简述数控机床的基本概念
数控机床基础知识
数控机床基础知识数控机床基础知识数控机床基本概念1.1.1 数控技术与数控数控技术，简称数控(Numerical Control—NC)，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。
由于现代数控都采用了计算机进行控制，因此，也可以称为计算机数控(Computerized Numerical Control—CNC)。
为了对机械运动及加工过程进行数字化信息控制，必须具备相应的硬件和软件。
用来实现数字化信息控制的硬件和软件的整体成为数控系统(Numerical Control System)，数控系统的核心是数控装置(Numerical Controller)。
采用数控技术进行控制的机床，称为数控机床(NC机床)。
它是一种综合应用了计算机技术、自动控制技术、精密测量技术和机床设计等先进技术的典型机电一体化产品，是现代制造技术的基础。
控制机床也是数控技术应用最早、最广泛的领域，因此，数控机床的水平代表了当前数控技术的性能、水平和发展方向。
数控机床种类繁多，有钻铣镗床类、车削类、磨削类、电加工类、锻压类、激光加工类和其他特殊用途的专用数控机床等等，凡是采用了数控技术进行控制的机床统称为NC机床。
带有自动换刀装置ATC(Automatic Tool Changer—ATC)的数控机床(带有回转刀架的数控车床除外)称为加工中心(Machine Center—MC)。
它通过刀具的自动交换，工件可以一次装、夹完成多工序的加工，实现了工序集中和工艺的复合，从而缩短了辅助加工时间，提高了机床的效率;减少了工件安装、定位次数，提高了加工精度。
加工中心是目前数控机床中产量最大、应用最广的数控机床。
在加工中心的基础上，通过增加多工作台(托盘)自动交换装置(Auto Pallet Changer—APC)以及其他相关装置，组成的加工单元称为柔性加工单元(Fle某ible Manufacturing Cell—FMC)。
数控设备 概念
数控设备概念数控设备（Numerical Control，简称NC）是一种通过预先输入的数值信息来控制机械设备的自动化系统。
这种系统广泛应用于制造业，特别是在机床、切削机械、激光切割机、3D打印机等领域。
数控设备通过计算机技术和数学控制来实现高度精确的操作，提高了生产效率和制造精度。
以下是数控设备的一些基本概念：1. 数控系统（NC System）：-数控系统是整个数控设备的核心，它包括计算机、控制器、输入设备和输出设备等组成部分。
-计算机用于处理数学模型和运算，控制器将计算机输出的指令转化为实际的动作。
2. 数学模型：-数控设备工作的基础是数学模型。
这通常是一个描述物体几何形状和运动路径的数学方程或参数。
3. 数控程序（NC程序）：-数控程序是由一系列指令组成的代码，描述了机床或其他数控设备的运动轨迹、速度、加速度等。
-典型的数控程序使用G代码（控制代码）和M代码（杂项功能代码）来描述操作。
4. G代码和M代码：- G代码（Geometric Code）用于描述几何运动，例如直线插补、圆弧插补等。
- M代码（Miscellaneous Code）用于描述一些杂项功能，如启动/停止机床、刀具更换等。
5. 轴和坐标系统：-数控设备通常有多个轴，每个轴控制机械设备在一个方向上的运动。
-坐标系统用于描述机床上工件和刀具的相对位置。
6. 控制器（Controller）：-控制器是数控系统的硬件组件，负责接收数学模型和数控程序的输入，并将其转换为实际的机械运动。
-控制器也监测和控制机床的状态，确保操作的准确性。
7. 输入设备和输出设备：-输入设备用于将数学模型和数控程序输入到数控系统中，可以是键盘、存储设备等。
-输出设备用于显示和记录数控系统的运行状态和结果，例如显示屏、打印机等。
数控设备的使用极大地提高了生产效率和制造精度，因为它可以自动执行复杂的加工任务，而无需人工干预。
这在制造领域中得到了广泛的应用。
数控技术主要概念
数控技术主要概念一、数控技术概述数控技术（Numerical Control, NC）是把数字控制系统应用于机床、仪器仪表等设备上的一种现代制造技术。
它是以数字信号形式控制机床等设备运动的一种自动化系统，利用计算机数控程序进行控制，实现自动化计算、运算和控制过程。
