机床发展史01教学内容
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第一章 数控机床概论
第一章 概论
1
（2）模块化、专门化与个性化；智能化；柔性化和集成化 模块化、专门化与个性化：机床结构模块化，数控功能专门 化，机床性能价格比显著提高并加快优化。个性化是近几年 来特别明显的发展趋势。 智能化：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，如自适应控制，工艺 参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便方面的智能 化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自 动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化， 如智能化的自动编程，智能化的人机界面等； 柔性化和集成化：柔性自动化技术是制造业适应动态市场需 求及产品迅速更新的主要手段，是各国制造业发展的主流趋 势，是先进制造领域的基础技术。
第一章 概论
1
3.
按伺服控制方式分类
1. 开环控制数控机床 开环控制系统的特点是不带反馈检测装置。这种数控机床主 要使用步进电机。数控装置经过控制运算发出脉冲信号，每 一脉冲信号使步进电机转动一定的角度，通过滚珠丝杠推动 工作台移动一定的距离。
开环控制系统图
第一章 概论
1
2. 闭环控制系统 闭环控制系统是指在机床的运动部件上安装位置测量装置。 是在机床移动部件位置上直接装有直线位置检测装置，将检 测到的实际位移反馈到数控装置的比较器中，与输入的原指 令位移值进行比较，用比较后的差值控制移动部件作补充位 移，直到差值消除时才停止移动，达到精确定
第一章 概论
1
1.4.2 数控机床的使用特点
1. 对操作维修人员的技术水平要求较高 2. 对夹具和刀具的要求较高 单件生成时，一般采用通用夹具，成批量生成时，为节省加 工时间，应采用专用夹具，而且夹具应该定位可靠，能自动 夹紧或松开工件，具有良好的排屑、冷却结构。
第一章数控机床的产生与发展历史精品PPT课件
第一章 绪 论
课程简介
➢数控机床的特点及组成 ➢各类典型数控系统 ➢机床电气控制系统 ➢数控机床安装与调试 ➢数控机床的维护与保养 ➢数控机床的故障诊断与维修
教学方法与考核方式
教学方法
✓ 课堂教学 ✓ 实训基地教学 ✓ 自学
考核方式
✓ 考试 ✓ 平时成绩
– 作业 – 课堂提问
第一章 绪 论
内容提要
第二节 数控机床的加工功能
三、数控加工中心的加工功能 9.铣曲线
第一章 绪 论
第二节 数控机床的加工功能
三、数控加工中心的加工功能 10.铣箱体
第一章 绪 论
第二节 数控机床的加工功能
四、数控机床的加工功能演示
1.车铣加工演示 2.FANUC0M数控铣演示
第一章 绪 论
第三节 数控技术发展趋势
三、数控加工中心的加工功能
1.端面铣削
第一章 绪 论
第二节 数控机床的加工功能
三、数控加工中心的加工功能
2.攻丝
第一章 绪 论
第二节 数控机床的加工功能
三、数控加工中心的加工功能
3.镗孔
第一章 绪 论
第二节 数控机床的加工功能
三、数控加工中心的加工功能
4.钻孔
第一章 绪 论
第二节 数控机床的加工功能
第一章 绪 论
第一节 数控机床的产生与发展历史
三、数控技术覆盖领域
1.机械制造技术 2.自动控制技术 3.伺服驱动技术 4.传感器技术 5.软件技术 6.信息技术
第一章 绪 论
第一节 数控机床的产生与发展历史
四、数控机床发展强国及我国的数控技术发展史
1.美国数控发展史 2.德国数控发展史 3.日本数控发展史 4.我国的现状
课程简介
➢数控机床的特点及组成 ➢各类典型数控系统 ➢机床电气控制系统 ➢数控机床安装与调试 ➢数控机床的维护与保养 ➢数控机床的故障诊断与维修
教学方法与考核方式
教学方法
✓ 课堂教学 ✓ 实训基地教学 ✓ 自学
考核方式
✓ 考试 ✓ 平时成绩
– 作业 – 课堂提问
第一章 绪 论
内容提要
第二节 数控机床的加工功能
三、数控加工中心的加工功能 9.铣曲线
第一章 绪 论
第二节 数控机床的加工功能
三、数控加工中心的加工功能 10.铣箱体
第一章 绪 论
第二节 数控机床的加工功能
四、数控机床的加工功能演示
1.车铣加工演示 2.FANUC0M数控铣演示
第一章 绪 论
第三节 数控技术发展趋势
三、数控加工中心的加工功能
1.端面铣削
第一章 绪 论
第二节 数控机床的加工功能
三、数控加工中心的加工功能
2.攻丝
第一章 绪 论
第二节 数控机床的加工功能
三、数控加工中心的加工功能
3.镗孔
第一章 绪 论
第二节 数控机床的加工功能
三、数控加工中心的加工功能
4.钻孔
第一章 绪 论
第二节 数控机床的加工功能
第一章 绪 论
第一节 数控机床的产生与发展历史
三、数控技术覆盖领域
1.机械制造技术 2.自动控制技术 3.伺服驱动技术 4.传感器技术 5.软件技术 6.信息技术
第一章 绪 论
第一节 数控机床的产生与发展历史
四、数控机床发展强国及我国的数控技术发展史
1.美国数控发展史 2.德国数控发展史 3.日本数控发展史 4.我国的现状
数控机床发展史
数控机床发展史摘要：数控机床是数字控制机床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。
数控机床具有广泛的适应性，加工对象改变时只需要改变输入的程序指令；加工性能比一般自动机床高，可以精确控铣床，不久即开始正式生产，于1957年正式投入使用。
这是制造技术发展过程中的一个重大突破，标志着制造领域中数控加工时代的开始。
