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《数控原理与系统》授课教案第一章：数控技术概述1.1 课程介绍解释数控技术的定义和基本概念强调数控技术在制造业中的应用和重要性1.2 数控系统的组成与工作原理介绍数控系统的各个组成部分及其功能解释数控系统的工作原理和操作流程1.3 数控编程基础介绍数控编程的基本概念和常用指令讲解数控编程的格式和编程方法1.4 数控加工工艺介绍数控加工的基本工艺和特点探讨数控加工的适用范围和优势第二章：数控机床与数控系统2.1 数控机床的分类与结构解释数控机床的分类和特点介绍数控机床的主要结构和部件2.2 数控系统的硬件与软件讲解数控系统的硬件组成及其功能介绍数控系统的软件配置和编程系统2.3 CNC装置及其功能解释CNC装置的定义和作用探讨CNC装置的主要功能和性能指标2.4 数控系统的故障诊断与维修介绍数控系统故障诊断的方法和步骤讲解数控系统故障排除和维修技巧第三章：数控编程与操作3.1 数控编程的基本方法讲解数控编程的基本方法和步骤探讨数控编程中的坐标系和运动指令3.2 数控加工工艺参数的选择介绍数控加工工艺参数的选取方法和原则强调工艺参数对加工质量和效率的影响3.3 数控机床的操作与维护讲解数控机床的操作步骤和注意事项介绍数控机床的维护保养方法和技巧3.4 数控加工实例分析提供数控加工实例，分析其编程和操作过程讨论加工实例中的问题和解决方案第四章：数控系统的维修与调试4.1 数控系统的维修与故障诊断介绍数控系统维修的重要性和目的讲解数控系统故障诊断的方法和技巧4.2 数控系统的调试与优化解释数控系统调试的意义和目的探讨数控系统调试的方法和优化技巧4.3 数控系统的硬件故障维修讲解数控系统硬件故障的常见原因和维修方法强调硬件维修中的安全注意事项4.4 数控系统的软件故障排除介绍数控系统软件故障的常见原因和排除方法探讨软件故障排除的技巧和经验第五章：数控技术的发展与应用5.1 数控技术的历史与发展趋势回顾数控技术的发展历程和重要事件探讨数控技术的发展趋势和未来展望5.2 数控系统的应用领域介绍数控技术在制造业中的应用领域和实例强调数控技术对产业升级和智能制造的贡献5.3 数控技术的创新与研究讲解数控技术在科研和创新中的重要作用探讨数控技术的创新研究方向和技术挑战5.4 数控技术的产业化与市场需求分析数控技术的产业化进程和市场现状预测数控技术产业的发展前景和市场需求第六章：计算机数控（CNC）系统6.1 CNC系统的基本原理解释CNC系统的工作原理和核心功能探讨CNC系统与传统机床的区别6.2 CNC系统的硬件结构介绍CNC系统硬件的主要组成部分，如控制单元、驱动单元、检测单元等讲解各部分硬件的功能和相互之间的关系6.3 CNC系统的软件结构阐述CNC系统软件的组成和作用介绍常见的CNC系统软件及其特点6.4 CNC系统的参数设置与优化讲解CNC系统参数设置的方法和注意事项探讨CNC系统参数优化技巧及其对加工质量的影响第七章：数控编程语言与功能指令7.1 数控编程语言概述介绍数控编程语言的分类和特点解释数控编程语言的作用和重要性7.2 常用数控编程指令讲解数控编程中的常用指令及其功能探讨指令的使用方法和注意事项7.3 用户宏程序与子程序介绍用户宏程序和子程序的概念及其应用讲解宏程序和子程序的编写方法和调用方式7.4 数控编程实例解析提供典型数控编程实例，分析其编程思路和技巧讨论实例中的问题及其解决方法第八章：数控加工工艺与刀具选择8.1 数控加工工艺基础介绍数控加工工艺的概念和特点解释数控加工工艺的作用和重要性8.2 数控加工工艺参数选择讲解数控加工工艺参数的选择方法和原则强调工艺参数对加工质量、效率和成本的影响8.3 刀具选择与补偿介绍刀具选择的原则和注意事项讲解刀具补偿的概念和作用8.4 典型数控加工工艺分析分析典型数控加工工艺的特点和应用场景讨论加工工艺在实际生产中的应用经验第九章：数控仿真与编程软件9.1 数控仿真软件概述介绍数控仿真软件的功能和作用解释数控仿真软件在数控编程与培训中的应用价值9.2 常用数控仿真软件及其特点讲解常用数控仿真软件的界面、功能和操作方法探讨各软件的优势和适用场景9.3 数控编程软件与后处理介绍数控编程软件的功能和作用讲解后处理的概念及其在数控编程中的应用9.4 数控仿真与实际加工对比分析分析数控仿真与实际加工的差异及其原因探讨如何提高数控仿真与实际加工的吻合度第十章：数控技术的创新与应用案例10.1 数控技术在航空航天领域的应用介绍数控技术在航空航天制造中的应用案例强调数控技术在航空航天领域的重要作用10.2 数控技术在汽车制造业的应用讲解数控技术在汽车制造中的应用案例和优势探讨数控技术在汽车制造业的发展趋势10.3 数控技术在模具制造业的应用介绍数控技术在模具制造中的应用案例解释数控技术对模具制造业的影响和改变10.4 