当前位置：文档之家 › 第1章数控机床概述

第1章数控机床概述

  • 格式：ppt
  • 大小：2.01 MB
  • 文档页数：37

下载文档原格式

  / 37

合集下载

第一章 数控机床概述

第一章 数控机床概述

第一节 数控机床的加工特点及其应用
6)数控机床加工的自动化程度很高，除刀具的进给运动外， 对零件的装夹、刀具的更换、切屑的排除等工作均能自动 完成。 7)采用数控机床加工，能通过选用最佳工艺路线和切削用 量，有效地减少加工中的辅助时间，较大地提高生产效率。 8)在数控机床上加工零件，一般可省去前期划线、中间检 验等工作，通常还可省去复杂的工装，减少对零件的安装、 调整等工作，故能明显缩短加工的准备时间，降低生产费 用。
新型数控车床的空转动时间大为缩短。
第三节 数控车床概述
(3)高柔性 数控车床具有高柔性，适应70%以上的多品 种、小批量零件的自动加工。 (4)高可靠性 随着数控系统的性能提高，数控机床的无故 障时间迅速提高。 (5)工艺能力强 数控车床既能用于粗加工又能用于精加工， 可以在一次装夹中完成其全部或大部分工序。 (6)模块化设计 数控车床的制造采用模块化原则设计。 三、数控车床的组成及布局
第一章
第一节 数控机床的加工特点及其应用
一、数控机床的加工特点 1)能加工超精零件。 2)能加工轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的零件。 3)能加工普通机床不能(或不便)加工的多种零件。 4)能加工经一次装夹定位后，需进行多道工序加工的零件。 5)一台数控机床可同时加工两个或多个相同的零件，也可 同时加工多工序的不同零件。
一、数控机床的组成
图1-16 数控机床的组成
第二节 数控机床的组成及工作原理
1.输入装臵 (1)控制介质输入 所谓控制介质就是数控信息的物质载体， 通常有穿孔纸带、磁带、磁盘等；相应的输入装臵是光电 纸带阅读机、录音机、磁盘驱动器等。 (2)手工输入 利用键盘和显示屏，输入控制机床运动和刀 具运动的指令。 (3)直接输入存储器 从自动编程机上、其他计算机上或网 络上，将编制好的加工程序通过通信接口直接输入数控装 臵的存储器，这是现代数控机床的发展趋势。

第一章数控机床概论

第一章数控机床概论

第一章数控机床概论第一章数控机床概论1．简述数控机床、数控技巧的全然概念2．简述数控机床的产生过程以及数控技巧的成长趋势3．与传统机床比拟,数控机床有何特点？4．数控机床有哪几部分构成?各部分的感化是什么？5．简述数控机床的加工道理、应用范畴6．按操纵体系的特点数控机床分哪几类？7．按伺服体系的操纵道理数控机床分哪几类？8．什么是点位操纵、直线操纵、轮廓操纵数控机床？第二章运算机数控体系1．CNC体系重要由哪几部分构成？CNC装配重要由哪几部分构成？2．试述CNC装配的工作过程。

3．单微处理器构造的CNC装配与多微处理器构造的CNC装配有何差别？多微处理器构造的CNC装配有哪些全然功能模块？4．共享总线构造的CNC装配与共享储备器构造的CNC装配各有何特点？5．试分析现代CNC装配的硬件构造的特点？6．CNC装配中常用的CPU有哪几类？其特点若何？7．CNC装配中常用的储备器有哪几类？其特点若何？8．CNC装配与机床电气设备之间的接口按功能分为哪几类？各传送什么信息？9．CNC装配的I/O接口电路中常用哪些抗干扰技巧？10．CNC装配的软件构造可分为哪两类？各有何特点？11．中断型构造的软件中，各中断办事法度榜样的优先级是若何安排的？12．CNC装配常用的输入输出设备有哪些？13．CNC装配常用的通信接口有哪些？各有什么特点？14．现代CNC装配的诊断技巧有哪些成长偏向?15．CNC装配的重要技巧指标有哪些？16．简述我国应用较多的几种典范CNC装配的功能和特点？17．何谓刀具长度补偿、刀具半径补偿？其履行过程若何？18．B功能刀具半径补偿与C功能刀具半径补偿的差别在何处？19．什么叫插补？今朝应用较多的插补算法有哪些？20．试述逐点比较法插补的四个节拍，并推导第Ⅱ象限直线插补公式。

