該教材的設(shè)計和編寫努力體現(xiàn)高職教育教材的發(fā)展趨勢：

（1）國際化。加入WTO后，中國正在逐步變成“世界制造中心”。我們參照發(fā)達(dá)國家美國、加拿大先進(jìn)的CBE模塊式教材的經(jīng)驗，與國際接軌，以適應(yīng)人才培養(yǎng)國際化的進(jìn)程。

（2）前瞻性。教材要有適當(dāng)超前經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的意識。本教材內(nèi)容不僅努力反映最新的科技成果和社會動態(tài)，還努力隨著數(shù)控職業(yè)崗位對知識、能力結(jié)構(gòu)要求的變化而變化。同時，注重用先進(jìn)的科學(xué)觀點和行業(yè)規(guī)范調(diào)整、組織教材，形成先進(jìn)的教材結(jié)構(gòu)，使學(xué)習(xí)對象站在知識的最高點，以具有高瞻遠(yuǎn)矚的眼光。

（3）個性化。以就業(yè)為導(dǎo)向，根據(jù)高職培養(yǎng)模式、培養(yǎng)規(guī)格和教學(xué)內(nèi)容的特點，本教材盡量體現(xiàn)“以職業(yè)崗位能力為本位，以工作過程為主線，以應(yīng)用為重點”的高職機電類數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用專業(yè)、教師、培養(yǎng)對象的特色和個性。

  數(shù)控機床是工業(yè)現(xiàn)代化的重要戰(zhàn)略裝備，它不僅關(guān)系到國家戰(zhàn)略地位，也是體現(xiàn)國家綜合國力水平的重要標(biāo)志。為增強競爭能力，中國制造業(yè)開始廣泛使用先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)。但目前我國勞動力市場數(shù)控技術(shù)應(yīng)用型人才是嚴(yán)重短缺的。國家教育部、勞動與社會保障部等部門正在積極采取措施，加強應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。根據(jù)機械工業(yè)教育發(fā)展中心等“關(guān)于數(shù)控人才需求與數(shù)控職業(yè)教育改革的調(diào)研報告”中的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，91%的數(shù)控技術(shù)人才是大專學(xué)歷及以下學(xué)歷。數(shù)控技術(shù)人才的工作崗位分為“藍(lán)領(lǐng)層”、“灰領(lǐng)層”和“金領(lǐng)層”。其中“藍(lán)領(lǐng)層”是指在生產(chǎn)崗位上承擔(dān)數(shù)控機床的具體操作及日常簡單維護(hù)工作的技術(shù)工人，在企業(yè)數(shù)控技術(shù)崗位中約占70.2%，是目前需求量最大的；“灰領(lǐng)層”是指在生產(chǎn)崗位上承擔(dān)數(shù)控編程的工藝人員和數(shù)控機床維護(hù)、維修人員，在企業(yè)數(shù)控技術(shù)崗位中占25%。二者缺額很大，需要加大力度培養(yǎng)。

  無論是“藍(lán)領(lǐng)層”的數(shù)控機床操作能力，還是“灰領(lǐng)層”的數(shù)控加工編程和數(shù)控機床的維護(hù)維修能力，都必須掌握一定的數(shù)控機床的工作原理、機械結(jié)構(gòu)，主要數(shù)控系統(tǒng)的特點，接口技術(shù)，PLC等方面的知識，而本書正是為高職學(xué)生掌握上述知識和能力，講述一定的理論基礎(chǔ)和實踐技能的。

  “數(shù)控技術(shù)”是教育部高職高專教改試點專業(yè)“數(shù)控技術(shù)應(yīng)用”必修的職業(yè)技術(shù)課程中的主干課程。我們在教材的設(shè)計中，盡可能以數(shù)控技術(shù)人才的職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為主要依據(jù)，服務(wù)于數(shù)控技術(shù)人才崗位的前兩個層次“藍(lán)領(lǐng)層”和“灰領(lǐng)層”。編寫時注意與機、電類職業(yè)基礎(chǔ)內(nèi)容的銜接，突出以數(shù)控加工工藝、模具制造基礎(chǔ)、數(shù)控系統(tǒng)的硬軟件特點、接口技術(shù)、PLC、參數(shù)設(shè)置和機電聯(lián)調(diào)等職業(yè)性內(nèi)容為主，以學(xué)術(shù)性內(nèi)容為輔的特點。理論知識根據(jù)“必需、夠用”的原則編寫，加強實訓(xùn)內(nèi)容的導(dǎo)入，盡量體現(xiàn)實用性、針對性、簡約性、及時性、新穎性和直觀性。同時借鑒CBE的科學(xué)性，打破傳統(tǒng)的公共課、基礎(chǔ)課為主導(dǎo)的教學(xué)模式，強調(diào)以工作崗位所需職業(yè)能力的培養(yǎng)為核心，以保證職業(yè)能力培養(yǎng)目標(biāo)的順利實現(xiàn)。

