第1章 绪论 1
1.1 数控技术的产生与基本概念 1
1.1.1 数控技术的产生 1
1.1.2 数控技术的基本概念 2
1.2 数控机床的组成与分类 3
1.2.1 数控机床的组成 3
1.2.2 数控机床的分类 5
1.3 数控加工的过程与应用范围 9
1.3.1 数控加工的过程 9
1.3.2 数控加工的应用范围 10
1.4 数控技术的发展趋势 10
习题 12
第2章 计算机数控(CNC)系统 13
2.1 CNC系统的组成与特点 14
2.1.1 CNC系统的组成 14
2.1.2 CNC系统的特点 15
2.2 CNC系统的功能 15
2.2.1 基本功能 16
2.2.2 选择功能 17
2.3 CNC系统的硬件结构 18
2.3.1 大板式结构和模块化结构 18
2.3.2 单CPU结构和多CPU结构 19
2.3.3 专用型结构和开放型结构 22
2.4 CNC系统的软件结构 24
2.4.1 CNC系统软件的特点 25
2.4.2 常规型软件结构模式 28
2.4.3 开放型软件结构模式 29
2.5 可编程控制器（PLC） 30
2.5.1 可编程控制器的概念与特点 30
2.5.2 PLC的分类 31
2.5.3 CNC系统、PLC、机床之间的信息交换与信号处理 32
2.5.4 PLC在数控机床中的控制功能 34
2.6 典型数控系统简介 34
2.6.1 FANUC系列数控系统 35
2.6.2 SINUMERIK系列数控系统 36
2.6.3 HNC系列数控系统 37
习题 38
第3章 典型数控功能及实现 39
3.1 插补的基本概念与分类 39
3.1.1 插补的基本概念 39
3.1.2 插补的分类 40
3.2 刀具补偿的概念与分类 60
3.2.1 刀具补偿的概念 60
3.2.2 刀具补偿的分类 61
3.3 误差补偿的基本概念与分类 66
3.3.1 误差补偿的基本概念 66
3.3.2 误差补偿的分类 67
3.4 进给速度控制及实现 71
3.4.1 基准脉冲法进给速度控制和加减速控制 71
3.4.2 数据采样法进给速度控制和加减速控制 73
3.5 故障自诊断功能 78
3.5.1 概述 78
3.5.2 故障分类及故障报警方式 79
3.5.3 故障自诊断方法 80
3.5.4 加工过程的过切判断 82
习题 83
第4章 位置检测装置 84
4.1 位置检测装置的分类 85
4.2 脉冲编码器 86
4.2.1 增量式脉冲编码器 86
4.2.2 绝对式脉冲编码器 87
4.3 旋转变压器 88
4.3.1 旋转变压器的类型与结构 89
4.3.2 旋转变压器的工作原理 90
4.3.3 旋转变压器的工作方式 90
4.4 感应同步器 91
4.4.1 感应同步器的类型与结构 91
4.4.2 感应同步器的工作原理 92
4.4.3 感应同步器的工作方式 93
4.5 光栅 94
4.5.1 光栅的类型与结构 95
4.5.2 光栅的工作原理 95
4.5.3 光栅测量装置 96
习题 98
第5章 数控机床的机械结构 99
5.1 数控机床机械结构概述 100
5.1.1 数控机床机械结构的主要组成 100
5.1.2 数控机床机械结构的主要特点 100
5.1.3 数控机床机械结构的设计要求 102
5.2 数控机床的总体布局 103
5.2.1 数控车床的常用布局形式 103
5.2.2 卧式数控镗铣床（卧式加工中心）的常用布局形式 104
5.2.3 立式数控镗铣床（立式加工中心）的常用布局形式 105
5.2.4 数控机床交换工作台的布局 105
5.3 数控机床的主传动系统 106
5.3.1 主传动系统的基本要求和变速方式 106
5.3.2 主传动系统的传动形式 107
5.3.3 主传动结构分析 108
5.3.4 主轴典型控制功能 111
5.3.5 电主轴 115
5.4 数控机床的进给传动系统 117