数控技术在能源行业的应用探讨数控技术在能源行业（如风力发电、石油化工等）的应用案例分析数控技术在能源行业中的重要作用和前景第十一章：数控系统的现代发展趋势11.1 精密加工与微细加工探讨数控技术在精密加工与微细加工领域的发展趋势分析精密加工与微细加工技术在现代制造业中的应用11.2 高速数控加工技术介绍高速数控加工技术的概念及其重要性讲解高速数控加工技术的关键技术和应用案例11.3 智能数控系统与解释智能数控系统的定义和特点探讨在数控系统中的应用和发展趋势11.4 网络化数控与远程加工讲解网络化数控技术的概念和应用探讨远程加工技术的原理和实际应用案例第十二章：数控系统的安全操作与维护12.1 数控系统的安全操作规程讲解数控系统的安全操作规程和注意事项强调操作人员应具备的安全意识和技能12.2 数控系统的日常维护与保养介绍数控系统的日常维护保养内容和方法讲解维护保养对数控系统性能和寿命的影响12.3 数控系统的故障预防与处理探讨数控系统故障的预防措施和处理方法讲解故障处理的一般步骤和注意事项12.4 数控系统的安全管理与培训解释数控系统安全管理的重要性探讨数控系统培训的内容和方式，以及培训效果的评估第十三章：数控技术在教育与培训中的应用13.1 数控技术教育的目标与内容讲解数控技术教育的目标及其在现代教育中的重要性介绍数控技术教育的主要内容和教学方法13.2 数控技术培训与认证解释数控技术培训的作用和重要性介绍数控技术培训的类型、方法和认证体系13.3 数控技术教育与实际应用的结合探讨数控技术教育与实际应用之间的联系和差距讲解如何提高数控技术教育与实际应用的结合程度13.4 数控技术教育的发展趋势与挑战分析数控技术教育的发展趋势及其面临的挑战探讨数控技术教育的发展策略和应对措施第十四章：数控技术在国内外的发展现状与展望14.1 数控技术在国外的发晨现状分析国外数控技术的发展现状及其优势介绍国外数控技术的主要发展国家和研究机构14.2 数控技术在我国的发展现状分析我国数控技术的发展现状及其特点介绍我国数控技术的主要发展地区和龙头企业14.3 数控技术的发展展望探讨数控技术在未来制造业发展中的重要作用讲解数控技术的发展趋势和潜在应用领域14.4 我国数控技术发展的政策与措施分析我国政府对数控技术发展的支持政策和措施介绍我国数控技术发展的重要计划和项目第十五章：综合实践与案例分析15.1 数控技术综合实践项目提供一个或多个数控技术综合实践项目，让学生动手操作强调实践项目的设计原则和实施方法15.2 数控技术案例分析与讨论提供典型数控技术应用案例，进行案例分析与讨论强调案例分析对理解和掌握数控技术的重要性15.3 数控技术实践与创新的结合探讨数控技术实践与创新的联系和相互作用讲解如何将实践经验转化为技术创新和实际应用15.4 数控技术发展的机遇与挑战分析数控技术发展面临的机遇与挑战探讨数控技术发展方向和策略，以应对未来的挑战重点和难点解析1. 数控技术的基本概念、组成、工作原理和应用领域2. 数控编程的基本方法、格式和编程技巧3. 数控系统的硬件结构、软件结构和功能指令4. 数控机床的分类、结构和主要部件5. CNC装置的功能、性能指标和故障诊断与维修6. 计算机数控（CNC）系统的基本原理、硬件结构和软件结构7. CNC系统的参数设置与优化方法8. 数控加工工艺参数的选择、刀具选择与补偿9. 数控仿真与编程软件的功能、操作方法和应用价值10. 数控技术的创新与应用案例，包括航空航天、汽车制造、模具制造和能源行业等领域11. 数控系统的现代发展趋势，如精密加工、高速数控加工、智能数控系统和网络化数控等12. 数控系统的安全操作与维护，包括操作规程、日常维护保养、故障预防与处理以及安全管理与培训13. 数控技术在教育与培训中的应用，包括教育目标、培训类型、认证体系以及实践与创新的结合14. 数控技术在国内外的发展现状与展望，包括国外数控技术发展现状、我国数控技术发展现状和发展趋势、政策与措施等15. 数控技术综合实践项目、案例分析与讨论以及实践与创新的结合。
《数控原理与系统》自测题一、 填空题1、 数控机床是用数字化代码来控制 刀具与工件 的相对运动，从而完成零件的加工。
2、 CPU 是CNC 装置的核心，它由运算器和控制器两个部分组成， 运算器 是对数据进行算术和逻辑运算的部件， 控制器 是统一指挥和控制数控系统各部件的中央机构。
3、 所谓“插补”就是指在一条已知起点和终点的曲线上进行 数据点的密化 的过程。
4、 数控系统按照有无检测反馈装置分为 开环控制机床 ，闭环控制机床 和 半闭环控制机床 种类型。
5、 对于以坐标原点为起点的第一象限直线OA ，其偏差函数为：e i e i iy x x y F -=，若0≥i F ，刀具往 -X 进给；若0<i F ，刀具往 +Y 进给。
6、 CNC 系统中，实时性要求最高的任务是 增大 和 位控 。
