数控机床的分类
数控机床的品种规格很多，分类方法也各不相同.一般可根据功能和结构，按下面四种原则进行分类.
1、按机床运动的控制执进分类
(1)点位控制数控机床。点位控制数控机床只要求控制机床的移动部件从一点移动到另一点的准确定位，对于点与点之间的运动轨迹的要求并不严格，在移动过程中不进行加工，各坐标轴之间的运动是不相关的。为了实现既快又精确的定位，两点间位移的移动一般先快速移动，然后慢速趋近定位点，从而保证定位精度.如图3.6所示为点位控制的加工轨迹。具有点位控制功能的机床主要有数控钻床、数控惶床和数控冲床等.
(2)直线控制数控机床。直线控制数控机床也称为平行控制数控机床，其特点是除了控制点一与点之间的准确定位外.还要控制两相关点之间的移动速度和移动轨迹，但其运动路线只是与机床坐标轴平行移动，也就是说同时控制的坐标轴只有一个，在移位的过程中刀具能以指定的进给速度进行切削.其有直线控制功能的机床主要有数控车床、数控铣床和数控磨床等。
(3)轮廓控制数控机床。轮廓控制数控机床也称连续控制数控机床，其控制特点是能够对两个或两个以上的运动坐标方向的位移和速度同时进行控制.为了满足刀具沿工件轮廓的相对运动轨迹符合工件加工轮廓的要求，必须将各坐标方向运动的位移控制和速度控制按照规定的比例关系精确地协调起来。因此，在这类控制方式中.就要求数控装置具有插补运算功能，通过数控系统插补运算器的处理，把直线或圆弧的形状描述出来，也就是一边计算，一边根据计算结果向各坐标轴控制器分配脉冲量，从而控制各
坐标轴的联动位移量与要求的轮廓相符合.在运动过程中刀具对工件表面连续进行切削，可以进行各种直线、圆弧、曲线的加工。轮廓控制的加工轨迹如图3.7所示。
这类机床主要有数控车床、数控铣床、数控线切割机床和加工中心等，其相应的数控装置称为轮廓控制数控系统。根据它所控制的联动坐标轴数不同，又可以分为下面儿种形式。
1)二轴联动。它主要用于数控车床加工旋转曲面或数控铣床加工曲线柱面。
2)二轴半联动。它主要用于三轴以上机床的控制，其中两根轴可以联动，而另外一根轴可以作周期性进给。如图3.8所示就是采用这种方式加工三维空问曲面的.
3)三轴联动。它一般分为两类，一类就是X,Y,Z三个直线坐标轴联动，比较多地用于数控铣床和加工中心等，如图3.9所示为用球头铣刀铣削三维空间曲面;另一类是除了同时控制X,Y,Z其中两个直线坐标轴外，还同时控制围绕其中某一直线坐标轴旋转的旋转坐标轴，如车削加工中心，它除了纵向((Z轴)、横向(X轴)两个直线坐标轴联动外，还要同时控制围绕Z轴旋转的主轴(C轴)联动.
4)四轴联动。它同时控制X,Y,Z三个直线坐标轴与某一旋转坐标轴联动。如图3.10所示为同时控制X,Y,Z三个直线坐标轴与一个工作台回转轴联动的数控机床。
5)五轴联动。除同时控制X,Y,Z三个直线坐标轴联动外，还同时控制围绕这些直线坐标轴旋转的A,B,C坐标轴中的两个坐标轴，形成同时控制五个轴联动。这时刀具可以被定在空间的任意方向，如图3.11所示.比如控制刀具同时绕X轴和Y轴两个方向摆动.使得刀具在其切削点上始终保持与被加工的轮廓曲面成法线方向，以保证被加工曲面的光滑性，提高其加工精度和加工效率，减小被加工表面的粗糙度。
2、按伺服系统拉制的方式进行分类
(1)开环控制数控机床.开环控制数控机床的进给伺服驱动是开环的，即没有枪测反馈装置，一般它的49动电动机为步进电动机。步进电动机的主要特征是控制电路每变换一次指令脉冲信号，电动机就转动一个步距角，并且电动机本身就有自锁能力。
其控制系统的框图如图3. 12所示，数控系统输出的进给指令信号通过脉冲分配器来控制驭动电路.它以变换脉冲的个数来控制坐标位移量，以变换脉冲的频率来控制位移速度，以变换脉冲的分配顺序来控制位移的方向.因此，这种控制方式的最大特点是控制方便、结构简单、价格便宜。因为数控系统发出的指令信号流是单向的，所以不存在控制系统的稳定性问题，但由于机械传动的误差不经过反馈校正，因而位移精度不高。
(2)闭环控制数控机床。闭环控制数控机床的进给伺服驱动是按闭环反馈控制方式工作的，其驭动电动机可采用直流或交流两种伺服电动机，并需要具有位置反馈和速度反馈，在加工中随时检测移动部件的实际位移量，并及时反馈给数控系统中的比较器。它与插补运算所得到的指令信号进行比较，其差值又作为伺服驭动的控制信号，进而带动位移部件以消除位移误差。
按位置反谈检侧元件的安装部位和所使用的反馈装置的不同，它又分为全闭环控制和半闭环控制两种控制方式。
1)全闭环控制。如图3. 13所示，其位置反馈装置采用直线位移检测元件(目前一般采用光栅尺)，安装在机床的工作台侧面，即直接检侧机床工作台坐标的直线位移M，并通过反馈消除从电动机到机床工作台的整个机械传动链中的传动误差，从而得到机床工作台的准确位置。这种全闭环控制方式主要用于精度要求很高的数控坐标惶床和数控精密磨床等。
2)半闭环控制。如图3. 14所示.其位置反馈采用转角检测元件(目前主要采用编码器等)直接安装在伺服电动机或丝杠端部。由于大部分机械传动环节未包括在系统闭环环路，因此可获得较稳定的控制特性。理杠等机械传动误差不能通过反馈来随时校正，但是可以采用软件定仇补偿方法适当提高其精度。目前，大部分数控机床采用半闭环控制方式。
(3)混合控制数控机床。将上述控制方式的特点有选择地集中，可以组成棍合控制的方案。如前所述。由于开环控制方式稳定性好、成本低、精度差，而全闭环稳定性差.因此，为了互相弥补，以满足某些机床的控制要求，宜采用很合控制方式.采用较多的控制方式有开环补偿型和半闭环补偿型两种方式。
3、按数控系统的功能水平分类
按数控系统的功能水平，通常把数控系统分为低、中、高三档.这种分类方式，在我国用得较多.低、中、高三档的界限是相对的，不同时期，划分标准也会不同.就日前的发展水平看，可以根据表3. 1所示的一些功能及指标，将各种类IV的数控系统分为低、中、高档三类。其中，中、高档一般称为全功能数控或标准型数控。经济型数控属于低档数控，是指由单片机和步进电动机组成的数控系统，或其他功能简单、价格低的数控系统。经济型数控系统主要用于车床、线切割机床以及旧机床改造等。
4、按加工工艺及机床用途分类
(1)金属切削类。金属切削类数控机床指采用车、铣、长、铰、钻、磨、刨等各种切削工艺的数控机床。它又可分为以下两类。