  本書是作者在多年的教學(xué)實踐、科學(xué)研究以及生產(chǎn)實踐的基礎(chǔ)上，參閱了大量國內(nèi)外相關(guān)教材后，幾經(jīng)修改而成。

該教材的設(shè)計和編寫努力體現(xiàn)高職教育教材的發(fā)展趨勢：

（1）國際化。加入WTO后，中國正在逐步與國際接軌，變成“世界制造中心”。編寫該書時，我們參照發(fā)達(dá)國家如美國、加拿大等先進(jìn)的CBE模塊式教材的經(jīng)驗，以適應(yīng)人才培養(yǎng)國際化的進(jìn)程。

（2）前瞻性。教材要有適當(dāng)超前經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的意識。本教材內(nèi)容不僅努力反映最新的科技成果和社會動態(tài)，還要努力隨著數(shù)控職業(yè)崗位對知識、能力結(jié)構(gòu)要求的變化而變化。同時，注重用先進(jìn)的科學(xué)觀點和行業(yè)規(guī)范調(diào)整、組織教材，形成先進(jìn)的教材結(jié)構(gòu)，使學(xué)習(xí)對象站在知識的最高點，以具有高瞻遠(yuǎn)矚的眼光。

（3）個性化。以就業(yè)為導(dǎo)向，根據(jù)高職培養(yǎng)模式、培養(yǎng)規(guī)格和教學(xué)內(nèi)容的特點，本教材盡量體現(xiàn)“以職業(yè)崗位能力為本位，以工作過程為主線，以應(yīng)用為重點”的高職機電類數(shù)控技術(shù)應(yīng)用的特色和個性。

  本書由夏伯雄任主編，杜軍、任群生任副主編，胡成龍、葛曉健、陳帆、戴超艷、韓俊平、葉紅、焦紅衛(wèi)、張磊參加了編寫，夏伯雄審稿并統(tǒng)編全稿。

  由于時間倉促，加之編者水平有限，書中不妥或錯誤之處在所難免，懇請廣大讀者批評指正。同時，若讀者發(fā)現(xiàn)錯誤，請于百忙之中及時與編者聯(lián)系，以便盡快更正，編者將不勝感激，E-mail：xiaboxiong_1@126.com

 

