数控技术绪论45页PPT文档
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数控技术及应用PPT课件
数控技术及应用
主编 林其骏 副主编赵仲生 机械工业出版社
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1
第一章 绪论
第一节数控技术的产生和特点
.
2
1 数控技术的产生
上世纪40年代以来，生产力迅速发 展，人们要加工的零件越来越多，零 件形状也越来越复杂，原来用自动专 用机床和仿形机床去满足要求现在显 得力不从心。因此：
灵活、通用、高精度、高效率的“柔 性”自动化生产技术-------数控技术 应运而生。
分 机床的机械部分 用于完成各种切削加工。
.
9
作业 2.15
.
10
.
11
.
12
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13
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14
.
15
谢谢观看！
工件的加工。 （4）减轻操作人员的劳动强度。 （5）具有较高的经济效益。 （6）能加工较复杂的零件。
.
7
缺点：
（1）对操作人员的技术水平较高。 （2）起始阶段的投资较大。 （3）增加了电子设备的维护。
3.计算机数控
Computer Numerical Control
简称CNC
计算机数控的优点：柔性好、功能强、
可靠性高、易于实现机电一体化、经济
性好。
.
8
第二节 数控机床的组成和作用
数 程序载体 将工件加工程序以一定的格式和代码
控
存储在一种载体上。（穿孔纸带。软磁盘等）
机 输入装置 将程序载体内有关加工的信息读入
床
CNC 装置中。
的 CNC装置
组
成 伺服系统 根据控制系统的指令驱动机床，使刀
部
具和零件执行数控代码规定的运动
此，数控技术在世界各地得到了迅速的发
展。
主编 林其骏 副主编赵仲生 机械工业出版社
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第一章 绪论
第一节数控技术的产生和特点
.
2
1 数控技术的产生
上世纪40年代以来，生产力迅速发 展，人们要加工的零件越来越多，零 件形状也越来越复杂，原来用自动专 用机床和仿形机床去满足要求现在显 得力不从心。因此：
灵活、通用、高精度、高效率的“柔 性”自动化生产技术-------数控技术 应运而生。
分 机床的机械部分 用于完成各种切削加工。
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作业 2.15
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谢谢观看！
工件的加工。 （4）减轻操作人员的劳动强度。 （5）具有较高的经济效益。 （6）能加工较复杂的零件。
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7
缺点：
（1）对操作人员的技术水平较高。 （2）起始阶段的投资较大。 （3）增加了电子设备的维护。
3.计算机数控
Computer Numerical Control
简称CNC
计算机数控的优点：柔性好、功能强、
可靠性高、易于实现机电一体化、经济
性好。
.
8
第二节 数控机床的组成和作用
数 程序载体 将工件加工程序以一定的格式和代码
控
存储在一种载体上。（穿孔纸带。软磁盘等）
机 输入装置 将程序载体内有关加工的信息读入
床
CNC 装置中。
的 CNC装置
组
成 伺服系统 根据控制系统的指令驱动机床，使刀
部
具和零件执行数控代码规定的运动
此，数控技术在世界各地得到了迅速的发
展。
数控技术介绍及应用(ppt 54页)
电机驱动单元接收到 一个脉冲相应旋转一个角度，称为步距角，通过机床传动部件， 使工作台相应产生一个位移量。
开环控制系统没有反馈装置，不能消除步进电机失步产生 的误差。因此开环控制系统一般用于运动速度较低和加工精度 不高的机床。
22.03.2022
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2)闭环控制系统(Closed Loop Control System)
装置等。数控机床的刚度要求更高，传动装置间隙要小，
摩擦系数要小且要有恰当的阻尼。
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1.3 数字控制系统
1.3.1 数控系统的组成和分类 （1）数控系统：
是一种能控制机器运动的装置。加工程序输入系统 后能够自动解释指令，进行运算，并由系统的输出装置 向机床的执行机构发出指令，完成规定的运动或动作。
改革开放以来，通过技术引进、科学攻关和技术改造， 我国的数控技术有了较大的进步，逐步形成产业。 1980年北 京机床研究所引进日本FANUC5、7、3、6数控系统，上海 机床研究所引进美国GE公司的MTC－1数控系统，辽宁精密 仪器厂引进美国Bendix公司的Dynapth LTD10数控系统。
22.03.2022
第一章 绪论
数控技术是现代制造技术的基础，数控技术水平的高低、 数控设备的拥有量以及数控技术的普及程度，已经成为衡 量一个国家综合国力和工业现代化水平的重要标志。
数控技术经过几十年的发展（1952年第一台数控机床问世 ），已广泛应用于现代工业的各领域，成为制造业现代化 的基础。数控技术不仅应用于金属切削机床，还应用于其 他多种设备。如机器人、坐标测量机、数控雕刻机、数控 绘图机、电火花加工机床等。