数控加工是现代制造技术的基础，这一发明对于制造行业而言，具有划时代的意义和深远的影响。
2·数控机床的兴起1952年美国麻省理工学院和吉丁斯·路易斯公司首先联合研制出世界上第一台数控升降台铣床，随后德国、日本、苏联等国于1956年分别研制出本国的第一台数控机床。
60年代初，美国、日本、德国、英国相继进入商品化试生产，由于当时数控系统处于电子管、晶体管、和集成电路初期，设备体积大、线路复杂、价格昂贵、可靠性差，数控机床大多是控制简单的数控钻床，数控技术没有普及推广，数控机床技术发展整体进展缓慢。
70年代，出现了大规模集成电路和小型计算机，特别是微处理器的研制成功，实现了数控系统体积小、运算速度快、可靠性提高、价格下降，使数控系统总体性能、质量有了在20余年间，数控机床的设计和制造技术有较大提高，主要表现在三大方面：培训一批设计、制造、使用和维护的人才；通过合作生产先进数控机床，使设计、制造、使用水平大大提高，缩小了与世界先进技术的差距；通过利用国外先进元部件、数控系统配套，开始能自行设计及制造高速、高性能、五面或五轴联动加工的数控机床，供应国内市场的需求，但对关键技术的试验、消化、掌握及创新却较差。
至今许多重要功能部件、自动化刀具、数控系统依靠国外技术支撑，不能独立发展，基本上处于从仿制走向自行开发阶段，与日本数控机床的水平差距很大。
3·数控机床的高潮进入21世纪，军事技术和民用工业的发展对数控机床的要求越来越高，应用现代设计技术、测量技术、工序集约化、新一代功能部件以及软件技术，使数控机床的加工范围、动态性能、加工精度和可靠性有了极大地提高。
数控机床的产生和发展ppt课件
20
3 更多的数控机床具有轮廓控制的功能(图1－11)， 即可以加工具有曲线或者曲面的零件。
21
二、按执行机构的伺服系统类型分类
1 这类机床的数控系统将零件的程序处理后，输 出数字指令信号给伺服系统，驱动机床运动，没有 来自位置传感器的反馈信号，如图1－15所示。
22
2 这类机床可以接受插补器的指令，而且随时接受 工作台测得的实际位置反馈信号，根据其差值不断进 行误差修正，如图1－16所示。
8
(三)计算机集成制造系统(CIMS) 计算机集成制造系统就是用计算机通过信息 集成实现现代化的生产制造，以求得企业的总体 效益。CIMS通常由管理信息系统、产品设计与制 造工程设计自动化系统、制造自动化系统、质量 保证系统以及计算机网络和数据库系统等六个分 系统组成，它们之间的关系，如图1－3所示。
18
第四节 数控机床的分类
一、按控制系统的特点分类
1 对于一些孔加工用数控机床，只要求获得精确的 孔系坐标定位精度(图1－9)，而不管从一个孔到另外 一个孔是按照什么轨迹运动。
19
2 某些数控机床不仅要求具有准确定位的功能，而 且要求从一点到另一点之间按直线移动，并能控制位 移的速度(图1－10)。
第一节 数控机床的产生和发展 第二节 数控机床的特点及应用范围 第三节 数控机床的组成和工作原理 第四节 数控机床的分类
1
第一节 数控机床的产生和发展
一、数控机床的产生
科学技术和社会生产的不断发展，对机械产
品的质量和生产Biblioteka 提出了越来越高的要求，迫切需要一种灵活的、通用的、能够适应产品频繁变
化的柔性自动化机床。数字控制(Numerical
12
第三节 数控机床的组成和工作原理 一、数控机床的组成
3 更多的数控机床具有轮廓控制的功能(图1－11)， 即可以加工具有曲线或者曲面的零件。
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二、按执行机构的伺服系统类型分类
1 这类机床的数控系统将零件的程序处理后，输 出数字指令信号给伺服系统，驱动机床运动，没有 来自位置传感器的反馈信号，如图1－15所示。
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2 这类机床可以接受插补器的指令，而且随时接受 工作台测得的实际位置反馈信号，根据其差值不断进 行误差修正，如图1－16所示。
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(三)计算机集成制造系统(CIMS) 计算机集成制造系统就是用计算机通过信息 集成实现现代化的生产制造，以求得企业的总体 效益。CIMS通常由管理信息系统、产品设计与制 造工程设计自动化系统、制造自动化系统、质量 保证系统以及计算机网络和数据库系统等六个分 系统组成，它们之间的关系，如图1－3所示。
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第四节 数控机床的分类
一、按控制系统的特点分类
1 对于一些孔加工用数控机床，只要求获得精确的 孔系坐标定位精度(图1－9)，而不管从一个孔到另外 一个孔是按照什么轨迹运动。
19
2 某些数控机床不仅要求具有准确定位的功能，而 且要求从一点到另一点之间按直线移动，并能控制位 移的速度(图1－10)。
第一节 数控机床的产生和发展 第二节 数控机床的特点及应用范围 第三节 数控机床的组成和工作原理 第四节 数控机床的分类
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第一节 数控机床的产生和发展
一、数控机床的产生
科学技术和社会生产的不断发展，对机械产
品的质量和生产Biblioteka 提出了越来越高的要求，迫切需要一种灵活的、通用的、能够适应产品频繁变
化的柔性自动化机床。数字控制(Numerical
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第三节 数控机床的组成和工作原理 一、数控机床的组成
