第一章数控机床概论

第一章 数控机床概论
第一章 数控机床概论
•本章主要介绍数控机床和数控技术的基本概念，
提
数控系统的类型，数控机床的组成和数控加工原理， 数控机床的发展历程和趋势。
•要点：数控技术及数控机床的基本概念、数控机
床的组成及类型，数控加工原理。
要
•难点：数控系统的类型，数控机床的组成和数控
加工原理。
•学时：4学时
第一章 数控机床概论
掌握数控机床和数控技术的基本概念
目
了解数控系统类型及数控机床组成
了解数控加工原理
标 了解数控机床的发展历程和趋势
第一章 数控机床概论
本章内容基本概念较多，学生在学习
建
过程中要认真领会和掌握，了解数控
机床和数控技术的发展过程和趋势，
议
了解数控加工原理，应阅读有关的书
籍和资料作为本章内容的补充。
第一节 数控机床简介
自从本世纪中叶数控技术创立以来，它给机械制造
第
业带来了革命性的变化。
一
章 现在数控技术已成为制造业实现自动化、柔性化、
数
集成化生产的基础技术，现代的CAD/CAM，FMS
控 机
和CIMS、AM和IM等，都是建立在数控技术之上。
床
概
论
第一节 数控机床简介
数控技术是提高产品质量、提高劳动生产率
必不可少的物质手段；
第 一 国家战略技术和体现国家综合国力水平重要 章
标志；
数 控
专家们预言: 二十一世纪机械制造业的竞争，
机 床
其实质是数控技术的竞争。
概
论
数控机床产生的原因
❖ 大批量生产企业为提高产品质量和生产率，多
采用自动机床、组合机床和和专用自动线等自动
化设备，尽管这类设备初次投资大，生产准备时
第 间长，但分摊在每个工件上的费用很少，经济效
一 章
益仍很显著。
❖ 但由于市场竞争，企业不仅要提高产品质量，
而且要不断地改型，增加产品变化的需要。即使
数 是大批量生产的产品，也不是长期不变——刚性
控 机 床
的自动化设备，在大批量生产中也日益暴露其缺 点。
概
轮
为了解决上述问题，满足多品种，
小批量自动化生产，迫切需要一种灵
第 一
活通用的，能适应产品频繁变化的柔 性高度自动化机床。这种背景导致了
章 数控机床的诞生和发展。为单件，小
批量生产精密复杂零件的加工自动化
数 控
提供了广阔前景。
机
床
概
轮
第 一 章
零件图
数 控 机 床 概 论
加工程序
数控 装置
伺服 系统
数控系统
机床
图1-1 数控机床的加工过程
数控机床与其它机床的差别
❖ 数控机床采用数控装置或计算机来全部
或部分取代通用机床在加工零件时对机床
第 一
的各种动作：启动、加工顺序、改变切削
章 用量、主轴变速、选择刀具、冷却液开停
以及停车等人工控制。
数 ❖ 加工对象改变时，除重新调整工件的装
控 机 床
夹和更换刀具外，只需更换加工程序，就 能实现另一种零件的加工，不需对机床作
概 任何调整或制造专用夹具。
论
数控机床与其它机床的比较
指标 通用机 专用机 数控机
第 一 章
床 劳动强 高
床
床
较低 低
度
数 工时 多
控 机
生产周 长
床期
概 加工精 低 论度
较多 少 较长 短 较高 高
1. 适应性强
用数控机床加工零件，当产品改型时只需重
新制作信息载体或重新编制手动输入程序，
就能实现对新零件的加工。它不同于传统机
床，不需要制作、更换工夹具和模具，更不
数 控
需要重新调整机床。为单件、小批量生产以
机 及试制新产品提供了极大的方便。因而生产
床 的
准备时间短，灵活性强。
特
点
2.加工精度高，质量好
❖ 中、小型数控机床定位精度可达0.005mm，重复 定位精度为0.002mm。加工精度不受零件复杂程度 和操作者技术水平影响，同批零件加工一致性较好。
❖ 数控机床所需加工条件（进给速度、主轴转速、容
数 控 机
差指定、刀具选择等）都由控制介质的指令代码事 先规定好，加工自动完成，人为造成的加工误差很
床 小。
的 特 点
❖ 进给传动链的换向间隙与丝杠传动误差等均可由 数控装置进行补偿。
3.加工生产率高，经济效益好
❖ 对工夹具要求低，又无需划线，大大 缩短加工准备时间；
❖ 加工过程中重复精度高，节省了对零
数 控
件的检验时间；
机 床 的
❖ 零件改型时只需要更换程序，节省了 准备和调整时间。
特
点
4.操作简单,减轻工人劳动强度
❖ 数控机床的动作由程序上的信息直接控
制，输入后就自动连续加工，直至加工完
毕后自动停车。简化了工人的操作，对工
数 人的技术水平要求降低了，
控 机❖
工人只需装卸零件和更换刀具并监督机
床 的
床的运行，减轻了操作者劳动强度。
特
点
5. 有利于生产管理的现代化
❖ 用数控机床加工零件，能准确计算出零件
的加工工时，并有效地简化了检验、工装和
半成品的管理工作，减少因误操作造成废品
数 和损坏刀具的可能性。
控 机❖
有利于使生产管理水平的提高，实现生产
床 的
管理的现代化。
特 点
❖
增加相应的管理工作。
6. 数控机床价格高，维修较难
❖ 数控机床配有数控装置或计算机，机床加
工精度受切削用量大、连续加工发热多的影
响，使其设计要求比通用机床更严格，制造
要求更精密，因此制造成本较高。
数 控 机
❖ 数控机床的数控系统较复杂，一些元件、 部件的精度较高，以及一些进口机床的技术
床
开发受到条件的限制，因此，数控机床的调
的 特
试和维修都较困难。
点
数控机床的应用范围
第 一
数控机床是一种高效自动化机床，具有 一般机床不具备的特点，所以数控技术
章 的应用范围不断扩大，但其技术复杂，
成本较高，从最经济有效的角度出发，
数 数控机床最适用下列特点的零件加工。
控 机 床 概 论
第 一 章
数
控
机
床
图1-2 数控机床的应用范围
概
论
第二节 基本概念
❖ 数字控制与数控技术
数字控制（Numerical Control：NC）是一种
第
借助数字、字符或其它符号对某一工作过程（如
一 章
加工、测量、装配等）进行可编程控制的自动化
方法，简称数控（NC）技术。
数 数控技术（Numerical Control Technology）是
控 机
指用数字量及字符发出指令来对某一工作过程实
床
现自动控制的技术。
概
论
第二节 基本概念
采用数控技术的控制系统称为数控系统
（Numerical Control System）－实现
第
数字控制的装置。
一 装备了数控系统的的机床称为数控机床
章
（Numerical Control Machine Tools）