数控技术第一章概述
数控技术及应用教案及讲稿
数控技术及应用教案及讲稿第一章：数控技术概述一、教学目标1. 了解数控技术的定义和发展历程。
2. 掌握数控系统的基本组成和工作原理。
3. 了解数控技术在工程领域的应用。
二、教学内容1. 数控技术的定义和发展历程。
2. 数控系统的基本组成：数控装置、伺服系统、测量系统、数控编程等。
3. 数控技术在工程领域的应用：机械制造、汽车制造、航空制造等。
三、教学方法1. 讲授：讲解数控技术的定义、发展历程和基本组成。
2. 互动：提问学生了解数控技术在实际工程中的应用。
四、教学资源1. PPT课件：介绍数控技术的定义、发展历程和基本组成。
2. 视频素材：展示数控技术在工程领域的应用实例。
五、教学评价1. 课堂问答：检查学生对数控技术定义和发展历程的掌握。
2. 课后作业：布置相关课后题目，加深学生对数控系统基本组成的理解。
第二章：数控装置一、教学目标1. 了解数控装置的分类和功能。
2. 掌握数控装置的硬件结构和软件系统。
3. 熟悉数控装置的调试和维护方法。
二、教学内容1. 数控装置的分类：通用型数控装置、专用型数控装置。
2. 数控装置的功能：控制功能、编程功能、仿真功能等。
3. 数控装置的硬件结构：输入/输出接口、中央处理单元、存储器等。
4. 数控装置的软件系统：数控系统软件、数控编程软件等。
5. 数控装置的调试和维护方法。
三、教学方法1. 讲授：讲解数控装置的分类、功能和硬件结构。
2. 实操：演示数控装置的调试和维护方法。
四、教学资源1. PPT课件：介绍数控装置的分类、功能和硬件结构。
2. 实操设备：供学生实际操作数控装置。
五、教学评价1. 课堂问答：检查学生对数控装置分类和功能的掌握。
2. 实操报告：评估学生在实操过程中的表现。
第三章：伺服系统一、教学目标1. 了解伺服系统的分类和功能。
2. 掌握伺服系统的硬件结构和软件系统。
3. 熟悉伺服系统的调试和维护方法。
二、教学内容1. 伺服系统的分类：模拟伺服系统、数字伺服系统。
《数控原理与系统》授课教案
《数控原理与系统》授课教案第一章：数控技术概述1.1 课程介绍解释数控技术的定义和基本概念强调数控技术在制造业中的应用和重要性1.2 数控系统的组成与工作原理介绍数控系统的各个组成部分及其功能解释数控系统的工作原理和操作流程1.3 数控编程基础介绍数控编程的基本概念和常用指令讲解数控编程的格式和编程方法1.4 数控加工工艺介绍数控加工的基本工艺和特点探讨数控加工的适用范围和优势第二章：数控机床与数控系统2.1 数控机床的分类与结构解释数控机床的分类和特点介绍数控机床的主要结构和部件2.2 数控系统的硬件与软件讲解数控系统的硬件组成及其功能介绍数控系统的软件配置和编程系统2.3 CNC装置及其功能解释CNC装置的定义和作用探讨CNC装置的主要功能和性能指标2.4 数控系统的故障诊断与维修介绍数控系统故障诊断的方法和步骤讲解数控系统故障排除和维修技巧第三章：数控编程与操作3.1 数控编程的基本方法讲解数控编程的基本方法和步骤探讨数控编程中的坐标系和运动指令3.2 数控加工工艺参数的选择介绍数控加工工艺参数的选取方法和原则强调工艺参数对加工质量和效率的影响3.3 数控机床的操作与维护讲解数控机床的操作步骤和注意事项介绍数控机床的维护保养方法和技巧3.4 数控加工实例分析提供数控加工实例，分析其编程和操作过程讨论加工实例中的问题和解决方案第四章：数控系统的维修与调试4.1 数控系统的维修与故障诊断介绍数控系统维修的重要性和目的讲解数控系统故障诊断的方法和技巧4.2 数控系统的调试与优化解释数控系统调试的意义和目的探讨数控系统调试的方法和优化技巧4.3 数控系统的硬件故障维修讲解数控系统硬件故障的常见原因和维修方法强调硬件维修中的安全注意事项4.4 数控系统的软件故障排除介绍数控系统软件故障的常见原因和排除方法探讨软件故障排除的技巧和经验第五章：数控技术的发展与应用5.1 数控技术的历史与发展趋势回顾数控技术的发展历程和重要事件探讨数控技术的发展趋势和未来展望5.2 数控系统的应用领域介绍数控技术在制造业中的应用领域和实例强调数控技术对产业升级和智能制造的贡献5.3 数控技术的创新与研究讲解数控技术在科研和创新中的重要作用探讨数控技术的创新研究方向和技术挑战5.4 数控技术的产业化与市场需求分析数控技术的产业化进程和市场现状预测数控技术产业的发展前景和市场需求第六章：计算机数控（CNC）系统6.1 