7、 旋转变压器是一种常用的 转角 检测元件，从其结构来看，它由 定子 和转子 两个部分组成。
8、 步进式伺服驱动系统是典型的开环控制系统，在此系统中执行元件是 步进电机9、 步进电机通过控制 脉冲频率 控制速度；通过控制 脉冲个数 控制位移量；通过改变 步进电机输入的脉冲信号的循环信号，实现步进电机的正反转。
10、 数控机床按运动方式分为 直线插补机床 、 圆弧插补机床、曲线插补机床 等三类。
11、 为减少运动件的摩擦和消除传动间隙，数控机床广泛采用 滑动导轨和 滚动导轨，在进给系统中，目前数控机床几乎无例外的都采用 滚动 代替滑动丝杆。
12、 机床接通电源后的回零操作是使刀具或工作台退回到 机床 。
13、步进电动机的最大缺点是容易__ 失步 __，特别是在大负载和速度较高的情况下，更容易发生。
14、在闭环系统中，定位精度主要取决于位置检测系统的精度 _。
15、PLC采用扫描工作方式，数控机床上采用的PLC有内装型和独立型两种类型16、数控机床是用数字化代码来控制机床刀具与工件的相对运动，从而完成零件的加工。
数控原理与数控系统课程标准课程名称：数控原理与系统适用专业：数控技术专业1.课程定位和设计思路1.1课程定位本课程是数控技术专业的一门必修主干核心课程，不仅具有较强的理论性，同时具有较强的实践性。
课程以数控机床为研究对象，研究数字控制系统的工作原理、组成部分及其在数控机床上的应用。
通过本课程的学习应使学生掌握数字控制技术的基本原理和方法，学会数字控制的基本设计或选用一般机械装置的数控系统，并培养学生正确使用数控设备的能力。
本课程在高职数控专门人才的培养中具有重要的地位和作用。
1.2设计思路本课程以培养学生的数控技术的综合应用能力为总目标。
坚持以高职教育培养目标为依据，基于本课程在机电类专业知识、能力构筑中的位置及这门技术的特点，体现“以必需、够用为度”的原则，突出应用能力和综合素质的培养，充分注意“教、学、做”三结合。
学习过程符合学生的认识过程和接受能力，符合由浅入深、由易到难、循序渐进的认识规律。
把创新素质的培养贯穿于教学中。
采用行之有效的教学方法，注重发展学生思维、应用能力。
强调以学生发展为中心，帮助学生学会学习。
在学习中，注意与相关的专业技术“接口”。
理论教学中除了课堂教学外还可以在现场进行教学，这可增加学生对数控机床机构的感性认识。
实践教学以实验形式开展。
通过教学体现：（1）通过对数控系统基本概念、微机数控系统的硬软件构成的学习，了解数控系统的主要工作过程，为后续学习建立感性认知。
（2）以加工程序具体流程为主线，学习加工程序的输入方法；数控加工程序的译码与诊断、软件实现；刀具补偿原理，刀具长度补偿、半径补偿；数控加工程序、进给速度预处理等知识。
（3）数控插补原理算法是数控系统的核心，通过对脉冲增量插补算法、数据采样插补算法、逐点比较法插补原理、数字积分法插补原理、数据采样插补原理的学习，让学生掌握数控加工编程指令是如何通过计算机系统转化为实际运动指令的过程。
（4）学习开环驱动系统、开环驱动系统的工作原理、步进电动机及其性能指标、脉冲驱动电源、脉冲分配与速度控制、传动间隙及传动误差、开环数控系统软件、开环数控系统软件的内容、开环数控系统软件的速度控制、步进电动机环行分配程序、步进电动机自动升降速程序、传动间隙及传动误差软件补偿程序等知识，使学生掌握开环伺服执行机构的基本原理。
1题1. 数控机床的核心部件是什么？A. 电机B. 控制器C. 刀具D. 工作台2. 数控编程中，G01代表什么指令？A. 快速定位B. 直线插补C. 圆弧插补D. 暂停3. 智能制造系统中，MES是指什么？A. 制造执行系统B. 物料需求计划C. 企业资源计划D. 计算机辅助设计4. 数控机床的精度主要取决于什么？A. 电机功率B. 控制软件C. 机械结构D. 刀具质量5. 在数控编程中，F代码代表什么？A. 进给速度B. 主轴速度C. 刀具选择D. 坐标设定6. 智能制造系统中，物联网的主要作用是什么？A. 数据存储B. 设备互联C. 图形设计D. 财务管理7. 数控机床的编程语言主要是什么？A. BASICB. FORTRANC. CNCD. SQL8. 在数控机床中，主轴的作用是什么？A. 控制运动B. 提供动力C. 冷却刀具D. 测量尺寸9. 智能制造系统中，大数据分析的主要目的是什么？A. 提高生产效率B. 降低成本C. 优化决策D. 增强安全性10. 数控机床的坐标系中，Z轴通常代表什么方向？A. 水平B. 垂直C. 前后D. 左右11. 在数控编程中，M03代表什么指令？A. 主轴正转B. 主轴反转C. 冷却液开D. 程序结束12. 智能制造系统中，机器人通常用于什么任务？A. 设计产品B. 组装零件C. 财务审计D. 市场分析13. 数控机床的反馈系统主要用于什么？A. 