机床数控技术 第1章 概论.

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1 机床数控技术 第1章 概论

2 第1章 绪 论 本章主要内容 数控技术的基本概念 数控机床的工作原理及组成 数控机床的分类 数控机床的加工特点

3 第1章 绪 论 科学技术和社会生产的不断发展，对机械产品的性能、质量、生产率和成本提出了越来越高的要求。机械加工工艺过程自动化是实现上述要求的重要技术措施之一。 单件、小批生产占机械加工的80％左右，满足多品种、小批量、精度要求高、产品更新换代的要求，需要一种灵活、通用、能够适用产品频繁变化的柔性自动化机床——数控机床，加工不同的零件时，它不需要改变机床的结构，只需改变加工程序即可。

4 1.1 数控技术的基本概念 主要解决以下几个问题： 1.什么是机床？ 3.何谓数控技术？ 4.何谓数控机床？
1.1 数控技术的基本概念 主要解决以下几个问题： 1.什么是机床？ 2.什么叫数控？ 3.何谓数控技术？ 4.何谓数控机床？ 5.数控技术和其它学科、概念之间的关系？

5 机床的基本概念 根据国际标准机构ISO (International Organization for Standardization)对机床（machine tools）所下的定义为：“无论制出材料或成品，或有无切屑，将固体材料（金属、木材或塑料等）由一动力源推动而用物理的、化学的或其他方法制出生产工件的机械”。我国称之为机床或工具机是指狭义的工具机而言，故称之为机床或工作母机主要指将金属工作件以自动切削或轮磨等的机械制造方法制造出所需形状、尺寸及表面精度为目的的机械。

6 1.1.1 机床的基本概念 从机床的定义出发，可从以下几点理解机床的概念：
机床的基本概念 从机床的定义出发，可从以下几点理解机床的概念： 机床是对金属或其他材料的坯料或工件进行加工，使之获得所要求的几何形状、尺寸精度和表面质量的机器。 机械产品的零件通常都是用机床加工出来的。机床是制造机器的机器，也是能制造机床本身的机器，这是机床区别于其他机器的主要特点，故机床又称为工作母机或工具机。 机床（也称车床）通常称为工作母机，它是制造世界上一切机器的机器。没有它，大工业的生产和现代世界，将回到它们的原始状态中去。世界将不堪设想。

7 数控的基本概念 数字控制简称数控（Numerical Control），是一种自动控制技术，是用数字化信号对机床的运动及其加工过程进行控制的一种方法。利用计算机强大的数值计算和信息处理能力，对产品加工过程进行数字化信息处理与控制。以数字指令方式控制机床各部件的相对运动和动作，将数字代码输入机床的数字控制装置（即控制机床的专用计算机）中去，经过计算机的计算处理、伺服控制、驱动机床各部件运动，完成零件轮廓的加工。

8 1.1.2 数控的基本概念 一、什么是机床的数字控制 以数字指令方式控制机床各部件的相对运动和动作。
数控的基本概念 一、什么是机床的数字控制 以数字指令方式控制机床各部件的相对运动和动作。 例：N003 G90 G01 X+35. Y Z S1000 T02 F500 M07； 将数字代码输入机床的数字控制装置（即控制机床的专用计算机）中去，经过计算机的计算处理、伺服控制、驱动机床各部件运动，完成上述空间直线段的加工。 用这种控制技术控制的机床就称为“数控机床”或“NC机床”。（Numerically Controlled Machine Tool）

9 数控技术的基本概念 数控技术是根据设计和工艺要求，用计算机对产品加工过程进行数字化信息处理与控制，达到生产自动化、提高综合效益的一门技术。 机床数控技术由机床机械技术、数控系统和外围技术组成 。 数控（Numerical Control） 数字控制是一种自动控制技术，是用数字化信号对机床的运动及其加工过程进行控制的一种方法。

10 1.1.3 数控技术的基本概念 数控技术 CPU RAM ROM 接口 控制软件 顺序程序 硬件 软件 伺服系统 电机 控制系统 驱动系统
数控技术的基本概念 数控技术 CPU RAM ROM 接口 控制软件 顺序程序 硬件 软件 伺服系统 电机 控制系统 驱动系统 测量反馈系统 机床 数控系统 外围技术 基础件 配套件 床 身 立 柱 工作台 刀架 刀库 丝杠 导轨 工具系统 编程技术 管理技术