CNC系统的基本原理解释CNC系统的工作原理和核心功能探讨CNC系统与传统机床的区别6.2 CNC系统的硬件结构介绍CNC系统硬件的主要组成部分，如控制单元、驱动单元、检测单元等讲解各部分硬件的功能和相互之间的关系6.3 CNC系统的软件结构阐述CNC系统软件的组成和作用介绍常见的CNC系统软件及其特点6.4 CNC系统的参数设置与优化讲解CNC系统参数设置的方法和注意事项探讨CNC系统参数优化技巧及其对加工质量的影响第七章：数控编程语言与功能指令7.1 数控编程语言概述介绍数控编程语言的分类和特点解释数控编程语言的作用和重要性7.2 常用数控编程指令讲解数控编程中的常用指令及其功能探讨指令的使用方法和注意事项7.3 用户宏程序与子程序介绍用户宏程序和子程序的概念及其应用讲解宏程序和子程序的编写方法和调用方式7.4 数控编程实例解析提供典型数控编程实例，分析其编程思路和技巧讨论实例中的问题及其解决方法第八章：数控加工工艺与刀具选择8.1 数控加工工艺基础介绍数控加工工艺的概念和特点解释数控加工工艺的作用和重要性8.2 数控加工工艺参数选择讲解数控加工工艺参数的选择方法和原则强调工艺参数对加工质量、效率和成本的影响8.3 刀具选择与补偿介绍刀具选择的原则和注意事项讲解刀具补偿的概念和作用8.4 典型数控加工工艺分析分析典型数控加工工艺的特点和应用场景讨论加工工艺在实际生产中的应用经验第九章：数控仿真与编程软件9.1 数控仿真软件概述介绍数控仿真软件的功能和作用解释数控仿真软件在数控编程与培训中的应用价值9.2 常用数控仿真软件及其特点讲解常用数控仿真软件的界面、功能和操作方法探讨各软件的优势和适用场景9.3 数控编程软件与后处理介绍数控编程软件的功能和作用讲解后处理的概念及其在数控编程中的应用9.4 数控仿真与实际加工对比分析分析数控仿真与实际加工的差异及其原因探讨如何提高数控仿真与实际加工的吻合度第十章：数控技术的创新与应用案例10.1 数控技术在航空航天领域的应用介绍数控技术在航空航天制造中的应用案例强调数控技术在航空航天领域的重要作用10.2 数控技术在汽车制造业的应用讲解数控技术在汽车制造中的应用案例和优势探讨数控技术在汽车制造业的发展趋势10.3 数控技术在模具制造业的应用介绍数控技术在模具制造中的应用案例解释数控技术对模具制造业的影响和改变10.4 数控技术在能源行业的应用探讨数控技术在能源行业（如风力发电、石油化工等）的应用案例分析数控技术在能源行业中的重要作用和前景第十一章：数控系统的现代发展趋势11.1 精密加工与微细加工探讨数控技术在精密加工与微细加工领域的发展趋势分析精密加工与微细加工技术在现代制造业中的应用11.2 高速数控加工技术介绍高速数控加工技术的概念及其重要性讲解高速数控加工技术的关键技术和应用案例11.3 智能数控系统与解释智能数控系统的定义和特点探讨在数控系统中的应用和发展趋势11.4 网络化数控与远程加工讲解网络化数控技术的概念和应用探讨远程加工技术的原理和实际应用案例第十二章：数控系统的安全操作与维护12.1 数控系统的安全操作规程讲解数控系统的安全操作规程和注意事项强调操作人员应具备的安全意识和技能12.2 数控系统的日常维护与保养介绍数控系统的日常维护保养内容和方法讲解维护保养对数控系统性能和寿命的影响12.3 数控系统的故障预防与处理探讨数控系统故障的预防措施和处理方法讲解故障处理的一般步骤和注意事项12.4 数控系统的安全管理与培训解释数控系统安全管理的重要性探讨数控系统培训的内容和方式，以及培训效果的评估第十三章：数控技术在教育与培训中的应用13.1 数控技术教育的目标与内容讲解数控技术教育的目标及其在现代教育中的重要性介绍数控技术教育的主要内容和教学方法13.2 数控技术培训与认证解释数控技术培训的作用和重要性介绍数控技术培训的类型、方法和认证体系13.3 数控技术教育与实际应用的结合探讨数控技术教育与实际应用之间的联系和差距讲解如何提高数控技术教育与实际应用的结合程度13.4 数控技术教育的发展趋势与挑战分析数控技术教育的发展趋势及其面临的挑战探讨数控技术教育的发展策略和应对措施第十四章：数控技术在国内外的发展现状与展望14.1 数控技术在国外的发晨现状分析国外数控技术的发展现状及其优势介绍国外数控技术的主要发展国家和研究机构14.2 数控技术在我国的发展现状分析我国数控技术的发展现状及其特点介绍我国数控技术的主要发展地区和龙头企业14.3 