 145

6.6.2磁栅的工作原理 145

6.6.3磁栅的应用 147

6.7激光干涉位置检测装置 147

6.7.1激光干涉法测距原理 147

6.7.2双频激光干涉仪简介 149

习题与思考 150

第7章 伺服驱动系统 151

7.1概述 151

7.1.1伺服系统的组成 151

7.1.2对伺服系统的基本要求 151

7.1.3伺服系统的分类 153

7.1.4运动控制器及其与伺服系统的匹配 155

7.2步进电动机及其控制系统 156

7.2.1步进电动机及其工作原理 156

7.2.2步进电动机的特性及选用 158

7.2.3步进电动机的控制线路 162

7.3直流伺服电动机及其速度控制 163

7.3.1直流伺服电动机及其工作特性 163

7.3.2直流伺服电动机的速度控制方法 168

7.4交流伺服电动机及其速度控制 169

7.4.1交流伺服电动机的分类和特点 169

7.4.2永磁交流伺服电动机 170

7.4.3永磁交流伺服电动机的发展方向 173

7.4.4交流电动机调速原理 174

7.5伺服驱动控制系统的典型应用 178

7.5.1 XY平台系统组成 178

7.5.2交流伺服系统在数控皮革裁剪机中的应用 180

习题与思考 182

第8章 数控机床的机械结构 183

8.1概述 183

8.1.1数控机床的结构特点 183

8.1.2数控机床的结构要求 183

8.1.3加工中心机床 186

8.2数控机床主传动及其实现 189

8.2.1主传动运动的变速系统 190

8.2.2数控机床主轴部件 191

8.3数控机床进给传动及其实现 194

8.3.1数控机床对进给运动的要求 194

8.3.2数控机床进给传动机构 195

8.3.3数控机床的导轨 203

8.3.4数控机床进给系统的间隙消除 209

8.4数控回转工作台 211

8.4.1数控转台 211

8.4.2分度工作台 212

8.4.3回转台主要元件 214

习题与思考 215

第9章 数控机床的刀具与工件交换装置 216

9.1刀具结构与特点 216

9.1.1刀具及刀具系统 216

9.1.2刀具的夹持 219

9.2自动换刀装置 221

9.2.1回转刀架换刀 221

9.2.2更换主轴换刀 223

9.2.3带刀库的自动换刀系统 224

9.3加工中心机床刀库 225

9.3.1刀库类型 225

9.3.2设计刀库时应考虑的主要问题 227

9.3.3典型刀库结构及其换刀 227

9.4刀具的选择与识别 231

9.4.1刀具的选择 231

9.4.2刀具（刀座）识别装置 233

9.5工件交换装置 235

习题与思考 238

参考文献 239