11 1.1.4 数控机床的概念 数控机床（NC Machine）
数控机床的概念 数控机床（NC Machine） 数控机床就是采用了数控技术的机床，或装备了数控系统的机床。数控技术是现代先进制造技术的基础，其技术水平和普及程度是衡量国家综合国力和工业现代化程度的重要标志。国际信息处理联盟(IFIP-International Federation of Information Processing)第五技术委员会对数控机床的定义是: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。即数控机床是采用了数控技术的机床或装备了数控装置的机床。

12 1.1.5 数控技术其它相关概念 数控系统 数控系统是一种程序控制系统，它能逻辑地处理输入到系统中具有特定代码的程序，并将其译码，从而使机床运动并加工零件。这里主要指由硬件搭成的系统。 计算机数控系统 （Computerized Numerical Control System—CNC） 计算机数控系统由装有数控系统程序的专用计算机、输入输出设备、可编程序控制器（PLC）、存储器、主轴驱动及进给驱动装置等部分组成。 数控程序（NC Program） 输入数控系统中的、使数控机床执行一个确定的加工任务的、具有特定代码和其它符号编码的一系列指令。

13 1.1 数控技术的基本概念 数控编程 生成用数控机床进行零件加工的数控程序的过程。 数控加工
根据零件图样及工艺要求等原始条件编制零件数控加工程序，输入数控系统，控制数控机床中刀具与工件的相对运动，从而完成零件的加工。

14 1.1 数控技术的基本概念 二、数控机床、普通机床、专用机床、程控机床、 机电一体化及仿形机床比较 数控与数显关系
CNC与CAD/CAM/CAPP 关系 CNC与现代先进制造系统关系

15 其控制的媒介：数字程序 （1）数控机床与普通机床比较
数控机床在普通机床基础上增加了对机床运动和动作自动控制 的功能部件，使数控机床能够自动完成 对零件加工的全过程。 其控制的媒介：数字程序

16 （1）数控机床与普通机床比较 序 号 项目 数控机床 普通机床 1 加工异形零件的能力 强 弱 2 改变加工对象的柔性程度 高 低 3
加工质量和加工精度 4 加工效率 5 设备利用率 6 产品优化设计与CAD连接功能 7 前期投资 8 对操作人员素质的要求 9 对生产计划、生产准备和生产调度的要求 10 运行费 11 维修技术和维修费 12 对不合格产品再加工的费用

17 （2）数控机床与机电一体化关系 机械行业的发展方向是机电一体化，数控机床是典型的机电一体化产品
(Mechatronics=Mechanics+Electronics) 机电一体化是指机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，并将机械装置和电子设备以及软件等有机结合起来构成系统的总称。 两个含义：机电一体化技术和机电一体化产品。 综合性技术： 微电子技术、计算机技术、信息技术、机械技术 “机”—电机、电器、仪表、乐器…….. “电” —光、电，如红外、激光等 机电一体化产品：数控机床、机器人

18 （3）数控加工和其他不同加工方式 成型零件

19 成形车刀

20 仿型加工 靠模板 （日常生活中，哪些属于仿型加工？）

21 数控加工

22 （4）CNC与CAD/CAM/CAPP /关系
(Computer Aided Design) ▼CAM:计算机辅助制造 (Computer Aided Maunfacturng) ▼CAE :计算机辅助工程 (Computer Aided Engineering)

23 CNC： DNC – FMC – FMS – CIMS – FA 并行工程、敏捷制造、数字化制造、智能制造、网络制造、
3 ●CNC与现代先进制造系统关系 : CNC用在制造系统中 CNC： DNC – FMC – FMS – CIMS – FA 并行工程、敏捷制造、数字化制造、智能制造、网络制造、 绿色制造、纳米制造、高速加工等等。