闭环控制系统在机床运动方向上增加测量工作台实际 位移的传感器，将工作台实际位置的信息反馈给CNC 的比较器，如有误差，由CNC发指令，使工作台运动 直至误差消失。 采用闭环控制系统的机床的位置精度大大提高。
开环控制系统没有反馈装置，不能消除步进电机失步产生 的误差。因此开环控制系统一般用于运动速度较低和加工精度 不高的机床。
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2)闭环控制系统(Closed Loop Control System)
装置等。数控机床的刚度要求更高，传动装置间隙要小，
摩擦系数要小且要有恰当的阻尼。
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1.3 数字控制系统
1.3.1 数控系统的组成和分类 （1）数控系统：
是一种能控制机器运动的装置。加工程序输入系统 后能够自动解释指令，进行运算，并由系统的输出装置 向机床的执行机构发出指令，完成规定的运动或动作。
改革开放以来，通过技术引进、科学攻关和技术改造， 我国的数控技术有了较大的进步，逐步形成产业。 1980年北 京机床研究所引进日本FANUC5、7、3、6数控系统，上海 机床研究所引进美国GE公司的MTC－1数控系统，辽宁精密 仪器厂引进美国Bendix公司的Dynapth LTD10数控系统。
22.03.2022
第一章 绪论
数控技术是现代制造技术的基础，数控技术水平的高低、 数控设备的拥有量以及数控技术的普及程度，已经成为衡 量一个国家综合国力和工业现代化水平的重要标志。
数控技术经过几十年的发展（1952年第一台数控机床问世 ），已广泛应用于现代工业的各领域，成为制造业现代化 的基础。数控技术不仅应用于金属切削机床，还应用于其 他多种设备。如机器人、坐标测量机、数控雕刻机、数控 绘图机、电火花加工机床等。
闭环控制系统在机床运动方向上增加测量工作台实际 位移的传感器，将工作台实际位置的信息反馈给CNC 的比较器，如有误差，由CNC发指令，使工作台运动 直至误差消失。 采用闭环控制系统的机床的位置精度大大提高。
《数控技术概述》PPT课件
坐标轴选择
增量倍率
10 20 -
0
90 +
任选程序段 +JOG
快进
-JOG
主轴正转 主轴停 主轴反转 手摇脉冲发生器
22
第一节 数控技术简介
2、 控制介质与输入输出设备
控制介质是记录零件加工程序的媒介
输入输出设备是CNC系统与外部设备进行交互装置。 交互的信息通常是零件加工程序。即将编制好的记录 在控制介质上的零件加工程序输入CNC系统或将调试 好了的零件加工程序通过输出设备存放或记录在相应
第 一 章
串行通讯（RS-232等串口）、
自动控制专用接口和规范（DNC方式，MAP协议等） 网络技术（internet，LAN等）。
数 控 技 术 概 述 上午7时34分
数控技术
24
第一节 数控技术简介
数控装置主要功能： 4、CNC装置(CNC单元) 正确识别和解释数控加工程序， 组成：计算机系统、位置控制板、PLC接口板，通 对解释结果进行各种数据计算和逻辑判断处理， 讯接口板、特殊功能模块以及相应的控制软件。 完成各种输入、输出任务。
第 一 章 数 控 技 术 概 述 上午7时34分
第一节 数控技术简介
数控技术
11
第一章
数控技术概述
第 一 章 数 控 技 术 概 述 上午7时34分
数控技术 是什么？
数控技术
12
第一章
第 一 章
数控技术概述
车床？ 加工中心？ γ刀？ 机器人？
数 控 技 术 概 述 上午7时34分
光刻机？ 印刷机？ 键合机？ 绣花机？ 包装机？ 铣床？
28
第一节 数控技术简介
河北工业大学 数控技术 第四讲 数控车床编程PPT共45页
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道 数控车床编程
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
45、法律的制定是为了保证每一个人 自由发 挥自己 的才能 ，而不 是为了 束缚他 的才能 。—— 罗伯斯 庇尔
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道 数控车床编程
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
45、法律的制定是为了保证每一个人 自由发 挥自己 的才能 ，而不 是为了 束缚他 的才能 。—— 罗伯斯 庇尔
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
《数控原理与系统》第1章_绪论
伺服驱动 装置
机 床 本 体 位置 检测 装置
图1.3 数控系统的组成结构
第1章 绪论
1.1.2
數控系統的組成結構
Байду номын сангаас
各組成部分的功能
1. 數控裝置 其功能是從輸入裝置接收零件程式，並對其進行解碼、 插補等處理，最後輸出進給信號和主軸啟/停、刀具選擇等輔助 控制信號。 2. 輸入/輸出裝置 是操縱者和數控裝置間的“人—機”介面，用 來輸入編輯零件程式、操作命令，輸出顯示機床工作狀態、工作 座標等資訊。常見的輸入輸出裝置有：CRT顯示/MDI鍵盤、紙帶 閱讀機、上位電腦等。 3. 伺服驅動裝置 用來把數控裝置輸出的信號進行功率放大，以驅 動伺服電動機拖動機床運動。 4. 機床電氣控制邏輯 用來實現主軸起/停、換刀等輔助控制功能， 並零件程式的執行與這些輔助動作同步。 5. 位置檢測裝置 用來檢測工作臺的實際位置，輸出位置回饋資訊， 實現閉環或半閉環位置控制，提高控制精度。
