機(jī)床數(shù)控技術(shù)(第一章)和數(shù)控機(jī)床編程及加工

《數(shù)控技術(shù)》

課程概況機(jī)械工業(yè)出版社李郝林等編主講教師周華?課程概況數(shù)控：數(shù)字控制（NC—NumericalControl）,以數(shù)字化信息對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)及加工過程進(jìn)行控制的一種方法，NC已成為數(shù)控加工的專用術(shù)語(yǔ)；

數(shù)控技術(shù)：用數(shù)控機(jī)床（數(shù)控設(shè)備）進(jìn)行自動(dòng)化加工的一種技術(shù)，它綜合應(yīng)用了多種學(xué)科的知識(shí)；數(shù)控機(jī)床：采用了數(shù)控技術(shù)的機(jī)床，是實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化的關(guān)鍵設(shè)備，是柔性自動(dòng)生產(chǎn)系統(tǒng)的基本單元；

數(shù)控技術(shù)是現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)，其技術(shù)水平和普及程度是衡量國(guó)家綜合國(guó)力和工業(yè)現(xiàn)代化程度的重要標(biāo)志。課程概況第一章概述第二章數(shù)控加工的程序編制（重點(diǎn)）第三章數(shù)控機(jī)床程序編制中的工藝處理第四章數(shù)控系統(tǒng)操作知識(shí)（上機(jī)仿真，實(shí)驗(yàn)）第六章數(shù)控機(jī)床的位移檢測(cè)裝置第七章數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)（簡(jiǎn)介）第八章數(shù)控系統(tǒng)插補(bǔ)原理第九章自由曲線及曲面的加工（簡(jiǎn)介）課程概況課程安排：第6學(xué)期，5～18周，周學(xué)時(shí)3（43單，53）課時(shí)安排：總40學(xué)時(shí)，理論28學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)12學(xué)時(shí)成績(jī)?cè)u(píng)定：期終考試60%，實(shí)驗(yàn)20%，作業(yè)5%，出勤10%，討論5%參考書：1、數(shù)控技術(shù)，王永章等主編，高等教育出版社，20232、數(shù)控技術(shù)，趙玉剛等主編，機(jī)械工業(yè)出版社，20233、數(shù)控機(jī)床，吳祖育等主編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，20234、其它，如數(shù)控編程，數(shù)控原理與結(jié)構(gòu)，數(shù)控編程與操作等

《機(jī)床數(shù)控技術(shù)》

第一章概述?第一章

概述主要內(nèi)容第一節(jié)數(shù)控機(jī)床第二節(jié)數(shù)控加工的特點(diǎn)第三節(jié)數(shù)控機(jī)床的分類第四節(jié)數(shù)控機(jī)床的主要性能指標(biāo)第五節(jié)數(shù)控技術(shù)的學(xué)習(xí)方法第一章

概述主要內(nèi)容第一節(jié)數(shù)控機(jī)床數(shù)控技術(shù)及機(jī)床數(shù)控機(jī)床的組成和工作原理第二節(jié)數(shù)控加工的特點(diǎn)第三節(jié)數(shù)控機(jī)床的分類第四節(jié)數(shù)控機(jī)床的主要性能指標(biāo)第五節(jié)數(shù)控技術(shù)的學(xué)習(xí)方法第一章

