发表于：2013/4/27 10:48:39
#0楼
数控机床的发展
1948年，美国www.chinazjkx.com帕森斯公司接受美国空军委托，研制飞机螺旋桨叶片轮廓样板的加工设备。由于样板形状复杂多样，精度要求高，一般加工设备难以适应，于是提出计算机控制机床的设想。
1949年，该公司在美国麻省理工学院（MIT）伺服机构研究室的协助下，开始数控机床研究，并于1952年试制成功第一台由大型立式仿形铣床改装而成的三坐标数控铣床，不久即开始正式生产，于1957年正式投入使用。当时的数控装置采用电子管元件，体积庞大，价格昂贵，只在航空工业等少数有特殊需要的部门用来加工复杂型面零件。
1959年，制成了晶体管元件和印刷电路板，使数控装置进入了第二代，体积缩小，成本有所下降。
1960年以后，较为简单和经济的点位控制数控钻床，和直线控制数控铣床得到较快发展，使数控机床在机械制造业各部门逐步获得推广。
我国于1958年开始研制数控机床，成功试制出配有电子管数控系统的数控机床，1965年开始批量生产配有晶体管数控系统的三坐标数控铣床。
1965年，出现了第三代的集成电路数控装置，不仅体积小，功率消耗少，且可靠性提高，价格进一步下降，促进了数控机床品种和产量的发展。
60年代末，先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控系统（简称DNC），又称群控系统；采用小型计算机控制的计算机数控系统（简称CNC）,使数控装置进入了以小型计算机化为特征的第四代。
1974年，研制成功使用微处理器和半导体存贮器的微型计算机数控装置（简称MNC），这是第五代数控系统。第五代与第三代相比，数控装置的功能扩大了一倍，而体积则缩小为原来的1/20，价格降低了3/4，可靠性也得到极大的提高。
80年代初，随着计算机软、硬件技术的发展，出现了能进行人机对话式自动编制程序的数控装置；数控装置愈趋小型化，可以直接安装在机床上；数控机床的自动化程度进一步提高，具有自动监控刀具破损和自动检测工件等功能。
二、数控机床与普通机床的区别
与普通机床相比，数控机床有如下特点：
1、加工精度高，具有稳定的加工质量；
2、可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件；
3、加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间；
4、机床本身的精度高、刚性大,可选择有利的加工用量，生产率高（一般为普通机床的3～5倍）；
5、机床自动化程度高，可以减轻劳动强度；
6、批量化生产，产品质量容易控制；
7、对操作人员的素质要求较低，对维护人员的技术要求较高。
图1 数控机床车削中心
图2 普通铣床
三、数控机床常用名词
1、什么是数控技术（NC）？
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（Computer Numerical Control-CNC ）。
2、什么是数控系统？
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 Conteoller）。
3、什么是数控机床？
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。
4、什么是伺服驱动（SV）？
SV 是伺服驱动（Servo Drive，简称伺服）的常用英文缩写。按日本JIS 标准规定的术语，它是“以物体的位置、方向、状态等作为控制量，追踪目标值任意变化的控制机构”。简言之，它是一种能够自动跟随目标位置等物理量的控制装置。
伺服驱动的作用主要有两个方面：
（1）是使坐标轴按照数控装置给定的速度运行；
（2）是使坐标轴按照数控装置给定的位置定位。
5、什么是PLC(PMC)？
PC是可编程序控制器（Programmable Controller）的英文缩写。随着个人计算机的日益普及，为了避免和个人计算机（亦称PC）混淆，现在一般都将可编程序控制器称为可编程序逻辑控制器（ Programmable Logic Controller -PLC）或可编程序机床控制器（ Programmable Machine Controller-PMC ）。因此，在数控机床上，PC、PLC、PMC 具有完全相同的含义。
四、数控加工原理
数控机床的加工，其实质是应用了“微分”原理。其工作原理与过程可以简要描述如下：
(1)数控装置根据加工程序要求的刀具轨迹，将轨迹按机床对应的坐标轴，以最小移动量（脉冲当量）进行微分（图中△X、 △Y ），并计算出各坐标轴需要移动的脉冲数。
(2)通过数控装置的“插补”软件或“插补”运算器，把要求的轨迹用以“最小移动单位”为单位的等效折线进行拟合，并找出最接近理论轨迹的拟合折线。
(3)数控装置根据拟合折线的轨迹，给相应的坐标轴连续不断地分配进给脉冲，并通过伺服驱动使机床坐标轴按分配的脉冲运动。