数控技术可以提高加工精度、降低零件自重和耗时、增强设备的灵活性和可靠性，从而提高生产效率和降低成本。
二、数控技术的基本要素1.数控机床数控机床是数控技术的核心。
它是将数控系统应用于机床制造中的一种特殊机床。
数控机床首先需具备常规机床的功能，如切削、钻孔、铣削、车削等，而且能够接受由计算机输出的数字控制指令，实现运动轨迹的精确控制。
数控机床的主要优点在于控制精度高、加工速度快、可编程性强、重复性好、操作简便等，广泛应用于各个生产领域。
2.数控系统数控系统是一套完整的自动化控制系统，由数控设备、计算机、输入设备、输出设备和控制器等组成。
数控系统可以通过计算机编程来实现机床的自动化控制，确保其运行精度和稳定性。
数控系统的常见类型有独立式数控系统、组合式数控系统、网络式数控系统等。
3.数控程序数控程序是指用程序语言对机床的加工流程、加工轨迹等进行编程的过程。
其目的是将产品的图形设计从计算机转化为数学模型，计算出机床的加工轨迹，使机床按照程序指令进行加工。
数控程序具有高度的可编程性，改变程序代码可以随时改变机床加工的形态。
4.数学模型数学模型是数控程序的基础，是将产品数字化后所得到的图形G代码进行转换所形成的三维模型。
数学模型中包含了产品的各种参数、材质和形态，是数控机床进行加工时所需的基础数据。
数学模型的建立可以通过CAD软件进行，也可以使用扫描仪将实物扫描为数字信号后进行建模。
三、数控技术的优点1.提高生产效率数控技术实现了机床的自动化、智能化，可以通过计算机编程精确控制工件的加工流程，提高加工效率和质量。
2.提高加工精度采用数控技术可以实现对机床各轴运动的精确控制，从而保证了加工精度、稳定性和一致性。
数控机床编程与操作教科书电子版
数控机床编程与操作教科书电子版第一章：数控机床入门数控机床是一种高精度、自动化程度高的机床，它通过预先编写好的程序来控制机床的运动。
本章将介绍数控机床的基本概念和发展历史，并对数控机床的分类和特点进行详细介绍。
1.1 数控机床的概念数控机床是指通过计算机控制系统来实现机床加工自动化的机床。
数控机床不仅提高了生产效率，还提高了加工精度和稳定性。
它是现代制造业中不可或缺的设备之一。
1.2 数控机床的发展历史数控机床的发展可以追溯到20世纪50年代，随着计算机技术的发展，数控技术得到了快速发展。
目前，数控机床已经成为现代制造业中的重要设备。
1.3 数控机床的分类根据加工方式和控制系统的不同，数控机床可以分为数控铣床、数控车床、数控磨床等多种类型。
每种类型的数控机床都有着独特的特点和应用范围。
1.4 数控机床的特点数控机床具有高精度、高效率、灵活性强等特点，能够满足复杂零部件加工的需求。
在现代制造业中，数控机床已经成为主流设备。
第二章：数控机床编程基础数控机床的编程是控制机床加工的关键，只有掌握了编程方法，才能正确地实现加工目标。
本章将介绍数控机床编程的基础知识，包括编程语言、坐标系、插补原理等内容。
2.1 数控机床的编程语言数控机床有多种编程语言，如G代码、M代码等。
每种编程语言都有着特定的功能和应用场景，程序员需要根据实际需求选择合适的编程语言。
2.2 数控机床的坐标系数控机床的坐标系是确定机床加工位置的基础，包括绝对坐标系和相对坐标系。
掌握坐标系的概念对于正确编写程序至关重要。
2.3 数控机床的插补原理插补是数控机床实现复杂轨迹运动的基本方法。
通过插补原理，程序员可以准确控制机床的运动轨迹，实现高精度的加工目标。
第三章：数控机床操作技术数控机床的操作技术是保证机床正常运行和实现加工质量的关键。
本章将介绍数控机床的操作技术，包括机床开机操作、程序加载、零点设置等内容。
3.1 数控机床的开机操作数控机床的开机操作是使用前的必要步骤，包括电源启动、系统检查等。
数控机床操作员的基础知识要求
数控机床操作员的基础知识要求数控机床操作员是制造业中重要的一员，他们的工作是操作数控机床，进行机械加工生产。
作为一个合格的数控机床操作员，需要具备一定的基础知识。
下面是数控机床操作员应具备的一些基础知识要求。
一、数控机床的基本概念数控机床是通过计算机控制的自动机床，它具有高精度、高效率的特点，在现代制造业中得到广泛应用。
数控机床由机床本体、数控装置和刀具等组成，通过计算机编程，实现对工件进行加工。
