数控技术的原理和装备发展趋势及对策.doc

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1、毕业论文数控技术的原理和装备发展趋势及对策 设计（论文）题目： 数控技术的原理和装备发展趋势及对策 学生姓名： 学号： 电气学院 机电一体化技术 专业 三年级 年级1、指导教师评分：序号评价内容分数序号评价内容分数1调查论证（8分）4工作量、工作态度（10分）2方案设计与技术路线（15分）5论文质量（15分）3分析与解决问题能力（15分）6创新（7分）指导教师评分 ： 分 2指导教师评语：该同学按照论文任务书要求认真开展了论文研究工作，结合专业重点知识进行选题，查阅资料充分，论文撰写规范，论文思路清晰，内容充实，论述充分，结论明确，按进度安排提交了所有论文成果。导师（签字）：代若愚 日 期：2

2、013 年 1 月 8 日 word文档 可自由复制编辑昆明冶金高等专科学校毕业设计（论文）任务书学院： 电气学院 专业： 机电一体化技术 班级： 机电1020班 学生姓名： 毕业设计（论文）题目：数控技术的原理和装备发展趋势及对策 毕业设计（论文）主要内容：1、按指导教师所给论文题目查阅相关文献资料。根据本次毕业论文所给题目，毕业论文参考资料主要查阅所需题目研究领域的发展历史、国内外研究情况、在各行业的应用情况、发展趋势及需要解决的主要技术难题、进一步研究的工作重点等；2、确定论文具体研究方向；3、拟定论文撰写提纲和工作进度，填写论文开题报告；4、根据指导教师对开题报告的修改意见撰写论文，形

3、成初稿后提交指导教师审阅，根据修改意见修改论文，形成论文终稿，论文要求内容丰富，条理清楚，格式规范，富有创新，字数不少于一万字；5、按格式要求打印论文相关材料，并按顺序装订提交；6、制作论文汇报PPT，以便教师快速查看论文的撰写过程及核心内容。毕业设计（论文）预期目标：1、根据论文题目完成相关资料查阅；2、完成论文开题报告；3、完成课题研究和论文撰写；4、完成论文汇报PPT。完成时间：2013年1月4日前毕业设计（论文）指导教师： 代若愚 系 主 任（教研室主任）： 马志诚 学 院 院 长： 龙志文 2012年12月13日word文档 可自由复制编辑昆明冶金高等专科学校毕业设计（论文）开题报告

4、 设计题目：数控技术的原理和装备发展趋势及对策学生姓名： 专 业：机电一体化技术指导教师： 填表时间： 毕 业 设 计 开 题 报 告1本课题的研究意义： 从20世纪中叶数控技术出现以来数控技术给机械制造业带来了革命性的变化。数控加工具有如下特点加工柔性好、加工精度高、生产率高、减轻操作者劳动强度、有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。数控技术是一种高度机电一体化的产品、适用于加工多品种小批量零件、结构较复杂、精度要求较高的零件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不允许报废的关键零件、要求精密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要求100%检验的零件。数控技术的特点及其应用范围使其成为国民

5、经济和国防建设发展的重要装备。进入21世纪，我国经济与国际全面接轨、进入了一个蓬勃发展的新时期。制造业既面临着机械制造业需求水平提升而引发的制造装备发展的良机，也遭遇到加入世界贸易组织后激烈的国际市场竞争的压力，加速推进数控技术的发展是解决机床制造业持续发展的一个关键。随着制造业对数控机床的大量需求以及计算机技术和现代设计技术的飞速进步，数控技术的应用范围还在不断扩大，并且不断发展以更适应生产加工的需要。本文简要分析了数控机床高速化、高精度化、复合化、智能化、开放化、网络化、多轴化、绿色化等发展趋势，并提出了我国数控技术的装备、发展趋势及对策。 2国内外研究现状（文献综述）：我国数控技术起步于

