第1章

數(shù)控機(jī)床概述1.1.1數(shù)控機(jī)床概念數(shù)字控制（NumericalControl）技術(shù)，簡稱為數(shù)控（NC）技術(shù)，是指用數(shù)子指令控制機(jī)器的動作。采用數(shù)控技術(shù)的控制系統(tǒng)稱為數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)字控制系統(tǒng)有如下特點(diǎn)：可用不同的字長表示不同的精度信息，表達(dá)信息準(zhǔn)確。可以進(jìn)行邏輯運(yùn)算、數(shù)學(xué)運(yùn)算，也可以進(jìn)行復(fù)雜的信息處理。由于有邏輯處理功能，可以根據(jù)不同的指令進(jìn)行不同方式的信息處理，從而可以用軟件來改變信息處理的方式或過程，而不用改動電路或機(jī)械結(jié)構(gòu)，因而具有柔性化。計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)隨著微型計算機(jī)的發(fā)展，硬件數(shù)控系統(tǒng)已逐漸被淘汰，取而代之的是采用通用計算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)，用控制軟件來實(shí)現(xiàn)數(shù)控功能的數(shù)控系統(tǒng)，稱為計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(ComputerNumericalControl)，簡稱為CNC。1.1.2數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生隨著科學(xué)技術(shù)和社會生產(chǎn)力的迅速發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品日趨復(fù)雜，社會度機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率提出了越來越高要求。在航空航天、造船、汽車、軍事計算機(jī)等工業(yè)中，零件精度高、形狀復(fù)雜、批量小、經(jīng)常改動、加工困難、生產(chǎn)效率低、勞動強(qiáng)度大，質(zhì)量難以保證。機(jī)械加工工藝過程的自動化和智能化是適應(yīng)上述發(fā)展特點(diǎn)的重要手段。為了解決上述問題，一種靈活、通用、高精度、高效率的“柔性”自動化設(shè)備——數(shù)控機(jī)床應(yīng)運(yùn)而生。因此，數(shù)控機(jī)床是為了解決復(fù)雜型面零件加工的自動化而產(chǎn)生的。第一臺數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生1949年美國空軍為了能在短時間內(nèi)制造出經(jīng)常變更設(shè)計的火箭零件，與帕森斯公司和麻省理工學(xué)院（MIT）伺服機(jī)構(gòu)研究所合作，開始了三坐標(biāo)銑床的數(shù)字化工作，于1952年3月公開發(fā)布了研制成功世界上第一臺數(shù)控機(jī)床——三坐標(biāo)立式銑床，可控制銑刀進(jìn)行連續(xù)空間曲面的加工，揭開了數(shù)控加工技術(shù)的序幕。我國開始研究數(shù)控機(jī)床的時間我國于1958年也開始進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的研制工作，并取得了一定的成效，先后涌現(xiàn)出一批優(yōu)秀的機(jī)床企業(yè)。近年來我國一批新型機(jī)床企業(yè)的崛起，先后研制出了五軸、六軸大型復(fù)合加工中心，不但突破了我國機(jī)床領(lǐng)域的技術(shù)瓶頸，同時也標(biāo)志著我國制造業(yè)技術(shù)水平已達(dá)到了國際水平。1.1.3數(shù)控機(jī)床的發(fā)展數(shù)控機(jī)床的發(fā)展階段數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)已先后經(jīng)歷了兩個階段、六個時代的發(fā)展：電子管、晶體管、集成電路、小型計算機(jī)、微處理器及基于PC機(jī)的通用CNC系統(tǒng)。其中前三代為第一階段稱為硬件聯(lián)接數(shù)控（NC系統(tǒng)），其特點(diǎn)是具有很多硬件電路和連接結(jié)點(diǎn)，電路復(fù)雜，可靠性不好。后三代為第二階段稱作計算機(jī)軟件系統(tǒng)（CNC系統(tǒng)），我國數(shù)控機(jī)床的發(fā)展我國從1958年開始研究數(shù)控機(jī)床20世紀(jì)60年代中期初與研制、開發(fā)階段，1965年，國內(nèi)開始研制晶體管數(shù)控系統(tǒng)。20世紀(jì)70年代初研制出數(shù)控銑床和數(shù)控插齒機(jī)。20世紀(jì)80年代我國先后從日本、美國等國家引進(jìn)里部分?jǐn)?shù)控裝置和伺服系統(tǒng)技術(shù)，并于1981年在我國開始批量生產(chǎn)。數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢1．高速、高效2．多功能3．智能化4．高精度5．高可靠性6．柔性化1.2

數(shù)控機(jī)床的主要組成與工作過程1.2.1數(shù)控機(jī)床的組成1.2.1數(shù)控機(jī)床的組成程序的存儲介質(zhì)輸入、輸出（I/O）裝置數(shù)控裝置伺服系統(tǒng)檢測反饋系統(tǒng)機(jī)床本體輔助裝置1.2.2數(shù)控機(jī)床的工作過程1.3數(shù)控機(jī)床的分類與特點(diǎn)1.3.1數(shù)控機(jī)床的分類

1.按機(jī)床運(yùn)動的控制功能分類

1）點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床

2）直線控制數(shù)控機(jī)床

3）連續(xù)控制數(shù)控機(jī)床

2.按伺服控制的類型分類

1）開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床

2）全閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床

3）半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床1.3數(shù)控機(jī)床的分類與特點(diǎn)

3.按數(shù)控系統(tǒng)的功能水平分類

功能低檔中檔高檔分辨率（μm）1010.1進(jìn)給速度（m/min）8～1515～2415～100驅(qū)動進(jìn)給類型開環(huán)半閉環(huán)或閉環(huán)的直流或交流伺服系統(tǒng)聯(lián)動軸數(shù)（軸）2～32～43～5以上通信功能一般無RS-232或DNC接口可有MAP通信接口①，有聯(lián)網(wǎng)能力顯示功能LED或簡單的CRT較齊全的CRT顯示②還有三維圖形顯示內(nèi)裝PLC無有有強(qiáng)功能的PLC主CPU8位、16位32位以上或32位以上的多CPU1.3數(shù)控機(jī)床的分類與特點(diǎn)

4.按加工工藝及機(jī)床用途的類型分類

1）切削加工類采用車、銑、鏜、磨、刨、齒輪加工等各種切削工藝的數(shù)控機(jī)床。2）成型加工類采用擠、沖、壓、拉等成型工藝的數(shù)控機(jī)床。3）特種加工類主要有數(shù)控線切割機(jī)、數(shù)控電火花加工機(jī)、數(shù)控火焰切割機(jī)、數(shù)控激光加工機(jī)等。4）其他類型主要有三坐標(biāo)測量儀、數(shù)控裝配機(jī)、數(shù)控測量機(jī)、數(shù)控繪圖