概述主要內(nèi)容第一節(jié)數(shù)控機(jī)床

數(shù)控技術(shù)及機(jī)床數(shù)控機(jī)床的組成和工作原理第二節(jié)數(shù)控加工的特點(diǎn)第三節(jié)數(shù)控機(jī)床的分類第四節(jié)數(shù)控機(jī)床的主要性能指標(biāo)第五節(jié)數(shù)控技術(shù)的學(xué)習(xí)方法數(shù)控技術(shù)及機(jī)床數(shù)字控制，在機(jī)床領(lǐng)域指用數(shù)字化信號(hào)對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)及其加工過程進(jìn)行控制的一種方法；數(shù)控機(jī)床是采用了數(shù)控技術(shù)的機(jī)床；數(shù)控技術(shù)是一種控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)的技術(shù)，從原理上看，數(shù)控是一種形→數(shù)、數(shù)→形的轉(zhuǎn)換技術(shù)，或者是用數(shù)字描述運(yùn)動(dòng)量進(jìn)而來控制運(yùn)動(dòng)的技術(shù)；數(shù)控技術(shù)首先是在金屬切削機(jī)床上發(fā)展起來的，除了切削加工的數(shù)控機(jī)床之外，數(shù)控技術(shù)也大量用于壓力機(jī)、沖床、彎管機(jī)、電火花切割機(jī)等特種加工設(shè)備上，近年來在非加工設(shè)備中也大量采用了數(shù)控技術(shù)，裝配機(jī)、多坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、自動(dòng)繪圖機(jī)和工業(yè)機(jī)器人。機(jī)電一體化是當(dāng)今世界機(jī)械工業(yè)發(fā)展的一種必然趨勢(shì)，是機(jī)械學(xué)、微電子學(xué)和信息科學(xué)三者有機(jī)結(jié)合的一門綜合科學(xué)；機(jī)電一體化技術(shù)是由微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)（信息技術(shù)）與精密機(jī)械技術(shù)結(jié)合的復(fù)合技術(shù)，綜合這種技術(shù)的產(chǎn)品即機(jī)電一體化產(chǎn)品，“機(jī)電一體化技術(shù)”是一個(gè)廣義的概念，“數(shù)控技術(shù)”相對(duì)比較具體；機(jī)電一體化的許多關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品是美國(guó)人發(fā)明的，但是“機(jī)電一體化”這個(gè)詞是日本人想出來的，將Mechanics（機(jī)械學(xué)）的前半部和Electronics（電子學(xué)）的后半部組合構(gòu)成，即“Mechatronics”，我國(guó)譯作“機(jī)電一體化”（機(jī)械電子化）；機(jī)械技術(shù)有200多年的發(fā)展歷史，微電子技術(shù)有70多年的發(fā)展歷史，兩者通過信息技術(shù)為媒介的結(jié)合，自40年代設(shè)想，50年代形成產(chǎn)品，60年代開始日益蓬勃發(fā)展至今。數(shù)控技術(shù)及機(jī)床數(shù)控技術(shù)及機(jī)床機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展，使機(jī)械工程、機(jī)械工業(yè)的面貌和內(nèi)容發(fā)生了根本性的變化。過去，理論上主要以力學(xué)為基礎(chǔ)，實(shí)踐上主要以經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)；現(xiàn)在，作為基礎(chǔ)理論遠(yuǎn)不限于力學(xué)，還有系統(tǒng)論、控制論、信息論、傳感理論、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)學(xué)等等，作為實(shí)踐的基礎(chǔ)遠(yuǎn)不限于經(jīng)驗(yàn)，還涉及各有關(guān)學(xué)科，同時(shí)，本身也在形成自己的學(xué)科體系——制造理論、工藝?yán)碚?。?shù)控機(jī)床的發(fā)展歷程與加工生產(chǎn)自動(dòng)化方式密切相連，生產(chǎn)自動(dòng)化主要分為兩類：大批量生產(chǎn)自動(dòng)化多品種、小批量生產(chǎn)的自動(dòng)化數(shù)控技術(shù)及機(jī)床生產(chǎn)自動(dòng)化主要分為兩類：大批量生產(chǎn)自動(dòng)化多品種、小批量生產(chǎn)的自動(dòng)化大批量生產(chǎn)自動(dòng)化通用機(jī)床的自動(dòng)化改裝自動(dòng)機(jī)床專用機(jī)床和組合機(jī)床自動(dòng)生產(chǎn)線

上世紀(jì)50年代前，自動(dòng)化是為大批量生產(chǎn)服務(wù)的，美國(guó)發(fā)展最快；50年代后，自動(dòng)化主要解決的是小批量生產(chǎn)問題，日本則走在了前面。數(shù)控技術(shù)及機(jī)床數(shù)控機(jī)床的發(fā)展歷程與加工生產(chǎn)自動(dòng)化方式密切相連，生產(chǎn)自動(dòng)化主要分為兩類：大批量生產(chǎn)自動(dòng)化多品種、小批量生產(chǎn)的自動(dòng)化多品種、小批量生產(chǎn)的自動(dòng)化

成組加工(GroupTechnology)，GT

數(shù)字控制(NumericalControl)，NC

加工中心(MachiningCenter)，MC

適應(yīng)控制(AdaptiveControl)，AC

計(jì)算機(jī)數(shù)控(ComputeNumericalControl)，CNC

直接數(shù)控(DirectNumericalControl)，DNC，也稱群控

柔性制造系統(tǒng)(FlexibleManufacturingSystem)，F(xiàn)MS

計(jì)算機(jī)輔助制造(ComputeAidedManufacturing)，CAM

集成制造系統(tǒng)(ComputeIntegratedManufacturingSystem)，CIMS，也稱CAD/CAM

無人化制造系統(tǒng)(UnmannedManufacturingSystem)，UMS

多品種、小批量生產(chǎn)的自動(dòng)化1952年，第一代電子管數(shù)控系統(tǒng)；1959年，第二代晶體管數(shù)控系統(tǒng)，隨之出現(xiàn)刀庫(kù)，機(jī)械手、加工中心；1960年，第三代集成電路數(shù)控系統(tǒng)，硬邏輯數(shù)控系統(tǒng)（稱為NC）；1970年，第四代小型計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）；1974年，第五代微型計(jì)算機(jī)數(shù)控（MNC，統(tǒng)稱CNC）；1980年后，F(xiàn)MS、FMC、CIMS、開放式數(shù)控（openNC）系統(tǒng)、智能制造系統(tǒng)（IMS）大發(fā)展。1990年后，高速加工，納米制造。多品種、小批量生產(chǎn)的自動(dòng)化日本和美國(guó)在開發(fā)數(shù)控機(jī)床方面的初衷是不一樣的；我國(guó)于80年代以后開始研制數(shù)控機(jī)床，在消化吸收、引進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，數(shù)控技術(shù)也有長(zhǎng)足的發(fā)展，能生產(chǎn)100多種數(shù)控機(jī)床；研制出了六軸五聯(lián)動(dòng)的數(shù)控系統(tǒng)；國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的分辨率已提高到0.001mm；目前我國(guó)企業(yè)生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床屬于引入數(shù)控系統(tǒng)，世界上著名的數(shù)控公司有：日本—FANUC德國(guó)—SIEMENS日本—三菱德國(guó)—HEIDHEIN西班牙—FAGOR法國(guó)—UMN美國(guó)—AB等。市場(chǎng)占有達(dá)60%；中國(guó)數(shù)控機(jī)床發(fā)展水平及數(shù)字統(tǒng)計(jì)