1)普通型数控机床。如数控车床、数控铣床、数控磨床等。
2)加工中心。其主要特点是具有自动换刀机构和刀具库，工件经一次装夹后，通过自动更换各种刀具，在同一台机床上对工件各加工面连续进行铣〔车)、锐、铰、钻、攻螺纹等多种工序的加工，如(惶/铣类)加工中心、车削中心、钻削中心等。
(2)金属成形类.金属成形类数控机床指采用挤、冲、压、拉等成形工艺的数控机床.常用的有数控压力机、数控折弯机、数控弯管机、数控旋压机等。
(3)特种加工类。特种加工类数控机床主要有数控电火花线切割机、数控电火花成形机、数控火焰切割机、数控激光加工机等。
睐第1章数控机床的结构特点 1.1数控机床的组成 1.1.1 数控机床的整体结构 数控机床的组成，从大的方面划分，主要由信息载体、计算机数控装置、坐标伺服系统、辅助控制系统、位置和速度检测反馈系统以及过程检测的自适应控制系统等六部分组成。数控机床的组成框图如图1.1所示。 图1.1 数控机床的组成框图 图1-5数控机床的组成及框图 1．信息载体 它是把加工零件通过建立数学模型及数学处理后，按规范编制成工艺流程，形成程序文件，然后通过计算机存储到软盘或磁盘上，再将软盘或磁盘的程序输送到数控系统中。或者通过键盘将加工程序输送到数控系统中，也可通过DNC接口用通用计算机直接将加工程序输送到数控系统中。
这些软盘、磁盘、键盘或通用计算机就是信息载体。我们把可用不同形式将零件的加工程序记录在上面，并可传输给数控装置的这种载体称为信息载体，也可称为控制介质。 在早期的数控机床上，常用纸带、穿孔卡片、磁带等作为信息载体。 2．计算机数控装置 加工程序由输入装置传送到数控系统中后，经过中央处理单元、运算器、存储器、控制器等，又通过数控系统软件、机床参数等的支持，再经过输出装置，分配到坐标伺服系统和辅助控制系统中去。 同时又将坐标伺服系统中的位置检测信号、速度检测信号和自适应控制的温度、转矩、振动、摩擦、切削力及液压、气压、中心润滑等系统的压力多因素变化过程检测的反馈信息，经与给定值和最佳参数反复比较、处理后，再输出给坐标伺服系统和辅助控制系统。 这里的输入/输出装置、中央处理单元（CPU）、运算器、存储器和控制器等组成的装置称为计算机数控装置。 3．坐标伺服系统 由伺服控制电路、功率放大器、交流伺服电机或线性电机、位置和速度检测装置等组成，将数控装置发出的脉冲信号转换成机床的各坐标运动，这种系统称为坐标伺服系统。 坐标伺服系统中的位置检测装置和速度检测装置，对坐标运行的直线位置、角向位置的准确性和直线运行速度、角向回转速度进行检测、修正。其中包括主轴转换成伺服坐标的角向位置检测和回转运行的速度检测。坐标伺服系统中的坐标运行位置精度和运行速度将直接影响数控机床的加工精度和生产效率。 4．辅助控制装置 辅助控制装置的作用，就是通过接收数控装置发出的辅助控制指令，经输入/输出接口电路转换成强电（动力能源）信号，用来控制机床主轴的启动、停止，主轴的无级调速，机械手、刀库、换刀的动作，刀塔的动作，尾座的动作，工作台的交换、定位、夹紧，冷却液装置的动作，排屑器的动作，液压装置的动作，气压装置的动作及中心润滑装置的动作等。 辅助控制装置用辅助指令来控制数控机床各开关量，能使机床在运行过程中形成一套完整或较完整的逻辑工作状态。 数控机床由数控装置、伺服驱动装置、检测反馈装置、和机床本体四大部分组成。 1.1.2计算机数控系统（简称CNC）的组成 计算机数控系统（CNC）主要由微型计算机、外围设备和机床控制装置三大部分组成。1．微型计算机
1数控机床对机械结构的基本要求提高数控机床性能的措施有哪些 要求(1)具有较高的静、动刚度和良好的抗振性(2)具有良好的热稳定性(3)具有较高的运动精度与良好的低速稳定性(4)具有良好的操作、安全防护性能 措施(1)合理选择NC的总体布局(2)提高构件的刚度(3)提高机床抗振性(4)改善机床热变形(5)保证运动的精度和稳定性 2数控机床斜床身布局的优点(1)热稳定性(2)运动精度(3)加工制造(4)操作、防护排屑性能 3卧式数控镗铣床或加工中心采用T形床身和框架双立柱各有的特点(1)T形床身布局可以使工作台沿床身作X向移动时,在全行程范围内,工作台和工件条件完全支承在床身上,因此,机床刚性好,工作台承载能力强,加工精度易得到保证,且这种结构可以很方便的增加X轴行程,便于机床品种的系列化、零部件的通用化和标准化(2)框架结构双立柱采用了对称结构,主轴箱在两立柱中间上、下运动,与传统的主轴箱侧挂式结构相比,提高了结构刚度.另外,主轴箱是从左、右两导轨的内侧进行定位,热变形产生的主轴轴线变位被限制在垂直方向上,可以通过对Y轴的补偿,减小热变形的影响 4箱中箱即”内外双框架”高速加工机床采用箱中箱的原因:与传统的立柱移动式布局比较,X、Z轴在移动部件中去除了部件本身的重量,且X轴上下均有导轨支撑,提高了整体刚度,另外X、Y对称布局提高了机床的热稳定性，使机床的加工精度得到提高 5虚拟轴机床:虚拟轴机床的基座与主轴平台间是由六根杆并联的连接的称之为并联结构 结构特点:X、Y、Z三个坐标轴的运动由六根杆同时相互耦合地伸缩运动来实现.主轴平台的受力由六根杆分担,每根杆受力要小的多,且只承受拉力或压力不受弯矩和扭矩 与传统机床比的优点:刚度高、移动部件重量小、结构简单,零件的数量多 6数控机床对主传动的基本要求;(1)主轴一般都要求能自动实现无级调速(2)机床主轴系统必须有足够高的转速和足够大的功率,以适应高速、高效的加工需要(3)为了降低噪声、减轻发热、减少振动,主传动系统应简化结构,减少传动件(4)在加工中心上,还必须具有安装刀具和刀具交换所需的自动夹紧装置,以及主轴定向准停装置,以保证刀具和主轴、刀库、机械手的正确啮合(5)为了扩大机床功能,实现对C轴位置(主轴回转角度)的控制,主轴还需安装位子检测装置,以便实现对主轴位置的控制 实现无级变速的方法有(1)采用交流主轴驱动系统(2)采用变频器带变频电动机或普通交流电机(3)电主轴 7数控机床的主传动增加辅助机械变速装置的作用:扩大调速范围,分段无级调速 8数控机床对进给传动系统的基本要求(1)提高部件刚度(2)减小传统部件的惯量(3)减小传动部件的间隙(4)减小系统的的摩擦阻力 进给传动的基本形式(1)丝杠(通常为滚珠丝杠或静压丝杠)螺母副(2)通过齿轮、齿条副,将伺服电动机的旋转运动变成直线运动(3)采用直线电动机进行驱动 各自的特点(1)滚珠丝杠螺母副特点:①摩擦损失小,传动效率高②丝杠螺母之间预紧后,可以消除间隙,提高了传动刚度③摩擦阻力小,不易产生低速爬行现象④长期工作磨损小、使用寿命长、精度保持性好静压丝杠的特点:①摩擦因数很小,因此起动转矩很小传统灵敏避免了爬行②油膜层可以吸振,提高了运动的平稳性③由于油液的的不断流动有利于散热和减少热变形,提高了加工精度和表面粗糙度④油膜有刚度减小了反向间隙⑤油膜对丝杠误差有均化作用⑥承载能力与供油压力成正比与转速无关(2)齿轮齿条副传动用于行程较长的大型机床上,可以得到较大的传动比,进行高速直线运动,刚度及机械效率也高(3)利用直线电动机驱动可以完全取消传动系统中将旋转运动变为直线运动的环节,大大简化机械传统的结构,实现所谓的‘零传动’
