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第1章 数控技术基础1

1.1数控技术的基本概念1

1.2数控机床的组成与功能2

1.2.1数控机床的组成2

1.2.2数控机床加工特点及适用范围3

1.3数控机床的分类5

1.3.1按机床运动的控制轨迹分类5

1.3.2按伺服控制方式分类7

1.3.3按数控系统功能和机床用途分类8

1.4数控技术的发展9

1.4.1国内外数字控制技术的发展9

1.4.2数控机床的发展11

1.4.3现代数控技术的发展趋势13

习题与思考14

第2章 数控系统插补及刀具补偿原理15

2.1概述15

2.1.1插补的基本概念15

2.1.2插补方法的种类与特点16

2.2逐点比较插补法17

2.2.1逐点比较法直线插补计算原理17

2.2.2逐点比较法圆弧插补计算原理21

2.2.3逐点比较法的改进25

2.3数字积分插补法26

2.3.1数字积分法的基本原理26

2.3.2数字积分法的直线插补27

2.3.3数字积分法的圆弧插补29

2.3.4数字积分法插补的象限处理34

2.3.5改进DDA插补质量的措施34

2.4数据采样插补35

2.4.1数据采样插补的基本原理35

2.4.2时间分割直线插补37

2.4.3时间分割圆弧插补37

2.5数控系统中的刀具补偿39

2.5.1刀具补偿的基本概念39

2.5.2刀具长度补偿40

2.5.3刀具半径补偿41

2.5.4 C功能刀具半径补偿43

2.5.5程序段间转接情况44

习题与思考44

第3章 数控机床加工程序的手工编制45

3.1数控加工程序编制基础45

3.1.1数控程序编制的概念45

3.1.2数控机床坐标系54

3.1.3数控编程常用指令58

3.2数控加工工艺分析与处理66

3.2.1数控加工工艺概述66

3.2.2数控加工工艺守则及基本原则67

3.2.3零件的数控加工工序设计68

3.3数控车削加工编程76

3.3.1数控车削加工编程特点76

3.3.2数控车削常用循环指令76

3.3.3数控车削编程实例79

3.4数控铣削加工编程82

3.4.1数控铣削加工编程特点82

3.4.2数控铣削加工编程技巧86

3.4.3孔加工固定循环89

习题与思考94

第4章 数控加工自动编程95

4.1自动编程概述95

4.1.1数控语言型批处理式自动编程95

4.1.2人机对话型图形化自动编程95

4.1.3典型CAD/CAM软件编程功能介绍96

4.2 Unigraphics工作环境及其基本操作97

4.2.1 UG界面简介97

4.2.2零件的三维造型方法98

4.2.3 CAM数控编程100

4.2.4手机三维建模及数控编程实例101

习题与思考106

第5章 计算机数控装置原理108

5.1计算机数控装置概述108

5.1.1计算机数控系统的基本构成108

5.1.2 CNC数控装置基本工作过程108

5.1.3 CNC装置的特点及可执行的功能110

5.2 CNC数控装置的一般结构111

5.2.1硬件结构111

5.2.2软件结构115

5.2.3华中数控系统的软件结构118

5.3可编程控制器（PLC）119

5.3.1 PLC的性能指标120

5.3.2 PLC的类型120

5.3.3 PLC的基本结构122

5.3.4 PLC用户控制程序的编制方法123

5.3.5 PLC的工作过程124

5.3.6典型PLC的指令和程序编制124

习题与思考130

第6章 数控机床的位置检测装置131

6.1概述131

6.1.1位置检测装置系统组成及要求131

6.1.2位置检测装置的分类132

6.2感应同步器133

6.2.1感应同步器的分类与结构133

6.2.2感应同步器的工作原理134

6.2.3感应同步器的特点及应用135

6.3旋转变压器137

6.3.1旋转变压器的分类与结构137

6.3.2旋转变压器的工作原理137

6.3.3旋转变压器的应用138

6.4脉冲编码器139

6.4.1脉冲编码器的分类与结构139

6.4.2脉冲编码器的工作原理及应用140

6.5光栅142

6.5.1光栅的分类与结构142

6.5.2莫尔条纹式光栅的工作原理143

6.6磁栅145

6.6.1磁栅的分类与结构145

6.6.2磁栅的工作原理145

6.6.3磁栅的应用147

6.7激光干涉位置检测装置147

6.7.1激光干涉法测距原理147

6.7.2双频激光干涉仪简介149

习题与思考150

第7章 伺服驱动系统151

7.1概述151

7.1.1伺服系统的组成151

7.1.2对伺服系统的基本要求151

7.1.3伺服系统的分类153

7.1.4运动控制器及其与伺服系统的匹配155

7.2步进电动机及其控制系统156

7.2.1步进电动机及其工作原理156

7.2.2步进电动机的特性及选用158

7.2.3步进电动机的控制线路162

7.3直流伺服电动机及其速度控制163

7.3.1直流伺服电动机及其工作特性163

7.3.2直流伺服电动机的速度控制方法168

7.4交流伺服电动机及其速度控制169

7.4.1交流伺服电动机的分类和特点169

7.4.2永磁交流伺服电动机170

7.4.3永磁交流伺服电动机的发展方向173

7.4.4交流电动机调速原理174

7.5伺服驱动控制系统的典型应用178

7.5.1 XY平台系统组成178

7.5.2交流伺服系统在数控皮革裁剪机中的应用180

习题与思考182

第8章 数控机床的机械结构183

8.1概述183

8.1.1数控机床的结构特点183

8.1.2数控机床的结构要求183

8.1.3加工中心机床186

8.2数控机床主传动及其实现189

8.2.1主传动运动的变速系统190

8.2.2数控机床主轴部件191

8.3数控机床进给传动及其实现194

8.3.1数控机床对进给运动的要求194

8.3.2数控机床进给传动机构195

8.3.3数控机床的导轨203

8.3.4数控机床进给系统的间隙消除209

8.4数控回转工作台211

8.4.1数控转台211

8.4.2分度工作台212

8.4.3回转台主要元件214

习题与思考215

第9章 数控机床的刀具与工件交换装置216

9.1刀具结构与特点216

9.1.1刀具及刀具系统216

9.1.2刀具的夹持219

9.2自动换刀装置221

9.2.1回转刀架换刀221

9.2.2更换主轴换刀223

9.2.3带刀库的自动换刀系统224

9.3加工中心机床刀库225

9.3.1刀库类型225

9.3.2设计刀库时应考虑的主要问题227

9.3.3典型刀库结构及其换刀227

9.4刀具的选择与识别231

9.4.1刀具的选择231

9.4.2刀具（刀座）识别装置233

9.5工件交换装置235

习题与思考238

参考文献239