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第1章 绪论1

1.1 数控技术的基本概念2

1.2 数控机床的组成3

1.3 数控机床的分类5

1.3.1 按工艺用途分类（机床类型）5

1.3.2 按控制功能分类6

1.3.3 按进给伺服系统类型分类7

1.4 数控机床的特点8

1.5 数控技术的产生和发展9

习题14

第2章 数控加工工艺15

2.1 数控加工工艺基础16

2.1.1 数控加工工艺概述16

2.1.2 数控加工工艺设计17

2.1.3 数控机床的刀具与工具系统28

2.1.4 数控加工工艺文件的编制31

2.2 数控车削加工工艺32

2.2.1 数控车削的主要加工对象32

2.2.2 数控车削加工刀具33

2.2.3 数控车削加工走刀路线37

2.2.4 数控车削加工切削用量43

2.2.5 典型零件的数控车削加工工艺44

2.3 数控铣削及加工中心加工工艺50

2.3.1 数控铣削及加工中心加工特点50

2.3.2 数控铣削及加工中心加工对象51

2.3.3 数控铣削及加工中心加工工艺装备选用54

2.3.4 数控铣削及加工中心走刀路线的确定58

2.3.5 铣削用量的选择63

2.3.6 典型零件的数控铣削及加工中心加工工艺65

习题71

第3章 数控加工编程74

3.1 数控机床编程基础75

3.1.1 数控编程基本概念75

3.1.2 数控编程的内容与步骤75

3.1.3 数控编程方法76

3.1.4 数控机床坐标系统77

3.1.5 程序的结构与格式81

3.2 数控车床程序编制82

3.2.1 数控车床坐标系与编程特点82

3.2.2 数控车床常用编程指令83

3.2.3 螺纹加工指令G32、G92、G7693

3.2.4 车削固定循环功能97

3.2.5 子程序指令102

3.2.6 数控车削加工编程实例103

3.3 数控铣削和加工中心程序编制113

3.3.1 数控铣床及加工中心编程应注意的问题113

3.3.2 数控铣床及加工中心刀具补偿功能120

3.3.3 数控铣床及加工中心孔加工编程129

3.3.4 数控铣床及加工中心编程特殊功能指令141

3.3.5 用户宏程序150

3.3.6 数控铣床及加工中心编程实例161

3.4 自动编程167

3.4.1 概述167

3.4.2 主要CAD/CAM系统167

3.4.3 自动编程实例168

习题175

第4章 数字控制原理178

4.1 概述179

4.2 插补原理的数学建模方法182

4.2.1 基准脉冲插补183

4.2.2 数据采样插补197

4.3 刀具半径补偿200

4.3.1 刀具半径补偿的基本原理201

4.3.2 B刀具半径补偿的计算201

4.3.3 C功能刀具半径补偿的计算202

4.3.4 刀具半径补偿指令203

习题204

第5章 计算机数字控制装置205

5.1 概述206

5.1.1 CNC装置的结构206

5.1.2 CNC装置的特点207

5.1.3 CNC装置的功能208

5.2 硬件结构210

5.2.1 单片机数控装置210

5.2.2 单CPU数控装置212

5.2.3 多CPU数控装置213

5.2.4 全功能型CNC系统硬件特点214

5.3 软件结构215

5.3.1 CNC系统的软件结构特点215

5.3.2 CNC系统的软件结构模式218

5.3.3 典型CNC系统简介221

5.4 可编程控制器223

5.4.1 数控机床用可编程控制器的分类223

5.4.2 数控机床用可编程控制器的功能224

5.4.3 典型数控机床用PLC的指令系统225

习题228

第6章 数控机床检测装置229

6.1 概述230

6.1.1 数控机床对位置测量装置的要求231

6.1.2 位置检测装置的分类231

6.2 旋转变压器232

6.2.1 旋转变压器的结构232

6.2.2 旋转变压器的工作原理233

6.2.3 旋转变压器的应用234

6.3 感应同步器235

6.3.1 直线式感应同步器的结构235