数控机床的特点和应用 数控机床的特点和应用 1、数控机床的特点 (1)加工精度高。数控机床是按数字形式给出的指令进行加工的。目前数控机床的脉冲当量普遍达到了。.001，而且进给传动链的反 向间隙与丝杠螺距误差等均可由数控装置进行补偿，因此，数控机 床能达到很高的加工精度。对于中、小型数控机床，其定位精度普 遍可达0.03,重复定位精度为0.01. (2)对加工对象的适应性强。数控机床上改变加工零件时，只须 重新编制程序，输人新的程序郭能实现对新的零件的加工，这就为 复杂结构的单件、小批量生产以及试制新产品提供了极大的便利。 对那些普通手工操作的普通机床很难加工或无法加工的精密复杂零件，数控机床也能实现自动加工。 (3)自动化程度高，劳动强度低。数控机床对零件的加工是按事 先编好的程序自动完成的，操作者除了安放穿孔带或操作键盘、装 卸工件、对关键工序的中间检测以及观察机床运行之外，不需要进 行复杂的重复性手工操作，劳动强度与紧张程度均可大为减轻，加 上数控机床一般有较好的安全防护、自动排屑、自动冷却和自动润 滑装置，操作者的劳动条件也大为改善。 (4)生产效率高。零件加工所需的`时间主要包括机动时间和辅助时间两部分。数控机床主轴的转速和进给量的变化范围比普通机床大，因此数控机床的每一道工序都可选用最有利的切削用量。由于 数控机床的结构刚性好，因此，允许进行大切削量的强力切削，这 就提高了切削效率，节省了机动时间。因为数控机床的移动部件的 空行程运动速度快，所以工件的装夹时间、辅助时间比一般机床少。 数拉机床更换被加工零件时几乎不需要重新调整机床.故节省了 零件安装调整时间。数控机床加工质量稳定，一般只做首件检验和
数控机床的机械结构 在数控机床发展的最初阶段，其机械结构与通用机床相比没有多大的变化，只是在自动变速、刀架和工作台自动转位和手柄操作等方面作些改变。随着数控技术的发展，考虑到它的控制方式和使用特点，才对机床的生产率、加工精度和寿命提出了更高的要求。数控机床的主体机构有以下特点：1）由于采用了高性能的无级变速主轴及伺服传动系统，数控机床的极限传动结构大为简化，传动链也大大缩短；2）为适应连续的自动化加工和提高加工生产率，数控机床机械结构具有较高的静、动态刚度和阻尼精度，以及较高的耐磨性，而且热变形小；3）为减小摩擦、消除传动间隙和获得更高的加工精度，更多地采用了高效传动部件，如滚珠丝杠副和滚动导轨、消隙齿轮传动副等；4）为了改善劳动条件、减少辅助时间、改善操作性、提高劳动生产率，采用了刀具自动夹紧装置、刀库与自动换刀装置及自动排屑装置等辅助装置。根据数控机床的适用场合和机构特点，对数控机床结构因提出以下要求： 一、较高的机床静、动刚度 数控机床是按照数控编程或手动输入数据方式提供的指令自动进行加工的。由于机械结构（如机床床身、导轨、工作台、刀架和主轴箱等）的几何精度与变形产生的定位误差在加工过程中不能人为地调整与补偿，因此，必须把各处机械结构部件产生的弹性变形控制在最小限度内，以保证所要求的加工精度与表面质量。 为了提高数控机床主轴的刚度，不但经常采用三支撑结构，而且选用钢性很好的双列短圆柱滚子轴承和角接触向心推力轴承铰接出相信忒力轴承，以减小主轴的径向和轴向变形。为了提高机床大件的刚度，采用封闭界面的床身，并采用液力平衡减少移动部件因位置变动造成的机床变形。为了提高机床各部件的接触刚度，增加机床的承载能力，采用刮研的方法增加单位面积上的接触点，并在结合面之间施加足够大的预加载荷，以增加接触面积。这些措施都能有效地提高接触刚度。 为了充分发挥数控机床的高效加工能力，并能进行稳定切削，在保证静态刚度的前提下，还必须提高动态刚度。常用的措施主要有提高系统的刚度、增加阻尼以及调整构件的自振频率等。试验表明，提高阻尼系数是改善抗振性的有效方法。钢板的焊接结构既可以增加静刚度、减轻结构重量，又可以增加构件本身的阻尼。因此，近年来在数控机床上采用了钢板焊接结构的床身、立柱、横梁和工作台。封砂铸件也有利于振动衰减，对提高抗振性也有较好的效果。 二、减少机床的热变形 在内外热源的影响下，机床各部件将发生不同程度的热变形，使工件与刀具之间的相对运动关系遭到破环，也是机床季度下降。对于数控机床来说，因为全部加工过程是计算
1数控机床对机械结构的基本要求?提高数控机床性能的措施有哪些? 要求(1)具有较高的静、动刚度和良好的抗振性(2)具有良好的热稳定性(3)具有较高的运动精度与良好的低速稳定性(4)具有良好的操作、安全防护性能 措施(1)合理选择NC的总体布局(2)提高构件的刚度(3)提高机床抗振性(4)改善机床热变形(5)保证运动的精度和稳定性 2数控机床斜床身布局的优点(1)热稳定性(2)运动精度(3)加工制造(4)操作、防护排屑性能 3卧式数控镗铣床或加工中心采用T形床身和框架双立柱各有的特点(1)T形床身布局可以使工作台沿床身作X向移动时,在全行程范围内,工作台和工件条件完全支承在床身上,因此,机床刚性好,工作台承载能力强,加工精度易得到保证,且这种结构可以很方便的增加X轴行程,便于机床品种的系列化、零部件的通用化和标准化(2)框架结构双立柱采用了对称结构,主轴箱在两立柱中间上、下运动,与传统的主轴箱侧挂式结构相比,提高了结构刚度.