二、数控编程基础知识数控编程是数控机床操作员必备的技能之一。
数控编程是将工件的加工要求转化为机床能够理解和执行的指令，通常采用G代码和M代码进行编程。
数控编程需要掌握坐标系、进给速度、刀具半径补偿等基本要素，熟悉各种加工指令的使用方法。
三、数控机床的操作技能数控机床操作技能是数控机床操作员的核心竞争力之一。
数控机床操作技能包括机床的开机与关机操作、手动操作、自动操作等，熟练掌握各种操作技巧，能够熟练调整数控机床的各项参数，确保机床能够正常运行和加工。
四、数控机床的维护保养数控机床的维护保养对于机床的正常运行至关重要。
数控机床操作员需要掌握机床的日常维护保养技巧，包括对机床进行清洁、润滑、紧固等操作，及时排除机床故障，确保机床的稳定性和使用寿命。
五、数控机床的安全知识在操作数控机床的过程中，安全是首要考虑的因素之一。
数控机床操作员需要具备一定的安全知识，熟悉机床的安全操作规程，正确使用防护设备，遵守操作规范，切勿违反安全操作规定，确保人身安全和机床的正常运行。
六、相关专业知识数控机床操作员还需要具备一定的相关专业知识，例如材料学、机械学、工艺学等方面的知识。
熟悉不同材料的特性和加工工艺，能够根据加工要求选择合适的工艺和刀具，并进行合理的加工方案设计。
总结：以上是数控机床操作员应具备的基础知识要求，通过学习和实践，不断提高自己的技能水平，才能成为一个优秀的数控机床操作员。
在实际工作中，可以结合实际需求，不断学习和掌握更多的知识和技能，提高自身的竞争力，在制造业中获得更多的机会和发展。
任务认识数控机床教案
任务认识数控机床教案
一、数控机床简介
数控机床是指通过数据输入控制机床进行加工的一种机床。
它是一种具有高效率、节省材料、提高产品质量的机床，已经成为现代机械加工的主导。
数控机床包括数控机床主机以及其附件，主机由主轴、工作桌、基座三部分组成，附有配件有夹头、直流电机、传动装置、油缸及液压站等，控制单元主要有电脑控制系统、伺服控制系统、PLC控制系统等，使数控机床可以根据控制系统的程序自动完成加工。
二、数控机床加工原理
数控机床是将车加工程序、运动控制程序以及加工参数等计算机控制程序进行控制的机床，数控机床的加工过程可以分为四个步骤：
1、机床加工程序编写。
首先分析加工零件、确定工件坐标系、指定刀具等，然后编写加工程序，根据加工要求编写CRT程序或G码程序。
2、数据输入。
加工程序编写完毕后，将程序以及相关数据输入至控制系统，如：刀具尺寸、加工深度、切削参数等。
3、系统控制。
控制系统根据输入程序或数据，控制机床主轴的驱动电机，实现机床自动运动，完成加工要求。
4、质量管理和安全保护。
数控机床教学大纲
《数控机床》教学大纲一、说明1．课程性质和内容本课程是一门传授数控数控机械系统相关理论和技能知识的专业课。
主要内容包括：零件与部件、机构与夹具、液压、气压传动控制、数控机床机械结构相关知识，数控机床主传动及进给传动系统、数控机床自动换刀装置及其他装置的结构介绍以及数控机床的安装调试及验收等方面的知识。
2．课程任务和要求本课程的任务是对学生进行数控机床机械结构及其维护与维修知识的介绍，使学生掌握数控机床机械部件结构，了解相关部件工作原理，熟练掌握各机械部件的知识点。
通过本课程的学习达到以一下几个方面要求：(1)掌握各零件与部件的种类、布局、机械结构特点与组成，了解机构与夹具。
(2)掌握数控机床主传动与进给传动的结构、特点与组成。
(3)掌握数控机床自动换刀装置的种类与结构、特点与组成。
(4)熟练掌握数控机床的安装，调试及验收。
3．教学中应注意的问题(1)在教学中注意理论联系实际，采用启发式教学，加强基础知识的教学和基本技能的训练。
注重培养学生分析问题、解决问题的能力，全面提高学生的素质。
(2)本课程是一门理论和实践结合紧密的专业课，因而适宜采用一体化教学模式。
在教学中要充分采用实物示教、演示实验等直观的教学方法，重视现场教学，以提高教学效果。
(3)合理调节教和学中的比例，做到精讲多练，重在应用。
教学中，注意将“讲练结合原则”贯穿于课堂教学的始终，结合学生实际情况，用好思考练习题。
引导学生灵活运用所学知识，认真、独立地完成一定数量的练习题，有助于学生掌握基础知识，提高分析问题、解决问题的能力。
(4)教学中应针对行业动态，时刻注意数控机床及其系统的变化与发展，生产实际现状，使教学不落后于数控技术的发展。