第1章 绪论
1.2 數控技術的產生和發展
1.2.1 數控技術的產生
數控技術是 20 世紀 40 年代後期為適應複雜外形零件 的加工而發展起來的一種自動化技術，其研究起源於飛 機製造業。1949年美國帕森（Parsons）公司接受美國空 軍委託，研製一種計算控制裝置，用來實現飛機、火箭 等複雜零部件的自動化加工，於是Parsons公司提出了用 數字資訊來控制機床自動加工外形複雜零件的設想，並 與美國麻省理工學院(MIT)伺服機構研究所合作，於1952 年研製成功了世界上第一台數控機床 ---- 三座標立式數 控銑床，可控制銑刀進行連續空間曲面的加工，由此拉 開了數控技術研究的序幕。
0112
微型计算机
数控系统
数控技术说明ppt课件
5. 位置控制
各个坐标轴的伺服系统将插补结果作为各个坐标轴位 置调节器的指令值，机床上位置检测元件测得的位移作为 实际位置值。位置调节器将两者进行比较，经过调节，输 出相应的位置和速度控制信号，控制各轴伺服系统驱动机 床坐标轴运动。通过各个坐标轴运动的合成，产生数控加 工程序所要求的工件轮廓尺寸。
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2
第一节 数控机床的基本概念
一、数控设备和数控机床 (一)数控设备和数控机床的概念 ⒈数控，即数字控制（Numerical Control，简称NC）是近 代发展起来的一种自动控制技术，在机床领域是指用数字 化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法。定 义中的“机床”不仅指金属切削机床，还包括其它各类机 床，如线切割机床、三坐标测量机等。 ⒉采用数控技术的控制系统称为数控系统。装备了数控系 统的受控设备称为数控设备。受控设备包括机床行业的各 种数控机床和其它行业的许多数控设备，如数控火焰切割 机、电火花加工机、数控冲剪机、数控测量机等。
硬件主要由微处理器、存储器、位置控制、输入/输出 接口、可编程控制器、图形控制、电源等模块组成。
软件由管理软件和控制软件组成。管理软件系指零件 加工程序的输入输出、系统的显示功能和诊断功能。控制 软件则包括译码处理、刀具补偿、插补运算、位置控制和 速度控制。
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8
4. 可编程控制器(PLC)
精选编辑ppt
10
（二）CNC系统的主要工作过程
1. 正常工作前的准备工作
在接通电源后，CNC装置将对数控系统及数控机床的 各组成部分的工作状态进行检查和诊断，并设置初始状态。
2. 零件加工控制信息的输入
CNC系统具备了正常工作条件后，开始输入零件加工 程序、刀具长度补偿数值、刀具半径补偿数值以及工件坐 标系原点相对机床原点的坐标值。
各个坐标轴的伺服系统将插补结果作为各个坐标轴位 置调节器的指令值，机床上位置检测元件测得的位移作为 实际位置值。位置调节器将两者进行比较，经过调节，输 出相应的位置和速度控制信号，控制各轴伺服系统驱动机 床坐标轴运动。通过各个坐标轴运动的合成，产生数控加 工程序所要求的工件轮廓尺寸。
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2
第一节 数控机床的基本概念
一、数控设备和数控机床 (一)数控设备和数控机床的概念 ⒈数控，即数字控制（Numerical Control，简称NC）是近 代发展起来的一种自动控制技术，在机床领域是指用数字 化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法。定 义中的“机床”不仅指金属切削机床，还包括其它各类机 床，如线切割机床、三坐标测量机等。 ⒉采用数控技术的控制系统称为数控系统。装备了数控系 统的受控设备称为数控设备。受控设备包括机床行业的各 种数控机床和其它行业的许多数控设备，如数控火焰切割 机、电火花加工机、数控冲剪机、数控测量机等。
硬件主要由微处理器、存储器、位置控制、输入/输出 接口、可编程控制器、图形控制、电源等模块组成。
软件由管理软件和控制软件组成。管理软件系指零件 加工程序的输入输出、系统的显示功能和诊断功能。控制 软件则包括译码处理、刀具补偿、插补运算、位置控制和 速度控制。
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8
4. 可编程控制器(PLC)
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10
（二）CNC系统的主要工作过程
1. 正常工作前的准备工作
在接通电源后，CNC装置将对数控系统及数控机床的 各组成部分的工作状态进行检查和诊断，并设置初始状态。
2. 零件加工控制信息的输入
CNC系统具备了正常工作条件后，开始输入零件加工 程序、刀具长度补偿数值、刀具半径补偿数值以及工件坐 标系原点相对机床原点的坐标值。
数控ppt课件完整版
工精度和效率。
航空航天领域
航空航天零件具有复杂形状和 高精度要求，数控技术可以满 足其加工需求。
汽车制造领域
汽车制造中需要大量的零部件 加工，数控技术可以提高生产 效率和降低成本。
其他领域
如模具制造、能源装备等领域 也可以应用数控技术，提高生
产效率和产品质量。
02
数控机床结构与分类
数控机床的结构特点
高刚度
为确保加工精度和稳定 性，数控机床采用高刚
度材料和结构。
高精度
通过先进的制造工艺和 装配技术，实现高精度
加工。
高速度
采用高性能伺服驱动系 统和高速主轴，提高加
工效率。
高自动化