6、20世纪50年代末期，经历了初期的封闭式开发阶段，“六五”、“七五”期间的消化吸收、引进技术阶段，“八五”期间建立国产化体系阶段，“九五”期间产业化阶段，现已基本掌握了现代数控技术，建立了数控开发、生产基地，培养了一批数控专业人才，初步形成了自己的数控产业。目前，较具规模的企业有广州数控、航天数控、华中数控等，生产了具有中国特色的经济型、普及型数控系统。经半个世纪的发展，产品的性能和可靠性有了较大的提高，逐渐被用户认可，在市场上站稳了脚跟。但是由于系统技术含量低，产生的附加值少，不具备与进口系统进行全面抗衡的能力，只在低端市场占有一席之地，还不能为我国数控产业起到支撑的作用，与国外相比，还有不

7、小的差距。国内的数控系统刚刚产业化、水平质量一般。华中数控近几年发展迅速，软件水平相当不错，但在电器硬件方面还需进一步提高。因此我国急需增强自主创新的研发能力，加快发展国产自主品牌、尤其加快、加强高中档次数控机床的研发，并实现其商品化。当前，在数控机床精密化方面，美国的水平最高，不仅生产中小型精密机床，而且由于国防和尖端技术的需要，研究开发了大型精密机床。其代表产品有LLL实验室研制成功的DTM一3型精密车床和LODTM大型光学金刚石车床，它们是世界公认水平最高的、达到当前技术最前沿的大型精密机床。其它国家也相应研制成功各种类似的装备，如英国的Cranfield、日本的东芝机械等。近年来我国对

8、超精密机床的研制也一直在进行。北京机床研究所研制成功了JCS一027型超精密车床、JCS一03型超精密铣床、JCS一035型数控超精密车床等。3本课题研究的基本内容：数控技术是用数字信息对机器活动和事情历程举行掌握的技能，数控设备因此数控技能为代表的新技能对传统制作财产和新兴制作业的渗出形成的机电一体化产物，即所谓的数字扮装备，其技能范畴笼罩许多范畴：(1)机器制作技能；(2)信息处置惩罚、加工、传输技能；(3)主动掌握技能；(4)伺服驱动技能；(5)传感器技能；(6)软件技能等。数控机床是机、电、液、气、光高度一体化的产品。要实现对机床的控制，需要用几何信息描述刀具和工件间的相对运动以及用工

9、艺信息来描述机床加工必须具备的一些工艺参数。例如：进给速度、主轴转速、主轴正反转、换刀、冷却液的开关等。这些信息按一定的格式形成加工文件(即正常说的数控加工程序)存放在信息载体上(如磁盘、穿孔纸带、磁带等)，然后由机床上的数控系统读入(或直接通过数控系统的键盘输入，或通过通信方式输入)，通过对其译码，从而使机床动作和加工零件.现代数控机床是机电一体化的典型产品,是新一代生产技术、计算机集成制造系统等的技术基础。数控技术是机械加工自动化的基础，是数控机床的核心技术，其水平高低关系到国家战略地位和体现国家综合实力的水平. 它随着信息技术、微电子技术、自动化技术和检测技术的发展而发展。4本课题的重点

10、和难点及预期目标;重点：以数控机床来说明数控技术的重要性难点：数控技术的原理，数控机床的组成以及工作方式预期目标：通过对数控技术的原理，工作方式，运行机构来了解数控技术在各各方面的重要性5设计（论文）进度计划：2012年12月17日-12月21日：开题报告2012年12月22日-12月28日：论文初稿2012年12月29日-2113年1月4日：论文终稿2013年1月4日-1月7日指导教师意见：所选题目贴合专业知识，研究内容对本行业发展及个人专业能力提高有现实意义。写作过程中注意进一步理清思路，突出重点难点，突出课题的研究对生产实践的指导意义，并融入自己对改进生产工艺和未来发展趋势的思考，按照科

