数控技术第1章绪论(新)1-何雪明
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数控技术绪论讲义.
电主轴
将主轴电动机的定子、转子直接装入主轴组件的 内部，电动机的转子即为主轴的旋转部分 电动机与主轴融合在一起 —— ―零传动”
第一章 绪论
4 检测装置
将数控机床各坐标轴的实际位移量检测出来，反馈给 CNC装置，与指令值比较产生误差信号 ，从而调整机 床运动。
安装：机床的工作台或丝杠上
常用检测装置 光栅、感应同步器、磁栅（线位移/工作台/闭环） 光电编码器，旋转变压器（角位移/丝杆/半闭环）
特点：
结构简单、价格低廉、工作稳定，调试方便
维修简单，但精度不高，功率不大。
适用：经济型数控机床
第一章 绪论
半闭环控制系统
伺服 放大器
工作台
数控装置
伺服电动机
位置检测/角位移 编码器）
（
第一章 绪论
位置检测装置安装在电动机或丝杠轴端，测选择角度（用光电编 码器、旋转变压器 ） 驱动元件——伺服电机 环路内不包括或只包括少量机械传动环节，so 稳定性好于全闭环
交流伺服 直线伺服
主导地位 一种直接驱动方式（Direct Drive） ―零传动” 性能优异：加速度可达3g以上，为传统驱动装置的10～20倍， 进给速度是传统的4～5倍 理想驱动模式
第一章 绪论
3.伺服系统
6）主轴伺服系统 早期 现代 变频器 （主轴旋转运动）
三相感应同步电动机＋多级变速箱 交流主轴驱动系统 对主轴转速控制
丝杠存在间隙，误差难以消除（螺距误差和齿轮间隙）——可采 用软件补偿
结构简单、调试方便、精度也较高 在现代CNC机床中得到了广泛应用
第一章 绪论
闭环控制系统系统
位置采样点——工作台，直接检测运动部件的实际位置， 精度高 （检测元件——光栅，磁栅，感应同步器） 驱动元件：伺服电机
数控技术第1章
其他类型的 用组合机床等。
数控设备
自动装配机、三坐标测量机、 自动绘图机和工业机器人等。
1.2.2 按功能水平分类
低档
中档
高档
分辨率和进给 10m 8～
速度
15 m/min
伺服进给类型 开环
1m 15～ 24m/min 半闭环
0.1m 15～ 100 m/min
闭环
联动轴数
2～3轴
3～5轴
5轴以上
当然数控机床在某些方面也有不足之处： 1）数控机床价格较贵，设备初期投资大， 加工成本高。 2）技术复杂，增加了电子设备的维护， 维修困难。 3）对工艺和编程要求较高，加工中难以 调整，对操作人员的技术水平要求较高。
由于系统本身的复杂性，增加了维修 的技术难度和维修费用。
由于数控机床的上述特点，数控机床最适 合加工以下零件： 1）几何形状复杂的零件 2）多品种、小批量生产的零件 3）必须严格控制公差的零件。 4）贵重的、不允许报废的关键零件。
数控技术
第1章 绪 论
1.1数控机床 1.1.1 数控技术与数控机床 什么是数控？
数控是数字控制（Numerical control） 的简称，是近代发展起来的用数字化信息 进行控制的自动控制技术。
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。
金属切削机床及其它各类机床，如线切割 机床、三坐标测量机等
1.1.4 数控机床的主要性能指标 分辨率
精度 定位精度 重复定位精度
可控轴数与联动轴数
行程 运动性能指标 主轴转速
进给速度
1.2 数控机床的分类
1.2.1 按工艺用途分类
数控车、钻、铣、磨床、 金属切削类机床 镗及加工中心。
第1章 数控绪论
（4）多品种、小批量生产的零件。
（5）新产品的试制零件。 （6）价值昂贵，加工中不允许报废的零件。 （7）生产周期短的零件。 （8）集多种工序于一体的箱体零件。
1.2 数控机床的分类
一、按运动控制的特点分类 1、点位控制数控机床 这种机床只要求获得精确的孔系坐标定位精度，而不控制 从一个孔到另一个孔的运动轨迹，在坐标运动过程中，不进行 切削加工。
1.2 数控机床的分类