机床发展史0.ppt
机床发展史
一、机床的定义
• 机床（machine tool），制造机械的机械，又称为“工作母机” 或“工具机”，习惯上简称机床。
• 广义：将固体材料，经由一动力源推动，以物理的、化学的或其 他方法作成形加工的机械。
• 狭义：指加工材料以金属工件为主的机床。加工方式则以切削或 轮磨等机型方式将工件制成所需的形状、尺寸及表面精度，按造 其功用可分为切削型、成形型、及使用高级技术三类。
• 主要有两大类： 传统金属切削机，数控机床（NC和CNC）
二、传统机床的分类
• 车床 • 镗床 • 刨床 • 铣床 • 磨床 • 钻床 • 锯床 • 拉床
三、机床发展史
• 雏形
1. 古代树木机床 公元前二千多年出现的树木车床是机床最
早的雏形。工作时，脚踏绳索下端的套 圈，利用树枝的弹性使工件由绳索带动 旋转，手拿贝壳或石片等作为刀具，沿 板条移动工具切削工件。 2.中世纪的弹性杆棒车床运用的仍是这一原 理。
• 工业革命
十八世纪的工业革命推动了机床的发 展。
1774年，英国人威尔金森发明了较精 密的炮筒镗床。次年，他用这台炮筒 镗床镗出的汽缸，满足了瓦特蒸汽机 的要求。为了镗制更大的汽缸，他又 于1776年制造了一台水轮驱动的汽缸 镗床，促进了蒸汽机的发展。从此， 机床开始用蒸汽机通过天轴驱动。
1797年，英国人莫兹利创制成的车床 由丝杠传动刀架，能实现机动进给和 车削螺纹，这是机床结构的一次重大 变革。莫兹利也因此被称为“英国机 床工业之父”。
工序加工的加工中心。 • 以后，一方面数控原理从铣床扩展到铣镗床、钻床和车床，另一
方面，则从电子管向晶体管、集成电路方向过渡，并在数控装置 广泛采用，标志着第二代数控时代。 • 1965年，小规模集成电路应用于数控系统，进入第三代数控系统。 • 1968年，英国的毛林斯机械公司研制成了世界第一条数控机床组 成的自动线，到70年代中期，出现了自动化车间，自动化工厂也 已开始建造。
一、机床的定义
• 机床（machine tool），制造机械的机械，又称为“工作母机” 或“工具机”，习惯上简称机床。
• 广义：将固体材料，经由一动力源推动，以物理的、化学的或其 他方法作成形加工的机械。
• 狭义：指加工材料以金属工件为主的机床。加工方式则以切削或 轮磨等机型方式将工件制成所需的形状、尺寸及表面精度，按造 其功用可分为切削型、成形型、及使用高级技术三类。
• 主要有两大类： 传统金属切削机，数控机床（NC和CNC）
二、传统机床的分类
• 车床 • 镗床 • 刨床 • 铣床 • 磨床 • 钻床 • 锯床 • 拉床
三、机床发展史
• 雏形
1. 古代树木机床 公元前二千多年出现的树木车床是机床最
早的雏形。工作时，脚踏绳索下端的套 圈，利用树枝的弹性使工件由绳索带动 旋转，手拿贝壳或石片等作为刀具，沿 板条移动工具切削工件。 2.中世纪的弹性杆棒车床运用的仍是这一原 理。
• 工业革命
十八世纪的工业革命推动了机床的发 展。
1774年，英国人威尔金森发明了较精 密的炮筒镗床。次年，他用这台炮筒 镗床镗出的汽缸，满足了瓦特蒸汽机 的要求。为了镗制更大的汽缸，他又 于1776年制造了一台水轮驱动的汽缸 镗床，促进了蒸汽机的发展。从此， 机床开始用蒸汽机通过天轴驱动。
1797年，英国人莫兹利创制成的车床 由丝杠传动刀架，能实现机动进给和 车削螺纹，这是机床结构的一次重大 变革。莫兹利也因此被称为“英国机 床工业之父”。
工序加工的加工中心。 • 以后，一方面数控原理从铣床扩展到铣镗床、钻床和车床，另一
方面，则从电子管向晶体管、集成电路方向过渡，并在数控装置 广泛采用，标志着第二代数控时代。 • 1965年，小规模集成电路应用于数控系统，进入第三代数控系统。 • 1968年，英国的毛林斯机械公司研制成了世界第一条数控机床组 成的自动线，到70年代中期，出现了自动化车间，自动化工厂也 已开始建造。
数控机床的产生与发展过程
第一章数控机床概述数控技术是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术的产物，它已开始在各个领域普及，并且它所带来的巨大效益已引起了世界各国科技与工业届的普遍重视。
20世纪40年代以来，汽车、飞机和导弹制造工业发展迅速，原来的加工设备已无法承担加工航空工业需要的复杂型面零件。
数控技术是为了解决复杂型面零件加工的自动化而产生的。
1948年，美国帕森斯（Parsons）公司在研制加工直升机叶片轮廓检验用样板的机床时，首先提出了应用电子计算机控制机床加工样板曲线的设想。
后来与美国空军签订合同，帕森斯（Parsons）公司与麻省理工学院（MIT）伺服机构研究所合作进行研制成功。
1952年试制成功第一台三坐标立式数控铣床。
后来，又经过改进并开展自动编程技术的研究，于1955年进入实验阶段，这对加工复杂曲面和促进美国飞机制造业的发展起了重要作用。
1958年我国开始研制数控机床，1975年研制出第一台加工中心。
目前，在数控技术领域，我国同先进国家之间还存在不小的差距，但这种差距正在缩小。
数控技术的应用也从机床控制拓展到其他控制设备，如数控电火花线切割机床、数控测量机和工业机器人等。
1.1数控机床的产生与发展科学技术和社会生产的不断发展，对机械产品的性能、质量、生产率和成本提出了越来越高的要求。
机械加工工艺过程自动化是实现上述要求的重要技术措施之一。
单件、小批生产占机械加工的80%左右，一种适合于产品更新换代快、品种多、质量和生产率高、成本低的自动化生产设备的应用已迫在眉睫。
而数控机床则能适应这种要求，满足目前生产需求。
1.1.1数控机床的产生与发展过程1946年诞生了世界上第一台电子计算机，它为人类进入信息社会奠定了基础。
