数控机床基本知识PPT课件
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数控机床基础知识
重型机械以及国防工业中使用的零件，精度要
求高、形状复杂、加工批量小，用普通机床加
工这些零件效率低、劳动强度大，有时甚至不
能加工。为了解决这些问题，一种具有高精度、
高效率、灵活、通用性强的自动化加工设备—
—数控机床应运而生，它为多品种、小批量，
特别是结构复杂、精度要求高的零件提供了自
动化加工手段。
3/20/202 0
计算机数控（Computer Numerical Control）系统是 采用计算机控制加工功能，实现数字控制，并通 过接口与外围设备连接。简称3/20/C2020NC系统4 。
1.2 数控机床的组成
数控机床主要由控制介质、
数控装置、伺服装置、辅
助控制装置、检测装置和
电气柜
机床本体组成。如图1—1
数控加工基础
工程实训中心
1
第一章 数控机床基础知识
§1—1 数控与数§1—3 数控机床的加工特点
3/20/202 0
2
引入
在机械制造工业中，单件与小批量生产的零
件（批量在10～100件）约占机械加工总量的
75%～80%。尤其是航空航天、造船、机床、
3
§1—1 数控与数控机床
1.1 数控与数控机床的概念
数控即数字控制（Numerical Control，简称NC）， 是20世纪中期发展起来的一种自动控制技术，是用 数字化信号进行控制的一种方法。
数控机床（Numerical Control Tool）是用数字化信 号对机床的运动及其加工过程进行控制的机床， 或者说是装备了数控系统的机床。
3）围绕X、Y、Z坐标旋转的旋转坐标分别用A、B、C表示，根 据右手螺旋定则，大拇指的指向为Z、Y、Z坐标中任意轴的正向， 则其余四指的旋转方向即为旋转坐标A、B、C的正向，如图1— 10b所示。
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。
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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。
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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。
数控车床培训教程PPT(共47页)
3. 数控编程特点与要求
3.1 混合编程：指在程序段中，根据图纸尺寸的要求，可采用绝对值编程、相 对值编程，也可采用两者混合编程。在FANUC中绝对值以X、Z表示，相对值 以U、W表示。
3.2 径向尺寸以直径量表示：因为零件径向尺寸的标注和测量常以直径方式表 示，所以在直径方向编程时，X(U)通常代表直径量。如果要以半径量表示，则 需要通过相关指令更改。
4
2. 数控机床的种类 数控车床、数控铣床、数控磨床、加工中心
数控磨床 数控车床
数控铣床
加工中心
5
3. 数控车床的特点 可以加工精度、表面粗糙度要求较高，轮廓形状复杂或难以控制尺寸、带特
殊螺纹的回转体零件。 4.常用数控车削刀具
注意区分左偏 刀和右偏刀
6
5.刀具的安装 5.1 刀片的安装方式：复合压紧式、螺钉压紧式、杠杆压紧式
15
2. 程序段的组成
2.1 程序段的基本格式 由若干个数据字组成，而数据字又由表示地址的英文字母、特殊文字和数字构成，如 X30、G02。FANUC中的程序段采用分号（；）作为该程序段结束。
2.2 程序段的组成 2.2.1 程序段号：由地址符“N”开头，其后紧跟若干数字。它一般作为程序检索
或跳转时的目标位置指示，因此它的大小可以颠倒，也可以省略不写。 2.2.2 程序段内容：程序段具备的6个要素，即准备功能字、尺寸功能字、进给功能
6.3 进给量（f ）在主运动每转一转 或每一行程时（或单位时间内），刀 具与工件之间沿进给运动方向的相对 位移。可分为每转进给（mm/r)和每 分钟进给（mm/min)。
8
7.坐标系统