项目 CPU 分辨率 进给速度 多轴联动 显示功能 通讯功能 高 32位或64位 ≤0.1μm ≥24～100m/min 3～5轴或更多 中 16位 1μm 15～24m/min 3～5 低 8位 10μm 8～15m/min 2～3 数码显示
无
CRT显示、字符、三 较齐全的CRT显示、字 维动态图显、诊断 符、图形、诊断 MAP、有联网功能 RS232或DNC
1.1 数控技术的基本概念
4、具有较大的灵活性和广泛的适应性。 可以适应不同品种尺寸规格零件，一般借用通用夹具，只 需更换程序，即可适应不同零件的加工。 5、一机多用。 加工中心在一次装夹后几乎能完成零件的全部加工部位的 加工，节省了设备，时间等。
6、在制品少，从而加速了流动资金的周转，提高了经济效益。
1.1 数控技术的基本概念
四、数控机床的特点 数控机床是实现柔性自动化的关键设备，是柔性自动化生 产线的基本单元，它具有以下优势： 1、能加工一般机床所不能加工或难以加工的复杂型面，如复 杂模具，发电机叶片、整体涡轮等复杂零件。
1.1 数控技术的基本概念
2、采用数控机床加工可以达到更高的精度和稳定的质量。 数控机床是按预定的程序自动加工，且加工精度还可以用 软件进行校正补偿。 数控机床在整体设计中考虑了整机刚度 和零件的制造精度，又采用高精度的滚珠丝杠传动副，机床的 定位精度和重复定位精度都很高。特别是有的数控机床具有加 工过程自动监测和误差补偿等功能，因而能可靠地保证加工精 度和尺寸的稳定性。
数控技术第1章绪论
和可靠性。
电子制造业
数控技术用于电子产品 的精密制造和加工，如 半导体芯片、液晶显示
器等。
02 数控机床的组成与工作原 理
数控机床的组成
数控装置
数控装置是数控机床的核心部分，负责接收输入的加工信 息，经过译码、运算处理后，输出相应的控制指令，控制 机床各部件的运动。
主轴系统
主轴系统是数控机床的重要部分，用于驱动刀具进行切削 运动，通常包括主轴电机、主轴箱、主轴轴承等部件。
数控技术第1章绪论
目录
• 数控技术概述 • 数控机床的组成与工作原理 • 数控编程基础 • 数控技术的发展趋势与挑战
01 数控技术概述
数控技术的定义
数控技术（Numerical Control，简称NC）：是一种基于数字计算机和自动控制理 论的制造技术，通过编程控制机床或其他制造设备的运动，实现零件的加工和制造。
随着计算机集成制造系统（CIMS）和智能制造的兴起，数控技术不断向高精度、高速度、高 智能化方向发展。
数控技术的应用领域
机床制造业
数控技术广泛应用于机 床的加工和制造，包括 数控车床、数控铣床、
数控磨床等。
汽车制造业
数控技术用于汽车零部 件的加工和装配，提高 了生产效率和产品质量。
航空航天制造业
数控技术用于航空航天 器的精密制造和加工， 确保了零部件的高精度
04 数控技术的发展趋势与挑 战
数控技术的发展趋势
01
智能化
随着人工智能和大数据技术的进步，数控技术正朝着智能化方向发展。
智能数控系统能够实现自适应加工、故障预测和自动优化等功能，提高
加工效率和精度。
02
复合化
为了满足制造业对多品种、小批量、定制化生产的需求，数控技术正朝
电子制造业
数控技术用于电子产品 的精密制造和加工，如 半导体芯片、液晶显示
器等。
02 数控机床的组成与工作原 理
数控机床的组成
数控装置
数控装置是数控机床的核心部分，负责接收输入的加工信 息，经过译码、运算处理后，输出相应的控制指令，控制 机床各部件的运动。
主轴系统
主轴系统是数控机床的重要部分，用于驱动刀具进行切削 运动，通常包括主轴电机、主轴箱、主轴轴承等部件。
数控技术第1章绪论
目录
• 数控技术概述 • 数控机床的组成与工作原理 • 数控编程基础 • 数控技术的发展趋势与挑战
01 数控技术概述
数控技术的定义
数控技术（Numerical Control，简称NC）：是一种基于数字计算机和自动控制理 论的制造技术，通过编程控制机床或其他制造设备的运动，实现零件的加工和制造。
