机床数控技术
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机床数控技术
数 控 机 床 的 组 成 和 工 作 原 理
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数控机床通常由四部分组成：
l 目前我国企业生产的数控机床属于引入数控系统，世界 上著名的数控公司有：
Ÿ Ÿ
日本—FANUC 德国—SIEMENS市场占有达60%；
Ÿ 日本—三菱
Ÿ 德国—HEIDHEIN
Ÿ 西班牙—FAGOR
Ÿ 法国—UMN
Ÿ 美国—AB等。
机床数控技术
中国数控机床发展水平及数字统计
2002年中国金属加工机床进口、出口贸易统计
机床数控技术
数 控 技 术 及 机 床
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2002年世界机床出口前十名 （百万美元）
国家(地区) 德国 日本
意大利 瑞士
中国台湾 美国 英国
西班牙 法国
比利时
2002年 3882 3443 1801 1476 1438 915 514 501 429 414
2001年 4288 4797 1942 1756 1363 1034 708 476 486 564
第一章 概述
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机床数控技术
| 主要内容
z 第一节 数控机床
第
z 第二节 数控加工的特点
一
z 第三节 数控机床的分类
章
z 第四节 数控机床的主要性能指标 z 第五节 数控技术的学习方法
概 述
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机床数控技术
| 主要内容
z 第一节 数控机床
第
] 数控技术及机床 ] 数控机床的组成和工作原理
通常过程：图纸—工艺安排—关键点坐标确定—编 程—制备程序介质。
机床数控技术
数 控 机 床 的 组 成 和 工 作 原 理
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数控机床通常由四部分组成：
数控装置是数控机床的核心，是控制机床运动的 中枢系统。通常数控装置由输入装置、控制器、 运算器和输出装置组成，一般控制器和运算器制 作在一起，也可以说是三部分构成。它的功能是 按照规定的控制算法进行插补运算，并将结果经 输出装置送到各坐标控制伺服系统。
同比 -14% -26% -12% -20% 8% -11% -28% 5% -16% -30%
数控技术及机床结束
机床数控技术
| 主要内容
z 第一节 数控机床
] 数控技术及机床
第
] 数控机床的组成和工作原理
一
z 第二节 数控加工的特点
章
z 第三节 数控机床的分类 z 第四节 数控机床的主要性能指标
] 数控机床：采用了数控技术的机床，是实现柔性自动化 的关键设备，是柔性自动生产系统的基本单元；
] 数控技术是现代先进制造技术的基础，其技术水平和普 及程度是衡量国家综合国力和工业现代化程度的重要标 志。
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机床数控技术
第一章 概述
第二章 数控加工的程序编制（重点）
第三章 数控机床程序编制中的工艺处理
及
机
床
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机床数控技术
Ÿ 通用机床的自动化改装
大
Ÿ 自动机床
Ÿ 专用机床和组合机床
批
Ÿ 自动生产线
量
上世纪50年代前，自动化是为大批量生产服务的，美
生
国发展最快；50年代后，自动化主要解决的是小批量
产
生产问题，日本则走在了前面。
自
动
化
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机床数控技术
] 数控机床的发展历程与加工生产自动化方
机床数控技术
多 品 种、 小 批 量 生 产 的 自 动 化
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1952年，第一代电子管数控系统； 1959年，第二代晶体管数控系统，随之出现刀库，机械手、 加工中心； 1960年，第三代集成电路数控系统，硬逻辑数控系统（称 为NC）； 1970年，第四代小型计算机数控（CNC）； 1974年，第五代微型计算机数控（MNC，统称CNC） ； 1980年后，FMS、FMC、CIMS、开放式数控（open NC） 系统、智能制造系统（IMS）大发展。 1990年后，高速加工，纳米制造。
2001年 4740 5712 5254 5231 3080 1324 1516 1118 881 897
同比 20% -20% -32% -36% -10% -8% -27% -10% -12% -26%
机床数控技术
数 控 技 术 及 机 床
