第一章概论本章重点：数控机床概念及其发展数控机床加工原理及其组成数控机床分类§1-1数控机床基本概念一数控机床的产生1数控机床产生的客观要求2数控机床产生的技术必然性3数控机床的诞生二数控机床概念、加工原理、基本组成1概念NC（Numericalcontrol）概念CNC（ComputerNumericalControl）数控机床2数控机床加工原理3数控机床组成a程序载体b输入装置c数控装置d强电控制装置e伺服控制装置f机床本体三数控机床涉及的基本技术1精密机械技术2计算机及信息处理技术3自动控制理论和伺服驱动技术4精密监测和传感技术5网络和通讯技术§1-2数控机床的分类一按工艺用途分类1金属切削类数控机床2特种加工类数控机床3板材加工类数控机床数控车床立式数控铣床数控磨床龙龙门门式式加加工工中中心心龙龙门门式式加加工工中中心心立立式式加加工工中中心心立立式式加加工工中中心心加工中心的结构及类型加工中心的结构及类型数控镗床数控冲床数控线切割机二按运动方式分类1点位控制数控机床2点位直线控制数控机床3轮廓控制数控机床三按驱动装置控制方式分类1开环控制数控机床2半闭环控制数控机床3闭环控制数控机床开环控制数控系统没有位置反馈装置控制方式，信号流是单向的（数控装置进给系统）。这类系统具有结构简单、工作稳定、调试方便、维修简单、价格低廉等优点，在精度和速度要求不高、驱动力矩不大的场合得到广泛应用。电机机械执行部件A相、B相C相、…f、nCNC插补指令脉冲频率f脉冲个数n换算脉冲环形分配变换功率放大半闭环控制数控系统半闭环数控系统的位置反馈采样点是从驱动装置(伺服电机)引出，通过旋转角度进行位置的间接检测，不是直接检测运动部件的实际位置。位置控制调节器速度控制调节与驱动检测与反馈单元位置控制单元速度控制单元++--电机机械执行部件CNC插补指令实际位置反馈实际速度反馈全闭环控制数控系统闭环控制数控系统的位置反馈采样点是直接对运动部件的实际位置。从理论上讲，可以消除整个驱动和传动环节的误差、间隙和失动量。具有很高的位置控制精度位置控制调节器速度控制调节与驱动检测与反馈单元位置控制单元速度控制单元++--电机机械执行部件CNC插补指令实际位置反馈实际速度反馈四数控机床的精度与应用范围1数控机床的精度脉冲当量0.01—0.0005mm/脉冲加工精度约为脉冲当量10倍定位精度是加工精度1/2---1/3重复定位精度是定位精度1/22应用范围:数控机床的应用越来越广泛，不仅应用于多品种小批量生产，而且应用于高精度、结构复杂、较大批量零件的加工。§1-3数控机床的特点及发展一数控机床的加工特点1加工精度高2适应性强3自动化程度高、劳动强度低4质量稳定、效率高5具有良好的经济效益6有利于现代管理二数控机床的发展1概述数控系统经历了从硬件数控到软件数控两个阶段和从电子管到基于个人计算机平台的六代发展。A.从速度来看：目前，在超高速加工中，车削和铣削的切削速度已达到5000~8000m/min以上；主轴转数在30000转/分(有的高达10万r/min)以上；工作台的移动速度(进给速度)：在分辨率为1微米时，达100m/min(有的到200m/min)以上，在分辨率为0.1微米时，达24m/min以上；自动换刀速度在1秒以内；B.从精度来看：普通级数控机床的加工精度已到±5μm；精密级加工中心的加工精度则到±1~1.5μm，甚至更高；超精密加工精度进入纳米级(0.001微米)，主轴回转精度要求达到0.01~0.05微米，加工表面粗糙Ra=0.003微米等。C.从可靠性来看：国外数控装置的MTBF值已达10000小时以上，驱动装置达30000小时以上.2从数控机床各组成部分发展看1）机床结构的发展2）数控系统的发展3）伺服系统的发展4）制造自动化技术CNC---FMC---DNC----FMS3数控机床的发展趋势A高速、高效B多功能C智能化D高精度E高可靠性F柔性化