数控技术的发展展望探讨数控技术在未来制造业发展中的重要作用讲解数控技术的发展趋势和潜在应用领域14.4 我国数控技术发展的政策与措施分析我国政府对数控技术发展的支持政策和措施介绍我国数控技术发展的重要计划和项目第十五章：综合实践与案例分析15.1 数控技术综合实践项目提供一个或多个数控技术综合实践项目，让学生动手操作强调实践项目的设计原则和实施方法15.2 数控技术案例分析与讨论提供典型数控技术应用案例，进行案例分析与讨论强调案例分析对理解和掌握数控技术的重要性15.3 数控技术实践与创新的结合探讨数控技术实践与创新的联系和相互作用讲解如何将实践经验转化为技术创新和实际应用15.4 数控技术发展的机遇与挑战分析数控技术发展面临的机遇与挑战探讨数控技术发展方向和策略，以应对未来的挑战重点和难点解析1. 数控技术的基本概念、组成、工作原理和应用领域2. 数控编程的基本方法、格式和编程技巧3. 数控系统的硬件结构、软件结构和功能指令4. 数控机床的分类、结构和主要部件5. CNC装置的功能、性能指标和故障诊断与维修6. 计算机数控（CNC）系统的基本原理、硬件结构和软件结构7. CNC系统的参数设置与优化方法8. 数控加工工艺参数的选择、刀具选择与补偿9. 数控仿真与编程软件的功能、操作方法和应用价值10. 数控技术的创新与应用案例，包括航空航天、汽车制造、模具制造和能源行业等领域11. 数控系统的现代发展趋势，如精密加工、高速数控加工、智能数控系统和网络化数控等12. 数控系统的安全操作与维护，包括操作规程、日常维护保养、故障预防与处理以及安全管理与培训13. 数控技术在教育与培训中的应用，包括教育目标、培训类型、认证体系以及实践与创新的结合14. 数控技术在国内外的发展现状与展望，包括国外数控技术发展现状、我国数控技术发展现状和发展趋势、政策与措施等15. 数控技术综合实践项目、案例分析与讨论以及实践与创新的结合。
第一章 数控机床概述
第一节 数控机床的加工特点及其应用
6)数控机床加工的自动化程度很高，除刀具的进给运动外， 对零件的装夹、刀具的更换、切屑的排除等工作均能自动 完成。 7)采用数控机床加工，能通过选用最佳工艺路线和切削用 量，有效地减少加工中的辅助时间，较大地提高生产效率。 8)在数控机床上加工零件，一般可省去前期划线、中间检 验等工作，通常还可省去复杂的工装，减少对零件的安装、 调整等工作，故能明显缩短加工的准备时间，降低生产费 用。
新型数控车床的空转动时间大为缩短。
第三节 数控车床概述
(3)高柔性 数控车床具有高柔性，适应70%以上的多品 种、小批量零件的自动加工。 (4)高可靠性 随着数控系统的性能提高，数控机床的无故 障时间迅速提高。 (5)工艺能力强 数控车床既能用于粗加工又能用于精加工， 可以在一次装夹中完成其全部或大部分工序。 (6)模块化设计 数控车床的制造采用模块化原则设计。 三、数控车床的组成及布局
第一章
第一节 数控机床的加工特点及其应用
一、数控机床的加工特点 1)能加工超精零件。 2)能加工轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的零件。 3)能加工普通机床不能(或不便)加工的多种零件。 4)能加工经一次装夹定位后，需进行多道工序加工的零件。 5)一台数控机床可同时加工两个或多个相同的零件，也可 同时加工多工序的不同零件。
一、数控机床的组成
图1-16 数控机床的组成
第二节 数控机床的组成及工作原理
1.输入装臵 (1)控制介质输入 所谓控制介质就是数控信息的物质载体， 通常有穿孔纸带、磁带、磁盘等；相应的输入装臵是光电 纸带阅读机、录音机、磁盘驱动器等。 (2)手工输入 利用键盘和显示屏，输入控制机床运动和刀 具运动的指令。 (3)直接输入存储器 从自动编程机上、其他计算机上或网 络上，将编制好的加工程序通过通信接口直接输入数控装 臵的存储器，这是现代数控机床的发展趋势。
1 《数控机床控制技术基础》概述
