数控机床基础知识教案
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2.数控装置 ——对数控机床进行指挥、控制
——数控机床的核心。它由输 入装置（如键盘）、控制运算 器和输出装置（如显示器）等 构成。 接受控制介质上的数字化信息， 经过控制软件或逻辑电路进行 编译、运算和逻辑处理后，输 出各种信号和指令，控制机床 的各个部分，进行规定的、有 序的运动。
12
3.伺服机构 ——驱动机床执行机构实施运动
它把机械加工过程中的各种控制信息用代码化的数字表示， 通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种 控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动 地将零件加工出来。数控机床较好地解决了复杂、精密、小批 量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化 机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机 电一体化产品。
伺服电动机 驱动装置 13
4．辅助控制装置
辅助控制装置——介于数控装置 和机床机械、液压部件之间的强电控 制装置。
作用：接受数控装置输出的主运 动变速、刀具选择和交换、辅助动作 等指令信息，经过必要的编译、逻辑 判断、功率放大后，直接驱动相应的 电气、液压和机械部件，以完成各种 规定的动作。
可编程控制器Fra Baidu bibliotekPLC）
6
数控机床的特点: 1.具有高柔性. 2.生产效率高,减少辅助时间和机动时间. 3.加工精度高,产品质量稳定. 4自动化程度高,劳动强度低. 5能加工形状复杂的零件.
7
二、数控机床的组成
控制介质
数控装置
伺服机构
辅助控制装置
检测装置
机床本体
外 观
图
8
数控机床组成示意图
9
1. 控制介质
将零件加工信息传送到数控装置去的程序载体， 常用的有磁盘、U盘等
磁盘
移动硬盘
U盘
10
加工信息即数控程序，是数控机床自动加工零件的工作 指令。在对加工零件进行工艺分析的基础上，确定零件 坐标系在机床坐标系上的相对位置，即零件在机床上的 安装位置；刀具与零件相对运动的尺寸参数；零件加工 的工艺路线、切削加工的工艺参数以及辅助装置的动作 等。得到零件的所有运动、尺寸、工艺参数等加工信息 后，用由文字、数字和符号组成的标准数控代码，按规 定的方法和格式，编制零件加工的数控程序单。编制程 序的工作可由人工进行；对于形状复杂的零件，则要在 专用的编程机或通用计算机上进行自动编程（APT）， 或CAD/CAM设计。编好的数控程序，存放在便于输入 到数控装置的一种介质上，它可以是磁带和磁盘等，采 用哪一种存储载体，取决于数控装置的设计类型。
2
一、数控与数控机床的概念 1.数控的定义
数控： 数控又称为数字控制(Numerical Control) ,是 一种利用数字化信息发出指令并实现自动控制 的技术.
数控技术:（简称数控）——将通过计算机进行自 动控制的技术统称为数控技术。
3
2.数控加工的特点 （1）加工过程规范
零件的切削用量的确定及机床的辅助控制都在加工前预 先设计及优化处理，安排在规范的加工程序中并自动控 制完成，不会受到人工干预。
常用检测元件：直线光栅、光电编码器、圆光栅、 绝对编码尺等。
直线光栅
光电编码器
16
6.机床本体
数控机床的主体，是用于完成各种切削加工的 机械部分
第一章 数控机床基础知识
§1－1 数控与数控机床 §1－2 数控机床的分类和常见数控机床简介
§1－3 数控机第床的一加章工特数点 控机床基础知识
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1.1数控与数控机床
机床是人类社会生产力发展的重要标志，随着 科学技术的飞跃发展，各机械制造业迅速发展，零 件的形状越来越复杂，精度及批量生产要求越来越 高，数控机床及其应用技术应运而生并在生产实践 中显示了优越和强大的生命力。提供了一种自动化 加工手段。
14
可编程控制器(PLC) 具有响应快，性能可靠，易于 使用，编程和修改程序，并可直接驱动机床电气等 特点而成为广泛应用的数控机床辅助控制装置。
15
5．检测反馈装置
作用：检测数控机床各个坐标轴的实际位移量，经 反馈系统输入到机床的数控装置中。数控装置将反馈回 来的实际位移量与设定值进行比较，控制伺服机构按指 令设定值运动。
伺服机构——数控机床的执行机构，由驱动和执行两大部 分组成。它接受数控装置的指令信息，并按指令信息的要求 控制执行部件的进给速度、方向和位移。 脉冲当量——每一脉冲使机床移动部件产生的位移量。常 用的脉冲当量为0.001mm～0.01mm。
常用的位移执行机构有功率 步进电动机、直流伺服电动 机、交流伺服电动机。
（2）工艺制定严密
加工工艺是否先进、合理关系到加工质量的忧虑，在编 制加工程序时必须认真分析加工过程的每一个细节，以免 出现事故。
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3.数控机床定义
