课程名称： 数控技术
时间、地点：周一 1-2节 D42
周四 3-4节 D42
任课教师： 王永章
电话：
86413812
办公室： 机工厂二楼 数控技术研究室
考核形式： 出勤率(5)+作业(5)+实验(10)+考试(80)
考试时间： 第17周 周四 7-8节
考试地点： D42（0008109、0008110）
轮廓控制的数控机床
开环控制的数控机床
1.2.2 按伺服系统的类型分类 闭环控制的数控机床
半闭环控制的数控机床
1.2.3
按工艺方法分类
金属切削类数控机床 金属成型类及特种加工类数控机床
高档
1.2.4 按功能水平分类 中档
低档
1.3 数控技术的产生发展及技术水平
1.3.1 数控技术的产生与发展
1952年，电子管控制数控机床 1959年，晶体管控制数控机床，加工中心 60年代，集成电路数控机床 70年代，计算机数控机床 80年代，计算机集成制造系统
冷却液开停、主轴正反转等等。由辅助功能指令实现。
1.1.3 数控机床的组成及特点
1. 数控机床的组成
控制介质
数控装置
伺服系统
机床
检测反馈装置
图1.3 数控机床的组成
1）信息输入：程序、参数、数据等的输入通道。输入设备为穿孔 纸带、磁带、磁盘、通讯接口由上位机输入，也可以在MDI方式 下，用手动按键输入。
工要求的信息进行插补运算，实时地向各坐标轴发出速度位置控制 指令。伺服驱动装置能快速响应数控装置发出的指令，驱动机床各 坐标轴运动，同时能提供足够的功率和扭矩。
●机床的数字控制包括：轨迹控制和开关量控制。 轨迹控制:直线、圆弧及其它各种平面,空间轨迹。由插补指令实现。
插补指令越丰富，数控功能越强。 开关量控制：为配合数控加工，所需要的开关动作控制，如程序停、
L6
L
L1
T
Y
图1.2 轮廓控制
不仅对坐标的移动量进行控制，而且对各坐标的速度及它们之间 比率都要行严格控制，以便加工出给定的轨迹。
。
原理:在允许的误差范围内,从微观上看,用沿直线（精 确地说，
沿逼近函数）的各轴最小单位移动量合 成的分段 运动来 代替曲线运动，从而加工出轮廓。
基本名词术语：
1.点位控制：控制点到点的距离； 2.轮廓控制：控制轮廓加工，实时控制位移和速度； 3. 分辨率：闭环数控机床的最小监测单位，也叫设定单位。它
1Hale Waihona Puke 3.2 数控技术的发展趋势1. 数控装置 2. 伺服系统 3. 机械结构技术 4. 数控编程技术 5. 向智能化方向发展
1.1.2 机床数字控制的原理
点位控制(Point to Point Control )： 严格控制点到点之间的距离，而与所走的路径无关 。
Y
K
Q
G00:P-K-Q G01:P-Q
△Y
O,P
△X
X R
图1.1 点位控制
轮廓加工控制(Contouring Control)：
X
L3
L4
△Y
L5
△X
L2
4). 切削余量大的零件； 5). 加工精度高的零件； 6). 工艺设计会经常变化的零件； 7). 贵重零件； 8). 需全部检测的零件 缺点：实现数控加工的要求 1). 初次设备投资大；
2). 对使用者技术要求高
1.2 数控机床的分类
点位控制数控机床
1.2.1 按运动控制的特点分类 直线控制数控机床
2.数控机床的优势：
1). 广泛的适应性和较大的灵活性； 2). 加工零件一致性好、重复精度高； 3). 高自动化高效率； 4). 只要改变程序就可改变加工件，不需要大量复杂工装夹具； 5). 可以采用复合工艺； 6). 工艺设计会经常变化的零件；
3.数控机床的优势：
1). 小批量而又轮番生产的零件； 2). 几何形状复杂的零件； 3). 需进行多种工序加工的零件；
3）伺服驱动装置：接受数控装置来的指令，将信号进行调解、转 换、放大后驱动伺服电机，带动机床执行部件运动。
4）检测反馈装置：电流、速度、位置检测反馈装置。 5）机床本体：主运动部件、进给运动部件、执行部件和基础部件。 特点：①传动链短，结构简单。②刚度高、阻尼小、耐磨、热变形性宁好。③
无机变速。④高效传动件：直线滚动导轨、滚珠丝杠螺母副等。⑤新结构： 刀库机械手、自动主轴、动力刀架、交换工作台、高性能的排屑冷却防护机 构等等。
代表了数控系统和数控机床的精度。 脉冲当量：数控系统中，一个指令脉冲代表的位移量(开环)； 4. 插补:数据密化,用已知线型（已有插补轨迹）代替未知线型。 直线插补：数控机床加工时，刀具运动轨迹是直线的，称为
直线插补。 圆弧插补：数控机床加工时，刀具运动轨迹是圆弧的，称为
圆弧插补；
●机床的数字控制是由数控系统完成的。数控能接收零件图纸加
1.1.1 什么是机床的数字控制
以数字指令方式控制机床各部件的相对运动和动作。 例：N003 G90 G01 X+35. Y+279.3 Z-429.7 S1000 T02
F500 M07；
将数字代码输入机床的数字控制装置（即控制机床的专 用计算机）中去，经过计算机的计算处理、伺服控制、 驱动机床各部件运动，完成上述空间直线段的加工。 用这种控制技术控制的机床就称为“数控机床”或“NC机 床”。（Numerically Controlled Machine Tool）
D41 （0008111、0008112）
数 控 车 床
数 控 铣 床
加 工 中 心
加工中心
数控钻床
数控车床的主要内部结构
• FANUC数控系统（显示器及操作面板） FANUC数控系统（显示器及操作面板）
西门子系统的显示操作部件、驱动器、可编程控制器
第一章 概论
1.1 数控技术的基本概念
2）数控装置：由CPU、存储器、总线、功能部件和相应软件组成的 专用计算机。作用为将加工程序译码轨迹计算（速度计算）、 插补计算、补偿计算，向各坐标的伺服驱动系统 分配速度、位 移命令 。这一部分是数控机床的核心。主要功能如下：
①多轴联动、多坐标控制。 ②多种函数插补：直线、圆弧、抛物线、螺旋线、样条等。 ③多种程序输入功能。 ④信息转换功能：EIA/ISO、公制/英制、绝对值/增量值、坐标变换等。 ⑤补偿功能：刀具长度补偿、刀具半径补偿、间隙、螺距误差补偿等。 ⑥多种加工方式选择。 ⑦故障自诊断功能。 ⑧显示功能：字符、轨迹、平面图形、三维动态图形。 ⑨通讯和联网功能。