2、输入/输出 、输入 输出 输出(I/O) 数控系统对加工程序处理后输出的控制信号除了对进给运行轨迹进行连续控制外， 数控系统对加工程序处理后输出的控制信号除了对进给运行轨迹进行连续控制外， 还要对机床的各种状态进行控制，这些状态包括主轴的变速控制，主轴的正、 还要对机床的各种状态进行控制，这些状态包括主轴的变速控制，主轴的正、反转 及停止，冷却和润滑装置的起动和停止，刀具的自动交换， 及停止，冷却和润滑装置的起动和停止，刀具的自动交换，工件夹紧和放松及分度 工作台转位等。 工作台转位等。 第Ⅰ类：与驱动命令有关的连接电路，主要是与坐标轴进给驱动和主轴驱动的连接 电路。 第Ⅱ类：数控装置与测量系统和测量传感器之间的连接电路。 第Ⅰ类和第Ⅱ类接口传送的信息是数控装置与伺服驱动单元、伺服电动机、位置检 测和速度检测之间的控制信息及反馈信息，它们属于数字控制及伺服控制。 第Ⅲ类：电源及保护电路。由数控机床强电线路中的电源控制电路构成。强电线路 由电源变压器、控制变压器、各种断路器、保护开关、接触器、熔断器等连接而成， 以便为辅助交流电动机（如冷却泵电动机、润滑泵电动机等）、电磁铁、离合器、 电磁阀等功率执行元件供电。强电线路不能与低压下工作的控制电路或弱电线路直 接连接，只有通过断路器、中间继电器等器件，转换成直流低电压下工作的触点的 开合动作，才能成为继电器逻辑电路和PLC可接收的电信号，反之亦然。 第Ⅳ类：开/关信号和代码信号连接电路。是数控装置与外部传送的输入、输出控 制信号。当数控机床不带PLC时，这些信号直接在数控装置和机床间传送。当数控 装置带有PLC时，这些信号除极少数的高速信号外，均通过PLC传送。
三、数控机床控制系统的构成
数控机床进行加工时， 数控机床进行加工时，首先必须将工件的几何数据和工艺数据按规定的代码和格式编 制成数控加工程序，并用适当的方法将加工程序输入数控系统。 制成数控加工程序，并用适当的方法将加工程序输入数控系统。数控系统对输入的加 工程序进行数据处理，输出各种信息和指令，控制机床各部分按规定有序地动作。 工程序进行数据处理，输出各种信息和指令，控制机床各部分按规定有序地动作。 数控机床有以下优点： （1）数控系统取代了普通机床的手工操纵，具有充分的柔性，只要编制成零件程 序就能加工出零件。 （2）零件加工精度一致性好，避免了普通机床加工时人为因素的影响。 （3）生产周期较短，特别适合小批量、单件的加工。 （4）可加工复杂形状的零件，如二维轮廓或三维轮廓加工。 （5）易于调整机床，与其他制造方法（如自动机床、自动生产线）相比，所需调 整时间较少。 数控机床的任务主要有以下方面内容： 1、主轴运动 主轴运动和普通车床一样，主运动主要完成切削任务，其动力约占整台机床动力的 70～80％。基本控制是主轴的正、反转和停止，可自动换档及无级调速；对加工中 心和有些数控车床还必须具有定向控制和C轴控制。
数控加工技术(第4版)第一章
1. 1 数控加工的基本概念
• 1949 年, 帕森斯公司在麻省理工学院 ( MIT) 伺服机构试验室的协助 下开始从事数控机床的研制工作, 经过三年时间的研究, 于 1952 年试 制成功世界第一台数控机床试验性样机。 这是一台采用脉冲乘法器 原理的直线插补三坐标连续控制铣床, 即数控机床的第一代。 1955 年, 美在美国进入迅速发展阶段, 市场上出现了商品化数控机床。 1958 年, 美国克耐·杜列克公司 ( Keaney Trecker) 在世界上首先研 制成功带自动换刀装置的数控机床, 称为 “ 加工中心” ( Machining Center, MC)。
• 数控技术 ( Numerical Control Technology) 是指采用数字控制的方 法对某一个工作过程实现自动控制的技术。 在机械加工过程中使用 数控机床时, 可将其运行过程数字化, 这些数字信息包含了机床刀具的 运动轨迹、 运行速度及其他工艺参数等, 而这些数据可以根据要求很 方便地实现编辑修改, 满足了柔性化的要求。 它所控制的通常是位移、 角度、 速度等机械量或与机械能量流向有关的开关量。 数控的产生 依赖于数据载体及二进制形式数据运算的出现, 数控技术的发展与计 算机技术的发展是紧密相连的。
• 数控系统 ( Numerical Control System) 是实现数控技术相关功能 的软、 硬件模块的有机集成系统。 相对于模拟控制而言, 数字控制 系统中的控制信息是数字量, 模拟控制系统中的控制信息是模拟量, 数 字控制系统是数控技术的载体。
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1. 1 数控加工的基本概念
• 数控技术的发展过程见表 1 - 1。
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1. 1 数控加工的基本概念
数控专业毕业论文范文
