高檔數(shù)控機(jī)床是裝備制造業(yè)智能制造的工作母機(jī)，是智能制造最重要的關(guān)鍵裝備之一，對(duì)智能制造有著重要的影響。高檔數(shù)控機(jī)床是衡量一個(gè)國(guó)家裝備制造業(yè)發(fā)展水平和產(chǎn)品質(zhì)量的重要標(biāo)志。
　　近年來(lái)，我國(guó)已經(jīng)連續(xù)多年成為世界最大的機(jī)床裝備生產(chǎn)國(guó)、消費(fèi)國(guó)和進(jìn)口國(guó)。中高端機(jī)床生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)一步提升，但高檔數(shù)控機(jī)床國(guó)產(chǎn)化率甚至不到10%。
　　數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的大腦，決定機(jī)床裝備的性能、功能、可靠性和成本，而國(guó)外對(duì)我國(guó)至今仍進(jìn)行封鎖限制，成為制約我國(guó)高檔數(shù)控機(jī)床發(fā)展的瓶頸。國(guó)內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)的中高端市場(chǎng)被德國(guó)西門(mén)子公司、日本FANUC公司瓜分。低端市場(chǎng)是國(guó)內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)的天下，數(shù)十家系統(tǒng)廠擠在這個(gè)狹小的市場(chǎng)區(qū)域。鑒于此，我們必須自己攻克此技術(shù)，目前，我國(guó)數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了從模擬式、脈沖式到全數(shù)字總線(xiàn)的跨越。
　　為了促進(jìn)我國(guó)數(shù)控機(jī)床行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，近幾年，國(guó)家出臺(tái)一系列政策以支持?jǐn)?shù)控機(jī)床行業(yè)發(fā)展。根據(jù)工業(yè)和信息化部2016年的《智能制造工程實(shí)施指南(20162020)》，我國(guó)數(shù)控機(jī)床國(guó)產(chǎn)化率將在2020年超過(guò)50%。2015年10月，國(guó)家制造強(qiáng)國(guó)建設(shè)戰(zhàn)略咨詢(xún)委員會(huì)發(fā)布的《(中國(guó)制造2025)重點(diǎn)領(lǐng)域技術(shù)路線(xiàn)圖》對(duì)未來(lái)十年我國(guó)高檔數(shù)控機(jī)床的發(fā)展做出規(guī)劃。未來(lái)十年，我國(guó)數(shù)控機(jī)床將重點(diǎn)針對(duì)航空航天裝備、汽車(chē)、電子信息設(shè)備等產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，開(kāi)發(fā)高檔數(shù)控機(jī)床、先進(jìn)成形裝備及成組工藝生產(chǎn)線(xiàn)。
　　2019年1月28日，高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備科技重大專(zhuān)項(xiàng)2019年度再次啟動(dòng)，其中有16個(gè)課題涉及數(shù)控機(jī)床。
　　隨著《中國(guó)制造2025》和工業(yè)4.0的逐漸實(shí)施，以及基于國(guó)情制造業(yè)要升級(jí)，淘汰勞動(dòng)密集型的低端制造業(yè)，我國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)必須實(shí)現(xiàn)大比重國(guó)產(chǎn)化，實(shí)現(xiàn)數(shù)控產(chǎn)業(yè)為國(guó)家的競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)勢(shì)產(chǎn)業(yè)。
　　有需求也有機(jī)遇，我國(guó)有全世界最齊全的工業(yè)門(mén)類(lèi)和全世界最大的工業(yè)市場(chǎng)，另外，我國(guó)有世界名列前茅的5G技術(shù)，方便于實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床與工業(yè)機(jī)器人融合發(fā)展。這些條件非常有利于數(shù)控機(jī)床的發(fā)展。
