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数控机床第1章 数控机床概述

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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。

数控机床的编程及操作

数控机床的编程及操作

网络资源共享； 数控机床的远程（网络）控制； 数控机床故障的远程（网络）诊断； 数控机床的远程（网络）培训与教学（网络数控）。
湖北江山重工有限责任公司
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数控机床的编程及操作
三、数控机床的结构和工作原理 数控机床主要由控制介质、数控装置、 伺服驱动装置、机床本体和其它装置组成。 1. 控制介质 它是用于记录各种加工指令信息（加工程序），以控制机床的运动，以实现 零件的加工。常用的控制介质有标准的穿孔纸带、磁带、磁盘等，随着微机技术 的不断发展，新的控制介质不断的出现，如CF存储卡等，为了满足大容量的加工 程序，控制介质的存储容量也越来越大，甚至可以外接硬盘 。 控制介质上的加工信息要经过输入装置传送到数控装置。常用的输入装置有 光电纸带输入机、磁带录音机、磁盘驱动器等。现今数控机床大多属于微机控制 的，随着微机技术的不断发展，新的输入装置不断的出现，更方便了加工信息的 输入。另外加工程序也可以通过操作面板或外接键盘直接输入，由于是人工进行 加工信息的输入，因此只能对简单的加工程序进行输入。对于大容量的加工程 序，必须通过磁盘或外部电脑进行输入。当数控装置的存储容量太小时，也可通 过DNC连线方式进行在线加工。
湖北江山重工有限责任公司
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数控机床的编程及操作
�
控制智能化：随着人工智能技术的不断发展，并为满足制造业生产柔性化、
制造自动化发展需求，数控技术智能化程度不断提高，具体体现在以下几个方面：
�加工过程自适应控制技术：通过监测加工过程中的切削力、主轴和进给电机
的功率、电流、电压等信息，利用传统的或现代的算法进行识别，以辩识出 刀具的受力、磨损以及破损状态，机床加工的稳定性状态；并根据这些状态 实时修调加工参数（主轴转速，进给速度）和加工指令，使设备处于最佳运 行状态，以提高加工精度、降低工件表面粗糙度以及设备运行的安全性。

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。

数控机床的主传动系统

数控机床的主传动系统
03 控制应用
高速加工、精密定位
主轴驱动系统的设计与选择
设计原则
高可靠性 良好的动态响应 经济性考虑
选择因素
机床类型 加工要求 成本预算
常见类型
交流伺服驱动系统 直流传动系统 混合驱动系统
● 03
第3章 数控机床的进给传动 系统
进给传动系统的组成与作 用
进给传动系统主要包括进给驱动装置、进给传动 机构和进给系统的控制与调节三个部分。进给驱 动装置负责提供动力，进给传动机构负责传递动 力并实现所需的运动轨迹，进给系统的控制与调 节负责对整个系统的运行进行精确控制。
主传动系统是数控机床的核心部件之一，它主要 由主轴装置、传动装置、主轴驱动系统等组成， 负责传递动力并确保机床加工的精度和速度。
主轴的类型与特性
电主轴
高速、高精度
复合主轴
结合电主轴与机 械主轴特点
机械主轴
结构简单、成本 低
主轴定向控制
01 控制意义
保证加工精度
02 控制方法
光电编码器、霍尔效应
部分控制信号依赖于反馈信号
电气控制系统的故障诊断与维 护
故障诊断方法包括观察法、信号分析法、模拟法 等；故障诊断的步骤包括故障现象的观察、故障 原因的分析、故障诊断的结果等；电气控制系统 的维护措施包括定期检查、及时维修、更换故障 部件等。
● 06
第6章 总结
数控机床主传动系统的重要性和 影响因素
夹具系统的性能评价
夹具的刚度 与稳定性
夹具的刚度与稳 定性直接影响到
加工精度
夹具的重复 定位精度
夹具的重复定位 精度直接影响到
加工效率
夹具的装夹 误差
夹具的装夹误差 会导致工件加工
误差