1952年，计算机技术应用到机床上，在美国诞生了第一台数控机床。
从此，传统机床产生了质的变化。
近半个世纪以来，数控机床经历了两大阶段和六代的发展。
1.数控（NC）阶段（1952年-1970年）早期计算机的运算速度底,这对当时的科学计算和数据处理影响还不大,但不能适应机床的实施控制要求.人们不得不采用数字逻辑电路制成一台机床专用计算机作为数控系统,这被称为硬件连接数控(HARD-WIRED NC),简称为数控(NC) 。
《数控机床发展演化》课件
详细描述
现代数控机床采用高性能的伺服系统和先进的控制算法，能够实现高精度的位置、速度和加速 度控制，确保加工过程的稳定性和准确性。同时，采用精密的刀具和夹具，以及先进的热管理 和误差补偿技术，进一步提高了加工精度和表面质量。
自动化和智能化
总结词
自动化和智能化是现代数控机床的重要发展方向，通过集成各种先进技术，实现 加工过程的自动化和智能化。
人工智能与数控机床的结合
要点一
总结词
要点二
详细描述
人工智能技术的引入将进一步提升数控机床的智能化水平 ，提高加工效率和精度。
人工智能技术如机器学习、深度学习等在数控机床中的应 用，可以实现自适应加工、智能故障诊断和预测性维护等 功能。通过实时采集加工数据并进行分析，数控机床能够 自我优化和调整加工参数，提高加工效率和精度。同时， 人工智能技术还可以协助操作人员进行机床编程和操作， 减少人为误差和操作时间。
绿色制造和可持续发展
总结词
随着环保意识的提高，数控机床将更加注重绿色制造和 可持续发展。
详细描述
未来，数控机床的发展将更加注重环保和可持续发展， 力求在实现高效、高精度加工的同时，降低能耗和减少 环境污染。这包括采用环保材料、优化机床结构设计以 降低能耗、减少废弃物排放和提高资源利用效率等方面 。此外，数控机床还将更加注重节能和减排技术的研发 和应用，以适应绿色制造的发展趋势。
数控机床的初步形态
采用电子管和晶体管技术，实现简单的数字计算和控制 功能。
数控机床的发明背景
01
制造业的发展
随着制造业的快速发展，对加工精度和生产效率 的要求越来越高，传统机床已经无法满足需求。
02
技术进步的推动
电子技术和计算机技术的快速发展为数控机床的 发明提供了技术支持。
现代数控机床采用高性能的伺服系统和先进的控制算法，能够实现高精度的位置、速度和加速 度控制，确保加工过程的稳定性和准确性。同时，采用精密的刀具和夹具，以及先进的热管理 和误差补偿技术，进一步提高了加工精度和表面质量。
自动化和智能化
总结词
自动化和智能化是现代数控机床的重要发展方向，通过集成各种先进技术，实现 加工过程的自动化和智能化。
人工智能与数控机床的结合
要点一
总结词
要点二
详细描述
人工智能技术的引入将进一步提升数控机床的智能化水平 ，提高加工效率和精度。
人工智能技术如机器学习、深度学习等在数控机床中的应 用，可以实现自适应加工、智能故障诊断和预测性维护等 功能。通过实时采集加工数据并进行分析，数控机床能够 自我优化和调整加工参数，提高加工效率和精度。同时， 人工智能技术还可以协助操作人员进行机床编程和操作， 减少人为误差和操作时间。
绿色制造和可持续发展
总结词
随着环保意识的提高，数控机床将更加注重绿色制造和 可持续发展。
详细描述
未来，数控机床的发展将更加注重环保和可持续发展， 力求在实现高效、高精度加工的同时，降低能耗和减少 环境污染。这包括采用环保材料、优化机床结构设计以 降低能耗、减少废弃物排放和提高资源利用效率等方面 。此外，数控机床还将更加注重节能和减排技术的研发 和应用，以适应绿色制造的发展趋势。
数控机床的初步形态
采用电子管和晶体管技术，实现简单的数字计算和控制 功能。
数控机床的发明背景
01
制造业的发展
随着制造业的快速发展，对加工精度和生产效率 的要求越来越高，传统机床已经无法满足需求。
02
技术进步的推动
电子技术和计算机技术的快速发展为数控机床的 发明提供了技术支持。
机床及其发展历史
宁波大学机械学院
Mechatronics Technology
Introduction
不久，布拉马的锁就弛名各地了， 订购这种锁的订单蜂涌而至。布拉
马为应付订货也忙碌起来，急需雇
佣有熟练技术的机械工。 当时的英国有一种习惯，当学徒必 须连干七年方能满徒。 在沃尔里奇
兵工厂的18岁亨利· 莫兹利学徒尚未
宁波大学机械学院
Mechatronics Technology
Introduction
2. 机床的发展历史
十八世纪的第一次工业革命推动了机床的发展。 由于社会生产对瓦特蒸汽机制需求量越来越大， 这也使以蒸汽机的制造为主体的机器制造业也随 之发展起来。
自此之后，车床、刨床、钻床、磨床等各种机床 制造工业以及纺织，采矿、冶金、运输等各种工 种工作机的制造业也相应地发展起来。
Introduction
1771年8月22日，莫兹利（Henry Maudslay）生于英国沃尔里奇 （Woolrich）的一个军人家庭。小时候， 没有受过正规教育。十二岁时，进了制 造兵器的工厂劳动，在该工厂莫兹利制 造炮弹，劳动了两年左右。 十四岁时，又到一个细工木匠那里去当 学徒工。但是，莫兹利对机械始终深感 兴趣，然而一直没有直接摆弄过机械。 十五岁时，到家附近的一个铁匠铺当了
宁波大学机械学院
Mechatronics Technology
Introduction
布拉马对其进行了严格考试，莫兹利 出色完成了各种技术考核项目。莫兹 利被作为技术高超的工程师录取了。 因为他喜欢搞机械，所以工作非常积 极，很快各种技术都达到了较高的水 平。他被誉为布拉马工厂里最有才能 的工程师，不久就当了总工长。
数控机床起源和发展PPT讲稿