另外,主轴箱是从左、右两导轨的内侧进行定位,热变形产生的主轴轴线变位被限制在垂直方向上,可以通过对Y轴的补偿,减小热变形的影响 4箱中箱即”内外双框架”高速加工机床采用箱中箱的原因:与传统的立柱移动式布局比较,X、Z轴在移动部件中去除了部件本身的重量,且X轴上下均有导轨支撑,提高了整体刚度,另外X、Y对称布局提高了机床的热稳定性，使机床的加工精度得到提高 5虚拟轴机床:虚拟轴机床的基座与主轴平台间是由六根杆并联的连接的称之为并联结构 结构特点:X、Y、Z三个坐标轴的运动由六根杆同时相互耦合地伸缩运动来实现.主轴平台的受力由六根杆分担,每根杆受力要小的多,且只承受拉力或压力不受弯矩和扭矩 与传统机床比的优点:刚度高、移动部件重量小、结构简单,零件的数量多 6数控机床对主传动的基本要求;(1)主轴一般都要求能自动实现无级调速(2)机床主轴系统必须有足够高的转速和足够大的功率,以适应高速、高效的加工需要(3)为了降低噪声、减轻发热、减少振动,主传动系统应简化结构,减少传动件(4)在加工中心上,还必须具有安装刀具和刀具交换所需的自动夹紧装置,以及主轴定向准停装置,以保证刀具和主轴、刀库、机械手的正确啮合(5)为了扩大机床功能,实现对C轴位置(主轴回转角度)的控制,主轴还需安装位子检测装置,以便实现对主轴位置的控制 实现无级变速的方法有(1)采用交流主轴驱动系统(2)采用变频器带变频电动机或普通交流电机(3)电主轴 7数控机床的主传动增加辅助机械变速装置的作用:扩大调速范围,分段无级调速 8数控机床对进给传动系统的基本要求(1)提高部件刚度(2)减小传统部件的惯量(3)减小传动部件的间隙(4)减小系统的的摩擦阻力 进给传动的基本形式(1)丝杠(通常为滚珠丝杠或静压丝杠)螺母副(2)通过齿轮、齿条副,将伺服电动机的旋转运动变成直线运动(3)采用直线电动机进行驱动 各自的特点(1)滚珠丝杠螺母副特点:①摩擦损失小,传动效率高②丝杠螺母之间预紧后,可以消除间隙,提高了传动刚度③摩擦阻力小,不易产生低速爬行现象④长期工作磨损小、使用寿命长、精度保持性好静压丝杠的特点:①摩擦因数很小,因此起动转矩很小传统灵敏避免了爬行②油膜层可以吸振,提高了运动的平稳性③由于油液的的不断流动有利于散热和减少热变形,提高了加工精度和表面粗糙度④油膜有刚度减小了反向间隙⑤油膜对丝杠误差有均化作用⑥承载能力与供油压力成正比与转速无关(2)齿轮齿条副传动用于行程较长的大型机床上,可以得到较大的传动比,进行高速直线运动,刚度及机械效率也高(3)利用直线电动机驱动可以完全取消传动系统中将旋转运动变为直线运动的环节,大大简化机械传统的结构,实现所谓的‘零传动’
数控机床机械结构的要求 在数控机床发展的最初阶段，其机械结构与通用机床相比没有多大的变化，只是在自动变速、刀架和工作台自动转位和手柄操作等方面作些改变。随着数控技术的发展，考虑到它的控制方式和使用特点，才对机床的生产率、加工精度和寿命提出了更高的要求。数控机床的主体机构有以下特点：1)由于采用了高性能的无级变速主轴及伺服传动系统，数控机床的极限传动结构大为简化，传动链也大大缩短；2)为适应连续的自动化加工和提高加工生产率，数控机床机械结构具有较高的静、动态刚度和阻尼精度，以及较高的耐磨性，而且热变形小；3)为减小摩擦、消除传动间隙和获得更高的加工精度，更多地采用了高效传动部件，如滚珠丝杠副和滚动导轨、消隙齿轮传动副等；4)为了改善劳动条件、减少辅助时间、改善操作性、提高劳动生产率，采用了刀具自动夹紧装置、刀库与自动换刀装置及自动排屑装置等辅助装置。根据数控机床的适用场合和机构特点，对数控机床结构因提出以下要求： 一、较高的机床静、动刚度 数控机床是按照数控编程或手动输入数据方式提供的指令自动进行加工的。由于机械结构(如机床床身、导轨、工作台、刀架和主轴箱等)的几何精度与变形产生的定位误差在加工过程中不能为地调整与补偿，因此，必须把各处机械结构部件产生的弹性变形控制在最小限度内，以保证所要求的加工精度与表面质量。 为了提高数控机床主轴的刚度，不但经常采用三支撑结构，而且选用钢性很好的双列短圆柱滚子轴承和角接触向心推力轴承铰接出相信忒力轴承，以减小主轴的径向和轴向变形。为了提高机床大件的刚度，采用封闭界面的床身，并采用液力平衡减少移动部件因位置变动造成的机床变形。为了提高机床各部件的接触刚度，增加机床的承载能力，采用刮研的方法增加单位面积上的接触点，并在结合面之间施加足够大的预加载荷，以增加接触面积。这些措施都能有效地提高接触刚度。 为了充分发挥数控机床的高效加工能力，并能进行稳定切削，在保证静态刚度的前提下，还必须提高动态刚度。常用的措施主要有提高系统的刚度、增加阻尼以及调整构件的自振频率等。试验表明，提高阻尼系数是改善抗振性的有效方法。钢板的焊接结构既可以增加静刚度、减轻结构重量，又可以增加构件本身的阻尼。因此，近年来在数控机床上采用了钢板焊接结构的床身、立柱、横梁和工作台。封砂铸件也有利于振动衰减，对提高抗振性也有较好的效果。
数控机床基本知识 参考书目： 全国数控培训网络天津分中心组编. 数控机床（第2版）. 机械工业出版社，2006 第一章数控机床概述 美国PARSONS公司与麻省理工学院伺服机构研究所合作，在1952年第一台由专用电子计算机控制的三坐标立式数控铣床研制成功。之后经过不断的改善，于1955年进入实用阶段 （可用于背景的论述） 随着科学技术的不断发展，对机械产品的质量和生产率提出了越来越高的要求。（对机床的要求越来越高） 制造业的全球化竞争日趋激烈。 统计资料表明，在机械制造工业中单件小批量生产占据机械加工总量的80%左右。 数控机床特别适用于加工批量小、加工零件的形状比较复杂、加工的精度要求的产品的加工。 1 数控机床的工作过程 （1）编制加工程序 根据被加工零件的图样进行工艺方案的分析与设计，进而进行数控编程（需要技术与经验，最重要的一部） （2）加工程序的输入 可以用计算机和数控机床的接口直接进行通信，将编写零件的加工程序输入到数控系统。 （3）预调刀具和夹具 根据零件的工艺设计方案中所确定的刀具方案和夹具方案，在加工之前，进行安装与调整刀具和夹具。 （4）数控装置对加工程序进行译码和运算处理 处理后变成脉冲信号 脉冲信号 有的送至机床的伺服系统，经传动机构驱动机床的相关部件，完成对零件的切削加工。 有的送到可编程控制器，按顺序控制机床的其他辅助部件，完成工件夹紧、松开、冷却液的开闭、刀具的自动更换等动作。 （5）加工过程的在线检测 数控系统需要随时检测机床的坐标位置、行程开关的状态等，并与程序的要求相比较，以决定下一步工作。 2 数控机床的组成 数控机床是典型的机电一体化产品，主要由程序载体、输入/输出装置、数控装置、伺服系统和机床本体等五部分组成。 （1）程序载体 人与数控机床建立某种联系，联系的中间媒介就是程序载体，如穿孔带、磁带、磁盘等。 数控编程的一般过程，首先对零件图上的几何形状、尺寸和技术条件进行工艺分析，在此基础上确定加工顺序和进给路线（应该是工艺师在进行这部分工作？） 确定主运动和进给运动的工艺参数； 确定加工供过程中的各种辅助操作； 用标准格式的代码编制出加工程序，再将加工程序存入程序载体。 （2）人机交互装置