7.1 机床坐标系：用来确定机床的运动方向和移动距离，而在机床上建立的坐标系 称为机床坐标系。数控车床的加工运动分为刀具的运动和工件的运动，因此，在确 定机床坐标时，永远假定刀具相对工件运动。对于机床坐标系的方向，统一规定增 大工件与刀具之间距离的方向为正方向。
3.1 混合编程：指在程序段中，根据图纸尺寸的要求，可采用绝对值编程、相 对值编程，也可采用两者混合编程。在FANUC中绝对值以X、Z表示，相对值 以U、W表示。
3.2 径向尺寸以直径量表示：因为零件径向尺寸的标注和测量常以直径方式表 示，所以在直径方向编程时，X(U)通常代表直径量。如果要以半径量表示，则 需要通过相关指令更改。
4
2. 数控机床的种类 数控车床、数控铣床、数控磨床、加工中心
数控磨床 数控车床
数控铣床
加工中心
5
3. 数控车床的特点 可以加工精度、表面粗糙度要求较高，轮廓形状复杂或难以控制尺寸、带特
殊螺纹的回转体零件。 4.常用数控车削刀具
注意区分左偏 刀和右偏刀
6
5.刀具的安装 5.1 刀片的安装方式：复合压紧式、螺钉压紧式、杠杆压紧式
15
2. 程序段的组成
2.1 程序段的基本格式 由若干个数据字组成，而数据字又由表示地址的英文字母、特殊文字和数字构成，如 X30、G02。FANUC中的程序段采用分号（；）作为该程序段结束。
2.2 程序段的组成 2.2.1 程序段号：由地址符“N”开头，其后紧跟若干数字。它一般作为程序检索
或跳转时的目标位置指示，因此它的大小可以颠倒，也可以省略不写。 2.2.2 程序段内容：程序段具备的6个要素，即准备功能字、尺寸功能字、进给功能
6.3 进给量（f ）在主运动每转一转 或每一行程时（或单位时间内），刀 具与工件之间沿进给运动方向的相对 位移。可分为每转进给（mm/r)和每 分钟进给（mm/min)。
8
7.坐标系统
7.1 机床坐标系：用来确定机床的运动方向和移动距离，而在机床上建立的坐标系 称为机床坐标系。数控车床的加工运动分为刀具的运动和工件的运动，因此，在确 定机床坐标时，永远假定刀具相对工件运动。对于机床坐标系的方向，统一规定增 大工件与刀具之间距离的方向为正方向。
数控机床概论PPT课件
位置反馈装置
输入装置
数字控制计算机 PC控制部分 数控系统
伺服系统
主传动系统
机床本体
强电控制柜
辅助装置
数控机床
26
1. 数控装置/数控系统
27
2. 伺服驱动系统
28
3. 机床本体
29
4. 辅助装置
30
5. 输入装置
31
二、数控机床的加工原理 1. 数控机床的结构原理
32
二、数控机床的加工原理 2. 数控机床的工作过程
FT
CR “ 4
5
6
BACK
SPACE
TAB ？
1
2
3 INS CTR
L
电源
步进 点动
单段
手摇
30 40 50 20 10
10
关
开 自动
回零 0
160
1
驱动器
160 XY Z A
电源
报警
方式选择
进给修调
主轴修调
机床 NC 超程 主轴
超程解除
Y
10
100
循环驱动 进给保持 冷却液开关 刀松/刀紧 X
Z1
42
高了70%，留于工件的切削热大幅度降低，低阶切削振动几乎消失。
1.5 数控技术发展趋势
发展方向:高速化、高精度化、高可靠性、高柔性化、高一体化、网络化和智能化 2.高精度化
现代科学技术的发展，对机械加工高精度的提出了新的要求： 普通的加工精度提高了一倍，达到5微米；精密加工精度提高
了两个数量级，超精密加工精度进入纳米级（0.001微米），主轴 回转精度要求达到0.01~0.05微米，加工圆度为0.1微米，加工表面 粗糙度Ra=0.003微米等。
数控技术概述课件PPT课件( 20页)
先进制造 系统
目前的先进制造系统主要指柔性制造单元 （FMC）、柔性制造系统(FMS)、集成制造 系统(CIMS)。而其核心是生产加工设备的数 控化、柔性化、精密化。
第一章 数控机床概论
1.4 先进制造系统
数控技术
柔性制造 系统
单机数控加工（使用一台数控机床 进行加工，较简单，但应用最广）
柔性单元加工（人参与最少但可以对 同一族内的不同零件自动化加工）
利于生产 采用数字信号与标准代码为控制信息，易于实
管理现代 现标准化加工，同时采用计算机辅助设计与制
化
造（CAD/CAM）是现代化集成技术的基础。
目前数控技术在向高速化、多功能、智能化、高 速度化、高可靠性发展。
