1000
空运行 机床锁定 Z 轴锁定 MST 锁定
坐标轴选择
增量倍率 10 0
90
急停 任选程序段 +JOG 快进 -JOG 主轴正转 主轴停 主轴反转
20
手摇脉冲发生器
零件产品 机床加工
(伺服系统) 数控装置
(穿孔纸带等) 程序设计
零件图
介质输入 手动输入 微机直接输入
插补原理与计算机数控系统
数控加工工艺及编程
第一章 概述
1.1 数控加工技术概况
第一代: 1952年 ,美国麻省理工学院研制,电子管控制 的第一台三坐标联动的铣床；
第二代:1959年,出现了晶体管控制的“加工中心”； 第三代:1965年,出现了小规模集成电路，使数控系统 的可靠性得到了进一步的提高；以上三代数控系统都 是采用专用控制硬件逻辑数控系统,称为普通数控系统, 即NC系统. 第四代:1967年以计算机作为控制单元的数控制系统.
机床 NC 超程 主轴
超程解除
Y
10 100
循环驱动 进给保持 冷却液开关 刀松/刀紧 X
Z1
1000
空运行 机床锁定 Z 轴锁定 MST 锁定
坐标轴选择
增量倍率 10 0
90
急停 任选程序段 +JOG 快进 -JOG 主轴正转 主轴停 主轴反转
20
手摇脉冲发生器
零件产品 机床加工
(伺服系统) 数控装置
第五代:1970年,美国英特尔开发使用了微处理器,进入 计算机数控即是CNC。
1.2 数控加工的特点
与普通机床加工相比，数控机床的特点： 1.自动化程度高； 2.具有加工复杂形状零件的能力； 3.生产准备周期短； 4.加工精度高、质量稳定； 5.生产效率高； 6. 易于建立计算机通信网络；
工序卡
ST
n
HO [ ] U V W
ME END < > X Y Z
SHI :
7
8
9
0 ALT
FT
CR “ 4
5
6
BACK
SPACE
TAB ？ 1
2
3 INS CT摇
30 40 50 20 10
10
关
开 自动
回零 0
160
1
驱动器
160 XY Z A
电源
报警
方式选择
进给修调
主轴修调
2
3 INS CTR
L
电源
步进 点动
单段
手摇
30 40 50 20 10
10
关
开 自动
回零 0
160
1
驱动器
160 XY Z A
电源
报警
方式选择
进给修调
主轴修调
机床 NC 超程 主轴
超程解除
Y
10 100
循环驱动 进给保持 冷却液开关 刀松/刀紧 X
Z1
1000
空运行 机床锁定 Z 轴锁定 MST 锁定
直线插补： 四个象限有四 组计算公式；
逆时针圆弧插补： 四个象限有四 组计算公式；
顺时针圆弧插补： 四个象限有四 组计算公式；
1.4数控加工的主要应用对象
（1）形状复杂、加工精度高或用数学方法定义的复 杂曲线、曲面。 （2）公差带小、互换性高、要求精确复制的零件。
（3）用通用机床加工调整、制造复杂的零件。
（4）高价值的零件。 （5）小批量生产的零件。 （6）需要钻、镗、绞、攻螺纹、铣联合加工的零件。
1.5数控编程技术
1.5.1 程序编制的内容：
（1）分析工件零件图，确定工艺过程（确定加工 方案、选择合适的机床、刀具、夹具；确定走刀路 线及切削用量）。
（2）数学处理。
下
（3）编写程序单。
（4）制作程序介质、输入程序。
坐标轴选择
增量倍率 10 0
90
急停 任选程序段 +JOG 快进 -JOG 主轴正转 主轴停 主轴反转
20
手摇脉冲发生器
通用机床的加工
1.3数控机床的加工原理
工序卡
工艺分析
数控加 工程序
ESC A B C
D E RST
14''
F GH
I
J
彩色 显示器
PgU K L M N O
p
PgD P Q R
CR “ 4
5
6
BACK
SPACE
TAB ？ 1
2
3 INS CTR
L
电源
步进 点动
单段
手摇
30 40 50 20 10
10
关
开 自动
回零 0
160
1
驱动器
160 XY Z A
电源
报警
方式选择
进给修调
主轴修调
机床 NC 超程 主轴
超程解除
Y
10 100
循环驱动 进给保持 冷却液开关 刀松/刀紧 X
Z1
（5）程序校验和试切。
下
下
数控机床 程序效验和首件试切
制备控制介质 编写加工程序单
数学处理 确定工艺过程
零件图样
1.5.2 程序编制的方法：手工编程、自动编程 1.手工编程：适合于工件形状不复杂、计算简单、 程序段不长的点位加工及平面轮廓加工场合。 手工编程是自动编程的基础。
手工编程过程：
修改
2.自动编程:借助编程软件用计算机辅助生成加工程序 。
(穿孔纸带等) 程序设计
零件图
介质输入 手动输入 微机编程输入
工艺分析
工序卡
数控加 工程序
ESC A B C
D E RST
14''
F GH
I
J
彩色 显示器
PgU K L M N O
p
PgD P Q R
ST
n
HO [ ] U V W
ME END < > X Y Z
SHI :
7
8
9
0 ALT
FT
零件产品 机床加工
零件图
工艺分析
数控加 工程序
ESC A B C
D E RST
14''
F GH
I
J
彩色 显示器
PgU K L M N O
p
PgD P Q R
ST
n
HO [ ] U V W
ME END < > X Y Z
SHI :
7
8
9
0 ALT
FT
CR “ 4
5
6
BACK
SPACE
TAB ？ 1
完
1.2 数控机床的组成
控制介质：人际联系(人机对话)的中间媒介物——穿 孔纸带、穿孔卡片、磁带、磁盘等。
控制装置：接受加工信息经系统软件或逻辑电路进行 译码、运算和逻辑处理后，发出相应的脉冲给伺服系统。
伺服系统：将来自数控装置的脉冲信号转换为机床移 部件的运动(按数控程序预定要求的动作)。
1.插补的概念:采用小段直线或圆弧拟合理想轮廓线。
逐点插补法：代数运算法、醉步法 2.插补方法 数字积分法
时间分割法
逐点插补法的四个步骤 1.偏差判别；2.坐标进给；
3.偏差计算；4.终点判别。
(1)直线插补原理(偏差Fn≥0在线上)
(2)圆弧插补原理(Fn≥0在圆上)
(3)逐点比较法的象限处理 插补原理——轨迹控制原理。
(适用于工件形状复杂、编程工作量大、不具备刀具 半径自动补偿功能的机床或联动轴数超过两轴以上的加 工编程场合)
1.5.3 数控编程技术的发展概况 1.5.4 技术现状与趋势
1.6数控技术的发展趋势
1.6.1 数控系统的发展趋势 1.6.2 数控机床的发展趋势
本章重点与难点：
重点：数控加工的特点； 数控加工机床的工作原理； 自动编程、手动编程的特点。