数控机床PPT课件
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操作面板是操作人员与机床数控装置进行
信息交流的工具，如操作命令的输入、加工程序 的编辑、修改和调试；同时也以信号灯或数码管 的方式，为操作人员显示数控系统和数控机床的 状态信息，如坐标值、机床的工作状态、报警信 号等，它是数控机床特有的部件。
输入设备有键盘、显示器、穿孔纸带、磁带和磁盘， 其中键盘和显示器是比不可少的人机交互设备，操作人 员可通过键盘和显示器输入程序、编辑修改程序和发送 操作命令，既进行手动数据输入。
技术应用到了机床上。 1952年美国空军当局委托美国麻省理工大学与帕
森斯公司合作研制了第一台三坐标数控铣床. 此后,英国和日本在1958年、德国在1959年相继
制造出数控机床． 从此，传统的机床产生了质的变化。
第一台数控机床诞生至今五十年以来，数 控机床的核心—数控系统的发展经历了二个阶 段和六代的发展。
二、数控技术的发展趋势
1、高速、高精度加工 2、数控系统具有多轴控制、多轴联动和 复合加工的控制功能 3、数控系统开放化、智能化和网络化
1、 高速、高精度加工
目前加工中心主轴转速最高可达40 000转 /分、进给速度可达24米/分-30米/分，定位精 度都在几微米。这就要求数控系统应采用高速 高精度的数控系统、驱动系统应采用直线电动 机作为进给伺服系统、采用高速永磁同步电动 机。
计算机数控阶段也经历了三代:
1970年第四代—小型计算机数控系统； 1974年第五代—微处理器组成的数控系统 1990年第六代—基于PC的数控系统 。
❖ 1948—1956年 数控机床处于研究试制阶段
❖ 1956—1960年 数控机床处于工业应用阶段
❖ 1960年以后
数控机床处于高速发展阶段
随着电子元器件的发展，这个阶段又历经三代: 1952年的第一代—电子管计算机组成的数控系统； 1959年的第二代—晶体管计算机组成的数控系统； 1965年的第三代—小规模的集成电路计算机组成的数控系统。
计算机数控（CNC）阶段
这一阶段从1970年开始至今。1970年研制成功大规模 集成电路，并将其用于通用小型计算机。此时的小型计算 机，其运算速度比五、六十年代的计算机有了大幅度的提 高。比专门搭成的专用计算机成本低，可靠性高。于是， 小型计算机被用作数控系统的核心部件，从此进入了计算 机数控（CNC）阶段。
四、数控机床的组成
CNC（computer Numerical Control）
计算机数控机床一般由输入输出设备、CNC 装置(或称CNC单元)、伺服单元、驱动单 元(或称执行机构) 、可编程控制器及机床 本体等组成。除了机床本体之外，其他系统都
称为计算机数控(CNC)系统。
1、输入/输出设备（操作面板）
始合资批量生产一些数控机床，数控装置的稳定性、可靠性 有了明显的改善，开始为用户所接受； 1985年后 我国已经能生产45种各类数控机床来满足工业发展 的需要，同时数控机床功能部件的专业厂也逐渐形成规模； 1990年中期 国产数控装置也开始崭露头角，进入21世纪，国产 的数控系统才开始形成生产规模，拥有自主版权的五轴联动 数控系统，打破了西方对高端数控系统的垄断。
数控机床在机械制造业中得到日益广泛的应用,是因为它 有效地解决了复杂、精密、小批多变的零件加工问题，能适 应各种机械产品迅速更新换代的需要，经济效益显著，具体 表现在以下几个方面： ●生产效益一般比普通机床提高3-5倍，多的可达8-10倍； ●减少刀具和夹具的存储和花费，减少零件的库存和搬运数； ●减少工装，减少人为误差，提高加工精度，零件重复精度高， 互换性好； ●缩短新产品的试制和生产周期（当零件设计改变时，只需要 改变零件程序即可），易于组织多品种生产，使企业能对市 场需要迅速做出响应； ●能加工传统方法不能加工的大型复杂零件； ●有利于产品质量的控制，生产便于管理； ●减轻了劳动强度，改善了劳动条件，节省人力，降低了劳动 花费。
3、数控系统的开放化、智能化 和网络化
