第1章 概论 1
1.1 数字控制的基本概念 1
1.1.1 机床的数字控制技术 1
1.1.2 机床数字控制的原理 2
1.1.3 数控技术的产生与发展及技术水平 4
1.2 数控机床的加工特点组成及分类 8
1.2.1 数控机床的加工特点 8
1.2.2 数控机床的组成 9
1.2.3 数控机床的分类 11
第2章 数控机床的机械结构 19
2.1 数控机床机械结构的主要特点与基本要求 19
2.1.1 数控加工特点对机械结构的要求 19
2.1.2 数控机床机械结构和总体布局 20
2.2 数控机床主传动系统 30
2.2.1 主要参数和基本结构 30
2.2.2 主轴组件 33
2.2.3 主轴内刀具的自动夹紧和切屑清除装置 39
2.2.4 主轴定向装置 42
2.3.1 基本要求 43
2.3 数控机床进给系统 43
2.3.2 典型结构 44
2.3.3 进给系统机械结构的关键部件 46
2.4 回转工作台 54
2.4.1 基本要求 54
2.4.2 典型结构 54
2.5 自动换刀装置 59
2.5.1 概述 59
2.5.2 刀库 60
2.5.3 机械手 64
2.5.4 标准刀具系统 66
第3章 计算机数字控制装置 71
3.1 概述 71
3.1.1 CNC系统的组成 71
3.1.2 CNC装置的工作过程 72
3.1.3 CNC装置的主要功能 74
3.1.4 CNC装置的特点 76
3.2 CNC装置的硬件结构 77
3.2.1 单微处理机硬件结构 77
3.2.2 多微处理机硬件结构 80
3.2.3 点位／直线控制的数控装置的结构 81
3.2.4 开放式数控装置的体系结构 83
3.3 CNC装置的软件结构 84
3.3.1 CNC装置软件的结构特点 84
3.3.2 数据处理程序 90
3.3.3 进给速度计算和加减速控制 96
3.3.4 插补计算 103
3.3.5 位置控制 103
3.3.6 故障诊断 104
3.4 计算机数控装置的插补原理 105
3.4.1 概述 105
3.4.2 基准脉冲插补 107
3.4.3 数据采样插补 117
3.5 CNC系统中的PLC 124
3.5.1 可编程控制器（PLC） 124
3.5.2 数控机床用PLC 126
3.6 CNC装置的接口电路 130
3.6.1 概述 130
3.6.2 键盘输入接口 131
3.6.3 显示器接口 133
3.6.4 机床开关量接口 136
3.6.5 串行通信接口 140
3.6.6 网络通信接口 143
第4章 数控检测装置 147
4.1 概述 147
4.1.1 数控测量装置的性能指标及要求 147
4.1.2 检测装置的分类 148
4.2 旋转变压器 149
4.2.1 旋转变压器的结构和工作原理 149
4.2.2 旋转变压器的工作方式 150
4.3 感应同步器 151
4.3.1 感应同步器的结构和工作原理 151
4.3.2 感应同步器的工作方式 154
4.3.3 感应同步器的使用特点 155
4.4 脉冲编码器 156
4.4.1 脉冲编码器的分类与结构 156
4.4.2 光电脉冲编码器的工作原理 157
4.4.3 光电脉冲编码器的应用 157
4.5 绝对值编码器 160
4.5.1 绝对值编码器的种类 160
4.5.2 结构及工作原理 160
4.6 光栅 162
4.6.1 计量光栅的种类 162
4.6.3 光栅工作原理 163
4.6.2 长光栅检测装置的结构 163
4.6.4 光栅位移-数字变换电路 164
4.7 磁栅 165
4.7.1 磁栅的结构 166
4.7.2 磁栅工作原理 167
4.7.3 磁栅的检测电路 168
第5章 数控伺服系统 170
5.1 概述 170
5.1.1 伺服系统的组成 170
5.1.2 对伺服系统的基本要求 171
5.1.3 伺服系统的分类 172
5.2 伺服系统的驱动元件 175
5.2.1 直流伺服电机及工作特性 176
5.2.2 交流伺服电机及工作特性 180
5.2.3 步进电机 184
5.2.4 直线电机 188
5.3 步进式伺服系统 193
5.3.1 步进式伺服系统的工作原理 193
5.3.2 步进电动机的驱动控制线路 194
5.3.3 提高步进式伺服系统精度的措施 198
5.4.1 鉴相式伺服系统的组成 200
5.4 鉴相式伺服系统 200
5.4.2 鉴相式伺服系统的工作原理 201
5.4.3 鉴相器伺服系统的控制线路 202
5.5 鉴幅式伺服系统 205
5.5.1 鉴幅式伺服系统的工作原理 206
5.5.2 鉴幅式伺服系统的控制线路 206
5.6 脉冲比较式伺服系统 211
5.6.1 脉冲比较式伺服系统的组成 211
5.6.2 脉冲比较式伺服系统的工作原理 212
5.6.3 主要功能部件 213
5.7 CNC数字伺服系统 215
5.7.1 软件部分 216
5.7.2 硬件部分 217
第6章 数控加工工艺 222
6.1 数控加工工艺分析 222
6.1.1 数控加工零件的选择 222
6.1.2 数控加工表面的确定 223
6.1.3 数控加工零件的工艺性分析 224
6.2 机械加工工艺路线制定 226
6.2.1 选择加工方法 226
6.2.2 划分加工阶段 230
6.2.3 划分工序 231
6.2.4 安排加工顺序 232
6.3 数控加工工序设计 234
6.3.1 确定走刀路线和工步顺序 234
6.3.2 定位与夹紧方案的确定 238
6.3.3 夹具的选择 238
6.3.4 刀具的选择 238
6.3.5 切削用量的确定 242
6.3.6 对刀点与换刀点的确定 245
6.4 数控加工专用技术文件的编写 246
6.5.1 数控车削加工典型零件工艺设计实例 248
6.5 数控加工工艺设计实例 248
6.5.2 数控铣削加工典型零件工艺设计实例 251
第7章 数控加工编程 255
7.1 概述 255
7.1.1 数控加工编程的概念 255
7.1.2 数控编程方法 255
7.1.3 数控编程的内容和步骤 256
7.2 数控编程的基础知识 258
7.2.1 数控机床的坐标系统 258
7.2.2 数控加工程序 262
7.3.1 数控车削加工概述 270
7.3 数控车床程序编制 270
7.3.2 基本编程方法 271
7.3.3 数控车削编程举例 289
7.4 数控铣床程序编制 291
7.4.1 数控铣削加工概述 291
7.4.2 基本编程方法 292
7.4.3 数控铣削编程实例 304
7.5 加工中心程序编制 306
7.5.1 加工中心概述 306
7.5.2 基本编程方法 307
7.5.3 加工中心编程实例 318
7.6 自动编程简介 320
7.6.1 自动编程概述 320
7.6.2 国内外主要的CAM软件介绍 321
7.7 程序编制中的数学处理 323
7.7.1 基点和节点的计算 324
7.7.2 刀具中心轨迹的计算 324
7.7.3 非圆曲线刀位轨迹的计算 324
7.7.4 空间曲线曲面的刀位轨迹计算 325
附录 自测题参考答案 329
参考文献 336