随着计算机集成制造系统（CIMS）和智能制造的兴起，数控技术不断向高精度、高速度、高 智能化方向发展。
数控技术的应用领域
机床制造业
数控技术广泛应用于机 床的加工和制造，包括 数控车床、数控铣床、
数控磨床等。
汽车制造业
数控技术用于汽车零部 件的加工和装配，提高 了生产效率和产品质量。
航空航天制造业
数控技术用于航空航天 器的精密制造和加工， 确保了零部件的高精度
04 数控技术的发展趋势与挑 战
数控技术的发展趋势
01
智能化
随着人工智能和大数据技术的进步，数控技术正朝着智能化方向发展。
智能数控系统能够实现自适应加工、故障预测和自动优化等功能，提高
加工效率和精度。
02
复合化
为了满足制造业对多品种、小批量、定制化生产的需求，数控技术正朝
数控技术考试题及参考答案 (何雪明)【精选文档】
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。
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（或数据密化） 的过程。
3.对刀操作就是 确定工件坐标系 和 机床坐标系 之间关系的操作。
4.直流伺服电动机的控制特性是指其速度随 电压 变化的特性，而其机械特性是指其速度随 负载转矩 变化的特性。
5.刀具在机床上的位置是由 刀位点 的位置来表示的。
6。
JB3051—82规定，数控机床坐标轴和方向是基于 工件 固定，刀具 移动。
7。
数控机床上采用的导轨主要有 静压导轨、滚动导轨、塑料导轨 三种形式。
7。
用逐点比较法插补直线OA ，其起点坐标为O （0，0），终点坐标A(5，8)，若采用插补的总步数作为终点减法计数器J E 的初始值,即J E ＝ 13 .在插补过程中，每进给一步，计数器J E 减1,当J E ＝ 0时，到达终点，停止插补。
8.数控机床一般由控制介质、数控装置、伺服系统、测量装置和机械本体五个部分组成. C 系统软件必须完成 管理 和 控制 两大任务。
10。
步进电机的“失步”现象有两种表现形式,即 丢步 和 越步14.在CNC 软件中资源分时共享要解决的问题是各任务何时占用CPU 以及占用时间的长短，解决的办法是 循环轮流 和 中断优先相结合。
11。
数控机床伺服驱动系统是指以机床移动部件的 位置 和 速度 作为控制量的自动控制系统，又称为拖动系统. 12。
若三相步进电机（三相绕组分别为A 、B 、C)，请写出三相六拍工作方式的通电顺序:A －AB －B －BC －C －CA －A （或者A －AC －C －CB －B －BA －A)13。
对于第四象限逆圆弧来说，当F≥0时其进给方向为 +y ，偏差计算公式为 F=F —2y+1 14.数控机床的脉冲当量是指 每个脉冲信号使数控机床移动部件产生的位移量。
15.数控技术是指用 数字化信号（或数字化代码)对机床运动及其加工过程进行自动控制的一种方法。
第1章 绪论
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1.2数控机床的基本组成和工作原理
数控机床的基本组成
4）在运动过程中，数控系统需要随时检测机床的 坐标轴位置、行程开关的状态等，并与程序的要求相比 较，以决定下一步动作，直到加工出合格的零件。 5）操作者可以随时对机床的加工情况、工作状态 进行观察、检查，必要时还需要对机床动作和加工程序 进行调整，以保证机床安全、可靠地运行。
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1.1 概述
NC机床与程控机床
NC机床与程控机床是两种不同含义的机床，它 们的控制要求和控制对象有本质的不同。一般来说， 机床自动控制主要包括三方面内容： 1)机床动作顺序的程序控制，典型的有组合机床、 自动生产线等的流程与工步控制。其主要控制要求 是根据机床的动作顺序表（如电磁阀等执行元件的 动作表）。按规定的顺序通过执行原件依次动作， 完成机床的动作流程。