将来的数控机床中的NC系统能部分 代替机床设计师和操作者的大脑，具有一 定的智能，能把特殊的加工工艺、管理经 验和操作技能嵌入NC系统，同时也具有 图形交互、诊断等功能，也就是说要求 CNC控制器透明以使机床制造商和最终 用户可以自由地实现自己的思想。
三、数控机床在机械制造业中的优势
❖ 20世纪70年代末、80年代初数控机床得到广泛的普 及和应用
国内数控技术的发展情况
我国数控技术是从1958年开始研制的： 1958年－1965年 我国数控机床处于研制、开发时期，比国外
相比起步晚了十年； 1968年 清华大学研制成功我国第一台小型数控立铣； 1980年前 我国数控机床80％为线切割机床(低端数控机床)； 1980年后 引进日、美等国的数控装置及伺服系统的技术，开
第一章 数控机床概述
第一节 数控机床的基本概念 第二节 数控机床的坐标系
第一节 数控机床的基本概念
一、数控技术的发展史 二、数控技术的发展趋势 三、数控机床在机械制造业中的优势 四、数控机床的组成 五、数控机床的加工原理
一、数控技术的发展史
1、1946年世界上诞生了第一台电子计算机。 2、第一台计算机诞生6年后，即在1952年，计算机
Leabharlann Baidu
2、数控系统具有多轴控制、多轴联动 和复合加工的控制功能
理论上数控机床只需要3轴联动，但在实 际加工中3轴联动对于三维曲面加工很难用上 刀具的最佳几何形状进行切削，不仅加工效 率低而且表面粗糙度高，往往采用手动进行 修补，但在修补过程中，已加工的表面也可 能丧失精度。5轴联动除了X、Y、Z这3轴外， 主要还有刀具轴旋转、工作台旋转这两种方 式的复合运动，采用5轴联动可以使用刀具的 最佳几何形状对工件进行加工。那么5轴联动 数控机床是数控技术的制高点标志之一。
1.数控（NC）阶段
2. 计算机数控（CNC）阶段
数控（NC）阶段（1952—1970）
早期的计算机运算速度低，这对当时的科学计算和数据 处理影响不大，但它不能适应机床实时控制的要求。
人们不得不采用数字逻辑电路，搭成机床专用计算机 作为数控系统，被称为硬件连接数控（HARD—WIRED NC）, 简称为数控（NC）。
信息交流的工具，如操作命令的输入、加工程序 的编辑、修改和调试；同时也以信号灯或数码管 的方式，为操作人员显示数控系统和数控机床的 状态信息，如坐标值、机床的工作状态、报警信 号等，它是数控机床特有的部件。
输入设备有键盘、显示器、穿孔纸带、磁带和磁盘， 其中键盘和显示器是比不可少的人机交互设备，操作人 员可通过键盘和显示器输入程序、编辑修改程序和发送 操作命令，既进行手动数据输入。
技术应用到了机床上。 1952年美国空军当局委托美国麻省理工大学与帕
森斯公司合作研制了第一台三坐标数控铣床. 此后,英国和日本在1958年、德国在1959年相继
制造出数控机床． 从此，传统的机床产生了质的变化。
第一台数控机床诞生至今五十年以来，数 控机床的核心—数控系统的发展经历了二个阶 段和六代的发展。
二、数控技术的发展趋势
1、高速、高精度加工 2、数控系统具有多轴控制、多轴联动和 复合加工的控制功能 3、数控系统开放化、智能化和网络化
1、 高速、高精度加工
目前加工中心主轴转速最高可达40 000转 /分、进给速度可达24米/分-30米/分，定位精 度都在几微米。这就要求数控系统应采用高速 高精度的数控系统、驱动系统应采用直线电动 机作为进给伺服系统、采用高速永磁同步电动 机。
计算机数控阶段也经历了三代:
1970年第四代—小型计算机数控系统； 1974年第五代—微处理器组成的数控系统 1990年第六代—基于PC的数控系统 。
❖ 1948—1956年 数控机床处于研究试制阶段
❖ 1956—1960年 数控机床处于工业应用阶段
❖ 1960年以后
数控机床处于高速发展阶段
随着电子元器件的发展，这个阶段又历经三代: 1952年的第一代—电子管计算机组成的数控系统； 1959年的第二代—晶体管计算机组成的数控系统； 1965年的第三代—小规模的集成电路计算机组成的数控系统。
计算机数控（CNC）阶段