数字控制机床：(Numerical Control Machine Tools)数控机床是 采用了数字控制技术的加工设备,它通过数字化信息对机床的 运动方向及加工过程进行控制,实现要求的机械动作,并自动完 成加工任务.它是一种典型的技术密集且自动化程度很高的机 电一体化产品. 简称数控机床。
5
数控机床的产生与发展: 数控机床诞生于美国.1952年,美国帕森斯公司与麻省理工
学院共同研制成功了世界上第一台数控机床,用来加工直升 机叶片轮廓检查用样板.半个世纪以来,数控技术得到了迅猛 的发展,其加工精度和加工效率不断提高.数控机床发展至今 已经历了两个阶段共六个时代.
1.硬件数控阶段:(NC)： 早期的计算机运算速度低,不能适应机床实时控 制的要求,人们只好用数字逻辑电路搭成一台机床专用计算机作为数控 系统,这就是硬件连接数控,简称数控(NC).这个阶段一共经历了三代,即 第一代的电子管数控机床,第二代的晶体管数控机床,第三代的小规模集 成电路数控机床. 2.计算机数控阶段:(CNC)： 这个阶段也经历了三代:即第四代的小型计 算机数控机床,第五代的微型计算机数控机床以及第六代基于PC的数控 机床.前三代数控机床采用专用控制计算机的硬件数控装置,早已被淘汰; 后三代的数控机床,则以小型／微型计算机取代硬件控制计算机作为核 心部件，数控机床的许多控制功能由专用软件实现,其数控系统被称为 软件控制系统,又称CNC系统.
2.数控装置 ——对数控机床进行指挥、控制
——数控机床的核心。它由输 入装置（如键盘）、控制运算 器和输出装置（如显示器）等 构成。 接受控制介质上的数字化信息， 经过控制软件或逻辑电路进行 编译、运算和逻辑处理后，输 出各种信号和指令，控制机床 的各个部分，进行规定的、有 序的运动。
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3.伺服机构 ——驱动机床执行机构实施运动
它把机械加工过程中的各种控制信息用代码化的数字表示， 通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种 控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动 地将零件加工出来。数控机床较好地解决了复杂、精密、小批 量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化 机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机 电一体化产品。
伺服电动机 驱动装置 13
4．辅助控制装置
辅助控制装置——介于数控装置 和机床机械、液压部件之间的强电控 制装置。
作用：接受数控装置输出的主运 动变速、刀具选择和交换、辅助动作 等指令信息，经过必要的编译、逻辑 判断、功率放大后，直接驱动相应的 电气、液压和机械部件，以完成各种 规定的动作。
可编程控制器Fra Baidu bibliotekPLC）
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数控机床的特点: 1.具有高柔性. 2.生产效率高,减少辅助时间和机动时间. 3.加工精度高,产品质量稳定. 4自动化程度高,劳动强度低. 5能加工形状复杂的零件.
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二、数控机床的组成
控制介质
数控装置
伺服机构
辅助控制装置
检测装置
机床本体
外 观
图
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数控机床组成示意图
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1. 控制介质
将零件加工信息传送到数控装置去的程序载体， 常用的有磁盘、U盘等
磁盘
移动硬盘
U盘
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加工信息即数控程序，是数控机床自动加工零件的工作 指令。在对加工零件进行工艺分析的基础上，确定零件 坐标系在机床坐标系上的相对位置，即零件在机床上的 安装位置；刀具与零件相对运动的尺寸参数；零件加工 的工艺路线、切削加工的工艺参数以及辅助装置的动作 等。得到零件的所有运动、尺寸、工艺参数等加工信息 后，用由文字、数字和符号组成的标准数控代码，按规 定的方法和格式，编制零件加工的数控程序单。编制程 序的工作可由人工进行；对于形状复杂的零件，则要在 专用的编程机或通用计算机上进行自动编程（APT）， 或CAD/CAM设计。编好的数控程序，存放在便于输入 到数控装置的一种介质上，它可以是磁带和磁盘等，采 用哪一种存储载体，取决于数控装置的设计类型。
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一、数控与数控机床的概念 1.数控的定义
数控： 数控又称为数字控制(Numerical Control) ,是 一种利用数字化信息发出指令并实现自动控制 的技术.
