本书译自原书第31版，首先介绍了数控技术的发展历史，从使用者的角度对数控系统的组成及功能进行了详细的介绍，特别是结合丰富的实例图解，使读者更加容易理解机床加工过程的逻辑控制、加工轨迹的运动控制原理和技术，从而对数控机床有更加深入、清晰的认识。本书重点介绍了数控机床的应用，从数控机床的种类、生产系统的组成、刀具及其管理、数控编程以及数字化网络化的生产信息系统，全面覆盖了数控机床应用的各个环节，使读者系统性地掌握数控机床的高效绿色的使用，是一本学习和使用数控机床的不可多得的经典指南。本书图文并茂，既可用于数控技术基础培训，也可作为实际应用中的技术指导用书，同时对扩展数控技术专业视野和从事相关研究具有极大的参考价值。本书适合从事数控技术的专业技术人员、数控机床的使用人员及大专院校相关专业的师生阅读。

译者序
原书前言
第1章 计算机数控（CNC）
技术导论
1.1 数控加工的发展历史
1.1.1 第二次世界大战后初期
1.1.2 机床行业的重建
1.1.3 东德的机床工业
1.1.4 全球机床行业的发展
1.1.5 德国机床工业的进一步发展
1.1.6 日本机床的影响
1.1.7 德国机床制造业的危机
1.1.8 原因及影响
1.1.9 柔性制造系统
1.1.10 2009年世界经济危机
1.1.11 形势及展望
1.1.12 结论
1.2 数控技术发展的里程碑
1.3 数控技术和计算机
数控技术
1.3.1 通向NC的途径
1.3.2 硬件
1.3.3 软件
1.3.4 控制类型
1.3.5 数控轴
1.3.6 可编程序控制器
1.3.7 适配单元
1.3.8 计算机技术和数控技术
1.3.9 NC程序和编程
1.3.10 数据输入
1.3.11 数控系统的操作
1.3.12 数控编程
1.3.13 小结
1.3.14 本节要点
第2章 计算机数控（CNC）
机床的功能
2.1 路径信息和路径测量
2.1.1 引言
2.1.2 轴的标识
2.1.3 位置控制回路
2.1.4 位置的测量
2.1.5 测量仪器的简单诊断
2.1.6 补偿
2.1.7 本节要点
2.2 切换功能
2.2.1 简要介绍
2.2.2 换刀功能
2.2.3 铣床和加工中心的换刀功能
2.2.4 车床的换刀功能
2.2.5 刀具的位置编码
2.2.6 工件的更换
2.2.7 主轴的变速功能
2.2.8 进给速度功能
2.2.9 小结
2.2.10 本节要点
2.3 操作功能
2.3.1 定义系统
2.3.2 CNC系统的基本功能
2.3.3 CNC系统的特殊功能
2.3.4 防碰撞功能
2.3.5 数控机床的集成安全理念
2.3.6 状态监测和机床数据采集
2.3.7 数控显示
2.3.8 CNC的触摸操作
2.3.9 数控系统用户界面的扩展
2.3.10 安全运行模式选择的
电子钥匙系统
2.3.11 开放式数控系统
2.3.12 OPC UA在数控机床中的应用
2.3.13 成本评估
2.3.14 现代数控系统的优点
2.3.15 小结
2.3.16 本节要点
2.4 可编程序控制器
2.4.1 定义
2.4.2 PLC的发展历史
2.4.3 PLC的组成和工作原理
2.4.4 数据总线和现场总线
2.4.5 PLC的优点
2.4.6 PLC的编程和文档语言
2.4.7 PLC 程序
2.4.8 程序存储器
2.4.9 PLC、CNC和PC集成
2.4.10 PLC的选择标准
2.4.11 小结
2.4.12 CNC和PLC的列表比较
2.4.13 本节要点
2.5 CNC系统对机床组件的影响
2.5.1 机床配置
2.5.2 床身
2.5.3 导轨
2.5.4 机床外罩
2.5.5 冷却系统
2.5.6 排屑系统
2.5.7 小结
2.5.8 本节要点
第3章 计算机数控（CNC）机床的
电气驱动系统
3.1 CNC机床的驱动调节
3.1.1 定义
3.1.2 数控坐标轴的机械结构
3.1.3 模拟控制
3.1.4 模拟量调节与数字量调节的比较
3.1.5 数字量的智能驱动技术
3.1.6 控制器类型和控制特性
3.1.7 控制环路增益和Kv因数
（位置环增益）
3.1.8 前馈控制
3.1.9 伺服驱动器
3.1.10 小结
3.1.11 本节要点
3.2 CNC机床的进给驱动系统
3.2.1 进给驱动系统的要求
3.2.2 进给驱动的类型
3.2.3 直线电动机的种类
3.2.4 直线电动机驱动的优缺点
