第1章 数控机床概论 1
1.1 数控技术的概念 1
1.1.1 数控机床的诞生 1
1.1.2 数控机床的发展历程 2
1.1.3 我国数控机床的发展历程 2
1.2 数控机床的组成及分类 3
1.2.1 数控机床的基本组成 3
1.2.2 数控机床的分类 5
1.3 数控机床的工作原理 9
1.4 数控机床的特点及应用范围 10
1.4.1 数控机床的特点 10
1.4.2 数控机床的应用范围 11
1.5 数控机床的发展趋势 12
第2章 数控加工编程 16
2.1 数控编程基础 16
2.1.1 数控机床的坐标系统 16
2.1.2 数控加工程序格式及编制代码 19
2.2 数控编程中的数值计算 24
2.2.1 基点与节点 24
2.2.2 坐标值计算的方法 25
2.2.3 坐标值计算的基本环节 25
2.2.4 坐标值的常用计算方法 27
2.2.5 基点坐标的计算 28
2.2.6 非圆曲线节点坐标的计算 28
2.3 数控加工的工艺特点 29
2.3.1 数控加工工艺的基本特点 29
2.3.2 数控加工工艺的主要内容 30
2.3.3 数控加工零件的选定 30
2.3.4 加工工序的划分 31
2.3.5 工件的安装与夹具的选择 31
2.3.6 对刀点与换刀点的确定 32
2.3.7 工艺加工路线的确定 33
2.3.8 刀具与切削用量的选择 37
2.3.9 数控加工的工艺文件 42
2.4 数控自动编程 44
2.4.1 自动编程概述 44
2.4.2 自动编程的现状和发展 46
第3章 计算机数控系统 50
3.1 计算机数控系统的基本概念 50
3.1.1 CNC系统的组成及其工作过程 50
3.1.2 CNC系统的数据转换流程 53
3.1.3 CNC系统的特点 56
3.1.4 CNC系统可实现的功能 57
3.2 CNC系统的硬件结构 58
3.2.1 单微处理器结构 59
3.2.2 多微处理器CNC系统结构 59
3.2.3 开放式CNC系统 62
3.3 CNC系统的软件结构 64
3.3.1 CNC系统软件概述 64
3.3.2 CNC系统软件的结构特点 65
3.3.3 CNC系统软件的结构 66
3.4 数控系统的插补原理 70
3.4.1 概述 70
3.4.2 逐点比较法插补 71
3.4.3 数字积分法插补 78
3.4.4 时间分割法插补 84
3.5 数控系统的数据处理 85
3.5.1 数控系统的译码 85
3.5.2 刀具半径补偿 86
3.5.3 加减速控制 89
3.5.4 误差补偿 90
第4章 数控机床的位置检测装置 91
4.1 光栅 91
4.1.1 概述 91
4.1.2 光栅的结构与工作原理 92
4.1.3 光栅位移的数字转换系统 96
4.2 旋转变压器 96
4.2.1 旋转变压器的结构 97
4.2.2 旋转变压器的工作原理 98
4.2.3 旋转变压器工作方式 99
4.2.4 旋转变压器的应用 100
4.3 感应同步器 100
4.3.1 工作原理 100
4.3.2 感应同步器的工作方式 102
4.4 磁栅 103
4.4.1 磁栅的组成部分 104
4.4.2 磁栅的工作原理 105
4.5 旋转编码器 107
4.5.1 增量式旋转编码器 107
4.5.2 绝对式旋转编码器 109
4.5.3 旋转编码器在数控机床中的应用 112
第5章 数控机床的伺服系统 115
5.1 伺服驱动系统概述 115
5.2 伺服电动机及调速 116
5.2.1 概述 116
5.2.2 步进电动机 116
5.2.3 直流伺服电动机及调速系统 118
5.2.4 交流伺服电动机及其调速 121
5.3 典型进给伺服系统 124
5.3.1 概述 124
5.3.2 开环进给伺服系统 124
5.3.3 脉冲比较进给伺服系统 125
5.3.4 全数字进给伺服系统 126
5.4 伺服系统的特性对数控机床加工精度的影响 127
5.4.1 速度误差对加工精度的影响 127
5.4.2 伺服系统的响应特性对加工拐角的影响 130
第6章 数控机床的机械结构 132
6.1 概述 132
6.1.1 数控机床机械结构的主要组成 132
6.1.2 数控机床机械结构特点及要求 132
6.2 数控机床的主传动系统及部件 134
6.2.1 主轴变速方式 134
6.2.2 主轴部件 135
6.3 数控机床的进给传动系统 139
6.3.1 齿轮传动装置 140
6.3.2 滚珠丝杠螺母副 142
6.3.3 导轨 145
6.4 自动换刀装置 147
6.4.1 自动换刀装置的形式 147
6.4.2 刀库 148
第7章 数控机床使用基础 150
7.1 数控机床安装与调试 150
7.1.1 机床的基础处理和落位 150
7.1.2 数控机床部件组装 150
7.1.3 数控系统连接 152
7.2 数控机床的验收 153
7.2.1 机床外观的检查 154
7.2.2 机床性能与数控功能的验收 154
7.2.3 数控机床的试运行 154
7.2.4 机床精度的验收 155
7.3 数控机床操作基础 160
7.3.1 数控机床的使用要点 160
7.3.2 数控系统（铣床）操作面板介绍 165
7.3.3 数控系统（车床）操作面板介绍 170
7.4 数控机床维修概述 170
7.4.1 数控机床维修的必要性 170
7.4.2 数控机床维修人员的基本要求 171
7.4.3 数控机床维修安全规程 171
7.5 数控机床常规维护 172
7.5.1 概述 172
7.5.2 数控机床日常维护 172
第8章 数控机床常见故障诊断及排除 175
8.1 数控机床故障维修 175
8.1.1 故障调查内容 175
8.1.2 故障诊断 176
8.2 主传动链故障诊断及排除 180
8.2.1 主传动链的维护 180
8.2.2 主传动链的故障诊断 181
8.3 滚珠丝杠副故障诊断及排除 182
8.3.1 滚珠丝杠副的维护 182
8.3.2 滚珠丝杠副的故障诊断 182
8.4 导轨副故障诊断及排除 183
8.4.1 导轨副的维护 183
8.4.2 导轨副的故障诊断 184
8.5 其他外围机械故障诊断及排除 184