本教材针对数控技术专业必备的专业知识，将数控技术原理与编程的内容结合起来。数控原理部分根据高等职业教育特点，按照理论适度、注重实践的原则，减少繁杂的数学推导，对深奥的理论不做阐述，重点阐述基本原理及应用；数控编程部分以企业应用最多的FANUC和SIEMENS公司的数控系统为例介绍数控车床的编程和数控铣床(加工中心)的编程。在内容编排过程中注重理论联系实际，注意多用典型实例分析，以点带面，以便学生牢固掌握基本内容，能举一反三；每章均有一定数量的习题，以培养学生的思考能力，掌握要点。

本书全面、系统地介绍了数控原理与编程的相关知识。全书共分6章，第1章介绍了数控机床的工作原理、组成、分类及特点；第2章介绍数控系统基本组成及工作原理；第3章介绍了伺服系统的分类及应用、位置检测装置的种类；第4章介绍了数控加工编程的基础知识；第5章介绍了FANUC 0i数控车床的编程及综合加工实例；第6章介绍了SINUMERIK 802D加工中心的编程及综合加工实例。

本教材注重理论知识的实际应用和学生实践能力的培养，从学生的认知规律出发，来培养适应产业技术快速发展的生产一线技术应用型人才。在内容选择上，突出系统性、实用性和先进性；在编写方式上，注重由浅入深、循序渐进和通俗易懂，并力求全面、系统和重点突出。

本书可作为高职院校数控技术、模具、机电专业的专业教材，也可供数控技术应用行业的工程技术人员使用，还可作为相关行业岗位培训教材之用。

第1章 绪论/1

 1.1 数控机床的基本概念/1

1.1.1 数控机床的发展/1

1.1.2 与数控相关的术语/1

1.1.3 数控机床的工作原理/2

1.1.4 数控机床的组成/2

 1.2 数控机床的分类与特点/4

1.2.1 数控机床的分类/4

1.2.2 数控机床加工的特点/7

1.2.3 数控机床加工的应用范围/8

 习题/8

第2章 数控系统/9

 2.1 数控系统的基本原理与结构/9

2.1.1 数控系统的主要功能/9

2.1.2 CNC装置的硬件体系结构/11

2.1.3 CNC系统软件结构/12

 2.2 数控装置的插补原理/16

2.2.1 概述/16

2.2.2 逐点比较法插补/17

 2.3 刀具半径补偿原理/23

2.3.1 刀具半径补偿的基本概念/23

2.3.2 刀具半径补偿的工作原理/25

2.3.3 加工过程中的过切判别原理/28

 2.4 数控系统中的可编程控制器/29

2.4.1 概述/29

2.4.2 可编程控制器的结构和工作过程/30

2.4.3 数控机床用可编程控制器的类型及特点/32

2.4.4 数控机床的PLC功能及其与外部的信息交换/34

 习题/35

第3章 伺服系统与位置检测装置/36

 3.1 概述/36

3.1.1 对机床伺服系统的基本要求/36

3.1.2 伺服系统的分类/37

 3.2 伺服电动机/39

3.2.1 步进电动机/39

3.2.2 直流伺服电动机/42

3.2.3 交流伺服电动机/43

3.2.4 直线电动机/44

 3.3 位置检测装置/45

3.3.1 数控机床对位置检测装置的要求/45

3.3.2 位置检测装置分类/45

3.3.3 脉冲编码器/46

3.3.4 光栅位置检测装置/47

 习题/49

第4章 数控加工编程基础/51

 4.1 数控编程的概念/51

4.1.1 数控加工程序的概念/51

4.1.2 数控编程的概念/51

4.1.3 数控编程方法/53

 4.2 数控机床的坐标系与相关点/54

4.2.1 数控机床坐标系的建立/54

4.2.2 数控机床的坐标系与相关点/56

 4.3 常用的指令代码/58

4.3.1 准备功能代码(G代码)/58

4.3.2 辅助功能代码(M代码)/58

4.3.3 进给速度功能指令(F代码)/60

4.3.4 主轴速度功能指令(S代码)/60

4.3.5 刀具功能指令(T代码)/60

 4.4 数控加工程序的格式与组成/60

4.4.1 零件加工程序的结构/60

4.4.2 程序段格式/62

4.4.3 小数点输入/62

4.4.4 程序的分类/63

 4.5 数控编程中的数值处理/63

4.5.1 基点与节点的计算/63

4.5.2 辅助计算/65

4.5.3 数控编程中数值处理的步骤/66

 习题/66

第5章 FANUC 0i数控车床的编程/68

 5.1 数控车床的编程基础/68

5.1.1 绝对值编程和增量值编程/68

5.1.2 直径编程和半径编程/68

 5.2 数控车床的常用指令/69

5.2.1 工件坐标系设定/69

5.2.2 单位设定指令/70

5.2.3 基本加工指令/71

 5.3 数控车床的刀具补偿/81

5.3.1 刀具几何(位置)补偿和磨损补偿/81

5.3.2 刀尖圆弧半径补偿/82

5.3.3 车刀X轴和Z轴补偿值的确定/85

 5.4 固定循环指令/86

5.4.1 单一固定循环/86

5.4.2 复合固定循环/89

 5.5 子程序/100

 5.6 宏程序简介/102

5.6.1 变量/103

5.6.2 算术和逻辑运算/104

5.6.3 赋值与变量/105

5.6.4 转移和循环/105

 5.7 综合加工实例/108

5.7.1 传动轴的加工/108

5.7.2 阶梯轴的加工/110

5.7.3 阶梯轴套的加工/113

 习题/118

第6章 SINUMERIK 802D加工中心的编程/123

 6.1 加工中心的编程基础/123

6.1.1 程序名称/123

6.1.2 绝对尺寸和增量尺寸编程/123

6.1.3 平面选择/124

6.1.4 公制尺寸/英制尺寸/125

6.1.5 进给速度单位设定/125

 6.2 加工中心的常用指令/125

6.2.1 G54～G59——工件坐标系设定(可设定的零点偏置)/126

6.2.2 G111，G112——极坐标系设定/127

6.2.3 基本加工指令/128

6.2.4 轮廓定义编程辅助指令/135

 6.3 加工中心的刀具补偿/137

6.3.1 刀具半径补偿/137

6.3.2 刀具长度补偿/140

6.3.3 刀具补偿号D/141

 6.4 子程序/141

 6.5 图形变换指令/144

6.5.1 TRANS，ATRANS——可编程的零点偏置/144

6.5.2 ROT，AROT——可编程旋转/146

6.5.3 SCALE，ASCALE——可编程的比例缩放/148

6.5.4 MIRROR，AMIRROR——可编程的镜像/152

 6.6 固定循环指令/155

6.6.1 概述/155

6.6.2 钻孔循环(钻孔模式)/156

6.6.3 模态调用固定循环子程序/166

6.6.4 钻孔样式循环/166

6.6.5 铣削循环/169

 6.7 参数编程/173

6.7.1 计算参数R/173

6.7.2 程序跳转/174

6.7.3 R参数编程举例/177

 6.8 编程实例/182

6.8.1 自动扶梯的链轮加工/182

6.8.2 平面凸轮零件的加工/184

6.8.3 板型零件的加工/185

6.8.4 复杂零件的加工/188

 习题/194

附录A FANUC数控系统常用的G代码/200

附录B SINUMERIK 802D数控系统常用准备功能/201

参考文献/203