1.1学习要点

数控技术是一种借助于数字化信息（数字、字符或其它符号）对某一对象的工作过程（如加工、测量和装配等）进行编程控制的自动化技术，数控技术广泛应用于国民经济的各个行业，其中数控机床是数控技术在生产中应用最为典型的例子，因此本课程主要以数控技术在数控机床中的应用为例进行讲解。

与普通机床相比，数控机床具有适应性强、效率高、精度高、保持性好、经济效益高以及易于实现生产管理的现代化等优点，代表了现代数控技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品。

本章通过基础知识的学习将获得一下知识。

（1）掌握与数控技术有关的基本概念和数控加工的特点

（2）掌握数控机床的组成、工作原理和分类及工作过程

（3）了解数控机床的发展历史及发展趋势。

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1.2—数控技术的基础知识和数控加工的特点

1.数控技术的基本概念

(1) 数字控制（Numerical Control, NC）是一种借助于数字化信息（数字、字符或其它符号）对某一对象的工作过程（如加工、测量和装配等）进行编程控制的自动化方法。通常使用专门的计算机或通用计算机（或单片计算机）对设备的工艺流程进行程序编制，设备在程序控制下工作就称为数控。

(2) 数控技术（Numerical ControlTechnology）是采用数字化控制的方法对某一对象的工作过程实现自动控制的技术。

(3) 数控系统（Numerical ControlSystem）是实现数字控制的装置，它是数字控制技术的物理实体，由硬件和软件两大部分构成。

(4) 数控机床（Numerical ControlMachine）是采用数字化控制技术对工件的加工过程进行自动控制的一类机床。它是数控技术在生产中应用最为典型的例子。

(5) 数控加工过程—利用数控加工时，首先机械加工过程中的各种控制信息（刀具、切削用量、主轴转速、加工轨迹等）用相应的代码数字化，然后通过数字化的信息输入数控装置（数控系统的核心部分）的零件程序存储器，运行程序时，去取一段程序，进行译码、插补和刀具补偿及速度处理后，在由不同的功能模块输出不同的轨迹、速度和辅助控制信息，控制机床的不同部件的动作，机床就可以按照图纸要求的形状和尺寸、自动地将零件加工出来。

2.数控加工的特点

数控机床的出现，较好的解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，与普通机床的加工相比较，数控加工有以下明显的特点。

1）适应性强-柔性好，

只需改变零件加工程序不必改变数控机床的机械结构和电气控制就可加工出不同的零件。体现了复杂、单件小批量和新品研制带来方便。可构成FMS。

2）适于加工复杂形状的零件

如空间曲面加工，一般机床不可能完成但数控机床可借助CAD/CAM软件比较容易的加工直升机螺旋桨、汽轮机叶片等复杂的特殊零件，所以在宇宙、航空和造船、模具等行业得到广泛应用。

3）加工精度高、质量稳定可靠

数控机床的机械机构精度好、强度高，加上数控系统的对机械传动误差的补偿功能和高精度的检测与反馈环节，使得数控机床的工作台的脉冲当量普遍达到0.1~10um。程序控制不需要人工干预，消除人为误差，提高了同批零件的一致性，保证了产品质量，提高了产品合格率。

4）生产效率高

是普通机床效率的3~5倍，复杂的零件可达几十倍以上

（1）大的切削量: 主轴功率大、调速范围宽。采用无级变速，所以可以选择合理切削速度和进给速度，强力切削和背吃刀量，提高了数控机床的切削效率。

（2）空行程运动速度高：空形成运动速度一般选择机床最大快速移动速度。15m/min~20 m/min以上。缩短了辅助时间，以提高加工效率。

（3）工件装夹和换刀时间短：采用液压卡盘可以实现工件的自动加紧和放松，采用电动刀架和自动换刀机构，缩短了换刀时间提高了生产效率和保证了精度。

（4）检验时间短—在批量生产时，由于加工零件的一致性较好，因此做首件零件抽检验和工序间关键尺寸的抽样检验，节省了停机检验的时间提高了效率。

5）劳动强度低

数控加工时操作者不需要频繁操作机床和检验工件，更换工件时自动夹紧放松甚至工作台还可以自动交换，电子手轮使得调整机床也很方便省里，所以降低了工人的劳动强度。

6）良好的经济效益

虽然数控机床一次性投入较贵，分摊到每个零件的设备折旧费较高，但工件越复杂、批量越小或不断的有新的加工零件，用加工中心可以代替许多种机床节省了厂房面积，从总体来说经济效益得到了提高。

7）有利于生产管理的现代化

现代数控系统强大的串口通讯、网络接口可以实现CAD/CAM及网络控制，有利于生产管理的现代化。