数控机床操作与维护技术授课教案

数控机床操作与维护技术授课教案

数控机床操作与维护技术授课教案第一章：数控机床概述1.1 数控机床的定义与发展历程1.2 数控机床的组成与工作原理1.3 数控机床的分类与应用领域1.4 数控机床在我国的发展现状与趋势第二章：数控机床编程基础2.1 数控编程的基本概念与方法2.2 数控机床坐标系及坐标变换2.3 数控编程的基本指令与应用2.4 数控编程中的常用功能指令第三章：数控机床操作与维护基本技能3.1 数控机床操作面板及功能3.2 数控机床手动与自动操作3.3 数控机床加工参数设置与调整3.4 数控机床维护与故障诊断第四章：数控车床操作与加工实例4.1 数控车床操作流程与步骤4.2 数控车床加工工艺分析4.3 数控车床编程实例与操作4.4 数控车床加工中的常见问题与解决方法第五章：数控铣床操作与加工实例5.1 数控铣床操作流程与步骤5.2 数控铣床加工工艺分析5.3 数控铣床编程实例与操作5.4 数控铣床加工中的常见问题与解决方法第六章：数控加工中心操作与加工实例6.1 数控加工中心的特点与分类6.2 数控加工中心操作流程与步骤6.3 数控加工中心加工工艺分析6.4 数控加工中心编程实例与操作第七章：数控电火花线切割操作与维护7.1 数控电火花线切割的工作原理与特点7.2 数控电火花线切割设备组成与操作7.3 数控电火花线切割加工工艺参数设置7.4 数控电火花线切割维护与故障处理第八章：数控机床的精度检测8.1 数控机床精度检测的基本概念与方法8.2 数控机床精度检测设备与仪器8.3 数控机床主要精度参数的检测与调整8.4 提高数控机床精度的措施与方法第九章：数控机床的改装与升级9.1 数控机床改装与升级的意义与目的9.2 数控机床硬件改装与升级技术9.3 数控机床软件改装与升级技术9.4 数控机床改装与升级实例分析第十章：数控机床故障分析与维修10.1 数控机床故障类型与分级10.2 数控机床故障诊断与分析方法10.3 数控机床常见故障案例分析10.4 数控机床维修技巧与注意事项第十一章：数控机床自动化与智能化技术11.1 数控机床自动化的概念与发展趋势11.2 数控机床智能化技术的应用11.3 数控机床故障自诊断与智能维修11.4 数控机床自动化与智能化技术的未来展望第十二章：数控机床的安全与环保12.1 数控机床操作的安全规程与措施12.2 数控机床的安全防护装置与功能12.3 数控机床加工过程中的环保问题12.4 数控机床的绿色制造与可持续发展第十三章：数控机床技术的发展趋势13.1 高速数控机床的技术发展13.2 精密数控机床的技术发展13.3 数控机床网络化与信息化技术13.4 数控机床技术发展的未来预测第十四章：综合练习与实操14.1 数控机床操作与编程的综合练习14.2 数控机床故障诊断与维修的实操练习14.3 数控机床加工工艺与参数调整的实操练习14.4 数控机床自动化与智能化技术的实操练习第十五章：课程总结与拓展学习15.1 数控机床操作与维护技术课程总结15.2 数控机床技术在行业中的应用案例分析15.3 数控机床技术相关的学术研究与发展动态15.4 拓展学习资源与推荐阅读重点和难点解析重点：1. 数控机床的定义、组成、工作原理及分类。

数控机床编程与操作课后答案

数控机床编程与操作课后答案

数控机床编程与操作课后答案第一章：数控机床概述1.什么是数控机床？简要说明其主要特点和优势。

数控机床是一种通过预先编写好的程序控制工件加工的机床。

其主要特点包括高精度、高效率、多功能性和灵活性等，其优势在于提高生产效率、降低生产成本、减少人为失误等。

2.数控机床有哪些常见的分类？简述各种分类的特点。

数控机床可以按控制系统分为数控机床和通用机床；按动力系统分为液压、气动和电动数控机床；按加工方式分为车、铣、钻、磨等数控机床；按动作坐标轴数分为二、三、四、五轴数控机床等。