21．设欲加工第一象限直线OE、起点坐标为O（0，0），终点坐标为E（11，8），脉冲当量δ＝1，试用逐点比较法插补之并画出插补轨迹。

1 《数控机床控制技术基础》概述

1 《数控机床控制技术基础》概述

2、输入/输出 、输入 输出 输出(I/O) 数控系统对加工程序处理后输出的控制信号除了对进给运行轨迹进行连续控制外， 数控系统对加工程序处理后输出的控制信号除了对进给运行轨迹进行连续控制外， 还要对机床的各种状态进行控制，这些状态包括主轴的变速控制，主轴的正、 还要对机床的各种状态进行控制，这些状态包括主轴的变速控制，主轴的正、反转 及停止，冷却和润滑装置的起动和停止，刀具的自动交换， 及停止，冷却和润滑装置的起动和停止，刀具的自动交换，工件夹紧和放松及分度 工作台转位等。 工作台转位等。 第Ⅰ类：与驱动命令有关的连接电路，主要是与坐标轴进给驱动和主轴驱动的连接 电路。 第Ⅱ类：数控装置与测量系统和测量传感器之间的连接电路。 第Ⅰ类和第Ⅱ类接口传送的信息是数控装置与伺服驱动单元、伺服电动机、位置检 测和速度检测之间的控制信息及反馈信息，它们属于数字控制及伺服控制。 第Ⅲ类：电源及保护电路。由数控机床强电线路中的电源控制电路构成。强电线路 由电源变压器、控制变压器、各种断路器、保护开关、接触器、熔断器等连接而成， 以便为辅助交流电动机（如冷却泵电动机、润滑泵电动机等）、电磁铁、离合器、 电磁阀等功率执行元件供电。强电线路不能与低压下工作的控制电路或弱电线路直 接连接，只有通过断路器、中间继电器等器件，转换成直流低电压下工作的触点的 开合动作，才能成为继电器逻辑电路和PLC可接收的电信号，反之亦然。 第Ⅳ类：开/关信号和代码信号连接电路。是数控装置与外部传送的输入、输出控 制信号。当数控机床不带PLC时，这些信号直接在数控装置和机床间传送。当数控 装置带有PLC时，这些信号除极少数的高速信号外，均通过PLC传送。
三、数控机床控制系统的构成
数控机床进行加工时， 数控机床进行加工时，首先必须将工件的几何数据和工艺数据按规定的代码和格式编 制成数控加工程序，并用适当的方法将加工程序输入数控系统。 制成数控加工程序，并用适当的方法将加工程序输入数控系统。数控系统对输入的加 工程序进行数据处理，输出各种信息和指令，控制机床各部分按规定有序地动作。 工程序进行数据处理，输出各种信息和指令，控制机床各部分按规定有序地动作。 数控机床有以下优点： （1）数控系统取代了普通机床的手工操纵，具有充分的柔性，只要编制成零件程 序就能加工出零件。 （2）零件加工精度一致性好，避免了普通机床加工时人为因素的影响。 （3）生产周期较短，特别适合小批量、单件的加工。 （4）可加工复杂形状的零件，如二维轮廓或三维轮廓加工。 （5）易于调整机床，与其他制造方法（如自动机床、自动生产线）相比，所需调 整时间较少。 数控机床的任务主要有以下方面内容： 1、主轴运动 主轴运动和普通车床一样，主运动主要完成切削任务，其动力约占整台机床动力的 70～80％。基本控制是主轴的正、反转和停止，可自动换档及无级调速；对加工中 心和有些数控车床还必须具有定向控制和C轴控制。