数控系统及组成：
NC(CNC)、SV与PC(PLC、PMC)
NC(CNC) ：数控（Numerical Control）的常用 英文缩写。由于现代数控都采用了计算机控制，因 此，可以认为NC 和CNC 的含义完全等同。如前所 述，NC(CNC)在广义上代表一种控制技术----数控 技术；在狭义上代表一种控制系统的实体----数控 系统；此外，还可以代表 一种具体的控制装置---数控装置。
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1.1 概述
数控系统及其组成
机床数控系统的基本组成
（3）伺服驱动 伺服驱动通常由伺服放大器（亦称：驱动器、伺 服单元）和执行机构等部分组成。 在数控机床上，目前一般采用交流伺服电动机作 为执行机构；在先进的高速加工机床上，已经开始使 用直线电动机。
1.2数控机床的基本组成和工作原理
数控机床的基本组成
4）在运动过程中，数控系统需要随时检测机床的 坐标轴位置、行程开关的状态等，并与程序的要求相比 较，以决定下一步动作，直到加工出合格的零件。 5）操作者可以随时对机床的加工情况、工作状态 进行观察、检查，必要时还需要对机床动作和加工程序 进行调整，以保证机床安全、可靠地运行。
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1.1 概述
NC机床与程控机床
NC机床与程控机床是两种不同含义的机床，它 们的控制要求和控制对象有本质的不同。一般来说， 机床自动控制主要包括三方面内容： 1)机床动作顺序的程序控制，典型的有组合机床、 自动生产线等的流程与工步控制。其主要控制要求 是根据机床的动作顺序表（如电磁阀等执行元件的 动作表）。按规定的顺序通过执行原件依次动作， 完成机床的动作流程。
数控系统及组成：
NC(CNC)、SV与PC(PLC、PMC)
NC(CNC) ：数控（Numerical Control）的常用 英文缩写。由于现代数控都采用了计算机控制，因 此，可以认为NC 和CNC 的含义完全等同。如前所 述，NC(CNC)在广义上代表一种控制技术----数控 技术；在狭义上代表一种控制系统的实体----数控 系统；此外，还可以代表 一种具体的控制装置---数控装置。
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1.1 概述
数控系统及其组成
机床数控系统的基本组成
（3）伺服驱动 伺服驱动通常由伺服放大器（亦称：驱动器、伺 服单元）和执行机构等部分组成。 在数控机床上，目前一般采用交流伺服电动机作 为执行机构；在先进的高速加工机床上，已经开始使 用直线电动机。
数控技术数控机床的伺服系统何雪明PPT教案
（3）幅值比较伺服系统
5以位置检测信号的幅值大小来反映机床位移量的大 小，并与指令信号进行比较。
（4）全数字控制伺服系统
由位置、速度和电流组成的三环反馈控制全部数字
化。
第4页/共66页
7.1.2 伺服系统的组成
由控制器、功率驱动装置、检测反馈装置和伺服电机组成。 （1）控制器：由位置调解单元、速度调解单元和电流调解单
（4）连续运行的最高工作频率 最高工作频率：步进电机启动后，保证连续不丢步运 行的最高工作频率。 决定了定子绕组通电状态下最高变化的频率，即决定 了步进电机的最高转速。
（5）加减速特性 加减速特性：步进电机由静止刀工作频率和由工作频 率到静止的加减速过程中，定子绕组通电状态的变化 频率与时间的关系。
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3. 反应式步进电机工作原理
步进电机：基于电磁力的吸引和排斥产生转矩。 定子绕组所加电源要求是脉冲电流形式，也称为脉冲 电机。 步进电机定子绕组的通电状态每改变一次，即送给步 进电机一个电流脉冲，其转子就转过一个确定的角度， 即步距角α；脉冲数增加，角位移也增加；无脉冲时， 电机停止。 改变步进电机定子绕组的通电顺序，转子的旋转方向 改变。 步进电机定子绕组通电状态的改变速度越快，其转子 旋转速度越快，即脉冲频率越高，转子转速越高；但 脉冲频率不能过高，否则产生失步或超步。