5.4.1 进给传动系统的基本结构 118
5.4.2 齿轮传动副 119
5.4.3 滚珠丝杠螺母副 122
5.4.4 数控机床的导轨 126
5.5 数控机床的自动换刀装置 131
5.5.1 转塔刀架自动换刀装置 132
5.5.2 刀库式自动换刀装置 135
5.6 数控机床的回转工作台 140
5.6.1 分度工作台 140
5.6.2 数控回转工作台 142
5.7 数控机床的辅助装置 145
5.7.1 排屑装置 145
5.7.2 工件交换系统 146
习题 147
第6章 数控编程基础 148
6.1 数控编程概述 148
6.1.1 数控加工与传统加工的比较 148
6.1.2 数控编程的基本概念 149
6.1.3 数控编程的主要内容 149
6.1.4 数控编程的方法 150
6.2 数控机床的坐标系 151
6.2.1 机床坐标轴的命名与方向 151
6.2.2 机床坐标轴方位和方向的确定 152
6.2.3 机床坐标系与工件坐标系 153
6.3 数控加工的工艺处理 154
6.3.1 CNC机床的选择 154
6.3.2 加工工序的划分 155
6.3.3 对刀点与换刀点的确定 156
6.3.4 加工路线的确定 157
6.3.5 刀具的选择 159
6.3.6 切削用量的确定 161
6.4 数控编程的数学处理 162
6.4.1 直线-圆弧轮廓零件的基点计算 162
6.4.2 非圆曲线的离散逼近 163
6.5 数控程序的格式与结构 166
6.5.1 程序段与指令字的格式 166
6.5.2 程序的结构 166
6.6 数控机床的对刀操作 167
6.6.1 数控车床的对刀 167
6.6.2 数控铣床的对刀 169
习题 171
第7章 数控车床的编程 172
7.1 辅助功能指令 172
7.1.1 CNC内定的辅助功能 173
7.1.2 PLC设定的辅助功能 174
7.2 主轴功能、进给功能和刀具功能指令 174
7.2.1 主轴功能S指令 174
7.2.2 进给功能F指令 174
7.2.3 刀具功能T指令 175
7.3 准备功能指令 175
7.3.1 单位设定指令 176
7.3.2 编程方式选定指令 177
7.3.3 工件坐标系建立指令 178
7.3.4 进给控制指令 179
7.3.5 刀具补偿功能指令 188
7.3.6 暂停功能指令 190
7.3.7 恒线速度功能指令 190
7.3.8 固定循环功能指令 191
7.3.9 复合循环指令 194
7.3.10 参考点控制指令 202
习题 205
第8章 数控铣床与加工中心的编程 208
8.1 辅助功能指令 208
8.2 主轴功能、进给功能和刀具功能指令 210
8.2.1 主轴功能S指令 210
8.2.2 进给功能F指令 210
8.2.3 刀具功能T指令 210
8.3 准备功能指令 210
8.3.1 单位设定指令 211
8.3.2 坐标系的设定与选择指令 211
8.3.3 坐标平面和编程方式的选定指令 214
8.3.4 进给控制指令 214
8.3.5 刀具补偿功能指令 217
8.3.6 简化编程指令 220
8.3.7 其他功能指令 222
8.3.8 固定循环功能指令 223
8.3.9 参考点控制指令 230
习题 236
第9章 宏指令编程 239
9.1 宏指令编程技术基础 239
9.1.1 宏指令编程的概念 239
9.1.2 宏指令编程的技术规则 240
9.1.3 宏指令编程的数学基础 242
9.2 车削宏指令编程 243
9.2.1 车削宏指令编程技术 243
9.2.2 车削宏指令编程示例 243
9.2.3 子程序调用及参数传递 245
9.3 铣削宏指令编程 247
9.3.1 铣削宏指令编程技术 247
9.3.2 铣削加工动态刀补的实现 247
9.3.3 铣削加工宏编程实例 250
习题 254
参考文献 256
