第一节 数控加工的概念 一、数字控制与数控机床 数字控制（Numerical Control)，是用数字化信号对机床运行及其加工过程进行控制的一种方法，简称数控（NC）。 数控机床（ Numerical Control Machine Tools)是一种装有程序控制系统的机床，该系统能够逻辑地处理具有特定代码或其他符号编码指令规定的程序。 《数控加工工艺与编程》 第一节 数控加工的概念 绪论 第二节 数控机床的组成及分类 第三节 常见数控机床简介 第四节 数控机床的控制系统 第五节 数控加工技术的发展 第六节 以数控机床为基础的生产自动化技术 二、数控机床的工作原理 数控加工原理如下图所示： 三、数控加工的定义 数控加工是指在数控机床上对工件进行自动加工的一种工艺方法。 四、数控加工的特点 （1）柔性自动化，具有广泛的适应性。 （2）精度高，质量稳定。 （3）生产效率高。 （4）能实现复杂零件的加工。 （5）减轻劳动强度，改善劳动条件。 （6）有利于现代化生产与管理。 数控机床的初始投资及维护费用较高，对操作与管理人员的素质要求较高。 五、数控加工常用术语 1.数控机床的可控轴数：指机床数控系统可控制的、按加工要求运动的坐标轴数目。 2.数控机床的联动轴数：指机床数控系统可同时控制的、按加工要求运动的坐标轴数目。 3.脉冲当量：数控装置每发出一个脉冲信号使机床移动部件产生的位移量。 4.插补：数控系统依照一定方法确定刀具运动轨迹，使刀具运动轨迹以一定精度逼近给定线段的过程。 插补 a)直线插补 b)圆弧插补 第二节 数控机床的组成及分类 一、数控机床的组成 数控机床一般由输入输出设备、数控装置、操作面板、进给伺服系统、主轴驱动系统、可编程控制器（PLC）、位置检测装置及其接口电路和机床本体等部分组成，如图所示。 数控机床的组成 二、数控机床的分类 目前数控机床的品种、规格繁多，功能各异，通常可按下列几种方法进行分类。 （一）按控制的运动轨迹分 根据数控机床刀具与工件相对运动轨迹的类型，可将数控机床划分为点位控制、直线控制和轮廓控制三种类型。如下图所示： (a) 点位控制 (b) 直线控制 (c) 轮廓控制 点位控制数控系统 仅能实现刀具相对于工件从 一点到另一点的精确定位运动； 适用范围：数控钻床、数控镗 床、数控冲床和数控测量机。 点位控制钻孔加工 工件 刀具 A B 直线控制数控系统 能实现点位控制数控系统的功能能实现沿平行某个坐标轴（如X、JN江南下载Y、Z）或两轴等速的方向进行加工； 适用范围：数控车床、数控镗铣床、数控加工中心等。 直线控制切削加工 轮廓控制数控系统 轮廓控制(连续控制)系统：具有控制几个进给轴同时谐调运动(坐标联动)，使工件相对于刀具按程序规定的轨迹和速度运动，在运动过程中进行连续切削加工的数控系统。 适用范围：数控车床、数控铣床、加工中心等用于加工曲线和曲面的机床。现代的数控机床基本上都是装备的这种数控系统。 工件 刀具 轮廓控制加工 （二）按伺服控制方式分 主要有开环控制数控机床、闭环控制数控机床和半闭环控制数控机床。 开环控制系统框图 1．开环控制数控机床 开环控制数控机床没有检测反馈装置，数控装置发出的指令信号是单方向传送的。 闭环控制系统框图 2．闭环控制数控机床 闭环控制数控机床在其移动部件上直接装有直线位置检测装置，将测量的实际位移值反馈到数控装置中，与输入的位移值进行比较，用差值进行控制，使移动部件按照实际需要的位移量运动，实现移动部件的精确定位。 半闭环控制系统框图 3．半闭环控制数控机床 半闭环控制数控机床的位置检测元件安装在伺服电机上，通过测量伺服电机的角位移间接计算出机床工作台等执行部件的实际位置（或位移），反馈到计算机数控装置中进行位置比较，用比较的差值进行控制。 （三）按工艺用途分 按其工艺用途可分为四大类。 1.金属切削类 2.金属成形类 3.特种加工类 4.测量绘图类 （四）按数控系统的功能水平分 按照数控系统的功能水平，数控机床可以分为三种类型。 1.经济型 2. 普及型 3. 高档型 第三节 常见数控机床简介 一、数控车床 （一）数控车床的组成 如图所示：数控车床由主轴箱、刀架、进给传动系统、床身、液压系统、冷却系统、润滑系统等部分组成。 （二）数控车床的特点 数控车床与普通卧式车床相比具有以下几个特点： （1）精度高。 （2）效率高。 （3）高柔性。 （4）可靠性高。 （5）工艺能力强。 （三）数控车床的分类 1.按数控系统的功能分 （1）经济型数控车床。 （2）全功能型数控车床。 （3）FMC车床。 2.按主轴的配置形式分 （1）卧式数控车床。 （2）立式数控车床。 3.按轴数分 （1）两轴 （2）四轴（双刀架） 二、数控铣床 （一）数控铣床的用途及特点 用途：一般情况下，在数控铣床上只能用来加工平面曲线的轮廓。对于有特殊要求的数控铣床，还可以加进一个回转的A坐标或C坐标，即增加一个数控分度头或数控回转工作台，这时机床的数控系统为四坐标的数控系统，可用来加工螺旋槽、叶片等立体曲面零件。 与普通铣床比数控铣床的特点如下： （1）加工精度高。 （2）加工质量稳定可靠。 （3）对零件加工的适应性强、灵活性好。 （4）生产自动化程度高，操作者劳动强度低。 （5）生产效率高。 （6）适合加工复杂形状或精度要求高的中小批量零件。 （二）数控铣床的分类 数控铣床通常按其主轴位置的不同分为下面三类： （1）立式数控铣床 （2）卧式数控铣床 （3）立卧两用式数控铣床 三、加工中心 （一）加工中心的特点 （1）具有刀库和自动换刀装置。 （2）带有自动摆角的主轴。 （3）有的加工中心带有自动交换工作台。 （二）加工中心的的分类 1.按加工方式分类 （1）车削中心 （2）铣削加工中心 2.按机床主要结构分类 （1）立式 （2）卧式 （3）龙门式 （4）复合式 3.按换刀形式分类 （1）转塔刀库加工中心 （2）无机械手的加工中心 （3）带刀库、机械手的加工中心 四、数控线切割机床 数控电火花线切割加工是利用作为负极的电极丝（钼丝或铜丝）和作为正极的工件之间脉冲性火花放电的腐蚀作用来对工件进行加工的一种方法。在加工中，电极丝相对于工件的运动轨迹由数控程序控制，实现数控加工。? 数控线切割机床 数控电火花线切割机床按其走丝速度分为快速走丝和慢速走丝线切割机床两大类。 第四节 数控机床的控制系统 一、数控机床控制系统的硬件组成 控制系统的硬件主要包括：微机基本系统、人机界面接口、通信接口、JN江南下载进给轴位置控制接口、主轴控制接口以及辅助功能控制接口等部分。 （一）微机基本系统 微机基本系统是数控机床的控制核心。其主要部分是一台计算机。主要用于将加工程序编译成计算机可识别的信息，然后进行处理和存储。 （二）接口 1.人机界面接口 2.通信接口 3.进给轴位置控制接口 4.主轴控制接口 5.辅助功能控制接口 《数控加工工艺与编程》

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