第一章 数控机床概论
1.4 先进制造系统
数控技术
起因
目前的机械制造中，75%的是单件小批量生 产，而传统的生产组织原则不仅自动化程度 低，而且劳动强度大、生产周期长、成本高、 质量不稳定。而先进制造系统的采用，是生 产发展的需要。
数控技术
课程概述
第一章 数控机床的概论 第二章 数控机床种类 第三章 数控机床结构组成 第四章 数控机床编程 第五章 数控加工中心的实
际操作与加工 第六章 关于CAXA
1.1 数控机床的产生 数控机床的产生 数控技术概念
1.2 数控机床的组成 1.3 数控机床的特点 1.4 先进制造系统
课程概述
的编制
课程概述
第一章 数控机床概论 第二章 数控机床种类 第三章 数控机床结构组成 第四章 数控机床编程 第五章 数控加工中心的实
际操作与加工 第六章 关于CAXA
5.1 加工中心的操作 5.2 加工中心的编程
实例 5.3 加工中心的维护
第一章数控机床的基本知识-.ppt
第一章 数控机床的基本知识
§1.3 数控机床的主要性能指标
X轴的确定： 刀具旋转运动的机床： （1）立式主轴：面对刀具主轴 向立柱方向看，取右方向为+X 方向； （2）卧式主轴：从主轴后端往 前看，取右手方向为+X方向。 Y轴的确定：+Y的运动方向，根 据X、Z坐标的运动方向，按照 右手笛卡尔坐标系来确定。
第一章 数控机床的基本知识
§1.2 数控机床的分类
1、一般数控机床： 2、加工中心 3、多坐标数控机床 4、计算机群控（DNC）
第一章 数控机床的基本知识
§1.2 数控机床的分类
1、点位控制数控机床 这类数控机床有数控钻床、数控坐标镗床、数控冲床等。
2、点位直线控制数控机床 这类机床有数控车床和数控铣床等。
第一章 数控机床的基本知识
第一章 数控机床的基本知识
内容提要
一、数控机床的工作原理 二、数控机床的分类 三、数控机床坐标系和运动方向的规定 四、数控机床的主要性能指标
第一章 数控机床的基本知识 §1.1 数控机床的工作原理
第一章 数控机床的基本知识 §1.1 数控机床的工作原理
信息 载体
数控 装置
1、主轴转速 2、进给速度 3、坐标行程 4、摆角范围 5、刀库容量和换刀时间
第一章 数控机床的基本知识 §1.3 数控机床的主要性能指标
1、定位精度 2、重复定位精度 3、分度精度 4、分辨度与脉冲当量
伺服系统
机床 本体
第一章 数控机床的基本知识 §1.1 数控机床的工作原理
信息载体：用于记载由数控加工程序表示的各种加工信 息，来控制机床的运动和各种动作， 以实现零件的机 械加工。
第一章 数控机床的基本知识 §1.1 数控机床的工作原理
数控车床培训课件PPT(共40页)
量技术的发展，软件式数控是采用微处理器及
大规模或超大规模集成电路组成的数控系统，
它具有很强的程序存贮能力和控制功能，这些
控制功能是由一系列控制程序 (驻留系统内）来
实现的。软件或数控系统通用性很强，几乎只
需要改变软件，就可以适应不同类型机床的控
制要求，具有很大的柔性。目前微型机数控系
统几乎完全取代了以往的普通数控系统。
❖ （1）开环伺服系统 ❖ 工作原理：每当数控装置发出一个指令脉冲信
号，就使步进电动机的转子旋转一个固定角度， 机床工作台移动一定的距离。 ❖ 特点： 开环伺服系统没有工作台位移检测装置， 对机械传动精度误差没有补偿和校正，工作台 的位移精度完全取决于步进电动机的步距角精 度、齿轮箱中齿轮副和丝杠螺母副的精度与传 动间隙等，所以这种系统很难保证较高的位置 控制精度。同时由于受步进电动机性能的影响， 其速度也受到一定的限制。但这种系统的结构 简单、调试方便、工作可靠、稳定性好、价格 低廉，因此被广泛用于精度要求不太高的经济 型数控机床上。
图1-1 数控机床的组成
机床本体
主进辅 运给助 动运动 机动作 构机机
构构
刀辅具选择
刀
刀具方案
具
刀具确定
调 整
数
工
零件图 工艺分析
艺 设
计
刀具调整卡
手
手 工 编 程
程 序 单
自 动
动 输
控
入
纸带输入 机
编
通讯传输
程
(R232C)
组合夹具
夹
床
夹具方案
具
调
通用夹具
整
图1-2 数控机床的加工过程
合格零件
❖ 1．按工1艺.1用.3途数分 控机床的分类
数控车床基本操作PPT课件
.
