第一章数控机床概述PPT课件
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数控机床课件
第一节 金属切削机床
第二节 数控机床概论
复习思考题
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第一节 金属切削机床
一、金属切削机床
金属切削机床通常是指用切削的方法将金属毛坯加工成 机器零件的一种机器。
二、金属切削机床的分类与编号
1.机床的分类 按照万能程度，机床又分为： （1）通用机床 （2）专门化机床 （3）专用机床 2.机床型号的编制方法 （1）型号表示方法。型号的构成如下：
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第二节 立式加工中心
一、立式加工中心基本布局结构形式
中型加工中心应用最普遍的形式是单柱水平刀库布局(图3 -2),它是立式加工中心的基本布局方式。
图3-2 单柱水平刀库布局 1-切屑箱 2-X轴伺服电机 3-Z轴伺服电机 4-主轴电动机 5-主轴箱 6-刀库 7-数据柜 8-操纵面板 9-驱动电柜 10-工作台 11-滑座
二、加工中心的分类
l.按加工范围分类 2.按机床结构分类 3.按数控系统分类 4.按精度分类
第一节 加工中心概述
三、加工中心的发展
1.高速化 (1)主轴转速的高速化 1)选用陶瓷轴承 2)主轴轴承采用预紧量可调装置 3)改进主轴轴承润滑、冷却方式 ①油气润滑方式 ②喷注润滑。这是近年开始采用的新型润滑方式，其原理 如图3-1所示。 (2)进给速度的高速化 (3)自动换刀的高速化 (4)自动托盘交换装置的高速化
2.1 数控车床的机械部分由哪几个主要部件组成？ 他们的各自作用是什么？
2.2 数控车床上有哪些运动传动是属于外传动链？ 哪些运动传动属于内传动链？
2.3 机床传动系统图有哪些作用? 2.4 在TND360机床上，当主轴转速为500r/min时， 主轴电动机的实际转速为多少？ 2.5 在TND360机床上，为什么安全联轴器能保护 进给系统的安全？
第二节 数控机床概论
复习思考题
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第一节 金属切削机床
一、金属切削机床
金属切削机床通常是指用切削的方法将金属毛坯加工成 机器零件的一种机器。
二、金属切削机床的分类与编号
1.机床的分类 按照万能程度，机床又分为： （1）通用机床 （2）专门化机床 （3）专用机床 2.机床型号的编制方法 （1）型号表示方法。型号的构成如下：
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第二节 立式加工中心
一、立式加工中心基本布局结构形式
中型加工中心应用最普遍的形式是单柱水平刀库布局(图3 -2),它是立式加工中心的基本布局方式。
图3-2 单柱水平刀库布局 1-切屑箱 2-X轴伺服电机 3-Z轴伺服电机 4-主轴电动机 5-主轴箱 6-刀库 7-数据柜 8-操纵面板 9-驱动电柜 10-工作台 11-滑座
二、加工中心的分类
l.按加工范围分类 2.按机床结构分类 3.按数控系统分类 4.按精度分类
第一节 加工中心概述
三、加工中心的发展
1.高速化 (1)主轴转速的高速化 1)选用陶瓷轴承 2)主轴轴承采用预紧量可调装置 3)改进主轴轴承润滑、冷却方式 ①油气润滑方式 ②喷注润滑。这是近年开始采用的新型润滑方式，其原理 如图3-1所示。 (2)进给速度的高速化 (3)自动换刀的高速化 (4)自动托盘交换装置的高速化
2.1 数控车床的机械部分由哪几个主要部件组成？ 他们的各自作用是什么？
2.2 数控车床上有哪些运动传动是属于外传动链？ 哪些运动传动属于内传动链？
2.3 机床传动系统图有哪些作用? 2.4 在TND360机床上，当主轴转速为500r/min时， 主轴电动机的实际转速为多少？ 2.5 在TND360机床上，为什么安全联轴器能保护 进给系统的安全？
数控机床概述(PPT 62页)
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1.3 数控机床的分类
一. 按运动轨迹分类
1．点位控制数控机床 点——点位置精确控制，保证的是定位精度，以慢~快~慢 的运动方式。 这类机床主要有数控坐标镗床、数控钻床、数控点焊机 和数控折弯机等，其相应的数控装置称为点位控制数控 装置。
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2．直线控制数控机床 位置控制+速度和路线控制，只能沿 某个坐标轴方向〔平行或45°〕切 削加工。
点和对刀点.
