數控機床是國防工業現代化的重要戰略裝備，是關系到國家戰略地位和體現國家綜合國力水平的重要標志。為增強競爭能力，中國制造業開始廣泛使用先進的數控技術。勞動力市場出現數控技術應用型人才嚴重短缺。國家教育部、勞動與社會保障部等部門正在積極采取措施，加強應用型人才的培養。機械工業教育發展中心“關于數控人才需求與數控職業教育改革的調研報告”中的統計數據表明，91%的數控技術人才是大專及以下學歷。數控技術人才的工作崗位分為“藍領層”、“灰領層”和“金領層”，其中“藍領層”是指在生產崗位上承擔數控機床的具體操作及日常簡單維護工作的技術工人，在企業數控技術崗位中占70.2%，是目前需求量最大的數控技術人才；“灰領層”是指在生產崗位上承擔數控編程的工藝人員和數控機床維護、維修人員，在企業數控技術崗位中占25%。由此可見，高等職業技術教育在數控技術人員培養領域大有可為，且培養目標主要是工作在企業生產第一線的“藍領層”和“灰領層”數控技術人才。

  無論是“藍領層”的數控機床操作能力，還是“灰領層”的數控加工編程和數控機床的維護維修能力，在所需知識與能力結構中，都要求掌握一定的數控機床的工作原理、機械結構、主要數控系統的特點、接口技術、PLC等方面的知識。而教材《數控原理與數控系統》、《數控技術》正是為高職學生掌握上述知識和能力，講述一定的理論基礎和實踐技能的。

  《數控原理與數控系統》、《數控技術》是教育部高職高專教改試點專業“數控技術應用”必修的職業技術課程中的主干課程。我們在該教材的設計中，盡可能以數控技術人才的職業標準為主要依據，服務于數控技術人才崗位的前兩個層次“藍領層”和“灰領層”。編寫時注意與機類、電類職業基礎內容的銜接，突出以數控加工工藝、模具制造基礎、數控系統的硬軟件特點、接口技術、PLC參數設置和機電聯調等職業性內容為主，以學術性內容為輔的特點。理論知識根據“必需、夠用”的原則編寫，加強實訓內容的導入，盡量體現實用性、針對性、簡約性、及時性、新穎性和直觀性。同時借鑒CBE的科學性，打破傳統的公共課、基礎課為主導的教學模式，強調以工作崗位所需職業能力的培養為核心，以保證職業能力培養目標的順利實現。

本書是作者在多年的教學實踐、科學研究以及生產實踐的基礎上，參閱了大量國內外相關教材后，幾經修改而成的。主要特點如下：

  該教材的設計和編寫努力體現高職教育教材的發展趨勢：

 （1）國際化。加入WTO后，中國正在逐步變成“世界制造中心”。我們參照發達國家美國、加拿大等先進的CBE模塊式教材的經驗，與國際接軌，以適應人才培養國際化的進程。

 （2）前瞻性。教材要有適當超前經濟和社會發展的意識。本教材內容不僅努力反映最新的科技成果和社會動態，還要努力隨著數控職業崗位對知識、能力結構要求的變化而變化。同時，注重用先進的科學觀點和行業規范調整、組織教材，形成先進的教材結構，使學習對象站在知識的最高點，以具有高瞻遠矚的眼光。

 （3）個性化。以就業為導向，根據高職培養模式、培養規格和教學內容的特點，本教材盡量體現“以職業崗位能力為本位，以工作過程為主線，以應用為重點”的高職機電類數控技術應用專業、教師、培養對象的特色和個性。

  本書由夏伯雄任主編，杜軍、任群生、張博舒任副主編，胡成龍、葛曉健、戴超艷、范有雄、韓俊平、葉紅、焦紅衛、張磊參加了編寫，夏伯雄審稿并統編全稿。

  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，若讀者發現錯誤，請于百忙之中及時與編者聯系，以便盡快更正，編者將不勝感激，E-mail：xiaboxiong_1@126.com。