第一章绪论1．1 数控机床概述数控技术，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（Flexible Manufacturing Cell—FMC）。
FMC 不仅是现了工序的集中和工艺的复合，而且通过工作台（托盘）的自动交换和较完善的自动监测、监控功能，可以进行一定时间的无人化加工，从而进一步提高了设备的加工效率。
数控技术及应用教案及讲稿
数控技术及应用教案及讲稿第一章：数控技术概述一、教学目标：1. 了解数控技术的定义和发展历程。
2. 掌握数控系统的基本组成和工作原理。
3. 了解数控技术在工程领域的应用。
二、教学内容：1. 数控技术的定义和发展历程。
2. 数控系统的基本组成：数控装置、伺服系统、编程装置等。
3. 数控系统的工作原理：开环控制、闭环控制等。
4. 数控技术在工程领域的应用：机械加工、模具制造、航空航天等。
三、教学方法：1. 采用多媒体教学，展示数控技术的应用场景。
2. 通过实物展示，让学生了解数控系统的组成。
3. 利用仿真软件，让学生直观地了解数控系统的工作原理。
四、教学评估：1. 课堂问答：了解学生对数控技术的基本概念的理解。
2. 课后作业：让学生绘制数控系统的组成结构图。
五、教学资源：1. 多媒体教学设备。
2. 数控系统实物展示。
3. 数控系统仿真软件。
第二章：数控编程基础一、教学目标：1. 掌握数控编程的基本概念和步骤。
2. 熟悉数控编程的常用指令。
3. 了解数控编程的规则和注意事项。
二、教学内容：1. 数控编程的基本概念和步骤：程序结构、编程方法等。
2. 数控编程的常用指令：G代码、M代码、参数编程等。
3. 数控编程的规则和注意事项：程序编制的基本规则、安全操作等。
三、教学方法：1. 采用案例教学，让学生了解数控编程的实际应用。
2. 通过课堂练习，让学生熟悉数控编程的常用指令。
3. 利用仿真软件，让学生直观地了解数控编程的操作过程。
四、教学评估：1. 课堂问答：了解学生对数控编程基本概念的理解。
2. 课后作业：让学生编写简单的数控程序。
五、教学资源：1. 多媒体教学设备。
2. 数控编程仿真软件。
3. 数控编程实例教材。
第三章：数控加工工艺一、教学目标：1. 了解数控加工的基本工艺特点。
2. 掌握数控加工工艺参数的选取方法。
3. 熟悉数控加工过程中的注意事项。
二、教学内容：1. 数控加工的基本工艺特点：加工精度、加工效率等。
机床数控技术 第五版 第一章 数控技术概论
1.3 数控机床的分类
第1章 数控技术概论
3.半闭环数控机床
1.3 数控机床的分类
第1章 数控技术概论
1.3 数控机床的分类
1.3.4 按功能水平分类
按数控系统功能水平的不同 , 数控机床可分为低 、 中 、 高三档 , 这种 分类方式在我国被广泛使用 。 低 、 中 、 高档的界线是相对的 , 不同时期的 划分标准有所不同 。 就目前的发展水平来看 , 可以根据表 1-2 所列举的功能 指标进行数控系统档次的区分 。 其中 , 中 、 高档一般称为全功能型数控或 标准型数控 。 在我国还有经济型数控的提法 , 经济型数控属于低档数控 ,是 由单片机和步进电动机组成的简易数控系统 , 或者是其他功能简单 、 价格较 低廉的数控系统 。 经济型数控系统主要用于车床 、 线切割机床以及由用户 自行改造的旧机床等 。
数控机床是指装备了计算机数控系统的机床 , 简称 CNC 机床 。
第1章 数控技术概论
1.2 数控机床的组成
3.数控技术(Numerical Control Technology)
数控技术是指用数字化信息对某一对象进行控制的技术 , 被控制对象可以是位移 、 转角 、 速度等机械量 , 也可以是温度 、 压力 、 流量 、 颜色等物理量 , 这些量的量值不仅可以测量 ,而 且可以经 A/D 或 D/A 转换 , 用数字信号来表达或控制 。 数控技术是近代发展起来的一种自动控 制技术 , 是机械加工现代化的重要基础与关键技术 。
早期的计算机运算速度低 , 不能适应数控机床实时控制的要求 , 人们只好 用与门 、 或门 、非门等数字逻辑电路 “ 搭 ” 成一台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)。 随着电子元器件的发展 , 硬件连接 数控阶段经历了三代 :
数控技术第一章-图文
数控技术第一章-图文
§1-5数控机床的发展方向？？?