图4-4 内径车削刀具的安装
.
刀具安装时的注意事项
刀具安装时，应在主轴完全停转的状态下操作。 刀具安装前，应使刀塔上的刀槽处于水平位置，以便于安装。 注意刀具伸出刀架的长度，避免产生刀具的碰撞干涉。 任何刀具在安装时都要确保每一个紧固螺丝锁紧，保证刀具安 装紧固可靠。 不使用的切削液出水口应用螺丝旋上，避免切屑进入，造成堵 塞。 刀具安装完成后，还需设置刀具参数，方能正常使用。
数控车床基本操作
知识、能力目标 数控车床控制面板结构 CRT/MDI面板结构 工件的装夹 数控车床的操作方法及步骤 试切对刀 工件坐标系的建立 小结
.
知识、能力目标
➢知识目标
掌握对刀原理，了解不同的对刀方法。 正确建立车床坐标系（机械坐标系）与工件坐标系之间的区别及联系。
➢能力目标
了解数控车床控制面板及CRT/MDI面板各功能键的作用，并能正确使 用。
工件夹持方式
普通车床的工件夹持方式在数控车床上都可以使用，然而考虑数控加 工的高效性与经济性，现数控车床夹持工件以液压卡盘最为普遍，其种类 主要有两爪油压卡盘、三爪液压卡盘、四爪液压卡盘和三爪公用液压卡盘。
刀具的安装
外径车削刀具的安装 内径车削刀具的安装 刀具安装时的注意事项
.
外径车削刀具的安装
① 将刀具固定块安装在刀塔正面刀座上（不要锁紧）。 ② 将外径刀具放置于刀具固定块上方的刀具槽内，并将刀具固定板放置于刀具固定
图4-5 显示器画面 .
工件坐标系的建立
数控车床加工程序的工件原点一般设定于工件的右端面中心位置，以便测量工件的长 度和直径。工件程序原点的设定方式，常用的是利用刀具补偿量来进行设定。
例如，建立如图4-16所示的工件坐标系时，只要执行指令T0101，则01号外圆粗车刀 的工件坐标系即可建立完成；执行指令T0303，则03号外圆精车刀的工件坐标系即可建立 完成；执行指令T0505，则05号外圆切槽刀的工件坐标系即可建立完成。其实T指令后两位 数值是各切削刀具所设定的补偿号，其X轴补偿值为刀尖所在位置的直径，Z轴补偿值为刀 尖至工件端面（程序原点）的距离。
图4-4 内径车削刀具的安装
.
刀具安装时的注意事项
刀具安装时，应在主轴完全停转的状态下操作。 刀具安装前，应使刀塔上的刀槽处于水平位置，以便于安装。 注意刀具伸出刀架的长度，避免产生刀具的碰撞干涉。 任何刀具在安装时都要确保每一个紧固螺丝锁紧，保证刀具安 装紧固可靠。 不使用的切削液出水口应用螺丝旋上，避免切屑进入，造成堵 塞。 刀具安装完成后，还需设置刀具参数，方能正常使用。
数控车床基本操作
知识、能力目标 数控车床控制面板结构 CRT/MDI面板结构 工件的装夹 数控车床的操作方法及步骤 试切对刀 工件坐标系的建立 小结
.