第一章 数控车床简介

第一章 数控车床简介

2、多功能化： （1）数控机床采用一机多能，以最大限度地提高设备设备的利 用率。 （2）前台加工、后台编辑的后台功能，以充分提高其工作效率 和机床利用率。 （3）具有更高的通讯功能，现代数控机床除具有通讯口、DNC 功能外，还具有网络功能。 DNC是Direct Numerical Control/Distributed Numerical Control英文一词的缩写,中文意思：直接数字控制/分布式控 制。 DNC最早是指分布式数控系统（Distributed Numerical Control），其含义是用一台大型计算机同时控制几台数控机 床。后来随着科学技术的进步，数控系统由NC （Numerical Control）发展为CNC （Computer Numerical Control 计算机 数控系统），每一台数控机床由一台计算机（CNC系统）来 控制,所以过去的DNC概念已失去意义。
为实现更高速度、更高精度的指标，目前主要 在下述几个方面采取措施进行研究： （1）数控系统：数控系统采用位数、频率更高的 微处理器，以提高系统的基本运算速度。 （2）伺服交流伺服系统：全数字交流伺服系统， 大大提高了系统的定位精度、进给速度。所谓数字 伺服系统，是指伺服系统中的控制信息用数字量来 处理。随着数字信号微处理器速度的大幅度提高， 伺服系统的信息处理可完全用软件来完成，这就是 所谓的“数字伺服”。
3 智能化：引进了自适应控制技术.自适应控制 （Adaptive Control，简称AC）技术是能调节在 加工过程中所测得的工作状态特性，且能使切削 过程达到并维持最佳状态的技术。 4 高可靠性：通过提高数控系统的硬件质量，采 用模块化、标准化和通用化来提高其可靠性。
二、 数控技术的基本概念 1 数字控制（Numerical Control)，简称NC，它是 采用数字化信息实现加工自动化的控制技术， 用数字化信号对机床的运动及其加工过程进行 控制的机床称作数控机床。 2 NC机床：早期的数控机床的NC装置是由各种 逻辑元件、记忆元件组成随机逻辑电路由硬件 来实现数控功能，称作硬件数控，用这种技术 实现的数控机床称作NC机床。 3 CNC 机床：现代数控系统采用微处理器或专用 微机的数控系统（Computer Numerical Control） 由事先存放在存储器里的系统程序（软件）来 实现控制逻辑，实现部分或全部数控功能，并 通过接口与外围设备进行联接，这样的机床称 作CNC机床。

第一章 数控机床的基本知识

第一章 数控机床的基本知识

驱动系统
南通航院
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 动部件的运动，包括信号放大和驱动元件。 直接决定加工精度、表面质量和生产率。 直接决定加工精度、表面质量和生产率。 脉冲当量δ 相对于每个脉冲信号， 脉冲当量δ ——相对于每个脉冲信号，机床移动部 相对于每个脉冲信号 件的位移，常见的有：0.01mm、0.005mm、 件的位移，常见的有：0.01mm、0.005mm、 0.001mm
第一章、 第一章、数控机床概述
三、数控机床的基本概念
南通航院
数控机床是由普通机床发展而来的， 数控机床是由普通机床发展而来的，它们之间最主 是由普通机床发展而来的 要的区别是： 要的区别是： 前者可以按事先编制好的加工程序自动地对工件进 行加工； 行加工；而后者的整个加工过程必须通过技术工人的手 工操作来完成。 工操作来完成。 示例：
第一章 数控机床概述
步进电机 常用的伺服元件 直流伺服电机 交流伺服电机
南通航院
编码盘 常用的检测元件 光栅 磁珊
（2）主轴驱动系统
第一章 数控机床概述
4、机床
南通航院
早期采用通用机床，现在采用了新的加强刚性、 早期采用通用机床，现在采用了新的加强刚性、减 小热变形、提高精度等方面的设计措施， 小热变形、提高精度等方面的设计措施，使其发生了很 大的变化。 大的变化。 目前已模块化生产， 目前已模块化生产，分为六大块
第一章
数控机床概述
南通航院
二、自动化加工与数控机床 机床数控技术是以数字化的信息处理实现机床自 动控制的一门技术。 动控制的一门技术。 数控机床把刀具和工件之间的相对位置，机床电 数控机床把刀具和工件之间的相对位置， 动机的启动和停止，主轴变速，工件松开夹紧， 动机的启动和停止，主轴变速，工件松开夹紧，刀具 的选择，冷却泵的启动、 的选择，冷却泵的启动、停止等各种操作和顺序动作 等信息用数码化的数据送入数控装置或计算机， 等信息用数码化的数据送入数控装置或计算机，经过 译码、运算， 译码、运算，发出各种指令控制机床伺服系统或其他 执行元件，使机床自动加工出所需工件。 执行元件，使机床自动加工出所需工件。

