譯者序
原書前言
第1章計算機數控（CNC）
技術導論1
1.1數控加工的發展歷史3
1.1.1第二次世界大戰後初期3
1.1.2機床行業的重建3
1.1.3東德的機床工業4
1.1.4全球機床行業的發展5
1.1.5德國機床工業的進一步發展6
1.1.6日本機床的影響6
1.1.7德國機床制造業的危機6
1.1.8原因及影響7
1.1.9柔性制造繫統7
1.1.102009年世界經濟危機9
1.1.11形勢及展望9
1.1.12結論10
1.2數控技術發展的裡程碑12
1.3數控技術和計算機
數控技術15
1.3.1通向NC的途徑15
1.3.2硬件16
1.3.3軟件17
1.3.4控制類型17
1.3.5數控軸19
1.3.6可編程序控制器20
1.3.720
1.3.8計算機技術和數控技術20
1.3.9NC程序和編程22
1.3.10?數據輸入24
1.3.11數控繫統的操作24
1.3.12數控編程25
1.3.13小結27
1.3.14?本節要點28
第2章計算機數控（CNC）
機床的功能29
2.1路徑信息和路徑測量31
2.1.1引言31
2.1.2軸的標識31
2.1.3位置控制回路33
2.1.4位置的測量35
2.1.5測量儀器的簡單診斷44
2.1.6補償45
2.1.7本節要點54
2.2切換功能55
2.2.1簡要介紹55
2.2.2換刀功能55
2.2.3銑床和加工中心的換刀功能56
2.2.4車床的換刀功能57
2.2.5刀具的位置編碼58
2.2.6工件的更換59
2.2.7主軸的變速功能61
2.2.8進給速度功能62
2.2.9小結62
2.2.10本節要點63
2.3操作功能64
2.3.1定義繫統64
2.3.2CNC繫統的基本功能64
2.3.3CNC繫統的特殊功能68
2.3.4防踫撞功能71
2.3.5數控機床的集成安全理念78
2.3.6狀態監測和機床數據采集93
2.3.7數控顯示97
2.3.8CNC的觸摸操作98
2.3.9數控繫統用戶界面的擴展99
2.3.10安全運行模式選擇的
電子鑰匙繫統102
2.3.11開放式數控繫統104
2.3.12OPC UA在數控機床中的應用106
2.3.13成本評估107
2.3.14現代數控繫統的優點109
2.3.15小結109
2.3.16本節要點110
2.4可編程序控制器112
2.4.1定義112
2.4.2PLC的發展歷史112
2.4.3PLC的組成和工作原理113
2.4.4數據總線和現場總線115
2.4.5PLC的優點118
2.4.6PLC的編程和文檔語言119
2.4.7PLC 程序120
2.4.8程序存儲器121
2.4.9PLC、CNC和PC集成122
2.4.10PLC的選擇標準122
2.4.11小結124
2.4.12CNC和PLC的列表比較124
2.4.13本節要點126
2.5CNC繫統對機床組件的影響128
2.5.1機床配置128
2.5.2床身129
2.5.3導軌130
2.5.4機床外罩131
2.5.5冷卻繫統131
2.5.6排屑繫統131
2.5.7小結131
2.5.8本節要點132
第3章計算機數控（CNC）機床的
電氣驅動繫統133
3.1CNC機床的驅動調節135
3.1.1定義135
3.1.2數控坐標軸的機械結構136
3.1.3模擬控制137
3.1.4模擬量調節與數字量調節的比較137
3.1.5數字量的智能驅動技術138
3.1.6控制器類型和控制特性140
3.1.7控制環路增益和Kv因數
（位置環增益）141
3.1.8前饋控制142
3.1.9伺服驅動器143
3.1.10小結146
3.1.11本節要點147
3.2CNC機床的進給驅動繫統149
3.2.1進給驅動繫統的要求150
3.2.2進給驅動的類型150
3.2.3直線電動機的種類155
3.2.4直線電動機驅動的優缺點156
3.2.5驅動控制器和CNC繫統的連接157
3.2.6測量傳感器158
3.2.7小結159
3.2.8本節要點160
3.3CNC機床的主軸驅動繫統161
3.3.1主軸驅動繫統的要求161
3.3.2主軸驅動的類型162
3.3.3主軸驅動繫統的結構形式162
3.3.4交流同步電動機的驅動模式164
3.3.5永磁同步電動機驅動的優缺點165
3.3.6本節要點165
3.4CNC機床的驅動繫統選型167
3.4.1方法與步驟167
3.4.2主軸驅動繫統的選型172
3.4.3小結173
3.5基於工藝參數的主軸機械設計174
3.5.1電機的選擇174
3.5.2軸承174
3.5.3潤滑175
3.5.4加工過程175
3.5.5工業4.0對主軸的要求179
3.5.6本節要點180
第4章數控機床和制造繫統183
4.1數控機床185
4.1.1加工中心和數控銑床185
4.1.2數控車床191
4.1.3數控磨床196
4.1.4數控齒輪加工機床202
4.1.5數控鑽床和鏜床207
4.1.6數控鋸床209
4.1.7激光加工設備210
4.1.8衝壓機床和衝剪機床215
4.1.9彎管機床218
4.1.10數控電火花加工機床220
4.1.11電子束機床222
4.1.12水切割機床223
4.1.13復合機床225
4.1.14測量和檢驗設備232
4.1.15小結234
4.1.16本節要點235
4.2增材制造236
4.2.1引言236
4.2.2定義237
4.2.3工藝流程238
4.2.4增材制造工藝的分類241
4.2.5幾種重要的疊層制造工藝242
4.2.6增材制造的優點250
4.2.7應用252
4.2.8新的方法252
4.2.9準備工作 254
4.2.10與生產的結合255
4.2.11小結256
4.2.12本節要點256
4.3柔性制造繫統257
4.3.1定義257
4.3.2柔性259
4.3.3柔性制造繫統261
4.3.4柔性制造繫統的技術特征263
4.3.5

