华中数控系统设计加工中心教材

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1、.第一章数控机机床的概述第一节数控机床的产生与发展数字控制（NC-NumericalControl）,简称数控，它是数字化的信号对机床的运动及加工过程进行控制的一种方法，属于自动控制技术。由于数控与机床控制技术的发展紧密相联，因此，现在人们通常所讲的“数控”就是指“机床数控”，用这种技术控制的机床称为“数控机床”，相应的控制装置为“数控装置”。所以数控机床可以简单的说是装有数控装置的机床。一、数控机床的产生1.制造业的历史回顾18世纪后期，以蒸汽机和工具机发明为特征的产业革命，开始了以机器为主导地位的制造业新纪元，促成了制造企业雏形——工厂式生产的出现。19世纪末、20世纪初，内燃机

2、的发明引发了制造业的革命；由福特、斯隆开创了流水式、大批量生产模式。2战后，微电子技术、计算机技术、自动化技术得到了迅速发展，推动了制造技术向高质量和柔性化生产的方向发展。70年代开始，大量生产模式已不能适应新的市场特点，于是相继出现了计算机集成制造、丰田生产模式（精益生产）。也就是说，受市场多样化、个性化的牵引及商业竞争加剧的影响，制造技术进入了面向市场、柔性生产的新阶段，引发了生产模式和管理技术的革命。90年代,相继出现了智能制造、敏捷制造、下一代制造等新的制造理念。2.数控机床产生背景（1）人类的主观要求（市场的需要）随着社会需求个性化、多样化的发展：生产规模沿“单件－小批量－

3、少品种大批量－多品种变批量－专业化、专门化批量协同生产”的方向发展。制造资源配置沿着“劳动密集型—设备密集型---信息密集型----知识密集型”的方向发展。与之相适应，制造技术的：生产方式则沿着“手工----机械化----单机自动化----刚性流水自动化----柔性自动化----智能自动化”的方向发展。（2）计算机技术的客观发展20世纪人类社会最伟大的科技成果是计算机的发明与应用(1946年）-..，计算机的信息处理功能与机械装置的加工功能相结合而构成的机电一体化系统，在机械制造行业发生了一场新的革命。二、数控机床的发展1949年美国Parson公司与麻省理工学院开始合作，历时三年研

4、制出能进行三轴控制的数控铣床样机，取名“NumericalControl”。1953年麻省理工学院开发出只需确定零件轮廓、指定切削路线，即可生成NC程序的自动编程语言。1959年美国Keaney&Trecker公司开发成功了带刀库，能自动进行刀具交换，一次装夹中即能进行铣、钻、镗、攻丝等多种加工功能的数控机床，这就是数控机床的新种类——加工中心。1968年英国首次将多台数控机床、无人化搬运小车和自动仓库在计算机控制下连接成自动加工系统，这就是柔性制造系统FMS。1974年微处理器开始用于机床的数控系统中，从此CNC(计算机数控系统)软线数控技术随着计算机技术的发展得以快速发展。197

5、6年美国Lockhead公司开始使用图像编程。利用CAD(计算机辅助设计)绘出加工零件的模型，在显示器上“指点”被加工的部位，输入所需的工艺参数，即可由计算机自动计算刀具路径，模拟加工状态，获得NC程序。DNC(直接数控)技术始于20世纪60年代末期。它是使用一台通用计算机，直接控制和管理一群数控机床及数控加工中心，进行多品种、多工序的自动加工。DNC群控技术是FMS柔性制造技术的基础，现代数控机床上的DNC接口就是机床数控装置与通用计算机之间进行数据传送及通讯控制用的，也是数控机床之间实现通讯用的接口。随着DNC数控技术的发展，数控机床已成为无人控制工厂的基本组成单元。20世纪90

6、年代，出现了包括市场预测、生产决策、产品设计与制造和销售等全过程均由计算机集成管理和控制的计算机集成制造系统CIMS。其中，数控是其基本控制单元。20世纪90年代，基于PC-NC的智能数控系统开始得到发展，它打破了原数控厂家各自为政的封闭式专用系统结构模式，提供开放式基础，使升级换代变得非常容易。充分利用现有PC机的软硬件资源，使远程控制、远程检测诊断能够得以实现。我国虽然早在1958年就开始研制数控机床，但由于历史原因，一直没有取得实质性成果。20世纪70年代初期，曾掀起研制数控机床的热潮，但当时是采用分立元件，性能不稳定，可靠性差。1980年北京机床研究所引进日本FANUC5、7

7、、3、6数控系统，上海机床研究所引进美国GE公司的MTC－1数控系统，辽宁精密仪器厂引进美国Bendix公司的DynapthLTD10数控系统。在引进、消化、吸收国外先进技术的基础上，北京机床研究所又开发出BS03经济型数控和BS04全功能数控系统，航天部706所研制出MNC864数控系统。“八五”期间国家又组织近百个单位进行以发展自主版权为目标的“数控技术攻关”，从而为数控技术产业化建立了基础。20世纪90年代末，华中数控自主开发出基于PC-NC的HNC