数控复习资料

数控复习资料

数控复习资料第一章数控机床概述一、名词解释：1、NC：数字控制简称数控，在机床领域指用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种自动化技术。

2、CNC：计算机数控，使用专用计算机通过控制程序来实现部分或全部基本控制功能，并能通过接口与各种输入/输出设备建立联系的一种自动化技术。

3、可编程控制器（PLC）：是一种专为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。

4、CAD：计算机辅助设计5、CAE：计算机辅助工程6、FMS：柔性制造系统7、FMC：柔性制造单元8、插补：指数据密化的过程，对输入数控系统的有限坐标点（例如起点、终点），计算机根据曲线的特征，运用一定的计算方法，自动地在有限坐标点之间生成一系列的坐标数据，以满足加工精度的要求。

9、基准脉冲插补：又称脉冲增量插补或行程标量插补，适用于以步进电动机为驱动装置的开环数控系统。

其特点是每次插补结束后产生一个行程增量，以脉冲的方式输出到步进电动机，驱动坐标轴运动。

10、数据采样插补：又称数字增量插补或时间标量插补，适用于交、直流伺服电动机驱动的闭环（或半闭环）控制系统。

这类插补算法的特点是插补运算分两步进行。

首先为粗插补，第二步为精插补，即在粗插补的基础上再做数据点的密化。

11、逐点比较插补法：又称代数运算法、醉步法，它是一种最早的插补算法，其原理是：CNC系统在控制加工过程中，能逐点计算和判别刀具的运动轨迹与给定轨迹的偏差，并根据偏差控制进给轴向给定轮廓方向靠近，使加工轮廓逼近给定轮廓曲线。

二、选择填空1、数控机床主要由机床本体、数控系统、驱动装置、辅助装置等几个部分组成。

2、数控系统是数控机床的控制核心。

3、机床数控系统是由加工指令程序、计算机控制装置、可编程逻辑控制器、主轴进给驱动装置、速度控制单元及位置检测装置等组成，其核心部分是计算机控制装置。

4、计算机控制装置由硬件和软件两部分组成。

硬件的主体是计算机，包括中央处理器、输入/输出部分和位置控制部分。

数控机床编程新手入门教程

数控机床编程新手入门教程前言数控机床编程是现代制造业中至关重要的一环，掌握数控机床编程技能可以提高生产效率并降低成本。

本教程旨在帮助新手快速入门数控机床编程，通过逐步介绍基础知识和实用技巧，帮助读者建立起对数控机床编程的基本理解和掌握。

第一章：数控机床概述在开始学习数控机床编程之前，我们先了解一下数控机床的基本概念和工作原理。

数控机床是一种根据预先输入的程序指令自动控制机床运动和加工过程的机床。

它能够实现高精度、高效率的加工，广泛应用于各种制造行业中。

第二章：数控机床编程基础1.G代码和M代码–G代码是数控机床的运动控制代码，用于控制机床的移动及加工动作；–M代码是辅助功能代码，用于控制机床的辅助功能，如冷却润滑等。

2.坐标系–绝对坐标系：以机床工作台的某一位置为参考点，所有坐标值均以该点为基准；–相对坐标系：以机床工作台当前位置为参考点，所有坐标值均以当前位置为基准。

3.编程方式–手动编程：通过输入G代码和M代码进行编程；–自动编程：使用CAM软件进行零件设计和数控程序生成。

第三章：数控编程实例为了更好地理解数控机床编程，我们通过一个简单的实例来演示编程过程。

假设我们需要在一块方形工件上进行铣削加工，首先确定工件坐标系和加工路线，然后编写如下程序：G90 (选择绝对坐标)G17 (选择XY平面)G21 (选择单位为毫米)M06 T1 (选择刀具1)S2000 F500 (主轴转速2000转/分钟，进给速度500毫米/分钟)G00 X0 Y0 (快速定位到工件原点)G01 Z0 (下刀到工件表面)G01 X50 (沿X轴移动50毫米)G01 Y50 (沿Y轴移动50毫米)G01 X0 (回到X轴原点)G01 Y0 (回到Y轴原点)M30 (程序结束)结语本教程介绍了数控机床编程的基础知识和实例应用，希望能够帮助读者初步了解数控机床编程的原理和方法，为进一步深入学习打下坚实的基础。

