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数控机床编程与操作主编：王世辉副主编：黄应勇曾林第1章概述1.1数控技术发展的历史沿革1.2数控机床的基本组成及工作原理1.3数控机床的分类1.4数控机床的加工特点及应用1.5CNC装置插补原理简介1.1数控技术发展的历史沿革1.1.1数控

机床的诞生1952年3月有信息存储和处理功能采用脉冲乘法器原理的插补三坐标连续控制铣床电子管元件1.1.2数控机床的发展过程第一代电子管数控系统第二代晶体管数控系统第三代集成电路数控系统第四代小型计

算机数控系统第五代微型机数控系统硬件式数控系统，也称为NC数控系统软件式数控系统，称之为计算机数字控制或简称为CNC系统计算机直接数控系统DNC（DirectNumericalControl）柔性制造单元FMC(FlexibleManufactu

ringCell）柔性制造系统FMS（FlexibleManufactuManufacturingSystem）计算机集成制造系统CIMS（ComputerIntegratedManufacturingSystem）新的生产模式：1.1.3我国数控

机床的发展简介20世纪80年代北京机床研究所从日本FANUC公司引进FANUC5、7、3、6数控系统1.2数控机床的基本组成及工作原理数控机床又称CNC（ComputerNumericalControl）机床，是由

电子计算机或专用电子计算装置对数字化的信息进行处理而实现自动控制的机床。数控机床是一个装有程序控制系统的机床，该系统能够逻辑地处理具有使用号码或其他符号编码指令规定的程序。把数字化了的刀具移动轨迹的信

息输入数控装置，经过译码、运算，从而实现控制刀具与工件的相对运动，加工出所需要零件的一种机床即为数控机床。1.2.1数控机床的组成数控机床一般由程序输入装置、数控装置、伺服系统、强电控制装置、检测装置和主机六部分组成程序输入装置数控装置强电控

制装置伺服系统检测装置主机1、程序输入装置程序输入装置的作用是将程序载体（包括穿孔纸带、磁带、磁盘）上的数控代码信息转换成相应的电脉冲信号传送至数控装置。现在对于微机控制的数控机床可用操作面板上的键盘直接把加工程序输入数控装置。2、数控装置（CNC装置）数控装置是数控机床的控制核心，其功能是接受

程序输入装置输入的加工信息，经译码、处理与计算，发出相应的脉冲送给伺服系统，通过伺服系统使机床按预定的轨迹运动。数控装置的基本工作过程（1）译码将程序段中的各种信息，按一定语法规则翻译成数控装置能识别的

语言，并以一定的格式存放在指定的内存专用区间。（2）刀具补偿包括刀具长度补偿、刀具半径补偿（3）进给速度处理编程所给定的刀具移动速度是加工轨迹切线方向的速度，速度处理就是将其分解成各运动坐标方向的分速度3、伺服系统数控系统的执行部分，是以机床移动部件（工作台）的位

置和速度作为控制量的自动控制系统功能是接受数控装置输出的脉冲信号指令，使机床上的移动部件作相应的移动每一个脉冲信号指令使机床移动部件产生的位移量称为脉冲当量，常用的脉冲当量为0.01mm/脉冲或0.001mm/脉冲。数控机床的

伺服系统按其控制方式，可分为开环伺服系统、半闭环伺服系统、闭环伺服系统三大类。4、强电控制装置5、检测装置6、主机（4）插补（5）位置控制一般数控装置能对直线、圆弧进行插补运算在闭环CNC装置中，位置控制的作用是在每个采样周期内，把插补计算得到的理论位置与实际反馈位置相比

较，用其差值去控制进给电动机。1.2.2数控机床基本工作原理数控机床加工是把刀具与工件的运动坐标分解成最小的单位量（即最小位移量），由数控系统根据工件程序的要求，向各坐标轴发出脉冲指令，使各坐标移动若干个最小位移量，从而实现刀具与工件的相对运动，以完成零件的加工。ΔX12XΔ1YΔΔ

Y2iXΔΔYiXY01LΔΔL2iLΔL伺服电机驱动器数控装置程序输入装置X脉冲指令Z脉冲指令Y脉冲指令伺服电机驱动器伺服电机驱动器伺服电动机X向移动Y向移动伺服电动机伺服电动机Z向移动进给系统工作原理由数控系统发出的指令脉冲，经驱动电路控制和放大后，使伺服电动机转动，通过齿轮副或同步带轮传动

（或直接）经滚珠丝杠，最后驱动机床工作台运动，再与选定的主轴转速相配合，便可加工出不同形状的工件1.3数控机床的分类1.3.1按加工方式分类1、普通数控机床2、加工中心加工中心是带有刀库和自动换刀系统的数控机床3、数控特种加工机床4、其他类型的数

控机床1.3.2按控制运动的方式分类1、点位控制数控机床2、直线控制数控机床3、轮廓控制数控机床1.3.3按同时控制轴数分类1、二坐标机床2、三坐标数控机床3、坐标数控机床2124、多坐标数控机床1.3.4按伺服系统分类1、开环伺服数控机床2、闭环伺服数控机床工作台步进电动机脉冲指令

