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第1章　数控机床概述 1

1.1　数控机床的产生及作用 1

1.1.1　数控机床的发展过程 1

1.1.2　数控机床的作用 2

1.2　数控机床的组成 3

1.2.1　数控机床的工作步骤 3

1.2.2　数控机床的组成 3

1.3　数控机床的分类 5

1.3.1　按加工工艺方法分类 5

1.3.2　按运动控制的方式分类 6

1.3.3　按进给伺服系统的特点分类 6

1.3.4　按数控装置的功能水平分类 8

1.4　数控机床的特点及应用范围 9

1.4.1　数控机床的加工特点 9

1.4.2　数控机床的使用特点 10

1.4.3　数控机床的应用范围 11

1.5　数控机床的发展趋势 12

复习思考题 14

第2章　计算机数控系统（CNC） 16

2.1　CNC系统的基本概念 16

2.1.1　CNC系统的组成及其工作过程 16

2.1.2　CNC系统的数据转换流程 20

2.1.3　CNC数控系统的特点 22

2.1.4　CNC系统可实现的功能 23

2.2　CNC系统的硬件结构 25

2.2.1　单微处理器结构 25

2.2.2　多微处理器结构 27

2.2.3　开放式CNC系统 29

2.3　CNC系统的软件结构 31

2.3.1　CNC系统软件概述 31

2.3.2　CNC系统软件的结构特点 32

2.3.3　CNC系统软件的结构模式 34

2.4　数控系统的插补原理 38

2.4.1　概述 38

2.4.2　逐点比较法插补 40

2.4.3　数字积分法插补 47

2.4.4　时间分割法插补 53

2.5　数控系统的刀具补偿原理 54

2.5.1　刀具半径补偿 54

2.5.2　刀具长度补偿 58

2.6　数控系统的位置控制 60

2.6.1　闭环位置控制的概念 60

2.6.2　闭环位置控制的实现 61

2.6.3　开环放大倍数与跟随误差 62

2.7　数控机床的辅助功能与可编程控制器 65

2.7.1　数控机床可编程控制器的分类与特点 65

2.7.2　可编程控制器与外部的信息交换 68

复习思考题 71

第3章　伺服系统及位置检测装置 72

3.1　伺服驱动系统概述 72

3.1.1　伺服驱动系统的概念 72

3.1.2　伺服驱动系统的组成和工作原理 74

3.1.3　伺服驱动系统分类 75

3.2　伺服驱动电动机 79

3.2.1　步进电动机 79

3.2.2　直流伺服电动机 82

3.2.3　交流伺服电动机 84

3.2.4　直线电动机 86

3.3　位置检测装置 87

3.3.1　位置检测装置简介 87

3.3.2　磁尺位置检测装置 88

3.3.3　光栅位置检测装置 90

3.3.4　脉冲编码器 94

3.3.5　旋转变压器 95

3.3.6　感应同步器 98

3.3.7　测速发电机 101

复习思考题 103

第4章　数控机床的机械结构 105

4.1　数控机床的机械结构特点及要求 105

4.1.1　提高机床的静、动刚度 105

4.1.2　减少机床的热变形 108

4.1.3　降低运动副摩擦，提高传动精度 109

4.1.4　提高机床的寿命和精度 109

4.1.5　采用自动化装置，提高机床效率 109

4.1.6　提高安全防护等级 110

4.2　数控机床的主传动系统 110

4.2.1　数控机床主传动系统的特点 110

4.2.2　主传动的变速方式 111

4.2.3　数控机床的主轴部件 114

4.3　数控机床的进给传动系统 120

4.3.1　数控机床进给运动的特点 120

4.3.2　滚珠丝杠螺母副 121

4.3.3　数控机床的导轨 128

4.3.4　进给系统传动间隙的消除 133

4.4　数控机床的回转工作台和分度工作台 137

4.4.1　数控回转工作台 137

4.4.2　分度工作台 139

4.5 自动换刀装置 143

4.5.1 自动换刀装置的类型 143

4.5.2　数控车床（车削中心）的换刀方式 144

4.5.3　加工中心自动换刀系统 147

复习思考题 159

第5章　数控加工编程 161

5.1　数控加工的编程基础 161

5.1.1　数控加工编程的概念 161

5.1.2　数控编程的基础知识 161

5.1.3　数控加工工艺的特点 168

5.1.4　数控编程中的数学处理 173

5.2　数控车削编程 179

5.2.1　数控车削的编程特点 179

5.2.2　数控系统的主要编程指令 183

5.2.3　刀具补偿指令及其编程 195

5.2.4　固定循环 199

5.2.5　综合实例 206

5.3　数控铣削编程 209

5.3.1　数控铣床的编程特点 209

5.3.2　铣削加工时的刀具路径 212

5.3.3　刀具半径补偿 213

5.3.4　固定循环与子程序 215

5.3.5　综合实例 219

5.4　加工中心编程概述 224

5.4.1　加工中心编程概述 224

5.4.2　加工中心的基本指令 228

5.4.3　FANUC数控系统宏指令编程 231

5.4.4　数控加工中心应用实例 242

5.5 自动编程简介 249

5.5.1　数控编程软件发展过程 249

5.5.2　CAD/CAM集成数控编程系统简介 250

5.5.3　常见的CAD/CAM软件 253

复习思考题 255

第6章　数控机床使用基础 259

6.1　数控机床安装与调试 259

6.1.1　机床的基础处理和落位 259

6.1.2　数控机床部件组装 259

6.1.3　数控系统连接 261

6.2　数控机床的验收 263

6.2.1　机床外观的检查 263

6.2.2　机床性能与数控功能的验收 263

6.2.3　数控机床的试运行 264

6.2.4　机床精度的验收 264

6.3　数控机床操作基础 270

6.3.1　数控机床的使用要点 270

6.3.2　数控系统（铣床）操作面板介绍 276

6.3.3　数控系统（车床）操作面板介绍 281

复习思考题 282

第7章　数控机床维护与维修基础 283

7.1　数控机床维修的概述 283

7.1.1　数控机床维修的必要性 283

7.1.2　对数控机床维修人员的基本要求 284

7.1.3　数控机床维修安全规程 285

7.2　数控机床常规维护 285

7.2.1　概述 285

7.2.2　数控机床日常维护 286

7.2.3　数控机床故障维修 287

7.3　数控机床常见故障现象与排除 292

7.3.1　主传动链故障诊断及排除 292

7.3.2　滚珠丝杠螺母副故障诊断及排除 294

7.3.3　导轨副故障诊断及排除 296

7.3.4　其他外围机械故障诊断及排除 297

复习思考题 299

附录A　常用数控系统指令表 300

附录B　数控机床常见故障实例 303