着重培养学生独立分析问题的能力。
二、学时分配表学时分配表(五年制)三、教学要求、内容及建议第一章零件与部件教学要求1.了解轴的种类，应用特点、结构材料；熟悉轴上零件的固定方法；掌握轴径的确定。
2．熟悉带传动的工作原理、传动类型、特点和应用场合。
数控技术的基本概念
（四）计算机数控系统
计算机数控系统（Computerized
Numerical Control System）由装有数
控系统程序的专用计算机、输入输出
设备、可编程序控制器（PLC）、存储
器、主轴驱动及进给驱动装置等部分
组成，习惯上称为CNC系统。
（五）数控程序
输入数控系统中的、使数控机床
执行一个确定的加工任务的、具有特
作业： 术语说明： NC CNC 数控程序 数控编程 数控加工
小型计算机、微处理器和基于工控PC机的通用
CNC系统。
第一台数控机床：1952年 美国麻省理工学院
数控铣床
参考资料：
美国是1952年生产出世界上第一台数控机床， 日本、德国和前苏联是1956年生产出第一台数 控机床，我国在1958年由清华大学研制出了第 一代电子管式数控铣床，1964年北京第一机床 厂生产了以晶体管型的数控系统用于数控机床， 1975年前后我国也研制了数控加工中心。
• （二）、数控机床
•
数控机床（NC Machine）就是采
用了数控技术的机床，或者说是装备
了数控系统的机床。
（三）、数控系统
第一阶段为NC阶段，即逻辑数字控制阶段，
又称硬件数控。其发展经历了三个时代，即电子管
时代、晶体管时代和小规模又称计算机软件数控。其发展经历了三个时代，即
定代码和其它符号编码的一系列指令，
称为数控程序（NC Program）或零件
程序（Part Program）。
（六）数控编程
生成用数控机床进行零件加工的
数控程序的过程，称为数控编程。
（NC Program）
（七）、数控加工
根据零件图样及工艺要求等原始条 件编制零件数控加工程序，输入数控 系统，控制数控机床中刀具与工件的 相对运动，从而完成零件的加工。
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。
数控知识点总结大全集
数控知识点总结大全集1. 基本概念数控（Numerical Control，简称NC）是一种自动控制技术，该技术以数字化控制系统为核心，通过运算机数值指令控制机床及其他生产设备，实现加工产品的自动化生产。
2. 数控编程数控编程是将零件的几何形状、尺寸、加工工艺参数等信息，按照数控机床的工作原理和要求，编写成数控程序的过程。
数控编程可以分为手动编程和自动编程两种方式。
3. G代码和M代码G代码是数控机床程序的主程序，它包含了加工轨迹、切削速度、进给速度等加工参数的信息；M代码是数控机床的辅助功能指令，用于控制机床的启停、换刀、冷却等功能。
4. 坐标系和坐标轴数控编程中常用的坐标系有绝对坐标系和增量坐标系，用于定义数控机床上的工件坐标位置；坐标轴包括X轴、Y轴、Z轴，分别对应机床上的水平、纵向和上下方向。
5. 自动工具补偿自动工具补偿是数控编程中重要的功能之一，用于校正刀具的实际位置和加工尺寸的误差，提高加工精度和质量。
6. 进给速度和切削速度进给速度是工件相对于刀具的运动速度，切削速度是刀具切削工件时的线速度，它们是数控加工中重要的加工参数。
7. 加工轨迹和插补加工轨迹是工件在数控机床上的运动轨迹，插补是指通过对加工轨迹的数学运算，控制数控机床沿着复杂曲线或曲面进行加工。
8. 数控系统数控系统是数控设备的核心部件，包括控制器、运动部件和输入输出设备，它们协同工作，实现对数控机床的精确控制和监控。
9. 数控加工工艺数控加工工艺包括铣削、车削、钻削、切割、磨削等加工方法，每种加工方法都有其特定的数控编程和机床操作要求。
10. 数控机床类型数控机床主要包括数控车床、数控铣床、数控磨床、数控切割机、数控车削加工中心等类型，它们适用于不同的加工工件和工艺要求。
11. 数控机床适用范围数控机床广泛应用于模具制造、航空航天、汽车制造、船舶建造、电子设备制造等行业，为工业生产和制造业提供高效、精密的加工解决方案。
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。