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1.机床原点：固定不变的. 1)数车:卡盘端面与主轴中心线交点.
• 2)数铣:一般取XYZ轴正向极限位置. • 2.机床参考点:出厂时设定. • 1)数车:离原点最远的极限点. • 2)数铣:与原点重合. • 3.工件原点:程序原点 • 1)满足编程简单、尺寸换算少、加工误差小 • 等条件 . • 2)一般工件原点应选择尺寸标注基准或定位 • 基准.
计算机集成制造系统〔Computer-Integrated Manufacturing System，CIMS〕，是指用最 先进的计算机技术，控制从定货、设计、工艺 、制造到销售的全过程，以实现信息系统一体 化的高效率的柔性集成制造系统。
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1.1.3 我国数控机床开展概况
1958年开始并试制成功第一台电子管数控机 床。1965年开始研制晶体管数控系统，直 到20世纪60年代末至70年代初成功。从20 世纪80年代开始，先后从日本、美国、德 国等国家引进先进的数控技术。如北京机 床研究所从日本FANUC公司引进FANUC3 、FANUC5、FANUC6、FANUC7系列产 品的制造技术；上海机床研究所引进美国 GE公司的MTC-1数控系统等。
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1.3 数控机床的分类
一. 按运动轨迹分类
1．点位控制数控机床 点——点位置精确控制，保证的是定位精度，以慢~快~慢 的运动方式。 这类机床主要有数控坐标镗床、数控钻床、数控点焊机 和数控折弯机等，其相应的数控装置称为点位控制数控 装置。
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2．直线控制数控机床 位置控制+速度和路线控制，只能沿 某个坐标轴方向〔平行或45°〕切 削加工。
点和对刀点.
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1.机床原点：固定不变的. 1)数车:卡盘端面与主轴中心线交点.
• 2)数铣:一般取XYZ轴正向极限位置. • 2.机床参考点:出厂时设定. • 1)数车:离原点最远的极限点. • 2)数铣:与原点重合. • 3.工件原点:程序原点 • 1)满足编程简单、尺寸换算少、加工误差小 • 等条件 . • 2)一般工件原点应选择尺寸标注基准或定位 • 基准.
计算机集成制造系统〔Computer-Integrated Manufacturing System，CIMS〕，是指用最 先进的计算机技术，控制从定货、设计、工艺 、制造到销售的全过程，以实现信息系统一体 化的高效率的柔性集成制造系统。
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1.1.3 我国数控机床开展概况
1958年开始并试制成功第一台电子管数控机 床。1965年开始研制晶体管数控系统，直 到20世纪60年代末至70年代初成功。从20 世纪80年代开始，先后从日本、美国、德 国等国家引进先进的数控技术。如北京机 床研究所从日本FANUC公司引进FANUC3 、FANUC5、FANUC6、FANUC7系列产 品的制造技术；上海机床研究所引进美国 GE公司的MTC-1数控系统等。
《数控机床概述 》课件
数控机床的应用领域
汽车制造领域
航空航天领域
数控机床在汽车制造中广泛应用于发动机 、变速器、底盘等关键零部件的加工。
由于航空航天领域对零部件的精度和性能 要求极高，数控机床在制造飞机和航天器 零部件方面具有重要作用。
模具制造领域
医疗器械领域
数控机床可以高效地加工各种模具，广泛 应用于塑料、橡胶、金属等行业的模具生 产。
数控装置的工作原理
数控装置是数控机床的指挥中心，它按照输入的程序指令，经过计算和处理后， 输出脉冲信号给伺服系统，控制机床各运动部件的运动。
数控装置主要由输入输出装置、数控软件和主控制装置组成，具有插补计算、伺 服驱动、故障诊断等功能。
伺服系统的工作原理
伺服系统是数控机床的重要进行 运动。
03
使用专用工具进行装夹 和测量，不得使用其他 工具替代。
04
定期检查冷却液和润滑 油的供应是否正常。
紧急情况的处置措施
如遇突然断电或系统 故障，应立即关闭主 电源，并通知维修人 员。
若发生人员受伤或设 备损坏等事故，应立 即报告上级领导并协 助处理。
当发生火灾或其他紧 急情况时，应立即停 机并按照安全疏散程 序撤离。
05
数控机床的安全操作规程
开机前的安全检查
确保电源连接良好，无裸露电 线和损坏的插座。
检查机床周围环境，确保没有 杂物和障碍物。
确认刀具和夹具安装牢固，无 松动现象。
开启数控系统，检查各轴运动 是否正常。
机床操作中的安全注意事项
01
操作过程中不得离开机 床，以免发生意外。
02
避免用手触摸旋转中的 刀具和工件，防止夹伤 或割伤。
保持机床的清洁，防止灰尘、切屑等杂物进入机 床内部。
2024版数控车床ppt课件完整版
排除方法