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（2）静态转矩与矩角特性 静态转矩：当步进电机某相通电时，转子处于不 同状态，此时在电机轴上加一个负载转矩，转子 就按一定方向转过一个角度θ，此时转子所受的电 磁转矩M即为静态转矩。 矩角特性：静态转矩M与θ的关系。
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（3）启动频率 启动频率：空载时，步进电机由静止状态突然启动， 并进入不丢步的正常运行的最高频率。 步进电机带负载下的启动频率要比空载启动频率低， 并随负载增加而进一步降低。
数控技术自学指导书
数控技术自学指导书《数控技术》自学指导书一、课程名称：数控技术二、自学学时：30课时三、教材名称：《数控技术》，赵玉刚宋现春编著，机械工业出版社四、课程简介：本课程就是高等学校机械类专业学生必修课程的一门专业基础课程。
通过本课程的自学，并使学生掌控现代数控技术的基本理论体系、方法和应用领域工具；具备综合运用所学科学知识，恰当采用数控设备的能力；介绍与本课程有关的机电一体化新技术及发展趋势；提升分析问题和动手动脑的综合能力；为自学其他有关课程和将来专门从事数控技术方面的工程设计与研发踢不好必要的基础。
本课程主要研究数控机床的工作原理、各组成部分及其在机械生产中的应用领域。
基本教学内容存有：数控技术详述、数控加工程序的基本建设、计算机数控装置、切削伺服系统、数控技术的发展、数控机床的故障诊断与修理等。
六、考核方式：开卷考试七、自学内容指导：第一章绪论1、本章内容概述：介绍机床数控技术基本概念及其发展概况；掌控数控机床的工作流程、基本共同组成、工作原理、分类、特点和适用范围。
12、自学学时精心安排：2学时3、知识点：详述、数控技术概念，数控机床概念。
数控机床的基本工作原理，数控机床的工作流程，数控机床的组成。
数控机床的特点，数控机床的适用范围。
点位、直线、轮廓掌控数控机床概念，开环、闭环、半闭环数控机床概念，多轴协同数控机床的含义和实例。
4.本章重点：点位、直线、轮廓掌控数控机床概念，开环、闭环、半闭环数控机床概念，多轴协同数控机床的含义和实例。
5.习题1．数控机床是由哪几部分组成，它的工作流程是什么？2．按伺服系统的掌控原理分类，分成哪几类数控机床？各有何特点？4．数控机床存有哪些特点？3．什么是点位控制、直线控制、轮廓控制数控机床？三者如何区别？第二章数控机床的加工程序的基本建设1、本章内容概述：掌控数控编程基础知识；掌控常用g、m指令的编程方法；掌控数控编程的工艺处置原则；介绍程序编制中的数学处置方法。
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1.3.2.2 编制程序系统
1.简化编程：G代码编程讲究格式，定义。且可 读性很差。改进有：固定循环、子程序 2.集成化编程：与CIMS或CAD系统集成 3.智能化编程：图形自动编程（所见即所得）例 如，MASERCAM,PRO/E,SOLIDEAGE,CAXA, 开目CAD等等。
18
13
其中，80年代提出的计算机集成制造CIMS的概念值 得一提：企业生产的各个环节‘从市场分析、产品设 计、加工制造、经营管理到售后服务是一个不可分割 的整体。整个生产过程实质上是一个数据的采集、传 递和加工处理过程，最终形成的产品可以看成是数据 的物质表现。数控机床是这个过程的节点
我国发展数控的过程
9
1.2.4数控系统的分类
1.2.4 按控制系统的特点分类
1.点位控制系统。如数控钻床、冲床等 2.直线控制系统。如平面铣床、数控磨床 3.轮廓控制系统。3维加工机床（中心）
数控车床