配备自动换刀装置、自 动排屑装置等，实现自
动化加工。
数控机床的分类方法
按工艺用途分类
如数控车床、数控铣床、数控磨床等。
F指令
02
用于设定进给速度。
T指令
03
用于选择刀具和设定刀具补偿值。
数控编程的常用指令与格式
地址符+数字
如G01 X100 F100，表示以F100的 进给速度，沿X轴方向直线插补到 X=100的位置。
程序段格式
一个完整的程序段由若干个字组成， 每个字由地址符和数字组成，程序段 结束以分号或回车符表示。
数控ppt课件完整版
contents
目录
• 数控技术概述 • 数控机床结构与分类 • 数控编程基础 • 数控加工工艺与刀具选择 • 数控机床操作与维护 • 数控技术发展趋势与展望
01
数控技术概述
数控技术的定义与发展
数控技术的定义
数控技术的现状与趋势
采用数字化信息对机床运动及其加工 过程进行控制的技术。
航空航天领域
航空航天零件具有复杂形状和 高精度要求，数控技术可以满 足其加工需求。
汽车制造领域
汽车制造中需要大量的零部件 加工，数控技术可以提高生产 效率和降低成本。
其他领域
如模具制造、能源装备等领域 也可以应用数控技术，提高生
产效率和产品质量。
02
数控机床结构与分类
数控机床的结构特点
高刚度
为确保加工精度和稳定 性，数控机床采用高刚
度材料和结构。
高精度
通过先进的制造工艺和 装配技术，实现高精度
加工。
高速度
采用高性能伺服驱动系 统和高速主轴，提高加
工效率。
高自动化
配备自动换刀装置、自 动排屑装置等，实现自
动化加工。
数控机床的分类方法
按工艺用途分类
如数控车床、数控铣床、数控磨床等。
F指令
02
用于设定进给速度。
T指令
03
用于选择刀具和设定刀具补偿值。
数控编程的常用指令与格式
地址符+数字
如G01 X100 F100，表示以F100的 进给速度，沿X轴方向直线插补到 X=100的位置。
程序段格式
一个完整的程序段由若干个字组成， 每个字由地址符和数字组成，程序段 结束以分号或回车符表示。
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目录
• 数控技术概述 • 数控机床结构与分类 • 数控编程基础 • 数控加工工艺与刀具选择 • 数控机床操作与维护 • 数控技术发展趋势与展望
01
数控技术概述
数控技术的定义与发展
数控技术的定义
数控技术的现状与趋势
采用数字化信息对机床运动及其加工 过程进行控制的技术。
数控ppt课件
刀具选择与安装
根据加工需求选择合适的刀具， 并进行精确安装。
加工参数设定
设置主轴转速、进给速度等加工参 数。
程序编写与调试
根据加工工艺流程，编写加工程序 并进行调试。
数控加工工艺的流程
首件试切
进行首件试切，检查加工质量和 工艺参数是否符合要求。
批量加工
经过首件试切验证合格后，开始 批量加工。
数控加工工艺的优化
05
数控技术的发展趋势与未 来展望
数控技术的未来发展方向
智能化
高效化
数控技术将进一步融会人工智能、大数据 和物联网技术，实现更高程度的自动化和 智能化。
追求更高的加工效率和更短的加工周期， 提升生产效益。
复合化
绿色化
具备多种加工功能，满足复杂零件的加工 需求。
重视环保和可持续发展，下落能耗和减少 废弃物排放。
03
数控技术的起源
数控技术起源于20世纪中 叶，最初是由美国科学家 开发，用于加工军事装备 。
数控技术的发展
随着计算机技术的不断发 展，数控技术也不断完善 和进步，从20世纪70年代 开始广泛应用于工业生产 。
数控技术的趋势
未来数控技术将朝着智能 化、网络化、复合化等方 向发展，进一步提高加工 精度和效率。
除了上述领域外，数控技术还 广泛应用于电子、模具、医疗
器械等众多领域。
02
数控机床的组成与工作原 理
数控机床的组成
伺服系统
伺服系统由伺服电机和控制系 统组成，用于实现机床的精确 运动控制。
冷却系统
冷却系统用于下落切削进程中 的温度，提高加工精度和刀具 寿命。
数控装置
数控装置是数控机床的核心部 分，用于生成加工程序，并控 制机床的各个运动部件。
根据加工需求选择合适的刀具， 并进行精确安装。
加工参数设定
设置主轴转速、进给速度等加工参 数。
程序编写与调试
根据加工工艺流程，编写加工程序 并进行调试。
数控加工工艺的流程
首件试切
进行首件试切，检查加工质量和 工艺参数是否符合要求。
批量加工
经过首件试切验证合格后，开始 批量加工。
数控加工工艺的优化
05
数控技术的发展趋势与未 来展望
数控技术的未来发展方向
智能化
高效化
数控技术将进一步融会人工智能、大数据 和物联网技术，实现更高程度的自动化和 智能化。
追求更高的加工效率和更短的加工周期， 提升生产效益。
复合化
绿色化
具备多种加工功能，满足复杂零件的加工 需求。
重视环保和可持续发展，下落能耗和减少 废弃物排放。
03
数控技术的起源
数控技术起源于20世纪中 叶，最初是由美国科学家 开发，用于加工军事装备 。
数控技术的发展
随着计算机技术的不断发 展，数控技术也不断完善 和进步，从20世纪70年代 开始广泛应用于工业生产 。
数控技术的趋势
未来数控技术将朝着智能 化、网络化、复合化等方 向发展，进一步提高加工 精度和效率。
除了上述领域外，数控技术还 广泛应用于电子、模具、医疗
器械等众多领域。
02
数控机床的组成与工作原 理
数控机床的组成
伺服系统
伺服系统由伺服电机和控制系 统组成，用于实现机床的精确 运动控制。
冷却系统
冷却系统用于下落切削进程中 的温度，提高加工精度和刀具 寿命。
数控装置
数控装置是数控机床的核心部 分，用于生成加工程序，并控 制机床的各个运动部件。
《数控技术绪论》课件