根据故障诊断结果，采取相应的维修措施，如更 换损坏部件、调整参数等。
预防性保养措施建议
保持机床清洁
定期清理切屑、擦拭机床，避免 灰尘、油污等对机床造成损害。
定期检查
定期对机床各部位进行检查，及 时发现并处理潜在问题。
加强润滑
根据机床润滑要求，定期加注润 滑油或润滑脂，确保机床各部件 得到充分润滑。
数控车床网络化技术
介绍数控车床网络化技术的实现方式及在智 能制造中的应用前景。
数控车床自动化技术
分析数控车床自动化技术的现状与发展方向， 如自动上下料、自动换刀等。
数控车床绿色制造技术
探讨数控车床绿色制造技术的意义及实现途 径，如节能减排、环保型切削液等。
07 总结与展望
课程重点内容回顾
数控车床基本概念、分类及 应用领域
数控编程步骤
包括分析零件图样、确定加工工艺过程、 数学处理、编写零件加工程序、程序校 验与首件试切等。
常用编程指令介绍
准备功能指令
如G00（快速定位）、G01（直 线插补）、G02/G03（圆弧插补） 等，用于控制刀具的运动轨迹。
辅助功能指令
如M03（主轴正转）、M05（主 轴停止）、M08（冷却液开）等，
参数调整方法 根据加工过程监控结果，可以适时调整进给速度、主轴转 速等参数，以提高加工效率和保证加工质量。
异常处理措施 在加工过程中如遇到异常情况，如刀具磨损、工件变形等， 需要及时采取相应措施进行处理，避免影响加工质量和机 床安全。
加工后质量检测与评估
1 2 3
质量检测方法 加工完成后需要对工件进行质量检测，常用的检 测方法包括尺寸测量、表面粗糙度检测、形位公 差检测等。
复杂曲面零件加工编程
根据故障诊断结果，采取相应的维修措施，如更 换损坏部件、调整参数等。
预防性保养措施建议
保持机床清洁
定期清理切屑、擦拭机床，避免 灰尘、油污等对机床造成损害。
定期检查
定期对机床各部位进行检查，及 时发现并处理潜在问题。
加强润滑
根据机床润滑要求，定期加注润 滑油或润滑脂，确保机床各部件 得到充分润滑。
数控车床网络化技术
介绍数控车床网络化技术的实现方式及在智 能制造中的应用前景。
数控车床自动化技术
分析数控车床自动化技术的现状与发展方向， 如自动上下料、自动换刀等。
数控车床绿色制造技术
探讨数控车床绿色制造技术的意义及实现途 径，如节能减排、环保型切削液等。
07 总结与展望
课程重点内容回顾
数控车床基本概念、分类及 应用领域
数控编程步骤
包括分析零件图样、确定加工工艺过程、 数学处理、编写零件加工程序、程序校 验与首件试切等。
常用编程指令介绍
准备功能指令
如G00（快速定位）、G01（直 线插补）、G02/G03（圆弧插补） 等，用于控制刀具的运动轨迹。
辅助功能指令
如M03（主轴正转）、M05（主 轴停止）、M08（冷却液开）等，
参数调整方法 根据加工过程监控结果，可以适时调整进给速度、主轴转 速等参数，以提高加工效率和保证加工质量。
异常处理措施 在加工过程中如遇到异常情况，如刀具磨损、工件变形等， 需要及时采取相应措施进行处理，避免影响加工质量和机 床安全。
加工后质量检测与评估
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质量检测方法 加工完成后需要对工件进行质量检测，常用的检 测方法包括尺寸测量、表面粗糙度检测、形位公 差检测等。
复杂曲面零件加工编程
数控机床基础知识课件 (PPT 44页)
6 ．数控电火花成形机床
数控电火花成形机床——利用两个不同极性的电极 在绝缘液体中产生放电现象，去除材料进而完成加工。
7．数控线切割机床
数控线切割机床——工作原理同电火花成形机床， 其电极是电极丝，加工液一般采用去离子水。
§1－3 数控机床的加工特点
一、加工精度高 二、对加工对象的适应性强 三、自动化程度高 四、生产效率高 五、良好的经济效益 六、有利于现代化管理
在机床移动部件上直接安装直线位移检测装置，将测量的 实际位移值反馈到数控装置中，与输入的指令位移值进行比较， 用比较的差值对机床进行控制，直至差值消除为止，使移动部 件按照实际需要的位移量运动。
工作台
直线位移 检测装置
指令值＋比较 放大 器 电闭环控制数控机床
在伺服电动机的轴或数控机床的传动丝杠上装有角度检测 装置，通过检测丝杠的转角间接地检测移动部件的实际位移， 然后反馈到数控装置中去，与输入的指令位移值进行比较，用 比较的差值对机床进行控制。
1）工件旋转运动，则刀具离开工件的方向为X坐标的正方向。 2）刀具做旋转运动，分两种情况： Z坐标水平时，观察者 沿刀具主轴向工件看时，+X运动方向指向右方；Z坐标垂直时， 观察者面对刀具主轴向立柱看时，+X运动方向指向右方。
Y坐标——在确定X、Z坐标的正方向后，按照右手直角 坐标系来确定Y坐标的方向。
主要有： 数控车床 数控铣床 加工中心
2．按伺服系统的特点分类
（1）开环控制数控机床 控制系统不带反馈装置。数控装置发出的脉冲指令通过
步进驱动电路，使步进电动机转过相应的步距角，再经过传 动系统带动工作台或刀架移动。
工作台
进给脉冲步进电动机 步进 驱动线路 电动机
（2）闭环控制数控机床
数控机床概述(PPT 98页)
制）
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现代数控技术
