数控机床概述
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系统（CNC）； 第5代数控：自1974年开始采用微型电子计算机控制的系统（MNC）； 第6代数控：90年代以来采用基于PC机控制的开放式系统。
第1章 数控机床概述
1.2 数控机床的特点
与普通机床相比， 数控机床具有以下（加工）特点：
（优点）
1. 加工精度高（好） 2. 生产柔性大（多） 3. 劳动强度低（省） 4. 生产效率高（快） 5. 经济效益好（省） 6. 管理现代化（快）
刀具
图1.2 直线控制切削加工
第1章 数控机床概述
3. 轮廓控制数控机床
轮廓控制数控机床能够控制机床刀具或工件沿直线、 圆弧或抛物线等曲线轨迹移动， 移动过程中可进行切削 加工， 移动速度根据工艺要求由编程确定， 可实现曲 线或者曲面轮廓加工， 加工示例如图1.3所示。
第1章 数控机床概述
工件
刀具
司生产出来。 1959年，第一台加工中心由美国K&T公司开发
出来。
第1章 数控机床概述
数控机床在我国
1958年我国开始研制第一台数控铣床（清华大学）。 1966年我国研制成功晶体管NC系统，并生产出了数控
线切割机床、数控铣床等 80年代，主要靠引进。 90年代，主要靠摸索前进。 2K年后，发展较快，目前已有FMS和CIMS。
第1章 数控机床概述
Z n
P(X, Y, )Z
数控技术与数控机床（概念）
数控技术----是近代发展起来的一种自动控制技术，是用数 字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法。
数控系统----就是采用数控技术实现数字控制的一整套装置 和设备。
数控机床----就是装备有数控系统，采用数控技术控制的机 床。
常见的数控机床有：数控车床、 数控铣床、 数控加工中心 等。
第1章 数控机床概述
图0.1 倾斜式导轨数控车床
第1章 数控机床概述
图0.2 立式数控铣床
第1章 数控机床概述
图0.3 简易数控铣床
第1章 数控机床概述
图0.4 立式加工中心
第1章 数控机床概述
图0.5 卧式加工中心
第1章 数控机床概述
图0.6 工业机器人
第1章 数控机床概述
图0.7 六杆MC
第1章 数控机床概述
1.3.2 按运动轨迹分类
1. 点位控制数控机床
这类数控机床的特点是在刀具相对于工件的移动 过程中不进行切削加工， 只要求刀具从一点移动到另 一点并准确定位， 而对运动的速度和轨迹没有严格的 要求。 如图1.1所示， 刀具从A点到B点可以走①、 ② 或③中的任意一条路经。
第1章 数控机床概述
第1章 数控机床概述
数控机床
前后教学领域
该教学领域的位置
前
机械制造基础
教
学
MASTERCAM
领 域
机械加工工艺学
本教学领域
数控机床
后 数控加工工艺课程设计 教 学 数控机床操作中级工实训
领 域 数控机床操作高级工实训
第1章 数控机床概述
第1章 数控机床概述
1.1 数控机床的产生和发展 1.2 数控机床的特点 1.3 数控机床的分类 1.4 数控机床的基本原理和坐标系 1.5 数控机床的主要性能指标
第1章 数控机床概述
数控机床的产生的意义
数控机床的产生使带有复杂曲面的零件的自动化 加工得以实现（如螺旋桨叶片、模具）。
机床数控的产生，使生产容易实现： 复杂多变零件的加工，而且加工精度高， 一致性 好， 生产效率高， 能够大大减轻工人的劳动强度， 因此很快受到了人们的关注。
第1章 数控机床概述
第1章 数控机床概述
数控机床的发展
数控机床发展到今天，完全依赖于数控系统的发展，大致可划分为6代。 第1代数控：1952～1959年采用电子管元件构成的专用数控装置（NC）； 第2代数控：1959～1964年采用晶体管电路的NC装置； 第3代数控：1965～1970年采用小、中规模集成电路的NC装置； 第4代数控：1971～1974年采用大规模集成电路的小型通用电子计算机控制的
图1.3 轮廓控制切削加工
第1章 数控机床概述
4. 控制轴数和联动轴数 多个坐标轴按照一定的函数关系同时协调运动，