将编写好的加工程序输入数控机 床进行试加工，根据试加工结果 对程序进行调试和优化，确保加 工质量和效率。
数控编程的实例分析
轴类零件的数控车削编程
以某轴类零件为例，介绍如何使用数控车削编程语言编写加 工程序，实现零件的粗加工、精加工和切槽等加工工序。
平面类零件的数控铣削编程
以某平面类零件为例，介绍如何使用数控铣削编程语言编写 加工程序，实现零件的平面铣削、轮廓铣削和钻孔等加工工 序。
数控编程的分类
根据编程方式的不同，数控编程可以分为手工编程和自动编程两大类。手工编程是指根据零件图纸， 人工计算出各加工点的坐标值，然后编写零件的加工程序。自动编程则是指利用计算机软件，通过图 形交互方式或文本输入方式，自动完成零件加工程序的编写。
数控编程的步骤与方法
数学处理
选择加工工艺
根据零件的加工要求，选择合适 的加工设备、刀具、夹具、切削 参数等，制定合理的加工工艺。
数控技术原理
数控技术的基本原理是将加工过程分解为一系列的步骤，每个步骤都通过数字代码来表示，然后通过计算机对这 些数字代码进行解析和运算，最终控制机床的运动和加工过程。
数控技术的发展历程
01
数控技术的起源
数控技术最早起源于20世纪40年代，当时计算机刚刚问世不久，人们
开始尝试将计算机用于控制机床。
模具领域
数控技术可以用于制造高精度 、高寿命的模具，提高模具的
生产效率和产品质量。
02 数控机床的组成与工作原理
CHAPTER
数控机床的组成
数控装置
数控装置是数控机床的核心，用于生 成加工程序，控制机床的加工过程。
伺服系统
伺服系统是数控机床的执行机构，包 括驱动器和电机，用于实现机床的进 给运动和主轴旋转。
数控编程的实例分析
轴类零件的数控车削编程
以某轴类零件为例，介绍如何使用数控车削编程语言编写加 工程序，实现零件的粗加工、精加工和切槽等加工工序。
平面类零件的数控铣削编程
以某平面类零件为例，介绍如何使用数控铣削编程语言编写 加工程序，实现零件的平面铣削、轮廓铣削和钻孔等加工工 序。
数控编程的分类
根据编程方式的不同，数控编程可以分为手工编程和自动编程两大类。手工编程是指根据零件图纸， 人工计算出各加工点的坐标值，然后编写零件的加工程序。自动编程则是指利用计算机软件，通过图 形交互方式或文本输入方式，自动完成零件加工程序的编写。
数控编程的步骤与方法
数学处理
选择加工工艺
根据零件的加工要求，选择合适 的加工设备、刀具、夹具、切削 参数等，制定合理的加工工艺。
数控技术原理
数控技术的基本原理是将加工过程分解为一系列的步骤，每个步骤都通过数字代码来表示，然后通过计算机对这 些数字代码进行解析和运算，最终控制机床的运动和加工过程。
数控技术的发展历程
01
数控技术的起源
数控技术最早起源于20世纪40年代，当时计算机刚刚问世不久，人们
开始尝试将计算机用于控制机床。
模具领域
数控技术可以用于制造高精度 、高寿命的模具，提高模具的
生产效率和产品质量。
02 数控机床的组成与工作原理
CHAPTER
数控机床的组成
数控装置
数控装置是数控机床的核心，用于生 成加工程序，控制机床的加工过程。
伺服系统
伺服系统是数控机床的执行机构，包 括驱动器和电机，用于实现机床的进 给运动和主轴旋转。
第一章-数控技术 PPT课件
数控气割机：执行机构带动切割枪相对于板材的运动。
数控机床加工零件的过程：
1.工作程序编制：编制执行机构运动轨迹的程序，该数控
程序也就是零件加工程序。它的过程包括:
A.根据零件图纸，确定加工工艺参数。
B.编程手册（随机床）规定代码和程序格式。
C.编写程序单。简单零件，手工编程；
2020/3/31
复杂零件, 自动编程。
1。输入输出设备：
功能：编制程序，输入输出程序和数据，打印 和显示
硬件：键盘，发光二极管，显示器，编程机等
2020/3/31
9
2。数控装置： 功能：根据输入的程序和数据，进行数值计算， 逻辑判断，输入和输出的控制，轨迹插 补等功能。 硬件：计算机，输入输出接口，可编程序控制 器PLC等
2020/3/31
2020/3/31
第五代微机数控系统.
MNC --------Microcomputerized Numerical (NC) Control.
2020/3/31
3
计算机数控系统的控制功能大部分有软件技术实现， 硬件简化，成本降低，功能强，系统的可靠性进一步提高.
MC-------Machining Center CNC技术，信息技术，控制技术，网络技术及系统工程学的 发展.60年代出现一台计算机直接管理和控制一群数控机床，成 为群控系统，即：直接数控系统.
6
2. 程 序 输 入
A．程序卡片
B．光电读带机（穿孔带） （1）。边读边加工，光电读带机间歇工作。 （2）。一次读入数控装置内部的存储器，加工时外调。
C．手动键盘直接输入. MDI-----Manual Data Input . D.计算机控制输入。
3．轨 迹 插 补
数控机床加工零件的过程：
1.工作程序编制：编制执行机构运动轨迹的程序，该数控
程序也就是零件加工程序。它的过程包括:
A.根据零件图纸，确定加工工艺参数。
B.编程手册（随机床）规定代码和程序格式。
C.编写程序单。简单零件，手工编程；
2020/3/31
复杂零件, 自动编程。
1。输入输出设备：
功能：编制程序，输入输出程序和数据，打印 和显示
硬件：键盘，发光二极管，显示器，编程机等
2020/3/31
9
2。数控装置： 功能：根据输入的程序和数据，进行数值计算， 逻辑判断，输入和输出的控制，轨迹插 补等功能。 硬件：计算机，输入输出接口，可编程序控制 器PLC等
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2020/3/31
第五代微机数控系统.