6.3.2 直线式感应同步器的工作原理237

6.4 光栅237

6.4.1 直线光栅的结构238

6.4.2 光栅的测量原理239

6.4.3 光栅测量装置的信号处理240

6.5 磁栅241

6.5.1 磁栅尺的结构241

6.5.2 磁栅尺的工作原理244

6.6 编码器245

6.6.1 增量式脉冲编码器245

6.6.2 绝对式脉冲编码器247

习题248

第7章 数控机床伺服系统249

7.1 概述250

7.1.1 伺服系统的概念250

7.1.2 数控机床对伺服系统的要求251

7.1.3 伺服系统的分类252

7.1.4 伺服系统的发展255

7.2 步进电动机及其驱动控制257

7.2.1 步进电动机组成及其工作原理257

7.2.2 步进电动机的特性及选择260

7.2.3 步进电动机的驱动控制线路262

7.3 直流伺服电动机及其速度控制263

7.3.1 直流伺服电动机及其工作特性263

7.3.2 直流伺服电动机的速度控制方法268

7.4 交流伺服电动机及其速度控制272

7.4.1 交流伺服电动机的分类及特点272

7.4.2 交流伺服电动机的结构及工作原理273

7.4.3 交流伺服电动机的主要特性参数275

7.4.4 交流伺服电动机的调速方法275

7.5 直线电动机传动276

7.5.1 概述276

7.5.2 直线电动机工作原理276

7.5.3 直线电动机的结构形式277

7.5.4 直线电动机的特点277

7.6 位置控制278

7.6.1 位置控制的基本原理278

7.6.2 数字脉冲比较位置控制伺服系统279

7.6.3 全数字控制伺服系统280

习题280

第8章 数控机床的机械结构282

8.1 概述284

8.1.1 数控机床机械结构的组成284

8.1.2 数控机床机械结构的特点285

8.2 数控机床的主传动系统286

8.2.1 主传动系统的特点286

8.2.2 主传动类型287

8.2.3 主轴部件291

8.3 数控机床的进给传动系统296

8.3.1 数控机床进给系统的特点297

8.3.2 数控机床进给系统的基本形式297

8.3.3 电动机与滚珠丝杠之间的连接结构297

8.3.4 滚珠丝杠螺母副300

8.3.5 数控机床的导轨307

8.3.6 齿轮传动副的消隙措施313

8.4 数控机床的自动换刀装置315

8.4.1 数控车床回转刀架315

8.4.2 车削中心自驱动力刀架316

8.4.3 转塔刀库换刀318

8.4.4 带刀库的自动换刀装置318

习题324

第9章 数控机床故障诊断与维修326

9.1 数控机床故障特点及类型327

9.1.1 数控机床故障特点327

9.1.2 数控机床故障类型330

9.1.3 数控机床故障诊断的一般步骤和原则332

9.1.4 数控机床故障诊断的常用方法333

9.1.5 数控机床故障诊断技术的发展337

9.2 数控系统故障诊断与维修338

9.2.1 常见的数控系统简介339

9.2.2 数控系统常见故障诊断及维修341

9.2.3 数控系统的日常维护345

9.2.4 维修实例345

9.3 数控机床进给伺服系统故障诊断与维修347

9.3.1 进给伺服系统的构成及种类347

9.3.2 进给伺服系统各类故障的表现形式348

9.3.3 进给伺服系统常见故障形式348

9.3.4 进给伺服系统常见故障维修方法及故障诊断350

9.3.5 进给伺服系统维修实例351

9.4 主轴驱动系统故障诊断与维修353

9.4.1 数控机床对主轴驱动系统的要求353

9.4.2 主轴驱动系统的分类354

9.4.3 直流主轴驱动系统故障诊断与维修355

9.4.4 交流主轴驱动系统的特点和故障诊断357

9.4.5 主轴驱动系统维修实例359

9.5 数控机床机械装置故障诊断与维修361

9.5.1 数控机床机械结构概述361

9.5.2 数控机床典型机械部件的故障诊断与处理方法362

9.5.3 机械结构故障诊断与维修实例372

习题373

参考文献375