#数控技术和装备发展趋势和对策.pdf

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（NCmachinetools）

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（computerizednumericalcontrol，即CNC）。自1974年

开始，以微处理机为核心的数控装置（microcomputerizednumericalcontrol，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。我国从1958年开始研制数控机床，20世纪60年代

中期进入实用阶段。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（NumericalControl-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（ComputerizedNumericalControl-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

ControlSystem），数控系统的核心是数控装置（NumericalController）。

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（AutomaticToolChanger-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（MachineCenter-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