MNC --------Microcomputerized Numerical (NC) Control.
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计算机数控系统的控制功能大部分有软件技术实现， 硬件简化，成本降低，功能强，系统的可靠性进一步提高.
MC-------Machining Center CNC技术，信息技术，控制技术，网络技术及系统工程学的 发展.60年代出现一台计算机直接管理和控制一群数控机床，成 为群控系统，即：直接数控系统.
6
2. 程 序 输 入
A．程序卡片
B．光电读带机（穿孔带） （1）。边读边加工，光电读带机间歇工作。 （2）。一次读入数控装置内部的存储器，加工时外调。
C．手动键盘直接输入. MDI-----Manual Data Input . D.计算机控制输入。
3．轨 迹 插 补
数控技术-绪论
3
CNC
第0章 绪论
0.1 数控机床的产生与发展
数控机床的产生：1948年， 美国帕森斯(Parsons) 公司 在研制加工直升机主螺要内旋容桨叶 片轮廓检验样板的机床时， 首先提出计算机控制机床的 设想，在麻省理工学院（MI T）的协助下，1952年研制 成功了世界上第一台三坐标 直线插补且连续控制的立式 数控铣床。
计算机数控系统（Computer Numerical Control CNC ） 以计算机为核心的数控系统。
数控机床（ Numerical Control Machine Tools） 是装有数 字控制系统的机床，该系统能够处理加工程序,控制机床自动 完成各种加工运动和辅助运动。
14
CNC
第0章 绪论
29
轮廓控制 数控机床 闭环控制 数控机床
高档型 数控机床 特种加工 数控机床
CNC
第0章 绪论
0.4.1 按运动方式分类
点位控制 (Point to Point Control Systems)
主要内容
仅实现刀具相对于工件从一点到另 一点的精确定位运动；
对轨迹不作控制要求；
运动过程中不进行任何加工。
适用范围：数控钻床、数控镗床、 数控冲床和数控测量机。
30
CNC
第0章 绪论
0.4.1 按运动方式分类
直线控制： 不仅要求控主制要内点容到点的精确定位，而且要求机床
工作台或刀具（刀架）以给定的进给速度，沿平行于 坐标轴的方向或与坐标轴成45°角的方向进行直线移 动和切削加工。
31
CNC
第0章 绪论
80年代初期，美国通用电气公司研制成功了采用鼠笼式 异步交流伺服电机的交流伺服系统。
86年之后推出了数字伺服系统的数控机床。
CNC
第0章 绪论
0.1 数控机床的产生与发展
数控机床的产生：1948年， 美国帕森斯(Parsons) 公司 在研制加工直升机主螺要内旋容桨叶 片轮廓检验样板的机床时， 首先提出计算机控制机床的 设想，在麻省理工学院（MI T）的协助下，1952年研制 成功了世界上第一台三坐标 直线插补且连续控制的立式 数控铣床。
计算机数控系统（Computer Numerical Control CNC ） 以计算机为核心的数控系统。
数控机床（ Numerical Control Machine Tools） 是装有数 字控制系统的机床，该系统能够处理加工程序,控制机床自动 完成各种加工运动和辅助运动。
14
CNC
第0章 绪论
29
轮廓控制 数控机床 闭环控制 数控机床
高档型 数控机床 特种加工 数控机床
CNC
第0章 绪论
0.4.1 按运动方式分类
点位控制 (Point to Point Control Systems)
主要内容
仅实现刀具相对于工件从一点到另 一点的精确定位运动；
对轨迹不作控制要求；
运动过程中不进行任何加工。
适用范围：数控钻床、数控镗床、 数控冲床和数控测量机。
30
CNC
第0章 绪论
0.4.1 按运动方式分类
直线控制： 不仅要求控主制要内点容到点的精确定位，而且要求机床
工作台或刀具（刀架）以给定的进给速度，沿平行于 坐标轴的方向或与坐标轴成45°角的方向进行直线移 动和切削加工。
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CNC
第0章 绪论
80年代初期，美国通用电气公司研制成功了采用鼠笼式 异步交流伺服电机的交流伺服系统。
86年之后推出了数字伺服系统的数控机床。
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数控加工中心（machining center）的出现 使单机数控自动化向计算机控制的多机制造 系统自动化方向发展。
19.05.2020
11
随着计算机技术和控制技术的发展，出现了 直 接 数 字 控 制 系 统 （ DNC ） 、 柔 性 制 造 系 统 (FMS)、计算机集成制造系统(CIMS)。
DNC系统可分为间接控制型和直接控制型两 种。
19.05.2020
13
（1）、间接控制型系统
19.05.2020
14
（2）、直接控制型系统
19.05.2020
15
3、柔性制造单元和柔性制造系统
（1）、柔性制造单元 ：由中心控制计算 机、加工中心与自动交换工件（AWC、 APC）装置所组成。
中心控制计算机负责作业调度、自动检 测与工况自动监控等功能 。
7、并联机床：新一代机床的发展趋势，进一步 满足超精密，超高速。
19.05.2020
5
驱动并联化 并联加工 中心 （又称6条 腿数控机 床、虚轴 机床）是 数控机床 在结构上 取得的重 大突破。
1机
伺服电机
机架
主轴
驱动杆
刀具
工件
柔性夹具
静平台
图1-1 并联机床结构示意图
2. 数控系统（NC Control System）
数控设备的数据处理和控制电路以及伺服机
构等统称数控控制系统。它由程序输入、输出设
备、计算机数字控制装置、可编程控制器、主轴
进19.0给5.20及20 驱动装置等组成。
3
3. 数控机床（NC Machine Tools）
