本书主要介绍机械加工领域中的有关数控原理与系统，主要内容包括机床数字控制的基本原理、机床数控系统的基本概念，数控技术的最新发展动态，数控加工程序的预处理，点位控制与点位／直线切削控制、连续切削控制的各种插补算法，数控系统的刀具补偿原理以及数控机床进给速度的控制等数控技术，并介绍了机床数控系统的硬、软件结构及接口电路、数控系统的通信等相关技术，还介绍了最新型的控制系统——开放式数控系统。本书取材新颖，介绍的内容由浅人深，循序渐进，理论与实际相结合，着重于应用，突出理论的系统性、实例的代表性和技术的先进性。

本书可作为高等院校机械制造及其自动化专业的教材和教学参考书，可作为机电一体化类专业各种层次继续工程教育的数控培训教材，也可供自动化领域及机械制造业有关工程技术人员和研究人员参考。

第1章 数控系统概述

 1.1 机床数字控制的基本原理

1.1.1 数字控制的基本概念

1.1.2 数控机床的组成

1.1.3 数控机床加工零件的操作过程

1.1.4 计算机数控系统的工作过程

 1.2 机床数控系统的分类

1.2.1 按机床的运动轨迹分类

1.2.2 按伺服系统的控制方式分类

1.2.3 按数控系统功能水平分类

 1.3 数控系统的发展

1.3.1 数控系统的发展简史

1.3.2 我国数控系统的发展概况

第2章 数控系统控制信号的构成

 2.1 数控机床的坐标系

2.1.1 数控机床所使用的坐标系

2.1.2 机床坐标的确定方法

2.1.3 绝对坐标系与相对坐标系

 2.2 数控机床的原点偏置

2.2.1 数控机床的各种原点

2.2.2 数控机床的零点偏置

 2.3 数控机床指令代码

2.3.1 数控代码标准

2.3.2 程序段的组成

2.3.3 程序段格式

第3章 控制信息的输入

 3.1 数控系统控制面板

3.1.1 经济型JWK数控系统控制面板

3.1.2 SIEMENS880数控系统控制面板

 3.2 数控加工程序的输入

3.2.1 数控加工程序的输入过程

3.2.2 键盘输入方式

3.2.3 纸带阅读机输入方式

 3.3 数控加工程序的译码

3.3.1 硬件译码过程

3.3.2 软件译码过程

第4章 数控机床点位控制与点位／直线切削控制

 4.1 点位控制与点位／直线切削控制的一般概念

4.1.1 点位控制与点位／直线切削控制的异同

4.1.2 程序编制的增量方式与绝对值方式

4.1.3 测量系统的增量方式与绝对方式

4.1.4 点位控制系统与点位／直线切削控制系统的结构

 4.2 位置计算与比较

4.2.1 位置计算与比较线路的各种方案

4.2.2 消除增量值方式累计误差的方法

4.2.3 使用绝对值编程方式的位置计算与比较线路结构

4.2.4 位置计算与比较的软件实现

 4.3 点位／直线切削机床的其它功能

4.3.1 主轴准停功能

4.3.2 自动换刀功能

 4.4 补偿机能

4.4.1 齿隙补偿

4.4.2 螺距补偿

4.4.3 计算机数控系统的误差补偿

第5章 数控机床的连续切削控制

 5.1 概述

 5.2 逐点比较法

5.2.1 逐点比较法直线插补

5.2.2 逐点比较法圆弧插补

5.2.3 逐点比较法插补软件

5.2.4 逐点比较法算法的改进

 5.3 数字积分插补法

5.3.1 数字积分法直线插补

5.3.2 数字积分法圆弧插补

5.3.3 空间直线插补

5.3.4 改进DDA插补质量的措施

5.3.5数字积分法插补软件的实现

 5.4 数据采样插补法

5.4.1 数据采样插补法原理

5.4.2 时间分割法插补原理

5.4.3 扩展DDA数据采样插补法

5.4.4 数据采样插补的终点判别

 5.5 椭圆插补方法

5.5.1 椭圆插补基本原理

5.5.2 椭圆插补终点判别处理

5.5.3 椭圆插补精度分析

 5.6 高次曲线样条插补方法

5.6.1 参数三次样条插补原理

5.6.2 参数三次样条插补基本算法

5.6.3 参数三次样条插补轮廓误差分析

 5.7 曲面直接插补(SDI)

5.7.1 SDI的优点

5.7.2 SDI的功能与信息输入

5.7.3 SDI的结构和工作流程

5.7.4 SDI的算法原理

5.7.5  SDI的关键技术

第6章 数控系统的刀具补偿原理

 6.1 概述

 6.2 数控系统的刀具补偿原理

6.2.1 刀具数据

6.2.2 刀具长度补偿

6.2.3 刀具半径补偿

 6.3 刀具补偿类型及判别方法

6.3.1 刀具补偿类型的定义

6.3.2 刀具半径补偿算法的几个基本概念

6.3.3 刀具补偿转接类型的判别方法

 6.4 刀具补偿算法

6.4.1 直线接直线的情况

6.4.2 直线接圆弧的情况

6.4.3 圆弧接直线的情况

6.4.4 圆弧接圆弧的情况

第7章 数控机床加减速控制原理

 7.1 进给速度的控制方法

7.1.1 进给速度的给定

7.1.2 进给速度的控制方法

 7.2 CNC装置的加减速控制

7.2.1 前加减速控制

7.2.2 后加减速控制

第8章 数控系统的软硬件

 8.1 概述

 8.2 数控系统的硬件

8.2.1 数控系统硬件综述

8.2.2 数控装置硬件结构类型

8.3 数控系统的输入/输出接口电路

8.4 数控系统的可编程控制器

8.4.1 可编程控制器工作原理

8.4.2 PLC在数控系统中的应用

 8.5 数控系统软件结构

8.5.1 CNC系统的软硬件界面

8.5.2 CNC系统控制软件设计思想 

8.5.3 CNC系统两种典型的软件结构

 8.6 数控系统的通信 

8.6.1 数字通信概述

8.6.2 数控系统常用串行通信接口标准

8.6.3 数控系统网络通信接口

第9章 开放式数控系统

 9.1 开放式数控系统概述

9.1.1 开放式数控系统产生的历史背景

9.1.2 开放式数控系统的特征

 9.2 国外开放式数控系统研究简介

9.2.1 美国的开放式数控系统研究计划

9.2.2 欧盟的OSACA计划和日本的OSEC计划

 9.3 我国开放式数控系统发展概况

9.3.1 中华I型数控系统

9.3.2 华中I型数控系统

9.3.3 航天数控系统平台

9.3.4 蓝天系列CNC系统

9.3.5 典型并联机床CNC系统

参考文献