本书是高等职业技术教育规划教材之一。它在第1版的基础上作了较大幅度的修订。本书系统地介绍了数控机床的基本组成、位置检测装置、驱动电动机、驱动装置、数控系统及功能、数控机床伺服系统、数控机床PLC、典型数控系统介绍、数控机床控制技术应用实例及数控机床故障诊断等方面的基础知识。其中，数控机床控制技术应用实例便于读者将所学知识综合化，且具有一定的工程应用性。 本书内容丰富，层次清晰，重点突出，重视实践技能的培养。在取材上，本书通过大量实例介绍，力求使理论联系实际，并兼顾新技术、新知识在机床数控技术中的应用。本书每章均有小结和复习思考题。 本书可作为高等职业技术教育、大中专及职大数控技术专业、机电一体化专业的教材，也可作为从事数控机床工作的工程技术人员的参考书。

第2版编者的话 本书是在2002年出版的职业技术教育教材《数控机床控制技术与系统》(机电一体化——数控机床加工技术专业)的基础上，根据当今高新技术的发展和职业教育人才培养更注重现场技术的特点而进行修订的。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》及《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》在振兴装备制造业方面，对数控机床的制造和应用提出了更高、更新的要求。 当今高新技术发展对本课程的影响有： 1)交流伺服取代了直流伺服。 2)全数字式数控系统得到广泛应用，软件功能逐渐取代了硬件功能，数字调节取代了模拟调节。 3)以电主轴和直线电动机为代表的高速、高精度数控机床得到了很大发展。 基于以上情况，本书修订时，在数控伺服系统方面，加强了对交流伺服电动机及交流伺服驱动技术等知识的介绍，对伺服系统的结构组成、性能、参数调节等内容进行了适当的补充；在数控系统方面，通过对典型系统的介绍，增加了接口信号、系统连接及全数字式数控系统等内容；在保持基本知识介绍的基础上，增加了电主轴和直线电动机等新技术方面知识的介绍。 为适应当前职业技术教育更注重现场技术应用的特点，本书在修订时，对内容进行了整合，从现场岗位角度出发，阐述数控机床控制的过程、组成、性能分析和调试，突出实际应用。在内容取舍上，删除了柔性制造系统的内容，新增加了数控机床故障诊断内容。这基于两个方面的考虑， 一是让本书更贴近实际应用；二是故障诊断也是数控机床控制技术的具体应用。此外，考虑到可编程序控制器(PLC)有专门的教材，所以修订时删除了有关数控机床可编程序控制器概述的内容，并将FANUC PLC指令归入附录。 本书根据编者的工程实践和教学经验，从数控机床组成的角度出发，系统地介绍了数控机床控制技术及系统的基础知识。在深度和广度上，一方面注意知识面和知识点的掌握程度；另一方面注意与系列教材的衔接，同时兼顾新技术和新知识在机床数控技术中的应用，通过大量实例介绍，强调知识的实际应用，以适应职业教育的教学特点。 本书共分十章，每章均有小结和复习思考题。第一章通过和普通机床的比较，介绍数控机床控制系统的基本组成及控制原理；第二章介绍数控机床常用位置检测装置的种类、作用、安装及信号形式；第三章介绍数控机床进给电动机和主轴电动机；第四章介绍进给驱动装置和主轴驱动装置；第五章介绍数控系统的基本功能及功能的实现方式，数控系统软、硬件的基本组成，突出数控机床位置控制的实质；第六章介绍数控机床位置伺服系统的类型，运行和调试中所涉及的一些基本参数；第七章介绍数控机床开关量控制及PLC在数控机床中的应用；第八章介绍FANUC和SIEMENS等典型数控系统的组成及性能特点；第九章通过具体工程实例，介绍普通机床的数控化改造、数控机床电气配置及PLC控制流程，具有一定的操作性和实践性；第十章通过实例介绍数控机床常见的故障类型及故障诊断的方法，体现数控机床控制技术与系统的综合应用。 本书参考学时范围为56～64学时，有关章节内容可根据专业要求和学时情况酌情调整。本书在使用过程中应注意以下几方面的问题： 1)由于本课程涉及的知识面较广，因此，对有关问题的阐述应从整体上加以考虑，注意数控机床控制系统各部分之间的联系，信号输入、输出，信号性质及信号的处理方式，突出重点，注意知识点和知识面的结合。 2)本书在编写过程中，适当将有关知识点的介绍放入习题中，因此，在做这类习题时，应注意背景资料的介绍。 3)教材的内容组织是以数控机床组成为依据的，编写第九章的目的就是要将有关内容综合起来，因此，第九章的内容既可放在后阶段学习时参考，也可穿插在有关章节中作为参考。 本书可作为职业技术教育、高职高专数控技术专业、机电一体化专业的教学用书，也可作为从事数控机床工作的工程技术人员的参考书。 本书由王侃夫(第一、四、五、七、八、九和十章，附录A、C和D)，王芳(第六章，附录B)，周莉(第二、三章)编写。