一、數(shù)控機床概述
　　1.數(shù)控機床的產(chǎn)生與發(fā)展
　　隨著科學技術的發(fā)展，機械產(chǎn)品日趨復雜、精密，更新?lián)Q代越來越頻繁，社會對機械產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率提出了越來越高的要求。在航空航天、造船、軍工和計算機等工業(yè)中，零件精度高、形狀復雜、批量小、經(jīng)常改動、加工困難、生產(chǎn)效率低、勞動強度大，質(zhì)量難以保證。加之個性化的需求也使生產(chǎn)類型由大批、大量生產(chǎn)向多品種、小批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)化。為解決上述問題，滿足多品種、小批量、復雜、高精度零件的自動化生產(chǎn)，迫切需要一種靈活、通用、高精度、高效率的“柔性”自動化生產(chǎn)設備——數(shù)控機床就是在這種情況下應運而生的。
　　第一臺數(shù)控機床是1952年美國PARSONS公司與麻省理工學院（MIT）合作研制的三坐標數(shù)控銑床，它綜合應用了電子計算機、自動控制、伺服驅(qū)動、精密檢測與新型機械結(jié)構等多方面的技術成果，可用于加工復雜曲面零件。
　　數(shù)控機床的發(fā)展先后經(jīng)歷了電子管（1952年）、晶體管（1959年）、小規(guī)摸集成電路（1965年）、大規(guī)模集成電路及小型計算機（1970年）和微處理機或微型機算機（1974年）等五代數(shù)控系統(tǒng)。
　　2.數(shù)控技術的基本概念
　　數(shù)字控制（NumericalControl，NC），它是指用輸入數(shù)控裝置的數(shù)字化信息來控制機械執(zhí)行預定的動作，其數(shù)字信息包括字母、數(shù)字和符號。
　　用數(shù)字化信息對機床的運動及其加工過程進行控制的機床，稱作數(shù)控機床。早期的數(shù)控機床的NC裝置是由各種邏輯元件、記憶元件組成隨機邏輯電路，是固定接線的硬件結(jié)構，由硬件來實現(xiàn)數(shù)控功能，稱作硬件數(shù)控，用這種技術實現(xiàn)的數(shù)控機床一般稱作NC機床。
　　計算機數(shù)控（Computer Numerical Control，CNC）。是采用微處理器或?qū)Ｓ梦�機的數(shù)控系統(tǒng)，由事先存放在存儲器里的系統(tǒng)程序（軟件）來實現(xiàn)邏輯控制，實現(xiàn)部分或全部數(shù)控功能，并通過接口與外圍設備進行連接，稱為CNC系統(tǒng)，這樣的機床一般稱為CNC機床。
　　二、數(shù)控機床的組成與分類
　　1.數(shù)控機床的組成
　　數(shù)控機床一般由輸入輸出裝置、數(shù)控裝置、主軸和進給伺服單元及檢測裝置、伺服驅(qū)動和反饋裝置、輔助控制裝置、機床本體等部分組成，如圖1-1-2所示。
　　圖1-1-2數(shù)控機床的組成
　　（1）輸入輸出裝置。輸入裝置的作用是將記錄在信息載體（如磁盤）上的數(shù)控加工程序和各種參數(shù)、數(shù)據(jù)通過輸入設備送到數(shù)控裝置，輸入方式有磁盤、鍵盤（MDI）、手搖脈沖發(fā)生器等。
　　輸出裝置的作用是使數(shù)控系統(tǒng)通過顯示器為操作人員提供必要的信息。各種類型數(shù)控機床中最直觀的輸出裝置是顯示器，顯示器有CRT顯示器或彩色液晶顯示器兩種。
　�。�2）數(shù)控裝置。數(shù)控裝置是一種專用計算機，一般由中央處理器（CPU）、存儲器、總線和輸入輸出接口等構成。數(shù)控裝置是整個數(shù)控機床數(shù)控系統(tǒng)的核心，決定了機床數(shù)控系統(tǒng)功能的強弱。
　�。�3）伺服驅(qū)動及檢測裝置。伺服驅(qū)動及檢測裝置是數(shù)控機床的關鍵部分，它影響數(shù)控機床的動態(tài)特性和輪廓加工精度。伺服系統(tǒng)包括伺服單元、伺服驅(qū)動裝置（或執(zhí)行機構）等，是數(shù)控系統(tǒng)的執(zhí)行部分。其作用是把來自數(shù)控裝置的脈沖信號轉(zhuǎn)換成機床移動部件的運動。
　�。�4）可編程控制器及電氣控制裝置�？删幊炭刂破髋c數(shù)控裝置協(xié)調(diào)配合共同完成數(shù)控機床的控制，其中數(shù)控裝置主要完成與數(shù)字運算和管理等有關的功能，如零件程序的編輯、插補運算、譯碼、位置伺服控制等。它接收計算機數(shù)控裝置的控制代碼M（輔助功能）、S（主軸轉(zhuǎn)速）、T（選刀、換刀）等順序動作信息，對順序動作信息進行譯碼，轉(zhuǎn)換成對應的控制信號，控制輔助裝置完成機床相應的開關動作，如工件的裝夾、刀具的更換、冷卻液的開關等一些輔助動作。它還接收來自機床操作面板的指令，一方面直接控制機床的動作，另一方面將一部分指令送往數(shù)控裝置用于加工過程的控制。
　　（5）檢測反饋系統(tǒng)。檢測反饋系統(tǒng)的作用是對機床的實際運動速度、方向、位移量以及加工狀態(tài)加以檢測，把檢測結(jié)果轉(zhuǎn)化為電信號反饋給數(shù)控裝置，通過比較，計算出實際位置與指令位置之間的偏差，并發(fā)出糾正誤差指令。檢測反饋系統(tǒng)可分為半閉環(huán)和閉環(huán)兩種。半閉環(huán)系統(tǒng)中，位置檢測主要使用感應同步器、磁柵、光柵、激光測距儀等。
　　（6）機床本體。機床本體包括機床的主運動部件、進給運動部件、執(zhí)行部件和底座、立柱、刀架、工作臺等基礎部件。
　　2.數(shù)控機床的分類
　�。�1）數(shù)控機床的種類較多見表1.3。
　　3.數(shù)控車床的分類
　　數(shù)控車床只是數(shù)控機床中的一種，主要用于車削加工對各種形狀不同的軸類或盤類回轉(zhuǎn)表面。在數(shù)控車床上（圖1-1-3所示）可以進行鉆中心孔、鉆孔、鏜孔、鉸孔、車端面、切槽、車螺紋、滾花、車錐面、車成形面、攻螺紋以及高精度的曲面及端面螺紋等的加工。
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