机床机械结构的设计要求 发表时间：2019-05-24T10:18:48.673Z 来源：《电力设备》2018年第32期作者：高强 [导读] 摘要：在全球经济时代的到来，各行业市场都对产品要求更高，要求不仅产品在性能方面能够满足人们的需要，还能够给企业带来更高的利润。 （身份证号码：23020819850225xxxx） 摘要：在全球经济时代的到来，各行业市场都对产品要求更高，要求不仅产品在性能方面能够满足人们的需要，还能够给企业带来更高的利润。在机床行业也是如此，机床是现阶段社会主要的加工设备，就机械结构进行入手，充分满足客户对机床性能的新要求，是现阶段机床设计的基本方向。本文主要基于作者实际工作经验，简要的分析机床机械结构的设计，希望对相关从业人员有所帮助。 关键词：机床机械；结构设计；优化性能 Abstract: in the advent of the era of global economy, the industry market has higher request to the product, not only products in terms of performance can meet the needs of the people, also can bring higher profits to the enterprise. Society at present stage is in the machine tool industry, machine tool processing equipment, mainly on the mechanical structure, fully satisfy customer new requirements on the performance of the machine tool, is the basic direction of machine tool design. In this paper, based on actual work experience, the author briefly analysis of the mechanical structure design of machine tools, hope to be helpful to the related professionals. Key words: machine tool machinery; Structure design; Optimize performance 1 数控机床组成分析 数控机床系统结构比较复杂，因为操作人员主要是按照数控系统计算机语言编写加工零件的加工程序，经过输入装置传输至数控装置，而数控装置经过编译的方法，反馈其参数到输入装置，进而便于操作人员实施观测。在一般情况下，还配有辅助控制的装置，方便一些简单和特殊零件的加工，数控装置把加工程序变为指令控制，伺服驱动的装置，经过伺服驱动装置，对机床机械的传动进行控制。经过检测反馈装置，监测出机械部件运动状态，以数据形式反馈到数控装置，实现了机床闭环控制。 2 数控机床机械结构 在当前数控机床通常是实现主切削运动主传动的系统，实现进给运动的系统，和每个传动装置驱动的系统。在移动或是静止时的平滑床部件、液压、冷却、切割等辅助系统，充分实现了关键工件旋转分度基本设备，比如说：工作台，自动换刀的装置、自动托盘交换的装置。结合客户、实际的要求，安装自动上下料的机器人，自动监控系统、远程操作系统、损坏、精度检测等的功能。数控机床部件和传统的机床主体部件是比较相似的，因为控制系统特殊性的因素，实现整体布局、机械机构、传动结构、加工的能力，数控机床就传动机床的优势较大。 3 数控机床对机械结构的要求 3.1在传动和静止过程中保持高刚度和良好的抗冲击性 数控机床对加工精度的要求高于传统机床。通过调整和补偿很难完全解决。因此，为了提高刚性，特别设计了部件的刚性，从而确保了CNC加工的精度。例如，π型横截面分离器在水平和垂直方向上都具有更好的刚性，并且广泛用于大中型机床中。 机床振动通常是因为内部的旋转部件动态的不平衡、切削单侧力所引起的，提升其数控机床的抗振性措施：动态平衡机床高旋转部件，减少和消除传动部件的间隙，并且增加部件固有的频率，避免出现共振。不仅有以上措施，当前还需做的是应用阻尼材料，填充其机床较大部件间隙，在表面上喷抹阻尼涂层，实现对振动的抑制。 3.2 减小机床的热变形 机床的热变形原因主要是机床内部的热源出现热量，比如说：电动机、逆变器，经过使用高效伺服电机甚至是电主轴，高效的电机控制的系统在一定程度上减少电子控制部件整体的发热量，经过应用导轨、摩擦系数低的轴承减少齿轮等部件，尽可能的减少机器热源，对部件散热进行改善。结构主要是采用了对称结构的方式，均匀的减少热变形就加工精度的影响分析。 4 机床机械结构的优化方案 数控机床主要是基于现有的CNC程序、输入数字信息命令自动化设备，在经过长时间工作后，机器极易出现变形的问题，几何精度的误差，在加工工作时是难以修复的。所以，我们必须努力减少其机械结构变形率，以保证加工零件的精确度和质量。在机械结构中，主轴所承受较高的劳动强度，不仅是三个支撑施工方法，还应选择轴承时的刚性要求，尽可能的减少主轴在轴向、径向的磨损、变形。就机床结构的大部件，为有效提升其刚度，我们必须先关闭床身，经过液压平衡的装置，尽可能的减少位置的变化，减少机械变形。机床的承载能力也是机器部件之间接触刚度的要求。并且它可以使接合面的预载满足更大压力的要求。