知识、能力目标
➢知识目标
掌握对刀原理，了解不同的对刀方法。 正确建立车床坐标系（机械坐标系）与工件坐标系之间的区别及联系。
➢能力目标
了解数控车床控制面板及CRT/MDI面板各功能键的作用，并能正确使 用。
工件夹持方式
普通车床的工件夹持方式在数控车床上都可以使用，然而考虑数控加 工的高效性与经济性，现数控车床夹持工件以液压卡盘最为普遍，其种类 主要有两爪油压卡盘、三爪液压卡盘、四爪液压卡盘和三爪公用液压卡盘。
刀具的安装
外径车削刀具的安装 内径车削刀具的安装 刀具安装时的注意事项
.
外径车削刀具的安装
① 将刀具固定块安装在刀塔正面刀座上（不要锁紧）。 ② 将外径刀具放置于刀具固定块上方的刀具槽内，并将刀具固定板放置于刀具固定
图4-5 显示器画面 .
工件坐标系的建立
数控车床加工程序的工件原点一般设定于工件的右端面中心位置，以便测量工件的长 度和直径。工件程序原点的设定方式，常用的是利用刀具补偿量来进行设定。
例如，建立如图4-16所示的工件坐标系时，只要执行指令T0101，则01号外圆粗车刀 的工件坐标系即可建立完成；执行指令T0303，则03号外圆精车刀的工件坐标系即可建立 完成；执行指令T0505，则05号外圆切槽刀的工件坐标系即可建立完成。其实T指令后两位 数值是各切削刀具所设定的补偿号，其X轴补偿值为刀尖所在位置的直径，Z轴补偿值为刀 尖至工件端面（程序原点）的距离。
数控机床基础知识49页PPT
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
数控机床基础知识
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
数控机床基础知识
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
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.
1
1.1.1 数控和数控机床
1.认知数控机床
常见的数控车床如图1-1（a）、(b)所示，数控铣床如图1-1（c）、(d) 所示。
（a）卧式数控车床
(b) 立式数控车床
(c) 立式数控铣床
.
(d) 卧式数控铣床
2
图1-1 数控机床
2.数控、数控机床
数控即数字控制(Numerical Control，简称NC）。 数控机床是一种通过数字信息控制机床按给定的运动规律进行自动加 工的机电一体化新型加工装备。人们习惯把“数控机床（Numerically Controlled Machine Tool”简称为“NC机床”。
.
7
(1)开环控制数控机床
开环控制数控机床的特点是没有位置检测反馈装置，伺服驱动装置主 要是步进电机。数控装置按程序加工要求控制指令脉冲的数量、频率和通电 顺序，达到控制执行部件运动的位移量、速度和运动方向的目的。如图1-5所 示，指令信息单方向传送，并且指令发出后，不再反馈回来，故称为开环控 制系统。
（2） 加工精度高，产品质量稳定
数控机床是按数字形式给出的指令进行加工的，一般情况下工作过程不 需要人工干预，因而消除了人为误差，使同一批工件的尺寸一致性好，产 品合格率高，加工质量稳定。
（3）自动化程度高，劳动强度低
在数控机床上加工零件是程序控制下自动完成的。加工完毕后自动停车， 操作者除手工装夹毛坯、装刀、对刀、操作键盘等外，其余全部加工过程 都可由数控机床自动完成。
数控机床种类繁多，功能各异。而数控机床目前尚无统一分类方法， 为了便于了解和研究，人们从不同的角度对其进行了分类。
1.按加工工艺方式分类
(1)金属切削类数控机床 (2)金属成型类数控机床 (3)特种加工机床 (4)其他机床类
2. 按运动轨迹分类
按数控机床运动轨迹可分为点位控制机床、点位直线控制机床和 轮廓控制机床三类。
第一篇 基础篇
1.1 数控机床基本知识
知识点
①数控机床的产生与发展趋势； ②数控机床的分类； ③数控和数控机床的概念； ④数控机床的组成及工作原理。
技能点
①现场认知数控机床； ②观察数控机床的加工过程。
任务描述
通过对数控机床的现场认知，了解数控机床的加工零件的整个流程。
任务分析
数控机床涉及的内容和知识比较多，通过本任务的学习，主要了解数 控机床的基本概念、发展及类型，掌握数控机床的加工原理及组成。
图1-5 开环.控制系统
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(2) 闭环控制数控机床