11、技论文的撰写规范按时完成任务。同意开题。 指导教师：代若愚所在专业审查意见：同意开题 专业负责人：马志诚 院部审查意见：同意开题 院部负责人： 龙志文 毕业设计（论文）辅导情况表 指导教师： 代若愚 辅导时间辅导内容学生签字2012年12月19日指导开题报告修改吴春云2012年12月25日指导论文初稿修改吴春云2012年12月19指导论文二次修改吴春云2012年1月2日指导论文打印和装订吴春云2012年1月4日指导汇报ppt制作吴春云目录0前言11数控技术的发展趋向21.1高速、高精加工及设备的新趋向21.2五轴联动加工和复合加工机床快速生长31.3智能化、开放式、收集化成为今世数控体系生长的

12、重要趋向31.4看重新技能尺度、范例的创建41.4.1关于数控体系计划开辟范例41.4.2关于数控尺寸52数控机床62.1工作原理62.2组成62.2.1加工程序载体72.2.2数控装置72.2.3伺服系统和测量反馈系统82.2.4机床主体82.2.5数控机床的辅助装置92.3分类92.3.1数控车床92.3.2数控铣床92.4加工特点102.5安全操作规程113数控系统123.1基本概念123.2结构123.3组成123.4功能133.4.1基本功能133.4.2选择功能153.5特点153.5.1灵活性153.5.2通用性163.5.3可靠性163.6使用维修方便174数控技术的优点174

13、.1高速、高效174.2高精度184.3高可靠性184.4复合化195数控技术装备的发展195.1加速数控技术和装备的国产化195.2加速数控技术和装备的商品化205.3强数控技术和装专业化216对我国数控技能及其财产生长的根基预计21结语23总结与体会23致谢24参考文献24word文档 可自由复制编辑数控技术的原理和装备发展趋势及对策吴春云（昆明冶金高等专科学校电气学院，昆明650033）摘要：本文简要介绍了当今世界数控技术及装备发展的趋势以及我国数控装备技术发展和产业化的现状，在此基础上讨论了在我国加入WTO和对外开放进一步深化的新环境下，发展我国数控技术及装备、提高我国制造业信息化水平

14、和国际竞争能力的重要性，并从战略辛口两个层面提出了发展我国数控技术及装备的几点看法。并以数控机床为实例来说明数控技术的应用。关键词：数控技术、数控机床The Number Controls Technical Principle And Material to Develop Trend and CounterplanWu Chun-Yun（Faculty of Electrical Engineering,Kunming Metallurgy College,Kunming 650033,China）Summary:This text synopsis introduced number i

15、n the world controls trend and our country number of technique and material development to control a material technique nowadays the development and industry turns of present condition,on this foundation discuss under the new surrounding that our country join WTO and outward open to deepen further,d

16、evelop an our country number to control technique and material,exaltation our country the importance of the manufacturing industry information-based level and international competition ability,and from strategic Xin Kou Liang level put forward to develop an our country number to control technique an

17、d material of what time viewpoint.Combine with the number control tool machine for solid example to explain the number controls a technical application.Keyword:The number controls a technique,the number control tool machine0前言数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业、

18、汽车、轻工、医疗等的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。而且随着世界制造业的转移，中国正逐步成为世界加工厂，美国、韩国、英国等国家已经进入工业化发展的高科技密集时代与微电子时代，钢铁、机械、化工等重工业正逐步向发展中国家转移，我国正处于重工业发展中期，所以数控技术的发展对发展中国家的发展尤为重要。我国从1958年起，由一批科研院所、高等学校和少数机床厂起步进行数控系统的研制和开发。由于受到当时国产电子元器件水平低，部门经济等的制约，未能取得较大的发展。在改革开放后，我国数控技术才逐步取得实质性的发展。经过“六五(81-85年)的引进国外技术，“七五”(8

19、6-90年)的消化吸收和“八五”(91一-95年)国家组织的科技攻关，才使得我国的数控技术有了质的飞跃，当时通过国家攻关验收和鉴定的产品包括北京珠峰公司的中华I型，华中数控公司的华中I型和沈阳高档数控国家工程研究中心的蓝天I型，以及其他通过“国家机床质量监督测试中心”测试合格的国产数控系统如南京四开公司的产品。我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展的阶段，许多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型。但总的来说，技术水平不高，质量不佳，所以在90年代初期面临国家经济由计划性经济向市场经济转移调整，经历了几年最困难的萧条时期，那时生产能力降到50%，库存超过4个月。从1 9 9 5年“九五”以