数控机床是一种装有程序控制系统（数控系 统）的高效自动化机床。它综合了综合了计算机 、自动控制、精密测量、机床的机构设计与制造 等方面的最新成果。
4、 数控系统（Numerical Control System） 实现数字控制的装置。 5、 计算机数控系统（Computer Numerical Control CNC ）以计算机为核心的数控系统 。
19.05.2020
4
6、加工中心MC：数控机床配有刀具 库和自动换刀装置就构成加工中心，它 可以一次装夹并进行多工序加工。
19.05.2020
20
4、计算机集成制造系统 CIMS
采用现代计算机技术将制造工厂全部生产活 动所需的各种分散的自动化系统有机地集成 起来 。
CIMS将计算机辅助设计（CAD）、计算机 辅助制造(CAM)、计算机辅助管理集成在一 起。
19.05.2020
5．高环保：机床地绿色设计与制造以重视环 保的净洁生产为重点，干切削或微量切削液的高效 加工技术日趋成熟。
19.05.2020
10
三、数控机床的产生和发展现状
1、数控设备的发展历史
1952年，三坐标连续控制铣床的系统研究成 功。电子管元件 、晶体管元件、 集成电 路数控系统 、大规模集成电路及小型计算 机和，微处理机和微型计算机。
刀具系统设有中央刀库，由机器人在中央 和各机床的刀库之间进行输送和交换刀具。
工件系统包括工件、夹具的输送、装卸以 及仓储等装置。
19.05.2020
18
19.05.2020
19
▪信息流系统包括作业计划，加工系统和 物流系统的调度与自动控制，在线状态
监控及其数据和信息处理，以及故障在 线检测和处理等。
19.05.2020
16
（2）、柔性制造系统
一般由加工、物流、信息流三个子系统组成。
▪加工系统：由CNC机床按DNC的控制方式构 成。
系统中的机床，有互补和互替两种配置原则： 互补是指在系统中配置有完成不同工序的机床； 互替是指在系统中配置有相同功能的机床。
19.05.2020
17
▪物流系统包括工件和刀具两个子系统。
主要参考书
廖效果、刘又午等 《数控技术》
湖北科学技术出版社 武汉，2000年
毕承恩，丁乃健《现代数控机床》 机械
工业出版社 北京，1994
张建 钢等《数控技术》华中科技大学出版
社 19.05.2020 武汉，2000
1
教学方法与考核方式
• 教学方法
– 课堂教学 – 实验教学 –自 学 – 专题讲座
先进制造技术 1．快速原型法（又称快速成形法） 2．虚拟制造技术 3．柔性制造系统(FMS) 4．柔性制造单元（FMC） 5．计算机集成制造系统(CIMS)
19.05.2020
12
2、直接数字控制系统
DNC系统是用一台计算机直接控制和管理一 群数控机床进行零件加工或装配的系统。计 算机将一组数控机床与存储有零件加工程序 和机床控制程序的公共存储器相连接，根据 加工要求想向机床分配数据和指令。
缺点：
1. 造价相对较高。
2. 测试和维修比较复杂，需要专门的技术人才。
3. 需要高度熟练和经过适当培训的零件编程员。
19.05.2020
8
二、数控机床的发展趋势
１．高速度:以发展高速切削为先导（最高转速 达80000r/min以上），并重视对空行程的提速(最 高进给速度达80m/min)，力求达到更大的加工效 率。
• 考核方式
– 考 试（70%） – 平时成绩（20%）
• 读书报告 • 课堂提问
– 实验报告（10%）
19.05.2020
2
第一章 绪 论
§1-1 数控系统及数控机床的基本概念
一、定义
1. 数字控制 (数控NC) (Numerical Control ) 它是指用数字化信号对机床运动及其加工过
程中进行控制的一种方法。
6
§1-2 现代数控机床的特点和发展趋势
一、特点 1. 对加工对象的适应性强。 2. 生产效率和加工精度高、加工质量稳定。 3. 能完成复杂型面的加工。
19.05.2020
7
4. 工序集中，一机多用。 5.数控机床是一种高技术的设备。
它具有故障诊断的能力，监控功能强，能减轻 操作者的劳动强度、实现加工自动化和操作简单 化，有利于生产管理的现代化和有利于向高级计 算机控制与管理方面发展
2 ．高效率：在注重提高机床材料去除率的同 时，大力推进以缩短加工过程链为目标的复合加工
技术。
3 ．高柔性：机床及其制造系统的柔性化将在 可重组技术的支持下，通过对制造系统的快速重 组实现敏捷和经济地适应不确定市场对产品多变
地要求。 19.05.2020
9
4 ．高精度：数控车、铣、磨等机床地工作精 度正以平均每年提升8%～10%地幅度向纳米级精 度迈进。
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随着计算机技术和控制技术的发展，出现了 直 接 数 字 控 制 系 统 （ DNC ） 、 柔 性 制 造 系 统 (FMS)、计算机集成制造系统(CIMS)。
DNC系统可分为间接控制型和直接控制型两 种。
19.05.2020
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（1）、间接控制型系统
19.05.2020
14
（2）、直接控制型系统
19.05.2020
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3、柔性制造单元和柔性制造系统
（1）、柔性制造单元 ：由中心控制计算 机、加工中心与自动交换工件（AWC、 APC）装置所组成。
中心控制计算机负责作业调度、自动检 测与工况自动监控等功能 。
7、并联机床：新一代机床的发展趋势，进一步 满足超精密，超高速。
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驱动并联化 并联加工 中心 （又称6条 腿数控机 床、虚轴 机床）是 数控机床 在结构上 取得的重 大突破。
1机
伺服电机
机架
主轴
驱动杆
刀具
工件
柔性夹具
静平台
图1-1 并联机床结构示意图
2. 数控系统（NC Control System）
数控设备的数据处理和控制电路以及伺服机