控制温度B. 监测位置C. 调整电压D. 优化网络14. 在数控编程中，G02代表什么指令？A. 快速定位B. 直线插补C. 顺时针圆弧插补D. 逆时针圆弧插补15. 智能制造系统中，云计算的主要作用是什么？A. 数据存储B. 设备控制C. 图形渲染D. 网络安全16. 数控机床的编程中，S代码代表什么？A. 进给速度B. 主轴速度C. 刀具选择D. 坐标设定17. 智能制造系统中，3D打印技术主要用于什么？A. 生产零件B. 数据分析C. 市场营销D. 财务管理18. 数控机床的编程中，T代码代表什么？A. 进给速度B. 主轴速度C. 刀具选择D. 坐标设定19. 智能制造系统中，虚拟现实技术主要用于什么？A. 产品设计B. 生产监控C. 员工培训D. 市场调研20. 数控机床的编程中，G00代表什么指令？A. 快速定位B. 直线插补C. 圆弧插补D. 暂停21. 智能制造系统中，增强现实技术主要用于什么？A. 产品设计B. 生产监控C. 员工培训D. 市场调研22. 数控机床的编程中，G04代表什么指令？A. 快速定位B. 直线插补C. 圆弧插补D. 暂停23. 智能制造系统中，区块链技术主要用于什么？A. 数据存储B. 设备控制C. 网络安全D. 市场分析24. 数控机床的编程中，M05代表什么指令？A. 主轴正转B. 主轴反转C. 主轴停止D. 冷却液开25. 智能制造系统中，人工智能技术主要用于什么？A. 产品设计B. 生产监控C. 数据分析D. 市场调研26. 数控机床的编程中，G20代表什么指令？A. 英制输入B. 公制输入C. 快速定位D. 直线插补27. 智能制造系统中，机器学习技术主要用于什么？A. 产品设计B. 生产监控C. 数据分析D. 市场调研28. 数控机床的编程中，G21代表什么指令？A. 英制输入B. 公制输入C. 快速定位D. 直线插补29. 智能制造系统中，深度学习技术主要用于什么？A. 产品设计B. 生产监控C. 数据分析D. 市场调研30. 数控机床的编程中，G90代表什么指令？A. 绝对坐标B. 相对坐标C. 快速定位D. 直线插补31. 智能制造系统中，自然语言处理技术主要用于什么？A. 产品设计B. 生产监控C. 数据分析D. 市场调研32. 数控机床的编程中，G91代表什么指令？A. 绝对坐标B. 相对坐标C. 快速定位D. 直线插补33. 智能制造系统中，图像识别技术主要用于什么？A. 产品设计B. 生产监控C. 数据分析D. 市场调研34. 数控机床的编程中，G40代表什么指令？A. 取消刀具半径补偿B. 刀具半径补偿C. 快速定位D. 直线插补35. 智能制造系统中，语音识别技术主要用于什么？A. 产品设计B. 生产监控C. 数据分析D. 市场调研36. 数控机床的编程中，G41代表什么指令？A. 取消刀具半径补偿B. 刀具半径补偿C. 快速定位D. 直线插补37. 智能制造系统中，情感分析技术主要用于什么？A. 产品设计B. 生产监控C. 数据分析D. 市场调研38. 数控机床的编程中，G42代表什么指令？A. 取消刀具半径补偿B. 刀具半径补偿C. 快速定位D. 直线插补39. 智能制造系统中，推荐系统技术主要用于什么？A. 产品设计B. 生产监控C. 数据分析D. 市场调研40. 数控机床的编程中，G54代表什么指令？A. 工作坐标系选择B. 快速定位C. 直线插补D. 圆弧插补41. 智能制造系统中，预测分析技术主要用于什么？A. 产品设计B. 生产监控C. 数据分析D. 市场调研42. 数控机床的编程中，G71代表什么指令？A. 粗加工循环B. 精加工循环C. 快速定位D. 直线插补43. 智能制造系统中，优化算法技术主要用于什么？A. 产品设计B. 生产监控C. 数据分析D. 市场调研44. 数控机床的编程中，G72代表什么指令？A. 粗加工循环B. 精加工循环C. 快速定位D. 直线插补45. 智能制造系统中，仿真技术主要用于什么？A. 产品设计B. 生产监控C. 数据分析D. 市场调研46. 数控机床的编程中，G73代表什么指令？A. 粗加工循环B. 精加工循环C. 快速定位D. 直线插补47. 智能制造系统中，自动化技术主要用于什么？A. 产品设计B. 生产监控C. 数据分析D. 市场调研48. 数控机床的编程中，G74代表什么指令？A. 粗加工循环B. 精加工循环C. 快速定位D. 直线插补49. 智能制造系统中，传感器技术主要用于什么？A. 产品设计B. 生产监控C. 数据分析D. 市场调研50. 数控机床的编程中，G75代表什么指令？A. 粗加工循环B. 精加工循环C. 快速定位D. 直线插补51. 智能制造系统中，执行器技术主要用于什么？A. 产品设计B. 生产监控C. 数据分析D. 市场调研52. 数控机床的编程中，G76代表什么指令？A. 粗加工循环B. 