20、后国家从扩大内需启动机床市场，加强限制进口数控设备的审批，投资重点支持关键数控系统、设备、技术攻关，对数控设备生产起到了很大的促进作用尤其是在1999年以后国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金,使数控设备制造市场一派繁荣。1数控技术的发展趋向数控技术的运用不尽给传统制作业带来了革命性的转变，使制作业成为产业化的象征，并且随着数控技术的不停发展和运用范畴的扩展，它对国际平易近生的一些主要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越主要的感化，由于这些行业所需设备的数字化已是当代发展的大趋向。从现在数控技术及其设备生长的趋向来看，数控技术的发展主要有以下几个方面。1.1高速、高精加

21、工及设备的新趋向服从、质量是先辈制作技能的主体。高速、高精加工技能可极大地进步服从，进步产物的质量和档次，收缩临盆周期和进步市场竞争本领。为这天本先端技能研讨会将其列为5大当代制作技能之一，国际临盆工程学会（CIRP）将其肯定为21世纪的中央研讨偏向之一。在轿车产业范畴，年产30万辆的临盆节奏是40秒/辆，并且多品种加工是轿车设备必需办理的重点题目之一；在航空和宇航产业范畴，其加工的零部件多为薄壁和薄筋，刚度很差，质料为铝或铝合金，只有在高切削速率和切削力很小的环境下，才气对这些筋、壁举行加工。最近接纳大型团体铝合金坯料“掏空”的要领来制作机翼、机身等大型零件来替换多个零件经由过程浩繁的铆钉、

22、螺钉和其他联络方法拼装，使构件的强度、刚度和靠得住性获得进步。这些都对加工设备提出了高速、教育其他论文高精和高柔性的请求。从EMO2001展会环境来看，高速加工中央进给速率可达80m/min，乃至更高，空运行速率可达100m/min阁下。现在天下上很多汽车厂，包罗我国的上海通用汽车公司，已经接纳以高速加工中央构成的临盆线部门替换组合机床。美国CINCINNATI公司的HyperMach机床进给速率最大达60m/min，快速为100m/min，加快度达2g，主轴转速已达60 000r/min。加工一薄壁飞机零件，只用30min，而同样的零件在一样平常高速铣床加工需3h，在平凡铣床加工需8h；德国

23、DMG公司的双主轴车床的主轴速率及加快度分离达12*!000r/mm和1g。在加工精度方面，近10年来，平凡级数控机床的加工精度已由10m进步到5m，细密级加工中央则从35m，进步到11.5m，而且超细密加工精度已开端进入纳米级(0.01m)。在靠得住性方面，外洋数控装配的MTBF值已达6 000h以上，伺服体系的MTBF值到达30000h以上，表示出异常高的靠得住性。为了实现高速、高精加工，与之配套的功效部件如电主轴、直线电机获得了快速的生长，运用范畴进一步扩展。1.2五轴联动加工和复合加工机床快速生长用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳多少外形举行切削，不但光洁度高，并且服从也大幅

24、度进步。一样平常以为，1台5轴联念头床的服从可以即是2台3轴联念头床，特殊是利用立方氮化硼等超硬质料铣刀举行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加工可比3轴联动加工施展更高的效益。但已往因5轴联动数控体系、主机布局庞大等缘故原由，其价钱要比3轴联动数控机床凌驾数倍，加之编程技能难度较大，制约了5轴联念头床的生长。当前因为电主轴的涌现，使得实现5轴联动加工的复合主轴头布局大为简化，其制作难度和本钱大幅度低落，数控体系的价钱差距缩小。是以增进了复合主轴头范例5轴联念头床和复合加工机床（含5面加工机床）的生长。在EMO2001展会上，新日本工机的5面加工机床接纳复合主轴头，可实现4个垂直平面的加工和恣意角

