10b所示。
a)
b)
图1—10 右手直角坐标系
广 (3) 运动方向的规定
东 省
对于机床坐标系的方向，均将增大刀具
农 与工件距离的方向确定为各坐标轴的正方
垦
湛 向，如图1—11所示为数控车床上两个运动
江 技
的方向。
工
学
校
广 （4） 坐标轴方向的确定
东 省
1）Z坐标的运动方向：是由传递切削的
农 动力的主轴所决定的，即平行于主轴轴线
江 技
修改程序，并可直接驱动机床电气等特点，现已广
工
泛用作数控机床的辅助控制装置。图1—5所示为某
学 校
可编程控制器的外观图。
图1—5 辅助控制装置
广
5. 检测装置
东
省
农
检测反馈装置将数控机
垦 湛 江
床各个坐标轴的实际位移 量、速度参数检测出来，
技 转换成电信号，并反馈到
工 学
机床的数控装置中。
校
江 技
系的方向时，始终认为工件静止，而刀具
工 学
是运动的。这样编程人员在不考虑机床上
校 工件与刀具具体运动的情况下，就可以依
据零件图样，确定机床的加工过程。
（2） 机床坐标系的规定
广
东
标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系由右手笛卡儿直
省
角坐标系决定，如图1—10a 所示。
农
1）伸出右手的大拇指、食指和中指，并互为90°。大拇指代
垦
湛 的坐标轴发即为Z坐标，Z坐标的正向为刀
江 技
具离开工件的方向。如图1—11所示的数控
工 学
车床的Z坐标。
校
2）X坐标
广
X坐标平行于工件的装夹平面，一
东
技
重型机械以及国防工业中使用的零件，精度要
工 学 校
求高、形状复杂、加工批量小，用普通机床加 工这些零件效率低、劳动强度大，有时甚至不
能加工。为了解决这些问题，一种具有高精度
、高效率、灵活、通用性强的自动化加工设备
——数控机床应运而生，它为多品种、小批量
，特别是结构复杂、精度要求高的零件提供了
自动化加工手段。
数控加工基础
中国劳动社会保障出版社
广 第一章 数控机床基础知识
东
省
农 垦
§1—1 数控与数控机床
湛
江 技
§1—2 数控机床的分类和常见数控
工 学
机床简介
校 §1—3 数控机床的加工特点
广
引入
东
省 农
在机械制造工业中，单件与小批量生产的
垦
零件（批量在10～100件）约占机械加工总量
湛 江
的75%～80%。尤其是航空航天、造船、机床、
校
（2）编程坐标系
（3）对刀点与换刀点
广
1.4.1 机床坐标系
东
省
农 垦
（1）机床相对运动的规定
湛
江 （2）机床坐标系的规定
技
工 （3）运动方向的规定
学
校 （4）坐标轴方向的确定
（5）机床原点
（6）机床参考点
广 （1） 机床相对运动的规定
东
省 农
数控机床的加工动作主要分刀具的动
垦 湛
作和工件的动作两部分，在确定机床坐标
检测装置的检测元件有
图1—6 直线光栅
多种，常用的有直线光栅
（见 图1—6）、光电编码
器（见图1—7）、圆光栅
、绝对编码尺等。
图1—7 光电编码器
广
6.机床本体
东
省
农 垦
机床本体是数控机床的主体，是用于完
湛 江
成各种切削加工的机械部分，包括主运动
技 工
部件、进给运动执行部件（如工作台、滑
学
校 板及其传动部件）和床身、立柱、支承部
技
电气柜
控制面板
工 装置和机床本体组成。如
学 校
图1—1所示。
工作台
主轴
控
数
制
控
介
装
质
置
伺服机构 辅助控制装置
检测装置
机 床 本 体
冷却液箱
图1—1
床身
广
1. 控制介质
东
省 农
控制介质是指将零件加工信息传送到
垦 湛
数控装置去的程序载体。随数控装置类型
江 的不同而不同，常用的有磁盘、移动硬盘
技 工
、Flash（U盘）等（见图1—2）。
学
校
a)
b)
c)
图1—2 常用的控制介质
a) 磁盘 b) 移动硬盘 c) U盘
广
2. 数控装置
东
省
农
数控装置是数控机床的核心。如图1—3
垦 湛
所示是某数控车床的数控装置。它由输入装
江
置（如键盘）、控制运算器和输出装置（如
技 工
显示器）等构成。
学
校
图1—3 数控装置
广
3. 伺服机构
东
省
农
垦 湛
伺服机构是
江 数控机床的执行
技 工
机构，由驱动装
学 校
置和执行部件（
如伺服电动机）
两大部分组成，
如图1—4所示。
a) 驱动装置
b ) 伺服电动机
图1—4 伺服机构
广
4.辅助控制装置
东
省
辅助控制装置是介于数控装置和机床机械、液
农 垦
压部件之间的强电控制装置。由于可编程控制器（
湛
PLC）具有响应快、性能可靠、易于使用、编程和
垦
表X坐标，食指代表Y坐标，中指代表Z坐标。
湛
江
2） 大拇指的指向为X坐标的正方向，食指的指向为Y坐标的
技
正方向，中指的指向为Z坐标的正方向。
工
3）围绕X、Y、Z坐标旋转的旋转坐标分别用A、B、C表示，根
学 校
据右手螺旋定则，大拇指的指向为Z、Y、Z坐标中任意轴的正向
，则其余四指的旋转方向即为旋转坐标A、B、C的正向，如图1—
机床，或者说是装备了数控系统的机床。
计算机数控（Computer Numerical Control） 系统是采用计算机控制加工功能，实现数字控制 ，并通过接口与外围设备连接。简称CNC系统。
广
1.2 数控机床的组成
东
省
农
数控机床主要由控制
主轴箱
垦 湛
介质、数控装置、伺服装
江 置、辅助控制装置、检测
件等。
广
1.3 数控机床的工作原理
东
省
农 垦
数控机床加工零件的工作过程如图1—8所示。加
湛
工步骤如下：
江
技
（1）根据被加工零件的图样与工艺方案，用规定的代
工 学
码和程序段格式编写出加工程序。
校
（2）将所编写加工程序指令输入到机床数控装置中。
（3）数控装置对程序（代码）进行处理之后，向机床 各个坐标的伺服驱动机构和辅助控制装置发出控制信 号。Βιβλιοθήκη 广 §1—1 数控与数控机床
东
省 农
1.1 数控与数控机床的概念
垦
湛
数控即数字控制（Numerical Control，简称
江 技
NC），是20世纪中期发展起来的一种自动控制技
工
术，是用数字化信号进行控制的一种方法。
学 校
数控机床（Numerical Control Tool）是用数
字化信号对机床的运动及其加工过程进行控制的
广
东 省
（4）伺服机构接到执行信号指令后，驱动机床的各个运
农
垦 动部件，并控制所需的辅助动作。
湛
江 技
（5）机床自动加工出合格的零件。
工
学
校
图
①
② 数控 ③ 伺服 ④ 机床 ⑤
样
装置
机构
本体
程序
工件
广
1.4 数控机床的坐标系
东
省
农 垦
数控机床的坐标系通常分为机床
湛
江
坐标系和编程坐标系。
技
工 学
（1）机床坐标系