不同分类的数控机床各有其适用领域和特点。

第二章：数控机床编程基础1.请简要说明G代码和M代码的作用及区别。

G代码用于定义刀具轨迹、加工速度和进给速度等；M代码用于控制辅助功能，如启动、停止、换刀、冷却等。

区别在于G代码主要控制运动轨迹，M代码主要控制机床辅助功能。

2.数控机床编程的基本步骤是什么？基本步骤包括确定加工工件及刀具类型、编写工艺卡、编制刀具路径、编写G代码等。

第三章：数控机床操作与维护1.数控机床日常操作中需要注意哪些问题？日常操作需注意严格按照操作规程操作机床、定期检查润滑、保持机床清洁、防止机床过负荷运行等。

2.数控机床维护保养的重要性是什么？维护保养可以延长机床使用寿命、保证机床精度稳定性、减少故障率、确保加工质量等，对于提高生产效率和降低成本至关重要。

结语本文简要介绍了数控机床的基本概念、编程基础、操作注意事项以及维护保养的重要性。

掌握数控机床的相关知识对于提高工件加工质量、提高生产效率具有重要意义。

希望读者通过学习和实践，能够熟练掌握数控机床编程与操作技能。

机床数控技术教学课件：数控机床教案

《数控机床》教案总学时：36学时第一章数控机床概述（2学时）课题第1章数控机床概述教学学时2学时§ 1-1数控机床的产生和发展§ 1-2数控机床的工作原理及组成教学时数1学时【教学目标】1、了解数控机床的产生及发展过程2、掌握数控机床的组成及各部分功能3、掌握数控机床的工作原理4、掌握数控机床的特点及适用场合5、掌握按运动方式、控制方式分类的情况6、掌握数控技术的发展趋势7、了解数控机床按工艺用途、数控系统功能水平及联动轴数的分类【重点、难点】重点：1、数控、数控机床的概念2、数控装置、伺服系统、位置检测反馈装置的作用3、数控机床的工作原理及组成4、点位、直线、轮廓控制数控机床的特点5、开环、闭环、半闭环控制数控机床的特点①有无检测之件②检测之件安装位置6、“柔性”概念及FMC、FMS、CIMS的含义【教具、参考书】1.多媒体教学2.朱晓春《数控技术》，机械工业出版社3.王爱玲《现代数控机床》，机械工业出版社【时间分配】1、数控机床的产生和发展（30分钟）2、特点及适用场合（20分钟）3、数控机床分类（30分钟）4、发展趋势（15分钟）5、小结布置作业（5分钟）§ 1-3数控机床分类§ 1-4数控技术发展趋势教学时数1学时【教学过程】第一章数控机床概述§ 1-1数控机床的产生和发展1）开环控制系统这种控制系统采用步进电机，无位置测量元件，输入数据经过数控系统运算，输出指令脉冲控制步进电机工作，如图1T所示，这种控制方式对执行机构不检测，无反馈控制信号，因此称之为开环控制系统。

开环控制系统的设备成本低，调试方便，操作简单，但控制精度低，工作速度受到步进电机的限制。

图1-1开环控制系统2）闭环控制系统这种控制系统绝大多数采用伺服电机，有位置测量元件和位置比较电路。

如图1-2所示，测量元件安装在工作台上，测出工作台的实际位移值反馈给数控装置。

位置比较电路将测量元件反馈的工作台实际位移值与指令的位移值相比较，用比较的误差值控制伺服电机工作，直至到达实际位置，误差值消除，此称之为闭环控制。

数控机床的产生与发展过程

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运算机、自动操纵、自动检测及周密机械等高新技术的产物，它已开始在各个领域普及，同时它所带来的庞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进展迅速，原先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，第一提出了应用电子运算机操纵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，又通过改进并开展自动编程技术的研究，于1955年进入实验时期，这对加工复杂曲面和促进美国飞机制造业的进展起了重要作用。

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操纵拓展到其他操纵设备，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数控机床的产生与进展科学技术和社会生产的不断进展，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。

而数控机床那么能适应这种要求，满足目前生产需求。

1.1.1数控机床的产生与进展过程1946年产生了世界上第一台电子运算机，它为人类进入信息社会奠定了基础。

1952年，运算机技术应用到机床上，在美国产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时期和六代的进展。

1.数控〔NC〕时期〔1952年-1970年〕早期运算机的运算速度底,这对当时的科学运算和数据处理阻碍还不大,但不能适应机床的实施操纵要求.人们不得不采纳数字逻辑电路制成一台机床专用运算机作为数控系统,这被称为硬件连接数控(HARD-WIRED NC),简称为数控(NC) 。