2023年中國(guó)金屬加工機(jī)床進(jìn)口、出口貿(mào)易統(tǒng)計(jì)進(jìn)口出口數(shù)量(千臺(tái))金額(百萬(wàn)$)與上年比較(%)數(shù)量(千臺(tái))金額(百萬(wàn)$)與上年比較(%)數(shù)量金額數(shù)量金額金屬切削機(jī)床合計(jì)75.962074.724.2926.605506.58263.922.2213.85其中數(shù)控機(jī)床18.281453.738.3731.633.1034.641.16-3.242023年世界機(jī)床生產(chǎn)前十名（百萬(wàn)美元）國(guó)家(地區(qū))2023年2023年同比德國(guó)67377732-17%日本63799390-30%意大利37753794-5%中國(guó)3025262415%美國(guó)19132853-33%中國(guó)臺(tái)灣1754163510%瑞士17162047-20%西班牙863886-8%韓國(guó)8338044%法國(guó)812814-5%數(shù)控技術(shù)及機(jī)床數(shù)控技術(shù)及機(jī)床2023年世界機(jī)床消費(fèi)前十名

（百萬(wàn)美元）國(guó)家(地區(qū))2023年2023年同比中國(guó)5696474020%德國(guó)48155712-20%日本34415254-32%美國(guó)33255231-36%意大利29323080-10%韓國(guó)12231324-8%法國(guó)11651516-27%中國(guó)臺(tái)灣9771118-10%西班牙819881-12%英國(guó)690897-26%數(shù)控技術(shù)及機(jī)床2023年世界機(jī)床進(jìn)口前十名

（百萬(wàn)美元）國(guó)家(地區(qū))2023年2023年同比中國(guó)3151240631%美國(guó)23273411-32%德國(guó)19602269-14%意大利9571227-22%韓國(guó)790931-15%法國(guó)7811188-34%加拿大704739-5%中國(guó)臺(tái)灣661845-22%英國(guó)612781-22%日本495660-25%數(shù)控技術(shù)及機(jī)床

2023年世界機(jī)床出口前十名

（百萬(wàn)美元）國(guó)家(地區(qū))2023年2023年同比德國(guó)38824288-14%日本34434797-26%意大利18011942-12%瑞士14761756-20%中國(guó)臺(tái)灣143813638%美國(guó)9151034-11%英國(guó)514708-28%西班牙5014765%法國(guó)429486-16%比利時(shí)414564-30%數(shù)控技術(shù)及機(jī)床結(jié)束第一章

概述主要內(nèi)容第一節(jié)數(shù)控機(jī)床

數(shù)控技術(shù)及機(jī)床數(shù)控機(jī)床的組成和工作原理第二節(jié)數(shù)控加工的特點(diǎn)第三節(jié)數(shù)控機(jī)床的分類第四節(jié)數(shù)控機(jī)床的主要性能指標(biāo)第五節(jié)數(shù)控技術(shù)的學(xué)習(xí)方法數(shù)控機(jī)床的組成和工作原理數(shù)控機(jī)床通常由四部分組成：

程序介質(zhì)用于記載加工信息，其形式有：紙帶、磁帶和磁盤。用標(biāo)準(zhǔn)的由字母、數(shù)字和符號(hào)構(gòu)成的代碼，按規(guī)定的格式編制零件的加工程序單，再制作程序載體。編程有人工進(jìn)行和計(jì)算機(jī)編程兩種。

通常過程：圖紙—工藝安排—關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)確定—編程—制備程序介質(zhì)。數(shù)控機(jī)床的組成和工作原理數(shù)控機(jī)床通常由四部分組成：

數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心，是控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)的中樞系統(tǒng)。通常數(shù)控裝置由輸入裝置、控制器、運(yùn)算器和輸出裝置組成，一般控制器和運(yùn)算器制作在一起，也可以說是三部分構(gòu)成。它的功能是按照規(guī)定的控制算法進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算，并將結(jié)果經(jīng)輸出裝置送到各坐標(biāo)控制伺服系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床的組成和工作原理數(shù)控機(jī)床通常由四部分組成：

伺服系統(tǒng)是數(shù)控系統(tǒng)的執(zhí)行部分，通常由驅(qū)動(dòng)裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，前者有步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、直流和交流伺服電動(dòng)機(jī)等，交流伺服電動(dòng)機(jī)具有良好的性能價(jià)格比而成為首選；執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用齒輪或同步齒型帶傳動(dòng)，同步齒型帶具有良好的應(yīng)用前景。數(shù)控機(jī)床的組成和工作原理數(shù)控機(jī)床通常由四部分組成：

數(shù)控機(jī)床相對(duì)于普通機(jī)床的結(jié)構(gòu)要求更高，主要體現(xiàn)在：剛性和抗振性好;減小運(yùn)動(dòng)件的摩擦;消除傳動(dòng)間隙;減小熱變形。第一節(jié)數(shù)控機(jī)床結(jié)束第一章

概述主要內(nèi)容第一節(jié)數(shù)控機(jī)床第二節(jié)數(shù)控加工的特點(diǎn)數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床加工零件的區(qū)別，主要在于前者按照程序自動(dòng)加工零件；后者要由人工完成加工。第三節(jié)數(shù)控機(jī)床的分類第四節(jié)數(shù)控機(jī)床的主要性能指標(biāo)第五節(jié)數(shù)控技術(shù)的學(xué)習(xí)方法數(shù)控加工的特點(diǎn)