精加工循环C. 快速定位D. 直线插补53. 智能制造系统中，控制器技术主要用于什么？A. 产品设计B. 生产监控C. 数据分析D. 市场调研54. 数控机床的编程中，G80代表什么指令？A. 取消固定循环B. 固定循环C. 快速定位D. 直线插补55. 智能制造系统中，网络技术主要用于什么？A. 产品设计B. 生产监控C. 数据分析D. 市场调研56. 数控机床的编程中，G81代表什么指令？A. 取消固定循环B. 固定循环C. 快速定位D. 直线插补57. 智能制造系统中，安全技术主要用于什么？A. 产品设计B. 生产监控C. 数据分析D. 市场调研58. 数控机床的编程中，G82代表什么指令？A. 取消固定循环B. 固定循环C. 快速定位D. 直线插补59. 智能制造系统中，维护技术主要用于什么？A. 产品设计B. 生产监控C. 数据分析D. 市场调研60. 数控机床的编程中，G83代表什么指令？A. 取消固定循环B. 固定循环C. 快速定位D. 直线插补61. 智能制造系统中，质量控制技术主要用于什么？A. 产品设计B. 生产监控C. 数据分析D. 市场调研答案1. B2. B3. A4. C5. A6. B7. C8. B9. C10. B11. A12. B13. B14. C15. A16. B17. A18. C19. C20. A21. C22. D23. C24. C25. C26. A27. C28. B29. C30. A31. C32. B33. B34. A35. C36. B37. C38. B39. D40. A41. C42. A43. C44. B45. A46. A47. B48. A49. B50. A51. B52. A53. B54. A55. B56. B57. D58. B59. B60. B61. B。
第七章数控机床的控制系统概述学习目的：1．什么是数控技术、数控系统和数控机床，数控系统对机床的控制包括哪几方面？2．数控机床控制系统组成有哪些，他们的作用各是什么？3．数控机床的控制方式有几种，各有什么特点？4．数控机床的接口有几类，他们的接口规范是什么？第一节数控机床的控制系统一、数字控制技术简介1．数字控制技术数字控制（Numerical Control）技术，简称数控技术，是用数字化信号对机床运动及其加工过程进行自动控制的一种方法。
数控技术不仅用于机床的控制，而且还用于其它设备的控制，产生了诸如数控绘图机、数控测量机等数控设备。
2．数控系统和数控机床用数字控制技术实现自动控制的系统称为数控系统。
数控系统中的控制信息是数字量，其硬件基础是数字逻辑电路。
最初数控系统是由数字逻辑电路构成的，所以也成为硬件数控系统。
现代数控系统采用存储程序的专用计算机或通用计算机来实现部分或全部基本数控功能，所以成为计算机数控系统（Comouter Numerical Control），简称CNC系统。
计算机数控系统是在硬件和软件共同作用下完成数控任务的，具有真正的“柔性”。
数控系统对机床的控制包括顺序控制和数字控制两个方面。
顺序控制是指对刀具交换、主轴调速、冷却液开关、工作台的极限位置等一类开关量的控制。
数字控制是指机床进给运动的控制，用于实现对工作台或刀架的位移、速度这一类数字量的控制。
数控系统与机床的有机结合称为数控机床，如数控车床、数控铣床、数控加工中心等。
数控机床是机电一体化的典型产品，是集机床、计算机、电力拖动、自动控制、检测等技术为一体的自动化设备。
二、数控机床控制系统的组成序记载机床加工所需的各种信息，包括零件的加工轨迹、工艺信息及开关命令。
输入装置是将程序载体上的数控编码转换成相应的脉冲信息，传送并存入数控装置内。
输出装置显示输入的内容及数控工作状态等信息，监控数控系统的运行。
常用的输入/输出装置有光电阅读机、磁带录放机、磁盘驱动器、键盘和CRT显示器等。
数控复习题一、填空题1.数控技术由机床本体，数控系统，外围技术组成。
2.机床本体由主运动部件、进给运动部件，支承件，辅助装置组成。
3.数控系统由数控装置、伺服驱动装置、测量反馈装置组成。
4.数控技术的发展趋势运行高速化，加工高精化，功能复合化，控制智能化，驱动并联化，交互网络化。
5.半闭环控制带有位置检测装置，带有位置检测装置，常安装在伺服电机上或丝杠的端部，闭环控制带有位置检测装置,安装在机床刀架或工作台等执行部件上,随时检测执行部件的实际位置。
6.数控程序的编制方法有手工编程_和_自动编程两种。
7.数控机床中的标准坐标系采用右手笛卡尔直角坐标系，并规定增大刀具与工件之间距离的方向为坐标正方向。
8.Z轴的正方向是刀具远离工件的方向。
9.机床原点是机床坐标系的原点，是机床上的固定点。
10.刀具补偿包括半径补偿和长度补偿。
11.G91 G00 X30.0 Y-20.0 表示刀具快速向X正方向移动30mm,Y负方向移动20 mm 。