所有上述措施都可以有效地增加接触表面的刚度。 为了保证数控机床的加工能力，在增强静刚度后，动刚度也会提高。目前，有三种常用的方法用于改善动态刚度，例如改进的系统刚度，部件调整和阻尼。其中，增加阻尼系数是一种常见且最有效的方法。焊接钢板不仅提高了静刚度，减轻了重量负担，而且还达到了增加阻尼的效果。近年来，数控机床的大多数床身，工作台，梁和柱都是用钢板焊接的，有些机床使用的是砂封铸件。它还具有减少振动和改善抗振性的良好效果。 在机床的工作过程中，内部热源产生热量，热量是变形的主要原因之一。为尽量减少热变形，热源应尽可能远离机器主机。只有通过有效减少热源的措施才能缓解热变形的问题。通常，不可能消除数字机床的所有内部热源和外部热源。把热变形的可能降到最低。机床的热部件的强制冷却处理是常用的有效手段，并且还可以使用用于加热机床的低温部件的装置。目标是确保机器的所有部件尽可能保持温度一致，以减少由于温度引起的变形。让我们以主轴箱为例。这最小化了热变形对加工零件直径的影响。从结构上讲，减小主轴中心与垂直地面之间的距离可以有效地减少热变形的发生，同时保持主轴箱的温升一致，避免主轴倾斜。 滚珠丝杠在数控机床中所占据的作用比较明显，若是滚珠丝杠加热，在开环系统中，极易出现定位不准确的问题，当前就有一些人使用预张紧，避免导螺杆的变形问题出现，但是这个方法是不能完全消除导螺杆变形。 5 机床的性能优化措施 主驱动的变速系统在数控机床中所占据的作用比较重要，一般用在大中型机床是齿轮传动的系统。还有一些小型的数控机床使用了这些类型变速器，这种扭矩提供出更大动力。而大多数的小型机床使用皮带进行传动，皮带传动与齿轮传动有着很大的区别，噪音较小。并
数控机床的分类及典型轴类零件的加工.txt跌倒了，爬起来再哭~~~低调！才是最牛B的炫耀！！不吃饱哪有力气减肥啊？真不好意思，让您贱笑了。我能抵抗一切，除了诱惑……老子不但有车，还是自行的……一. 数控机床的分类 1. 1按加工工艺方法分类 1金属切削类数控机床 与传统的车、铣、钻、磨、齿轮加工相对应的数控机床有数控车床、数控铣床、数控钻床、数控磨床、数控齿轮加工机床等。尽管这些数控机床在加工工艺方法上存在很大差别，具体的控制方式也各不相同，但机床的动作和运动都是数字化控制的，具有较高的生产率和自动化程度。 在普通数控机床加装一个刀库和换刀装置就成为数控加工中心机床。加工中心机床进一步提高了普通数控机床的自动化程度和生产效率。例如铣、镗、钻加工中心，它是在数控铣床基础上增加了一个容量较大的刀库和自动换刀装置形成的，工件一次装夹后，可以对箱体零件的四面甚至五面大部分加工工序进行铣、镗、钻、扩、铰以及攻螺纹等多工序加工，特别适合箱体类零件的加工。加工中心机床可以有效地避免由于工件多次安装造成的定位误差，减少了机床的台数和占地面积，缩短了辅助时间，大大提高了生产效率和加工质量。 2特种加工类数控机床 除了切削加工数控机床以外，数控技术也大量用于数控电火花线切割机床、数控电火花成型机床、数控等离子弧切割机床、数控火焰切割机床以及数控激光加工机床等。 3板材加工数控机床 常见的应用于金属板材加工的数控机床有数控压力机、数控剪板机和数控折弯机等。 近年来，其它机械设备中也大量采用了数控技术，如数控多坐标测量机、自动绘图机及工业机器人等 1. 2按控制控制运动轨迹分类 1点位控制数控机床 位置的精确定位，在移动和定位过程中不进行任何加工。机床数控系统只控制行程终点的坐标值，不控制点与点之间的运动轨迹，因此几个坐标轴之间的运动无任何联系。可以几个坐标同时向目标点运动，也可以各个坐标单独依次运动。 这类数控机床主要有数控坐标镗床、数控钻床、数控冲床、数控点焊机等。点位控制数控机床的数控装置称为点位数控装置。 2直线控制数控机床 直线控制数控机床可控制刀具或工作台以适当的进给速度，沿着平行于坐标轴的方向进行直线移动和切削加工，进给速度根据切削条件可在一定范围内变化。 直线控制的简易数控车床，只有两个坐标轴，可加工阶梯轴。直线控制的数控铣床，有三个坐标轴，可用于平面的铣削加工。现代组合机床采用数控进给伺服系统，驱动动力头带有多轴箱的轴向进给进行钻镗加工，它也可算是一种直线控制数控机床。 数控镗铣床、加工中心等机床，它的各个坐标方向的进给运动的速度能在一定范围内进行调整，兼有点位和直线控制加工的功能，这类机床应该称为点位/直线控制的数控机床。 3轮廓控制数控机床
数控机床的组成分类及特点 数控机床的组成 ①控制介质 人和数控机床联系的媒介物。控制介质可以是穿孔带，也可以是穿孔卡、磁带、磁盘或其他可以储存代码的载体，有些直接集成在CAD/CAM中。 ②数控装置 数控装置是数控机床的中枢，在普通数控机床中一般由输入装置、存储器、控制器、运算器和输出装置组成。数控装置接收输入介质的信息，并将其代码加以识别、储存、运算，输出相应的指令脉冲以驱动伺服系统，进而控制机床动作。在计算机数控机床中，由于计算机本身即含有运算器、控制器等上述单元，因此其数控装置的作用由一台计算机来完成。 ③伺服系统 其作用是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床移动部件的运动，包括信号放大和驱动元件。其性能好坏直接决定加工精度、表面质量和生产率。 ④机床 早期采用通用车床，现在采用了新的加强刚性、减小热
变形、提高精度等方面的技术使其发生了很大的变化。 数控机床的分类 数控机床规格繁多，据不完全统计已有400多个品种规格。可以按照多种原则来进行分类。但归纳起来，常见的是以下面4种方法来分类的。 ①按工艺用途分类 一般数控机床、数控加工中心、多坐标数控机床 ②按运动轨迹分类 点位控制数控机床、点位直线控制数控机床、轮廓控制数控机床 ③按伺服系统的控制方式分类 开环控制数控机床、闭环控制数控机床、半闭环控制数控机床 ④按数控装置分类 硬件控制数控机床、软件控制数控机床 数控机床的特点 ①采用了高性能的主轴及伺服传动系统，机械结构得到简化，传动链较短； ②为了使连续性自动化加工，机械结构具有较高的动态刚度及耐磨性，热变形小； ③更多的采用高效率、高精度的传动部件，如滚珠丝
