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第1章 绪论 1

1.1数控技术的产生与基本概念 1

1.1.1数控技术的产生 1

1.1.2数控技术的基本概念 2

1.2数控系统的组成与分类 3

1.2.1数控系统的组成 3

1.2.2数控系统工作原理 4

1.2.3数控系统的分类 5

1.3数控机床的特点及应用范围 8

1.3.1数控机床的特点 8

1.3.2数控技术的应用范围 9

1.4数控机床的性能指标 10

1.4.1控制轴数与联动轴数 10

1.4.2数控机床的精度 10

1.4.3误差补偿功能 11

1.4.4故障诊断功能 11

1.5数控技术的发展 11

1.5.1数控技术的发展现状 11

1.5.2数控技术的发展趋势 12

第2章 数控加工工艺基础 14

2.1数控加工工艺特点 14

2.2数控加工工艺设计的主要内容 15

2.2.1数控加工工艺内容的选择 15

2.2.2数控加工工艺性分析 16

2.2.3数控加工工艺路线的设计 19

2.2.4零件的工艺规程 23

2.2.5填写数控加工技术文件 23

2.3数控机床用刀具 26

2.3.1数控加工对刀具的要求 26

2.3.2对刀具材料的基本要求 27

2.3.3数控加工刀具的类型和应用 29

第3章 数控加工程序的编制 38

3.1数控编程的基本概念 38

3.1.1数控编程内容和步骤 39

3.1.2数控编程方法简介 40

3.2数控编程基础 41

3.2.1机床坐标系 41

3.2.2 工件坐标系 44

3.2.3绝对、增量坐标编程 45

3.2.4编程尺寸的表示方法 45

3.2.5数控程序结构与格式 45

3.3数控系统的基本指令 48

3.3.1准备功能G指令 49

3.3.2辅助功能M指令 57

3.3.3其他指令 59

3.3.4基本指令的综合应用 60

3.4数控车床的程序编制 61

3.4.1数控车床的编程特点 61

3.4.2数控车床的刀具补偿 62

3.4.3数控车床的循环指令 64

3.4.4数控车床编程实例 71

3.5数控铣床的程序编制 74

3.5.1数控铣床编程的特点 74

3.5.2数控铣床刀具功能的实现 75

3.5.3简化编程功能指令 76

3.5.4镗铣类数控机床（加工中心）编程的特点 82

3.5.5数控镗铣床编程实例 82

第4章 插补原理 88

4.1概述 88

4.1.1插补的基本概念 88

4.1.2插补的分类 88

4.2脉冲增量插补算法 90

4.2.1逐点比较法 90

4.2.2数字积分法 98

4.3数据采样法 107

4.3.1数据采样法简介 107

4.3.2数据采样法直线插补基本原理 108

4.3.3数据采样法圆弧插补 109

4.4加工过程的进给速度控制 112

4.4.1脉冲增量插补算法的进给速度控制 113

4.4.2数据采样插补算法的进给速度控制 114

第5章 计算机数控系统 119

5.1 CNC系统的组成和功能特点 119

5.1.1 CNC系统的组成 119

5.1.2 CNC装置的工作内容和功能特点 120

5.2 CNC装置的硬件结构 121

5.2.1单微处理器结构 122

5.2.2多微处理器结构 123

5.2.3开放式数控系统 124

5.3 CNC装置的软件结构 126

5.3.1 CNC装置的软件组成 126

5.4 CNC系统的控制原理 130

5.4.1零件程序的输入 130

5.4.2译码 131

5.4.3刀具补偿 131

5.4.4插补 132

5.4.5位置控制 132

5.4.6速度控制 132

第6章 位置检测技术 136

6.1位置伺服控制 136

6.1.1位置伺服控制分类 136

6.1.2幅值伺服控制 138

6.1.3相位伺服控制 139

6.2光电编码器 140

6.2.1增量式编码器 140

6.2.2绝对式编码器 141

6.2.3编码器在数控机床中的应用 142

6.3光栅尺和磁栅尺 143

6.3.1光栅尺的结构及工作原理 143

6.3.2光栅尺位移数字变换系统 144

6.3.3磁栅尺的结构及工作原理 145

6.3.4磁栅尺的检测电路 147

6.4旋转变压器和感应同步器 148

6.4.1旋转变压器的结构和工作原理 148

6.4.2感应同步器的结构 150

6.4.3感应同步器的工作原理 151

第7章 数控机床的伺服控制系统 154

7.1概述 154

7.1.1数控机床伺服系统的分类 154

7.1.2数控机床对伺服系统的要求 157

7.1.3机床伺服系统的发展 158

7.2步进电动机开环位置控制系统 158

7.2.1步进电动机的工作原理 158

7.2.2步进电动机的主要特性 160

7.2.3步进电动机的结构类型 162

7.2.4步进电动机的环形分配器 162

7.2.5功率放大器 165

7.2.6步进电动机的细分驱动技术 167

7.3直流伺服电动机及其速度控制 169

7.3.1直流伺服电动机的结构与分类 169

7.3.2直流伺服电动机的机械特性 170

7.3.3直流伺服电动机的调速原理与方法 172

7.3.4直流伺服电动机的速度控制单元 172

7.4交流伺服电动机及其通度控制系统 178

7.4.1交流伺服电动机的分类 179

7.4.2交流伺服电动机的变频调速与变频器 181

7.4.3 SPWM波调制 184

7.4.4交流电动机控制方式 192

7.4.5交流伺服电动机的矢量控制 193

7.5直线电动机驱动技术 200

7.5.1直线电动机的结构 200

7.5.2直线电动机工作原理 200

7.5.3直线电动机的特性 201

第8章 数控机床的机械机构 203

8.1概述 203

8.2数控机床的主传动系统 205

8.2.1主传动系统的特点及要求 205

8.2.2主轴的调速 206

8.2.3数控机床的主轴部件 209

8.3数控机床的进给传动系统 213

8.3.1数控机床进给传动系统的特点和要求 213

8.3.2滚珠丝杠螺母副 215

8.3.3其他传动机构 220

8.3.4进给传动常用的消隙结构 221

8.3.5直线电动机进给系统 225

8.3.6数控机床的导轨 227

8.4自动换刀装置 232

8.4.1数控车床的回转刀架 232

8.4.2加工中心的自动换刀装置 233

8.5数控机床的主要辅助装置 238

8.5.1分度工作台 239

8.5.2数控回转工作台 240

第9章 应用Pro/ENGINEER软件进行数控加工编程 243

9.1 Pro/ENGINEER软件应用概述 243

9.2 Pro/NC编程数控基础 244

9.2.1 Pro/NC加工过程 245

9.2.2 Pro/ E NC菜单管理器 245

9.3 Pro/E软件编程数控应用 247

9.3.1减速器下箱体零件建模 247

9.3.2制造模型 248

9.3.3上表面加工过程 249

9.4通用NC序列参数 260

9.4.1名称 261

9.4.2切削参数 261

9.4.3机床 262

9.4.4进刀/退刀 263

附录 265