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第五章 数控机床及工业机器人

第一节　数控机床

一、什么是数控机床

计算机数控(CNC)是指用计算机实现部分或全部基本数控功能。数控机床是一种采用计算机，利用数字化信息进行控制，具有高附加值的技术密集型机电一体化产品。

二、数控机床的产生与发展

1952年，世界第一台数控机床在美国问世;数控机床自20世纪50年代问世以来，得到了迅速发展，不断地更新换代。

我国的数控机床起步于1958年，到目前为止，在开发、设计及制造具有自主版权的中、高档CNC系统方面取得了可喜的成果。目前中、低档计算机数控系统已经达到小批量生产能力。我国的数控产品覆盖了车、铣(包括仿型铣)、镗铣、钻、磨、加工中心及齿轮机床、折弯机、火焰切割机、柔性制造单元等，品种达300多种。中、低档CNC系统已达到小批量生产。

三、数控机床是如何加工零件的

1、在数控机床上加工零件是将加工过程所需的各种操作以及零件的形状、尺寸按规定的编码方式写成数控加工程序，输入到数控装置中。再由数控装置对这些输入的信息进行处理和运算，并控制伺服驱动系统，使坐标轴协调移动，从而实现刀具与工件的相对运动，完成零件加工。当被加工工件改变时，除了重新装夹工件和更换刀具外，只要更换零件加工程序。

2、为了能够加工出符合要求的零件轮廓，数控装置必须具有插补功能。插补功能是在进行曲线轮廓加工时，只要知道曲线的种类、起点、终点以及速度等信息后，就可以根据给定的数字函数，在起点和终点之间确定一些中间点，以达到数据点密化的功能。

3、处理插补的算法就是插补运算。

插补算法是数控加工技术中的一个基本问题。

目前常用的插补算法有两大类：

(1)以脉冲形式输出的脉冲增量法，它适合于以步进电动机作为驱动元件的开环伺服驱动系统;

(2)以数字量形式输出的数字增量法，它适合于以交、直流伺服电动机作为驱动元件的闭环(或半闭环)伺服驱动系统。

4、要实现数控加工，数控机床必须包括：

(1)具有一个既能接受零件图样加工要求信息，又能按照一定的数学模型进行插补运算，实时地向各坐标轴发出速度控制指令的数字计算机，即控制装置;

(2)具有能够快速响应，并具有足够功率的伺服驱动装置;

(3)具有能够满足上述加工方式的机床主机，辅助装置和刀具。

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（责任编辑：中大编辑）

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