数控机床编程与操作作业指导书

数控机床编程与操作作业指导书第1章数控机床概述 (3)1.1 数控机床发展简史 (3)1.2 数控机床的组成及分类 (4)1.3 数控机床的主要技术参数 (4)第2章数控编程基础 (5)2.1 数控编程的基本概念 (5)2.2 数控编程的方法与步骤 (5)2.3 数控编程坐标系 (5)第3章数控机床操作基础 (6)3.1 数控机床操作面板介绍 (6)3.2 数控机床的基本操作流程 (6)3.3 数控机床的安全操作规程 (6)第4章常规数控编程指令 (7)4.1 准备功能指令 (7)4.1.1 初始化指令（G92） (7)4.1.2 设定坐标系指令（G54～G59） (7)4.1.3 设定刀具补偿指令（G43、G44、G49） (7)4.1.4 设定进给率指令（G94、G95） (7)4.1.5 设定主轴转速指令（G50、G96、G97） (7)4.2 辅助功能指令 (7)4.2.1 主轴控制指令（M03、M04、M05、M07、M08、M09） (7)4.2.2 刀具选择指令（T） (7)4.2.3 冷却液控制指令（M07、M08、M09） (7)4.2.4 程序停止指令（M01、M02、M30） (8)4.3 其他功能指令 (8)4.3.1 镜像指令（G51、G50） (8)4.3.2 倒角指令（G42、G41） (8)4.3.3 循环指令（G73、G83、G84等） (8)4.3.4 速度控制指令（G64、G61、G62、G63） (8)第5章数控车床编程与操作 (8)5.1 数控车床编程基础 (8)5.1.1 数控车床编程概述 (8)5.1.2 数控车床编程坐标系 (8)5.1.3 数控车床编程指令 (8)5.1.4 数控车床编程步骤 (8)5.2 数控车床编程实例 (9)5.2.1 实例一：轴类零件加工 (9)5.2.2 实例二：套筒类零件加工 (9)5.2.3 实例三：复杂曲面加工 (9)5.3 数控车床操作要点 (9)5.3.1 数控车床操作前准备 (9)5.3.2 数控车床操作步骤 (9)5.3.3 数控车床操作注意事项 (9)5.3.4 数控车床日常维护与保养 (9)第6章数控铣床编程与操作 (9)6.1 数控铣床编程基础 (9)6.1.1 数控铣床概述 (9)6.1.2 数控铣床编程坐标系 (9)6.1.3 数控铣床编程指令 (10)6.1.4 数控铣床编程格式 (10)6.2 数控铣床编程实例 (10)6.2.1 平面铣削编程实例 (10)6.2.2 型腔铣削编程实例 (10)6.2.3 曲面铣削编程实例 (10)6.2.4 螺旋铣削编程实例 (10)6.3 数控铣床操作要点 (10)6.3.1 数控铣床操作前准备 (10)6.3.2 数控铣床操作步骤 (10)6.3.3 数控铣床操作注意事项 (10)6.3.4 数控铣床日常维护与保养 (11)第7章数控加工中心编程与操作 (11)7.1 数控加工中心编程基础 (11)7.1.1 数控加工中心概述 (11)7.1.2 编程基本知识 (11)7.1.3 编程步骤 (11)7.2 数控加工中心编程实例 (11)7.2.1 实例一：平面铣削 (11)7.2.2 实例二：孔加工 (11)7.3 数控加工中心操作要点 (12)7.3.1 开机与关机 (12)7.3.2 机床操作 (12)7.3.3 加工操作 (12)7.3.4 安全操作 (12)第8章数控电火花线切割机床编程与操作 (12)8.1 数控电火花线切割机床编程基础 (12)8.1.1 数控电火花线切割机床概述 (12)8.1.2 编程语言的分类与特点 (12)8.1.3 编程参数设定 (12)8.2 数控电火花线切割机床编程实例 (13)8.2.1 简单零件编程实例 (13)8.2.2 复杂零件编程实例 (13)8.2.3 多轴联动编程实例 (13)8.3 数控电火花线切割机床操作要点 (13)8.3.1 操作前的准备工作 (13)8.3.2 程序输入与调试 (13)8.3.3 切割过程中的监控与调整 (13)8.3.4 切割完成后的处理 (13)8.3.5 常见故障处理 (13)第9章数控机床的调试与维修 (13)9.1 数控机床的调试 (13)9.1.1 调试前的准备 (13)9.1.2 数控系统的调试 (14)9.1.3 机床功能的调试 (14)9.2 数控机床的故障诊断与排除 (14)9.2.1 故障诊断方法 (14)9.2.2 故障排除步骤 (14)9.3 数控机床的日常维护与保养 (14)9.3.1 日常检查 (14)9.3.2 定期维护 (14)9.3.3 注意事项 (15)第10章数控机床编程与操作综合实训 (15)10.1 实训项目一：数控车床编程与操作 (15)10.1.1 实训目标 (15)10.1.2 实训内容 (15)10.1.3 实训步骤 (15)10.2 实训项目二：数控铣床编程与操作 (15)10.2.1 实训目标 (15)10.2.2 实训内容 (15)10.2.3 实训步骤 (16)10.3 实训项目三：数控加工中心编程与操作 (16)10.3.1 实训目标 (16)10.3.2 实训内容 (16)10.3.3 实训步骤 (16)10.4 实训项目四：数控电火花线切割机床编程与操作 (16)10.4.1 实训目标 (16)10.4.2 实训内容 (16)10.4.3 实训步骤 (17)第1章数控机床概述1.1 数控机床发展简史数控机床（Numerical Control Machine Tool）起源于20世纪40年代的美国，其发展历经了几个重要阶段。