数控技术是采用数字控制的方法对某一工作过程实现自 动控制的技术（即用数字的系统控制工作的机床）。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。
我们是制造人，我们的工作就是制造，是金属切削制 造。因此，我们的数控技术是采用数字控制的方法对某一 零件的加工过程实现自动控制的技术。
（SINUMERIK）数控系统、三菱（MITSUBISHI）数控系统、广州数控 （GSK）数控系统、华中数控系统。
什么是数控机床？
数控机床是数字控 制机床（Computer numerical control machine tools）的简 称，是一种装有程序控 制系统部的自动化机床。 该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，从而使机 床动作数控折弯机并加 工零件。
数控系统：
数控系统是数字控制系统的简称，英文名称为 （Numerical Control System），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。通过利用数字、文字和符号组成 的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制， 它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和 开关量。
NC与CNC:
NC (Numerical Control)指用离散的数字信息控制机械等装置的运行， 只能由操作者自己编程.
CNC是计算机数字控制机床(Computer number control)的简称，是一 种装有程序控制系统的自动化机床。该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，从而使机床动作并加工零件。
（故当时曾用于控制多台机床，称之为群控），不如采用微处理器经济合理。而且当 时的小型机可靠性也不理想。早期的微处理器速度和功能虽还不够高，但可以通过多 处理器结构来解决。由于微处理器是通用计算机的核心部件，故仍称为计算机数控， 即第五代数控系统。到了1990年，PC机（个人计算机，国内习惯称微机）的性能已 发展到很高的阶段，可以满足作为数控系统核心部件的要求。数控系统从此进入了基 于PC的阶段，也就是进入了数控系统的第六代。 。
我们是制造人，我们的工作就是制造，是金属切削制 造。因此，我们的数控技术是采用数字控制的方法对某一 零件的加工过程实现自动控制的技术。
（SINUMERIK）数控系统、三菱（MITSUBISHI）数控系统、广州数控 （GSK）数控系统、华中数控系统。
什么是数控机床？
数控机床是数字控 制机床（Computer numerical control machine tools）的简 称，是一种装有程序控 制系统部的自动化机床。 该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，从而使机 床动作数控折弯机并加 工零件。
数控系统：
数控系统是数字控制系统的简称，英文名称为 （Numerical Control System），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。通过利用数字、文字和符号组成 的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制， 它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和 开关量。
NC与CNC:
NC (Numerical Control)指用离散的数字信息控制机械等装置的运行， 只能由操作者自己编程.
CNC是计算机数字控制机床(Computer number control)的简称，是一 种装有程序控制系统的自动化机床。该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，从而使机床动作并加工零件。
（故当时曾用于控制多台机床，称之为群控），不如采用微处理器经济合理。而且当 时的小型机可靠性也不理想。早期的微处理器速度和功能虽还不够高，但可以通过多 处理器结构来解决。由于微处理器是通用计算机的核心部件，故仍称为计算机数控， 即第五代数控系统。到了1990年，PC机（个人计算机，国内习惯称微机）的性能已 发展到很高的阶段，可以满足作为数控系统核心部件的要求。数控系统从此进入了基 于PC的阶段，也就是进入了数控系统的第六代。 。
第一章数控机床的产生和发展.pptx
程序载体
输入装置
CNC装置
伺服系统
机床本体
位置反馈信号 辅助动作信号
1、程序载体
程序—包括加工零件所需的全部信息和刀具相对工件 的位移信息。
载体—穿孔纸带、磁带、磁盘（软盘、硬盘、内存RAM） 2、输入装置
作用：将程序载体内有关加工的信息读入CNC装置 穿孔纸带—光电阅读机 磁带—录放机 磁盘—驱动器和驱动卡 MDI—手动输入
集成电路 特点：很高柔性
五、按加工方式分类
1、金属切削类数控机床
1）数控车床（NC Lathe）。 2）数控铣床（NC Milling Machine）。 3）加工中心（Machine Center）。 4）数控钻床（NC Drilling Machine）。 5）数控镗床（NC Boring Machine）。 6）数控齿轮加工机床（NC Gear Holling Machine）。 7）数控平面磨床（ NC Surface Grinding Machine）。
❖角位移检测元件：旋转变压器、脉冲编码器、圆光栅等
