第1章 数控机床的基本知识 1
1.1 数控机床的产生与发展 1
1.1.1 数控机床的产生 1
1.1.2 数控机床的发展 2
1.1.3 我国数控机床的发展概况 3
1.2 数控机床的组成及工作原理 4
1.2.1 数控机床的组成 4
1.2.2 数控机床的工作原理 6
1.3 数控机床的分类 8
1.3.1 按工艺用途分类 8
1.3.2 按控制运动的方式分类 9
1.3.3 按进给伺服系统类型分类 9
1.3.4 按数控系统的功能水平分类 11
1.4 数控机床的主要性能指标与功能 12
1.4.1 数控机床的主要性能指标 12
1.4.2 数控机床的主要功能 15
1.5 数控机床的特点及发展趋势 16
1.5.1 数控机床的特点 16
1.5.2 数控系统的发展趋势 19
习题与思考题 22
第2章 数控系统的软硬件 23
2.1 数控系统的基本构成及其功用 23
2.2 数控系统的硬件 24
2.2.1 数控系统硬件概述 24
2.2.2 数控装置硬件结构类型 25
2.2.3 数控系统的输入／输出接口电路 32
2.3 数控系统的可编程控制器 33
2.3.1 可编程控制器工作原理 33
2.3.2 PLC在数控系统中的应用 38
2.4 数控系统软件结构 44
2.4.1 CNC系统的软件、硬件界面 44
2.4.2 CNC系统两种典型的软件结构 45
2.5 数控系统的通信 56
2.5.1 数字通信概述 56
2.5.2 数据通信系统 56
2.5.3 数控系统常用串行通信接口标准 57
习题与思考题 60
第3章 数控加工信息的输入及数据处理 61
3.1 数控系统控制面板 61
3.2 数控加工程序的输入 65
3.2.1 数控加工程序的输入过程 65
3.2.2 键盘输入方式 67
3.2.3 纸带阅读机输入方式 69
3.3 数控加工程序的译码与诊断 70
3.3.1 软件译码过程 70
3.3.2 数控加工程序的诊断 75
3.3.3 译码和诊断过程的软件实现 76
3.4 轮廓控制插补原理 77
3.4.1 概述 77
3.4.2 逐点比较法 79
3.4.3 数字积分插补法 93
3.5 刀具补偿 101
3.5.1 概述 101
3.5.2 刀具补偿原理 102
3.5.3 刀具半径补偿算法 104
3.5.4 刀具补偿的几种特殊情况 108
3.6 其它补偿机能 110
3.6.1 齿隙补偿 110
3.6.2 螺距补偿 110
3.6.3 计算机数控系统的误差补偿 112
习题与思考题 114
第4章 数控机床的伺服系统 115
4.1 概述 115
4.1.1 伺服系统的组成、工作原理和结构 115
4.1.2 进给伺服系统的分类 116
4.1.3 数控机床对伺服系统的要求 119
4.1.4 伺服系统的发展趋势 120
4.2 数控机床位置检测 121
4.2.1 概述 121
4.2.2 旋转变压器 123
4.2.3 感应同步器 125
4.2.4 光电编码器 127
4.2.5 光栅 132
4.2.6 磁栅 136
4.3 数控机床进给伺服系统 139
4.3.1 数控机床的驱动电机 140
4.3.2 数控机床的驱动装置 148
4.3.3 数控机床的进给伺服系统 159
4.3.4 进给伺服系统运动控制参数设置 166
4.4 主轴驱动及控制 171
4.4.1 概述 171
4.4.2 数控系统与主轴驱动系统的信号连接 173
4.4.3 主轴的分段无级调速及控制 178
4.4.4 主轴准停控制 180
习题与思考题 186
第5章 典型数控系统介绍 187
5.1 FANUC数控系统 187
5.2 SIEMENS数控系统 192
5.3 KND数控系统 199
习题与思考题 201
第6章 数控机床的机械结构 202
6.1 数控机床的机械结构要求及特点 203
6.1.1 数控机床机械系统结构应满足的要求 203
6.1.2 数控机床机械系统结构特点 205
6.2 数控机床的主传动系统 206
6.2.1 数控机床主传动的特点 206
6.2.2 数控机床主轴的变速方式 206
6.2.3 主轴部件 208
6.3 数控机床进给运动传动部件 210
6.3.1 对进给运动的要求 210
6.3.2 滚珠丝杠螺母副 211
6.3.3 传动齿轮间隙消除机构 217
6.3.4 回转工作台 221
6.3.5 导轨 227
