第1章 概述 1
1.1 数字控制和数控机床 1
1.1.1 数控与计算机数控 1
1.1.2 数控机床的加工特点 2
1.1.3 数控机床的使用特点 3
1.2 数控机床的组成和工作原理 4
1.3 数控机床的分类 6
1.3.1 按加工工艺方法分类 6
1.3.2 按控制运动轨迹分类 7
1.3.3 按驱动装置的特点分类 8
1.3.4 按功能水平分类 10
1.4 数控机床的发展趋势 11
复习思考题 15
第2章 数控机床的机械结构 16
2.1 概述 16
2.2 数控机床的主传动系统 17
2.2.1 数控机床主传动系统的特点 17
2.2.2 数控机床主轴变速方式 18
2.2.3 主轴组件 18
2.2.4 主轴组件的润滑与密封 20
2.2.5 主轴的准停 21
2.3 数控机床的进给运动系统 21
2.3.1 概述 21
2.3.2 电机与丝杠之间的连接 22
2.3.3 滚珠丝杠螺母副 23
2.3.4 进给系统传动间隙的补偿机构 27
2.4 回转工作台与导轨 29
2.4.1 回转工作台 29
2.4.2 导轨 32
2.5 数控机床的自动换刀装置 34
2.5.1 自动换刀装置的形式 34
2.5.2 刀库 39
2.5.3 刀具系统及刀具选择 41
复习思考题 50
第3章 数控机床加工程序的编制 52
3.1 数控编程基础 52
3.1.1 数控编程的概念 52
3.1.2 数控编程的内容和步骤 52
3.1.3 数控编程的方法 55
3.1.4 程序的结构与格式 56
3.1.5 数控机床坐标轴和运动方向 58
3.1.6 数控系统的准备功能和辅助功能 61
3.2 数控编程中的数值计算 65
3.2.1 基点与节点 65
3.2.2 坐标值计算的方法 66
3.2.3 坐标值计算的基本环节 67
3.2.4 坐标值的常用计算方法 68
3.2.5 基点坐标的计算 69
3.2.6 非圆曲线节点坐标的计算 69
3.3 数控加工手工编程 70
3.3.1 数控手工编程的工艺处理 70
3.3.2 常用基本指令 77
3.3.3 程序编制举例 85
3.4 数控自动编程 90
3.4.1 自动编程概述 91
3.4.2 自动编程的现状和发展 93
复习思考题 95
第4章 数控系统的加工控制原理 97
4.1 数控装置的工作过程 97
4.2 CNC装置的插补原理 98
4.2.1 概述 98
4.2.2 逐点比较法直线插补 99
4.2.3 圆弧插补计算原理 103
4.3 刀具半径补偿原理 110
4.3.1 概述 110
4.3.2 刀具半径补偿的工作过程和常用方法 111
4.3.3 程序段间转接情况分析 112
4.3.4 刀具半径补偿的实例 114
4.3.5 加工过程中的过切判别原理 115
复习思考题 116
第5章 计算机数控系统（CNC系统） 118
5.1 概述 118
5.1.1 CNC系统的组成 118
5.1.2 CNC系统的功能和一般工作过程 119
5.2 CNC系统的硬件结构 123
5.2.1 CNC系统的硬件构成特点 123
5.2.2 单CPU结构CNC系统 124
5.2.3 多CPU结构CNC系统 125
5.3 CNC系统的软件结构 127
5.3.1 CNC装置软、硬件的界面 127
5.3.2 CNC系统控制软件的结构特点 128
5.3.3 常规CNC系统的软件结构 131
5.4 CNC系统的输入输出与通信功能 136
5.4.1 CNC装置的输入输出和通信要求 136
5.4.2 CNC系统常用外设及接口 137
5.5 开放式数控系统的结构及其特点 151
5.5.1 开放式数控系统概述 151
5.5.2 开放式数控系统主要特点 153
5.5.3 基于Linux的开放式结构数控系统 154
复习思考题 157
第6章 数控机床用可编程控制器 158
6.1 概述 158
6.1.1 PLC的产生与发展 158
6.1.2 PLC的基本功能 159
6.1.3 PLC的基本结构 160
6.1.4 PLC的规模和几种常用名称 162
6.2 数控机床用PLC 163
6.2.1 两类数控机床用PLC 163
6.2.2 PLC的工作过程 165
6.2.3 PLC的内部资源 167
6.2.4 PLC在数控系统中的作用 172
6.2.5 数控系统中PLC的信息交换 172
6.3 FANUC系统PMC的指令知识 177
6.4 数控机床辅助功能（MST）的实现 197
6.4.1 FANUC 0i-C数控系统中辅助功能（MST）的实现 197
6.4.2 SINUMERIK 802Cbl数控系统中辅助功能（MST）的实现 203
复习思考题 210
第7章 数控机床伺服驱动系统 212
7.1 伺服驱动系统概述 212
7.2 伺服电动机及调速 213
7.2.1 概述 213
7.2.2 步进电动机 213
7.2.3 直流伺服电动机及调速系统 215
7.2.4 交流伺服电动机及其调速 218
7.3 位置检测装置 220
7.3.1 概述 220
7.3.2 旋转变压器 222
7.3.3 感应同步器 224
7.3.4 光栅 225
7.3.5 磁尺 227
7.3.6 脉冲编码器 228
7.4 典型进给伺服系统 229
7.4.1 概述 229
7.4.2 开环进给伺服系统 229
7.4.3 脉冲比较进给伺服系统 230
7.4.4 全数字进给伺服系统 231
7.5 伺服系统的特性对数控机床加工精度的影响 231
7.5.1 速度误差对加工精度的影响 232
7.5.2 伺服系统的响应特性对加工拐角的影响 234
复习思考题 235
第8章 典型数控系统 236
8.1 数字控制和数控机床 236
8.2 FANUC数控系统介绍 236
8.2.1 FANUC数控系统的发展历史 236
8.2.2 常见FANUC数控系统 238
8.2.3 FANUC系统功能特点 241
8.2.4 FANUC 0i-C/0i Mate-C数控系统 242
8.3 西门子数控系统 247
8.3.1 SIEMENS数控系统简介 247
8.3.2 SINUMERIK 802S/C base line数控系统 248
8.3.3 SIN UMERIK 802D数控系统 255
8.3.4 SINUMERIK 840D数控系统的基本构成 258
8.4 华中数控系统 261
8.4.1 华中数控系统产品类型 261
8.4.2 华中世纪星系列数控系统概述 261
8.4.3 世纪星系列数控系统 262
8.4.4 华中世纪星系列数控系统的开放性 264
8.4.5 华中世纪星系列数控系统网络连接解决方案 265
8.4.6 华中数控系统产品型号 266
8.4.7 华中数控系统的总体连接 266
8.5 数控系统应用 267
8.5.1 应用概述 267
8.5.2 华中系统CJK6032数控车床 268
复习思考题 270
参考文献 271