数控机床是典型的机电一体化产品，涉及的知识面广、综合性强，相关人员需要经过系统的学习和培训才能胜任数控机床使用、维护和维修工作。因此，《数控原理与系统》本教材坚持“理论先进，注重实践，操作性强，学以致用”的原则精选内容，以数控机床为控制对象，较全面地介绍了数控系统的相关理论及其对数控机床各部分的控制应用方法及应用实例。本书注重基本原理的讲述和控制应用的介绍，内容包括数控系统的插补及刀具补偿原理、数控系统的软硬件及相关技术、数控机床伺服驱动系统、数控机床主轴系统、可编程机床控制器、数控机床位置检测装置和常用数控系统。

本书由天津职业技术师范大学的蒋丽担任主编，天津职业技术师范大学的刘朝华、邓三鹏担任副主编。

《数控原理与系统》(作者蒋丽)较全面地介绍了数控系统的相关理论及其对数控机床各部分的控制应用方法及应用实例。内容包括：数控系统概述、数控系统的插补及刀具补偿原理、数控系统的软硬件及相关技术、数控机床伺服驱动系统、数控机床主轴驱动系统、可编程机床控制器、数控机床位置检测装置、常用数控系统。

《数控原理与系统》是数控与机电专业本科用教材，也适合用作机械类和近机类各专业本科、高职高专教学和技能考核培训教学用书及设备操作、设计与维护维修等工程技术人员参考书。

第1章　数控系统概述　

　1．1　数字控制技术　

　　1．1．1　数控技术、数控系统与数控机床　

　　1．1．2　NC机床、加工中心、FMC、FMS与CIMS　

　1．2　数控系统与计算机数控系统(CNC系统)　