前言
 
第1章  數(shù)控機床基礎(chǔ)知識 1
本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 1
1.1   數(shù)控機床的概念 1
1.2  數(shù)控機床的組成和分類 2
1.2.1  數(shù)控機床的組成 2
1.2.2  數(shù)控機床的分類 4
1.3  數(shù)控機床的工作原理 6
1.4  數(shù)控機床的特點和應(yīng)用 7
1.4.1  數(shù)控機床的特點 7
1.4.2  數(shù)控機床的應(yīng)用 8
1.4.3  數(shù)控機床的發(fā)展 8
本章小結(jié) 11
習(xí)題與思考題 11
第2章  數(shù)控系統(tǒng) 12
本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 12
2.1  經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng) 12
2.1.1  硬件組成 12
2.1.2  軟件組成 16
2.2  標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控系統(tǒng) 17
2.2.1  硬件組成 18
2.2.2  軟件組成 21
2.3  運動軌跡的插補原理 24
2.3.1  數(shù)控系統(tǒng)的插補 24
2.3.2  逐點比較插補法 25
2.3.3  數(shù)字積分插補法 29
2.4  數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理 33
2.4.1  數(shù)控系統(tǒng)的譯碼 33
2.4.2  刀具半徑補償 34
2.4.3  加減速控制 36
2.4.4  誤差補償 37
2.5  數(shù)控機床輔助功能與PLC 38
2.5.1  概述 38
2.5.2  可編程控制器的結(jié)構(gòu)、工作原理
           和編程方法 39
2.5.3  典型可編程控制器的指令和
           程序編制 43
本章小結(jié) 49
習(xí)題與思考題 49
第3章  數(shù)控加工編程 50
本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 50
3.1  數(shù)控機床的坐標(biāo)系統(tǒng) 50
3.1.1  數(shù)控機床坐標(biāo)軸的命名和方向 50
3.1.2  機床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系 51
3.2  數(shù)控加工程序格式及編制代碼 52
3.2.1  數(shù)控加工程序格式 53
3.2.2  數(shù)控加工程序編制代碼 56
3.3  數(shù)控加工的工藝特點 57
3.3.1  數(shù)控加工工藝的基本特點 58
3.3.2  數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容 58
3.3.3  數(shù)控加工零件的選定 58
3.3.4  加工工序的劃分 59
3.3.5  工件的安裝與夾具的選擇 59
3.3.6  對刀點與換刀點的確定 60
3.3.7  工藝加工路線的確定 61
3.3.8  刀具與切削用量的選擇 64
3.3.9  數(shù)控加工的工藝文件 68
3.4  典型零件的加工編程 70
3.4.1  數(shù)控車削加工編程實例 70
3.4.2  數(shù)控銑削加工編程實例 76
3.5  自動編程簡介 82
3.5.1  自動編程的產(chǎn)生與發(fā)展 82
3.5.2  自動編程的基本原理與步驟 82
3.5.3  國內(nèi)、外主要的CAM軟件介紹 85
本章小結(jié) 87
習(xí)題及思考題 88
第4章  位置檢測裝置 91
本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 91
4.1  光柵 91
4.1.1  概述 91
4.1.2  光柵的結(jié)構(gòu)與工作原理 92
4.1.3  光柵位移的數(shù)字轉(zhuǎn)換系統(tǒng) 95
4.2  旋轉(zhuǎn)變壓器 96
4.2.1  旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu) 96
4.2.2  旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理 97
4.2.3  旋轉(zhuǎn)變壓器工作方式 98
4.2.4  旋轉(zhuǎn)變壓器的應(yīng)用 99
4.3  感應(yīng)同步器 99
4.3.1  工作原理 100
4.3.2  感應(yīng)同步器的工作方式 101
4.4  磁柵 103
4.4.1  磁柵的組成部分 103
4.4.2  磁柵的工作原理 104
4.5  旋轉(zhuǎn)編碼器 106
4.5.1  增量式旋轉(zhuǎn)編碼器 106
4.5.2  絕對式旋轉(zhuǎn)編碼器 108
4.5.3  旋轉(zhuǎn)編碼器在數(shù)控機床中的應(yīng)用 110
本章小結(jié) 112
思考題與習(xí)題 113
第5章  數(shù)控機床的伺服系統(tǒng) 114
本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 114
5.1  伺服系統(tǒng)的基本概念 114
5.1.1  伺服系統(tǒng)的組成 114
5.1.2  對進(jìn)給伺服系統(tǒng)的基本要求 115
5.1.3  伺服系統(tǒng)的分類 116
5.2  位置控制 118
5.2.1  開環(huán)位置控制系統(tǒng) 121
5.2.2  幅值伺服系統(tǒng) 129
5.2.3  相位伺服系統(tǒng) 134
5.2.4  脈沖比較伺服系統(tǒng) 138
5.2.5  全數(shù)字式伺服系統(tǒng) 139
5.3  速度控制 143
5.3.1  進(jìn)給運動的速度控制 143
5.3.2  主軸驅(qū)動的速度控制 148
本章小結(jié) 156
習(xí)題與思考題 157
第6章  數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu) 159
本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 159
6.1  數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)特點及要求 159
6.2  數(shù)控機床的主傳動及主軸部件 160
6.2.1  主傳動方式 161
6.2.2  主軸部件 162
6.3  數(shù)控機床進(jìn)給運動及傳動機構(gòu) 169
6.3.1  導(dǎo)軌 170
6.3.2  滾珠絲杠螺母副 174
6.3.3  齒輪副調(diào)隙 180
6.4  數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺和分度工作臺 182
6.5  自動換刀機構(gòu) 186
本章小結(jié) 193
習(xí)題與思考題 194
第7章  數(shù)控機床的使用與維護(hù) 195
本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 195
7.1  數(shù)控機床的選用 195
7.1.1  數(shù)控機床選用的原則 195
7.1.2  數(shù)控機床選用的基本要點 196
7.2  數(shù)控機床的安裝、調(diào)試與驗收 197
7.2.1  數(shù)控機床的安裝 197
7.2.2  數(shù)控機床的安裝步驟 197
7.2.3  數(shù)控機床的調(diào)試 199
7.2.4  數(shù)控機床的驗收 199
7.3  數(shù)控機床的使用 201
本章小結(jié) 202
習(xí)題與思考題 202

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