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计算机数控系统
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
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现代数控技术
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第一节 数控技术与数控机床
第一章 数控机床概述
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现代数控技术
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数控机床与数控系统
数控机床（Numerical Control Machine Tools） 是采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控 制的一类机床。它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。
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现代数控技术
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第一章 数控机床概述
1981年：具有人机对话、动态图形显示、实时精度 补偿功能。
1986年：数字伺服控制诞生，大惯量的交直流电机 进入实用阶段。
1988年：采用高性能32位机为主机的主从结构系统。 1994年：基于PC的NC系统诞生，使NC系统的研发
进入了开放型、柔性化的新时代，新型NC系统的开 发周期日益缩短。它是数控技术发展的又一个里程 碑。
第一章 数控机床概述
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现代数控技术
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第一章 数控机床概述
这些设备的使用大大地提高了机械加工 自动化地程度，提高了劳动生产率，促 进了制造业地发展。但它也存在固有的 缺点：
初始投资大； 准备周期长； 柔性差。
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
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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。
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
第1章 数控机床概述(PPT)
数控机床 的组成
(shù kònɡ jī chuánɡ)
数控机床加工的根本工作原理
数控机床加工特点
数控机床的应用范围
第三页，共七十六页。
数控机床的工作 原理 (gōngzuò)
数控：数字控制〔Numerical Control—NC〕，在机床 领域指用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制 的一种自动化技术。它所控制的一般是位置、角度、速 度等机械量，但也有温度、流量、压力等物理量。
第八页，共七十六页。
数控机床 的组成 (shù kònɡ jī chuánɡ)
数控系统的工作过程 n 对输入的零件加工程序、控制参数、补偿
数据等进行识别和译码，并执行所需要的 逻辑运算，发出(fāchū)相应的指令脉冲，控 制机床的驱动装置，操作机床实现预期的 加工功能。
第九页，共七十六页。
数控机床 的组成 (shù kònɡ jī chuánɡ)
第1章 数控机床 概述 (shù kònɡ jī chuánɡ)
第一页，共七十六页。
数控机床 概述 (shù kònɡ jī chuánɡ)
数控机床的工作(gōngzuò)原理 数控机床分类 数控插补原理 数控机床开展概况
第二页，共七十六页。
1.1 数控机床 的工作原 (shù kònɡ jī chuánɡ) 理
数控机床：它是一种灵活、通用、能够适应产品频繁 (pínfá n)变化的柔性自动化机床。
第四页，共七十六页。
一、数控机床 的组成 (shù kònɡ jī chuánɡ)
数控机床主要由机床本体、数控系统、驱动(qū dònɡ)装置、辅 助装置等几个局部组成。
机床本体：是数控机床加工运动的机械局部，主要包括支承部 件〔床身、立柱〕等、主动部件〔主轴箱〕、进给运动部件 〔工作台滑板、刀架〕等。
数控机床基本知识PPT课件
典型数控机床的组成如图1-8所示。由图可知，数控机床主要由零件 加工程序、输入装置、数控系统、伺服驱动装置、辅助控制装置、检测反馈 装置、机床本体等七部分组成。
图 1-8 数控机床的组成
（1）加工程序
加工程序可存储在控制介质（也称信息载体、程序载体）。数控机床中，常 用控制介质有穿孔纸带、磁带、磁盘、光盘等。
.