数控机床的分类 数控机床的品种规格很多，分类方法也各不相同.一般可根据功能和结构，按下面四种原则进行分类. 1、按机床运动的控制执进分类 (1)点位控制数控机床。点位控制数控机床只要求控制机床的移动部件从一点移动到另一点的准确定位，对于点与点之间的运动轨迹的要求并不严格，在移动过程中不进行加工，各坐标轴之间的运动是不相关的。为了实现既快又精确的定位，两点间位移的移动一般先快速移动，然后慢速趋近定位点，从而保证定位精度.如图3.6所示为点位控制的加工轨迹。具有点位控制功能的机床主要有数控钻床、数控惶床和数控冲床等. (2)直线控制数控机床。直线控制数控机床也称为平行控制数控机床，其特点是除了控制点一与点之间的准确定位外.还要控制两相关点之间的移动速度和移动轨迹，但其运动路线只是与机床坐标轴平行移动，也就是说同时控制的坐标轴只有一个，在移位的过程中刀具能以指定的进给速度进行切削.其有直线控制功能的机床主要有数控车床、数控铣床和数控磨床等。 (3)轮廓控制数控机床。轮廓控制数控机床也称连续控制数控机床，其控制特点是能够对两个或两个以上的运动坐标方向的位移和速度同时进行控制.为了满足刀具沿工件轮
廓的相对运动轨迹符合工件加工轮廓的要求，必须将各坐标方向运动的位移控制和速度控制按照规定的比例关系精确地协调起来。因此，在这类控制方式中.就要求数控装置具有插补运算功能，通过数控系统内插补运算器的处理，把直线或圆弧的形状描述出来，也就是一边计算，一边根据计算结果向各坐标轴控制器分配脉冲量，从而控制各坐标轴的联动位移量与要求的轮廓相符合.在运动过程中刀具对工件表面连续进行切削，可以进行各种直线、圆弧、曲线的加工。轮廓控制的加工轨迹如图3.7所示。 这类机床主要有数控车床、数控铣床、数控线切割机床和加工中心等，其相应的数控装置称为轮廓控制数控系统。根据它所控制的联动坐标轴数不同，又可以分为下面儿种形式。 1)二轴联动。它主要用于数控车床加工旋转曲面或数控铣床加工曲线柱面。 2)二轴半联动。它主要用于三轴以上机床的控制，其中两根轴可以联动，而另外一根轴可以作周期性进给。如图3.8所示就是采用这种方式加工三维空问曲面的.
数控机床的特点 一般数控机床通常是指数控车床、数控铣床、数控镗铣床等，它们的下述特点对其组成自动化制造系统是非常重要的。 ◆柔性高 数控机床按照数控程序加工零件，当加工零件改变时，—般只需要更换数控程序和配备所需的刀具，不需要靠模、样板、钻镗模等专用工艺装备。数控机床可以很快地从加工一种零件转变为加工另一种零件，生产准备周期短，适合于多品种小批量生产。 ◆自动化程度高 数控程序是数控机床加工零件所需的几何信息和工艺信息的集合。几何信息有走刀路径、插补参数、刀具长度和半径补偿；工艺信息有刀具、主轴转速、进给速度、冷却液开/关等。在切削加工过程中，自动实现刀具和工件的相对运动，自动变换切削速度和进给速度，自动开/关冷却液，数控车床自动转位换刀。操作者的任务是装卸工件、
换刀、操作按键、监视加工过程等。 ◆加工精度高、质量稳定 现代数控机床装备有cnc数控装置和新型伺服系统，具有很高的控制精度，普遍达到1 rn，高精度数控机床可达到0.2 m。数控机床的进给采用闭环或半闭环控制，对反向间隙和丝杠螺距误差以及刀具磨损进行补偿，因而数控机床能达到较高的加工精度。对中小型数控机床，定位精度普遍可达到0.03mm，重复定位精度可达到0.0lmm。数控机床的传动系统和机床结构都具有很高的刚度和稳定性，制造精度也比普通机床高。当数控机床有3～5轴联动功能时，可加工各种复杂曲面，并能获得较高精度。由于按照数控程序自动加工，避免了人为的操作误差，因而同一批加工零件的尺寸一致性好，加工质量稳定。 ◆生产效率较高
零件加工时间由机动时间和辅助时间组成，数控机床加工的机动时间和辅助时间比普通机床明显减少。数控机床主轴转速范围和进给速度范围比普通机床大，主轴转速范围通常在 10～6000r/min，高速切削加工时可达15000r/min，进给速度范围上限可达到10～12m/min，高速切削加工进给速度甚至超过30m /min，快速移动速度超过30～60m/min。主运动和进给运动一般为无级变速，每道工序都能选用最有利的切削用量，空行程时间明显减少。数控机床的主轴电动机和进给驱动电动机的驱动能力比同规格的普通机床大，机床的结构刚度
1.4 数控机床的分类 （1.4节 9~14页） 这节重点是学习和掌握通用数控机床的四大分类及特点。 1.41 按工艺用途分类 1、金属切削类数控机床：分别有数控车床、数控铣床、数控磨床、数控镗床以及加工中心。这些机床的动作与运动都是数字化控制，具有较高的生产率和自动化程度，特别是加工中心，它是一种带有自动换刀装置，能进行铣、钻、镗削加工的复合型数控机床。加工中心又分为车削中心、磨削中心等。还实现了在加工中心上增加交换工作台以及采用主轴或工作台进行立、卧转换的五面体加工中心。 2、金属成形类及特种加工类数控机床：它是指金属切削类以外的数控机床。数控弯管机、数控线切割机床、数控电火花成形机床等等都是这一类数控机床。 1.42 按运动方式分类 1、定位控制数控机床：它是指能控制刀具相对于工件的精确定位控制系统,而在相对运动的过程中不能进行任何加工。通过采用分级或连续降速，低速趋近目标点，来减少运动部件的惯性过冲而引起的定位误差。 2、直线运动控制数控机床:它是指控制机床工作台或刀具以要求的进给速度，沿平行于某一坐标轴或两轴的方向进行直线或斜线移动和切削加工的机床。这类数控机床要要求具有准确的定位功能和控制位移的速度，而且也要偶刀具半径和长度的补偿功能以及主轴转速控制的功能。现代组合机床也算是一种直线运动控制数控机床。 3、轮廓控制的数控机床:它是指能实现两轴或两轴以上的联动加工，而且对各坐标的位移和速度进行严格的不间断控制，具有这种控制功能的数控机床。现代数控机床大多数有两坐标或以上联动控制、刀具半径和长度补偿等等功能。按联动轴数也可分两轴联动、两轴半、三轴、四轴、五轴联动等。随着制造技术的发展，多坐标联动控制也越来普遍。 1.43 按控制方式分类 1、开环控制系统：它是指没有位置检测反馈装置的控制方式。特点是结构简单、价格低廉，但难以实现运动部件的快速控制。广泛应用于步进电机低扭矩、高精度、速度中等的小型设备德驱动控制中，特别在微电子生产设备中。