称为多轴联动。 按照联动轴数， 可分为二轴联动、 二轴半联动、 三轴联动和多轴联动数控机床， 如图 1.4所示。
第1章 数控机床概述
Z
O Y
X Y
(a)
(b)
(c)
图1.4 不同联动轴数所能加工的型面 (a) 二轴联动； (b) 二轴半联动； (c) 三轴联动
注：加工特点各书表达略有不同。
第1章 数控机床概述
数控加工的缺点
数控机床虽有上述各种优点，同时也存在不足之处：
初期投资较高，附件备件昂贵
不适于大批量生产 （占机械加工总量20%-30%）
加工前的调整相对复杂
电子系统维修难度大
第1章 数控机床概述
1.3 数控机床的分类
1.3.1 按工艺用途分类 按工艺用途不同， 可将数控机床分成以下几类： （1） 单工序数控机床。 (如：铣、钻、镗、磨等) （2） 加工中心。 (如：立式MC、卧式MC等) （3） 特种加工数控机床。 (如：线切割、电火花等) （4） 其他类型的数控设备。 (如：数控折弯、冲裁等)
第1章 数控机床概述
图0.8 六杆MC示意图
第1章 数控机床概述
图0.9 CIMS车间布局示意图
第1章 数控机床概述
Baidu Nhomakorabea1.1 数控机床的产生和发展
• 产生的背景 • 1952年，Parsons公司和M.I.T合作研制了世界上
第一台三座标数控机床。 1955年，第一台工业用数控铣床由美国Bendix公
刀 具 工件
A1
2
3
B
图1.1 点位控制切削加工
第1章 数控机床概述
2. 直线控制数控机床 这类数控机床不仅要控制机床刀具从一点移动到 另一点， 而且要沿直线轨迹（一般与某一坐标轴平行 或成45°角）以一定速度移动， 移动过程中可进行切 削加工， 加工示例如图1.2所示。
第1章 数控机床概述
工件
第1章 数控机床概述
数控机床的产生的内在根源
数控技术产生的内在动力：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。
数控技术产生的技术基础：电子技术和计算机技术的飞
速发展则为NC机床的进步提供了坚实的技术基础。 数控机床的产生给生产自动化技术带来了全新的概念， 推动了加工自动化技术的发展。
第1章 数控机床概述
1.2 数控机床的特点
与普通机床相比， 数控机床具有以下（加工）特点：
（优点）
1. 加工精度高（好） 2. 生产柔性大（多） 3. 劳动强度低（省） 4. 生产效率高（快） 5. 经济效益好（省） 6. 管理现代化（快）
刀具
图1.2 直线控制切削加工
第1章 数控机床概述
3. 轮廓控制数控机床
轮廓控制数控机床能够控制机床刀具或工件沿直线、 圆弧或抛物线等曲线轨迹移动， 移动过程中可进行切削 加工， 移动速度根据工艺要求由编程确定， 可实现曲 线或者曲面轮廓加工， 加工示例如图1.3所示。
第1章 数控机床概述
工件
刀具
司生产出来。 1959年，第一台加工中心由美国K&T公司开发
出来。
第1章 数控机床概述
数控机床在我国
1958年我国开始研制第一台数控铣床（清华大学）。 1966年我国研制成功晶体管NC系统，并生产出了数控
线切割机床、数控铣床等 80年代，主要靠引进。 90年代，主要靠摸索前进。 2K年后，发展较快，目前已有FMS和CIMS。
第1章 数控机床概述
Z n
P(X, Y, )Z
数控技术与数控机床（概念）
数控技术----是近代发展起来的一种自动控制技术，是用数 字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法。
数控系统----就是采用数控技术实现数字控制的一整套装置 和设备。
数控机床----就是装备有数控系统，采用数控技术控制的机 床。
常见的数控机床有：数控车床、 数控铣床、 数控加工中心 等。
第1章 数控机床概述
图0.1 倾斜式导轨数控车床
第1章 数控机床概述
图0.2 立式数控铣床
第1章 数控机床概述
图0.3 简易数控铣床
第1章 数控机床概述
图0.4 立式加工中心
第1章 数控机床概述
图0.5 卧式加工中心
第1章 数控机床概述