具有廣泛的適應(yīng)性和較大的靈活性；加工精度高和加工質(zhì)量穩(wěn)定；加工生產(chǎn)率高；改善勞動(dòng)條件，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化。

數(shù)控加工的特點(diǎn)

具有廣泛的適應(yīng)性和較大的靈活性改變加工對(duì)象只需改變程序，特別是同類零件；能加工普通機(jī)床難以完成或根本不能加工的復(fù)雜型面零件（航空航天、模具加工、螺旋槳葉片等）；尤其是加工中心，集中了精密、自動(dòng)、萬(wàn)能機(jī)床于一身。數(shù)控加工的特點(diǎn)

具有廣泛的適應(yīng)性和較大的靈活性加工精度高和加工質(zhì)量穩(wěn)定以數(shù)字形式給出的指令脈沖加工，脈沖當(dāng)量可0.001或更低（鉆床較低0.01-0.015）；進(jìn)給傳動(dòng)鏈的間隙與誤差可由數(shù)控裝置進(jìn)行補(bǔ)償；傳動(dòng)系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)具有較高的剛度和熱穩(wěn)定性，機(jī)械系統(tǒng)的制造精度高；避免人為操作誤差。數(shù)控加工的特點(diǎn)

具有廣泛的適應(yīng)性和較大的靈活性加工精度高和加工質(zhì)量穩(wěn)定加工生產(chǎn)率高進(jìn)行高速（無級(jí)變速）切削、強(qiáng)力切削，用足（速度、深度和進(jìn)給量）切削用量三要素；機(jī)床自動(dòng)化程度高，可自動(dòng)換刀、改變切削用量、快進(jìn)快退等輔助動(dòng)作；加工中心體現(xiàn)了工序集中，一般是普通機(jī)床的10倍；不可忽視排屑問題，采用床身傾斜等。數(shù)控加工的特點(diǎn)

具有廣泛的適應(yīng)性和較大的靈活性加工精度高和加工質(zhì)量穩(wěn)定加工生產(chǎn)率高改善勞動(dòng)條件，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免了繁重的手工操作與重復(fù)性勞動(dòng)；不需一直關(guān)注加工過程，能一人負(fù)責(zé)多臺(tái)機(jī)床；既是體力勞動(dòng)者，又是腦力勞動(dòng)者。數(shù)控加工的特點(diǎn)

具有廣泛的適應(yīng)性和較大的靈活性加工精度高和加工質(zhì)量穩(wěn)定加工生產(chǎn)率高改善勞動(dòng)條件，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化各種信息的數(shù)據(jù)管理（計(jì)算加工時(shí)間、使用刀具情況等），簡(jiǎn)化了管理工作；便于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助制造及企業(yè)資源計(jì)劃（ERP）。第二節(jié)數(shù)控加工的特點(diǎn)結(jié)束第一章

概述主要內(nèi)容第一節(jié)數(shù)控機(jī)床第二節(jié)數(shù)控加工的特點(diǎn)第三節(jié)數(shù)控機(jī)床的分類按運(yùn)動(dòng)控制的特點(diǎn)分類按伺服系統(tǒng)的類型分類按工藝方法分類第四節(jié)數(shù)控機(jī)床的主要性能指標(biāo)第五節(jié)數(shù)控技術(shù)的學(xué)習(xí)方法第一章

概述主要內(nèi)容第一節(jié)數(shù)控機(jī)床第二節(jié)數(shù)控加工的特點(diǎn)第三節(jié)數(shù)控機(jī)床的分類按運(yùn)動(dòng)控制的特點(diǎn)分類按伺服系統(tǒng)的類型分類按工藝方法分類第四節(jié)數(shù)控機(jī)床的主要性能指標(biāo)第五節(jié)數(shù)控技術(shù)的學(xué)習(xí)方法按運(yùn)動(dòng)控制的特點(diǎn)分點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床直線控制數(shù)控機(jī)床輪廓控制數(shù)控機(jī)床

按運(yùn)動(dòng)控制的特點(diǎn)分點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床機(jī)床移動(dòng)部件只能實(shí)現(xiàn)由一個(gè)位置到另一個(gè)位置的精確移動(dòng)，不能實(shí)現(xiàn)速度控制，即不能邊走邊加工；數(shù)控系統(tǒng)只需控制行程終點(diǎn)的坐標(biāo)值，不控制點(diǎn)與點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng)軌跡，移動(dòng)路線并不影響位移精度；為了提高精度和確保精確的定位精度，高速運(yùn)行—分級(jí)或連續(xù)降速—低速趨近目標(biāo)點(diǎn)，減少運(yùn)動(dòng)部件的慣性過沖而引起的定位誤差；主要是加工孔用的機(jī)床，如數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控沖床、三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x等。它們只要求獲得精確的孔系坐標(biāo)定位精度，不管孔和孔之間按什么軌跡運(yùn)動(dòng)。XYOPQ123圖1.1點(diǎn)位控制