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第一章 数控机床概述
第一节 数控技术与数控机床
第1章 数控机床概论
第1章数控机床概述学习目标：数控机床是典型的机电一体化产品，是现代制造业的关键设备。
本章主要讲述数控机床的基本概念、数控机床的分类以及数控机床的技术与发展水平等。
本章要求理解并掌握数控机床的基本概念和分类，了解数控技术的发展趋势以及以数控机床为基础的自动化生产系统的发展。
1.1 数控机床的基本概念1.1.1 数控机床及其特点数控（Numerical Control，NC）——数字控制，用数字和符号构成的数字化信息自动控制机床运转的技术。
数控机床（Numerically Controlled Machine Tool ）——采用了数控技术的机床。
数控机床是一种高效、新型的自动化机床，具有广泛的应用前景。
它与普通机床相比具有以下特点：（1）适应性、灵活性好（2）精度高、质量稳定（3）生产效率高（4）劳动强度低、劳动条件好（5）有利于现代化生产和管理（6）使用、维护技术要求高1.1.2 数控机床的组成数控机床的种类很多，但任何一种数控机床主要由控制介质、数控系统、伺服系统和机床主体四部分组成，如图1-1所示。
此外数控机床还有许多辅助装置，如自动换刀装置，自动工作台交换装置自动对刀仪，自动排屑装置及电、液、气、冷却、润滑、防护等装置。
图1-1 数控机床的组成（1）控制介质是指将零件加工信息传送到控制装置中去的程序载体。
（2）数控系统是数控机床的核心。
（3）伺服系统是数控系统的执行机构之一，执行由CNC装置输出的运动指令。
（4）机床主体也称主机，它包括机床的主运动部件、进给运动部件、执行部件和基础部件。
（5）辅助装置是数控机床在实现整机的自动化控制中，为了提高生产效率、加工精度、还需要配备许多辅助装置，如液压和气动装置、自动换刀装置、自动工作台交换装置、自动对刀装置、自动排屑装置等。
1.1.3 数控机床的工作过程如图1-2所示，数控机床的加工，首先要将被加工零件图样上的几何信息和工艺信息用规定的代码和格式编写成加工程序，然后将加工程序输入到数控系统，在数控系统控制软件的支持下，经过处理与计算后，发出相应的控制命令，再通过伺服系统使机床按预定的轨迹运动，从而完成零件的加工。
模块一 数控机床概论
模块一数控机床概论§1-1 数控机床简介数控技术是综合了计算机、自动控制、电机、电气传动、测量、监控、机械制造等学科领域最新成果而形成的一门边缘科学技术。
在现代机械制造领域中，数控技术较早地应用于机床装备中，本课程中的数控技术具体指机床数控技术。
一、基本概念1.数字控制：用数字化信号进行控制的一种现代控制方法，简称数控。
2.计算机数字控制（CNC）：由工业计算机控制程序来实现部分或全部基本控制。
3.数控机床就是采用了数字控制技术的机床。
国际信息处理联盟第五技术委员会对数控机床作了如下定义：“数控机床是一个装有程序控制系统的机床，该系统能够逻辑地处理具有使用代码，或其它符号编码指令规定的程序。
”换言之，数控机床是一种采用计算机，利用数字信息进行控制的高效、能自动化加工的机床，它能够按照机床规定的数字化代码，把各种机械位移量、工艺参数、辅助功能(如刀具交换、冷却液开与关等)表示出来，经过数控系统的逻辑处理与运算，发出各种控制指令，实现要求的机械动作，自动完成零件加工任务。
在被加工零件或加工工序变换时，它只需改变控制的指令程序就可以实现新的加工。
所以，数控机床是一种灵活性很强、技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备。
二、数控机床的组成数控机床是由程序载体、数控装置、伺服系统和机床本体组成，如图1-1所示。
图1-1 数控机床的组成1.程序载体：是人与机床之间联系的中间媒介物质，反映了数控加工中的全部信息。
2.人机交换装置：通过人机交换装置对数控机床进行操作和控制。
3.数控系统：由I/O接口线路，PLC、主控系统等组成。
4.伺服系统：是数控系统和机床本体之间的纽带。
5.机床本体：数控机床的机械结构实体。
6.辅助装置：自动换刀装置、自动交换工作台、润滑排屑装置。
§1-2 数控机床的分类数控机床的品种规格繁多，分类方法不一。
根据数控机床的功能、结构、组成不同，可从控制方式、伺服系统类型、功能水平、工艺方法几个方面进行分类，如表1-1所示。