前言 
第1章  緒論 1
本章學習目標 1
1.1  基本概念 1
1.1.1  數控機床的產生背景 1
1.1.2  數控系統的發展 1
1.1.3  數控系統的組成 3
1.1.4  數控系統的分類 4
1.1.5  機床數字控制的原理 7
1.2  微機數控系統 8
1.2.1  微機數控系統的硬件構成 8
1.2.2  微機數控系統的軟件構成 9
1.2.3  數控系統的功能 11
1.2.4  數控系統的發展趨勢 13
1.3  數控系統與現代制造系統 16
1.3.1  柔性制造模塊（FMM） 16
1.3.2  柔性制造單元（FMC） 17
1.3.3  柔性制造系統（FMS） 18
1.3.4  計算機集成制造系統（CIMS） 20
本章小結 23
習題與思考題 24
第2章  數控系統的插補原理與數據處理 25
本章學習目標 25
2.1  數控系統運動軌跡的插補原理 25
2.1.1  概述 25
2.1.2  逐點比較插補法 27
2.1.3  數字積分插補法 35
2.1.4  數據采樣插補 39
2.2  數控系統的數據處理 42
2.2.1  譯碼 42
2.2.2  刀具補償原理 43
2.2.3  輔助信息處理 47
本章小結 49
習題與思考題 50
第3章  位置檢測裝置 51
本章學習目標 51
3.1  概述 51
3.2  光柵 53
3.2.1  光柵的種類 53
3.2.2  光柵的結構與工作原理 54
3.2.3  光柵位移的數字轉換系統 57
3.3  旋轉變壓器 58
3.3.1  旋轉變壓器的結構 58
3.3.2  旋轉變壓器的工作原理 59
3.3.3  旋轉變壓器工作方式 60
3.3.4  旋轉變壓器的應用 61
3.4  感應同步器 62
3.4.1  工作原理 62
3.4.2  感應同步器的工作方式 63
3.5  旋轉編碼器 64
3.5.1  增量式旋轉編碼器 64
3.5.2  絕對式旋轉編碼器 66
3.6  測速發電機 68
3.6.1  交流異步測速發電機 68
3.6.2  直流測速發電機 69
3.6.3  測速發電機的特點 70
本章小結 70
習題與思考題 71
第4章  數控機床的進給伺服系統 72
本章學習目標 72
4.1  伺服系統的基本概念 72
4.1.1  伺服系統的組成 72
4.1.2  對進給伺服系統的基本要求 73
4.1.3  伺服系統的分類 74
4.2  位置控制 76
4.2.1  開環控制系統 76
4.2.2  幅值伺服系統 84
4.2.3  相位伺服系統 90
4.2.4  脈沖比較伺服系統 92
4.2.5  全數字式伺服系統 94
4.3  速度控制 98
4.3.1  進給運動的速度控制 98
4.3.2  主軸驅動的速度控制 102
本章小結 110
習題與思考題 111
第5章  數控機床的可編程控制器 113
本章學習目標 113
5.1  可編程控制器概述 113
5.1.1  可編程控制器的產生 113
5.1.2  可編程控制器的特點 114
5.1.3  可編程控制器的基本組成和工作
原理 115
5.1.4  可編程控制器的編程語言 118
5.2  數控機床的PLC 119
5.2.1  數控機床PLC的功能 119
5.2.2  數控機床PLC的類型 121
5.3  典型PLC的指令系統 122
5.3.1  FANUC PLC概述 122
5.3.2  FANUC PLC的基本指令 123
5.3.3  FANUC PLC的功能指令 128
5.3.4  FANUC PLC系統設計與調試 141
5.4  PLC在數控機床中的應用 142
5.4.1  數控機床主軸系統PMC控制 142
5.4.2  數控機床潤滑系統PMC控制 145
5.4.3  加工中心刀庫自動選刀控制梯形圖 147
5.4.4  零件加工計數控制 149
本章小結 150
習題與思考題 152
第6章  經濟型數控系統 154
本章學習目標 154
6.1  經濟型數控系統的硬件組成 154
6.1.1  經濟型數控系統的一般結構 154
6.1.2  經濟型數控系統的微處理器 155
6.1.3  經濟型數控系統的存儲器 161
6.1.4  經濟型數控系統的I/O接口 164
6.1.5  經濟型數控系統的輔助電路及
變頻主軸驅動 172
6.2  經濟型數控系統的軟件組成 173
6.2.1  經濟型數控系統的軟件結構 173
6.2.2  經濟型數控系統的系統總控程序 174
6.2.3  零件加工程序的輸入和輸出管理 174
6.2.4  零件加工程序的編輯 176
6.2.5　機床的手動調整控制 176
6.2.6  零件加工程序的解釋和執行 176
6.2.7  插補計算 178
6.2.8  伺服控制 178
6.2.9  系統管理診斷程序 178
6.3  經濟型數控系統舉例 179
6.3.1  單片機控制的數控系統硬件組成 179
6.3.2  單片機控制的數控系統軟件設計 182
本章小結 183
習題與思考題 183
第7章  標準型數控系統 184
本章學習目標 184
7.1  標準型數控系統的硬件結構 184
7.1.1  單微處理器CNC結構 184
7.1.2  多微處理器CNC結構 186
7.2  標準型數控系統的軟件結構 188
7.2.1  CNC裝置的軟件組成 188
7.2.2  CNC裝置的軟件結構特點 189
7.2.3  軟件結構模式 192
7.3  標準型數控系統舉例 193
7.3.1  華中數控世紀星HNC-21數控系統
簡介 193
7.3.2  FUNUC公司的主要數控系統 194
7.3.3  德國SIEMENS（西門子）公司的SINUMERIK系列數控系統 199
本章小結 200
習題與思考題 200
第8章  數控系統的應用 201
本章學習目標 201
8.1  輸入輸出信號及其連接、調試 201
8.1.1  開關量接口電路 201
8.1.2  模擬量接口電路 202
8.1.3  輸入輸出信號及其連接、調試的
實例 203
8.2  操作面板與顯示器 211
8.3  通信接口 212
8.4  數控系統的主要應用功能 213
本章小結 217
習題與思考題 218
參考文獻 220

1. 數控機床維修技術 [主編 張建雷]
2. 數控加工工藝制訂與實施 [陳秋霞 趙金鳳]
3. 數控車床加工任務化教程 [主編 李軍法]
4. 數控銑床加工實訓 [龐勇]
5. 數控銑床Fanuc系統編程與操作實訓 [秦曼華 吳娜]
6. UG NX 9.0數控加工實例精解 [北京兆迪科技有限公司 ]
7. UG NX 9.0數控加工教程 [北京兆迪科技有限公司 編著]
8. CATIA V5R21數控工程師寶典 [北京兆迪科技有限公司 編著]
9. UG NX數控工程師寶典（適合8.5/8.0版） [北京兆迪科技有限公司 編著]
10. 數控車床編程與工藝 [主編 李溪]
11. 數控技術 [夏伯雄 主編]
12. 數控銑床操作與編程 [時建 主編]
13. Pro/ENGINEER Wildfire 2.0中文版數控加工教程 [岳貴友 漆向軍 朱新濤 謝馳 等]