按運(yùn)動(dòng)控制的特點(diǎn)分直線控制數(shù)控機(jī)床機(jī)床移動(dòng)部件不僅要實(shí)現(xiàn)由一個(gè)位置到另一個(gè)位置的精確移動(dòng)，而且能夠?qū)崿F(xiàn)平行于坐標(biāo)軸（一般還包括45o的斜線）的直線加工運(yùn)動(dòng)，即邊走邊加工，有速度控制；一般有兩個(gè)到三個(gè)可控制的軸，但不能同時(shí)控制兩軸的運(yùn)動(dòng)；典型的有數(shù)控車床、數(shù)控鏜銑床和加工中心；屬單軸數(shù)控，不能加工比較復(fù)雜的平面和輪廓。按運(yùn)動(dòng)控制的特點(diǎn)分輪廓控制數(shù)控機(jī)床能夠?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上坐標(biāo)軸的同時(shí)控制，不僅能控制機(jī)床移動(dòng)部件的起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)，而且要控制加工過程每一點(diǎn)的速度和位移，即控制移動(dòng)軌跡；按照可聯(lián)動(dòng)（同時(shí)控制）軸數(shù)，可分為兩坐標(biāo)、二點(diǎn)五坐標(biāo)、三坐標(biāo)、四坐標(biāo)及五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)控制；具有插補(bǔ)功能；可加工斜線、曲線和曲面，典型的有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床和加工中心等。它們代替了所有類型的仿形加工。TL1L2L3L4L5L6L△X△YXY第一章

概述主要內(nèi)容第一節(jié)數(shù)控機(jī)床第二節(jié)數(shù)控加工的特點(diǎn)第三節(jié)數(shù)控機(jī)床的分類按運(yùn)動(dòng)控制的特點(diǎn)分類按伺服系統(tǒng)的類型分類按工藝方法分類第四節(jié)

數(shù)控機(jī)床的主要性能指標(biāo)第五節(jié)數(shù)控技術(shù)的學(xué)習(xí)方法按伺服系統(tǒng)的類型分開環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床閉環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床半閉環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床

按伺服系統(tǒng)的類型分開環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床數(shù)控裝置發(fā)出的指令信號(hào)是單向的，沒有位置檢測(cè)反饋裝置；其精度主要取決于驅(qū)動(dòng)元器件和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的性能；調(diào)試簡(jiǎn)單、精度較低、成本低廉，多見于經(jīng)濟(jì)型的中小型數(shù)控機(jī)床和舊機(jī)床的改造。

閉環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床半閉環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床

按伺服系統(tǒng)的類型分開環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床閉環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床數(shù)控裝置中插補(bǔ)器發(fā)出的位置指令信號(hào)與工作臺(tái)（或刀架）上檢測(cè)到的實(shí)際位置反饋信號(hào)進(jìn)行比較，根據(jù)差值不斷控制運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行誤差修正，直到差值為零停止運(yùn)動(dòng)；由于反饋可消除系統(tǒng)中機(jī)械傳動(dòng)部件制造誤差對(duì)加工精度帶來的影響；各部件的摩擦特性、剛性和間隙等都是非線性的，設(shè)計(jì)調(diào)整技術(shù)難度較大，易造成系統(tǒng)不穩(wěn)定；用于一些精度要求很高的鏜銑床、超精車床、超精磨床和大型數(shù)控機(jī)床等；理論上講，系統(tǒng)精度取決于檢測(cè)裝置的精度，與傳動(dòng)鏈無關(guān)。半閉環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床按伺服系統(tǒng)的類型分開環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床閉環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床半閉環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床其檢測(cè)元件裝在電動(dòng)機(jī)軸或絲杠軸的端部，不包括機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)，可獲得穩(wěn)定的控制特性；檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝調(diào)試方便；系統(tǒng)反饋的只是進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的部分誤差；一般是角位移、角速度經(jīng)過轉(zhuǎn)換處理才是工作臺(tái)的實(shí)際位移；目前大多數(shù)中、小型機(jī)床都采用這種控制方式。

第一章

概述主要內(nèi)容第一節(jié)數(shù)控機(jī)床第二節(jié)數(shù)控加工的特點(diǎn)第三節(jié)數(shù)控機(jī)床的分類按運(yùn)動(dòng)控制的特點(diǎn)分類按伺服系統(tǒng)的類型分類按工藝方法分類第四節(jié)數(shù)控機(jī)床的主要性能指標(biāo)第五節(jié)數(shù)控技術(shù)的學(xué)習(xí)方法按工藝方法分類數(shù)控車床：量最大，>50%，主要方向是車削中心；數(shù)控銑床：?jiǎn)为?dú)功能的越來越少；數(shù)控鏜床（早期）：大型；數(shù)控鉆床（早期）：現(xiàn)較多的是加工印刷線路板（n=60000r/min）；加工中心（數(shù)控鏜銑床）：量較大，>30%，替代了銑床、鏜床和鉆床，自動(dòng)換刀，是種類多，應(yīng)用廣的復(fù)合型數(shù)控機(jī)床；數(shù)控沖床：可換沖頭；數(shù)控齒輪機(jī)床：復(fù)雜，多軸聯(lián)動(dòng)；生產(chǎn)線上應(yīng)用越來越多，還出現(xiàn)了交換工作臺(tái)、主軸或工作臺(tái)進(jìn)行立、臥轉(zhuǎn)換的五面體加工中心等。