图0.6 工业机器人
第1章 数控机床概述
图0.7 六杆MC
第1章 数控机床概述
1.3.2 按运动轨迹分类
1. 点位控制数控机床
这类数控机床的特点是在刀具相对于工件的移动 过程中不进行切削加工， 只要求刀具从一点移动到另 一点并准确定位， 而对运动的速度和轨迹没有严格的 要求。 如图1.1所示， 刀具从A点到B点可以走①、 ② 或③中的任意一条路经。
第1章 数控机床概述
第1章 数控机床概述
数控机床
前后教学领域
该教学领域的位置
前
机械制造基础
教
学
MASTERCAM
领 域
机械加工工艺学
本教学领域
数控机床
后 数控加工工艺课程设计 教 学 数控机床操作中级工实训
领 域 数控机床操作高级工实训
第1章 数控机床概述
第1章 数控机床概述
1.1 数控机床的产生和发展 1.2 数控机床的特点 1.3 数控机床的分类 1.4 数控机床的基本原理和坐标系 1.5 数控机床的主要性能指标
第1章 数控机床概述
数控机床的产生的意义
数控机床的产生使带有复杂曲面的零件的自动化 加工得以实现（如螺旋桨叶片、模具）。
机床数控的产生，使生产容易实现： 复杂多变零件的加工，而且加工精度高， 一致性 好， 生产效率高， 能够大大减轻工人的劳动强度， 因此很快受到了人们的关注。
第1章 数控机床概述
第1章 数控机床概述
数控机床的发展
数控机床发展到今天，完全依赖于数控系统的发展，大致可划分为6代。 第1代数控：1952～1959年采用电子管元件构成的专用数控装置（NC）； 第2代数控：1959～1964年采用晶体管电路的NC装置； 第3代数控：1965～1970年采用小、中规模集成电路的NC装置； 第4代数控：1971～1974年采用大规模集成电路的小型通用电子计算机控制的
图1.3 轮廓控制切削加工
第1章 数控机床概述
4. 控制轴数和联动轴数 多个坐标轴按照一定的函数关系同时协调运动，
称为多轴联动。 按照联动轴数， 可分为二轴联动、 二轴半联动、 三轴联动和多轴联动数控机床， 如图 1.4所示。
第1章 数控机床概述
Z
O Y
X Y
(a)
(b)
(c)
图1.4 不同联动轴数所能加工的型面 (a) 二轴联动； (b) 二轴半联动； (c) 三轴联动
注：加工特点各书表达略有不同。
第1章 数控机床概述
数控加工的缺点
数控机床虽有上述各种优点，同时也存在不足之处：
初期投资较高，附件备件昂贵
不适于大批量生产 （占机械加工总量20%-30%）
加工前的调整相对复杂
电子系统维修难度大
第1章 数控机床概述
1.3 数控机床的分类
1.3.1 按工艺用途分类 按工艺用途不同， 可将数控机床分成以下几类： （1） 单工序数控机床。 (如：铣、钻、镗、磨等) （2） 加工中心。 (如：立式MC、卧式MC等) （3） 特种加工数控机床。 (如：线切割、电火花等) （4） 其他类型的数控设备。 (如：数控折弯、冲裁等)
第1章 数控机床概述
图0.8 六杆MC示意图
第1章 数控机床概述
图0.9 CIMS车间布局示意图
第1章 数控机床概述
Baidu Nhomakorabea1.1 数控机床的产生和发展
• 产生的背景 • 1952年，Parsons公司和M.I.T合作研制了世界上
第一台三座标数控机床。 1955年，第一台工业用数控铣床由美国Bendix公
刀 具 工件
A1
2
3
B
图1.1 点位控制切削加工
第1章 数控机床概述
2. 直线控制数控机床 这类数控机床不仅要控制机床刀具从一点移动到 另一点， 而且要沿直线轨迹（一般与某一坐标轴平行 或成45°角）以一定速度移动， 移动过程中可进行切 削加工， 加工示例如图1.2所示。
第1章 数控机床概述
工件
第1章 数控机床概述
数控机床的产生的内在根源
数控技术产生的内在动力：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。
数控技术产生的技术基础：电子技术和计算机技术的飞
速发展则为NC机床的进步提供了坚实的技术基础。 数控机床的产生给生产自动化技术带来了全新的概念， 推动了加工自动化技术的发展。