第一章 绪论 1
1.1 基本概念 1
1.1.1 数控机床定义 1
1.1.2 数控机床组成 2
1.1.3 数控机床特点及适用范围 3
1.2 数控机床类型 5
1.2.1 按控制运动方式分 5
1.2.2 按工艺用途分 6
1.2.3 按伺服系统类型分 6
1.2.4 按功能水平分 8
1.3 数控机床坐标系 8
1.3.1 坐标确定原则（JB3052—82） 9
1.3.2 坐标的确定 9
1.3.3 数控机床的坐标简图举例 10
1.3.4 机床坐标系和工件坐标系 10
1.4 数控机床发展趋势 11
1.4.1 数控机床产生及现状 11
1.4.2 数控机床的发展趋势 11
1.4.3 我国数控机床发展现状及方向 13
第二章 数控系统组成及工作原理 15
2.1 常见数控系统介绍 16
2.1.1 华中Ⅰ型数控系统介绍 16
2.1.2 BEIJING-FANUC 0系统介绍 18
2.1.3 FANUC数控系统介绍 21
2.1.4 SIEMENS数控系统介绍 28
2.2 伺服系统结构及工作原理 35
2.2.1 概述 35
2.2.2 伺服电机 41
2.2.3 步进电机 50
2.2.4 直线电机 52
2.2.5 驱动控制系统 57
2.2.6 测量反馈系统 59
2.3 数控机床机械结构 61
2.3.1 概述 61
2.3.2 主传动系统 64
2.3.3 进给传动系统 69
2.3.4 自动换刀系统 76
2.3.5 回转工作台 83
2.4 数控机床中PLC应用 85
2.4.1 概述 85
2.4.2 PLC结构及工作原理 89
2.4.3 PLC在数控机床中的应用 94
第三章 数控装置结构及工作原理 97
3.1 概述 97
3.1.1 NC和CNC的概念及区别 97
3.1.2 数控装置的组成和工作原理 98
3.1.3 数控装置的功能和性能 102
3.2 微处理器及计算机系统 106
3.2.1 80386微处理器内部结构及引脚信号 106
3.2.2 80486系列微处理器 110
3.2.3 Pentium系列微处理器 111
3.3 单片机结构及原理 113
3.3.1 概述 113
3.3.2 单片机结构和工作原理 117
3.3.3 单片机指令系统 124
3.3.4 单片机时序 129
3.3.5 单片机中几种关键控制器 131
3.4 数控装置体系结构 151
3.4.1 硬件结构 151
3.4.2 软件结构 155
3.5 插补原理和方法 161
3.5.1 概述 161
3.5.2 典型插补方法 163
3.6 刀具补偿 174
3.6.1 刀具半径补偿 174
3.6.2 刀具长度补偿 175
3.6.3 夹具补偿 177
第四章 数控机床故障诊断及维修方法 178
4.1 概述 178
4.1.1 故障的概念 178
4.1.2 故障的分类 178
4.1.3 数控系统的可靠性 179
4.1.4 数控机床维修的重要性 180
4.2 常用诊断方法和维修过程 180
4.2.1 常用故障诊断方法 180
4.2.2 维修过程 182
4.3 数控装置故障诊断及维修方法 188
4.3.1 概述 188
4.3.2 数控装置故障诊断与维修 191
4.3.3 软件故障 195
4.3.4 硬件故障 198
4.4 PLC故障诊断及维修方法 201
4.4.1 PLC故障的表现形式 201
4.4.2 PLC故障诊断方法 202
4.5 伺服系统故障诊断及维修方法 207
4.5.1 概述 207
4.5.2 主轴伺服系统的故障形式及诊断方法 208
4.5.3 进给伺服系统故障 216
4.5.4 位置检测装置故障 224
4.6 床体故障诊断及维修方法 230
4.6.1 故障诊断 230
4.6.2 主轴部件故障 233
4.6.3 滚珠丝杠螺母副故障 234
4.6.4 导轨副故障 235
4.6.5 刀库及换刀装置故障 238
4.6.6 液压与气压传动系统故障 238
第五章 常用诊断仪器 242
5.1 示波器 242
5.1.1 示波器概述 242
5.1.2 示波器的工作原理 244
5.1.3 示波器的使用 247
5.2 逻辑测试笔 248
5.2.1 逻辑测试笔的功能 248
5.2.2 逻辑测试笔的使用 248
5.3 逻辑分析仪 249
5.3.1 逻辑分析仪的概述 249
5.3.2 逻辑分析仪的选择 250
5.3.3 逻辑分析仪的工作原理 252
5.3.4 逻辑分析仪的使用 253
5.4 集成电路测试仪 254
5.4.1 概述 254
5.4.2 集成电路测试仪的分类 255
5.4.3 集成电路测试仪的工作原理 257
5.4.4 集成电路测试仪的功能 257
5.5 特征代码分析仪 258
5.6 存储器测试仪 259
5.7 短路故障追踪仪 260
5.8 激光干涉仪 261
5.9 球杆仪 262
5.9.1 球杆仪的工作原理 262
5.9.2 球杆仪的应用 263
附录 常见数控机床故障维修实例 265
附录一 德国西门子数控系统维修实例 265
附录二 日本法那科（FANUC）数控系统维修实例 308
参考文献 325