构等统称数控控制系统。它由程序输入、输出设
备、计算机数字控制装置、可编程控制器、主轴
进19.0给5.20及20 驱动装置等组成。
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3. 数控机床（NC Machine Tools）
数控机床是一种装有程序控制系统（数控系 统）的高效自动化机床。它综合了综合了计算机 、自动控制、精密测量、机床的机构设计与制造 等方面的最新成果。
4、 数控系统（Numerical Control System） 实现数字控制的装置。 5、 计算机数控系统（Computer Numerical Control CNC ）以计算机为核心的数控系统 。
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6、加工中心MC：数控机床配有刀具 库和自动换刀装置就构成加工中心，它 可以一次装夹并进行多工序加工。
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20
4、计算机集成制造系统 CIMS
采用现代计算机技术将制造工厂全部生产活 动所需的各种分散的自动化系统有机地集成 起来 。
CIMS将计算机辅助设计（CAD）、计算机 辅助制造(CAM)、计算机辅助管理集成在一 起。
19.05.2020
5．高环保：机床地绿色设计与制造以重视环 保的净洁生产为重点，干切削或微量切削液的高效 加工技术日趋成熟。
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三、数控机床的产生和发展现状
1、数控设备的发展历史
1952年，三坐标连续控制铣床的系统研究成 功。电子管元件 、晶体管元件、 集成电 路数控系统 、大规模集成电路及小型计算 机和，微处理机和微型计算机。
刀具系统设有中央刀库，由机器人在中央 和各机床的刀库之间进行输送和交换刀具。
工件系统包括工件、夹具的输送、装卸以 及仓储等装置。
19.05.2020
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▪信息流系统包括作业计划，加工系统和 物流系统的调度与自动控制，在线状态
监控及其数据和信息处理，以及故障在 线检测和处理等。
19.05.2020
16
（2）、柔性制造系统
一般由加工、物流、信息流三个子系统组成。
▪加工系统：由CNC机床按DNC的控制方式构 成。
系统中的机床，有互补和互替两种配置原则： 互补是指在系统中配置有完成不同工序的机床； 互替是指在系统中配置有相同功能的机床。
19.05.2020
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▪物流系统包括工件和刀具两个子系统。
主要参考书
廖效果、刘又午等 《数控技术》
湖北科学技术出版社 武汉，2000年
毕承恩，丁乃健《现代数控机床》 机械
工业出版社 北京，1994
张建 钢等《数控技术》华中科技大学出版
社 19.05.2020 武汉，2000
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教学方法与考核方式
• 教学方法
– 课堂教学 – 实验教学 –自 学 – 专题讲座
先进制造技术 1．快速原型法（又称快速成形法） 2．虚拟制造技术 3．柔性制造系统(FMS) 4．柔性制造单元（FMC） 5．计算机集成制造系统(CIMS)
19.05.2020
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2、直接数字控制系统
DNC系统是用一台计算机直接控制和管理一 群数控机床进行零件加工或装配的系统。计 算机将一组数控机床与存储有零件加工程序 和机床控制程序的公共存储器相连接，根据 加工要求想向机床分配数据和指令。
缺点：
1. 造价相对较高。
2. 测试和维修比较复杂，需要专门的技术人才。
3. 需要高度熟练和经过适当培训的零件编程员。
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二、数控机床的发展趋势
１．高速度:以发展高速切削为先导（最高转速 达80000r/min以上），并重视对空行程的提速(最 高进给速度达80m/min)，力求达到更大的加工效 率。
• 考核方式
– 考 试（70%） – 平时成绩（20%）
• 读书报告 • 课堂提问
– 实验报告（10%）
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第一章 绪 论
§1-1 数控系统及数控机床的基本概念
一、定义
1. 数字控制 (数控NC) (Numerical Control ) 它是指用数字化信号对机床运动及其加工过
程中进行控制的一种方法。
6
§1-2 现代数控机床的特点和发展趋势
一、特点 1. 对加工对象的适应性强。 2. 生产效率和加工精度高、加工质量稳定。 3. 能完成复杂型面的加工。
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4. 工序集中，一机多用。 5.数控机床是一种高技术的设备。
它具有故障诊断的能力，监控功能强，能减轻 操作者的劳动强度、实现加工自动化和操作简单 化，有利于生产管理的现代化和有利于向高级计 算机控制与管理方面发展
2 ．高效率：在注重提高机床材料去除率的同 时，大力推进以缩短加工过程链为目标的复合加工
技术。
3 ．高柔性：机床及其制造系统的柔性化将在 可重组技术的支持下，通过对制造系统的快速重 组实现敏捷和经济地适应不确定市场对产品多变
地要求。 19.05.2020
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4 ．高精度：数控车、铣、磨等机床地工作精 度正以平均每年提升8%～10%地幅度向纳米级精 度迈进。