按工藝方法分類按工藝方法分類按工藝方法分類按工藝方法分類按工藝方法分類第一章

概述主要內(nèi)容第一節(jié)數(shù)控機(jī)床第二節(jié)數(shù)控加工的特點(diǎn)第三節(jié)數(shù)控機(jī)床的分類第四節(jié)數(shù)控機(jī)床的主要性能指標(biāo)數(shù)控機(jī)床的精度指標(biāo)數(shù)控機(jī)床的可控軸數(shù)與聯(lián)動(dòng)軸數(shù)數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)性能指標(biāo)第五節(jié)數(shù)控技術(shù)的學(xué)習(xí)方法第一章

概述主要內(nèi)容第一節(jié)數(shù)控機(jī)床第二節(jié)數(shù)控加工的特點(diǎn)第三節(jié)數(shù)控機(jī)床的分類第四節(jié)數(shù)控機(jī)床的主要性能指標(biāo)數(shù)控機(jī)床的精度指標(biāo)數(shù)控機(jī)床的可控軸數(shù)與聯(lián)動(dòng)軸數(shù)數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)性能指標(biāo)第五節(jié)數(shù)控技術(shù)的學(xué)習(xí)方法數(shù)控機(jī)床的精度指標(biāo)定位精度和重復(fù)定位精度分度精度分辨度與脈沖當(dāng)量數(shù)控機(jī)床的精度指標(biāo)定位精度和重復(fù)定位精度定位精度是指數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)等移動(dòng)部件在確定的終點(diǎn)所達(dá)到的實(shí)際位置精度，即移動(dòng)部件實(shí)際位置與理想位置之間的誤差。定位誤差包括伺服系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、進(jìn)給系統(tǒng)等誤差，還包括移動(dòng)部件導(dǎo)軌的幾何誤差等，它將直接影響零件的加工位置精度。采用超精加工技術(shù)的加工精度達(dá)到0.025um，表面粗糙度達(dá)0.045um，已進(jìn)入納米級(jí)加工時(shí)代；重復(fù)定位精度指在同一臺(tái)數(shù)控機(jī)床上，應(yīng)用相同的程序加工一批零件，所得到的連續(xù)結(jié)果的一致程度，它受伺服系統(tǒng)特性、進(jìn)給系統(tǒng)的間隙與剛性以及摩擦特性等因素的影響。一般情況下，重復(fù)定位精度屬呈正態(tài)分布的偶然性誤差，它影響一批零件加工的一致性，是一項(xiàng)非常重要的性能指標(biāo)。分度精度分辨度與脈沖當(dāng)量數(shù)控機(jī)床的精度指標(biāo)定位精度和重復(fù)定位精度分度精度分度精度是指分度工作臺(tái)在分度時(shí)，理論要求回轉(zhuǎn)的角度值和實(shí)際回轉(zhuǎn)的角度值的差值。分度精度既影響零件加工部位在空間的角度位置，也影響孔系加工的同軸度等指標(biāo)。分辨度與脈沖當(dāng)量數(shù)控機(jī)床的精度指標(biāo)定位精度和重復(fù)定位精度分度精度分辨度與脈沖當(dāng)量對(duì)測(cè)量系統(tǒng)而言，分辨度是可以測(cè)量的最小增量；就數(shù)控系統(tǒng)而言，分辨度是可以控制的最小位移量，即數(shù)控裝置每發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)，反映到機(jī)床移動(dòng)部件上的移動(dòng)量，通常稱為脈沖當(dāng)量。低檔數(shù)控分辨率為10um；中檔的為1um；高檔的則為0.1um或更低。脈沖當(dāng)量是設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床的原始數(shù)據(jù)之一，其數(shù)值的大小決定了數(shù)控機(jī)床的加工精度和表面質(zhì)量。目前數(shù)控機(jī)床的脈沖當(dāng)量一般為0.001mm，精密(超精密)數(shù)控機(jī)床為0.0001mm，簡(jiǎn)易數(shù)控機(jī)床為0.01mm。第一章

概述主要內(nèi)容第一節(jié)數(shù)控機(jī)床第二節(jié)數(shù)控加工的特點(diǎn)第三節(jié)數(shù)控機(jī)床的分類第四節(jié)數(shù)控機(jī)床的主要性能指標(biāo)數(shù)控機(jī)床的精度指標(biāo)數(shù)控機(jī)床的可控軸數(shù)與聯(lián)動(dòng)軸數(shù)數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)性能指標(biāo)第五節(jié)數(shù)控技術(shù)的學(xué)習(xí)方法數(shù)控機(jī)床的可控軸數(shù)與聯(lián)動(dòng)軸數(shù)數(shù)控機(jī)床的可控軸數(shù)是指機(jī)床數(shù)控裝置能夠控制的坐標(biāo)數(shù)目，數(shù)控機(jī)床的可控軸數(shù)和數(shù)控裝置的運(yùn)算處理能力、運(yùn)算速度及內(nèi)存量有關(guān)，世界上最高級(jí)數(shù)控裝置的可控軸數(shù)已達(dá)24軸，我國(guó)目前最高的可控軸數(shù)是6軸（6軸加工中心）。數(shù)控機(jī)床的聯(lián)動(dòng)軸數(shù)是指機(jī)床數(shù)控裝置控制的坐標(biāo)軸同時(shí)達(dá)到空間某一點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)目，常用的有二軸、二軸半、三軸、四軸、五軸聯(lián)動(dòng)等，三軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床可以加工空間復(fù)雜曲面，四軸、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床用于宇航領(lǐng)域的葉輪、螺旋槳等零件的加工。低檔數(shù)控機(jī)床為2-3軸聯(lián)動(dòng)；中、高檔的為3-5軸聯(lián)動(dòng)，或更多。第一章