三、高可靠性四、高柔性化
柔性是指机床适应加工对象变化的能力。
五、高一体化
CNC系统与加工过程作为一个整体，实现机电光声综合控制；测量造型、加工一体化；加工、实时检测与修正一体化；机床主机设计与数控系统设计一体化。
§1-5数控机床的发展方向？
六、网络化
实现多种通迅协议，既满足单机需要，又能满足FMC、FMS、CIMS对基层设备的要求，同时便于形成“全球制造”的基础单元。
七、智能化21世纪的CNC系统将是一个高度智能化的系统，具体指系统应在局部或全部实现加工过程自适应、自诊断、自调整；多媒体人机接口使用户操作简单，智能编程使编程更加直观，不仅可以使用多种高级语言编程，还可用类自然语言编程；加工数据的自生成及智能数据库；智能监控等。
§1-5常见数控机床简介一、数控车床数控车床。
数控技术PPT课件
1-1 数控技术的基本概念与特点
二 数控技术的特点
提高加工精度 提高生产效率 改善工作条件 有利于生产管理 便于实现自动化 便于实现网络化 便于实现智能化
1-2 数控技术的产生与发展
一、 数控技术的产生
1948年： 麻省理工学院&帕森斯公司研制 1952年：世界第一台三坐标数控铣床诞生 1955年：投入实用阶段
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、测量、 装配等）进行可编程控制的自动化方法。
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。 数控技术就是利用数字化信号进行控制的技术
表1 控制介质和输入输出设备表
控制介质
输入设备
输入设备
穿孔纸带
纸带阅读机
纸带穿孔机
磁盘
磁盘驱动器
光盘
光盘驱动器
1-3 数控机床的工作原理与数控系统的分类
通讯 现代的数控系统除采用输入输出设备进行信 息交换外，一般都具有用通讯方式进行信息交换的 能力。它们是实现CAD/CAM的集成、FMS和CIMS 的基本技术。采用的方式有：
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
1000
急停
空运行 机床锁定 Z 轴锁定 MST 锁定
坐标轴选择
任选程序段 +JOG 快进 -JOG 主轴正转 主轴停 主轴反转
增量倍率 10
0
90
20
手摇脉冲发生器
传统加工 数控加工
图2 传统加工与数控加工的比较图
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。
数控课件概述
在两轴的基础上增加了Z轴的移动，当机床坐标系的X、 Y轴固定时，Z轴可以作周期性进给。两轴半联动加工可 以实现分层加工。 3、多坐标联动
数控机床能同时控制四个以上坐标轴的联动。多坐标 数控机床的结构复杂，精度要求高、程序编制复杂，适于 加工形状复杂的零件，如叶轮叶片类零件。通常三轴机床 可以实现二轴、二轴半、三轴加工；五轴机床也可以只用 到三轴联动加工，而其他两轴不联动 。
第1章 概 述
图 第一台数控机床
第1章 概 述
1、输入/输出设备2． 数控装置3． 伺服单元 4． PLC及接口5． 机床本体6． 测量装置
第1章 概 述
1.1.2 数控机床的组成
图1-2是数控机床的组成框图。除了机床本体以外的部分统称为数 控系统，数控装置是数控系统的核心。 1． 输入/输出设备 2． 数控装置 3． 可编程控制器PLC及接口 4．检测反馈装置 5．机床本体
(μm)
(m/min)
其它
5
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三维动态，
24,(1μm)； MAP, >=10,(0.1μ 数字交流伺服
m)
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<
交流伺服
10,(0.1μm)
<3
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<8
字符,步进电 机
第1章 概 述
• 1.2.5 按联动轴数分类
1、两轴联动 数控车为X轴与Z轴两根进给轴，联动进给时，数控系
1.1.1 基本概念
数字控制与数控机床
第1章 概 述
数控技术及应用教案及讲稿
数控技术及应用教案及讲稿第一章：数控技术概述一、教学目标：1. 了解数控技术的定义和发展历程。
2. 掌握数控系统的组成和基本工作原理。
3. 了解数控技术在现代制造业中的应用。
二、教学内容：1. 数控技术的定义和发展历程。
2. 数控系统的组成：CNC装置、执行装置、数控编程装置、数控机床等。
3. 数控系统的基本工作原理：硬件组成、软件结构、控制原理。
4. 数控技术在现代制造业中的应用。
三、教学方法：1. 讲授法：讲解数控技术的定义、发展历程、组成和应用。
2. 案例分析法：分析典型数控系统的组成和工作原理。
四、教学准备：1. 教学课件：展示数控技术的定义、发展历程、组成和应用。
2. 案例素材：提供典型数控系统的组成和工作原理的案例。
五、教学过程：1. 导入：简要介绍数控技术的定义和发展历程。
2. 讲解：详细讲解数控系统的组成和基本工作原理。
3. 案例分析：分析典型数控系统的组成和工作原理。
4. 应用展示：介绍数控技术在现代制造业中的应用。
5. 课堂互动：学生提问、解答疑问。
第二章：数控编程基础一、教学目标：1. 掌握数控编程的基本概念和常用术语。
2. 熟悉数控编程的指令系统和程序结构。
3. 学会编写简单的数控加工程序。
二、教学内容：1. 数控编程的基本概念和常用术语。
2. 数控编程的指令系统：准备功能指令、执行功能指令。
3. 数控编程的程序结构：程序格式、程序段、程序头和程序尾。
