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第一章 绪论1

第一节 数控技术与数控机床概述1

一、数控技术与数控机床定义1

二、数控机床的组成及各部分的功能1

三、数控机床的加工步骤3

第二节 数控机床的特点4

一、对零件加工的适应性好4

二、能加工出形状复杂的零件5

三、加工精度高，加工质量稳定5

四、生产效率高5

五、减轻工人劳动强度5

六、易于建立计算机通讯网络5

第三节 数字控制系统5

一、概述5

二、点位控制系统、点位直线控制系统与轮廓控制系统5

三、开环控制系统、半闭环控制系统与闭环控制系统6

四、多功能与经济型数控系统7

五、适应控制系统与直接数控系统7

第四节 数控机床的常见种类8

一、数控车床8

二、数控铣床10

三、数控磨床12

四、加工中心12

五、电火花机床13

六、数控线切割机床14

七、数控回转冲床14

第五节 数控技术与数控机床的发展15

一、数控技术的发展过程15

二、数控系统与数控机床的发展趋势16

第二章 数控编程技术20

第一节 数控编程的基础知识20

一、数控编程的基本概念20

二、数控机床坐标系和运动方向的规定20

三、数控编程的特征点24

四、直线插补、圆弧插补及刀具补偿25

五、数控编程的内容与步骤27

六、程序编制的方法28

第二节 数控加工零件工艺性分析29

一、零件图纸上尺寸数据的给出应符合编程方便的原则29

二、零件各加工部位的结构工艺性应符合数控加工的特点29

三、切削刀具的选择与切削用量的确定30

四、加工路线的确定31

第三节 数控编程技术34

一、数控编程的标准与代码34

二、程序结构与格式38

三、常用编程指令41

四、子程序46

五、固定循环切削指令47

六、SINUMERIK数控系统的编程举例55

第四节 图形交互式编程59

一、图形交互式编程59

二、MasterCAM软件简介59

三、型腔零件数控加工编程实例61

第三章 计算机数控系统83

第一节 计算机数控系统的组成与计算机的功用83

一、CNC系统的组成83

二、CNC系统中计算机的功用85

第二节 数控系统的模块化设计89

一、模块化设计的概述89

二、总线标准90

三、总线功能模块93

四、模块化数控系统举例95

第三节 计算机数控系统的控制基础——插补96

一、插补的基本概念96

二、逐点比较插补法98

三、数字积分插补法（DDA）107

四、数据采样插补115

第四节 数控系统的硬件结构118

一、常规数控系统硬件结构119

二、开放式数控系统的硬件结构122

第五节 数控系统的软件结构124

一、常规的CNC软件结构特点124

二、CNC系统的软件结构模式127

三、开放式CNC软件结构131

第六节 数控机床控制中的可编程逻辑控制器PLC132

一、可编程控制器PLC与机床的关系132

二、可编程控制器的分类133

三、可编程控制器在数控机床上的应用——机床专用FANUC-PLC简介134

第四章 数控机床的机械结构特点141

第一节 数控机床对机械结构的要求141

一、较高的机床静、动刚度141

二、减少机床的热变形142

三、减少运动间的摩擦和消除传动间隙142

四、提高机床的寿命和精度保持性142

五、减少辅助时间和改善操作性能142

第二节 数控机床的总体布局143

一、满足多刀加工的布局143

二、满足换刀要求的布局143

三、满足多坐标联动要求的布局144

四、适应快速换刀要求的布局144

五、适应多位加工要求的布局145

六、适应可换工作台要求的布局145

七、工件不移动的机床布局145

八、为提高刚度减小热变形要求的布局145

九、并联机床的布局特点146

第三节 数控机床主传动系统147

一、数控机床对主传动的要求147

二、数控机床主传动的配置方式147

三、主轴部件148

第四节 数控机床的进给传动系统155

一、数控机床对进给传动系统的要求155

二、数控机床的进给传动系统155

第五节 数控机床的导轨164

一、数控机床对导轨的基本要求164

二、数控机床常用的导轨165

第六节 数控机床回转工作台167

一、数控回转工作台167

二、分度工作台169

第七节 数控机床换刀系统170

一、自动换刀装置的形式170

二、刀库172

三、换刀机械手176

第五章 数控伺服系统181

第一节 伺服系统基本知识181

一、伺服系统静态性能指标181

二、伺服系统的动态性能指标182

三、伺服系统的基本要求184

四、伺服驱动系统的分类与组成184

五、常用伺服执行部件185

第二节 直流伺服电动机及其驱动技术186

一、永磁式直流伺服电机结构和工作原理186

二、直流电机的基本特性187

三、直流伺服电机调速方法189

四、直流伺服电机的特性曲线190

五、直流伺服电机的驱动单元结构和工作原理191

六、直流伺服电机PWM调速技术192

七、直流驱动装置应用实例194

第三节 交流伺服电动机及其驱动技术195

一、同步交流伺服电机195

二、异步交流伺服电动机196

三、交流电机调速方法197

四、交流伺服电机的矢量控制技术198

五、同步交流伺服电机（PMSM）的驱动控制201

六、异步交流伺服电机的驱动控制203

七、交流伺服驱动控制系统的主电路205

八、交流驱动装置应用207

第四节 步进电机208

一、步进电动机结构与工作原理209

二、步进电机的控制方法210

三、步进电动机的运行性能210

四、步进电机的驱动装置213

五、步进电机驱动装置应用实例217

第五节 位置与速度检测218

一、光电编码器218

二、光栅尺220

三、旋转变压器222

第六节 数控进给伺服系统224

一、数控机床对进给伺服系统的要求224

二、数控进给伺服系统结构225

三、数控进给伺服系统的工作原理227

四、数控进给伺服系统的位置控制方法227

第七节 主轴运动控制234

一、基本知识234

二、数控机床主轴电机的驱动控制方法236

三、主轴分段无级变速原理238

四、主轴准停控制239

第八节 数控伺服系统的应用241

一、伺服系统与数控系统的信号连接242

二、伺服系统与市电电源的连接243

三、伺服系统的运动控制要求、动力输出要求分析244

第六章 典型数控机床简析248

第一节 FV-800机床的用途、布局及技术参数248

一、机床的用途248

二、FV-800立式加工中心的特点248

三、FV-800立式数控加工中心的布局249

四、机床的主要技术参数249

五、机床的传动系统250

六、机床主要部件的结构250

第二节 FV-800数控系统的硬件、软件结构253

一、FV-800数控系统的硬件结构255

二、FANUC0i-MA系统的软件结构简介270

第三节 FANUC0i-MA数控系统的程序编制271

一、FANUC0i-MA数控系统的功能指令271

二、FANUC0i-MA系统的程序编制276

附录1常用《机床数控技术》缩略语英汉对照279

附录2常用刀具的切削参数280

参考文献284