数控技术第一章数控机床概述第一节数控机床简介二、数控机床的特点第二节数控机床的控制原理和组成二、数控机床的组成第三节数控机床的分类（二）直线控制数控机床（三）轮廓控制数控机床2、空间轮廓加工的数控机床(2)三坐标联动加工(3)四坐标联动加工(4)五坐标联动加工二、按所用进给伺服系统的类型分类(二)闭环数控机床(三)半闭环数控机床三、按所用数控装置类型分类（二）计算机数控机床除了上述三种分类方法以外，还可以从其他角度进行分类。例如，金属切削类数控机床有数控车床、数控铣床等等；金属成型类数控机床有数控折弯机、数控弯管机、数控冲床等；数控特种加工机床有数控线切割机、数控激光加工机、数控火焰切割机、数控等离子体切割机等。第四节数控技术及数控机床的发展及其技术水平(一)数控装置(1)数控装置的微处理器的CPU已由8位字长增加至16位和32位，时钟频率由2MHz提高到16MHz、20MHz和32MHz，最近还开发出了64位CPU，并且开始采用精简指令集运算芯片RISC作为CPU，使运算速度得到进一步提高。此外，大规模和超大规模集成电路和多个微处理器的采用，使数控装置的硬件结构标准化、模块化和通用化，使数控功能可根据需要进行组合和扩展。(2)数控装置配备有多种遥控和智能接口，如RS232串行接口、RS422高速远距离串行接口以及DNC接口等。配备DNC接口，可以实现几台数控机床之间的数据通讯，也可以直接对几台数控机床进行控制。此外在数控装置中采用MAP等高级工业控制网络或Ethernet(以太网)，为解决不同类型不同厂家生产的数控机床的联网和数控机床进入FMS和CIMS等制造系统创造了条件。(3)数控装置具有很好的操作性能。装置上设置了很好的人机界面，普遍采用薄膜按键，减少指示灯和按键数量；大量采用菜单选择操作；彩色CRT显示器，不仅显示字符、平面团形，还能显示三维动态立体图形。这样使操作越来越简便。(4)数控装置的可靠性大大提高。大量采用高集成度芯片、专用芯片及混合式集成电路，减少了元器件数量。电子元器件采用表面安装工艺(SMT)，实现三维高密度安装。元器件经过严格筛选。这样提高硬件质量，降低功耗，极大地提高了系统的可靠性，使得数控装置的平均无故障时间(MBF)达到10000~36000小时。(5)20世纪80年代末、如年代初出现了CNC系统的开放式体系结构，其硬件、软件和总线规范均是对外开放的，为数控设备制造厂家和用户二次开发出具有各自技术特色的系统提供了有力的支持。（二）进给伺服驱动系统(3)采用高速和高分辨率的位置检测装置组成半闭环和闭环位置控制系统。增量式位置检测编码达到10000p／r(脉冲/转)。绝对式编码器可以达到1000000p／r和0.01μm/脉冲的分辨率。分辨率为0.1μ时，位移速度可达到240m/min，这样极大地提高了位置控制的精度，即机床的定位精度。(4)通过进给伺服系统实现丝杆螺距误差补偿外，热变形误差补偿、空间误差补偿技术的研究也取得了显著的成效。综合误差补偿技术的应用可以将加工误差减少60％左右。（三）程序编制(3)在线编程过程中不仅可以处理几何信息，还可以处理工艺信息，数控装置内没有与该机床加工工艺相关的小型工艺数据库或专家系统，可以自动选择最佳的工艺参数。(4)数控机床的工况检测、监控和故障诊断现代数控机床上装有工件尺寸检测装置，对工件加工尺寸进行定期检测，发现超差则及时发出报警或补偿信号。还有红外、超声发射等监控装置，对刀具工况进行监控，遇有刀具磨损超标或刀具破损，能及时报警，以便调换刀具，以保证加工产品的质量。目前CNC系统中已经采用了开机诊断、运行诊断、通讯诊断和专家诊断系统等故障自诊断技术．对故障进行自动查找、分类、显示、报警。便于及时发现和排除系统的故障。（五）采用功能很强的可编程控制器（六）数控机床的主机(2)增加加工功能，集中工序以提高生产率相加工件的形位精度。如采用自动换刀装置、自动更换工件机构、数控夹具等，开发出铣镗加工中心、车削加工中心等机床；如采用转位主轴头架，形成五面加工能力。(3)采用机电一体化和全封闭式结构。将以前与主机分离的数控装置、强电控制装置和液压传动油箱等设备全部与主机集成为一体；使结构紧凑，减少管线，减少占地面积；零件加工区域完全封闭在可以窥视的罩壳内，并采用自动排屑装置，改善了加工环境和条件；采用气动液压机构以控制和驱动各种辅助运动机构，利用集中的压缩空气动力，避免了液压油泵的耗能、发热和噪声等缺点。(4)主机的大件采用焊接结构和合理的结构形式，在减轻机床自重的条件下，获得极高的结构刚度和抗振性。采用电机无级调速驱动，缩短机械传动链的长度、减小噪声，提高机械效率。采用低摩擦阻力的滚珠丝杠螺母副、静压丝杠螺母副、滚动导轨、静压导轨、贴塑导轨等