5
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示意图
(1)点位控制数控机床
点位控制数控机床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
（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。
.
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（4） 生产效率高
图 1-8 数控机床的组成
（1）加工程序
加工程序可存储在控制介质（也称信息载体、程序载体）。数控机床中，常 用控制介质有穿孔纸带、磁带、磁盘、光盘等。
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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示意图
(1)点位控制数控机床
点位控制数控机床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
（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。
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（4） 生产效率高
数控机床培训课件PPT(共44页)
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图库
1.1 概述
NC机床、加工中心、FMC、FMS与CIMS
数控机床种类繁多，有钻铣镗类、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NC机床。
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图库
1.1 概述
带 有 自 动 刀 具 交 换 装 置 （ 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，可以一次装夹完成 多工序的加工，实现了工序的集中和工艺的复合， 从而缩短了辅助加工时间，提高了机床的效率，减 少了零件的安装、安装次数，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。
第1章 绪 论
1.1概述 1.2数控机床的基本组成和工作原理 1.3数控机床的分类 1.4数控机床的特点 本章要点
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图库
1.1 概述
数控技术的基本概念
数控技术、数控系统与数控机床
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）。
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1.1 概述
在FMC和加工中心的基础上，通过增加物流系统、 工业机器人以及相关设备，并由中央控制系统进行 集中、统一控制和管理，这样的制造系统称为柔性 制 造 系 统 （ Flexible Manufacturing System － FMS）。FMS不仅可以进行长时间的无人化，而且 可以实现多品种零件的全部加工或部件装配，实现 了车间制造过程的自动化，它是一种高度自动化的 先进制造系统。
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按工艺用途分类
数 控 机 床
1、普通数控机床
实现某个加工工艺如车、铣、镗、钻、铰、磨、刨等各种切削工
艺的数控机床。
2、数控加工中心
带有刀库和自动换刀装置的数控机床，具备各种加工能力。
概
述
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第 一 章
数 控 机 床 概 述
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第
一 二．按运动轨迹的方式分类
数
特点是体积小，功耗低，可靠性进一步提高。
控 机 床
以上三代NC系统，由于其数控功能均由 硬件实现，故历史上又称其为“硬线NC”
概
述
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第 一
–
第四代：1970年 NC系统采用小型计算机取代专用计算
章
机，其部分功能由软件实现，它具有价格低，可靠性高和
功能多等特点。
数 – 第五代：1974年 NC系统以微处理器为核心，不仅价格
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一、数控机床的历史
第
数字控制与数控技术的概念
一
章 数字控制（Numerical Control NC）是一种借助数
字、字符或其它符号对某一工作过程（如加工、
数
测量、装配等）进行可编程控制的自动化方法。
控
机 数控技术（Numerical Control Technology）采用
（3）闭环控制数控机床
第 一 章
可接受插补器的指令，与工作台端测得的实际反馈信
控 机
进一步降低，体积进一步缩小，使实现真正意义上的机电
床
一体化成为可能。这一代又可分为六个发展阶段：
概
述
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第 一
• 1974年：系统以位片微处理器为核心，有字符显示， 自诊断功能。
章 • 1979年：系统采用CRT显示，VLIC，大容量磁泡存储
器，可编程接度补
数