精度低于闭环系统
系统调试较容易，稳定性也较好
齿轮箱
工作台
指令脉冲
数控装置
位置比较 电路
速度控制 电路
测量装置
伺服 电动机
测速元件
检测元件
四、按所用数控装置类型分类
1、硬件式数控机床（NC机床） 组成：晶体管和集成电路 特点：通用性、灵活性差，制造周期长、成本高 2、软件式数控机床（CNC机床） 组成：采用小型或微型计算机，加上通用或专用大规模
3、CNC装置
作用：接收输入装置输入的加工信息，完成数值
计算、逻辑判断、输入输出控制等功能。 电动机
4、伺服系统 速度控制单元 测量反馈单元
数控机床制造历史学习教案
第二十四页，共27页。
六、先进制造系统简介(jiǎn jiè)（其核心是生产加工设备的数控化、柔性化和精密化）1 柔性制造系统（FMS） 根据自动化程度及功能可分为三类：（1）单机数控加工：是用一台数控机床或加工中心加工机械零件。（2）柔性加工单元（Flexible Machining Cell）是一种人的参与减到最小时，能连续地对同一零件族内不同的零件进行自动化加工（包括工件、刀具、废屑等在单元内部的运输和交换）的最小加工单元。
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第五页，共27页。
三、 数控机床的组成(zǔ chénɡ)及工作原理 1 工作原理
图纸(túzhǐ)
存储介质
数控装置(zhuāngzhì)
输入
输出
CNC装置
伺服驱动装置
伺服系统
执行机构
切削驱动装置
机床主体
检测装置
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第六页，共27页。
2 组成（1）程序的存储介质（纸带、磁带或磁盘等）（2）输入输出装置（3）数控装置（是数控机床的核心，接受脉冲信号经过译码、运算和逻辑处理(chǔlǐ)将指令信息输出给伺服系统，使设备按轨定的动作执行）（4）伺服装置（是数控机床执行机构的驱动部件，作用是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床执行部件的运动）
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第十一页，共27页。
四、数控机床(jīchuáng)的分类 1按工业用途分类（1）数控车床（ NC Lathe） （2）数控铣床(NC Milling Machine)（3）数控钻床(NC Drilling Machine) (4)数控镗床(NC Boring Machine)（5）数控齿轮加工机床(jīchuáng)(NC Gearing Holding Machine)（6）数控平面磨床(NC Surface Grinding Machine)（7）数控外圆磨床(NC External Cylindrical Grinding Machine)（8）数控轮廓磨床(NC Contour Grinding Machine)
六、先进制造系统简介(jiǎn jiè)（其核心是生产加工设备的数控化、柔性化和精密化）1 柔性制造系统（FMS） 根据自动化程度及功能可分为三类：（1）单机数控加工：是用一台数控机床或加工中心加工机械零件。（2）柔性加工单元（Flexible Machining Cell）是一种人的参与减到最小时，能连续地对同一零件族内不同的零件进行自动化加工（包括工件、刀具、废屑等在单元内部的运输和交换）的最小加工单元。
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三、 数控机床的组成(zǔ chénɡ)及工作原理 1 工作原理
图纸(túzhǐ)
存储介质
数控装置(zhuāngzhì)
输入
输出
CNC装置
伺服驱动装置
伺服系统
执行机构
切削驱动装置
机床主体
检测装置
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2 组成（1）程序的存储介质（纸带、磁带或磁盘等）（2）输入输出装置（3）数控装置（是数控机床的核心，接受脉冲信号经过译码、运算和逻辑处理(chǔlǐ)将指令信息输出给伺服系统，使设备按轨定的动作执行）（4）伺服装置（是数控机床执行机构的驱动部件，作用是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床执行部件的运动）
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四、数控机床(jīchuáng)的分类 1按工业用途分类（1）数控车床（ NC Lathe） （2）数控铣床(NC Milling Machine)（3）数控钻床(NC Drilling Machine) (4)数控镗床(NC Boring Machine)（5）数控齿轮加工机床(jīchuáng)(NC Gearing Holding Machine)（6）数控平面磨床(NC Surface Grinding Machine)（7）数控外圆磨床(NC External Cylindrical Grinding Machine)（8）数控轮廓磨床(NC Contour Grinding Machine)
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• 发展
• 十五世纪
由于制造钟表和武的需要，出现了钟 表匠用的螺纹车床和齿轮加工机床， 以及水力驱动的炮筒镗床。
1500年左右，意大利人列奥纳多·达芬奇 曾绘制过车床、镗床、螺纹加工机床 和内圆磨床的构想草图，其中已有曲 柄、飞轮、项尖和轴承等新机构。