6.4 自动换刀装置 228
6.4.1 自动换刀装置的结构类型 229
6.4.2 刀库类型及刀具的选择与识别 235
6.4.3 刀具交换装置 241
习题与思考题 244
第7章 数控机床的使用与维修 246
7.1 数控机床的选用 246
7.1.1 确定典型加工零件 246
7.1.2 数控机床规格的选择 247
7.1.3 机床精度的选择 248
7.1.4 数控系统的选择 250
7.1.5 生产能力的估算 251
7.1.6 机床选择功能及附件的选择 253
7.1.7 自动换刀装置及使用刀具（刀柄）的选择 254
7.1.8 技术服务功能的选择 256
7.2 数控机床的安装调试与验收 257
7.2.1 数控机床的安装调试 257
7.2.2 数控机床的试车验收 262
7.3 数控机床的使用 273
7.3.1 机床使用要点 273
7.3.2 使用数控机床的成套工程要求 278
7.4 数控设备的管理 279
7.4.1 数控设备的管理内容 279
7.4.2 数控设备管理的发展趋势 280
7.5 数控机床的维修 280
7.5.1 机床维修的一些基本概念 281
7.5.2 机床的预防性维修与保养 282
7.5.3 数控系统维修的阶段划分与维修的实施 286
7.6 数控机床常见故障分析与排除 289
7.6.1 数控机床系统软件故障 289
7.6.2 数控机床系统硬件故障 291
7.6.3 数控机床无报警故障 297
7.6.4 数控机床机械运动故障 300
7.7 数控机床故障诊断与维修综合分析步骤 305
习题与思考题 306
第8章 程序编制基础及加工工艺 307
8.1 数控程序编制基础 307
8.1.1 数控程序编制的概念 307
8.1.2 数控编程的基础知识 310
8.1.3 数控机床的坐标系 318
8.2 数控编程的加工工艺 321
8.2.1 数控加工工艺基础 321
8.2.2 数控机床刀具及切削用量的选择 331
8.3 数控编程的数值计算 340
8.4 数控加工技术文件 342
8.4.1 数控加工工艺卡片 342
8.4.2 数控加工刀具卡片 343
8.4.3 数控加工程序单 343
习题与思考题 344
第9章 数控车床的程序编制 345
9.1 数控车床概述 345
9.1.1 数控车床的基本构成及特点 345
9.1.2 数控车床的分类 347
9.1.3 数控车床的加工特点 347
9.2 数控车床的编程技术 348
9.2.1 数控车床的编程特点 348
9.2.2 数控车床的坐标系 348
9.2.3 数控车床编程指令 350
9.3 数控车削加工综合举例 368
习题与思考题 371
第10章 数控铣床的程序编制 373
10.1 数控铣床概述 373
10.1.1 数控铣床的基本构成及特点 373
10.1.2 数控铣床的分类 375
10.1.3 数控铣床的主要加工对象 375
10.1.4 典型数控铣床的性能和参数 377
10.2 数控铣床的基本编程技术 378
10.2.1 数控铣床的编程特点 378
10.2.2 数控铣床的坐标系 378
10.2.3 数控铣床的编程指令 379
10.2.4 数控铣床的基本编程方法 381
10.3 数控铣床典型零件的应用举例 393
习题与思考题 396
第11章 加工中心的程序编制 398
11.1 加工中心简介 398
11.1.1 加工中心概述 398
11.1.2 加工中心的构成及分类 398
11.1.3 加工中心的工艺特点 401
11.1.4 加工中心的刀库及自动换刀装置 401
11.2 加工中心的编程技术 404
11.2.1 加工中心的坐标系 404
11.2.2 加工中心常用指令的编程方法 405
11.3 加工中心典型零件的应用举例 424
习题与思考题 426
第12章 自动编程及其应用 429
12.1 常用自动编程软件 429
12.1.1 语言式自动编程系统 429
12.1.2 图形交互式自动编程系统 431
12.2 图形交互式自动编程系统MasterCAM简介 432
12.2.1 MasterCAM9软件系统简介 433
12.2.2 MasterCAM9系统的CAD功能 436
12.2.3 MasterCAM9系统的CAM功能及后处理 440
12.2.4 MasterCAM9的综合应用实例 459
习题与思考题 477
参考文献 479