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1.2.2.2 按伺服系统的类型
1.开环控制系统
2.半闭环控制系统
3.闭环控制系统
1.2.2.4按功能水平分类： 低档： 分辨率：10μm 进给速度：8-15m/min 进给类型：开环，步进电机 联动轴数：2-3 主CPU：8位(通信、显示、PLC) 中档： 分辨率 1 μm 半闭环系统控制 高档： 分辨率 0.1 μm 闭环系统控制 5轴以上联动
《数控技术》
华中科技大学 何雪明 吴晓光 常兴主编
课件制作 武汉科技大学 湖北工业大学 谢剑刚 刘志雄 陈水胜 联系电话 68863833
1
前言
学好数控技术是非常重要的 学好数控技术的方法： 1.认真听讲 2.勤于思考 3.勇于实践 4.有一定兴趣
2
第一章 绪论
1.1 数控技术的产生及特点
1.1.1 数控技术的产生
12
1.3.1 机床数控系统的发展介绍
1.3数控技术的发展
பைடு நூலகம்
1952年 Persons与麻省理工学院试制第1台数控机 床其电路是电子管 1955年 美国空军和麻省理工学院合作，研制成功 APT语言 1954年 第1台工业用数控机床有Bendix公司研制 成功（加工中心） 1967 柔性加工中心FMS(英国) 1970 小型计算机数控加工中心CNC, 多机床控制 系统DNC 1973 微处理器数控机床CIMS 1980 数控装置可以人机对话、动态图形显示的智 能数控机床FMC 柔性制造单元
1958年开始研究数控技术（电子管） 1965年开始研究晶体管数控系统 70年代研制成功数控非园齿轮插齿机及立式数 控铣床 80年代以来，引进技术与自行研制相结合，我 国的数控技术得到明显的进步（FANUC系统比 较广泛）。现在我国多家机床厂均能生产5坐标 联动的数控机床。 我国数控技术与先进国家的差距正在缩小。
7
1.2.2 数控系统的构成
数控系统的构成如下图所示： 如步进
电机等 工作台
键盘 信息载体
如编码器和 光栅
8
1.2.3 数控基本原理
在进行数控加工之前，要预先编制加工程序清单： 1.确定工件的加工工序及加工所用刀具和切削速度 2.确定工件的轮廓衔接点 3.确定起刀和收刀的位置以及坐标原点的位置 按规定的语句格式写出数控指令集，将指令集输入到 数控装置里进行处理（译码，运算等），通过驱动电 路把信号放大，驱动伺服电机输出角位移及角速度， 又通过执行部件转换成工作台的直线位移以实现进给 另外，数控装置还要通过PLC控制强电部件以进行一 些辅助性工作，如 ：照明，冷却。排屑等
1.1.2 数控加工的特点
1. 可以 加工具有复杂型面的工件
2.加工精度高，质量稳定 3. 生产效率高 4.改善劳动条件 5.有利于生产过程的现代化： 生产管理的现代化 CAD/CAM的基础 数控加工的对象 1.几何形状复杂的工件 2. 新产品的工件 3. 精度及表面粗糙度要求高的工件 4.需要多道工序的工件 5.原材料特别贵重的工件
5
1.2数控机床特点及分类
1.2.1数控机床特点 适应性：强（对象.发展.CAD、CAM、FMS、CIMS） 自动化：优 质量： 好 效率： 高 缺点：要求高素质的操作员 （掌握了数控技术，招聘较易）
6
1.2 数控系统的组成及分类
1.2.1 数控技术的基本概念
数控技术，简称数控（Numerical Control）是利用数 字化信息对机械运动及加工过程进行控制的一种方法。 现在又称为计算机数控（computer numerical control， CNC） CNC有三种含义 1.代表一种控制技术 2.代表一种控制系统的实体 3.代表一种控制装置
15
1.3.2 数控系统的发展趋势
1.3.2.1 数控系统 1. 2. 3. 4. 5. 模块化、小型化 大容量存储器、大容量PLC。使机床能长时间工作。 配有多种接口 （FMS,CIMS)形成通信网络 可靠性高 (自诊断、自排除） 经济、使用方便
16
1.3.2.1机床结构的发展