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2002年世界机床进口前十名 （百万美元）
一
z 第二节 数控加工的特点
章
z 第三节 数控机床的分类
z 第四节 数控机床的主要性能指标
概
z 第五节 数控技术的学习方法
述
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机床数控技术
| 主要内容
z 第一节 数控机床
] 数控技术及机床
第
] 数控机床的组成和工作原理
一
z 第二节 数控加工的特点
章
z 第三节 数控机床的分类 z 第四节 数控机床的主要性能指标
机床数控技术
数 控 机 床 的 组 成 和 工 作 原 理
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数控机床通常由四部分组成：
伺服系统是数控系统的执行部分，通常由驱动装 置和执行机构组成，前者有步进电动机、直流和 交流伺服电动机等，交流伺服电动机具有良好的 性能价格比而成为首选；执行机构采用齿轮或同 步齿型带传动，同步齿型带具有良好的应用前景。
学；
数
] 机电一体化技术是由微电子技术、计算机技术（信息技术）
控
与精密机械技术结合的复合技术，综合这种技术的产品即 机电一体化产品，“机电一体化技术”是一个广义的概念，
技
“数控技术”相对比较具体； ] 机电一体化的许多关键技术和产品是美国人发明的，但是
术
“机电一体化”这个词是日本人想出来的，将 Mechanics
及
（机械学）的前半部和 Electronics（电子学）的后半部 组合构成，即“Mechatronics”，我国译作“机电一体化”
机
（机械电子化）； ] 机械技术有200多年的发展历史，微电子技术有70多年的
床
发展历史，两者通过信息技术为媒介的结合，自40年代设
想，50年代形成产品，60年代开始日益蓬勃发展至今。
课
第四章 数控系统操作知识（上机仿真，实
程
验）
概
第六章 数控机床的位移检测装置 第七章 数控机床的伺服系统（简介）
况
第八章 数控系统插补原理
第九章 自由曲线及曲面的加工（简介）
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机床数控技术
课 程 概 况
] 课程安排：第6学期，5～18周，周学时3（43单，53） ] 课时安排：总40学时，理论28学时，实验12学时 ] 成绩评定：期终考试60%，实验20%，作业5%，
z 第五节 数控技术的学习方法
概
述
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机床数控技术
数 控 机 床 的 组 成 和 工 作 原 理
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数控机床通常由四部分组成：
程序介质用于记载加工信息，其形式有：纸带、磁 带和磁盘。用标准的由字母、数字和符号构成的代码， 按规定的格式编制零件的加工程序单，再制作程序载 体。编程有人工进行和计算机编程两种。
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机床数控技术
] 机电一体化技术和产品的发展，使机械工程、机械工
业的面貌和内容发生了根本性的变化。过去，理论上
数
主要以力学为基础，实践上主要以经验为基础；现在，
控
作为基础理论远不限于力学，还有系统论、控制论、 信息论、传感理论、电子学、计算机学等等，作为实
技
践的基础远不限于经验，还涉及各有关学科，同时，
出勤10%，讨论5% ] 参考书： 1、数控技术，王永章等主编，高等教育出版社，2005 2、数控技术，赵玉刚等主编，机械工业出版社，2006 3、数控机床，吴祖育等主编，上海科学技术出版社，
2004 4、其它，如数控编程，数控原理与结构，数控编程与操
作等
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机床数控技术
《机床数控技术》
术
切削加工的数控机床之外，数控技术也大量用于压力
及
机、冲床、弯管机、电火花切割机等特种加工设备上， 近年来在非加工设备中也大量采用了数控技术，装配
机
机、多坐标测量机、自动绘图机和工业机器人。
床
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机床数控技术
] 机电一体化是当今世界机械工业发展的一种必然趋势，是
Байду номын сангаас
机械学、微电子学和信息科学三者有机结合的一门综合科
机床数控技术
多 品 种、 小 批 量 生 产 的 自 动 化
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l 日本和美国在开发数控机床方面的初衷是不一样的；
l 我国于80年代以后开始研制数控机床，在消化吸收、引 进技术的基础上，数控技术也有长足的发展，能生产100 多种数控机床；研制出了六轴五联动的数控系统；国产 数控机床的分辨率已提高到0.001mm；