25、度的加工，使得5面加工和5轴加工可在统一台机床上实现，还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国DMG公司展出DMUVoution系列加工中央，可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工，可由CNC体系掌握或CAD/CAM直接或间接掌握。德国DMG公司展出DMUVoution系列加工中央，可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工，可由CNC体系掌握或CAD/CAM直接或间接掌握。1.3智能化、开放式、收集化成为今世数控体系生长的重要趋向21世纪的数控设备将是具有肯定智能化的体系，智能化的内容包罗在数控体系中的各个方面：为寻求加工服从和加工质量方面的智能化，如加工历程的自顺应掌握，工艺参数主动天生；为进步驱动机能

26、及利用衔接便利的智能化，财政研究论文如前馈掌握、电机参数的自顺应运算、主动辨认负载主动选定模子、自整定等；简化编程、简化操纵方面的智能化，如智能化的主动编程、智能化的人机界面等；另有智能诊断、智能监控方面的内容、便利体系的诊断及维修等。为办理传统的数控体系关闭性和数控运用软件的财产化临盆存在的题目。现在很多国度对开放式数控体系举行研讨，如美国的NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control)、欧共体的OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems)

27、、日本的OSEC(Open System Environment for Controller)，中国的ONC(Open Numerical Control System)等。数控体系开放化已经成为数控体系的将来之路。所谓开放式数控体系便是数控体系的开辟可以在同一的运行平台上，面向机床厂家和终极用户，经由过程转变、增长或剪裁布局工具（数控功效），形成系列化，并可便利地将用户的非凡运用和技能诀窍集成到掌握体系中，快速实现差别品种、差别档次的开放式数控体系，形成具有光显本性的名牌产物。现在开放式数控体系的系统布局范例、通讯范例、司法制度论文设置范例、运行平台、数控体系功效库以及数控体系功效软件开辟

28、东西等是当前研讨的焦点。收集化数控设备是近两年国际闻名机床展览会的一个新亮点。数控设备的收集化将极大地满意临盆线、制作体系、制作企业对信息集成的需求，也是实现新的制作模式如灵敏制作、假造企业、环球制作的根本单位。国表里一些闻名数控机床和数控体系制作公司都在近两年推出了相干的新观点和样机，如在EMO2001展中，日本山崎马扎克（Mazak)公司展出的“CyberProduction Center”（智能临盆掌握中央，简称CPC)；日本大隈（Okuma）机床公司展出“IT plaza”（信息技能广场，简称IT广场)；德国西门子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Env

29、ironment（开放制作情况，简称OME）等，反应了数控机床加工向收集化偏向生长的趋向。1.4看重新技能尺度、范例的创建1.4.1关于数控体系计划开辟范例如前所述，开放式数控体系有更好的通用性、资本主义论文柔性、顺应性、扩大性，美国、欧共体和日本等国纷纭实行计谋生长打算，并举行开放式系统布局数控体系范例(OMAC、OSACA、OSEC)的研讨和订定，天下3个最大的经济体在短期内举行了险些雷同的科学打算和范例的订定，预示了数控技能的一个新的厘革时代的到临。我国在2000年也开端举行中国的ONC数控体系的范例框架的研讨和订定。1.4.2关于数控尺寸数控尺度是制作业信息化生长的一种趋向。数控技能出

30、生后的50年间的信息互换都是基于ISO6983尺度，即接纳G，M代码形貌怎样（how）加工，其实质特性是面向加工历程，显然，他已越来越不克不及满意当代数控技能高速生长的须要。为此，国际上正在研讨和订定一种新的CNC体系尺度ISO14649（STEPNC)，其目标是供给一种不依靠于具系统统的中性机制，可以或许形貌产物全部性命周期内的同一数据模子，从而实现全部制作历程，以致各个产业范畴产物信息的尺度化。STEP-NC的涌现大概是数控技能范畴的一次革命，对付数控技能的生长以致全部制作业，将孕育发生深远的影响。起首，STEP-NC提出一种极新的制作理念，传统的制作理念中，NC加工法式都会合在单个盘算机

