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本章主要内容：数控机床的分类：按伺服系统类

型分类，按控制坐标数分类，按加工工艺类型分类(普

通数控机床，加工中心——普通数控机床上＋刀具库

＋自动换刀装置)。数控机床的工作原理。FMC、FMS

的组成和概念。

本章内容的重点：数控机床的组成和工作原理，

按机床运动轨迹的数控机床分类。

本章内容的难点：数控机床的工作原理。

§1-1数控机床简介

一、数控技术的产生

提高产品质量、生产率，降低生产成本，还能够极

大地减轻劳动强度。

在机械制造业，广泛采用了自动机床、组合机床和

以专用机床为主体的自动生产线，用多刀、多工位和多

面同时加工，成年累月地进行着单一产品零件的高效率

和高度自动化的生产。但它仅适用于批量较大的零件生

产。如CA141卡车。

在机械制造工业中，单件与小批生产的零件仍然占

机械加工总量的80％左右，尤其是航空、航天、船舶、

机床、重型机械、食品加工机械、包装机械和军工产品

等，不仅加工批量小，而且零件形状复杂，精度高。

数控机床实现多品种、小批量产品零件的自动化

生产。

数控(NumericalControl,简称NC)，国标

GB8129-87中对其定义如下：用数字化信号对机床运

动及其加工过程进行控制的一种方法。

计算机数控系统CNC(ComputerNumerical

Control)除了计算机以外，还包括输入接口、CRT显

示器、键盘、控制面板、输出接口等。

数控机床(Numericalcontrolmachinetools)是采

用了数控技术的高效率的自动化加工机床。数控机床起

源于美国。

1952年麻省理工学院(MIT)研制出世界上第一台

三坐标数控铣床。这是一台采用脉冲乘法器原理的直线

插补三坐标连续控制铣床，数控装置体积比机床本体还

要大，电路采用电子管元件。

1953年MIT与美国空军合作，开始从事计算机自

动编程的研究，研制出了世界上第一个自动编程系统

APT(AutomaticallyProgrammedTools)。

数控机床的工作过程：

首先需编写零件数控加工程序，用代码和数字来

描述被加工零件的工艺过程、零件尺寸和工艺参数(如

主轴转速、进给量等)。

即将加工零件的几何信息和工艺信息进行数字化

处理，如机床的启动或停止、主轴的变速、工件的夹

紧或松紧、刀具的选择和交换、切削液的开或关；刀

具与工件之间的相对位移以及进给速度等都用数字化

的代码表示。

然后输入数控系统进行处理和计算，由数控系统

发出各种控制指令来控制数控机床的运动，自动完成

零件的加工。

二、数控机床的特点

数控机床是一种典型的机电一体化产品。

数控技术是衡量一个国家经济发展的重要标

志。

数控技术使CAD/CAM实用化。

数控技术是先进制造技术的基础

特点：

(1)具有广泛的适应性和较大的灵活性，能适应不

同零件的自动加工。可大大缩短生产周期，有利于产

品更新换代。

(2)具有高的生产效率。加工时可以采用大切削用

量，加之换刀等辅助动作的自动化，与普通机床相比

数控机床的生产率可以提高2—3倍。尤其是对一些

复杂零件的加工，其生产率可提高十几倍、甚至几十

倍。

(3)具有高的加工精度，稳定的加工质量。

由于数控机床是按照编写的零件加工程序自动加

工，因而可以避免人为因素带来的误差。

另外，机电结合、应用软件进行精度校正和补偿

等。因此，不但加工精度高，而且质量稳定。

(4)复杂型面加工，如复杂型面模具、整体涡

轮、发动机叶片等。

(5)工序集中，一机多用。如一次装夹后几乎

可以完成零件的全部加工。节省了劳动力以及工

序间运输、测量和装卡等辅助时间，同时也节省

了厂房面积。

(6)使生产环境得到改善，并可大大地减轻操

作者的劳动强度。

(7)可以实现精确的成本核算和生产进度安

排；可以大大地减少在制品的数量，加速流动资

金周转。因而有利于生产效率的提高。

(8)是实现柔性自动加工的重要设备，是发展

生产和计算机辅助制造(CAM)的基础。

§1-2数控机床的组成与工作原理

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