12.G代码按功能分模态代码和非模态代码。
13.G代码和M代码统称为工艺指令，是程序的主要组成部分。
14.G90编程时，程序段中的坐标尺寸为绝对值，G91编程时，是程序段中坐标尺寸的增量坐标值。
15.在确定数控机床坐标轴时，一般先确定Z轴，然后确定其他轴。
16.常用的功能代码有：准备功能G代码和辅助功能M代码，另外还有进给功能F代码，主轴速度功能S代码，刀具功能T代码等。
17.不同的数控系统的程序格式一般都有差异但是程序的结构基本相同。
一个完整的程序由程序名、程序内容、程序结束指令三部分组成。
18.数控加工中心是指具有刀库和自动换刀装置的数控机床，有时甚至还有可以交换的工作台。
19.从外部特征来看，CNC系统是由硬件和软件两大部分组成的。
C装置的硬件结构按电路板的结构特点可分为：大板结构和模块化结构。
C系统的软件由CNC管理软件和 CNC控制软件两部分组成。
C系统的软件分为前后台型结构中断型结构功能模块型软件结构。
第一章概论1、数控技术、数控机床、数控系统的概念数控技术是机械、电子、自动控制理论、计算机和检测技术密切结合的机电一体化高新技术；数控技术是现代制造技术的一种；数控技术是现代制造业的基础、集中体现；数控技术是现代制造业信息化的重要组成部分。
数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。
●数控技术，也叫计算机数控技术（Computerized Numerical Control 简称：CNC），它是采用计算机实现数字程序控制的技术。
这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。
由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可以通过计算机软件来完成。
●数控机床是数字控制机床（Numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。
数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是数控技术应用的典型产品。
1）简单说来所谓数控机床就是运用计算机对机床的机械加工过程进行数字化的自动控制。
2）具体来说：数控机床是通过将机床的各种动作的操作步骤、工件的形状尺寸以及机床的其他功能编制程序，精确控制机床运动部件的位移量，并且按加工的动作顺序要求自动控制机床各个部件的动作来完成机械加工工作的。
控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。
经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。
●数控系统（Numerical Control System）是数字控制系统的简称，根据计算机存储器中存储的控制程序，执行部分或全部数值控制功能，并配有接口电路和伺服驱动装置的专用计算机系统。
是数控机床的核心部分。
数控技术与系统数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术。
它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。
数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。
其技术范围覆盖很多领域如机械制造技术等。
数控机床是指用数控技术实施加工控制的机床，或者说装备了数控系统的机床。
下面简单介绍一下数控机床的组成结构：一、输入装置输入装置是整个数控系统的初始工作机构，它将准确可靠的接收信息介质上所记录的“工程语言”、运算及操作指令等原始数据，转为数控装置能处理的信息，并同时输送给数控装置。
输入信息的方式分手动输入和自动输入。
手动输入简单、方便但输入速度慢容易出错。
现代数控机床普遍采用自动输入，其输入形式有光电阅读机、磁带阅读机及磁盘驱动器以及无带自动输入方式。
其它输入方式：1，无带自动输入方式。
在高档数控机床上，设置有自动编程系统和动态模拟显示器。
将这些设备通过计算机接口与机床的数控系统相连接,自动编程所编制的加工程序即可直接在机床上调用,无需经制控制介质后再另行输入。
2，触针接触式阅读机输入方式。
又称为程控机头或电报机头，结构简单，阅读速度较慢，但输入可靠、价格低廉故在部分线切割机床加工中仍在用。
3，磁带、磁盘输入方式。
磁带输入方式进行信息输入，其信息介质为“录音”磁带，只不过录制的不是声音，而是各种数据。
加工程序等数据信息一方面由微机内的磁盘驱动器“写入”磁盘上进行储存，另外也由磁盘驱动器进行阅读并通过微机接口输入到机床数控装置中去。