1.提高机床的刚度：基于一个道理，即任何物 体在受力时均会变形，这种变形会导致加工的 误差。 2.提高主轴的转速：转速较高时加工精度也较 高 3.提高机床的精度：机床主轴的跳动导致加工 的误差。 4.扩充机床的加工范围：组合机床
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
3
1948年美国Persons受军方委托研制直升机叶 片轮廓检验样板的机床。他们与MIT 合作，提 出用计算机控制机床加工复杂曲线的新理念， 并于1952年研制出第一台立式数控铣床。 1955年实现该机床的产业化。 由于该机床采用的是先进的数字控制技术，具 有普通机床和专用机床无法比拟的优点，故数 控技术具有强大的生命力。从此，数控技术在 世界各地得到了迅速的发展。
1.3.2.2 编制程序系统
1.简化编程：G代码编程讲究格式，定义。且可 读性很差。改进有：固定循环、子程序 2.集成化编程：与CIMS或CAD系统集成 3.智能化编程：图形自动编程（所见即所得）例 如，MASERCAM,PRO/E,SOLIDEAGE,CAXA, 开目CAD等等。
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其中，80年代提出的计算机集成制造CIMS的概念值 得一提：企业生产的各个环节‘从市场分析、产品设 计、加工制造、经营管理到售后服务是一个不可分割 的整体。整个生产过程实质上是一个数据的采集、传 递和加工处理过程，最终形成的产品可以看成是数据 的物质表现。数控机床是这个过程的节点
我国发展数控的过程
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1.2.4数控系统的分类
1.2.4 按控制系统的特点分类
1.点位控制系统。如数控钻床、冲床等 2.直线控制系统。如平面铣床、数控磨床 3.轮廓控制系统。3维加工机床（中心）
数控车床
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1.2.2.2 按伺服系统的类型
1.开环控制系统
2.半闭环控制系统
3.闭环控制系统
1.2.2.4按功能水平分类： 低档： 分辨率：10μm 进给速度：8-15m/min 进给类型：开环，步进电机 联动轴数：2-3 主CPU：8位(通信、显示、PLC) 中档： 分辨率 1 μm 半闭环系统控制 高档： 分辨率 0.1 μm 闭环系统控制 5轴以上联动
《数控技术》
华中科技大学 何雪明 吴晓光 常兴主编
课件制作 武汉科技大学 湖北工业大学 谢剑刚 刘志雄 陈水胜 联系电话 68863833
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前言
学好数控技术是非常重要的 学好数控技术的方法： 1.认真听讲 2.勤于思考 3.勇于实践 4.有一定兴趣
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第一章 绪论
1.1 数控技术的产生及特点
1.1.1 数控技术的产生
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1.3.1 机床数控系统的发展介绍
1.3数控技术的发展
பைடு நூலகம்
1952年 Persons与麻省理工学院试制第1台数控机 床其电路是电子管 1955年 美国空军和麻省理工学院合作，研制成功 APT语言 1954年 第1台工业用数控机床有Bendix公司研制 成功（加工中心） 1967 柔性加工中心FMS(英国) 1970 小型计算机数控加工中心CNC, 多机床控制 系统DNC 1973 微处理器数控机床CIMS 1980 数控装置可以人机对话、动态图形显示的智 能数控机床FMC 柔性制造单元