机床数控技术 第4版 第1章 概述


第一章 数控机床概述
辅助控制机构 进给传动机构 主运动机构
计算机数控系统
操作面板
PLC
机床 I/O 电路和装置 主轴伺服单元 主轴驱动装置
键盘
输入输出 设备
计算机 数控 装置
进给伺服单元 测量装置
进给驱动装置
机床
第一章 数控机床概述
CNC装置(CNC单元)
➢组成：计算机系统、位置控制板、PLC接口板，通讯接口 板、特殊功能模块以及相应的控制软件。
辅助控制机构 进给传动机构 主运动机构
计算机数控系统
机床 I/O 电路和装置
操作面板
PLC 主轴伺服单元 主轴驱动装置
键盘
输入输出 设备
计算机 数控 装置
进给伺服单元 测量装置
进给驱动装置
机床
第一章 数控机床概述
伺服单元、驱动装置和测量装置
伺服单元和驱动装置 ➢主轴伺服驱动装置和主轴电机 ➢进给伺服驱动装置和进给电机
➢ 数控技术（Numerical Control Technology）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。
➢ 数控机床（Numerical Control Machine Tools）是采用数 字控制技术对机床加工过程进行自动控制的一类机床。是 数控技术典型应用的例子。
➢ 数控系统（Numerical Control System）实现数字控制的 装置。
机床数控技术
2024年5月
第一章 数控机床概述
内容提要 本章主要介绍数控技术、数控机床的基本 概念、体系结构、工作原理及分类；数控机床 的应用范围及发展动向。
2
第一章 数控机床概述
第一节 数控技术与数控机床
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1.1 数控机床的分类
图1-4 卧式车床
1.1 数控机床的分类
图1-5 立式升降台铣床
1.1 数控机床的分类
(2)三坐标联动：数控机床能同时控制三个坐标轴联动(见图1-5)。 (3)两轴半坐标联动：数控机床本身有三个坐标能作三个方向的运 动，但数控装置只能同时控制两个坐标，而第三个坐标只能作等 距周期移动，可加工空间曲面零件(见图1-6c)。 (4)多坐标联动：数控机床能同时控制四个以上坐标轴联动。 4.按数控装置的类型分类 (1)硬件数控：早期的数控装置属于硬件数控(NC，Numerial Contro l)类型，主要由固化的数字逻辑电路处理数字信息，于20世纪60年 代投入使用。
1.1 数控机床的分类
(4)生产效率高：数控机床的功率大、刚性好，主轴转速高及进给 速度范围大，而且是无级变速，能够选择较大且合理的切削用量， 以减少加工的切削时间。 (5)数字化管理：数控机床能准确计算并自动记录加工过程，对生 产过程中的半成品、成品进行资料统计分析，可以实现计算机集 成化控制与数字化管理。
1.1 数控机床的分类
(1)高级型数控系统：中央处理单元(CPU Central Process Unit)32位 或更高性能，联动5轴以上，分辨率小于0.1μm，进给速度不低于2 4m／min(分辨率为1μm时)或不低于10m／min(分辨率为0.1μm时)， 采用数字交流伺服驱动，具有制造自动化协议(MAP，Manufacturi ng Automation Protocol)的高性能通信接口，具备联网功能，有三 维动态图形显示。 (2)普及型数控系统：该档次的数控系统采用16位或更高性能的CP U，联动轴数在5轴以下，分辨率在1μm以内，进给速度不高于24 m／min，可采用交、直流伺服驱动，具有直接数字控制或分布数 字控制(DNC，Direct Numerical Control或Distributed Numerical Con trol)通信接口，有CRT字符显示和平面线性图形显示。
1.1 数控机床的分类
