1、 第 1 页,共 18 页 第一章 概论 1.1计算机数控的概念与发展 1.1.1 计算机数控的概念 1 数字控制（数控）的概念 GB8129-1997 中对 NC 的定义为：用数值数据的控制装置，在运行过程中不断 地引入数值数据，从而对某一生产过程实现自动控制。 2 数控机床（NC machine tools） 若机床的操作命令以数值数据的形式描述，工作过程按照规定的程序自动地 进行，则这种机床称为数控机床。 3 数控系统 在数控机床行业中，数控系统是计算机数字控制装置、可编程序控制器、进 给驱动与主轴驱动装置等相关设备的总称。有时则仅指其中的计算机数字控制装 置。为区别起见将其中的计算机数
2、字控制装置称为数控装置。 从第一台数控机床问世至今的 40 多年中，随着微电子技术的不断发展，数控 装置也在不断地更新换代，先后经历了电子管（1952 年） 、晶体管（1959 年） 、小 规模集成电路（1965 年） 、大规模集成电路及小型计算机（1970 年）和微处理机 或微型计算机（1974 年）等五代数控系统。 前三代数控装置属于采用专用控制计算机的硬接线（硬件）数控装置，一般 称为 NC 数控装置。20 世纪 70 年代初，随着计算机技术的发展，小型计算机的价 格急剧下降，出现了采用小型计算机代替专用硬件控制计算机的第四代数控系统。 这种数控系统不仅在经济上更为合算，而且许多功能可用
3、编制的专用程序实现， 并可将专用程序存储在小型计算机的存储器中，构成控制软件。这种数控系统称 为计算机数控系统（computerized numerical control，即 CNC ） 。自 1974 年开始， 以微处理机为核心的数控装置（microcomputerized numerical control，即 MNC）得 到迅速发展。CNC 和 MNC 称为软接线（软件）数控系统。由于 NC 硬件数控系 统早已被淘汰，而目前软件数控系统均采用 MNC，因此，许多书中将现代数控系 统称为 CNC。 第 2 页,共 18 页 我国从 1958 年开始研制数控机床，20 世纪 60 年代中期
4、进入实用阶段。自 20 世纪 80 年代开始，引入日本、美国、德国等国外著名数控系统和伺服系统制造商 的技术， 使我国数控系统在性能、 可靠性等方面得到了迅速发展。 经过“六五”、“七 五”、“八五”及“九五”科技攻关，我国已掌握了现代数控技术的核心内容。目前我 国已有数控系统（含主轴与进给驱动单元）生产企业五十多家，数控机床生产企 业百余家。 1.2 数控技术与数控机床 数控技术，简称数控（Numerical Control-NC） ，是利用数字化信息对机械运动 及加工过程进行控制的一种方法。由于现代数控都采用了计算机进行控制，因此， 也可以称为计算机数控（Computerized Nume
5、rical Control-CNC） 。 为了对机械运动及加工过程进行数字化信息控制，必须具备相应的硬件和软 件。用来实现数字化信息控制的硬件和软件的整体称为数控系统（Numerical Control System） ，数控系统的核心是数控装置（Numerical Controller） 。 采用数控技术进行控制的机床，称为数控机床（NC 机床） 。它是一种综合应 用了计算机技术、自动控制技术、精密测量技术和机床设计等先进技术的典型机 电一体化产品，是现代制造技术的基础。机床控制也是数控技术应用最早、最广 泛的领域，因此，数控机床的水平代表了当前数控技术的性能、水平和发展方向。 数控机床种类
6、繁多，有钻铣镗床类、车削类、磨削类、电加工类、锻压类、 激光加工类和其他特殊用途的专用数控机床等等，凡是采用了数控技术进行控制 的机床统称 NC 机床。带有自动刀具交换装置（Automatic Tool Changer-ATC）的 数控机床（带有回转刀架的数控车床除外）称为加工中心（Machine Center-MC） 。 它通过刀具的自动交换，只需一次装夹即可以完成多工序的加工，实现了工序的 集中和工艺的复合，从而缩短了辅助加工时间，提高了机床的效率；减少了零件 安装、定位次数，提高了加工精度。目前加工中心是数控机床中产量最大、应用 最广的数控机床。 1.3 典型数控铣床的概述 数控铣床是一种用途十分广泛的机床，主要用于精度要求高、轮廓形状较复 杂的平面、曲面及壳体类零件的加工。同时可进行钻、扩、锪、铰、螺纹切削、 第 3 页,共 18 页 镗孔等加工。加工中心、柔性制造单元等都是在数控铣床的基础上产生和发展起 来的。 1.3.1 数控铣床的基本构成及特点 1 数控铣床的基本构成 数控铣床由以下几个部分组成 1）主机 即铣床机械结构，通常由床身、底座、立柱、横梁