31、上。而在新尺度下，NC法式可以疏散在互联网上，公共卫生论文这恰是数控技能开放式、收集化生长的偏向。其次，STEP-NC数控体系还可大大淘汰加工图纸（约75）、加工法式体例时候（约35）和加工时候（约50）。现在，西欧国度异常看重STEP-NC的研讨，欧洲提倡了STEP-NC的IMS打算(1999.1.12001.12.31)。加入这项打算的有来自欧洲和日本的20CAD/CAM/CAPP/CNC用户、厂商和学术机构。美国的STEP Tools公司是环球范畴内制作业数据互换软件的开辟者，他已经开辟了用作数控机床加工信息互换的超等模子(Super Model)，其目的是用同一的范例形貌全部加工历程。

32、现在这种新的数据互换格局已经在配备了SIEMENS、FIDIA以及欧洲OSACA-NC数控体系的原型样机长进行了验证。2数控机床2.1工作原理数控机床是机、电、液、气、光高度一体化的产品，是精密机械和自动化技术的综合体。它把机械加工过程中的各种控制信息用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。数控机床工作流程:（1）首先根据数控车床零件加工图样进行工艺分析，确定加工方案、工艺参数和位移数据。（2）用规定的数控车床程序代码和格式规则编写零件加工程序单；或用自动编程软件进行CAD/CAM工作，直

33、接生成零件的加工程序文件。（3）将数控车床加工程序的内容以代码形式完整记录在信息介质（如穿孔带或磁带）上。（4）通过阅读机把信息介质上的代码转变为电信号，并输送给数控装置。由手工编写的程序，可以通过数控机床的操作面板输入程序；由编程软件生成的程序，通过计算机的串行通信接口直接传输到数控单元（MCU）。（5）数控装置将所接受的信号进行一系列处理后，再将处理结果以脉冲信号形式向伺服系统统发出执行的命令。（6）数控车床伺服系统接到执行的信息指令后，立即驱动车床进给机构严格按照指令的要求进行位移，使车床自动完成相应零件的加工。2.2组成 数控机床组成数控机床的基本组成包括加工程序载体、数控装置、伺服驱

34、动装置、机床主体和其他辅助装置等五大部分。下面分别对各组成部分的基本工作原理进行概要说明。2.2.1加工程序载体数控机床工作时，不需要工人直接去操作机床，要对数控机床进行控制，必须编制加工程序。零件加工程序中，包括机床上刀具和工件的相对运动轨迹、工艺参数（进给量主轴转速等）和辅助运动等。将零件加工程序用一定的格式和代码，存储在一种程序载体上，如穿孔纸带、盒式磁带、软磁盘等，通过数控机床的输入装置，将程序信息输入到CNC单元。2.2.2数控装置数控装置是数控机床的核心。现代数控装置均采用CNC(Computer Numerical Control)形式，这种CNC装置一般使用多个微处理器，以程序

35、化的软件形式实现数控功能，因此又称软件数控(Software NC)。CNC系统是一种位置控制系统，它是根据输入数据插补出理想的运动轨迹，然后输出到执行部件加工出所需要的零件。因此，数控装置主要由输入、处理和输出三个基本部分构成。而所有这些工作都由计算机的系统程序进行合理地组织，使整个系统协调地进行作。（1）输入装置将数控指令输入给数控装置，根据程序载体的不同，相应有不同的输入装置。目前主要有键盘输入、磁盘输入、CAD/CAM系统直接通信方式输入和连接上级计算机的DNC(直接数控)输入，现仍有不少系统还保留有光电阅读机的纸带输入形式。(1）纸带输入方式。(2）MDI手动数据输入方式。(3）采用

36、DNC直接数控输入方式。（2）信息处理输入装置将加工信息传给CNC单元，编译成计算机能识别的信息，由信息处理部分按照控制程序的规定，逐步存储并进行处理后，通过输出单元发出位置和速度指令给伺服系统和主运动控制部分。CNC系统的输入数据包括：零件的轮廓信息(起点、终点、直线、圆弧等)、加工速度及其他辅助加工信息(如换刀、变速、冷却液开关等)，数据处理的目的是完成插补运算前的准备工作。数据处理程序还包括刀具半径补偿、速度计算及辅助功能的处理等。（3）输出装置输出装置与伺服机构相联。输出装置根据控制器的命令接受运算器的输出脉冲，并把它送到各坐标的伺服控制系统，经过功率放大，驱动伺服系统，从而控制机床按

