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第1章 绪论1

1 数控技术的产生和特点1

1.1 数控技术的特点1

1.2 数控技术的产生1

1.3 计算机数控2

2 数控机床的组成和作用2

2.1 数控机床的组成3

2.2 数控机床各组成部分的作用3

3 数字控制系统4

3.1 数字控制系统的组成和分类4

3.2 开环和闭环控制系统4

3.3 点位控制系统与连续控制系统5

3.4 多功能与经济型数控系统6

3.5 适应控制系统6

3.6 直接数控系统8

4 数控技术的应用8

4.1 数控技术在金属切削机床中的应用8

4.2 数控技术在电加工机床中的应用10

4.3 数控技术在工业机器人中的应用11

4.4 CNC三坐标测量机12

5 数控技术的发展13

5.1 数控机床和数控系统的发展13

5.2 机械制造系统的发展14

思考题18

第2章 数控机床的加工程序编制19

1 数控加工程序编制基础19

1.1 数控编程的作用与目的19

1.2 数控编程的内容和步骤19

1.3 数控编程的方法20

1.4 与数控编程有关的标准21

2 手工编程31

2.1 数控手工编程的工艺处理31

2.2 手工编程的数学处理34

2.3 数控加工常用基本指令37

3 数控钻床的加工程序编制41

3.1 孔加工程序编制的特点41

3.2 孔加工手工编程举例42

4 数控车床加工程序编制45

4.1 车削程序编制的特点45

4.2 车削加工手工编程举例45

5 轮廓铣削加工的程序编制47

6 数控自动编程简介48

6.1 自动编程概述48

6.2 数控自动编程系统的组成及特点51

6.3 APT自动编程系统52

思考题55

第3章 数控插补与刀补计算原理56

1 概述56

1.1 插补的基本概念56

1.2 对插补算法的基本要求56

1.3 插补方法分类57

2 基准脉冲插补57

2.1 逐点比较法57

2.2 数字积分法68

2.3 其它插补方法76

3 数据采样插补88

3.1 概述88

3.2 直线函数法89

3.3 扩展DDA算法91

4 刀具半径补偿95

4.1 刀具半径补偿的概念95

4.2 B功能刀具半径补偿计算96

4.3 C功能刀具半径补偿98

思考题110

第4章 位置检测装置112

1 概述112

1.1 对位置检测装置的要求112

1.2 位置检测装置的分类112

2 感应同步器114

2.1 感应同步器的结构114

2.2 感应同步器工作原理114

2.3 感应同步器的应用115

3 旋转变压器118

3.1 结构和工作原理118

3.2 旋转变压器的应用120

3.3 磁阻多极旋转变压器122

4 光栅123

4.1 光栅的种类、特点123

4.2 光栅测量系统的组成和基本原理124

4.3 光栅辨向原理126

4.4 光栅位移—数字变换电路126

5 脉冲编码器127

5.1 增量式光电脉冲编码器127

5.2 绝对值脉冲编码器131

5.3 混合式绝对值编码器132

6 磁栅133

6.1 磁栅测量的工作原理133

6.2 检测电路134

6.3 磁栅位置检测装置的结构类型135

7 激光干涉位置检测装置136

7.1 激光干涉法的测距原理137

7.2 单频激光干涉仪137

7.3 双频激光干涉仪138

思考题139

第5章 数控机床的伺服系统140

1 概述140

1.1 伺服系统的组成140

1.2 对伺服系统的基本要求140

1.3 伺服系统的分类142

2 速度控制145

2.1 进给运动的速度控制及进给用伺服电机类型146

2.2 直流伺服电机的特性146

2.3 永磁直流伺服电机148

2.4 晶闸管调速单元150

2.5 晶体管脉宽调制器式速度控制单元151

3 位置控制系统154

3.1 步进电机及其驱动系统154

3.2 相位伺服系统168

3.3 幅值伺服系统173

3.4 数字、脉冲比较伺服系统181

3.5 数字伺服系统的概述184

4 新型伺服驱动技术190

4.1 高速和超高速精密加工与直线进给技术190

4.2 直线交流伺服电动机及其应用简介191

4.3 直线电动机194

思考题20

第6章 计算机数字控制装置201

1 概述201

1.1 计算机数控系统的组成201

1.2 CNC装置的结构201

1.3 CNC装置的工作过程202

1.4 CNC装置的功能203

1.5 CNC装置的特点206

2 计算机数控装置的硬件结构207

2.1 单微处理机数控装置的结构207

2.2 多微处理机数控装置的结构219

2.3 点位／直线控制的数控装置的结构225

3 计算机数控装置的软件结构226

3.1 CNC装置软件结构的特点226

3.2 输入和数据处理程序232

3.3 进给速度的计算和加减速控制234

3.4 插补程序244

3.5 位置控制软件244

3.6 故障诊断245

4 数控机床用可编程控制器247

4.1 概述247

4.2 PC的结构和编程方法248

4.3 PC的工作过程及其特点252

4.4 数控机床中的PC功能254

4.5 典型PC指令和程序编制255

5 CNC装置数据输入输出和通讯功能265

5.1 数控机床用有关通讯设备和接口265

5.2 异步串行通讯接口266

5.3 网络通讯接口268

思考题269

第7章 数控系统应用实例271

1 车床微机数控系统271

1.1 车床加工功能分析271

1.2 微机数控车床的系统结构275

1.3 微机数控车床的软件278

1.4 微机数控车床硬件结构283

2 开放式数控系统及其应用289

2.1 PMAC运动控制器功能289

2.2 伺服环和计算292

2.3 运动程序294

2.4 轨迹的生成294

2.5 PMAC的转换功能295

3 虚拟轴（平行轴）数控机床297

4 柔性制造系统（FMS）的新技术299

4.1 面向对象开发方法在FMS中的应用299

4.2 Petri网及其在FMS中的应用301

4.3 基于人工智能的FMS作业计划调度仿真305

4.4 智能化的生产过程监视和故障诊断308

4.5 用集成化的计算机平台技术缩短FMS软件的开发周期310

思考题313

附录314

附录1 准备功能G代码及其意义314

附录2 辅助功能M代码（JB3082-83）317

附录3 数控技术相关常用术语318

参考文献323