第1章 数控技术简介 1
1.1 概述 3
1.1.1 数控机床的产生 3
1.1.2 数控技术的特点 4
1.1.3 数控技术的发展趋势 5
1.2 数控技术的基本原理 9
1.2.1 数控机床的组成 9
1.2.2 数控基本原理和工作过程 10
1.3 数控机床的分类 11
1.3.1 按工艺用途分类 11
1.3.2 按伺服控制方式分类 12
1.3.3 按轨迹运动方式分类 12
1.3.4 按功能水平分类 13
思考与练习 14
第2章 数控插补原理与控制 15
2.1 插补原理 17
2.1.1 插补的基本概念 17
2.1.2 逐点比较法 17
2.1.3 数字积分法 24
2.1.4 数字增量插补 27
2.2 进给速度与加减速控制 28
2.2.1 进给速度控制 28
2.2.2 加减速控制 29
思考与练习 33
第3章 CNC装置 34
3.1 CNC装置的组成及功能特点 35
3.1.1 CNC装置的组成 35
3.1.2 CNC装置的主要功能 37
3.1.3 CNC装置的特点 39
3.1.4 CNC装置的软硬件分工 39
3.1.5 CNC装置的多任务并行处理 40
3.2 CNC装置的硬件结构 42
3.2.1 单微处理器结构 43
3.2.2 多微处理器结构 43
3.3 CNC装置的软件结构 45
3.3.1 前后台型软件结构 45
3.3.2 中断型软件结构 48
3.3.3 功能模块结构模式 49
思考与练习 49
第4章 位置检测技术 50
4.1 位置伺服控制 52
4.1.1 位置伺服控制分类 52
4.1.2 幅值伺服控制 53
4.1.3 相位伺服控制 54
4.2 光电编码器 55
4.2.1 增量式编码器 55
4.2.2 绝对式编码器 56
4.2.3 编码器在数控机床中的应用 57
4.3 光栅尺和磁栅尺 58
4.3.1 光栅尺的结构及工作原理 58
4.3.2 光栅尺位移数字变换系统 60
4.3.3 磁栅尺的结构及工作原理 61
4.3.4 磁栅尺的检测电路 62
4.4 旋转变压器和感应同步器 65
4.4.1 旋转变压器的结构和工作原理 65
4.4.2 感应同步器的结构和工作原理 66
思考与练习 69
第5章 数控机床的机械结构与传动 70
5.1 概述 72
5.1.1 数控机床机械结构的特点 72
5.1.2 数控机床对机械结构的基本要求 72
5.2 数控机床的典型机械结构 73
5.2.1 滚珠丝杠螺母结构 73
5.2.2 齿轮传动间隙消除结构 78
5.2.3 机床导轨 80
5.2.4 刀库与自动换刀装置 83
5.2.5 回转工作台与分度工作台 86
5.3 数控机床的主传动系统 90
5.3.1 主传动的基本要求和变速方式 90
5.3.2 主轴部件的结构 91
5.3.3 电主轴与高速主轴系统 96
5.4 数控机床的进给传动系统 97
5.4.1 数控机床对进给传动系统的基本要求 97
5.4.2 数控机床进给传动系统的基本形式 98
5.4.3 直线电动机与高速进给单元 100
思考与练习 101
第6章 数控机床的伺服系统 102
6.1 概述 103
6.1.1 伺服系统的基本要求 104
6.1.2 伺服系统的分类 105
6.2 步进电动机伺服系统 109
6.2.1 步进电动机结构及工作原理 109
6.2.2 步进电动机的运行特性及性能指标 110
6.2.3 步进电动机驱动模块及应用 113
6.3 交流电动机伺服系统 115
6.3.1 交流伺服电动机的分类 115
6.3.2 永磁式交流同步电动机 116
6.3.3 交流感应式伺服电动机 117
6.3.4 交流伺服电动机驱动模块应用 118
6.4 直流电动机伺服系统 123
6.4.1 直流伺服电动机的分类 123
6.4.2 普通型永磁直流伺服电动机 124
6.4.3 直流主轴伺服电动机 126
6.4.4 晶闸管直流调速 127
6.4.5 晶体管直流脉宽调速 130
思考与练习 134
第7章 数控程序编制基本知识 135
7.1 程序编制的内容与方法 137
7.1.1 数控机床编程的内容与步骤 137
7.1.2 数控机床程序编制方法 138
7.2 数控机床坐标系 139
7.2.1 标准坐标系 139
7.2.2 数控机床的两种坐标系 141
7.2.3 绝对指令与增量指令 148
7.3 数控加工程序格式与代码 149
7.3.1 数控加工程序格式 149
7.3.2 程序字的功能 150
思考与练习 158
第8章 镗铣类数控机床与加工中心编程 160
8.1 数控镗铣加工概述 161
8.1.1 数控镗铣削加工的工艺特点 162
8.1.2 数控镗铣刀具对刀 164
8.1.3 数控镗铣床的编程特点 165
8.2 数控镗铣床的特殊编程指令 165
8.2.1 极坐标编程（G16、G15） 165
8.2.2 可编程镜像功能（G51.1、G50.1） 166
8.2.3 比例缩放功能（G50、G51） 168
8.2.4 旋转变换功能（G68、G69） 169
8.3 数控铣床常用编程指令 170
8.3.1 快速定位和直线插补（G00、G01） 171
8.3.2 圆弧插补（G02、G03） 171
8.3.3 刀具半径补偿（G40、G41、G42） 175
8.3.4 刀具长度补偿（G43、G44、G49） 177
8.4 数控铣床编程实例 179
8.5 孔加工固定循环指令 181
8.5.1 固定循环指令格式 181
8.5.2 固定循环指令简介 182
8.6 数控钻镗床编程实例 189
8.7 数控加工中心编程的特点 192
8.7.1 数控加工中心的主要功能及加工对象 192
8.7.2 数控加工中心的分类 192
8.7.3 数控加工中心常用指令代码 194
思考与练习 200
第9章 数控车床程序编制 204
9.1 数控车床加工概述 205
9.1.1 数控车床的分类与编程特点 205
9.1.2 数控车床工件坐标系的设定 207
9.2 数控车床的常用编程指令 208
9.2.1 快速定位直线插补与圆弧插补指令（G00、G01、G02、G03） 208
9.2.2 进给速度与主轴转速控制指令（G98、G99、G50） 210
9.2.3 英制和公制与程序延时指令（G20、G21、G04） 210
9.2.4 螺纹车削指令（G32） 211
9.3 数控车床加工循环指令 214
9.3.1 单一外形固定循环指令（G90、G92、G94） 214
9.3.2 多重循环指令（G71、G72、G73、G70） 218
9.4 刀具补偿功能 221
9.4.1 刀具长度补偿 221
9.4.2 刀尖圆弧半径补偿（G41、G42、G40） 223
思考与练习 229
第10章 MastercamX数控编程基础 231
10.1 Mastercam X简介 232
10.1.1 Mastercam X主要功能 233
10.1.2 刀具路径 233
10.1.3 Mastercam X数控编程内容与步骤 235
10.1.4 工作界面 237
10.2 Mastercam X数控编程实例 238
10.2.1 进入MastercamX加工模块 238
10.2.2 设置毛坯 240
10.2.3 选择加工方法 241
10.2.4 选择加工刀具 242
10.2.5 设置加工参数 246
10.2.6 加工仿真生成NC程序 247
思考与练习 250
参考文献 251