步进电机驱动器变速箱变速箱伺服放大器伺服电动机工作台进给脉冲比较环节检测装置反馈脉冲直线位移检测器角位移检测器反馈脉冲检测装置比较环节进给脉冲工作台伺服电动机伺服放大器变速箱3、半闭环伺服数控机床1.4

数控机床的加工特点及应用1.4.1数控机床加工的特点1、具有高度柔性2、加工精度高，尺寸一致性好一般数控机床的定位精度为±0.01mm，重复定位精度为±0.005mm3、生产效率高4、减轻劳动强度，且可能实现一人多机操作5、经济效益明显6、利于生产管理现代化1.4.2数控机床的应用1、批量小而

又多次生产的零件；2、几何形状复杂的零件；3、在加工过程中必须进行多种加工的零件；4、切削余量大的零件；5、必须严格控制公差的零件；6.、工艺设计会变化的零件；7、加工过程中如果发生错误将会造成严重浪费的贵重零件；8、需全部检验的零件。1.5CNC装置插补原理简介常用的插补

方法有：逐点比较插补法、数字积分插补法、时间分割插补法及样条插补法1.5.1逐点比较插补法的基本原理每走一步都要和给定轨迹上的坐标值进行一次比较，视该点在给定轨迹的上方或下方，或在给定轨迹的里面或外面，从而决定下一步的

进给方向，使之趋近给定轨迹插补起点（Xo=4，Yo=1）至终点（Xe=1，Ye=4）的一段圆弧，插补轨迹如图所示。举例：CLASSISOVERBYE•1、不是井里没有水，而是你挖的不够深。不是成功来得慢，而是你努力的不够多。•2、孤单一人的时间使自己变得优秀，给来的人一个惊喜，也

给自己一个好的交代。•3、命运给你一个比别人低的起点是想告诉你，让你用你的一生去奋斗出一个绝地反击的故事，所以有什么理由不努力!•4、心中没有过分的贪求，自然苦就少。口里不说多余的话，自然祸就少。腹内的食物能减少，自然病就少。思绪中没有过分欲，自然忧就少。大悲是无泪的，同样大

悟无言。缘来尽量要惜，缘尽就放。人生本来就空，对人家笑笑，对自己笑笑，笑着看天下，看日出日落，花谢花开，岂不自在，哪里来的尘埃!•5、心情就像衣服，脏了就拿去洗洗，晒晒，阳光自然就会蔓延开来。阳光那么好，何必自寻烦恼，过好每一个当下，一万个美丽的未来抵不过一个温暖的现在。•6、无论你正遭遇着什么

，你都要从落魄中站起来重振旗鼓，要继续保持热忱，要继续保持微笑，就像从未受伤过一样。•7、生命的美丽，永远展现在她的进取之中;就像大树的美丽，是展现在它负势向上高耸入云的蓬勃生机中;像雄鹰的美丽，是展现在它搏风击雨如苍天之魂的翱翔中;像江河的美丽，是展现在它波涛汹涌一泻

千里的奔流中。•8、有些事，不可避免地发生，阴晴圆缺皆有规律，我们只能坦然地接受;有些事，只要你愿意努力，矢志不渝地付出，就能慢慢改变它的轨迹。•9、与其埋怨世界，不如改变自己。管好自己的心，做好自己的事，比什么都强。人生无完美，曲折亦风

景。别把失去看得过重，放弃是另一种拥有;不要经常艳羡他人，人做到了，心悟到了，相信属于你的风景就在下一个拐弯处。•10、有些事想开了，你就会明白，在世上，你就是你，你痛痛你自己，你累累你自己，就算有人同

情你，那又怎样，最后收拾残局的还是要靠你自己。•11、人生的某些障碍，你是逃不掉的。与其费尽周折绕过去，不如勇敢地攀登，或许这会铸就你人生的高点。•12、有些压力总是得自己扛过去，说出来就成了充满负能量的抱怨。寻求安慰也无济于事，还徒增了别人的烦恼。•13、认识到我们的所见所闻都是假象，

认识到此生都是虚幻，我们才能真正认识到佛法的真相。钱多了会压死你，你承受得了吗?带，带不走，放，放不下。时时刻刻发悲心，饶益众生为他人。•14、梦想总是跑在我的前面。努力追寻它们，为了那一瞬间的同步，这就是动人的生命奇迹。•15、懒惰不会让你一下子跌倒，但会在不知不觉中减少你的收获

;勤奋也不会让你一夜成功，但会在不知不觉中积累你的成果。人生需要挑战，更需要坚持和勤奋!•16、人生在世：可以缺钱，但不能缺德;可以失言，但不能失信;可以倒下，但不能跪下;可以求名，但不能盗名;可以低落，但不能堕落;可以放松，但不能放纵;可以虚荣，但不能虚伪;可以平凡，但不能平庸;可以浪漫，但不能

浪荡;可以生气，但不能生事。•17、人生没有笔直路，当你感到迷茫、失落时，找几部这种充满正能量的电影，坐下来静静欣赏，去发现生命中真正重要的东西。•18、在人生的舞台上，当有人愿意在台下陪你度过无数个没有未来的夜时，你就更

想展现精彩绝伦的自己。但愿每个被努力支撑的灵魂能吸引更多的人同行。