4. 编写简单的数控加工程序。
三、教学方法：1. 讲授法：讲解数控编程的基本概念、常用术语和指令系统。
2. 实践教学法：学生动手编写数控加工程序。
四、教学准备：1. 教学课件：展示数控编程的基本概念、常用术语和指令系统。
2. 编程练习素材：提供编写数控加工程序的练习题。
五、教学过程：1. 导入：简要介绍数控编程的基本概念和常用术语。
2. 讲解：详细讲解数控编程的指令系统和程序结构。
3. 编程练习：学生动手编写简单的数控加工程序。
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
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。
2
第一章 数控机床概述
第一节 数控技术与数控机床
《数控编程与CAM技术》第一章
（a）
（b）
图1-1-3 数控机床坐标系示例
相关知识
（三）数控机床的坐标系
2．机床原点、参考点和工作原点
1）机床原点 机床原点就是机床坐标系的原点。它是机床上的一个固定的点，由制造厂家 确定。机床坐标系是通过返回参考点操作来确立的，参考点是确立机床坐标 系的参照点。数控车床的机床原点多定在主轴前端面的中心，数控铣床的机 床原点多定在进给行程范围的正极限点处，但也有的设置在机床工作台中心， 使用前可查阅机床用户手册予以确定。 2）参考点 参考点（或机床原点）是用于对机床工作台（或滑板）与刀具相对运动的测 量系统进行定标与控制的点，一般都是设定在各轴正向行程极限点的位置上。
相关知识
（二）程序的组成
一个程序由表示程序文件开始的符号（%）、程序文件的标题等 （O××××）、表示程序段结束的符号（；）、程序区、注释区、表示程序 文件结束的符号（%）等部分组成。
（三）数控机床的坐标系
图1-1-2 笛卡尔直角坐标系统
相关知识
（三）数控机床的坐标系
机床各坐标轴及其正方向的确定原则如下。 （1）先确定Z轴。以平行于机床主轴的刀具运动坐标为Z轴。 （2）再确定X轴。X轴为水平方向且垂直于Z轴并平行于工件的装夹面。 （3）最后确定Y轴。在确定了X，Z轴的正方向后，即可按右手笛卡尔定则定出Y轴正方向。
相关知识
（二）数控机床简介
3．按机床所用进给伺服系统不同分类
数控机床按机床所用进给伺服系统来分，有开环伺服系统型、闭环伺服系 统型和半闭环伺服系统型。
4．按所用数控装置的不同分类
NC硬线数控：NC硬线数控机床是早期20世纪50～60年代采用的技术，其计算 控制多采用逻辑电路板等专用硬件的形式。要改变功能时，需要改变硬件电路， 因此通用性差，制造维护难，成本高。 CNC软线数控机床：CNC软线数控机床是伴随着计算机技术而发展起来的。 其计算控制的大部分功能都是通过小型或微型计算机的系统控制软件来实现的。 不同功能的机床其系统软件不同。当需要扩充功能时，只需改变系统软件即可。
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• 如：要执行如下一条指令程序段：
• NO02 G90 G01 X20.0 Y20.0 Z-5.0 S1000 T02
F500 M07；
• 解释：第二个程序段，采用绝对编程，直线 加工，终点坐标为（20 20 -5 ），以坐标原 点为基准。
•
以上程序所涉及的数字0～9，文字X，Y，
Z…，都需转换成“二进制”数字代码输入机
§1.1 数控技术的基本概念 §1.1.1 什么是机床的数字控制 一般机床：在加工零件时,按手动和机动两种方式
进行控制。 手动：手工摇动手柄带动机床部件进行运动
和停止； 机动：用控钮接通动力源电路而实现控制。 数控机床 ：以数字指令方式控制机床部件的相对
运动和动作。
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数控技术第一章概述
床的数控装置中，经计算处理，伺服控制，
驱动机床各部件运动，从而完成加工。
• 数控装置和伺服控制部分统称——数控系统。
§1.1.2 机床数字控制的原理
• 数控机床加工时： • 首先：将零件图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：将加工程序输入数控装置，按程序
的要求，经数控系统信息处理分配， 使各坐标移动若干个最小单位，实现 刀具与工件的相对运动，完成零件的 加工。
数字控制：NUMERICAL CONTROL →NC 其指令为“二进制”数字代码。 • 数控机床：一种装有数控系统的机床，能够
逻辑地处理具有使用号码或其它 符号编码指令规定的程序。 • 数控系统：一种控制系统，能够自动完成信 息的输入、译码、运算，从而控 制机床的运算和加工。
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数控技术第一章概述
控制，而且对各坐标轴的速度及
δ
.L1
…Ln
它们之间的比率都要严格控制，以 0
便加工出给定的轨迹。
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数控技图术第1一.1章B概述
X
移动时刀具未加工
刀具在加工
刀具在加工
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数控技术第一章概述
三、 直线插补和圆弧插补
• 插补： 指在被加工轨迹的起点和终点之间，插
进许多中间点，进行数据点的密化工作，然 后用已知线型逼近。 • 直线插补——CNC机床刀具运动轨迹是直
数控技术第一章概述
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2020/11/21
