数控机床概念与组成

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1、课题一数控机床基础基础篇课题一数控机床基础教学目标1．了解数控机床的产生和发展。2．了解数控机床的概念和组成。3．了解数控机床的种类与应用。4．了解数控机床加工的特点及应用。1.1数控机床的产生与发展随着社会生产和科学技术的不断进步，各类工业新产品层出不穷。机械制造产业作为国民工业的基础，其产品更是日趋精密复杂，特别是宇航、航海、军事等领域所需的机械零件，精度要求更高、形状更为复杂且往往批量较小，加工这类产品需要经常改装或调整设备，普通机床或专业化程度高的自动化机床显然无法适应这些要求。同时，随着市场竞争的日益加剧，生产企业也迫切需要进一步提高生产效率，提

2、高产品质量及降低生产成本。在这种背景下，一种新型的生产设备——数控机床就应运而生了，它综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密测量及新型机械结构等多方面的技术成果，形成了今后机械工业的基础并指明了机械制造工业设备的发展方向。1．数控机床的产生数控机床的研制最早是从美国开始的。1948年，美国帕森斯公司（ParsonsCo.）在完成研制加工直升机浆叶轮廓用检查样板的加工机床任务时，提出了研制数控机床的初步设想。1949年，在美国空军后勤部的支持下，帕森斯公司正式接受委托，与麻省理工学院伺服机构实验室（ServoMechanismLaboratoryof

3、theMassachusettsInstituteofTechnology）合作，开始数控机床的研制工作。经过3年的研究，世界上第一台数控机床试验样机于1952年试制成功。这是一台采用脉冲乘法器原理的直线插补三坐标连续控制系统铣床，其数控系统全部采用电子管元件，其数控装置体积比机床本体还要大。后来经过3年的改进和自动编程研究，该机床于1955年进入试用阶段。此后，其他一些国家（如德国、英国、日本、前苏联和瑞典等）也相继开展数控机床的研制开发和生产。1959年，美国克耐·杜列克公司（Keaney&Trecker）首次成功开发了加工中心（Machining15

4、课题一数控机床基础Center），这是一种有自动换刀装置和回转工作台的数控机床，可以在一次装夹中对工件的多个平面进行多工序的加工。但是，直到20世纪50年代末，由于价格和其他因素的影响，数控机床仅限于航空、军事工业应用，品种也多为连续控制系统。直到20世纪60年代，由于晶体管的应用，数控系统进一步提高了可靠性且价格下降，一些民用工业开始发展数控机床，其中多数为钻床、冲床等点定位控制的机床。数控技术不仅在机床上得到实际应用，而且逐步推广到焊接机、火焰切割机等，使数控技术应用范围不断地得到扩展。2．数控机床的发展概况自1952年美国研制成功第一台数控机床以来，

5、随着电子技术、计算机技术、自动控制和精密测量等技术的发展，数控机床也在迅速地发展和不断地更新换代，先后经历了5个发展阶段。第1代数控机床：1952—1959年采用电子管元件构成的专用数控装置（NumericalControl，NC）。第2代数控机床：从1959年开始采用晶体管电路的NC系统。第3代数控机床：从1965年开始采用小、中规模集成电路的NC系统。第4代数控机床：从1970年开始采用大规模集成电路的小型通用电子计算机控制的系统（ComputerNumericalControl，CNC）。第5代数控机床：从1974年开始采用微型计算机控制的系统（Mi

6、crocomputerNumericalControl，MNC）。近年来，微电子和计算机技术日益成熟，其成果正不断渗透到机械制造的各个领域中，先后出现了计算机直接数控（DNC）系统、柔性制造系统（FMS）和计算机集成制造系统（CIMS）。这些高级的自动化生产系统均以数控机床为基础，它们代表着数控机床今后的发展趋势。（1）计算机直接数控系统所谓计算机直接数控（DirectNumericalControl，DNC）系统，即使用一台计算机为数台数控机床进行自动编程，编程结果直接通过数据线输送到各台数控机床的控制箱。中央计算机具有足够的内存容量，因此可统一存储、管

7、理与控制大量的零件程序。利用分时操作系统，中央计算机可以同时完成一群数控机床的管理与控制，因此也称它为计算机群控系统。目前DNC系统中的各台数控机床都有各自独立的数控系统，并与中央计算机连成网络，实现分级控制，而不再考虑让一台计算机去分时完成所有数控装置的功能。随着DNC技术的发展，中央计算机不仅用于编制零件的程序以控制数控机床的加工过程，而且进一步控制工件与刀具的输送，形成了一条由计算机控制的数控机床自动生产线，它为柔性制造系统的发展提供了有利条件。（2）柔性制造系统柔性制造系统（FlexibleManufacturing15课题一数控机床基础Syste

8、m，FMS）也叫做计算机群控自动线，它是将一群数控机床用自动传送系