第1章 概论 1
1.1 基本概念 1
1.1.1 数控机床的产生 1
1.1.2 数控的基本概念 1
1.1.3 数控机床的特点 2
1.2 数控机床的组成及分类 3
1.2.1 数控机床的组成 3
1.2.2 数控机床的分类 5
1.3.1 数控机床的发展动向 9
1.3 数控技术的发展 9
1.3.2 我国数控机床的发展情况 12
第2章 数控装置的轮廓控制原理 14
2.1 概述 14
2.2 脉冲增量插补算法 15
2.2.1 逐点比较法 15
2.2.2 数字积分法 29
2.3 数据采样插补法 48
2.3.1 插补周期与位置控制周期 48
2.3.2 插补周期与精度、速度之间的关系 49
2.3.3 数据采样法直线插补 50
2.3.4 数据采样法圆弧插补 51
2.3.5 数据采样插补流程 60
2.4 进给速度控制 63
2.4.1 进给速度控制 64
2.4.2 加减速控制 65
2.5 曲面直接插补（SDI） 71
2.5.1 实现SDI的软件系统结构和工作流程 72
2.5.2 SDI算法的基本原理 72
2.5.3 SDI的信息输入 75
2.5.4 曲面直接插补的技术关键 76
第3章 数控机床的程序编制 78
3.1 概述 78
3.1.1 程序编制的内容和步骤 78
3.1.2 程序编制的方法 82
3.2 数控机床的有关功能规定 83
3.2.1 数控标准 83
3.2.2 程序编制的有关标准规定 84
3.2.3 准备功能（G）和辅助功能（M） 95
3.3.1 数学处理的概念 111
3.3.2 线性逼近的计算方法 111
3.3 程序编制中的数学处理 111
3.3.3 已知平面零件轮廓方程式的数学处理 114
3.4 数控车床程序编制实例 121
3.5 数控铣床编程实例 123
第4章 计算机数字控制装置 126
4.1 CNC系统的组成及特点 126
4.1.1 CNC系统的定义与结构 126
4.1.2 CNC系统软件 128
4.1.3 计算机数控系统的特点 130
4.2.1 CNC系统的硬件构成特点 131
4.2 计算机数控系统的硬件结构 131
4.2.2 单微处理机结构 132
4.2.3 多微处理机结构 132
4.2.4 PC数控系统 135
4.3 CNC系统的软件结构及控制 136
4.3.1 CNC系统的软硬件组合类型 136
4.3.2 CNC系统的控制软件结构特点 137
4.4 CNC系统的接口及通信 140
4.4.1 异步串行接口 140
4.4.2 CNC系统的网络通信接口 143
4.5.1 CNC系统的输入 146
4.5 CNC系统的输入及数据处理 146
4.5.2 输入数据处理 152
4.6 刀具补偿原理 157
4.6.1 刀具长度补偿 158
4.6.2 刀具半径补偿 159
4.7 CNC系统的可编程控制器 178
4.7.1 可编程控制器的工作原理 178
4.7.2 PLC的特点 181
4.7.3 PLC在CNC系统中的应用 182
5.1.1 结构特点 184
5.1 感应同步器 184
第5章 位置检测装置 184
5.1.2 工作原理及应用 185
5.2 光栅 187
5.2.1 光栅的构造 187
5.2.2 工作原理 189
5.2.3 光栅信息处理及应用 190
5.3 编码盘 193
5.3.1 接触式编码器 194
5.3.2 光电式编码器 195
5.3.3 编码盘在数控机床中的应用 196
第6章 伺服驱动系统 198
6.1 概述 198
6.2 步进电机及其驱动控制系统 199
6.2.1 步进电机的工作原理 200
6.2.2 步进电机的主要特性 202
6.2.3 步进电机的分类 203
6.2.4 步进电机的环形分配器 205
6.2.5 功率放大电路 207
6.3.1 直流伺服电机的结构与分类 211
6.3 直流伺服电机及其速度控制 211
6.3.2 直流伺服电机的调速原理与方法 212
6.3.3 直流伺服电机速度控制单元的调速控制方式 213
6.4 交流伺服电机及其速度控制系统 219
6.4.1 交流伺服电机的分类与特点 220
6.4.2 交流伺服电机的控制方式 221
6.4.3 交流伺服电机的变频调速 222
6.4.4 交流伺服电机的矢量控制 225
6.5 直线电机及其在数控机床中的应用 227
6.5.1 直线电机的特点 227
6.5.2 直线电机的基本结构和分类 228
6.5.3 直线电机的工作原理 230
6.5.4 直线电机在机床上的应用 231
6.6 位置控制 232
6.6.1 相位比较伺服系统 233
6.6.2 幅值比较伺服系统 237
6.6.3 数字脉冲比较伺服系统 238
6.6.4 全数字控制伺服系统 239
7.1 常用低压电器 240
7.1.1 开关电器和熔断器 240
第7章 机床电气控制 240
7.1.2 按钮、行程开关 242
7.1.3 交流接触器 243
7.1.4 继电器 244
7.2 机床电气原理图的画法规则 246
7.2.1 绘制原理图的原则和要求 247
7.2.2 图面区域的划分 248
7.2.3 符号位置索引 248
7.3 机床电路的逻辑表示 249
7.3.1 机床电器的逻辑表示 249
7.3.2 并串联电路的逻辑表示 249
7.3.3 逻辑代数的基本性质 250
7.4 机床电气控制电路 251
7.4.1 点动控制与连续工作 251
7.4.2 多点控制 252
7.4.3 联锁控制 252
7.4.4 顺序启动电路 252
7.4.5 异步电机启动、正反转、制动电路 253
第8章 数控技术及编程实验 258
8.1 数控插补原理实验 258
8.2 数控刀具半径补偿实验 264
8.3 数控加工程序编制实验 266
8.4 数控机床加工实验 269
8.5 速度控制实验 271
8.6 KR型交流变频调速实验 274
附录A SKY2000型数控系统使用说明 280
A1 SKY2000型数控系统 280
A1.1 概要 280
A1.2 基本参数 280
A1.3 系统构成 280
A2 显示装置外观、键盘及鼠标 281
A2.1 显示装置外观 281
A2.2 键盘设定及鼠标使用 282
A3 系统的启动与关闭 283
A4 操作方式及功能 284
A4.1 SKY系统主菜单 284
A4.2 F1自动方式 284
A4.3 F3手动方式 286
A4.4 F4返参方式 289
A4.5 F5管理方式 292
A4.6 其他 294
B2 使用方法 295
B1 实验设备 295
附录B LZH-1型交流伺服实验系统——速度控制实验系统简介 295
B3 速度控制实验原理 297
B3.1 3/2变换环节 298
B3.2 旋转变换环节 298
B3.3 速度调节器（ST） 298
B3.4 矢量运算环节 298
B3.5 磁通位置计算环节 298
B3.6 三值比较器环节 298
B3.7 延时功放及三相逆变器 298
参考文献 299