二、数控装置数控装置是数控机床的核心，数控机床几乎所有的控制功能都由它控制实现。
因此数控装置的发展，在很大程度上代表了数控机床的发展方向。
数控装置的作用是接收加工程序等送来的各种信息，并经处理分配后，向驱动机构发出执行的命令，在执行过程中，其驱动、检测等机构同时将有关信息反馈给数控装置，经处理后，发出新的命令。
数控装置的工作原理就是指控制各进给坐标所需进给脉冲的基本规律。
通过插补原理和逐点比较法进行说明。
三、数控机床主传动系统数控机床主传动系统的作用就是产生不同的主轴切屑速度以满足不同的加工条件要求。
对其的基本要求主要有：（1）有较宽的调速范围。
可增加数控机床加工适应性，便于选择合理切屑速度是切屑过程始终处于最佳状态。
（2）有足够的功率和扭矩。
使数控加工方便实现低速时大扭矩，高速时恒功率，以保证加工高效率。
（3）有足够传动精度。
各零部件应具有足够精度、刚度、抗振性，使主轴运动高精度，从而保证数控加工高精度。
（4）噪声低，运动平稳。
是数控机床工作环境良好宜人。
主要变速方式：变速齿轮传动、同步齿形带传动、主轴电机直接驱动四、伺服系统伺服系统位于数控装置与机床主体之间，它的作用是将从数控装置输出线路接收到的微弱电信号，经功率放大等电路放大为较强的电信号然后将接收的上述数字量信息转换成模拟量信息，从而驱动执行电机带动机床运动部件按约定的速度和位置进行运动。
与普通机床相比，对数控机床进给系统的设计要求，除了具有较高的定位精度之外，还应具有良好的动态响应特性，系统跟踪指令信号的响应要快，稳定性要好，可概括为以下几点要求：高的精度要求；宽的调速范围；快的响应速度；好的稳定性；大的转矩输出。
数控机床的伺服系统一般由驱动装置与机械传动执行件等组成，对于半闭环、闭环控制系统还包括位置检测环节。
而驱动装置是由驱动元件电动机和电动机驱动控制单元两部分组成，通常它们由同一生产厂家配套提供给机床制造厂。
进给伺服驱动装置用于数控机床各坐标轴的进给运动，进给驱动用的伺服电动机主要有步进电动机和交流、直流调速电动机，电动机作为驱动元件是伺服系统的关键之一。
五、自动换到装置在零件的加工制造过程中，大量的时间用于更换刀具、装卸、测量和搬运零件等非切削时间上，切削加工时间占整个工时中较小的比例。
为了进一步压缩非切削时间，数控机床正朝着一台机床在一次装夹中完成多工序加工的方向发展。
这就是近年来带有自动换刀装置的多工序数控机床得以迅速发展的原因。
为此，更进一步发展和完善各类刀具自动更换装置，扩大换刀数量，以便实现更为复杂的换刀操作。
这不仅可以提高机床的生产效率，扩大数控机床的功能和使用范围，而且，由于零件在一次安装中完成多工序加工，大大减少了零件的装夹次数，进一步提高了零件的加工精度。
自动换刀装置应当满足换刀时间短、刀具重复定位精度高、足够的刀具储存量、结构紧凑及安全可靠等要求。
六、检测装置检测反馈装置的作用是将其准确测得的直线位移或角位移迅速反馈给数控装置，以便与加工程序给定的指令值进行比较，如有误差，数控装置将向伺服系统发出新的修正指令，从而控制驱动系统正确运转，使工作台(或刀具)按规定的轨迹和坐标移动。
数控机床上常用的检测装置主要有脉冲编码器、感应同步器、旋转变压器、光栅和磁尺等。
对检测反馈装置的基本要求：分辨率和制造精度高，工作可靠抗干扰能力强；反应快，测量灵敏；光栅等测量尺的温度系数小；使用和维护方便。
位置检测装置的分类。
不同类型的数控机床对于检测系统的精度与速度有不同的要求。
一般来说，对于大型数控机床以满足速度要求为主，而对于中小型和高精度数控机床以满足精度要求为主。
1、按测量方法分类：直接测量反馈装置（闭环）；间接测量反馈装置（半闭环）。
2、按获得量值的方式分类：（1）增量式检测反馈装置。
该装置通过测量尺发出一个个脉冲信号，每一个脉冲即表示一个单位的位移，最后计数器显示出累计位移量。
因该装置未设绝对测量零点故在开机后必须先回零确认其测量起点；（2）绝对式检测反馈装置。
该装置一般由绝对刻度尺（盘）为测量尺，通过读数，即可直接得到测量结果。
因该装置设有与机床固定原点相一至的绝对测量零点，故装置开机后不用回零，就可测得有关位置，机床发生故障时，也易查到故障前所在位置。
3、按测量元件的结构类型分类：旋转型检测反馈装置；直线型检测反馈装置。
4、按检测信号的类型来分类：（1）数字式检测反馈装置。
是指将机械位移转变为数字脉冲的测量装置；（2）模拟式检测反馈装置。
是指机械位移量转变为电压幅值或相位的测量装置。
目前，数控机床大多数采用数字式检测反馈装置。
使用这种装置可在快速检测过程中避免模拟量漂移，以及因受噪声污染而引起的误差，提高了可靠性。
以上内容简单介绍了数控机床的基本结构。
随着科学技术的发展，数控技术发展也日新月异的进行着。
航天工业需求大批精密、高速、中小型数控机床，如精密数控车床和车削中心、立卧转换五轴加工中心、高精度电加工机床、高精度万能磨床和坐标磨床等。