这一阶段从1970年开始至今。1970年研制成功大规模 集成电路，并将其用于通用小型计算机。此时的小型计算 机，其运算速度比五、六十年代的计算机有了大幅度的提 高。比专门搭成的专用计算机成本低，可靠性高。于是， 小型计算机被用作数控系统的核心部件，从此进入了计算 机数控（CNC）阶段。
四、数控机床的组成
CNC（computer Numerical Control）
计算机数控机床一般由输入输出设备、CNC 装置(或称CNC单元)、伺服单元、驱动单 元(或称执行机构) 、可编程控制器及机床 本体等组成。除了机床本体之外，其他系统都
称为计算机数控(CNC)系统。
1、输入/输出设备（操作面板）
始合资批量生产一些数控机床，数控装置的稳定性、可靠性 有了明显的改善，开始为用户所接受； 1985年后 我国已经能生产45种各类数控机床来满足工业发展 的需要，同时数控机床功能部件的专业厂也逐渐形成规模； 1990年中期 国产数控装置也开始崭露头角，进入21世纪，国产 的数控系统才开始形成生产规模，拥有自主版权的五轴联动 数控系统，打破了西方对高端数控系统的垄断。
数控机床在机械制造业中得到日益广泛的应用,是因为它 有效地解决了复杂、精密、小批多变的零件加工问题，能适 应各种机械产品迅速更新换代的需要，经济效益显著，具体 表现在以下几个方面： ●生产效益一般比普通机床提高3-5倍，多的可达8-10倍； ●减少刀具和夹具的存储和花费，减少零件的库存和搬运数； ●减少工装，减少人为误差，提高加工精度，零件重复精度高， 互换性好； ●缩短新产品的试制和生产周期（当零件设计改变时，只需要 改变零件程序即可），易于组织多品种生产，使企业能对市 场需要迅速做出响应； ●能加工传统方法不能加工的大型复杂零件； ●有利于产品质量的控制，生产便于管理； ●减轻了劳动强度，改善了劳动条件，节省人力，降低了劳动 花费。
3、数控系统的开放化、智能化 和网络化
将来的数控机床中的NC系统能部分 代替机床设计师和操作者的大脑，具有一 定的智能，能把特殊的加工工艺、管理经 验和操作技能嵌入NC系统，同时也具有 图形交互、诊断等功能，也就是说要求 CNC控制器透明以使机床制造商和最终 用户可以自由地实现自己的思想。
三、数控机床在机械制造业中的优势
❖ 20世纪70年代末、80年代初数控机床得到广泛的普 及和应用
国内数控技术的发展情况
我国数控技术是从1958年开始研制的： 1958年－1965年 我国数控机床处于研制、开发时期，比国外
相比起步晚了十年； 1968年 清华大学研制成功我国第一台小型数控立铣； 1980年前 我国数控机床80％为线切割机床(低端数控机床)； 1980年后 引进日、美等国的数控装置及伺服系统的技术，开
第一章 数控机床概述
第一节 数控机床的基本概念 第二节 数控机床的坐标系
第一节 数控机床的基本概念
一、数控技术的发展史 二、数控技术的发展趋势 三、数控机床在机械制造业中的优势 四、数控机床的组成 五、数控机床的加工原理
一、数控技术的发展史
1、1946年世界上诞生了第一台电子计算机。 2、第一台计算机诞生6年后，即在1952年，计算机
Leabharlann Baidu
2、数控系统具有多轴控制、多轴联动 和复合加工的控制功能
理论上数控机床只需要3轴联动，但在实 际加工中3轴联动对于三维曲面加工很难用上 刀具的最佳几何形状进行切削，不仅加工效 率低而且表面粗糙度高，往往采用手动进行 修补，但在修补过程中，已加工的表面也可 能丧失精度。5轴联动除了X、Y、Z这3轴外， 主要还有刀具轴旋转、工作台旋转这两种方 式的复合运动，采用5轴联动可以使用刀具的 最佳几何形状对工件进行加工。那么5轴联动 数控机床是数控技术的制高点标志之一。
1.数控（NC）阶段
2. 计算机数控（CNC）阶段
数控（NC）阶段（1952—1970）
早期的计算机运算速度低，这对当时的科学计算和数据 处理影响不大，但它不能适应机床实时控制的要求。
人们不得不采用数字逻辑电路，搭成机床专用计算机 作为数控系统，被称为硬件连接数控（HARD—WIRED NC）, 简称为数控（NC）。