数控机床编程是一个需要不断练习和实践的技能，希望读者能够在实际应用中不断提升自己的编程水平，为制造业的发展贡献自己的力量。

机床数控技术 第五版 第一章 数控技术概论

2.闭环数控机床
1.3 数控机床的分类
第1章 数控技术概论
3.半闭环数控机床
1.3 数控机床的分类
第1章 数控技术概论
1.3 数控机床的分类
1.3.4 按功能水平分类
按数控系统功能水平的不同 , 数控机床可分为低 、 中 、 高三档 , 这种 分类方式在我国被广泛使用 。 低 、 中 、 高档的界线是相对的 , 不同时期的 划分标准有所不同 。 就目前的发展水平来看 , 可以根据表 1-2 所列举的功能 指标进行数控系统档次的区分 。 其中 , 中 、 高档一般称为全功能型数控或 标准型数控 。 在我国还有经济型数控的提法 , 经济型数控属于低档数控 ,是 由单片机和步进电动机组成的简易数控系统 , 或者是其他功能简单 、 价格较 低廉的数控系统 。 经济型数控系统主要用于车床 、 线切割机床以及由用户 自行改造的旧机床等 。
数控机床是指装备了计算机数控系统的机床 , 简称 CNC 机床 。
第1章 数控技术概论
1.2 数控机床的组成
3.数控技术(Numerical Control Technology)
数控技术是指用数字化信息对某一对象进行控制的技术 , 被控制对象可以是位移 、 转角 、 速度等机械量 , 也可以是温度 、 压力 、 流量 、 颜色等物理量 , 这些量的量值不仅可以测量 ,而 且可以经 A/D 或 D/A 转换 , 用数字信号来表达或控制 。 数控技术是近代发展起来的一种自动控 制技术 , 是机械加工现代化的重要基础与关键技术 。
早期的计算机运算速度低 , 不能适应数控机床实时控制的要求 , 人们只好 用与门 、 或门 、非门等数字逻辑电路 “ 搭 ” 成一台专用计算机作为数控系 统 , 这就是硬件连接数控 , 简称数控(NC)。 随着电子元器件的发展 , 硬件连接 数控阶段经历了三代 :

数控技术的基本概念


（四）计算机数控系统
计算机数控系统（Computerized
Numerical Control System）由装有数
控系统程序的专用计算机、输入输出
设备、可编程序控制器（PLC）、存储
器、主轴驱动及进给驱动装置等部分
组成，习惯上称为CNC系统。
（五）数控程序
输入数控系统中的、使数控机床
执行一个确定的加工任务的、具有特
作业： 术语说明： NC CNC 数控程序 数控编程 数控加工
小型计算机、微处理器和基于工控PC机的通用
CNC系统。
第一台数控机床：1952年 美国麻省理工学院
数控铣床
参考资料：
美国是1952年生产出世界上第一台数控机床， 日本、德国和前苏联是1956年生产出第一台数 控机床，我国在1958年由清华大学研制出了第 一代电子管式数控铣床，1964年北京第一机床 厂生产了以晶体管型的数控系统用于数控机床， 1975年前后我国也研制了数控加工中心。
• （二）、数控机床
•
数控机床（NC Machine）就是采
用了数控技术的机床，或者说是装备
了数控系统的机床。
（三）、数控系统
第一阶段为NC阶段，即逻辑数字控制阶段，
又称硬件数控。其发展经历了三个时代，即电子管
时代、晶体管时代和小规模又称计算机软件数控。其发展经历了三个时代，即
定代码和其它符号编码的一系列指令，
称为数控程序（NC Program）或零件
程序（Part Program）。
（六）数控编程
生成用数控机床进行零件加工的
数控程序的过程，称为数控编程。
（NC Program）
（七）、数控加工
根据零件图样及工艺要求等原始条 件编制零件数控加工程序，输入数控 系统，控制数控机床中刀具与工件的 相对运动，从而完成零件的加工。