1958年开始研究数控技术（电子管） 1965年开始研究晶体管数控系统 70年代研制成功数控非园齿轮插齿机及立式数 控铣床 80年代以来，引进技术与自行研制相结合，我 国的数控技术得到明显的进步（FANUC系统比 较广泛）。现在我国多家机床厂均能生产5坐标 联动的数控机床。 我国数控技术与先进国家的差距正在缩小。
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1.2.2 数控系统的构成
数控系统的构成如下图所示： 如步进
电机等 工作台
键盘 信息载体
如编码器和 光栅
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1.2.3 数控基本原理
在进行数控加工之前，要预先编制加工程序清单： 1.确定工件的加工工序及加工所用刀具和切削速度 2.确定工件的轮廓衔接点 3.确定起刀和收刀的位置以及坐标原点的位置 按规定的语句格式写出数控指令集，将指令集输入到 数控装置里进行处理（译码，运算等），通过驱动电 路把信号放大，驱动伺服电机输出角位移及角速度， 又通过执行部件转换成工作台的直线位移以实现进给 另外，数控装置还要通过PLC控制强电部件以进行一 些辅助性工作，如 ：照明，冷却。排屑等
1.1.2 数控加工的特点
1. 可以 加工具有复杂型面的工件
2.加工精度高，质量稳定 3. 生产效率高 4.改善劳动条件 5.有利于生产过程的现代化： 生产管理的现代化 CAD/CAM的基础 数控加工的对象 1.几何形状复杂的工件 2. 新产品的工件 3. 精度及表面粗糙度要求高的工件 4.需要多道工序的工件 5.原材料特别贵重的工件
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1.2数控机床特点及分类
1.2.1数控机床特点 适应性：强（对象.发展.CAD、CAM、FMS、CIMS） 自动化：优 质量： 好 效率： 高 缺点：要求高素质的操作员 （掌握了数控技术，招聘较易）
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1.2 数控系统的组成及分类
1.2.1 数控技术的基本概念
数控技术，简称数控（Numerical Control）是利用数 字化信息对机械运动及加工过程进行控制的一种方法。 现在又称为计算机数控（computer numerical control， CNC） CNC有三种含义 1.代表一种控制技术 2.代表一种控制系统的实体 3.代表一种控制装置
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1.3.2 数控系统的发展趋势
1.3.2.1 数控系统 1. 2. 3. 4. 5. 模块化、小型化 大容量存储器、大容量PLC。使机床能长时间工作。 配有多种接口 （FMS,CIMS)形成通信网络 可靠性高 (自诊断、自排除） 经济、使用方便
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1.3.2.1机床结构的发展
1.提高机床的刚度：基于一个道理，即任何物 体在受力时均会变形，这种变形会导致加工的 误差。 2.提高主轴的转速：转速较高时加工精度也较 高 3.提高机床的精度：机床主轴的跳动导致加工 的误差。 4.扩充机床的加工范围：组合机床
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
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1948年美国Persons受军方委托研制直升机叶 片轮廓检验样板的机床。他们与MIT 合作，提 出用计算机控制机床加工复杂曲线的新理念， 并于1952年研制出第一台立式数控铣床。 1955年实现该机床的产业化。 由于该机床采用的是先进的数字控制技术，具 有普通机床和专用机床无法比拟的优点，故数 控技术具有强大的生命力。从此，数控技术在 世界各地得到了迅速的发展。