机技术的飞速发展则为NC机床的进步提供了坚实的技术
控
基础。
机 床 概
– 数控技术正是在这种背景下诞生和发展起来的。 它的产生给自动化技术带来了新的概念，推动了
述 加工自动化技术的发展。
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主要发展沿革：
第 一
1952年，Parsons公司和M.I.T合作研制了世界上第
章 一台三座标数控机床。
控
偿功能。
机
床 • 1986年：数字伺服控制诞生，大惯量的交直流电机进
概
入实用阶段。
述 • 1988年：采用高性能32位机为主机的主从结构系统。
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第 一
• 1994年：基于PC的NC系统诞生，使NC系统的研发
章
进入了开放型、柔性化的新时代，新型NC系统的开
发周期日益缩短。
数 • 20世纪末~21世纪初：开放式系统规范（NGC、
床
概
述
工件
图1.3 点位直线控制切削加工
刀具
图1.4 轮廓控制数控机床的加工示意图
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三、按伺服系统类型分类
第 一
（1）开环数控机床
章
伺服系统没有来自位置传感器的反馈
信号，较经济，但速度及精度较低。
数
用于对旧机床的发改造。
控
工作台
机
床 概
输入 数 控 装置
控制 电路
步进 电机
述
控
机
OMAC、OSACA、OSEC)和数控系统新标准
床
（STEP-NC等）相继开展研究和开发。它是数控技
概 述
术发展的又一个里程碑。
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第 二、我国数控机床的发展
一 章 我国于1958年由清华大学和北京第一机床
厂合作研制了我国第一台数控铣床
1975年研制出第一台加工中心
数 控 我国主要数控系统： 机 1、华中数控系统 床 2、北京航天数控系统 概 述
床
概
数字控制的方法对某一工作过程实现自动控制
述
的技术。
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第 一
数控装备（Numerical Control Machine Tools） 是采用数控技
章
术对机械的工作过程进行自动控制的一类装备。其中数控机
床是数控技术应用的经典例子。
数
数控系统（Numerical Control System）实现数字控制的装置。
我国第一台数控铣床
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第 一
三、数控机床的主要技术指标
章 1、脉冲当量
2、定位精度
数 控
3、重复定位精度
机 床
4、可控轴数与联动轴数
概
述
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第二节 数控机床分类
第 一、按加工方式和工艺用途分类
一
章 数控设备的种类很多，各行业都有自己的数控设备和分类方法。
在机床行业，数控机床通常从以下不同角度进行分类。
章
（1）点位控制数控机床 这类数控机床有数控钻床、
数
数控坐标镗床、数控冲床等。
控
机
（2）直线控制数控机床 这类机床有数控车床和
床
数控铣床、加工中心等。
概
述
（3）轮廓控制数控机床 这类机床有数控车床、
铣床、磨床和加工中心等。
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第
刀具
一
章
工件
数
控
图1.2 点位控制钻孔加工示意图
机
减速器
图1.5 开环控制系统框图
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（2）半闭环控制数控机床
第
测量元件从电动机端头或丝杠端头得到反馈信
一
号，可获得稳定的控制特性。应用较广。
章
工作台
输入 数 控
控制
伺服
数
装置
电路
电机
控
机
速度检测元件
床
速度反馈
概 述
位置反馈
转角检测元件
图1.7 半闭环控制系统框图
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控
机
床
计算机数控系统（Computer Numerical Control CNC ）是以计
概 述
算机为核心的数控系统。
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第一节 数控机床的发展史
第 一
一、数控机床的历史
章 机床的产生：1769年，瓦特发明了蒸汽机
数
1775年，威尔金森发明立式钻床
控 – 从工业化革命以来人们实现机械加工自动化的手段有：
1955年，第一台工业用数控机床由美国Bendix公司
数 控
生产出来。
机 床
从1952年至今，NC机床按NC系统的发展经历的
概 五代。
述
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第 一 章
第一代：1955年 NC系统以电子管组成，体积大，功耗大。 第二代：1959年 NC系统以晶体管组成，广泛采用印刷电路
板。
第三代：1965年 NC系统采用小规模集成电路作为硬件，其
机
床
• 自动机床；
概
• 组合机床；
述
• 专用自动生产线。
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第 一 章
– 数控技术产生和发展的内在动力：市场竞争日趋激
烈，产品更新换代加快，大批量产品越来越少，小批量产 品生产的比重越来越大，迫切需要一种精度高、柔性好加 工设备来满足上述需求。
– 数控技术产生和发展的技术基础：电子技术和计算