第1章 数控机床电气控制概述


第1章数控机床电气控制概述
图1-5开环控制系统结构
第1章数控机床电气控制概述 （2）闭环控制系统 闭环控制系统的机床上安装有检测装置，直接对工作台的位移量 进行检测，当数控装置发出进给指令信号后，经伺服驱动系统使工 作台移动时，安装在工作台上的位置检测装置把机械位移量变为电 量，反馈到输入端与输入设定指令信号进行比较，得到的差值经过 转换和放大，最后驱动工作台向减少误差的方向移动，直到误差值 消除停止移动。闭环系统具有很高的控制精度。图1-6为闭环数控 系统的结构图
第1章 数控机床电气控制概述
第1章 数控机床电气控制概述
• • • • • 1.1数控机床电气控制系统的组成及特点 1.2数控机床的分类及性能指标 1.3数控机床电气控制系统发展 1.4数控机床自动控制基础 思考题与习题
第1章数控机床电气控制概述
第1章 数控机床电气控制概述
1.1数控机床电气控制系统的组成及特点 • 1.1.1 数控机床电气控制系统的组成 • 数字控制（NC,Numerical Control，简称数控）技术 是用数字化信息进行控制的自动制技术，采用数控 技术的控制系统称为数控系统，装备了数控系统的机 床即为数控机床。 • 数控机床电气控制系统由数控装置（CNC, Computer Numerical Control）、主轴驱动系统、进给伺服系统、 检测反馈系统、机床强电控制系统、编程装置等几部 分组成。数控机床电气控制系统的组成如图1-1所示。
第1章数控机床电气控制概述
图1-3 数控铣床直线控制轨迹示意图
图1-2 数控钻床点位控制示意图
图1-4数控铣床轮廓加工示意图
第1章数控机床电气控制概述
（3）轮廓控制系统 轮廓控制系统又称连续控制系统，其特点是数控系统能够对两个 或两个以上的坐标轴同时进行连续控制。加工时不仅要控制起点和 终点，还要控制整个加工过程中每点的速度和位置。图1-4为数控 铣床轮廓加工示意图。 2.按工艺用途分类 （1）金属切削类数控机床 金属切削类数控机床和传统的通用机床产品种类类似，有数控车 床、数控铣床、数控钻床、数控磨床、数控镗床以及加工中心机床 等。数控加工中心是带有自动换刀装置，在一次装夹后，可以进行 多种工序加工的数控机床。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
具有这种运动轨迹控制的数控机床称为直 线控制数控机床，如数控车床、数控镗铣床 等。
第1章数控机床概述
1.1.2 数控机床的分类
（3）轮廓控制数控机床 轮廓控制数控机床（或称连续控制机床），
它的特点是能够对两个或两个以上的坐标轴 方向同时进行连续控制，并能对位移和速度 进行严格的不间断的控制。这类数控机床需 要控制刀尖整个运动轨迹，使它严格地按加 工表面的轮廓形状连续地运动，并在移动时 进行切削加工，可以加工任意斜率的直线、 圆弧和其他函数关系曲线。采用这类控制系 统的机床有数控铣床、数控磨床、加工中心 等。
第1章数控机床概述
1.1.2 数控机床的分类
（2）闭环伺服系统数控机床 l 闭环控制数控机床的特点是在机床的运动部件上安装有直线位移测量装置，
将测量出的实际位移值反馈到数控装置中与输入的指令位移值相比较，用 差值进行控制，直至差值为零。所以，能实现运动部件的精确定位。该系 统加工精度高，但系统的设计、调试、维修困难，且系统复杂，成本高， 主要是一些精度要求很高的镗铣床、超精车床和大型数控机床等。
第1章数控机床概述
1.1.2 数控机床的分类
1、按运动的轨迹分类
（1）点位控制数控机床 （2）直线控制数控机床 （3）轮廓控制数控机床
第1章数控机床概述
1.1.2 数控机床的分类 （1）点位控制数控机床
这类控制系统的特点是只控制刀具相对于 工件定位点的位置精度，不控制点与点之间的 运动轨迹，在移动过程中刀具不进行切削。
第1章数控机床概述
1.1.1 数控机床的产生及历史沿革