闭环控制数控机床的特点是机床上装有位置检测装置，直接对工作 台的位移量进行测量。伺服驱动装置主要是直流伺服电机或交流伺服电机。 如图1-6所示为闭环伺服系统。
图1-6 闭环控制系统
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（3）半闭环控制数控机床
半闭环控制数控机床的特点是位置检测装置安装在进给丝杠的端部或 伺服电动机轴上，不直接反馈机床的直线位移量，而是用角位移测量元件 （旋转变压器、脉冲编码器等）测量丝杠或电机的旋转角度，从而推算出机 床移动部件的位移量，经反馈回路送回控制系统和伺服系统，并与所要求的 指令值相比较，用比较的差值进行控制。如图1-7所示为半闭环伺服系统。
机床加工。
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(3)轮廓控制数控机床
轮廓控制机床又称连续控制机床。 如图1-4所示为轮廓控制数控机床加工。
图1-4 轮廓控制数控机床加工示意图
3. 按伺服控制方式不同分类
数控机床按伺服控制方式不同可分为开环控制和闭环控制两种。在闭 环控制系统中，根据检测反馈装置安放的位置不同可分为全闭环控制和半 闭环控制两种。
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（4） 生产效率高
零件加工所需的时间主要包括机动时间和辅助时间两部分。数控机 床主轴转速和进给量较普通机床范围大且无级变速，结构刚性好，驱 动功率大，因此，数控机床每一道工序、工步、走刀都可选用最有利 的切削用量。充分发挥数控机床的工艺系统的潜能，节省了机动时间。
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图1-2 点位控制机床加工示意图
图1-3 点位直线控制数控机床加工的特点是指刀具从某一点位置准确移动到目标点 位置。如图1-2所示为点位控制数控机床加工。
(2)点位直线控制数控机床
点位直线控制数控机床的特点是将点位控制和直线控制结合起来，
同时具有点位控制和直线控制的功能。如图1-3所示为点位直线控制数控
图1-7 半闭环控制系统
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1.1.5 数控机床的加工特点及应用范围
1.数控机床的加工特点
（1） 对零件加工适应性强，灵活性好
在数控机床上进行零件加工时，主要取决于零件加工程序，无论多么复 杂的零件，我们只要能编制出加工程序，都可以完成零件的加工。当加工 对象改变时，只需要重新编程就可以满足加工对象的加工工艺要求，不需 要制造、更换许多工具、夹具，而不需改变机械部分和控制部分的硬件， 就可以迅速实现加工产品的转型。
自第一台数控机床问世以来，数控系统已先后经历了两个阶段和 六代的发展，其六代是指电子管、晶体管、集成电路、小型计算机、 微处理器和基于工控PC机的通用CNC系统。其中前三代为第一阶段 称作硬件联接数控，简称NC系统，后三代为第二阶段称作计算机软 件数控，也称CNC系统。
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1.1.3 数控机床的分类
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数控机床是一种综合了计算机应用技术、自动控制、精密测 量、微电子技术、机械加工技术、机床结构设计和成组工艺等各个技 术领域里的最新技术而发展起来的，一种具有高效率、高质量和高柔 性的自动化新颖机床。
1948年，美国帕森（Parsons）公司在研制加工直升机螺旋桨叶 片轮廓检查样板时首先提出计算机控制机床的设想，在麻省理工学院 （MIT）的协助下，于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。
1.1.2 数控机床的产生与发展
随着社会生产和科学技术的不断进步，各类工业新产品层出不穷。特 别是在航空、航天、军事等领域所需的机械零件，精度要求更高，形状更 为复杂且往往批量较小，加工这类产品需要经常改装或调整设备，普通机 床或专业化程度高的自动化机床显然无法适应这些要求。为了解决这些矛 盾，满足多品种、小批量、高精度的自动化生产，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。数控机床就是在这样 的背景下产生与发展起来的。