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《数控技术》课程概况机械工业出版社李郝林等编主讲教师周华2009.3课程概况数控：数字控制（NC—NumericalControl）,以数字化信息对机床运动及加工过程进行控制的一种方法，NC已成为数控加工的专用术语；数控技术：用数控机床（数控设备）进行自动化加工的一种技术，它综合应用了多种学科的知识；数控机床：采用了数控技术的机床，是实现柔性自动化的关键设备，是柔性自动生产系统的基本单元；数控技术是现代先进制造技术的基础，其技术水平和普及程度是衡量国家综合国力和工业现代化程度的重要标志。课程概况第一章概述第二章数控加工的程序编制（重点）第三章数控机床程序编制中的工艺处理第四章数控系统操作知识（上机仿真，实验）第六章数控机床的位移检测装置第七章数控机床的伺服系统（简介）第八章数控系统插补原理第九章自由曲线及曲面的加工（简介）课程概况课程安排：第6学期，5～18周，周学时3（43单，53）课时安排：总40学时，理论28学时，实验12学时成绩评定：期终考试60%，实验20%，作业5%，出勤10%，讨论5%参考书：1、数控技术，王永章等主编，高等教育出版社，20052、数控技术，赵玉刚等主编，机械工业出版社，20063、数控机床，吴祖育等主编，上海科学技术出版社，20044、其它，如数控编程，数控原理与结构，数控编程与操作等《机床数控技术》第一章概述第一章概述主要内容第一节数控机床第二节数控加工的特点第三节数控机床的分类第四节数控机床的主要性能指标第五节数控技术的学习方法第一章概述主要内容第一节数控机床数控技术及机床数控机床的组成和工作原理第二节数控加工的特点第三节数控机床的分类第四节数控机床的主要性能指标第五节数控技术的学习方法第一章概述主要内容第一节数控机床数控技术及机床数控机床的组成和工作原理第二节数控加工的特点第三节数控机床的分类第四节数控机床的主要性能指标第五节数控技术的学习方法数控技术及机床数字控制，在机床领域指用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法；数控机床是采用了数控技术的机床；数控技术是一种控制机械运动的技术，从原理上看，数控是一种形→数、数→形的转换技术，或者是用数字描述运动量进而来控制运动的技术；数控技术首先是在金属切削机床上发展起来的，除了切削加工的数控机床之外，数控技术也大量用于压力机、冲床、弯管机、电火花切割机等特种加工设备上，近年来在非加工设备中也大量采用了数控技术，装配机、多坐标测量机、自动绘图机和工业机器人。机电一体化是当今世界机械工业发展的一种必然趋势，是机械学、微电子学和信息科学三者有机结合的一门综合科学；机电一体化技术是由微电子技术、计算机技术（信息技术）与精密机械技术结合的复合技术，综合这种技术的产品即机电一体化产品，“机电一体化技术”是一个广义的概念，“数控技术”相对比较具体；机电一体化的许多关键技术和产品是美国人发明的，但是“机电一体化”这个词是日本人想出来的，将Mechanics（机械学）的前半部和Electronics（电子学）的后半部组合构成，即“Mechatronics”，我国译作“机电一体化”（机械电子化）；机械技术有200多年的发展历史，微电子技术有70多年的发展历史，两者通过信息技术为媒介的结合，自40年代设想，50年代形成产品，60年代开始日益蓬勃发展至今。数控技术及机床数控技术及机床机电一体化技术和产品的发展，使机械工程、机械工业的面貌和内容发生了根本性的变化。过去，理论上主要以力学为基础，实践上主要以经验为基础；现在，作为基础理论远不限于力学，还有系统论、控制论、信息论、传感理论、电子学、计算机学等等，作为实践的基础远不限于经验，还涉及各有关学科，同时，本身也在形成自己的学科体系——制造理论、工艺理论。数控机床的发展历程与加工生产自动化方式密切相连，生产自动化主要分为两类：大批量生产自动化多品种、小批量生产的自动化数控技术及机床生产自动化主要分为两类：大批量生产自动化多品种、小批量生产的自动化大批量生产自动化通用机床的自动化改装自动机床专用机床和组合机床自动生产线上世纪50年代前，自动化是为大批量生产服务的，美国发展最快；50年代后，自动化主要解决的是小批量生产问题，日本则走在了前面。数控技术及机床数控机床的发展历程与加工生产自动化方式密切相连，生产自动化主要分为两类：大批量生产自动化多品种、小批量生产的自动化多品种、小批量生产的自动化成组加工(GroupTechnology)，GT数字控制(NumericalControl)，NC加工中心(MachiningCenter)，MC适应控制(AdaptiveControl)，AC计算机数控(ComputeNumericalControl)，CNC直接数控(DirectNumericalControl)，DNC，也称群控柔性制造系统(FlexibleManufacturingSystem)，FMS计算机辅助制造(ComputeAidedManufacturing)，CAM集成制造系统(ComputeIntegratedManufacturingSystem)，CIMS，也称CAD/CAM无人化制造系统(UnmannedManufacturingSystem)，UMS多品种、小批量生产的自动化1952年，第一代电子管数控系统；1959年，第二代晶体管数控系统，随之出现刀库，机械手、加工中心；1960年，第三代集成电路数控系统，硬逻辑数控系统（称为NC）；1970年，第四代小型计算机数控（CNC）；1974年，第五代微型计算机数控（MNC，统称CNC）；1980年后，FMS、FMC、CIMS、开放式数控（openNC）系统、智能制造系统（IMS）大发展。1990年后，高速加工，纳米制造。