中国明朝出版的《天工开物》中也载有 磨床的结构，用脚踏的方法使铁盘旋 转，加上沙子和水剖切玉石。
• 工业革命
十八世纪的工业革命推动了机床的发 展。
1774年，英国人威尔金森发明了较精 密的炮筒镗床。次年，他用这台炮筒 镗床镗出的汽缸，满足了瓦特蒸汽机 的要求。为了镗制更大的汽缸，他又 于1776年制造了一台水轮驱动的汽缸 镗床，促进了蒸汽机的发展。从此， 机床开始用蒸汽机通过天轴驱动。
1797年，英国人莫兹利创制成的车床 由丝杠传动刀架，能实现机动进给和 车削螺纹，这是机床结构的一次重大 变革。莫兹利也因此被称为“英国机 床工业之父”。
• 1920年进入半自动化时期在1920年以后的30年中，机械制造技术 进入了半自动化时期，液压和电器元件在机床和其他机械上逐渐 得到了应用。1938年，液压系统和电磁控制不但促进了新型铣床 的发明，而且在龙门刨床等机床上也推广使用。30年代以后，行 程开关——电磁阀系统几乎用到各种机床的自动控制上了。适应 汽车了和轴承等工业大量生产的需要。此时也出现了自动生产线。
10
四、我国机床发展的历史及现状
• 1958年，我国开始研制数控机床， 第一台数控机床在沈阳第一 机床厂试制成功。这是一台2轴的车床，由程序配电器控制， 由哈尔滨工业大学研制。同年9月第一台真正意义上的数控铣 床由清华大学和铣床研究所合作研发完成并在北京第一机床厂 试制成功。
• 1975年，研制出第一台加工中心。
• 以上三代都是NC机床，采用专业控制计算机的硬逻辑数控系统。
9
• 进一步发展
• 1967年，英国把几台数控机床联接成具有柔性的加工系统，这 就是最初的柔性制造系统制造（FMS）。
• 由于小型计算机广泛应用于机床控制，更是使数控技术得到了 突破，许多数控功能由软件实现，这种系统称为计算机数控系 统（CNC）。1970年，在芝加哥国际机床展览会上首次展出，这 是第四代数控系统。
• 1974年以后，微处理器数控系统的数控机床飞速发展，这是第 五代数控系统（MNC）。
• 20世纪80年代，国际上出现了柔性制造单元（FMC）。 • 目前，数控系统处于计算机集成制造系统（CIMS）阶段。在这
个系统中，相应的计算机辅助系统，如计算机辅助设计(CAD)、 计算机辅助制造(CAM)计算机辅助工艺规划(CAPP)、计算机辅助 测试(CAT)、计算机辅助质量控制(CAQ)等，集成化的全局效应更 为明显。
• 19世纪
由于纺织、动力、交通运输机械和军火生产的 推动，各种类型的机床相继出现。
1817年，英国人罗伯茨创制龙门刨床； 1818年美国人惠特尼制成卧式铣床； 1876年，美国制成万能外圆磨床； 1835和1897年又先后发明滚齿机和插齿机。
惠特沃斯，19世纪最优秀的工程师 1834年制成了测长机，该测长机可以测量出长度误差万 分之一英寸左右。1835年，发明滚齿机。建议全部的机 床生产业者都采用同一尺寸的标准螺纹。
• 主要有两大类： 传统金属切削机，数控机床（NC和CNC）
二、传统机床的分类
• 车床 • 镗床 • 刨床 • 铣床 • 磨床 • 钻床 • 锯床 • 拉床
三、机床发展史
• 雏形
1. 古代树木机床 公元前二千多年出现的树木车床是机床最
早的雏形。工作时，脚踏绳索下端的套 圈，利用树枝的弹性使工件由绳索带动 旋转，手拿贝壳或石片等作为刀具，沿 板条移动工具切削工件。 2.中世纪的弹性杆棒车床运用的仍是这一原 理。
此时，工业发展中心已经移到美国。
7
• 20世纪前期
• 1900年进入精密化时期19世纪末到20世纪初，单一的车床已逐渐 演化出了铣床、刨床、磨床、钻床等，并且这些主要机床已经基 本定型，也为精密机床和生产机械化和半自动化创造了条件。
• 二十世纪初，为了加工精度更高的工件、夹具和螺纹加工工具， 相继创制出坐标镗床和螺纹磨床。
工序加工的加工中心。 • 以后，一方面数控原理从铣床扩展到铣镗床、钻床和车床，另一
方面，则从电子管向晶体管、集成电路方向过渡，并在数控装置 广泛采用，标志着第二代数控时代。 • 1965年，小规模集成电路应用于数控系统，进入第三代数控系统。 • 1968年，英国的毛林斯机械公司研制成了世界第一条数控机床组 成的自动线，到70年代中期，出现了自动化车间，自动化工厂也 已开始建造。
机床发展史
一、机床的定义
• 机床（machine tool），制造机械的机械，又称为“工作母机” 或“工具机”，习惯上简称机床。
• 广义：将固体材料，经由一动力源推动，以物理的、化学的或其 他方法作成形加工的机械。
• 狭义：指加工材料以金属工件为主的机床。加工方式则以切削或 轮磨等机型方式将工件制成所需的形状、尺寸及表面精度，按造 其功用可分为切削型、成形型、及使用高级技术三类。
• 二战之后，数控机床诞生
• 1949年，在麻省理工学院的参加和协助下，帕森斯提出世界第一 台数控机床（铣床）的方案。
• 1952年，制成了第一台电子管数控机床样机，这是数控机床的第 一代。
• 1953年，美国空军和MIT合作，APT自动编程开始。 • 1958年，美国克耐·杜列克公司研制成能自动更换刀具，以进行多
• 1986年开始，我国数控机床进入国际市场。
• 与美国，欧洲，日本等发达国家，差距约20年。主要体现在技 术水平，产业化生产和人才这三个方面。
谢谢！
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• 发展
• 十五世纪
由于制造钟表和武的需要，出现了钟 表匠用的螺纹车床和齿轮加工机床， 以及水力驱动的炮筒镗床。
1500年左右，意大利人列奥纳多·达芬奇 曾绘制过车床、镗床、螺纹加工机床 和内圆磨床的构想草图，其中已有曲 柄、飞轮、项尖和轴承等新机构。
