本书是“模具专业高新技能型紧缺人才培养系列教材”之一，全书共分8个章节，主要介绍数控系统的基本概念、软硬件结构特点及基本工作原理，并对数控机床的各组成部分进行了结构、原理及控制应用的介绍，便于读者对数控整体的把握。本书还对目前常用的数控系统的结构与工作原理以及现代数控系统的发展趋势进行了简要介绍。该书可供各大专院校作为教材使用，也可供从事相关工作的人员作为参考用书使用。

全书共分8章： 第1章介绍数控系统的基本概念与分类方法，并简要介绍现代数控系统的发展趋势；第2章介绍数控系统的插补原理与刀具补偿原理；第3章介绍数控系统的软、硬件结构，并简要介绍数控系统通信与网络技术；第4章介绍数控机床伺服驱动系统的驱动与控制；第5章介绍数控机床主轴的驱动与控制；第6章介绍数控机床用可编程控制器的原理、指令系统及应用实例；第7章介绍数控机床中应用的位置检测元件；第8章介绍目前常用的数控系统的结构及工作原理。

本书可作为普通高职高专以及民办高等学校机类与机电类数控(模具)专业的教材，也可供有关的工程技术人员参考。

第1章 数控系统概述

 1.1 数控系统的基本概念

1.1.1 数控机床的组成

1.1.2 数控机床的基本工作过程

 1.2 机床数控系统的分类

1.2.1 按工艺用途分类

1.2.2 按机床运动轨迹分类

1.2.3 按伺服控制方式分类

1.2.4 按可联动的坐标轴数分类

1.2.5 按系统功能水平分类

 1.3 现代数控系统的发展趋势

1.3.1 现代数控系统发展趋势

1.3.2 开放式数控系统

1.3.3 并联运动机床

 习题

第2章 数控系统的插补原理与刀具补偿原理

 2.1 概述

2.1.1 插补定义

2.1.2 插补分类

 2.2 逐点比较法

2.2.1 逐点比较法直线插补原理

2.2.2 逐点比较法圆弧插补原理

2.2.3 速度分析

 2.3 数字积分插补法

2.3.1 数字积分器的工作原理

2.3.2 数字积分法的直线插补

2.3.3 数字积分法的圆弧插补

 2.4 刀具补偿原理

2.4.1 刀具长度补偿

2.4.2 刀具半径补偿

 2.5 加减速控制

 习题

第3章 数控系统的软硬件及相关技术

 3.1 数控系统硬件结构概述

3.1.1 数控系统的硬件构成

3.1.2 数控系统的硬件结构

 3.2 数控系统软件结构

3.2.1 CNC系统软硬件的界面

3.2.2 CNC控制软件的特点

3.2.3 CNC系统软件总体结构

3.2.4 CNC系统的控制软件工作过程

 3.3 数控系统常用接口

3.3.1 数控系统的开关量I/O接口

3.3.2 数控系统的模拟量输入/输出接口

3.3.3 数控系统的DNC通信接口

 3.4 数控系统的通信技术

3.4.1 数据通信技术概述

3.4.2 网络标准与协议

3.4.3 现场总线接口

 习题

第4章 数控机床伺服驱动系统

 4.1 概述

4.1.1 伺服系统的发展

4.1.2 伺服系统的组成

4.1.3 伺服系统的分类

4.1.4 进给伺服系统的基本特征与要求

4.1.5 伺服驱动装置

 4.2 步进式开环伺服系统

4.2.1 步进电动机的分类

4.2.2 步进电动机的特点

4.2.3 三相反应式步进电动机的工作原理

4.2.4 步进电动机的功率驱动电路

4.2.5 步进电动机细分技术

4.2.6 步进电动机的控制原理

 4.3 直流电动机伺服系统

4.3.1 直流伺服系统的构成

4.3.2 直流伺服系统与其他驱动系统的对比

4.3.3 直流伺服系统的组成方案及控制

4.3.4 直流电动机的控制原理

4.3.5 无刷直流电动机伺服控制系统

 4.4 交流电动机伺服系统

4.4.1 交流伺服系统的基本结构

4.4.2 交流伺服系统的主要控制策略

 4.5 直线电动机伺服系统

4.5.1 永磁直线同步电动机的特点及结构

4.5.2 永磁直线同步电动机的基本工作原理

4.5.3 直线伺服系统在数控机床中的应用

 习题

第5章 主轴驱动与控制

 5.1 概述

5.1.1 数控机床对主轴驱动与控制的要求

5.1.2 主轴驱动装置的特点

 5.2 主轴变速控制

5.2.1 无级变速

5.2.2 分段无级变速

5.2.3 自动换挡控制

 5.3 主轴准停控制

5.3.1 概述

5.3.2 机械准停控制

5.3.3 电气准停控制

 5.4 主轴驱动装置

5.4.1 主轴转速的控制及信号连接

5.4.2 开关量信号及控制

 5.5 高速电主轴

5.5.1 高速电主轴的结构

5.5.2 冷却润滑技术

5.5.3 高速精密轴承

5.5.4 电主轴的动平衡

5.5.5 刀具的夹紧

5.5.6 轴上零件的联接

 5.6 主轴与进给轴的关联控制

5.6.1 脉冲编码器

5.6.2 主轴旋转与轴向进给的关联控制

5.6.3 主轴旋转与径向进给的关联控制

 习题

第6章 数控机床用可编程控制器

 6.1 概述

6.1.1 可编程控制器的组成

6.1.2 可编程控制器的工作过程

6.1.3 可编程控制器的编程语言

6.1.4 可编程控制器的特点与分类

 6.2 数控机床PLC的应用特点与控制对象

6.2.1 数控机床PLC的应用特点

6.2.2 数控机床PLC的控制对象

 6.3 典型PLC的指令系统

6.3.1 梯形图顺序程序

6.3.2 梯形图的符号与地址

6.3.3 PMC指令系统的构成及逻辑运算结果的存储

6.3.4 基本指令

6.3.5 功能指令

 6.4 PLC系统设计与调试

6.4.1 PLC系统设计步骤

6.4.2 PLC程序设计与调试

 6.5 PLC在数控机床中的控制应用

6.5.1 主轴定向控制

6.5.2 零件加工计数控制

6.5.3 刀库自动选刀控制

 习题

第7章 数控机床用位置检测元件

 7.1 概述

 7.2 光电编码器

 7.3 光栅

 7.4 磁栅

 7.5 旋转变压器

 7.6 感应同步器

 7.7 测速发电机

 习题

第8章 常用数控系统

 8.1 概述

 8.2 华中数控系统

8.2.1 华中数控系统的分类及特点

8.2.2 华中数控系统的硬件系统

8.2.3 华中数控系统的软件系统

 8.3 SIEMENS数控系统

8.3.1 SIEMENS数控系统的发展及特点

8.3.2 SINUMERIK 840D硬件系统的组成

8.3.3 SINUMERIK 840D系统的软件结构

 8.4 FANUC数控系统

8.4.1 FANUC数控系统的发展及特点

8.4.2 FANUC Oi数控系统

 习题

参考文献