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第1章　绪论1

1.1　数控机床的产生与发展1

1.1.1　数控机床的产生1

1.1.2　数字控制的相关概念2

1.1.3　数控机床的发展2

1.2　数控机床的组成及工作原理3

1.3　数控机床的分类5

1.3.1　按加工工艺分类5

1.3.2　按机床运动的控制轨迹分类5

1.3.3　按伺服控制的方式分类7

1.3.4　按数控系统的功能水平分类8

1.4　数控机床的特点及发展趋势8

1.4.1　数控机床的特点8

1.4.2　数控技术的发展趋势9

第2章　计算机数控系统13

2.1 计算机数控系统的组成与工作过程13

2.1.1 计算机数控系统的组成13

2.1.2　计算机数控系统的工作过程14

2.2　计算机数控系统的硬件结构16

2.2.1　单微处理器和多微处理器结构17

2.2.2 大板式结构与功能模块式结构18

2.2.3　开放式数控系统结构19

2.2.4　基于Linux的开放式结构数控系统22

2.3　计算机数控系统的软件结构24

2.3.1　CNC装置软硬件的界面24

2.3.2　CNC系统控制软件的结构特点24

2.3.3　常规CNC系统的软件结构27

2.4　运动轨迹插补原理32

2.4.1　运动轨迹插补的概念32

2.4.2 运动轨迹插补的方法32

2.4.3　逐点比较法33

2.4.4　数据采样法36

第3章　数控机床伺服系统43

3.1 概述43

3.1.1 伺服系统的基本组成43

3.1.2　伺服系统的分类44

3.1.3　伺服系统的发展趋势45

3.2　位置检测装置　47

3.2.1 旋转变压器47

3.2.2　光栅　49

3.2.3 编码器52

3.3　步进电动机伺服系统56

3.3.1　步进电动机的分类56

3.3.2 步进电动机的结构及工作原理57

3.3.3 步进电动机的通电方式以及特点58

3.3.4　步进电动机的主要特性59

3.3.5 步进电动机的驱动控制系统60

3.3.6　步进电动机的开环进给系统64

3.4　直流伺服系统65

3.4.1 直流伺服电动机的结构与原理65

3.4.2 大惯量直流伺服电动机66

3.4.3 直流伺服电动机的晶闸管调速系统67

3.4.4 晶体管脉冲调宽（PWM）调速系统68

3.5　交流伺服电动机69

3.5.1　异步型交流电动机69

3.5.2 同步型交流电动机70

3.5.3 交流伺服电动机的性能71

3.5.4　交流调速控制72

3.6　主轴伺服系统74

3.6.1 主轴伺服系统的要求74

3.6.2　典型主轴伺服系统74

3.6.3　主轴的换档及控制78

第4章　数控加工程序编制81

4.1 数控加工程序编制基础81

4.1.1 数控程序编制的概念81

4.1.2　数控机床的坐标系87

4.1.3 常用编程指令91

4.1.4　程序编制中的数学处理98

4.2　数控车床的程序编制99

4.2.1　数控车床程序编制的基础99

4.2.2　数控车床的基本编程方法101

4.3 数控铣床及加工中心的程序编制115

4.3.1 数控铣削加工工艺基础115

4.3.2　数控铣床的工艺装备118

4.3.3　数控铣床程序编制的基本方法123

4.3.4　加工中心程序编制129

第5章　数控机床机械结构145

5.1 数控机床的结构要求145

5.1.1 数控机床机械结构的特点145

5.1.2　数控机床机械结构应满足的基本要求146

5.2　数控机床的主传动系统147

5.2.1 数控机床对主传动系统的要求147

5.2.2 主传动系统的传动方式148

5.2.3　主轴箱与主轴组件151

5.2.4　主轴准停装置159

5.2.5　主轴组件的润滑和密封160

5.3 数控机床的进给传动机构162

5.3.1　进给系统概述162

5.3.2　齿轮传动副163

5.3.3　丝杠螺母副166

5.3.4　导轨172

5.4　数控机床的自动换刀装置177

5.4.1 自动换刀装置的分类177

5.4.2 刀库180

5.4.3 刀具的选择与识别182

5.4.4　机械手的形式及其夹持结构186

5.4.5 主轴刀具自动夹紧装置188

5.5　数控机床的辅助装置190

5.5.1 自动排屑装置190

5.5.2　回转工作台192

参考文献198