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目录1

第一章 数字控制机床概述1

1-1数控机床简介1

一、数控与程控1

二、发展简史1

三、数控机床是自动生产系统的一个关键环节2

四、数控机床的现状3

1-2工作原理和类型5

一、数控机床工作原理5

二、数控机床的分类6

三、几种数控机床的介绍7

1-3数控机床的发展趋势9

一、小型计算机数控（CNC）9

二、计算机直接数控（DNC）10

三、简易数控11

四、适应控制机床（AC）11

五、计算机控制生产系统13

第二章 数字控制系统16

2-1概述16

一、数控系统的控制对象16

二、数控系统16

三、数控系统的组成17

一、定位精度及定位时间18

2-2点位控制系统18

二、坐标原点及坐标值的规定19

三、信息处理20

2-3直线控制系统21

2-4连续控制系统24

一、数字脉冲乘法器24

二、数字微分分析器27

三、逐点比较法32

四、进给速度控制42

一、脉冲—相位闭环伺服线路46

2-5伺服线路46

二、双反馈伺服线路50

第三章 程序编制52

3-1程序编制中的工艺处理52

一、装卡方法和对刀点52

二、确定加工路线53

三、选择刀具和确定切削用量53

四、程序编制中工艺指令的处理54

五、程序编制中的误差问题55

3-2数值计算56

一、采用一次插补加工平面曲线轮廓零件的数值计算57

二、采用直线—圆弧插补加工平面曲线轮廓零件的数值计算59

三、三坐标立体型面零件的数值计算60

四、尖角过渡的数值计算61

五、切入程序的数值计算64

3-3程序编制实例65

一、B1K211A型数控系统的程序编制说明66

二、加工实例67

3-4自动编程简介71

一、自动编程的概念72

二、零件源程序示例74

三、关于数控语言75

四、关于编译程序77

第四章 数控机床的总体布局和主传动系统79

4-1数控机床的总体布局79

一、影响数控机床总体布局的工艺因素79

二、运动的分配与相应的部件布置82

三、数控机床总体布局应注意的问题84

4-2数控机床的主传动系统93

一、主传动方式95

二、主轴转速的自动选择97

三、主轴部件102

四、刀具自动夹紧及主轴准停装置103

5-1伺服系统概述108

一、伺服系统的特点和要求108

第五章 数控机床的伺服系统108

二、数控机床伺服系统的分类112

三、伺服马达概述115

5-2伺服电机116

一、直流伺服电机基本特性116

二、小惯量直流电机121

三、大惯量直流电机123

四、交流伺服电机126

一、步进电机的工作原理127

5-3步进电机127

二、步进电机的结构129

三、步进电机的主要特性130

5-4电液步进马达133

一、随动滑阀和液压马达133

二、电液步进马达141

三、步进液压缸149

5-5电液伺服阀150

一、工作原理150

二、特性分析152

三、性能指标156

一、机械传动系的动态特性158

5-6伺服传动链设计158

二、伺服驱动系与机械传动系的匹配162

三、齿轮传动装置的速比和级数拟定原则171

四、间隙的消除措施175

5-7伺服系统的设计举例179

一、由电液伺服阀和液压缸组成的位置伺服系统179

二、由电液伺服阀和液压马达组成的位置伺服系统187

5-8伺服特性对加工的影响193

一、伺服系统中的一些力学特性193

二、伺服特性对加工的影响194

一、工作原理和特点201

第六章 伺服执行机构201

6-1滚珠丝杠螺母副201

二、结构和类型202

三、主要技术参数206

四、设计计算和步骤208

五、支承方式和制动方式212

六、润滑与防护214

6-2静压丝杠螺母副215

一、工作特点和应用215

二、工作原理和结构类型218

三、设计计算和计算实例220

四、结构设计225

6-3回转工作台228

一、数控回转工作台229

二、分度工作台233

6-4摆角机构242

一、摆角机构的用途和类型242

二、摆心位置对摆角机构传动和结构的影响244

三、摆心位置对机床参数的影响244

四、摆心位置对程序编制和加工质量的影响247

6-5齿轮齿条机构249

一、工作原理249

二、反向间隙和预载力的调整250

三、消除间隙板上轮廓曲线的绘制253

第七章 位置检测装置254

7-1概述254

7-2同步分解器位置检测装置254

一、同步分解器的结构254

二、基本工作原理255

7-3感应同步器位置检测装置256

一、感应同步器的种类及结构256

二、信息处理258

7-4光栅位置检测装置261

一、光栅的结构261

二、莫尔条纹263

三、读数头266

四、信息处理269

五、光栅的安装与调整271

7-5磁栅位置检测装置272

一、基本原理272

二、磁栅的结构272

三、磁栅的种类273

四、磁头273

五、信息处理275

7-6位置检测装置的选择277

一、多主轴的转塔头278

8-1自动换刀装置的原理和形式278

第八章 数控机床的自动换刀装置278

二、只有刀库的自动换刀装置279

三、具有刀库和机械手的自动换刀装置279

四、具有刀库、机械手和多主轴转塔头（通常是双主轴转塔头）的自动换刀装置282

五、自动更换主轴箱的连续加工中心机床282

六、自动更换刀库的加工中心机床282

8-2刀库284

一、刀库的储存量284

二、刀库的形式284

三、刀库设计应考虑的问题286

一、机械手的形式与种类287

8-3机械手287

二、机械手的典型结构示例289

8-4自动换刀时刀具的选择方式298

一、顺序选择298

二、任意选择298

附录一 机床数控的通用标准302

1.穿孔带302

2.代码302

3.程序格式304

一、程序格式示例304

二、准备功能306

三、进给和主轴转速功能308

四、辅助功能309

五、程序格式的类型311

六、程序格式的说明312

4.坐标轴和运动方向命名314

一、机床坐标轴和运动方向的规定314

二、各类机床简图316

附录二 数控机床的工具系统319

一、刀柄的标准319

二、TSG工具系统各种接长杆的结构及尺寸规格321

参考文献324