　　在此背景下，本書(shū)出版第3版，本次再版增加了許多近幾年數(shù)控機(jī)床的新技術(shù)和新應(yīng)用，對(duì)相關(guān)數(shù)控名詞概念進(jìn)行規(guī)范化，相關(guān)表述更加貼近數(shù)控機(jī)床開(kāi)發(fā)實(shí)際，特別介紹了5G技術(shù) 數(shù)控機(jī)床 工業(yè)機(jī)器人融合發(fā)展技術(shù)。
　　插補(bǔ)方面增加了參數(shù)曲線(xiàn)直接插補(bǔ)內(nèi)容，數(shù)控系統(tǒng)方面增加了華中數(shù)控系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)介紹分析，更加貼近實(shí)踐，PLC方面增加了數(shù)控系統(tǒng)廠家對(duì)PLC的應(yīng)用思路，數(shù)控加工工藝方面進(jìn)一步梳理，增加了形象化的數(shù)控加工框圖，對(duì)數(shù)控切削用量的選擇也進(jìn)一步細(xì)化和列表，方便于加工實(shí)踐，裝夾方面增加了夾具實(shí)物圖，更具有指導(dǎo)性。
作者方面增加了許昌學(xué)院李耀輝老師，李耀輝老師對(duì)本書(shū)插補(bǔ)、CNC系統(tǒng)內(nèi)容做了許多改進(jìn)工作。
　　本次再版得到了武漢華中數(shù)控股份有限公司總工程師朱志紅教授的多次指導(dǎo)，在此致謝！
編者

2022年1月

數(shù)控技術(shù)（數(shù)字化控制技術(shù)）是未來(lái)控制技術(shù)的發(fā)展方向，從家用電器到醫(yī)療器械，從地下的探測(cè)設(shè)備到太空飛行器，許多領(lǐng)域都大量使用了數(shù)字信號(hào)和數(shù)控技術(shù)。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，特別是現(xiàn)代控制理論研究的深入，數(shù)字化控制技術(shù)在控制領(lǐng)域的比重將逐漸增加，并有逐漸取代其他傳統(tǒng)控制方法的趨勢(shì)。
數(shù)控技術(shù)與機(jī)械制造中的機(jī)床設(shè)備相結(jié)合，形成了一種全新的加工裝備數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床的整個(gè)加工過(guò)程由數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制。近年來(lái)數(shù)控技術(shù)的快速發(fā)展極大地推動(dòng)了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（CAD/CAM）、柔性制造系統(tǒng)（flexible manufacture system,FMS）和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）的發(fā)展。數(shù)控技術(shù)正在改變制造業(yè)的生產(chǎn)方式、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、組織模式，是關(guān)系到國(guó)家戰(zhàn)略地位的重要技術(shù)。
數(shù)控技術(shù)的發(fā)展歷程經(jīng)歷了硬件數(shù)控（numerical control,NC）和計(jì)算機(jī)數(shù)控(computerized numerical control,CNC)兩個(gè)階段。硬件數(shù)控的運(yùn)算和控制功能均由邏輯電路來(lái)完成，靈活性差，柔性不好。計(jì)算機(jī)數(shù)控是隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的，其主要功能基本上由軟件來(lái)完成。隨著數(shù)控操作系統(tǒng)功能的不斷完善，軟件系統(tǒng)開(kāi)放性的不斷提高，CNC對(duì)不同的加工工藝及要求容易通過(guò)軟件程序來(lái)解決，不需改變硬件，因此，靈活性好，柔性較強(qiáng)。
教育學(xué)部高等學(xué)校機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)于2007年會(huì)同中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)、清華大學(xué)出版社組成中國(guó)機(jī)械工程學(xué)科教程研究組 出版的《中國(guó)機(jī)械工程學(xué)科教程》，采用知識(shí)領(lǐng)域邊界再設(shè)計(jì)的方法，構(gòu)造了機(jī)械工程本科專(zhuān)業(yè)教育的知識(shí)體系和框架，形成了科學(xué)的課程知識(shí)體系。