王侃夫任主编，宋又廉教授任主审。 本书在编写过程中得到了同济大学金洵浩教授、上海开通数控有限公司汤季安教授级高级工程师、上海电气(集团)上海电机厂有限公司柴家隆副总工程师、上海明精机床有限公司上海重型机床厂陈建新高级工程师、上海宏赛自动化电气有限公司杨军辉高级工程师、中国纺织机械股份有限公司唐兹民高级工程师、上海汽轮机厂有限公司李斌高级工程师的大力支持和帮助；还得到了上海电机学院梁森、杨卫平、龚建芳和刘桂英等老师的热情帮助，在此表示衷心的感谢。同时，还得到了下列单位的大力支持和帮助：上海市职业培训指导中心、上海三菱电梯有限公司、上海航天设备制造总厂、德马吉(DMG)中国公司、南通机床厂、浙江日发数码精密机械股份有限公司等，在此一并表示感谢。 编者特别感谢主审宋又廉教授，他对本教材的编写大纲、内容选择、知识点介绍和图形表示等提出了许多有益的建议和实施方案，使编者受益匪浅，促使本教材第2版较第1版有所提高，富有特色。 本书自2002年出版以来，得到了广大读者的热情帮助和支持，这次修订虽然花费了不少精力，但由于编者水平有限，仍有许多不足之处，恳请广大读者批评指正，并欢迎您把对本书的意见和建议通过Email(skwangkf@126com)告诉我们，不胜感谢。 编者第1版编者的话 本书是根据上海市教育委员会职业教育课程改革及示范教材的编写要求，于1998年10月制定通过的编写大纲编写的，是数控加工类专业系列教材之一。 数控机床是机电一体化的典型产品，综合了计算机、自动控制、电动机与拖动、电子和电力、自动检测、气液压及精密机械等方面的技术。数控机床的高精度、高效率及高柔性决定了发展数控机床是当前我国机械制造业技术改造的必由之路，是未来工厂自动化的基础。随着数控机床的大量使用，在职业教育数控专业和其他机电专业中普及数控机床控制技术及系统的基础知识就显得尤为重要。同时，通过机床数控技术基础的学习，对提高学生的知识综合应用能力有很大的帮助。 本书根据编者的实践和教学经验，从数控机床组成这一角度出发，系统地介绍了数控机床控制技术及系统的基础知识。在深度和广度上，一方面注意知识面和知识点的掌握程度；另一方面注意本教材与系列教材中其他课程的衔接，同时兼顾新技术和新知识在机床数控技术中的应用。通过大量实例介绍，强调知识的实际应用，以适应职业教育的教学特点。 本书共分十章，每章均附有小结、复习思考题。第一章介绍了数控机床控制系统的基本组成及控制原理；第二章介绍了数控机床常用位置检测装置的种类、作用、安装及信号形式；第三、四章介绍了数控机床中主轴及进给驱动电动机的种类及相应驱动装置的控制方式；第五章综合了第二、三和四章的基础知识，突出数控机床位置控制的实质及数控机床运行、调试中所涉及到的一些基本参数；第六、七章介绍了数控系统软、硬件的基本组成及功能，典型数控系统的组成和控制特点；第八章介绍了数控机床开关量控制及可编程序控制器(PLC)在数控机床中的应用；第九章介绍了以数控机床为基础的柔性制造系统(FMS)的物流、信息流及质量控制等方面的基本知识；第十章以上述内容为基础，通过具体工程实例，突出数控机床控制技术及系统的综合应用，具有一定的实践性和操作性。 本教材参考学时范围为90～96课时，有关章节内容可根据专业要求及学时情况酌情调整。本教材在使用过程中应注意以下几方面的问题： 1)由于本课程涉及的知识面较广，因此，对有关问题的阐述应从整体上加以考虑，注意数控机床控制系统各部分之间的联系，信号的输入、输出，信号性质及信号的处理方式。同时，本着“够用”、“必需”的原则，根据实际情况，突出重点，注意知识点和知识面的结合。 2)本教材在编写过程中，适当将有关知识点的介绍放入习题中，因此，在做这类习题时，应注意背景资料的介绍。 3)教材的内容组织是以数控机床组成为依据的，编写第十章的目的就是要将有关章节内容综合起来，因此，第十章的内容既可在最后学习时参考，也可穿插在有关章节中作为参考。 本书可作为职业技术教育、高职高专及职大数控技术应用专业、机电一体化专业的教学用书，也可作为从事数控机床工作的工程技术人员的参考书。 本书由王侃夫(第一、二、三、四、五章和第十章第一节)，刘军(第六、七章和第十章第二节)，汪烨(第八章)，唐兹民(第九章)编写。王侃夫任主编，茅祖相任主审。 本书在编写过程中得到了以下单位的大力支持和帮助：上海开通数控有限公司、中国纺织机械股份有限公司上海第一纺织机械厂、上海重型机床厂、上海汽轮机有限公司、上海重型机器厂、上海第二机床厂、上海第四机床厂、上海三菱电梯有限公司和上海日立电动工具有限公司等。上海电机技术高等专科学校的机床数控实验室、CAD/CAM实训基地为本书中的有关数据进行了验证，该校杨卫平老师为本书提供了有关资料并提出了很多宝贵意见，编者在此一并致谢。 限于编者的水平，书中难免存在错误与不妥之处，恳请读者批评指正。