航空工业，飞机机翼、机身、尾翼等和发动机零件的制造需要大批高速五轴加工中心、龙门移动式高速加工中心、精密数控车床、精密卧式加工中心、多坐标镗铣中心、精密齿轮和螺纹加工数控机床等。
造船工业急需制造柴油机体的重型、超重型龙门铣镗床和重型数控落地镗铣床以及大型数控车床和车铣中心、大型数控磨齿机、曲轴镗铣床、大型曲轴车铣中心和曲轴磨床等。
汽车制造业是机床的需求大户，约占机床总消费的40%左右。
汽车制造业需要大批高效、高性能、专用数控机床和柔性生产线，如用于发动机加工的以高速卧式加工中心为主的柔性生产线、曲轴加工专用数控机床等。
汽车零配件生产需求大批数控车床、立卧式加工中心、数控高效磨床和数控齿轮加工机床等。
兵器制造业需求数控机床更是量大面广，要求数控机床可靠、稳定。
兵器制造业需求大批数控车床、立卧加工中心、五轴加工中心、龙门镗铣床、镗铣加工中心、齿轮加工机床等。
除了以上几个行业之外，像发电设备行业、冶金设备行业以及工程机械、模具等行业对机床的需求也不小，下游行业的发展势必带动机床行业的大跨越。
数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。
从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面:（1）高速、高精度加工技术及装备的新趋势。
效率、质量是先进制造技术的主体。
高速、高精度的加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。
为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会将其确定为21世纪的中心研究方向之一。
（2）五轴联动加工和复合加工机床快速发展。
采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。
一般认为，1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。
（3）智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势。
21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化；简化编程、简化操作方面的智能化等。
为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题，目前许多国家对开放式数控系统进行研究。
数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。
所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上，面向机床厂家和最终用户，通过改变、增加或剪裁结构对象，形成系列化，并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统，形成具有鲜明个性的名牌产品。
目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。
网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。
数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。
国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司在近两年推出的相关新概念和样机更是反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。
（4）重视新技术标准、规范的建立。
如前所述，开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性，美国、欧共体和日本等国纷纷实施战略发展计划，并进行开放式体系结构数控系统规范的研究和制定，世界3个最大的经济体在短期内进行了几乎相同的科学计划和规范的制定，预示了数控技术的一个新的变革时期的来临。
我国在2000年也开始进行中国的ONC数控系统的规范框架的研究和制定。
数控标准是制造业信息化发展的一种趋势。
基于ISO6983标准之后国际上正在研究和制定一种新的CNC系统标准ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一种不依赖于具体系统的中性机制，能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型，从而实现整个制造过程，乃至各个工业领域产品信息的标准化。
