绪论 1
第1篇 数控技术 6
第1章 概论 6
1.1 基础知识 6
1.1.1 数控技术基本概念 7
1.1.2 制造业的三次工业革命 8
1.2 制造业自动化技术 13
1.2.1 制造业自动化的定义 13
1.2.2 制造业自动化的特征 14
1.2.3 制造业自动化的内涵 15
1.2.4 制造业自动化所涉及的技术 16
1.3 数控技术对制造业的影响 19
本章小结 20
习题与思考 20
拓展阅读 21
第2章 数控技术的发展历史及其现状 22
2.1 制造业及其数控技术的发展历史 22
2.2 数控技术的发展现状 24
2.2.1 国内数控技术的发展现状 24
2.2.2 国外数控技术的发展现状 26
本章小结 27
习题与思考 27
拓展阅读 28
第3章 数控技术的发展趋势 29
3.1 数控技术的发展趋势 29
3.1.1 数控技术发展的总趋势 29
3.1.2 数控发展中产生的各种新兴制造方式 30
3.2 机器人技术的发展 32
3.2.1 机器人概况 32
3.2.2 机器人分类 34
3.2.3 机器人软件 34
3.2.4 机器人技术的学科前沿 35
3.3 快速成形技术 37
3.3.1 快速成形技术概况 37
3.3.2 快速成形技术的应用与发展 39
本章小结 41
习题与思考 41
拓展阅读 42
第2篇 数控机床 44
第4章 概论 44
4.1 基础知识 44
4.2 数控机床的产生 45
4.3 数控机床的特点和应用 46
4.3.1 数控机床的特点 46
4.3.2 数控机床的应用 47
4.4 数控机床的维护与保养 47
4.4.1 数控机床维护 47
4.4.2 数控机床使用中应注意的问题 52
4.4.3 数控机床的日常维护 54
4.5 数控机床的管理使用 56
本章小结 57
习题与思考 57
拓展阅读 58
第5章 数控机床的组成与分类 59
5.1 数控机床的组成与工作原理 59
5.1.1 数控机床的组成 59
5.1.2 数控机床的工作原理 61
5.2 数控机床的分类 61
5.2.1 按机床运动的控制轨迹分类 61
5.2.2 按伺服控制方式分类 62
5.2.3 按控制坐标的轴数分类 63
5.2.4 按加工工艺及机床用途的类型分类 65
5.2.5 按数控系统的功能水平分类 67
本章小结 68
习题与思考 68
拓展阅读 69
第6章 数控机床的机械配置与电气配置 70
6.1 数控机床的机械配置 70
6.1.1 数控机床机械结构特点 70
6.1.2 数控机床主传动系统 71
6.1.3 数控机床进给传动系统 78
6.1.4 导轨副 85
6.2 数控机床的辅助装置 88
6.2.1 自动换刀装置 88
6.2.2 回转工作台 95
6.2.3 液压与气动系统 96
6.2.4 冷却系统 97
6.2.5 润滑系统 97
6.2.6 排屑装置 98
6.3 数控机床的电气配置 99
6.3.1 数控装置 99
6.3.2 伺服系统 100
6.3.3 机床强电控制系统 101
6.3.4 机床检测系统 101
6.4 数控机床的操作面板 102
6.4.1 急停 102
6.4.2 循环启动／进给暂停 102
6.4.3 工作方式选择 103
6.4.4 倍率修调选择 105
6.4.5 机床辅助方式选择 105
6.4.6 机床辅助功能控制 106
本章小结 108
习题与思考 108
拓展阅读 109
第3篇 数控系统 112
第7章 概论 112
7.1 基础知识 112
7.1.1 基本概念 112
7.1.2 数控系统的组成 113
7.1.3 数控系统的分类 114
7.1.4 数控系统的功能 116
7.1.5 数控系统的工作过程 118
7.2 计算机数控（CNC）装置 119
7.2.1 CNC装置的硬件结构 119
7.2.2 CNC装置的软件结构 125
7.2.3 CNC装置的可编程控制器 130
7.2.4 典型数控系统简介 134
本章小结 143
习题与思考 143
拓展阅读 144
第8章 数控系统的插补工作原理 145
8.1 基本知识 145
8.1.1 基本概念 145
8.1.2 插补方法的分类 146
8.2 插补方法介绍 147
8.2.1 逐点比较法 147
8.2.2 数字积分法 154
8.2.3 直线函数法 160
8.2.4 扩展数字积分法 163
8.2.5 NURBS曲线插补 166
8.2.6 刀具半径补偿 169
本章小结 177
习题与思考 177
拓展阅读 178
第9章 数控系统应用电气设计 179
9.1 数控系统的硬件连接 179
9.1.1 数控系统的硬件 179
9.1.2 数控系统的连接 182
9.1.3 输入/输出地址分配 184
9.1.4 PLC接口信号工作原理 186
9.2 电气原理图设计 187
9.2.1 基本概念 187
9.2.2 机床电气设计的一般原则 193
9.2.3 机床电气设计的基本内容 193
9.2.4 机床电气设计的一般步骤 194
9.3 机床设计任务书 196
9.4 数控系统确认 206
9.4.1 需求机床的基本功能 206
9.4.2 确认数控系统订单 207
9.5 电气原理图设计案例分析 208