(4)测量方式：数控机床具有位移测量显示系统，能在加工过程中 对工件尺寸进行自动测量。 2. 数控机床的加工特点及适用范围 (1)能加工复杂型面：由于数控机床能够实现多轴联动，可加工出 普通机床无法完成的空间曲线和曲面。 (2)具有较高的柔性：所谓柔性即灵活与可变性，是相对于不可变 的刚性而言。 (3)加工精度高、质量稳定：数控机床的运动分辨率远高于普通机 床，前者多数具有位置检测功能，可以将机床移动部件位移量， 丝杠或伺服电动机转角，通过数控系统进行反馈补偿，获得比机 床本身精度还要高的加工精度。
第1章 数控机床概述
1.1 数控机床的分类 1.2 数控机床工作原理及组成 1.3 数控机床主要性能指标与功能
1.1 数控机床的分类
1.1.1 数控机床的产生 采用数字控制(NC，Numerical Control)技术进行机械加工的构思， 最早是于20世纪40年代初提出来的。 1.1.2 数控机床的特点 1.数控机床与普通机床的区别 (1)加工操作：数控机床具有手动加工、机动加工、自动加工功能， 加工过程不需要人工操作。 (2)显示功能：数控机床具有显示器(CRT或LCD)功能，可以显示加 工程序、工艺参数、加工时间、刀具运动轨迹及工件图形等。 (3)传动系统：数控机床的主传动和进给传动，采用直流或交流无 级变速伺服电动机，不需要主轴变速箱和进给变速箱，因此传动 链短。
1.1 数控机床的分类
图1-6 空间平面和曲面的数控加工 a)零件沟槽面加工 b)三坐标联动曲面加工 c)两坐标
联动加工曲面 d)五轴联动铣床加工曲面
1.1 数控机床的分类
图1-7 六轴加工中心坐标系
1.1 数ห้องสมุดไป่ตู้机床的分类
(2)计算机数控：计算机数控(CNC，Computer Numerial Control)系 统，于20世纪70年代初期投入使用。 5.按伺服系统有无检测装置分类 按伺服系统有无检测装置可分为 开环控制和闭环控制数控机床。 6.按数控系统的功能水平分类 数控系统一般分为高级型、普及型 和经济型三个不同档次。
1.1 数控机床的分类
图1-3 数控机床分类 a) 点位控制 b) 直线控制
c) 轮廓控制
1.1 数控机床的分类
7)需要多次更改设计后才能定型的零件。 8)通用机床加工的生产率低或体力劳动强度大的零件。 1.1.3 数控机床的分类 1.按加工方式和工艺用途分类 这种分类方法与普通机床的分类方 法相似，按切削方式不同，可分为数控车床、数控铣床、数控钻 床、数控镗床、数控磨床等。 2.按加工路线分类 数控机床按其刀具与工件相对运动的方式，可 以分为点位控制、直线控制和轮廓控制，如图1-3所示。 (1)点位控制(见图1-3a)：点位控制方式就是刀具与工件相对运动时， 只控制从一点运动到另一点的准确性，而不考虑两点之间的运动 路径和方向，且刀具移动时不进行加工。
1.1 数控机床的分类
表1-1 数控机床与普通机床性能比较
1.1 数控机床的分类
图1-1 机床使用范围
1.1 数控机床的分类
图1-2 机床加工批量与成本关系
1)形状复杂且加工精度高，
1.1 数控机床的分类
普通机床无法加工或很难保证质量的零件。 2)有复杂曲线或曲面轮廓的零件。 3)批量小而又多次重复生产的零件。 4)难以测量和难以控制尺寸，内腔不开敞的壳体或盒型零件。 5)要在一次性装夹中完成铣、镗、铰或攻螺纹等多工序零件。 6)尺寸位置精度高及用料贵重的零件。
1.1 数控机床的分类
(2)直线控制(见图1-3b)：直线控制方式就是刀具与工件相对运动时， 除控制从起点到终点的准确定位外，还要保证平行坐标轴的直线 切削运动。 (3)轮廓控制(见图1-3c)：轮廓控制就是刀具与工件相对运动时，能 对两个或两个以上坐标轴的运动同时进行控制。 3.按可控制联动的坐标轴分类 所谓数控机床可控制联动的坐标轴， 是指数控装置控制几个伺服电动机，同时驱动机床移动部件运动 的坐标轴数目。 (1)两坐标联动：数控机床能同时控制两个坐标轴联动(见图1-4)， 即数控装置同时控制X和Z方向运动，可用于加工各种曲线轮廓的 回转体类零件。