机床数控技术
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2020/11/18
机床数控技术
课 程 概 况
] 数控：数字控制（NC — Numerical Control）,以数字 化信息对机床运动及加工过程进行控制的一种方法，NC 已成为数控加工的专用术语；
] 数控技术：用数控机床（数控设备）进行自动化加工的 一种技术，它综合应用了多种学科的知识；
z 第五节 数控技术的学习方法
概
述
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机床数控技术
] 数字控制，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方法；
数
] 数控机床是采用了数控技术的机床； ] 数控技术是一种控制机械运动的技术，从原理上看，
控
数控是一种形→数、数→形的转换技术，或者是用数
技
字描述运动量进而来控制运动的技术； ] 数控技术首先是在金属切削机床上发展起来的，除了
本身也在形成自己的学科体系——制造理论、工艺理
术
论。
及
] 数控机床的发展历程与加工生产自动化方式密切相连，
生产自动化主要分为两类：
机
Ÿ 大批量生产自动化
床
Ÿ 多品种、小批量生产的自动化
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机床数控技术
] 生产自动化主要分为两类：
数
Ÿ 大批量生产自动化
控
Ÿ 多品种、小批量生产的自动化
技
术
式密切相连，生产自动化主要分为两类：
数
Ÿ 大批量生产自动化
控
Ÿ 多品种、小批量生产的自动化
技
术
及
机
床
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机床数控技术
多 品 种、 小 批 量 生 产 的 自 动 化
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成组加工 (Group Technology)，GT 数字控制 (Numerical Control)，NC 加工中心 (Machining Center)，MC 适应控制 (Adaptive Control)，AC 计算机数控 (Compute Numerical Control)，CNC 直接数控 (Direct Numerical Control)，DNC，也称群 控 柔性制造系统 (Flexible Manufacturing System)，FMS 计算机辅助制造 (Compute Aided Manufacturing)，CAM 集成制造系统 (Compute Integrated Manufacturing System)，CIMS，也称CAD/CAM 无人化制造系统 (Unmanned Manufacturing System)， UMS
同比 -17% -30% -5% 15% -33% 10% -20% -8% 4% -5%
机床数控技术
数 控 技 术 及 机 床
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2002年世界机床消费前十名 （百万美元）
国家(地区) 中国 德国 日本 美国 意大利 韩国 法国
中国台湾 西班牙 英国
2002年 5696 4815 3441 3325 2932 1223 1165 977 819 690
数量
(千 台)
进口
金额 (百万$)
与上年比较 (%)
数量 金额
数量 (千台)
出口
金额 与上年比较
(百万$)
(%)
数量 金额
金属切削机 床合计
其中数控机 床
75.96 18.28
2074.7 1453.7
24.29 26.60 5506.58 38.37 31.63 3.10
263.9 34.6
22.22 13.85 41.16 -3.24
国家(地区) 中国 美国 德国
意大利 韩国 法国
加拿大 中国台湾
英国 日本
2002年 3151 2327 1960 957 790 781 704 661 612 495
2001年 2406 3411 2269 1227 931 1188 739 845 781 660
同比 31% -32% -14% -22% -15% -34% -5% -22% -22% -25%
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机床数控技术
数 控 技 术 及 机 床
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2002年世界机床生产前十名 （百万美元）
国家(地区) 德国 日本
意大利 中国 美国
中国台湾 瑞士
西班牙 韩国 法国
2002年 6737 6379 3775 3025 1913 1754 1716 863 833 812