9.6 机床操作面板设计 215
本章小结 219
习题与思考 219
拓展阅读 220
第4篇 数控加工 222
第10章 概论 222
10.1 基础知识 222
10.1.1 基本概念 223
10.1.2 数控编程的内容和步骤 223
10.1.3 数控机床坐标系 225
10.1.4 加工程序结构与格式 227
10.2 数控编程中的常用指令 229
10.2.1 准备功能G代码 229
10.2.2 辅助功能M代码 230
10.2.3 F、S、T代码 232
本章小结 233
习题与思考 233
拓展阅读 234
第11章 数控加工工艺 235
11.1 概述 235
11.1.1 数控加工工艺的特点与内容 235
11.1.2 数控加工工艺分析的一般步骤与方法 236
11.1.3 数控加工零件或加工内容的选择 238
11.2 数控车削工艺 239
11.2.1 选择确定数控车削加工的主要加工对象 239
11.2.2 数控车削加工工艺性分析 239
11.2.3 零件图形的数学处理和编程尺寸的计算 240
11.2.4 数控车削加工工艺过程的拟订 240
11.2.5 数控车削加工进给路线的确定 242
11.2.6 数控车床加工轴类零件工艺分析实例 243
11.3 数控铣削工艺 245
11.3.1 选择确定数控铣削加工的主要加工对象 245
11.3.2 数控铣削加工工艺性分析 246
11.3.3 数控铣削加工工艺顺序安排 248
11.3.4 数控铣削加工进给路线确定需要考虑的因素 249
11.4 加工中心工艺 249
11.4.1 选择确定加工中心加工的主要加工对象 249
11.4.2 加工中心的工艺特点 250
11.4.3 加工中心工艺性分析 250
11.4.4 加工中心编程的工艺处理要考虑的几点因素 251
本章小结 251
习题与思考 252
拓展阅读 253
第12章 数控加工编程方法 254
12.1 概述 254
12.2 手动编程方法 257
12.2.1 数控车床编程方法及编程实例 257
12.2.2 数控铣床编程方法及编程实例 265
12.2.3 加工中心编程方法及编程实例 269
12.3 自动编程方法 270
12.3.1 CAD/CAM系统简介 272
12.3.2 图形交互编程的主要过程 272
12.3.3 图形交互编程实例 273
本章小结 274
习题与思考 274
拓展阅读 275
第5篇 工程实例 279
第13章 数控机床实践模块 279
13.1 课内实验要求与考核办法 279
13.2 机械机构课内实验 281
13.2.1 实验一——数控机床认识实验 281
13.2.2 实验二——直线滚动导轨副的装配实验 282
13.2.3 实验三——滚珠丝杠螺母副的装配实验 284
13.2.4 实验四——伺服电动机与联轴器的装配实验 285
13.3 数控机床课程设计与综合实训模块1 286
13.3.1 机械机构设计类课程设计案例 286
13.3.2 机械机构设计类毕业设计案例分析 289
13.3.3 综合实训模块1——3D打印机机械机构设计 290
拓展阅读 293
第14章 数控系统实践模块 294
14.1 课程设计要求与考核办法 294
14.2 数控系统课内实验 296
14.2.1 实验一——数控机床对刀操作实验 296
14.2.2 实验二——刀具半径补偿计算实验 298
14.2.3 实验三——逐点比较法插补实验 300
14.2.4 实验四——步进电动机环分实验 302
14.3 数控系统课程设计与综合实训模块2 304
14.3.1 数控系统应用设计类课程设计案例 304
14.3.2 数控系统应用设计类毕业设计案例分析 307
14.3.3 综合实训模块2——3D打印机系统调试案例 308
第15章 电气设计实践模块 311
15.1 专业综合实训要求与考核办法 311
15.2 电气设计实践环节 315
15.2.1 实验一——数控系统的原理及组成 315
15.2.2 实验二——数控系统参数的设置及调整实验 316
15.2.3 实验三——数控系统伺服驱动调试实验 318
15.2.4 实验四——数控系统数据备份实验 323
15.3 电气系统课程设计和综合实训模块3 326
15.3.1 电气系统设计类课程设计案例 326
15.3.2 电气系统设计类毕业设计案例分析 330
15.3.3 综合实训模块3——3D打印机电气控制系统设计案例 331
第16章 数控加工实践模块 336
16.1 毕业设计要求与考核办法 336
16.2 数控加工课内实验 338
16.2.1 实验一——数控车床的操作编程与加工实验 338
16.2.2 实验二——数控铣床的操作编程与加工实验 340
16.2.3 实验三——数控铣床的编程实验 342
16.2.4 实验四——加工中心的操作编程与加工实验 344
16.3 数控加工课程设计与综合实训模块4 346
16.3.1 数控加工类课程设计案例 346
16.3.2 数控加工类毕业设计课题案例分析 353
16.3.3 综合实训模块4—3D打印机打印创意作品设计案例 354
附录 专业词汇中英文对照 359
参考文献 361