数控机床维修及维护
4） 机床本体 机床本体就是数控机床的机械结构件，包 括床身、箱体、立柱、导轨、工作台、主轴、 进给机构、刀具交换机构等。 此外，为保证数控机床功能的充分发挥， 还有一些辅助系统，如冷却、润滑、液压（或 气动）、排屑、防护系统等
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1.1.3 数控机床的工作过程
数控系统的主要任务是进行刀具和工件之 间相对运动的控制，图1-2初步描绘了数控系统 的主要工作过程。
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1.2 数控机床维修的基本要求
1.2.1 对维修人员的素质要求
数控设备是技术密集型和知识密集型机电一 体化产品，其技术先进、结构复杂、价格昂贵, 在生产上往往起着关键作用，因此对维修人员有 较高的要求。
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(1) 专业知识面广
a. 掌握或了解计算机原理、电子技术、电工原 理、自动控制与电机拖动、检测技术、机械传 动及机加工工艺方面的基础知识。 b. 既要懂电、又要懂机。电包括强电和弱电； 机包括机、液、气。维修人员还必须经过数控 技术方面的专门学习和培训，掌握数字控制、 伺服驱动及PLC的工作原理，懂得NC和PLC编程。
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(1) 数控装置部分
a.数控装置安装、使用（包括编程）、操作和 维修方面的技术说明书， b.系统参数的意义及其设定方法， c.装置的自诊断功能和报警清单， d.装置接口的分配及其含义等等。
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(2) PLC装置部分
a. PLC装置及其编程器的连接、编程、操作方面 的技术说明书. b. PLC用户程序清单或梯形图. c. I/O地址及意义清单. d. 报警文本以及PLC的外部连接图。
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数控机床种类繁多，有钻、铣、镗床类、 车削类、磨削类、电加工类、锻压类、激光加 工类和其他特殊用途的专用机床等等，对于采 用数控技术进行控制的机床，我们称之为数控 机床（NC机床）。它是一种综合应用了计算机 技术、自动控制技术、精密测量技术和机床设 计等先进技术的典型机电一体化产品，是现代 制造技术的基础。数控机床的水平代表了当前 数控技术的性能、水平和发展方向。
《数控机床》教案—数控机床概述
一、教学目标：1. 让学生了解数控机床的定义、发展历程和分类。
2. 使学生掌握数控机床的基本工作原理和主要组成部分。
3. 培养学生对数控机床的安全操作意识和维修保养能力。
二、教学内容：1. 数控机床的定义和发展历程2. 数控机床的分类及特点3. 数控机床的基本工作原理4. 数控机床的主要组成部分5. 数控机床的安全操作和维修保养三、教学重点与难点：1. 教学重点：数控机床的定义、发展历程、分类、基本工作原理及主要组成部分。
2. 教学难点：数控机床的基本工作原理和主要组成部分。
四、教学方法：1. 采用讲授法，讲解数控机床的基本概念、原理和组成部分。
2. 采用案例分析法，分析数控机床在实际应用中的案例，提高学生的实践能力。
3. 采用讨论法，引导学生探讨数控机床的发展趋势和应用前景。
五、教学准备：1. 准备数控机床的相关图片、视频和案例资料。
2. 准备多媒体教学设备，如投影仪、电脑等。
3. 准备教学课件和教案。
教案示例：【课堂导入】（1）教师展示数控机床的图片，引导学生思考：什么是数控机床？它与普通机床有什么区别？（2）学生回答问题，教师总结并板书：数控机床的定义。
【教学内容】（1）数控机床的定义和发展历程教师讲解数控机床的定义，引导学生了解数控机床的基本特点。
通过时间轴展示数控机床的发展历程，使学生了解数控机床的演变过程。
（2）数控机床的分类及特点教师讲解数控机床的分类，如数控车床、数控铣床、数控磨床等，并分析各类数控机床的特点。
