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第一章　绪论1

第一节 数控机床概述1

一、数控机床的特点1

二、数控机床的构成3

三、数控机床的工作原理5

第二节 数控机床的分类6

一、按控制轨迹分类6

二、按伺服系统分类7

三、按功能和用途分类9

第三节 数控技术的应用与发展10

一、数控技术的应用10

二、数控技术的发展趋势12

习题与思考题20

第二章　数控系统的插补工作原理21

第一节 概述21

一、插补的概念21

二、插补的方法与特点22

第二节 逐点比较法23

一、逐点比较法直线插补24

二、逐点比较法圆弧插补25

第三节 数字积分法27

一、数字积分法原理27

二、DDA直线插补28

三、DDA圆弧插补28

第四节 数据采样法30

一、数据采样插补的原理30

二、时间分割直线插补32

三、时间分割圆弧插补32

第五节 刀具的半径补偿34

一、刀具半径补偿的概念34

二、B功能刀具半径补偿计算35

三、C功能刀具半径补偿36

四、程序段间转接情况37

五、转接交点矢量的计算41

六、C功能刀具半径补偿的实例43

习题与思考题43

第三章　数控机床加工程序的编写45

第一节 编程基础45

一、编程步骤45

二、编程代码与指令格式49

第二节 加工程序的编写57

一、数控机床坐标系确定57

二、常用指令介绍62

第三节 编程实例64

一、车加工编程实例64

二、铣加工编程实例66

三、磨加工编程实例71

习题与思考题72

第四章　数控加工程序的自动编制73

第一节 自动编程概念73

一、计算机辅助编程简介73

二、计算机辅助编程的分类74

第二节 APT语言简介75

一、APT语句简介76

二、APT语句结构77

三、APT语句的类型78

四、APT语言的零件加工程序举例79

第三节 CAD/CAM自动编程81

一、图形交互式自动编程的基础81

二、CAD/CAM软件编程功能简介86

第四节 CAD/CAM图形交互式自动编程软件UG87

一、UG界面87

二、三维造型89

三、CAM加工程序编制90

四、三维建模及数控编程实例——手机外壳编程92

习题与思考题98

第五章　计算机数控装置原理99

第一节 计算机数控装置基本原理99

一、CNC装置的功能99

二、CNC数控装置工作过程99

第二节 CNC数控装置的原理及结构100

一、硬件及组成100

二、软件功能及组成102

第三节 显示及键盘工作原理103

一、显示原理103

二、键盘及工作原理104

第四节 伺服电机升降速控制106

第五节 刀架、刀库及机械手控制107

一、车床数控刀架工作顺序107

二、刀库的工作原理108

三、数控系统的M功能109

第六节 CNC装置的输入、输出与通信109

一、CNC与外部设备间数据的传送要求109

二、网络通信基础110

三、CNC装置的通信接口117

第七节 内置式可编程控制器（PLC）122

一、PLC的工作原理122

二、PLC的性能指标122

三、PLC的类型123

四、PLC的基本结构124

五、PLC控制程序的编制126

六、PLC的指令和程序编写127

习题与思考题133

第六章　数控机床的位置检测134

第一节 概述134

一、位置检测的基本要求134

二、位置检测的方法135

第二节 正交信号的细分及判向136

一、正交正弦波信号的细分136

二、判向电路及可逆计数136

第三节 感应同步器检测装置138

第四节 光栅检测装置140

一、光栅原理140

二、莫尔条纹计数141

第五节 编码器检测原理142

第六节 磁栅检测原理143

第七节 激光干涉检测装置145

习题与思考题146

第七章　数控机床的伺服驱动及控制148

第一节 概述148

第二节 伺服系统的基本性能指标148

一、对性能指标的基本要求148

二、对控制功能的基本要求149

三、伺服系统的类型150

第三节 步进电动机开环驱动控制151

一、步进电动机原理151

二、步进电动机的驱动153

第四节 直流伺服电机的驱动控制157

一、永磁直流伺服电机原理157

二、脉宽调制器式驱动控制158

第五节 交流伺服电机的驱动控制160

一、永磁交流伺服电机的原理160

二、交流伺服电机的速度控制161

第六节 伺服系统的位置控制162

一、数字比较伺服控制原理162

二、相位比较伺服控制原理163

三、幅值比较伺服控制原理164

第七节 数控机床的可靠性165

一、数控系统可靠性的基本概念165

二、影响数控系统可靠性的基本因素168

三、提高数控系统可靠性的措施169

习题与思考题173

第八章　高档数控机床中的磁悬浮支承技术174

第一节 数控机床主轴常用支承方式174

一、主轴常用滚动轴承的类型174

二、主轴轴承的选择177

三、主轴轴承的配置形式177

第二节 磁悬浮电主轴原理178

一、径向磁轴承179

二、轴向磁轴承180

三、磁轴承控制工作原理180

第三节 磁悬浮电主轴电气参数及控制要素181

一、有关电气参数的概念181

二、双电磁铁的动载能力182

三、双电磁铁的驱动183

第四节 磁悬浮导轨及其控制要素184

一、磁悬浮导轨的特点184

二、磁悬浮导轨控制系统的组成185

三、磁悬浮导轨数字式PID的应用186

四、智能PID的应用188

习题与思考题189

附录　Master CAM介绍190

一、Master CAM功能说明190

二、CAD造型及实例205

三、CAM刀具轨迹生成与后置处理211

参考文献221