概述主要內(nèi)容第一節(jié)數(shù)控機(jī)床第二節(jié)數(shù)控加工的特點(diǎn)第三節(jié)數(shù)控機(jī)床的分類第四節(jié)數(shù)控機(jī)床的主要性能指標(biāo)數(shù)控機(jī)床的精度指標(biāo)數(shù)控機(jī)床的可控軸數(shù)與聯(lián)動(dòng)軸數(shù)數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)性能指標(biāo)第五節(jié)數(shù)控技術(shù)的學(xué)習(xí)方法數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)性能指標(biāo)主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)給速度行程擺角范圍刀庫(kù)容量及換刀時(shí)間

數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)性能指標(biāo)主軸轉(zhuǎn)速一般數(shù)控機(jī)床已達(dá)到5000-10000r/min，甚至更高，(高速電主軸達(dá)15000-100000r/min），尤其是各種小孔加工，對(duì)提高零件工作效率和表面質(zhì)量都極為有利。進(jìn)給速度行程擺角范圍刀庫(kù)容量及換刀時(shí)間數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)性能指標(biāo)主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)給速度國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給速度為10-15m/min，國(guó)外產(chǎn)品一般可達(dá)15-30m/min，有的工作進(jìn)給速度高達(dá)60m/min以上，（快速移動(dòng)速度高達(dá)60-120m/min）。數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給速度是直接影響零件加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及刀架壽命的主要因素，它受數(shù)控裝置的運(yùn)算速度、機(jī)床動(dòng)態(tài)特性及工藝系統(tǒng)剛度等因素限制。行程擺角范圍刀庫(kù)容量及換刀時(shí)間數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)性能指標(biāo)主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)給速度行程它是直接體現(xiàn)機(jī)床加工能力的指標(biāo)參數(shù)，坐標(biāo)軸X、Y、Z的行程大小，構(gòu)成了數(shù)控機(jī)床的空間加工范圍，即限制了零件的大小。擺角范圍刀庫(kù)容量及換刀時(shí)間數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)性能指標(biāo)主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)給速度行程擺角范圍轉(zhuǎn)角（擺角）大小也直接影響到加工零件空間部位的能力，但轉(zhuǎn)角太大會(huì)造成機(jī)床的剛度下降，給機(jī)床設(shè)計(jì)制造帶來許多困難。刀庫(kù)容量及換刀時(shí)間

數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)性能指標(biāo)主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)給速度行程擺角范圍刀庫(kù)容量及換刀時(shí)間常見的中小型加工中心刀庫(kù)容量為16-60把，大型加工中心刀庫(kù)容量為100把以上；換刀時(shí)間是指將使用完的刀具與裝在刀庫(kù)中的下一道工序所需的刀具進(jìn)行交換所花費(fèi)的時(shí)間。國(guó)內(nèi)產(chǎn)品為5-10秒，國(guó)外則是1-2秒。第一章

概述主要內(nèi)容第一節(jié)數(shù)控機(jī)床第二節(jié)數(shù)控加工的特點(diǎn)第三節(jié)數(shù)控機(jī)床的分類第四節(jié)數(shù)控機(jī)床的主要性能指標(biāo)第五節(jié)數(shù)控技術(shù)的學(xué)習(xí)方法數(shù)控機(jī)床的操作者數(shù)控機(jī)床改造者特種數(shù)控機(jī)床開發(fā)者數(shù)控機(jī)床的操作者編寫加工零件的加工程序，是數(shù)控機(jī)床操作者的主要任務(wù)。數(shù)控加工程序的編制方法主要有兩種:手工編程

全部或主要由人工進(jìn)行，廣泛采用于簡(jiǎn)單的點(diǎn)位、直線加工及直線與圓弧組成的輪廓加工中。但對(duì)復(fù)雜零件編程計(jì)算繁瑣、程序量大、編程費(fèi)時(shí)且易出錯(cuò)。自動(dòng)編程用數(shù)控語(yǔ)言編寫零件源程序輸入計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)對(duì)源程序進(jìn)行計(jì)算處理和后置處理，最后自動(dòng)產(chǎn)生具體機(jī)床的加工程序單，這個(gè)過程稱為自動(dòng)編程。

在目前情況下，要取消手工編程是不現(xiàn)實(shí)的，一是要有基本的自動(dòng)編程設(shè)備，二是手工編程是數(shù)控加工程序編制的基礎(chǔ)，一旦有問題出現(xiàn)能較塊查找并及時(shí)修正。數(shù)控機(jī)床的操作者手工編程要完成編程工作必須掌握：編程知識(shí)（G代碼、M代碼）；操作知識(shí)（根據(jù)不同數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行，常用的FANUC、SIEMENS等）；工藝知識(shí)（與普通機(jī)床加工工藝類似）。自動(dòng)編程

工藝分析（安裝、定位）——確定坐標(biāo)系、編程原點(diǎn)、對(duì)刀位置與方法——確定加工路線，刀具運(yùn)動(dòng)方向與軌跡（毛坯余量、加工變形等）——確定加工的各種工藝參數(shù)（速度、進(jìn)給量、背吃刀量、刀具參數(shù)等）——數(shù)值計(jì)算（直線、圓弧計(jì)算簡(jiǎn)單；曲線計(jì)算則復(fù)雜）——填寫程序單——校驗(yàn)程序——試切加工。第一章