多品种、小批量生产的自动化日本和美国在开发数控机床方面的初衷是不一样的；我国于80年代以后开始研制数控机床，在消化吸收、引进技术的基础上，数控技术也有长足的发展，能生产100多种数控机床；研制出了六轴五联动的数控系统；国产数控机床的分辨率已提高到0.001mm；目前我国企业生产的数控机床属于引入数控系统，世界上著名的数控公司有：日本—FANUC德国—SIEMENS日本—三菱德国—HEIDHEIN西班牙—FAGOR法国—UMN美国—AB等。市场占有达60%；中国数控机床发展水平及数字统计2002年中国金属加工机床进口、出口贸易统计进口出口数量(千台)金额(百万$)与上年比较(%)数量(千台)金额(百万$)与上年比较(%)数量金额数量金额金属切削机床合计75.962074.724.2926.605506.58263.922.2213.85其中数控机床18.281453.738.3731.633.1034.641.16-3.242002年世界机床生产前十名（百万美元）国家(地区)2002年2001年同比德国67377732-17%日本63799390-30%意大利37753794-5%中国3025262415%美国19132853-33%中国台湾1754163510%瑞士17162047-20%西班牙863886-8%韩国8338044%法国812814-5%数控技术及机床数控技术及机床2002年世界机床消费前十名（百万美元）国家(地区)2002年2001年同比中国5696474020%德国48155712-20%日本34415254-32%美国33255231-36%意大利29323080-10%韩国12231324-8%法国11651516-27%中国台湾9771118-10%西班牙819881-12%英国690897-26%数控技术及机床2002年世界机床进口前十名（百万美元）国家(地区)2002年2001年同比中国3151240631%美国23273411-32%德国19602269-14%意大利9571227-22%韩国790931-15%法国7811188-34%加拿大704739-5%中国台湾661845-22%英国612781-22%日本495660-25%数控技术及机床2002年世界机床出口前十名（百万美元）国家(地区)2002年2001年同比德国38824288-14%日本34434797-26%意大利18011942-12%瑞士14761756-20%中国台湾143813638%美国9151034-11%英国514708-28%西班牙5014765%法国429486-16%比利时414564-30%数控技术及机床结束第一章概述主要内容第一节数控机床数控技术及机床数控机床的组成和工作原理第二节数控加工的特点第三节数控机床的分类第四节数控机床的主要性能指标第五节数控技术的学习方法数控机床的组成和工作原理数控机床通常由四部分组成：程序介质用于记载加工信息，其形式有：纸带、磁带和磁盘。用标准的由字母、数字和符号构成的代码，按规定的格式编制零件的加工程序单，再制作程序载体。编程有人工进行和计算机编程两种。通常过程：图纸—工艺安排—关键点坐标确定—编程—制备程序介质。数控机床的组成和工作原理数控机床通常由四部分组成：数控装置是数控机床的核心，是控制机床运动的中枢系统。通常数控装置由输入装置、控制器、运算器和输出装置组成，一般控制器和运算器制作在一起，也可以说是三部分构成。它的功能是按照规定的控制算法进行插补运算，并将结果经输出装置送到各坐标控制伺服系统。数控机床的组成和工作原理数控机床通常由四部分组成：伺服系统是数控系统的执行部分，通常由驱动装置和执行机构组成，前者有步进电动机、直流和交流伺服电动机等，交流伺服电动机具有良好的性能价格比而成为首选；执行机构采用齿轮或同步齿型带传动，同步齿型带具有良好的应用前景。数控机床的组成和工作原理数控机床通常由四部分组成：数控机床相对于普通机床的结构要求更高，主要体现在：刚性和抗振性好;减小运动件的摩擦;消除传动间隙;减小热变形。第一节数控机床结束第一章概述主要内容第一节数控机床第二节数控加工的特点数控机床与普通机床加工零件的区别，主要在于前者按照程序自动加工零件；后者要由人工完成加工。第三节数控机床的分类第四节数控机床的主要性能指标第五节数控技术的学习方法数控加工的特点具有广泛的适应性和较大的灵活性；加工精度高和加工质量稳定；加工生产率高；改善劳动条件，提高劳动生产率；有利于生产管理的现代化。数控加工的特点具有广泛的适应性和较大的灵活性改变加工对象只需改变程序，特别是同类零件；能加工普通机床难以完成或根本不能加工的复杂型面零件（航空航天、模具加工、螺旋桨叶片等）；尤其是加工中心，集中了精密、自动、万能机床于一身。数控加工的特点具有广泛的适应性和较大的灵活性加工精度高和加工质量稳定以数字形式给出的指令脉冲加工，脉冲当量可0.001或更低（钻床较低0.01-0.015）；进给传动链的间隙与误差可由数控装置进行补偿；传动系统与结构具有较高的刚度和热稳定性，机械系统的制造精度高；避免人为操作误差。数控加工的特点具有广泛的适应性和较大的灵活性加工精度高和加工质量稳定加工生产率高进行高速（无级变速）切削、强力切削，用足（速度、深度和进给量）切削用量三要素；机床自动化程度高，可自动换刀、改变切削用量、快进快退等辅助动作；加工中心体现了工序集中，一般是普通机床的10倍；不可忽视排屑问题，采用床身倾斜等。数控加工的特点具有广泛的适应性和较大的灵活性加工精度高和加工质量稳定加工生产率高改善劳动条件，提高劳动生产率避免了繁重的手工操作与重复性劳动；不需一直关注加工过程，能一人负责多台机床；既是体力劳动者，又是脑力劳动者。数控加工的特点具有广泛的适应性和较大的灵活性加工精度高和加工质量稳定加工生产率高改善劳动条件，提高劳动生产率有利于