数控技术:（简称数控）——将通过计算机进行自 动控制的技术统称为数控技术。
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2.数控加工的特点 （1）加工过程规范
零件的切削用量的确定及机床的辅助控制都在加工前预 先设计及优化处理，安排在规范的加工程序中并自动控 制完成，不会受到人工干预。
常用检测元件：直线光栅、光电编码器、圆光栅、 绝对编码尺等。
直线光栅
光电编码器
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6.机床本体
数控机床的主体，是用于完成各种切削加工的 机械部分
第一章 数控机床基础知识
§1－1 数控与数控机床 §1－2 数控机床的分类和常见数控机床简介
§1－3 数控机第床的一加章工特数点 控机床基础知识
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1.1数控与数控机床
机床是人类社会生产力发展的重要标志，随着 科学技术的飞跃发展，各机械制造业迅速发展，零 件的形状越来越复杂，精度及批量生产要求越来越 高，数控机床及其应用技术应运而生并在生产实践 中显示了优越和强大的生命力。提供了一种自动化 加工手段。
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可编程控制器(PLC) 具有响应快，性能可靠，易于 使用，编程和修改程序，并可直接驱动机床电气等 特点而成为广泛应用的数控机床辅助控制装置。
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5．检测反馈装置
作用：检测数控机床各个坐标轴的实际位移量，经 反馈系统输入到机床的数控装置中。数控装置将反馈回 来的实际位移量与设定值进行比较，控制伺服机构按指 令设定值运动。
伺服机构——数控机床的执行机构，由驱动和执行两大部 分组成。它接受数控装置的指令信息，并按指令信息的要求 控制执行部件的进给速度、方向和位移。 脉冲当量——每一脉冲使机床移动部件产生的位移量。常 用的脉冲当量为0.001mm～0.01mm。
常用的位移执行机构有功率 步进电动机、直流伺服电动 机、交流伺服电动机。
（2）工艺制定严密
加工工艺是否先进、合理关系到加工质量的忧虑，在编 制加工程序时必须认真分析加工过程的每一个细节，以免 出现事故。
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3.数控机床定义
数字控制机床：(Numerical Control Machine Tools)数控机床是 采用了数字控制技术的加工设备,它通过数字化信息对机床的 运动方向及加工过程进行控制,实现要求的机械动作,并自动完 成加工任务.它是一种典型的技术密集且自动化程度很高的机 电一体化产品. 简称数控机床。
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数控机床的产生与发展: 数控机床诞生于美国.1952年,美国帕森斯公司与麻省理工
学院共同研制成功了世界上第一台数控机床,用来加工直升 机叶片轮廓检查用样板.半个世纪以来,数控技术得到了迅猛 的发展,其加工精度和加工效率不断提高.数控机床发展至今 已经历了两个阶段共六个时代.
1.硬件数控阶段:(NC)： 早期的计算机运算速度低,不能适应机床实时控 制的要求,人们只好用数字逻辑电路搭成一台机床专用计算机作为数控 系统,这就是硬件连接数控,简称数控(NC).这个阶段一共经历了三代,即 第一代的电子管数控机床,第二代的晶体管数控机床,第三代的小规模集 成电路数控机床. 2.计算机数控阶段:(CNC)： 这个阶段也经历了三代:即第四代的小型计 算机数控机床,第五代的微型计算机数控机床以及第六代基于PC的数控 机床.前三代数控机床采用专用控制计算机的硬件数控装置,早已被淘汰; 后三代的数控机床,则以小型／微型计算机取代硬件控制计算机作为核 心部件，数控机床的许多控制功能由专用软件实现,其数控系统被称为 软件控制系统,又称CNC系统.