2001年 7732 9390 3794 2624 2853 1635 2047 886 804 814
数 控 机 床 的 组 成 和 工 作 原 理
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数控机床通常由四部分组成：
l 目前我国企业生产的数控机床属于引入数控系统，世界 上著名的数控公司有：
Ÿ Ÿ
日本—FANUC 德国—SIEMENS市场占有达60%；
Ÿ 日本—三菱
Ÿ 德国—HEIDHEIN
Ÿ 西班牙—FAGOR
Ÿ 法国—UMN
Ÿ 美国—AB等。
机床数控技术
中国数控机床发展水平及数字统计
2002年中国金属加工机床进口、出口贸易统计
机床数控技术
数 控 技 术 及 机 床
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2002年世界机床出口前十名 （百万美元）
国家(地区) 德国 日本
意大利 瑞士
中国台湾 美国 英国
西班牙 法国
比利时
2002年 3882 3443 1801 1476 1438 915 514 501 429 414
2001年 4288 4797 1942 1756 1363 1034 708 476 486 564
第一章 概述
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机床数控技术
| 主要内容
z 第一节 数控机床
第
z 第二节 数控加工的特点
一
z 第三节 数控机床的分类
章
z 第四节 数控机床的主要性能指标 z 第五节 数控技术的学习方法
概 述
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机床数控技术
| 主要内容
z 第一节 数控机床
第
] 数控技术及机床 ] 数控机床的组成和工作原理
通常过程：图纸—工艺安排—关键点坐标确定—编 程—制备程序介质。
机床数控技术
数 控 机 床 的 组 成 和 工 作 原 理
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数控机床通常由四部分组成：
数控装置是数控机床的核心，是控制机床运动的 中枢系统。通常数控装置由输入装置、控制器、 运算器和输出装置组成，一般控制器和运算器制 作在一起，也可以说是三部分构成。它的功能是 按照规定的控制算法进行插补运算，并将结果经 输出装置送到各坐标控制伺服系统。
同比 -14% -26% -12% -20% 8% -11% -28% 5% -16% -30%
数控技术及机床结束
机床数控技术
| 主要内容
z 第一节 数控机床
] 数控技术及机床
第
] 数控机床的组成和工作原理
一
z 第二节 数控加工的特点
章
z 第三节 数控机床的分类 z 第四节 数控机床的主要性能指标
] 数控机床：采用了数控技术的机床，是实现柔性自动化 的关键设备，是柔性自动生产系统的基本单元；
] 数控技术是现代先进制造技术的基础，其技术水平和普 及程度是衡量国家综合国力和工业现代化程度的重要标 志。
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机床数控技术
第一章 概述
第二章 数控加工的程序编制（重点）
第三章 数控机床程序编制中的工艺处理
及
机
床
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机床数控技术
Ÿ 通用机床的自动化改装
大
Ÿ 自动机床
Ÿ 专用机床和组合机床
批
Ÿ 自动生产线
量
上世纪50年代前，自动化是为大批量生产服务的，美
生
国发展最快；50年代后，自动化主要解决的是小批量
产
生产问题，日本则走在了前面。
自
动
化
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机床数控技术
] 数控机床的发展历程与加工生产自动化方
机床数控技术
多 品 种、 小 批 量 生 产 的 自 动 化
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1952年，第一代电子管数控系统； 1959年，第二代晶体管数控系统，随之出现刀库，机械手、 加工中心； 1960年，第三代集成电路数控系统，硬逻辑数控系统（称 为NC）； 1970年，第四代小型计算机数控（CNC）； 1974年，第五代微型计算机数控（MNC，统称CNC） ； 1980年后，FMS、FMC、CIMS、开放式数控（open NC） 系统、智能制造系统（IMS）大发展。 1990年后，高速加工，纳米制造。
2001年 4740 5712 5254 5231 3080 1324 1516 1118 881 897
同比 20% -20% -32% -36% -10% -8% -27% -10% -12% -26%
机床数控技术
数 控 技 术 及 机 床
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2002年世界机床进口前十名 （百万美元）