37、规定要求运动。2.2.3伺服系统和测量反馈系统伺服系统是数控机床的重要组成部分，用于实现数控机床的进给伺服控制和主轴伺服控制。伺服系统的作用是把接受来自数控装置的指令信息，经功率放大、整形处理后，转换成机床执行部件的直线位移或角位移运动。由于伺服系统是数控机床的最后环节，其性能将直接影响数控机床的精度和速度等技术指标，因此，对数控机床的伺服驱动装置，要求具有良好的快速反应性能，准确而灵敏地跟踪数控装置发出的数字指令信号，并能忠实地执行来自数控装置的指令，提高系统的动态跟随特性和静态跟踪精度。2.2.4机床主体机床主机是数控机床的主体。它包括床身、底座、立柱、横梁、滑座、工作台、主轴箱、进给机构

38、、刀架及自动换刀装置等机械部件。它是在数控机床上自动地完成各种切削加工的机械部分。与传统的机床相比，数控机床主体具有如下结构特点：（1）采用具有高刚度、高抗震性及较小热变形的机床新结构。通常用提高结构系统的静刚度、增加阻尼、调整结构件质量和固有频率等方法来提高机床主机的刚度和抗震性，使机床主体能适应数控机床连续自动地进行切削加工的需要。采取改善机床结构布局、减少发热、控制温升及采用热位移补偿等措施，可减少热变形对机床主机的影响。（2）广泛采用高性能的主轴伺服驱动和进给伺服驱动装置，使数控机床的传动链缩短，简化了机床机械传动系统的结构。（3）采用高传动效率、高精度、无间隙的传动装置和运动部件，如

39、滚珠丝杠螺母副、塑料滑动导轨、直线滚动导轨、静压导轨等。2.2.5数控机床的辅助装置辅助装置是保证充分发挥数控机床功能所必需的配套装置，常用的辅助装置包括：气动、液压装置，排屑装置，冷却、润滑装置，回转工作台和数控分度头，防护，照明等各种辅助装置。2.3分类针对对车削、铣削、磨削、钻削和刨削等金属切削加工工艺及电加工、激光加工等特种加工工艺的需求，开发了各种门类的数控加工机床。数控机床种类繁多，一般有以下16大类：2.3.1数控车床（1）数控车床(含有铣削功能的车削中心)（2）数控铣床(含铣削中心)（3）数控铿床（4）以铣削为主的加工中心（5）数控磨床(含磨削中心)（6）数控钻床(含钻削中心)

40、（7）数控拉床（8）数控刨床2.3.2数控铣床（9）数控切断机床（10）数控齿轮加工机床（11）数控激光加工机床（12）数控电火花线切割机床（13）数控电火花成型机床(含电加工中心)（14）数控板村成型加工机床（15）数控管料成型加工机床（16）其他数控机床2.4加工特点(1)自动化程度高，可以减轻操作者的体力劳动强度。数控加工过程是按输入的程序自动完成的，操作者只需起始对刀、装卸工件、更换刀具，在加工过程中，主要是观察和监督机床运行。但是，由于数控机床的技术含量高，操作者的脑力劳动相应提高。(2)加工零件精度高、质量稳定。数控机床定位精度和重复定位精度都很高，较容易保证一批零件尺寸的一致性，

41、只要工艺设计和程序正确合理，加之精心操作，就可以保证零件获得较高的加工精度，也便于对加工过程实行质量控制。(3)生产效率高。数控机床加工是能再一次装夹中加工多个加工表面，一般只检测首件，所以可以省区普通机床加工时的不少中间工序，如划线、尺寸检测等，减少了辅助时间，而且由于数控加工出的零件质量稳定，为后续工序带来方便，其综合效率明显提高。(4)便于新产品研制和改型。数控加工一般不需要很多复杂的工艺装备，通过编制加工程序就可把形状复杂和精度要求较高的零件加工出来，当产品改型，更改设计时，只要改变程序，而不需要重新设计工装。所以，数控加工能大大缩短产品研制周期，为新产品的研制开发、产品的改进、改型提

