第1页共27页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共27页第八章数控机床第一节概述一、数控机床的产生随着科学技术的迅速发展，社会对产品多样化的要求愈来愈强烈，从而要求产品更新换代的周期越来越短，使多品种、小批量生产的比重明显增加；同时，随着航空航天、造船、军工、汽车、农业机械等行业对产品性能要求的不断提高，产品中形状复杂的零件越来越多，加工质量要求也不断提高。采用传统的普通加工设备已难以适应这种多样化、柔性化及复杂形状零件的高效率高质量加工的要求。为解决上述问题，一种高精度、高效率的“柔性”自动化生产设备——数控机床就应运而生了。数控机床的研究起源于飞机制造业。1947年，美国帕森斯（Parsons）公司为了精确地制造直升机的机翼、桨叶和飞机框架，提出了用电子计算机控制机床来加工形状复杂零件的设想。1949年，美国空军为了能在短时间内制造出经常变更设计的火箭零件，与帕森斯公司和麻省理工学院伺服机构研究所（ServoMechanismLaboratoryoftheMassachusettsInstituteofTechnology）合作，开始了三坐标铣床的数控化工作，于1952年研制成功世界上第一台数控机床——三坐标数控铣床。经过三年的试用和改进，于1955年进入实用化阶段。此后，德国、英国、日本和前苏联等国也开始了数控机床的研制开发工作。1959年，美国Keaney＆Treckre公司开发出了具有刀具库、刀具交换装置、回转工作台的数控机床，可以在一次装夹中对工件的多个面进行钻孔、铰孔、攻螺纹、镗削、铣削等多种加工，不仅提高了生产率，而且使加工精度大大提高。这类带有刀具库和自动换刀装置的数控机床称为加工中心（MachiningCenter），它已成为当今数控机床发展的主流。二、数控机床的组成数字控制（NumericalControl，简称NC）技术是指采用数字化信息进行控制的技术用数字化信息对机床的运动及其加工过程进行控制的机床，称作数控机床，它是数字控制技术与机床相结合的产物。数控机床是典型的机电一体化产品，是集现代机械制造技术、自动控制技术、检测技术、计算机信息技术于一体的高效率、高精度、高柔性和高自动化的现代机械加工设备。它同其它机电一体化产品一样，也是由机械本体、动力源、电子控制单元、检测传感部分和执行机器（伺服系统）组成。1．机械本体第2页共27页第1页共27页零件图纸制成零件加工程序CNC装置伺服系统机床部件编制加工驱动命令送入编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共27页为数控机床的主体，是用于完成各种切削加工的机械部分。2．动力源为数控机床提供动力的部分，主要使用电能。3．电子控制单元其核心是计算机数控（ComputerNumericalControl，简称CNC）装置，它把接收到的各种数字信息经过译码、运算和逻辑处理，生成各种指令信息输出给伺服系统，使机床按规定的动作进行加工。这部分还包括相应的外围设备，如显示器、打印机等。4．检测传感部分主要对工作台的直线位移和回转工作台的角位移进行检测，检测结果送入计算机，或用于位置显示，或用于反馈控制。5．执行器（伺服系统）用来驱动机床上的移动部件作相应的运动，并对其定位精度和速度进行控制。如许多数控机床的走刀运动就是利用伺服电机驱动滚珠丝杠来完成的。三、数控机床的基本工作原理在普通机床上加工零件，是由操作者根据零件图纸的要求，不断改变刀具与工件之间相对运动轨迹，由刀具对工件进行切削而加工出要求的零件。而在数控机床上加工零件时则是将被加工零件的加工顺序、工艺参数和机床运动要求用数控语言编制出加工程序，然后输入到CNC装置，CNC装置对加工程序进行一系列处理后，向伺服系统发出执行指令，由伺服系统驱动机床移动部件运动，从而自动完成零件的加工。图8-l为数控机床的工作过程。图8-1数控机床的工作过程四、数控机床的分类（一）按数控机床的工艺用途分类1.一般数控机床：是与普通机床工艺可行性相似的各种数控机床，其种类与普通机床一样，如数控车床、数控铣床、数控刨床、数控磨床、数控钻床等。2.加工中心：是带有刀库和自动换刀装置的数控机床。3.特种数控机床：是装备了数控装置的...