60年代末，先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控 系统（简称 DNC），又称群控系统；采用小型计算机控制的计算机 数控系统（简称 CNC），使数控装置进入了以小型计算机化为特征 的第四代。
1974年，研制成功使用微处理器和半导体存贮器的微型计算机数控 装置（简称 MNC），这是第五代数控系统。
第1章数控机床概述
2020/11/25
第1章数控机床概述
第1章 数控机床基础
•1、了解数控技术发展的历史沿革 •2、理解数控机床的基本组成及工作原理 •3、掌握数控机床的分类和加工特点
•4、熟悉数控机床安全操作规程与日常维护知识
第1章数控机床概述
1.1 数控机床概述
•1.1.1 数控机床的产生及历史沿革 •1.1.2 数控机床的分类 •1.1.3 数控机床的应用及发展
更为简便、有效，必须改变数控不同需要，数控系统应该具有高度的模块化，可重新配
置、修改、扩充和改装，机床制造厂家和用户可以方便地将自己的成熟技术集成到
数控系统中；
l
(4)加强数控系统设计的规范化和标准化，大幅度降低数控系统开发、维护、培训的
成本和周期。为了适应新需要，寻求一种新的数控系统开放化发展模式已成必然。
第1章数控机床概述
1.2数控机床组成及工作原理
•1.2.1 数控机床结构组成 •1.2.2 数控机床工作原理 •1.2.3 数控加工特点
第1章数控机床概述
1.1.2 数控机床的分类
第1章数控机床概述
1.1.2 数控机床的分类
3、按功能水平分类
通常把数控系统分为低、中、高三类
第1章数控机床概述
1.1.2 数控机床的分类
•数控系统不同档次分类
第1章数控机床概述
1.1.2 数控机床的分类
4、按工艺方法分类
l 一般数控机床：金属切削类（数控的车床、铣床、磨床与齿轮加工机 床等）；金属成型类（数控的冲压机、弯管机、裁剪机等）
第1章数控机床概述
1.1.3 数控机床的应用及发展
6、数控系统的开放化
随着技术、市场、生产组织结构诸方面的快速变化，对数控机床，特别是数控系 统提出许多更新、更高的要求：
l
(1)为了适应不断出现的新加工需求，数控系统应具有更强的软、硬件重构能力，而
且重构成本要低，重构周期要短；
l
(2)为了适应未来车间面向任务和订单的生产组织模式，使底层生产控制系统的集成
第1章数控机床概述
1.1.3 数控机床的应用及发展
4、更高的通信功能 l 为了适应自动化技术的不断发展，适应工厂自动化规模越来越大的
要求，为了使数控机床更易于进入柔性制造系统和计算机集成制造 系统的控制网络中，机床数控系统的接口数据交换能力和通信能力 在不断加强。目前，已通过配置的RS—232、RS—422串行接口实 现了对伺服、计算机的数据交换。通过网络接口可以方便地实现网 络连接。如SIEMENS公司的Sinu—meric850／880系统设置有 SINECHl网络接口和MAP网络接口(SINECH2接口)，通过网络接口 可将数据系统连接到SIEMENS的SINECHl网络和MAP工业局域网 络中。FANUC公司的FANUC 15系统也配置了类似的网络接口，为 了便于接人工业局域网，还可配置MAP3．0接口板。
具有这种运动控制系统的机床如数控钻床、 数控坐标镗床、数控冲床、数控点焊机及数控 测量机等。
第1章数控机床概述
1.1.2 数控机床的分类
（2）直线控制数控机床 一些数控机床不仅要求具有准确的定位功
能，而且要求从一点到另一点之间按直线移 动，并能控制移动的速度，因为刀具在移动 过程中要进行切削加工。
1959年，数控装置采用了晶体管元件和印刷电路板，出现带自动换 刀装置的数控机床，称为加工中心（ MC Machining Center），使数 控装置进入了第二代，
1965年，出现了第三代的集成电路数控装置，不仅体积小，功率消 耗少，且可靠性提高，价格进一步下降，促进了数控机床品种和产量 的发展。
第1章数控机床概述
1.1.3 数控机床的应用及发展
2、更高的可靠性 l 由于现代机床CNC系统的模块化、标准化、通用化和系列化，便于组织批量