概述主要內(nèi)容第一節(jié)數(shù)控機(jī)床第二節(jié)數(shù)控加工的特點(diǎn)第三節(jié)數(shù)控機(jī)床的分類第四節(jié)數(shù)控機(jī)床的主要性能指標(biāo)第五節(jié)數(shù)控技術(shù)的學(xué)習(xí)方法數(shù)控機(jī)床的操作者數(shù)控機(jī)床改造者特種數(shù)控機(jī)床開發(fā)者數(shù)控機(jī)床改造者數(shù)控機(jī)床改造者將普通機(jī)床改造為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床；國(guó)內(nèi)外均有功能較簡(jiǎn)單，價(jià)格較低廉的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)供普通機(jī)床的改造和升級(jí)換代，它是符合我國(guó)國(guó)情的有效途徑；普通機(jī)床能否改造的主要衡量標(biāo)準(zhǔn)是機(jī)床基礎(chǔ)件的剛性條件和改造的經(jīng)濟(jì)性。數(shù)控機(jī)床要求高的定位精度和運(yùn)動(dòng)精度，則對(duì)機(jī)床基礎(chǔ)件的剛度和抗振性要求較高，從經(jīng)濟(jì)效果考慮，大中型機(jī)床，尤其是重型機(jī)床最適合數(shù)控改造；選擇何種數(shù)控系統(tǒng)首先要熟悉其功能，同時(shí)要考慮性能價(jià)格比。

第一章

概述主要內(nèi)容第一節(jié)數(shù)控機(jī)床第二節(jié)數(shù)控加工的特點(diǎn)第三節(jié)數(shù)控機(jī)床的分類第四節(jié)數(shù)控機(jī)床的主要性能指標(biāo)第五節(jié)數(shù)控技術(shù)的學(xué)習(xí)方法數(shù)控機(jī)床的操作者數(shù)控機(jī)床改造者特種數(shù)控機(jī)床開發(fā)者特種數(shù)控機(jī)床開發(fā)者特種數(shù)控機(jī)床開發(fā)者

為某一用途開發(fā)研制專用的數(shù)控機(jī)床，相對(duì)工作難度較大；主要進(jìn)行的工作是：首先根據(jù)機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制軸數(shù)及伺服系統(tǒng)的性能要求，選擇數(shù)控系統(tǒng)；然后考慮將部分系統(tǒng)（機(jī)床位移傳感器、導(dǎo)軌的行程開關(guān)等）與數(shù)控系統(tǒng)連接；還要在數(shù)控系統(tǒng)上編制PLC控制程序，完成數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)?！稒C(jī)床數(shù)控技術(shù)》

第一章概述結(jié)束?數(shù)控機(jī)床編程及加工機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^數(shù)控機(jī)床的加工程序編制，掌握編程的方法及技巧；將在計(jì)算機(jī)上用OpenSoftCNC軟件模擬顯示加工過程校驗(yàn)程序，然后在數(shù)控機(jī)床上對(duì)工件進(jìn)行加工；結(jié)合機(jī)械加工工藝，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化編程，提高加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的基本原理數(shù)控編程的目的；數(shù)控編程的內(nèi)容；編程步驟。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的基本原理所謂編程，就是把零件的圖形尺寸、工藝過程、工藝參數(shù)、機(jī)床的運(yùn)動(dòng)以及刀具位移等內(nèi)容，按照數(shù)控機(jī)床的編程格式和能識(shí)別的語(yǔ)言記錄在程序單上的全過程。這樣編制的程序還必須按規(guī)定把程序單制備成控制介質(zhì)如程序紙帶、磁帶等，變成數(shù)控系統(tǒng)能讀懂的信息，再送入數(shù)控機(jī)床，數(shù)控機(jī)床的CNC裝置對(duì)程序經(jīng)過處理之后，向機(jī)床各坐標(biāo)的伺服系統(tǒng)發(fā)出指令信息，驅(qū)動(dòng)機(jī)床完成相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的目的數(shù)控編程的基本原理①分析零件圖紙，確定加工工藝過程；②計(jì)算走刀軌跡，得出刀位數(shù)據(jù)；③編寫零件加工程序；④制作控制介質(zhì)；⑤校對(duì)程序及首件試加工。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的內(nèi)容數(shù)控編程的基本原理機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的步驟零件圖紙分析零件圖紙制定工藝規(guī)程數(shù)學(xué)處理編寫程序文件制作控制介質(zhì)程序校驗(yàn)及試切數(shù)控機(jī)床OpenSoftCNC軟件介紹OpenSoftCNC軟件包括數(shù)控車床模擬仿真和數(shù)控銑床模擬仿真系統(tǒng)，由軟件+標(biāo)準(zhǔn)硬件系統(tǒng)構(gòu)成，不要求專用硬件或運(yùn)動(dòng)控制卡，所有數(shù)控功能和邏輯控制功能均由軟件完成，操作界面由系統(tǒng)操作和機(jī)床控制兩大部分組成。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心OpenSoftCNC軟件介紹機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心為例，軟件提供下列指令：以數(shù)控車床模擬仿真系統(tǒng)（OpenSoftCNC01T）組別指令功能編程格式模態(tài)

1G00快速線性移動(dòng)G00X(U)_Z(W)_√G01直線插補(bǔ)G01X(U)_Z(W)_√G02