一
z 第二节 数控加工的特点
章
z 第三节 数控机床的分类
z 第四节 数控机床的主要性能指标
概
z 第五节 数控技术的学习方法
述
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机床数控技术
| 主要内容
z 第一节 数控机床
] 数控技术及机床
第
] 数控机床的组成和工作原理
一
z 第二节 数控加工的特点
章
z 第三节 数控机床的分类 z 第四节 数控机床的主要性能指标
机床数控技术
数 控 机 床 的 组 成 和 工 作 原 理
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数控机床通常由四部分组成：
伺服系统是数控系统的执行部分，通常由驱动装 置和执行机构组成，前者有步进电动机、直流和 交流伺服电动机等，交流伺服电动机具有良好的 性能价格比而成为首选；执行机构采用齿轮或同 步齿型带传动，同步齿型带具有良好的应用前景。
学；
数
] 机电一体化技术是由微电子技术、计算机技术（信息技术）
控
与精密机械技术结合的复合技术，综合这种技术的产品即 机电一体化产品，“机电一体化技术”是一个广义的概念，
技
“数控技术”相对比较具体； ] 机电一体化的许多关键技术和产品是美国人发明的，但是
术
“机电一体化”这个词是日本人想出来的，将 Mechanics
及
（机械学）的前半部和 Electronics（电子学）的后半部 组合构成，即“Mechatronics”，我国译作“机电一体化”
机
（机械电子化）； ] 机械技术有200多年的发展历史，微电子技术有70多年的
床
发展历史，两者通过信息技术为媒介的结合，自40年代设
想，50年代形成产品，60年代开始日益蓬勃发展至今。
课
第四章 数控系统操作知识（上机仿真，实
程
验）
概
第六章 数控机床的位移检测装置 第七章 数控机床的伺服系统（简介）
况
第八章 数控系统插补原理
第九章 自由曲线及曲面的加工（简介）
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机床数控技术
课 程 概 况
] 课程安排：第6学期，5～18周，周学时3（43单，53） ] 课时安排：总40学时，理论28学时，实验12学时 ] 成绩评定：期终考试60%，实验20%，作业5%，
z 第五节 数控技术的学习方法
概
述
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机床数控技术
数 控 机 床 的 组 成 和 工 作 原 理
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数控机床通常由四部分组成：
程序介质用于记载加工信息，其形式有：纸带、磁 带和磁盘。用标准的由字母、数字和符号构成的代码， 按规定的格式编制零件的加工程序单，再制作程序载 体。编程有人工进行和计算机编程两种。
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机床数控技术
] 机电一体化技术和产品的发展，使机械工程、机械工
业的面貌和内容发生了根本性的变化。过去，理论上
数
主要以力学为基础，实践上主要以经验为基础；现在，
控
作为基础理论远不限于力学，还有系统论、控制论、 信息论、传感理论、电子学、计算机学等等，作为实
技
践的基础远不限于经验，还涉及各有关学科，同时，
出勤10%，讨论5% ] 参考书： 1、数控技术，王永章等主编，高等教育出版社，2005 2、数控技术，赵玉刚等主编，机械工业出版社，2006 3、数控机床，吴祖育等主编，上海科学技术出版社，
2004 4、其它，如数控编程，数控原理与结构，数控编程与操
作等
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机床数控技术
《机床数控技术》
术
切削加工的数控机床之外，数控技术也大量用于压力
及
机、冲床、弯管机、电火花切割机等特种加工设备上， 近年来在非加工设备中也大量采用了数控技术，装配
机
机、多坐标测量机、自动绘图机和工业机器人。
床
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机床数控技术
] 机电一体化是当今世界机械工业发展的一种必然趋势，是
Байду номын сангаас
机械学、微电子学和信息科学三者有机结合的一门综合科
机床数控技术
多 品 种、 小 批 量 生 产 的 自 动 化
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l 日本和美国在开发数控机床方面的初衷是不一样的；
l 我国于80年代以后开始研制数控机床，在消化吸收、引 进技术的基础上，数控技术也有长足的发展，能生产100 多种数控机床；研制出了六轴五联动的数控系统；国产 数控机床的分辨率已提高到0.001mm；
机床数控技术