数控技术第一章概述
第一章
概论
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数控技术第一章概述
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立 式 铣 床
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数控技术第一章概述
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卧式车床
数控技术第一章概述
立式加工中心
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数控技术第一章概述
立式加工中心
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数控技术第一章概述
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数控技术第一章概述
一、点位控制 ： POINT TO POINT CONTROL
（钻、镗、攻螺纹）
如图：1.1A 在XOY平面内使刀具从P——Q点
Y
O P
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R Q
点位控制：
严格要求控制点—点的 距离，不关心路径。
X
数控技术第一章概述
• 刀具在X、Y轴移动以最小单 位量计算的程序给定距离，运动的 合成量为P点和Q点间的距离。但 刀具轨迹没有严格的限制。
§1.1数控技术的基本概念 §1.2 数控机床的基本结构
§1.3 数控机床的组成与分类
§1.4 数控技术的产生与发展
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总
结
数控技术第一章概述
§1.1 数控技术的基本概念 第一节：什么是机床的数字控制
第二节：机床数字控制的原理 第三节：数控机床 的组成及特点
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数控技术第一章概述
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数控技术第一章概述
3. 检测装置：
将坐标位移的实际值测出，反馈给CNC 装置的调节电路进行比较，有差值便发出运 动控制信号，从而实现偏差控制，不断比较 直到偏差为零，结束运动；
4．可编程控制器（机床电器逻辑控制装置) ：
主要是对一些辅助功能的控制—开关量 的控制。如：主轴的停启，刀具的更换，冷 却液的开关，电磁铁的吸合，急停，报警等。
由CNC机床的CNC装置进行计算分配通过两个坐标轴最小单
位量的单位运动（△X、△Y）合成，不断连续控制刀具运动，不 偏离地走出直线或圆弧，从而非常逼真地加工出平面曲线。
2．空间曲线加工：
如图1.1C，P2，以同样的方法 Y
逼近，只是ΔL的单位运动分量为 ΔX、ΔY及ΔZ。
特点：不仅对坐标的移动量进行
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数控技术第一章概述
2．伺服驱动装置：
位于数控装置和机床本体之间，包括进给伺服驱动 装置和主轴驱动装置。
进给伺服驱动装置：位置控制、速度控制和电机； 主轴驱动装置：速度控制 、主轴电机。 快速响应CNC装置发出的指令，驱动机床各坐标轴 运动同时提供足够的功率和扭矩； 伺服控制按工作原理分：关断性控制和调节性控制 关断控制—将指令值与实测值比较，相等发出中断指 令； 调节控制—CNC装置发出运动指令信号，伺服驱动装 置快速响应跟踪指令信号；
如上图 ，刀具可从P点——R点 （X轴） ，再从R点—Q点（Y 轴）；也可以在XY轴以同速度V移 动到R点，再延X轴——Q点。
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数控技术第一章概述
二、轮廓控制 （平面曲线 空间曲线）
1 . 平面曲线加工：如图 1.1B 对于平面内任意曲线L，要求刀
具T延曲线轨迹运动，进行切削加工。将L分割成：L0 L1 L2…Ln等小线段，用直线或圆弧代替这些线段，当逼近误差δ 相当小→0 时，这些折线便逼近已知曲线。
此开关量：仅有“O”和“1”状态。
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数控技术第一章概述
§1·1·3 数控机床的组成及特点
一、组成
信息输入\出装置
数控装置
伺服驱动装置
检测反馈装置
机床本体
机电接口
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数控技术第一章概述
1. 信息输入装置：
加工零件各种参数、信息由此输入CNC装置。
线的加工； • 圆弧插补—— CNC机床刀具运动轨迹是圆
弧的加工。
四、数控系统的组成
组成
数控装置 伺服驱动装置
可编程控制器 检测装置
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数控技术第一章概述
1. CNC装置：
按零件图加工要求—插补运算—向各坐 标轴发出速度控制指令；
数控装置将数控加工信息输出到机床的 控制量主要有两种类型：一类是模拟或数字 形式的连续控制量，送往驱动控制装置，完 成零件加工的轨迹控制；另一类是二进制形 式的开关控制量，送往机床电器逻辑控制装 置，控制机床各组成部分实现各种数控功能。