（3）数控机床的基本工作原理教师讲解数控机床的基本工作原理，如数控系统的工作原理、伺服系统的原理等。
（4）数控机床的主要组成部分教师讲解数控机床的主要组成部分，如数控装置、伺服系统、机床本体等。
（5）数控机床的安全操作和维修保养教师讲解数控机床的安全操作注意事项，如操作规范、紧急停机方法等。
介绍数控机床的维修保养方法，提高学生的维护能力。
【课堂互动】（1）提问：数控机床的主要组成部分有哪些？（2）学生回答问题，教师点评并总结。
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3. 按伺服系统控制方式分类
开环系统 ：无反馈,精度低,中小型设备,成本低 闭环系统：有反馈 ,精度高,精密、大型设备,成本高 半闭环系统：有部分反馈,精度较高,中小型设备,成本适中
4. 按同时控制的坐标轴分类 １）两坐标 NC 机床：
类型：线切割、二坐标铣（二轴半） 用途：可加工二维轮廓零件。 2) 三轴联动的 NC 机床: 可实现 X 、Y 、Z 三个坐标联动 用途：可用于加工曲面类零件 3) 四坐标联动: 除Ｘ、Ｙ、Ｚ外还可和另一旋转轴实现联动 按旋转轴划分：ＸＹＺＡ、ＸＹＺＢ、ＸＹＺＣ 用途：可加工各种曲面、四轴直纹面叶轮、螺旋类零
件和平面内斜孔的壳体类零件。 与三坐标机床相比它的加工范围、精度都得到了提高。
4) 五坐标联动： 除Ｘ、Ｙ、Ｚ外还可和两个旋转轴实现联动
（ＸＹＺＡＢ、ＸＹＺＡＣ、ＸＹＺＢＣ） 结构：两个旋转坐标都在主轴上；
两个旋转坐标都在工作台上； 一个旋转坐标在主轴上，另一个在工作台上 用途：理论上可实现空间在不干涉情况下任何复杂结构零 件的加工，如加工曲面变斜角、各种叶轮、闭式叶 盘、带有空间斜孔的复杂壳体类零件
数控机床基本概念
（2018-11-23）
一、数控机床的定义
1、定义：数控机床（Numerical Control Machine Tools） 是采用数字技术形式控 制的机床。即凡是用数字化的代码将加工过 程中所需的各种操作和步骤以及刀具与工件之间的相对位移等信息 用数字化的指令(记录在程序介质上)表示出来， 并送入计算机或数 控系统经过译码、运算及处理，控制机床的刀具与工件的相对运动， 加工出所需工件的一类机床即为数控(NC)机床。
5) 检测装置
在机床的坐标轴中安装有光栅尺 等来实时监测运动部分的位 移量,并与理论值比较,以确定需补充的运动脉冲量。
三、数控机床的分类
1、按工艺用途分类 ⑴一般数控机床
数控铣床 类别: 立铣、卧铣、龙门铣等 用途 : 二维轮廓、复杂结构、复杂型面等 ，可用于孔加工 工作特点：切削时刀具运动方向不受方向限制 数控车床 用途：用于加工回转类零件 工作特点：刀具不旋转，零件旋转，刀具只做轴向与径向运动。 数控镗床 用途：用于精度较高的孔加工 工作特点：工作时镗刀只能沿机床主轴方向运动 精度等级：0.01mm 以内 数控钻床 用途：传统机械孔及电子线路版孔加工 工作特点：刀具旋转,钻孔时钻头只做轴向进给 效率极高，300-400 孔／分，孔径：可达 0.1mm/min 数控冲床 用途：用于钣金件的孔与形状加工
2、数控机床产生的历史背景 1) 40 年代后期，美 John T. Parsons 提出了数控机床构
想设想通过控制机床的微小增量运动来加工机翼曲面 即用记录有坐 标位置的数据的穿孔卡来控制机床的动作，以实现曲线、曲面的加 工。随后美国空军投入大量军费给 MIT 伺服机构实验室。
2) 1952 年 MIT 第一台数控机床样机研制成功 1953 年 开始应用初步应用 MIT 开发了 APT 编程系统
靠硬件完成运算;功能简单;存储量小 计算机控制(CNC): 以计算机作为控制器
靠软件完成运算;功能强;存储量大 3) 数控系统对机床控制的类别: 顺序控制: 换刀、主轴调速、冷却液关启、工作台限位等 数字控制: 进给传动控制，即对刀具、工作台的运行的
顺序、位移量度以至速度实现控制。 4、数控机床的优点 传统机械式自动机床、仿形机床的缺点： 1）需要辅助工装 自动机床—需要制作凸轮、挡块等辅助装置 仿形机床—需要制作标准零件 2）加工过程是模拟量传递 3）加工精度低 4）加工零件变更需重新准备辅助装置 数控机床优点： 1)提高加工精度，保证同批零件的一致性 2)提高生产效率，一般可提高加工效率 3~5 倍 3)适合于复杂形状零件加工（只提高了编程难度，而无须各种工装） 4)有利于实现管理和机械加工的自动化 5. 数控机床的缺点 1)设备造价昂贵，机时费用高 2)工作环境要求苛刻（温度、湿度、灰尘等） 3）操作、编程、维修保养人员素质要求高