目录
第2版编者的话
第1版编者的话

第一章概论1
第一节数控机床控制系统的构成1
第二节数控机床的分类7
第三节现代数控技术及发展9
本章小结13
复习思考题13

第二章位置检测装置14
第一节概述14
第二节角编码器15
第三节光栅23
第四节磁栅及磁阻位移测量装置28
第五节感应同步器和旋转变压器31
本章小结35
复习思考题35

第三章驱动电动机36
第一节进给电动机与丝杠的连接36
第二节步进电动机37
第三节伺服电动机41
第四节主轴电动机48
本章小结53
复习思考题53

第四章驱动装置55
第一节步进驱动装置55
第二节晶闸管直流驱动装置58
第三节晶体管直流脉宽调制驱动装置71
第四节交流伺服驱动装置76
第五节交流主轴驱动装置85
本章小结95
复习思考题95

第五章数控系统及功能98
第一节数控系统的组成及功能98
第二节数控功能的实现101
第三节数控系统的软硬件109
第四节数控系统中的通信接口116
本章小结119
复习思考题120

第六章数控机床伺服系统121
第一节伺服系统类型及性能121
第二节伺服性能的影响因素及参数129
第三节主轴定向控制135
本章小结138
复习思考题138

第七章数控机床PLC140
第一节数控机床PLC的控制对象140
第二节数控机床PLC的形式141
第三节PLC在数控机床控制中的应用146
本章小结155
复习思考题155

第八章典型数控系统介绍161
第一节FANUC 0数控系统161
第二节SIEMENS数控系统167
第三节开放式数控系统179
第四节全数字式数控系统182
本章小结185
复习思考题186

第九章数控机床控制技术应用
实例188
第一节车床数控改造188
第二节加工中心换刀PLC控制流程197
第三节XH714立式加工中心电气
控制202
第四节基于定位模块的PLC位置
控制213
本章小结217
复习思考题217

第十章数控机床故障诊断219
第一节故障诊断的方法219
第二节故障诊断实例226
本章小结233
复习思考题233

附录236
附录AISO4336—1981(E)机床数字控制
——数控装置和数控机床电气
设备之间的接口规范236
附录B数控机床伺服系统常用
调节控制238
附录CFANUC PLC功能指令简介240
附录DSTEP7 PLC基本指令246

参考文献249