原書前言



數控輔助制造技術在當今已成為全球生產的支柱。已具有高度自動化的制造業在互聯網技術的幫助下，變得更加有效。因此，任何正在或想要在切削加工或增材加工制造技術領域工作的人員都必須擁有扎實的數控技術基礎知識，必須了解數控機床的各個組件如何運作，以及它們如何影響整個繫統、影響被加工工件的質量，以及影響最後的生產盈利。
數字化正在改變生活的各個領域，包括制造業。工業 4.0 一詞是在全球工業制造領域中應用互聯網技術的代名詞。即使是對數控輔助制造繫統的規劃，都始於機床制造商和用戶之間復雜的溝通，其重點往往不在於是否完全自動化，而是尋找技術上合適的、生產效益高的和經濟性好的解決方案。為此，良好的術語知識是必不可少的。此外，還要求能夠實際使用這項技術所提供的廣泛可能性。加工的規劃、設計和設備調試過程都是由數字工具來支持的。作為項目規劃的結果，機床制造商開發了其機床繫列的數字孿生技術，從而可以更靈活地響應客戶的需求。利用數字孿生技術，用戶幾乎可以完整地準備好自己的生產，而不必為此占用真正的機器來進行非生產性任務。
盡管由於越來越多的數字化和人工智能的應用，數控機床的制造和使用過程中的常規任務正在逐漸消失，但仍然需要高素質的人員來開發、規劃和完善合適的解決方案，並在這個過程中始終重視後續的盈利性。在用戶方面，包括操作員和程序員以及負責操作、維護和維修的專業人員。他們扎實的專業知識和對各方面相互作用的理解是確保這種制造生產繫統始終正常運作和盈利的先決條件。
我們把本書奉獻給希望具備這些高素質的人員。

三位編寫者都是工程師和專業作家，他們在數控機床和控制的研發、FMS 規劃、 CNC/CAD/CAM 技術的應用、網絡和自動化應用方面，以及對管理人員、工業技術人員和學生的培訓以及教學方面有多年的跨專業的經驗。