2. 数控机床的发展趋势
1）更高的速度和精度；2）更高的可靠性；3）更完善的功能
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四、数控加工中的几个基本概念
1. 机床的切削运动
概念：刀具相对工件运动，并进行切削的过程。 切削运动是相对运动，一般视工件为静止，而刀具运动 切削运动的构成： 刀具的整体移动：平移 ＋ 摆动 刀具自身的旋转运动
2.数控编程方法
数控编程可以分为手工编程和自动编程两种
手工编程：是指编制零件数控加工程序的各个步骤，即从零件图纸 分析、工艺处理、确定加工路线和工艺参数、 计算数控机床所需输 入的数据、编写零件的数控加工程序单直至程序的检验，均由人工 来完成。
自动编程 ：即用计算机来实现零件的数控编程工作，即把零件的几 何尺寸和数据输入计算机，根据计算机建立的零件数学模型来计算 刀具加工轨迹，生成数控加工程序的过程， 主要有 APT 语言编程和 图像编程 。
五、数控机床的特点与发展趋势
1. 现代数控机床的特点
1) 具有较大柔性 2) 能获得较高的加工精度 3) 便于加工复杂形状的零件 4) 机床的使用、维护技术要求高
伺服系统是数控装置与机床本体间的传动联系环节，可以将来 自数控装置的脉冲信号转换为机床移动部件的运动，使工作台精确 定位或按规定的轨迹做严格的相对运动，最后加工出符合图纸的零 件。
4) 机床本体 机床本体指的是数控机床的机械构造实体。它与普通机床的差
别，主要是机械传动的结构和功能部件要求更高。机床本体主要由 床身、导轨、各运动部件、工作台、 刀库、排屑器等组成。
2. 按运动轨迹分类 1) 点位控制（Positioning Control）数控机床
特点：只控制起点和终点的精确位置，与中间过程无关 共性：中间过程属“非切削段” 包括： 数控钻、数控镗、数控冲床和数控测量机 2) 点位直线控制数控机床
这类机床不仅能保证刀具在相关点的定位，还要控制刀具沿某一 个坐标轴方向作直线运动的速度和路线。它是点位控制和单坐标控 制的结合，可有多个坐标但不能联动，起终点之间属“切削段”。 该类设备有：简易数控车床、数控铣床等 加工零件类型：带台阶的圆柱零件、方形零件 3) 轮廓控制数控机床 实现两个或两个以上坐标做关联运动，即联动 控制内容：程序规定的轨迹、速度 该类设备有：数控车床、数控铣床、数控磨床和电加工机床等。 加工零件类型：可加工曲线、曲面类成部分 1) NC 程序(控制介质）：包含加工过程中的所有信息 ① 几何信息：确定加工零件的几何形状， 如位移、圆心、曲面法 矢量等 . ② 辅助功能信息：说明加工条件，如刀具几何参数、进给速度和主 轴转速、开关冷却液、 程序结束等. ③ 准备功能信息：说明插补类型、加工坐 标平面、实现刀具半径 补偿等. NC 程序传入 NC 机床的途径 键盘手工敲入 、穿孔纸带 、拷贝、I/O 通讯接口 2) 数控装置：由输入装置、控制器、运算器和输出装置组成。 ①输入装置：接收外部的输入程序并存储 ②控制器：控制和协调数控装置各部分协调工作 ③运算器：接收控制信息，对集合信息进行插补运算并向输出装置 发出进给脉冲 ④输出装置：将脉冲输出给伺服系统 3) 伺服系统 (数控机床运动的动力装置)
工作特点：工作时，冲头不旋转，只做轴向进给 效率高，300-500 孔／分 数控磨床 用途：用于配合面的加工，表面质量精度高 工作特点：磨头高速旋转,可做三个方向的运动 精度等级：0.005-0.001mm 以内 ⑵数控加工中心 带有刀库及自动换刀装置的数控机床，习惯上称为加工中心— —Machining Center,可使多道工序在一次装夹中完成，使加工精度 和效率大大提高。
3) 飞机制造企业对数控机床需求的发展起了推动作用。 飞机结构复杂 、精度要求高、大量复杂曲面形状零件、 产量小、转型快，其生产特点决定了其急需 NC 设备， 从而为数控机床的发展应用提供了机遇。
3、数控技术(NUMERICAL CONTROL） 1) 概念:以数字化信息实现控制的应用技术 2) 分类: 硬件数控技术：以硬件作为控制器