我們根據(jù)該知識(shí)體系和框架，本著從高等院校教育目標(biāo)及知識(shí)、能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu)的要求出發(fā)，編寫(xiě)了數(shù)控技術(shù)教材。書(shū)中以數(shù)控技術(shù)的基本原理和基本知識(shí)為根基，以數(shù)控機(jī)床為主線(xiàn)，全面且系統(tǒng)地反映了數(shù)控技術(shù)各方面的內(nèi)容。本書(shū)對(duì)數(shù)控技術(shù)的核心內(nèi)容和最新技術(shù)作了較為深入、系統(tǒng)的介紹，全書(shū)內(nèi)容充實(shí)、具體、科學(xué)、先進(jìn)，敘述深入淺出，內(nèi)容編排循序漸進(jìn)，文字簡(jiǎn)練。本書(shū)采用國(guó)產(chǎn)著名品牌華中數(shù)控系統(tǒng)作為典型系統(tǒng)進(jìn)行分析講解，以國(guó)產(chǎn)三維CAD/CAM軟件CAXA作為自動(dòng)編程軟件進(jìn)行介紹，在數(shù)控系統(tǒng)和自動(dòng)編程的講解上實(shí)例充分。通過(guò)對(duì)本教材的學(xué)習(xí)掌握，讀者可以對(duì)數(shù)控技術(shù)有較完整的、系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，對(duì)數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)有較清晰的了解。
本書(shū)可作為高等院校機(jī)械工程相關(guān)本科專(zhuān)業(yè)數(shù)控技術(shù)數(shù)控系統(tǒng)及數(shù)控機(jī)床原理課程的教學(xué)用書(shū)，也適合研究生、專(zhuān)科學(xué)生及從事數(shù)控技術(shù)工程的技術(shù)人員閱讀參考。
本書(shū)共分為8章。第1章簡(jiǎn)要介紹數(shù)控機(jī)床的組成、工作原理、分類(lèi)和發(fā)展； 第2章分析插補(bǔ)原理，并介紹典型的插補(bǔ)方法； 第3章講述計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的硬件和軟件，分別介紹計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)硬件的組成和功能以及軟件的結(jié)構(gòu)和功能； 第4章分析數(shù)控位置檢測(cè)裝置，按照工作原理的不同分別對(duì)各種數(shù)控位置檢測(cè)裝置進(jìn)行了分析； 第5章分析數(shù)控伺服系統(tǒng)，對(duì)數(shù)控伺服系統(tǒng)的類(lèi)型、伺服電動(dòng)機(jī)及調(diào)速、現(xiàn)代典型數(shù)控伺服系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹； 第6章講述數(shù)控手工編程； 第7章講述自動(dòng)編程及CAXA軟件的使用方法； 第8章介紹了數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)。
本書(shū)由嚴(yán)育才、張福潤(rùn)擔(dān)任主編，程憲平、段明忠擔(dān)任副主編。本書(shū)第1、2章由張福潤(rùn)編寫(xiě)，第3、4、7、8章由嚴(yán)育才編寫(xiě)，第5章由程憲平、嚴(yán)育才共同編寫(xiě)，第6章由段明忠、嚴(yán)育才共同編寫(xiě)。本書(shū)在編寫(xiě)過(guò)程中得到了華中科技大學(xué)數(shù)控國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和華中科技大學(xué)金工實(shí)訓(xùn)中心的大力幫助，在此對(duì)數(shù)控國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和金工實(shí)訓(xùn)中心的各位老師表示衷心的感謝。華中科技大學(xué)李元科教授、孫親錫教授、劉延林教授、朱冬梅教授對(duì)本書(shū)的編寫(xiě)提出了許多寶貴的意見(jiàn)，在此也一并致謝！
本書(shū)為修訂版，利用此次修訂的機(jī)會(huì)，作者不僅認(rèn)真仔細(xì)地訂正了第1版中存在的錯(cuò)誤和疏漏，還將平時(shí)教學(xué)中使用的電子課件進(jìn)行了整理，并增補(bǔ)了部分習(xí)題參考解答。
限于編者的水平，書(shū)中難免有錯(cuò)誤和不妥之處，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

編者

2012年2月