1948年，美国www.chinazjkx.com帕森斯公司接受美国空军委托，研制飞机螺旋桨叶片轮廓样板的加工设备。由于样板形状复杂多样，精度要求高，一般加工设备难以适应，于是提出计算机控制机床的设想。
1949年，该公司在美国麻省理工学院（MIT）伺服机构研究室的协助下，开始数控机床研究，并于1952年试制成功第一台由大型立式仿形铣床改装而成的三坐标数控铣床，不久即开始正式生产，于1957年正式投入使用。当时的数控装置采用电子管元件，体积庞大，价格昂贵，只在航空工业等少数有特殊需要的部门用来加工复杂型面零件。
1959年，制成了晶体管元件和印刷电路板，使数控装置进入了第二代，体积缩小，成本有所下降。
1960年以后，较为简单和经济的点位控制数控钻床，和直线控制数控铣床得到较快发展，使数控机床在机械制造业各部门逐步获得推广。
我国于1958年开始研制数控机床，成功试制出配有电子管数控系统的数控机床，1965年开始批量生产配有晶体管数控系统的三坐标数控铣床。
1965年，出现了第三代的集成电路数控装置，不仅体积小，功率消耗少，且可靠性提高，价格进一步下降，促进了数控机床品种和产量的发展。
60年代末，先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控系统（简称DNC），又称群控系统；采用小型计算机控制的计算机数控系统（简称CNC）,使数控装置进入了以小型计算机化为特征的第四代。
1974年，研制成功使用微处理器和半导体存贮器的微型计算机数控装置（简称MNC），这是第五代数控系统。第五代与第三代相比，数控装置的功能扩大了一倍，而体积则缩小为原来的1/20，价格降低了3/4，可靠性也得到极大的提高。
80年代初，随着计算机软、硬件技术的发展，出现了能进行人机对话式自动编制程序的数控装置；数控装置愈趋小型化，可以直接安装在机床上；数控机床的自动化程度进一步提高，具有自动监控刀具破损和自动检测工件等功能。
二、数控机床与普通机床的区别
与普通机床相比，数控机床有如下特点：
1、加工精度高，具有稳定的加工质量；
2、可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件；
3、加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间；
4、机床本身的精度高、刚性大,可选择有利的加工用量，生产率高（一般为普通机床的3～5倍）；
5、机床自动化程度高，可以减轻劳动强度；
6、批量化生产，产品质量容易控制；
7、对操作人员的素质要求较低，对维护人员的技术要求较高。
图1 数控机床车削中心
图2 普通铣床
三、数控机床常用名词
1、什么是数控技术（NC）？
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（Computer Numerical Control-CNC ）。
2、什么是数控系统？
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 Conteoller）。
3、什么是数控机床？
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。
4、什么是伺服驱动（SV）？
SV 是伺服驱动（Servo Drive，简称伺服）的常用英文缩写。按日本JIS 标准规定的术语，它是“以物体的位置、方向、状态等作为控制量，追踪目标值任意变化的控制机构”。简言之，它是一种能够自动跟随目标位置等物理量的控制装置。
伺服驱动的作用主要有两个方面：
（1）是使坐标轴按照数控装置给定的速度运行；
（2）是使坐标轴按照数控装置给定的位置定位。
5、什么是PLC(PMC)？
PC是可编程序控制器（Programmable Controller）的英文缩写。随着个人计算机的日益普及，为了避免和个人计算机（亦称PC）混淆，现在一般都将可编程序控制器称为可编程序逻辑控制器（ Programmable Logic Controller -PLC）或可编程序机床控制器（ Programmable Machine Controller-PMC ）。因此，在数控机床上，PC、PLC、PMC 具有完全相同的含义。
四、数控加工原理
数控机床的加工，其实质是应用了“微分”原理。其工作原理与过程可以简要描述如下：
(1)数控装置根据加工程序要求的刀具轨迹，将轨迹按机床对应的坐标轴，以最小移动量（脉冲当量）进行微分（图中△X、 △Y ），并计算出各坐标轴需要移动的脉冲数。
(2)通过数控装置的“插补”软件或“插补”运算器，把要求的轨迹用以“最小移动单位”为单位的等效折线进行拟合，并找出最接近理论轨迹的拟合折线。
(3)数控装置根据拟合折线的轨迹，给相应的坐标轴连续不断地分配进给脉冲，并通过伺服驱动使机床坐标轴按分配的脉冲运动。