第1章数控机床概述

第1 章 数控机床概述 1 . 1 数控机床的工作原理及组成 以数字形式进行信息控制的机床称为数字控制机床，简称数控机床。 数字控制系统是相对于模拟系统而言的。数字控制系统中的信息是数字量，而模拟控制系统中的信息是模拟量。随着计算机技术的发展，硬件数控系统已逐渐被淘汰，取而代之的是计算机数控（CNC）系统。 1 . 数控机床的工作原理 凡是用代码化的数字信息将刀具移动轨迹的信息记录在程序上，然后进入数控系统，经过译码、运算来控制机床的刀具与工件的相对运动，从而能够加工出形状、尺寸与精度符合要求的零件的机床即为数控机床。 2 . 数控机床的组成 数控机床一般由输入/输出装置、CNC 装置、伺服单元、驱动装置、可编程控制器及电器控制装置、辅助装置、机床本体和测量装置组成。图 1-1 是数控机床的组成框图，其中除机床本体之外的部分统称为CNC 系统。 图 1-1 数控机床的组成 3 . 数控机床的加工特点 （1）加工高精度和高速化。通过减少数控系统的误差和采用补差技术是数控加工精度得到提高的同时，提高了数控系统的分辨率，以微笑程序段实现连续进给，以及在位置系统中采用反馈控制与非线性控制等方法，使数控机床具备高进给速度和高精度的加工。 （2）加工复合化。复合化包括工序复合化和功能复合华。例如工件在一台设备上一次装夹后，可以通过自动换刀等各种措施来完成多工序和多表面的加工，这样既能减少工件装卸时间和搬运时间，提高每台机床的加工 能力，减少半成品的库存；又能保证和提高行位精度，从而打破了传统的工序界限和分散加工的工艺规程。 （3）高柔性化。柔性是指数控机床适应加工对象变化的能力。数控机床发展到今天，已对加工对象变化有很强的适应能力。在提高单机柔性化的同时，也在朝着单元柔性化（柔性加工单元——FMC）和系统柔性化（如柔性制造系统——FMS）的方向发展。 （4）智能化。随着人工智能在计算机领域的不断渗透与发展，数控智能化程度不断提高。如应用自适应控制系统，引入专家指导加工，加强故障自诊断功能等。 1 .2 数控机床的分类 数控机床的品种很多，通常按下列方式进行分类。 1 .2 .1 按有无检测装置分类 数控系统按有无测量检测装置可分为开环控制数控机床、半闭环控制数控机床和闭环控制数控机床。 1 . 开环控制数控机床 图 1-2 所示为开环控制数控机床的工作原理图。 步进电机驱动电路指令脉冲工作台 图 1-2 开环控制数控机床的工...