数控机床的特点与分类 1 .数控技术的发展 数控(N 。merical Control , NC ) ，国家标准(GB8129 一1997 )定义为“用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法”。定义中的“机床”，不仅指金属切削机床，还包括其他各类机床，如线切割机床等。 数控机床(Numerical Control Machine Tools )是金属密集度及自动化程度很高的机电一体化加工装备。它是按国际或国家甚至生成厂家规定的数字和文字编码方式，把各种机床位移量、运转系数、辅助功能(如刀具变换、切削液自动供停等)用数字、文字符号表示出来，通过能识别并处理这些符号的数字控制系统( Numerical Control System ，简称数控系统)变成电信号，继而利用相关的电气元部件实现我们要求的机械动作，从而完成加工任务。国际信息处理联盟(Interna - tional Federat : on of Information Processing , IFIP )第五技术委员会对数控机床的定义是：数控机床是一种装有程序控制系统的机床，该系统能逻辑地处理具有特定代码或其他符号编码指令规定的程序。 1949 年，美国John T . Parsons 和麻省理工学院(MIT )的伺服机构研究所研制成数控三坐标铣床，拉开了NC 机床发展的序幕。1955 年，MIT 协助Parsons 公司在辛辛那提公司(Cincinnati Hydrotel ) 4 #铣床配置数控系统，改装成一部三轴数控铣床，实现传统机器的NC 化。1958 年，MIT 研制出自动刀具程序设计( Automatic Programming Tools , APT )。同年，美国K 各T 公司研制出带自动换刀(Automatic Tool Change , ATC )的加工中心。1959 年，数控机床已可用于片状复杂形状零件的加工。20 世纪60 年代以后，NC 机床制造商全力投人NC 机床生产和销售市场，改进NC 功能，增加NC 加工及应用范围，并引人应用到各种各样机器上，使数控加工逐渐成为生产加工零件的主流. 日本从1952 年开始研究数控机床，1956 年富士通(FANUC )公司研制成数控转塔式冲床。1957 年东京工人研制出数控车床雏形成品。1958 年牧野公司( Mak : no )与FANUC 公司合作，开发出数控铣床。同时，FANUC 公司还将油压脉冲马达和代数运算脉冲补偿电路应用在数控机床上.使数控性能大幅度升高，稳定性能大为增加。1966 年FANUC 公司研制出全集成电路化的数控装置。使NC 变得更有效、更可靠、更小型和更经济。 欧洲的第一台数控机床则直到1959 年才在巴黎机床博览会上展示出来。从20 世纪70 年代起，布线程序控制器逐渐被可编程序存储控制器所取代。由于小型计算机加人控制器的一体化，就有可能用灵活的软件代替任务专一的硬件。通过不断扩大存储器容量，把单一程序甚至整个程序库存人控制器中，通过手动输入可直接在机床上对控制器进行校正。 随着加工中心的出现，以及CNC ( Computeri : ed NC )技术、信息技术、网络控制技术和系统工程的发展，单机数控自动化逐步走向计算机控制的多机制造系统自动化。20 世纪60 年代末，出现的DNC ( Direct NC )系统，就是使用一台较大型的计算机控制和管理多台数控机床，能进行多品种、多工序的自动加工。之后，以此为控制基础，出现了包括加工、组合、检查在自动化程度和规模上不同的多种层次和级别的柔性制造系统即FMS ( Flexihle Manufacturing system ) ，使得数控机床成为组成现代机械制造生产系统的基本设备。 2 .数控机床的特点
数控机床组成、工作原理以及特点 第一节数控机床的组成 数控机床是机电一体化的典型产品，是集机床、计算机、电动机及拖动、动控制、检测等技术为一体的自动化设备。数控机床的基本组成包括控制介质、数控装置、伺服系统、反馈装置及机床本体，见图2-1。 图2-1数控机床组成 一、控制介质 数控机床工作时，不要人去直接操作机床，但又要执行人的意图，这就必须在任何数控机床之间建立某种联系，这种联系的中间媒介物称之为控制介质。 在普通机床上加工零件时，由工人按图样和工艺要求进行加工。在数控机床加工时，控制介质是存储数控加工所需要的全部动作和刀具相对于工件位置等信息的信息载体，它记载着零件的加工工序。数控机床中，常用的控制介质有穿孔纸带、穿孔卡片、磁带和磁盘或其他可存储代码的载体，至于采用哪一种，则取决于数控装置的类型。早期时，使用的是8单位（8孔）穿孔纸带，并规定了标准信息代码ISO（国际标准化组织制定）和EIA（美国电子工业协会制定）两种代码。
二、数控装置 数控装置是数控机床的核心。其功能是接受输入装置输入的数控程序中的加工信息，经过数控装置的系统软件或逻辑电路进行译码、运算和逻辑处理后，发出相应的脉冲送给伺服系统，使伺服系统带动机床的各个运动部件按数控程序预定要求动作。一般由输入输出装置、控制器、运算器、各种接口电路、CRT 显示器等硬件以及相应的软件组成。数控装置作为数控机床“指挥系统”，能完成信息的输入、存储、变换、插补运算以及实现各种控制功能。它具备的主要功能如下： 1）多轴联动控制。 2）直线、圆弧、抛物线等多种函数的插补。 3）输入、编辑和修改数控程序功能。 4）数控加工信息的转换功能：ISO/EIA代码转化，米英制转换，坐标转换，绝对值和相对值的转换，计数制转换等。 5）刀具半径、长度补偿，传动间隙补偿，螺距误差补偿等补偿功能。 6）实现固定循环、重复加工、镜像加工等多种加工方式选择。 7）在CRT上显示字符、轨迹、图形和动态演示等功能。 三、伺服系统 机床上的执行部件和机械传动部件组成数控机床的进给系统，它根据数控装置发来的速度和位移指令控制执行部件的进给速度、方向和位移量。每个进给运动的执行部件都配有一套伺服系统。伺服系统的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换为机床移动部件的运动，它相当于手工操作人员的手，使工作台（或溜板）精确定位或按规定的轨迹作严格的相对运动，最后加工出符合图样要求的零件。 伺服系统由伺服驱动电动机和伺服驱动装置组成，它是数控系统的执行部分。驱动机床执行机构运动的驱动部件，包括主轴驱动单元（主要是速度控