3.2.5 驱动控制器和CNC系统的连接
3.2.6 测量传感器
3.2.7 小结
3.2.8 本节要点
3.3 CNC机床的主轴驱动系统
3.3.1 主轴驱动系统的要求
3.3.2 主轴驱动的类型
3.3.3 主轴驱动系统的结构形式
3.3.4 交流同步电动机的驱动模式
3.3.5 永磁同步电动机驱动的优缺点
3.3.6 本节要点
3.4 CNC机床的驱动系统选型
3.4.1 方法与步骤
3.4.2 主轴驱动系统的选型
3.4.3 小结
3.5 基于工艺参数的主轴机械设计
3.5.1 电机的选择
3.5.2 轴承
3.5.3 润滑
3.5.4 加工过程
3.5.5 工业4.0 对主轴的要求
3.5.6 本节要点
第4章 数控机床和制造系统
4.1 数控机床
4.1.1 加工中心和数控铣床
4.1.2 数控车床
4.1.3 数控磨床
4.1.4 数控齿轮加工机床
4.1.5 数控钻床和镗床
4.1.6 数控锯床
4.1.7 激光加工设备
4.1.8 冲压机床和冲剪机床
4.1.9 弯管机床
4.1.10 数控电火花加工机床
4.1.11 电子束机床
4.1.12 水切割机床
4.1.13 复合机床
4.1.14 测量和检验设备
4.1.15 小结
4.1.16 本节要点
4.2 增材制造
4.2.1 引言
4.2.2 定义
4.2.3 工艺流程
4.2.4 增材制造工艺的分类
4.2.5 几种重要的叠层

译 者 序数控机床及数控加工技术是制造
业的“母机”和使能技术。数控技术从它诞生到
现在的60多年里，从硬件数控到计算机数控，从
单工艺技术到多轴联动的复合及混合加工技术，
从单机独立制造到柔性制造系统得到了持续不断
的发展。在德国工业4.0和中国制造 2025背景
下，数控机床不仅作为加工设备，同时也是智能
化的数据来源及信息处理节点，在现代加工技术
中起着重要的作用。《数控技术及应用指南》一
书经历了40多年的不断地修订和完善，本次翻译
版是原书的第31版，作者在《数控技术及应用指
南2015/2016》版的基础上又对其内容进行了实
时的更新和充实，增加了在工业4.0下的数控技
术的发展，体现了高度严谨和务实的德国精神。
此次再版主要更新了以下内容：在第2章中增加
了“测量仪器的简单诊断”（2.1.5节）的内容
，更新了“刀具的位置编码”（2.2.5节）的内
容，增加了“状态监测和机床数据采集
”（2.3.6节）、“CNC的触摸操作”（2.3.8节
）、“OPC UA在数控机床中的应用”（2.3.12
节）等内容；在第3章中增加了“CNC机床的驱
动调节”（3.1节）的详细内容，增加了“主轴
驱动系统的选型”（3.4.2节），增加了“工业
4.0对主轴的要求”（3.5.5节）的内容；在第4
章中补充了“增材制造”（4.2节）的内容；在
第5章中增加了“批量生产中集成于机床的工件
测量”（5.4节）的内容；优化了“基于激光技
术的刀具监控”（5.5节）的内容；在第7章中
增加了“数控机床领域的数字化之路”（7.5节
），介绍了数字化孪生技术，增加了“中型制造
业企业中的工业4.0”（7.6节），阐述了信息
物理系统和工业4.0。本书图文并茂，不仅清晰
地阐述了数控原理、功能和应用，而且对近年来
的数控技术的最新概念和发展进行了广泛的介绍
。本书既可以用于数控技术的基础培训，也可以
作为实际应用中技术指导的工具书，同时对扩展
数控技术专业视野和从事相关研究也具有极大的
参考价值。本书的翻译工作是在机械工业出版社
积极推荐和大力支持下完成的。主要译者为同济
大学机械与能源工程学院中德机械工程中心的林
松教授和樊留群教授，天津大学机械工程学院邢
元副教授，西门子（中国）有限公司数字化工业
集团运动控制部数字化推广专家胡大为工程师，
其中林松教授和邢元副教授负责第1～4章的翻译
和审校，樊留群教授负责第5～8章的翻译和审校
，最后由胡大为工程师从工业实际应用的角度对
全书进行了细致的审读、修改和补充。除此之外
，参加本书初稿翻译、文字整理和插图编排工作
的还有中德机械工程中心的研究生（按姓氏拼音
排序）刘琛、李文文、沈钦、吴杰、徐怀安、姚
文华、郑皓、张鑫、张越，在此一并表示衷心感
谢！尽管翻译团队在给定的时间内做了最大努力
，根据德文专业语言的特点，力求直译和意译的
高度统一，但在本书的翻译过程中难免还存在不
足之处，我们期待广大读者的任何建议、意见和
看法，以便在今后的翻译中提升翻译质量。译　
者　2022年8月