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2020/11/18
机床数控技术
课 程 概 况
] 数控：数字控制（NC — Numerical Control）,以数字 化信息对机床运动及加工过程进行控制的一种方法，NC 已成为数控加工的专用术语；
] 数控技术：用数控机床（数控设备）进行自动化加工的 一种技术，它综合应用了多种学科的知识；
z 第五节 数控技术的学习方法
概
述
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机床数控技术
] 数字控制，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方法；
数
] 数控机床是采用了数控技术的机床； ] 数控技术是一种控制机械运动的技术，从原理上看，
控
数控是一种形→数、数→形的转换技术，或者是用数
技
字描述运动量进而来控制运动的技术； ] 数控技术首先是在金属切削机床上发展起来的，除了
本身也在形成自己的学科体系——制造理论、工艺理
术
论。
及
] 数控机床的发展历程与加工生产自动化方式密切相连，
生产自动化主要分为两类：
机
Ÿ 大批量生产自动化
床
Ÿ 多品种、小批量生产的自动化
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机床数控技术
] 生产自动化主要分为两类：
数
Ÿ 大批量生产自动化
控
Ÿ 多品种、小批量生产的自动化
技
术
式密切相连，生产自动化主要分为两类：
数
Ÿ 大批量生产自动化
控
Ÿ 多品种、小批量生产的自动化
技
术
及
机
床
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机床数控技术
多 品 种、 小 批 量 生 产 的 自 动 化
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成组加工 (Group Technology)，GT 数字控制 (Numerical Control)，NC 加工中心 (Machining Center)，MC 适应控制 (Adaptive Control)，AC 计算机数控 (Compute Numerical Control)，CNC 直接数控 (Direct Numerical Control)，DNC，也称群 控 柔性制造系统 (Flexible Manufacturing System)，FMS 计算机辅助制造 (Compute Aided Manufacturing)，CAM 集成制造系统 (Compute Integrated Manufacturing System)，CIMS，也称CAD/CAM 无人化制造系统 (Unmanned Manufacturing System)， UMS
同比 -17% -30% -5% 15% -33% 10% -20% -8% 4% -5%
机床数控技术
数 控 技 术 及 机 床
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2002年世界机床消费前十名 （百万美元）
国家(地区) 中国 德国 日本 美国 意大利 韩国 法国
中国台湾 西班牙 英国
2002年 5696 4815 3441 3325 2932 1223 1165 977 819 690
数量
(千 台)
进口
金额 (百万$)
与上年比较 (%)
数量 金额
数量 (千台)
出口
金额 与上年比较
(百万$)
(%)
数量 金额
金属切削机 床合计
其中数控机 床
75.96 18.28
2074.7 1453.7
24.29 26.60 5506.58 38.37 31.63 3.10
263.9 34.6
22.22 13.85 41.16 -3.24
国家(地区) 中国 美国 德国
意大利 韩国 法国
加拿大 中国台湾
英国 日本
2002年 3151 2327 1960 957 790 781 704 661 612 495
2001年 2406 3411 2269 1227 931 1188 739 845 781 660
同比 31% -32% -14% -22% -15% -34% -5% -22% -22% -25%
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机床数控技术
数 控 技 术 及 机 床
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2002年世界机床生产前十名 （百万美元）
国家(地区) 德国 日本
意大利 中国 美国
中国台湾 瑞士
西班牙 韩国 法国
2002年 6737 6379 3775 3025 1913 1754 1716 863 833 812
2001年 7732 9390 3794 2624 2853 1635 2047 886 804 814