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1、第 一 次 课 授 课 提 纲第一章 数控加工技术基础第一节 数控设备简介一、数控设备的产生与发展1数控设备的产生科学技术和社会生产的不断发展，对加工机械产品的生产设备提出了三高（高性能、高精度和高自动化）的要求。为了解决上述问题，一种新型的数字程序控制机床应运而生，它极其有效地解决了上述一系列矛盾，为单件、小批量生产，特别是复杂型面零件提供了自动化加工手段。2数控设备的发展在第一台数控机床问世至今的50年中，先后经历了电子管（1952年）、晶体管和印刷电路板（1960年）、小规模集成电路（1965年）、小型计算机（1970年）、微处理器或微型计算机（1974年）和基于PC-NC的智能数控系统
2、（90年代后）等六代数控系统。前三代数控系统是属于采用专用控制计算机的硬逻辑（硬线）数控系统，简称NC（Numerical Control），目前已被淘汰。第四代数控系统采用小型计算机取代专用控制计算机，数控的许多功能由软件来实现，故这种数控系统又称为软线数控，即计算机数控系统，简称CNC（Computer Numerical Control）。1974年采用以微处理器为核心的数控系统，形成第五代微型机数控系统，简称MNC（Micro-computer Numerical Control）。以上CNC与MNC统称为计算机数控。CNC和MNC的控制原理基本上相同，目前趋向采用成本低、功能强的MN
3、C。现在发展了基于PC-NC的第六代数控系统，它充分利用现有PC机的软硬件资源，规范设计新一代数控。在数控系统不断更新换代的同时，数控机床的品种得以不断地发展。数控机床是数控设备的典型代表。数控激光与火焰切割机等数控设备也得到了广泛的应用。二、数控设备的工作原理、组成与特点1数控设备的工作原理图1-1是数控设备的一般工作原理图。工作要求数控程序数控设备工作结果 图1-1 数控设备的工作原理2数控设备的组成与功能数控设备的基本结构框图如图1-2所示。主要由输入输出装置、计算机数控装置、伺服系统和受控设备等四部分组成。1 / 5计算机数控装置伺服系统受控设备输入输出装置图1-2 数控设备基本结构框
4、图3数控设备的特点数控设备是一种高效能自动化加工设备。与普通设备相比，数控设备具有如下特点。（1）适应性强；（2）精度高，质量稳定；（3）生产率高；（4）能完成复杂型面的加工；（5）减轻劳动强度，改善劳动条件；（6）有利于生产管理。三、数控设备的分类数控机床通常从以下不同角度进行分类。1按工艺用途分类目前，数控机床的品种规格已达500多种，按其工艺用途可以划分为以下四大类：（1）金属切削类 它又可分为两类：普通数控机床数控加工中心（2）金属成形类 指采用挤、压、冲、拉等成形工艺的数控机床，常用的有数控弯管机、数控压力机、数控冲剪机、数控折弯机、数控旋压机等。（3）特种加工类 主要有数控电火花线
5、切割机、数控电火花成形机、数控激光与火焰切割机等。（4）测量、绘图类 主要有数控绘图机、数控坐标测量机、数控对刀仪等。图1-3 数控机床开环控制框图2按控制运动的方式分类（1）点位控制数控机床（2）点位直线控制数控机床（3）轮廓控制数控机床3按伺服系统的控制方式分类（1）开环数控机床如图1-3所示。开环控制的数控机床一般适用于中、小型经济型数控机床。图1-4 数控机床半闭环控制框图（2）半闭环控制数控机床，如图1-4所示。这类控制可以获得比开环系统更高的精度，调试比较方便，因而得到广泛应用。 图1-5 数控机床闭环控制框图（3）闭环控制数控机床，其控制框图如图1-5所示。闭环控制数控机床一般适用于精度要求高的数控机床，如数控精密镗铣床。4按所用数控系统的档次分类按所用数控系统的档次通常把数控机床分为低、中、高档三类。以上中、高档数控机床一般称为全功能数控或标准型数控。四、数控机床的坐标系统（一）数控机床的坐标轴和运动方向按照等效于ISO841的我国标准JB305182规定：如图1-所示。数控机床各轴的标示乃是根据右手定则。当右手拇指指向正X轴方向，食指指向正Y轴方向时，中指则指向正Z轴方向。图1-所示为立式数控机床的坐标系，图1-所示为卧式数控机床的坐标系。（二）绝对坐标系统与相对坐标系统绝对坐标系统相对坐标系统