中国明朝出版的《天工开物》中也载有 磨床的结构，用脚踏的方法使铁盘旋 转，加上沙子和水剖切玉石。
• 工业革命
十八世纪的工业革命推动了机床的发 展。
1774年，英国人威尔金森发明了较精 密的炮筒镗床。次年，他用这台炮筒 镗床镗出的汽缸，满足了瓦特蒸汽机 的要求。为了镗制更大的汽缸，他又 于1776年制造了一台水轮驱动的汽缸 镗床，促进了蒸汽机的发展。从此， 机床开始用蒸汽机通过天轴驱动。
1797年，英国人莫兹利创制成的车床 由丝杠传动刀架，能实现机动进给和 车削螺纹，这是机床结构的一次重大 变革。莫兹利也因此被称为“英国机 床工业之父”。
• 1920年进入半自动化时期在1920年以后的30年中，机械制造技术 进入了半自动化时期，液压和电器元件在机床和其他机械上逐渐 得到了应用。1938年，液压系统和电磁控制不但促进了新型铣床 的发明，而且在龙门刨床等机床上也推广使用。30年代以后，行 程开关——电磁阀系统几乎用到各种机床的自动控制上了。适应 汽车了和轴承等工业大量生产的需要。此时也出现了自动生产线。
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四、我国机床发展的历史及现状
• 1958年，我国开始研制数控机床， 第一台数控机床在沈阳第一 机床厂试制成功。这是一台2轴的车床，由程序配电器控制， 由哈尔滨工业大学研制。同年9月第一台真正意义上的数控铣 床由清华大学和铣床研究所合作研发完成并在北京第一机床厂 试制成功。
• 1975年，研制出第一台加工中心。
• 以上三代都是NC机床，采用专业控制计算机的硬逻辑数控系统。
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• 进一步发展
• 1967年，英国把几台数控机床联接成具有柔性的加工系统，这 就是最初的柔性制造系统制造（FMS）。
• 由于小型计算机广泛应用于机床控制，更是使数控技术得到了 突破，许多数控功能由软件实现，这种系统称为计算机数控系 统（CNC）。1970年，在芝加哥国际机床展览会上首次展出，这 是第四代数控系统。
• 1974年以后，微处理器数控系统的数控机床飞速发展，这是第 五代数控系统（MNC）。
• 20世纪80年代，国际上出现了柔性制造单元（FMC）。 • 目前，数控系统处于计算机集成制造系统（CIMS）阶段。在这
个系统中，相应的计算机辅助系统，如计算机辅助设计(CAD)、 计算机辅助制造(CAM)计算机辅助工艺规划(CAPP)、计算机辅助 测试(CAT)、计算机辅助质量控制(CAQ)等，集成化的全局效应更 为明显。
• 19世纪
由于纺织、动力、交通运输机械和军火生产的 推动，各种类型的机床相继出现。
1817年，英国人罗伯茨创制龙门刨床； 1818年美国人惠特尼制成卧式铣床； 1876年，美国制成万能外圆磨床； 1835和1897年又先后发明滚齿机和插齿机。
惠特沃斯，19世纪最优秀的工程师 1834年制成了测长机，该测长机可以测量出长度误差万 分之一英寸左右。1835年，发明滚齿机。建议全部的机 床生产业者都采用同一尺寸的标准螺纹。
• 主要有两大类： 传统金属切削机，数控机床（NC和CNC）
二、传统机床的分类
• 车床 • 镗床 • 刨床 • 铣床 • 磨床 • 钻床 • 锯床 • 拉床
三、机床发展史
• 雏形
1. 古代树木机床 公元前二千多年出现的树木车床是机床最
早的雏形。工作时，脚踏绳索下端的套 圈，利用树枝的弹性使工件由绳索带动 旋转，手拿贝壳或石片等作为刀具，沿 板条移动工具切削工件。 2.中世纪的弹性杆棒车床运用的仍是这一原 理。
此时，工业发展中心已经移到美国。
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• 20世纪前期
• 1900年进入精密化时期19世纪末到20世纪初，单一的车床已逐渐 演化出了铣床、刨床、磨床、钻床等，并且这些主要机床已经基 本定型，也为精密机床和生产机械化和半自动化创造了条件。
• 二十世纪初，为了加工精度更高的工件、夹具和螺纹加工工具， 相继创制出坐标镗床和螺纹磨床。
工序加工的加工中心。 • 以后，一方面数控原理从铣床扩展到铣镗床、钻床和车床，另一
方面，则从电子管向晶体管、集成电路方向过渡，并在数控装置 广泛采用，标志着第二代数控时代。 • 1965年，小规模集成电路应用于数控系统，进入第三代数控系统。 • 1968年，英国的毛林斯机械公司研制成了世界第一条数控机床组 成的自动线，到70年代中期，出现了自动化车间，自动化工厂也 已开始建造。
机床发展史
一、机床的定义
• 机床（machine tool），制造机械的机械，又称为“工作母机” 或“工具机”，习惯上简称机床。
• 广义：将固体材料，经由一动力源推动，以物理的、化学的或其 他方法作成形加工的机械。
• 狭义：指加工材料以金属工件为主的机床。加工方式则以切削或 轮磨等机型方式将工件制成所需的形状、尺寸及表面精度，按造 其功用可分为切削型、成形型、及使用高级技术三类。
• 二战之后，数控机床诞生
• 1949年，在麻省理工学院的参加和协助下，帕森斯提出世界第一 台数控机床（铣床）的方案。
• 1952年，制成了第一台电子管数控机床样机，这是数控机床的第 一代。
• 1953年，美国空军和MIT合作，APT自动编程开始。 • 1958年，美国克耐·杜列克公司研制成能自动更换刀具，以进行多
• 1986年开始，我国数控机床进入国际市场。
• 与美国，欧洲，日本等发达国家，差距约20年。主要体现在技 术水平，产业化生产和人才这三个方面。
谢谢！
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