42、供了捷径。(5)可向更高级的制造系统发展。数控机床及其加工技术是计算机辅助制造的基础。(6)初始投资较大。这是由于数控机床设备费用高，首次加工准备周期较长，维修成本高等因素造成。(7)维修要求高。数控机床是技术密集型的机电一体化的典型产品，需要维修人员既懂机械，又要懂微电子维修方面的知识，同时还要配备较好的维修装备。2.5安全操作规程开机前，应当遵守以下操作规程：（1）穿戴好劳保用品，不要戴手套操作机床。（2）详细阅读机床的使用说明书，在未熟悉机床操作前，切勿随意动机床，以免发生安全事故。（3）操作前必须熟知每个按钮的作用以及操作注意事项。（4）注意机床各个部位警示牌上所警示的内容。（5）按照

43、机床说明书要求加装润滑油、液压油、切削液，接通外接气源。（6）机床周围的工具要摆放整齐，要便于拿放。（7）加工前必须关上机床的防护门。在加工操作中，应当遵守以下操作规程：（1）文明生产，精力集中，杜绝酗酒和疲劳操作；禁止打闹、闲谈、睡觉和任意离开岗位。（2）机床在通电状态时，操作者千万不要打开和接触机床上示有闪电符号的、装有强电装置的部位，以防被电伤。（3）注意检查工件和刀具是否装夹正确、可靠；在刀具装夹完毕后，应当采用手动方式进行试切。（4）机床运转过程中，不要清除切屑，要避免用手接触机床运动部件。（5）清除切屑时，要使用一定的工具，应当注意不要被切屑划破手脚。（6）要测量工件时，必须在机床

44、停止状态下进行。（7）在打雷时，不要开机床。因为雷击时的瞬时高电压和大电流易冲击机床，造成烧坏模块或丢失改变数据，造成不必要的损失。工作结束后，应当遵守以下操作规程：（1）如实填写好交接班记录，发现问题要及时反映。（2）要打扫干净工作场地，擦拭干净机床，应注意保持机床及控制设备的清洁。（3）切断系统电源，关好门窗后才能离开。3数控系统3.1基本概念数控系统是数字控制系统简称，英文名称为Numerical Control System，早期是由硬件电路构成的称为硬件数控（Hard NC），1970年代以后，硬件电路元件逐步由专用的计算机代替称为计算机数控系统。计算机数控（Computerized

45、 numerical control,简称CNC）系统是用计算机控制加工功能，实现数值控制的系统。CNC系统根据计算机存储器中存储的控制程序，执行部分或全部数值控制功能，并配有接口电路和伺服驱动装置的专用计算机系统。3.2结构CNC系统的核心是CNC装置。由于使用了计算机，系统具有了软件功能，又用PLC代替了传统的机床电器逻辑控制装置，使系统更小巧，其灵活性、通用性、可靠性更好，易于实现复杂的数控功能，使用、维护也方便，并具有与上位机连接及进行远程通信的功能。计算机数控系统（CNC系统）是在硬件数控的基础上发展起来的，它用一台计算机代替先前的数控装置所完成的功能。所以，它是一种包含有计算机在内的数字控制系统，根据计算机存储的控制程序执行部分或全部数控功能。依照EIA所属的数控标准化委员会的定义，CNC是用一个存储程序的计算机，按照存储在计算机内的读写存储器中的控制程序去执行数控装置的一部分或全部功能，在计算机之外的唯一装置是接口。目前在计算机数控系统中所用的计算机已不再是小型计算机，而是微型计算机，用微机控制的系统称为MNC系统，亦统称为CNC系统。由于这二者的控制原理基本相同，因此本章将一并讨论这两种控制系统。3.3组成数控系统由零