　　1．2．1　数控系统的基本组成与基本原理　

　　1．2．2　数控系统的分类　

　　1．2．3　CNC系统的特点与功能　

　　1．2．4　数控指令的标准代码　

　1．3　现代数控系统的发展　

　　1．3．1　数控系统的发展过程　

　　1．3．2　现代数控系统的发展方向　

　习题　

第2章　数控系统的插补及刀具补偿原理　

　2．1　概述　

　　2．1．1　插补定义　

　　2．2．2　插补分类　

　2．2　逐点比较插补法　

　　2．2．1　逐点比较法直线插补　

　　2．2．2　逐点比较法圆弧插补　

　　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　数字积分法直线插补　

　　2．3．3　数字积分法圆弧插补　

　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　数控系统组成与原理　

　　3．1．1　数控系统组成　

　　3．1．2　数控系统的基本原理　

　3．2　数控系统硬件结构概述　

　　3．2．1　数控系统的硬件构成　

　　3．2．2　大板式结构和模块化结构　

　　3．2．3　单微处理器结构和多处理器结构　

　　3．2．4　开放式数控装置的体系结构　

　3．3　数控系统软件结构　

　　3．3．1　CNC系统软硬件的界面　

　　3．3．2　CNC控制软件的特点　

　　3．3．3　软件总体结构　

　　3．3．4　CNC系统的控制软件工作过程　

　3．4　数控系统I／O接口　

　　3．4．1　数控系统的I／O接口电路的作用和要求　

　　3．4．2　数控系统的开关量I／O接口　

　　3．4．3　数控系统的模拟量输入输出接口　

　　3．4．4　机床控制I／O接口电路　

　3．5　数控机床的通信技术　

　　3．5．1　CNC系统的串行通信　

　　3．5．2　CNC系统的网络数据通信　

　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 伺服系统构成

4．1．3 位置伺服系统

4．1．4 伺服系统分类

4．1．5 进给伺服系统基本要求

4．1．6 伺服驱动装置

 4．2 步进式伺服系统

4．2．1 步进电动机分类

4．2．2 步进电动机特点

4．2．3 三相反应式步进电动机工作原理

4．2．4 步进电动机功率驱动电路

4．2．5 步进电动机细分技术

4．2．6 步进电动机控制原理

 4．3 直流电动机伺服系统

4．3．1 直流伺服系统构成

4．3．2 直流伺服系统特点

4．3．3 直流伺服系统组成方案及控制

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 交流伺服系统构成

4．4．2 交流伺服系统控制策略

 4．5 伺服驱动系统接口和选型

4．5．1 伺服驱动装置接口

4．5．2 伺服驱动装置选型

习题

第5章 数控机床主轴驱动系统

 5．1 概述

5．1．1 数控机床主轴驱动系统组成

5．1．2 数控机床对主轴控制的要求

 5．2 主轴驱动装置及连接

5．2．1 主轴驱动装置的特点

5．2．2 数控装置与模拟主轴连接信号原理

5．2．3 数控装置与三菱变频器的连接

5．2．4 数控装置与伺服主轴装置的连接

 5．3 主轴变速控制

5．3．1 无级变速

5．3．2 分段无级变速

5．3．3 自动换挡控制

 5．4 主轴准停控制

5．4．1 概述

5．4．2 机械准停

5．4．3 电气准停控制

 5．5 主轴与进给轴的关联控制

5．5．1 主轴编码器

5．5．2 主轴旋转与轴向进给的关联控制

5．5．3 主轴旋转与径向进给的关联控制

 5．6 高速电主轴

5．6．1 高速电主轴的结构

5．6．2 冷却润滑技术

5．6．3 高速精密轴承

5．6．4 电主轴的动平衡

5．6．5 刀具的夹紧

5．6．6 轴上零件的连接

 习题

第6章 可编程机床控制器

 6．1 概述

6．1．1 可编程控制器的产生和发展

6．1．2 可编程控制器的原理与工作过程

 6．2 数控机床用可编程控制器

6．2．1 PLC的类型

6．2．2 PMC的控制对象

6．2．3 PMC的信号存储器及地址

 6．3 PMC的梯形图

6．3．1 梯形图的结构

6．3．2 顺序程序的执行

 6．4 PMC的常用指令

6．4．1 PMC的基本指令

6．4．2 PMC的功能指令

 6．5 梯形图的应用设计

6．5．1 梯形图的设计

6．5．2 PMC控制信号的分析

6．5．3 梯形图的应用设计

 习题

第7章 数控机床位置检测装置

 7．1 概述

 7．2 旋转变压器

7．2．1 旋转变压器的结构

7．2．2 旋转变压器的工作原理

7．2．3 旋转变压器的工作方式

7．2．4 旋转变压器的应用

7．2．5 旋转变压器的主要参数

 7．3 光电编码器

7．3．1 光电式编码器的结构

7．3．2 增量式光电编码器的工作原理

7．3．3 绝对式光电编码器的工作原理

7．3．4 编码器正反转辨别

 7．4 光栅

7．4．1 光栅的结构

7．4．2 光栅的工作原理

7．4．3 光栅的种类

7．4．4 光栅测量系统

7．4．5 常用光栅的精度

 7．5 感应同步器

7．5．1 感应同步器的结构和特点

7．5．2 感应同步器的工作原理

7．5．3 感应同步器的特点

 7．6 磁栅

7．6．1 磁栅的结构

7．6．2 检测电路

 7．7 测速发电机

7．7．1 测速发电机的结构

7．7．2 测速发电机的特点

 习题

第8章 常用数控系统

 8．1 概述

 8．2 SIEMENS数控系统

8．2．1 SIEMENS数控系统的发展及特点

8．2．2 西门子840D硬件系统的组成

8．2．3 西门子840D系统的软件结构

 8．3 FANUC数控系统

8．3．1 FANUC数控系统的发展及特点

8．3．2 FANUC 0i数控系统

 8．4 华中数控系统

8．4．1 华中数控系统的分类及特点

8．4．2 华中数控系统的硬件系统

8．4．3 华中数控系统的软件系统

习题

参考文献