生产，有利于保证产品质量。现代CNC系统大量采用大规模或超大规模集成 电路，采用专用芯片及混合式集成电路，提高了集成度，减少了元器件数量， 降低了功耗，从而提高了可靠性。 l 通过完善的故障诊断功能，实现对系统内硬、软件及外部设备的故障诊断和 报警。利用报警提示及时排除故障；利用容错技术，对重要部件采用“冗余” 设计来实现故障自恢复；利用监控检测技术，对发生超程、刀具损坏、过热、 干扰、断电等各种意外自动进行相应保护，从而保证了数控机床可靠的工作。
第1章数控机床概述
1.1.3 数控机床的应用及发展 3、更完善的自动编程技术 l 由于多微处理器并行技术的采用，使数控编程从离线编程发展到在
线编程，即所谓的“前台加工，后台编程”。通过会话自动编程系 统，不仅实现了在线零件加工程序的编制，还可以根据机床性能、 工件材料及零件加工要求自动选择刀具及最佳切削用量，生成工艺 路线，并实现切削仿真，大大提高了对复杂型面编程的效率。
第1章数控机床概述
1.1.1 数控机床的产生及历史沿革
数控（Numerical Control）指用数字指令来控制一台或一台以上机械的 动作。
数控机床（Numerical Control Machine Tools）是用数字代码形式的信息 （程序指令），控制刀具按给定的工作程序、运动速度和轨迹进行自 动加工的机床，简称数控机床。
第1章数控机床概述
1.1.2 数控机床的分类
（3）半闭环伺服系统数控机床 l 半闭环控制数控机床如图1-6所示，其位置反馈采用转角检测装置，如圆光栅、光
电编码器及旋转式感应同步器等，直接安装在伺服电机或丝杠端部。该系统不是直 接测量工作台位移量，而是通过检测丝杠转角，间接地测量工作台位移量，然后再 反馈给数控装置。由于工作台位移没有完全包括在控制回路中，故称半闭环控制系 统。目前已将角位移检测器与伺服电机设计成一个部件，使系统结构简单，安装、 调试都比较方便。由于大部分机械传动环节未包括在系统闭环环路内，因此可获得 较稳定的控制特性。这种控制系统的精度没有闭环系统高，目前大多数中、小型数 控机床都采用这种控制方式。
通常采用功率步进电机作位移的伺服机构。数控装置发出的指令脉冲信号，通过环 形分配器和驱动电路控制步进电机转过相应的角度，再经过减速器带动丝杠转动， 从而使工作台移动。位移的精度主要决定于该系统各有关零部件的制造精度。 l 开环数控系统具有工作稳定、调试方便、维修简单、成本较低等特点，但伺服机构 的误差没有补偿和校正，所以精度较低，适用于精度要求不高、驱动力矩不大的场 合。经济型数控机床一般都采用开环控制系统。
20世纪80年代初，随着计算机软、硬件技术的发展，出现了能进行 人机对话式自动编制程序的数控装置；数控装置愈趋小型化，可以直 接安装在机床上；数控机床的自动化程度进一步提高，具有自动监控 刀具破损和自动检测工件等功能。
第1章数控机床概述
1.1.1 数控机床的产生及历史沿革 20世纪90年代后期，出现了PC+CNC智能数控系统，即以PC机为控 制系统的硬件部分，在PC机上安装NC软件系统，此种方式系统维护 方便，易于实现网络化制造。
1.1.3 数控机床的应用及发展
1、高速度、高精度化 2、更高的可靠性 3、更完善的自动编程技术 4、更高的通信功能 5、智能化 6、数控系统的开放化
第1章数控机床概述
1.1.3 数控机床的应用及发展
1、高速度、高精度化 l 现代机床CNC系统多采用32位CPU，并向64位CPU发展，并且采用多微处
l 特种加工机床：数控的电火花切割机、火焰切割机、点焊机、激光加 工机等。
l 加工中心：是一种带有自动换刀装置的数控机床。常见的有以加工箱 体类零件为主的镗铣类加工中心和几乎能够完成各种回转体类零件所 有工序加工的车削中心。
l 非加工类：数控测量机、自动绘图机、装配机、工业机器人等。
第1章数控机床概述
CNC：采用小型计算机控制的计算机数控系统。
l 1948年，美国帕森斯公司接受美国空军委托，研制直升飞机螺旋桨 叶片轮廓检验用样板的加工设备。由于样板形状复杂多样，精度要求 高，一般加工设备难以适应，于是提出采用数字脉冲控制机床的设想。