24 3

25 与计算机I/O装置的通信 ①在计算机和NC存储器之间，可以传送NC程序。 ②在NC一侧操作，使用计算机内的NC程序可以运行DNC加工。
（1）RS-232C （2）远程缓冲器 ◆ 远程缓冲器功能特点： ·在高速加工中，有通信用的CPU ·通过高速计算机和RS-422接口，NC数据的最高传送速度为86.4Kbps。 ·对于3轴联动，移动量为1mm的程序段，最高可以用120m/min的速度 进行超高速加工。 （3）计算机网络备有通讯功能 1. DNC1（最高传送速度921.6Kbps） DNC1是FANC公司独自开发的网络。是计算机FA。 在计算机FA中，用1台计算机最多可以连接16台NC。 3

26 DNC2可以把NC与计算机用RS-232或RS-422连接起来，传送各种数据。 3. DNC1/Ethenet（传送速度 10Mbps）
2. DNC2（最高传送速度 86.4Kbps←RS-422） DNC2可以把NC与计算机用RS-232或RS-422连接起来，传送各种数据。 3. DNC1/Ethenet（传送速度 10Mbps） 把通信专用的以太网卡装在CNC本体上，通过以太网络把构成机械加工单元的多台CNC与主计算机相连，这样可以把主机作为单元控制器来使用。 4. FACTOLINK（传送速度 10Mbps） 把通信专用的以太网卡装在CNC本体上，通过CNC画面的操作，可以显示和传送计算机的数据。 在生产现场所需要的生产指令数据和机床的运行情况可以高速地与主计算机通信。 5. I/O Link-Ⅱ [文件传送及I/O传送] 是以日本电气工业会OPCN-1规格为标准的网络。使用RS-485，传送最高速度为1Mbps，最适于生产线的网络。 3

27 是以日本电气工业会OPCN-2规格为基准的生产控制的网络。 最适于要求高速传送，并保证循环周期的生产线的控制。 7. Profibus-DP
6. FL-Net 是以日本电气工业会OPCN-2规格为基准的生产控制的网络。 最适于要求高速传送，并保证循环周期的生产线的控制。 7. Profibus-DP 是欧洲标准（EN50170）的网络。 可以实现 12Mbps，高速的I/O传送。 8. Device Net 是以美国为中心，在世界上已普及的信息网。在世界上生产了很多相应的外部设备。 9. Data Sever（数据服务器） 在CNC本体内，装上数据服务器卡，通过它把CNC存储器内的NC程序作为主程序，用调用子程序的方法调用装在数据服务卡上的硬盘中的NC程序，这样可以进行高速加工，并且硬盘中的NC程序，经以太网与主机进行高速输出输入。 3

28 1.2 数控机床的组成及其特点 x-y数控拖板 变频主轴 机床本体 数控系统及其操作面板 行程开关 控制电柜 Z轴伺服电机

29 1.2 数控机床的组成及其特点 控制软件 （软件功能） 硬件电路 （硬件功能） 操 作 面 板 输 入 出 设 备 程 序 主轴 伺服单元
驱动装置 可编程序控制器 进给 机 床 本 体 CNC装置 进给伺服驱动系统 M.S.T辅助指令信号 测量装置系统(位置、速度 主轴伺服驱动系统

30 控制介质 数控装置 伺服 系统 机床 检测反馈装置 图 数控机床的组成

31 各部分作用 数控技术的组成及工作原理 加工程序
加工程序存储着加工零件所需的全部操作信息和刀具相对工件的位移信息等。加工程序可存储在控制介质上，常用的控制介质有穿孔纸带、磁带、磁盘等。 输入装置 将数控代码变成相应的电脉冲信号，传递并存入数控系统内。输入装置有光电阅读机、磁带机、软驱等。输入方式可以通过手工（MDI）用键盘直接输入数控系统，或通过通讯的方式。

32 数控系统 数控系统是数控机床的核心，它由输入输出线路、控制器、运算器和存储器四个部分组成。 有两种形式的数控系统： 由专用电路组成的专用计算机数控系统称为硬件数控系统； 由通用小型计算机或微型计算机作为数控装置的数控系统称为计算机数控系统。数控系统的工作过程是： 脉冲信号→编译→机器语言→运算和处理→信息和指令→控制机床动作 

33 伺服系统 伺服系统接受来自数控装置的指令信息，经功率放大后，严格按照指令信息要求驱动机床的移动部件，以便加工出符合图样要求的零件。伺服系统包括驱动装置和执行机构两大部件。 辅助控制装置 辅助控制装置的主要作用是接受数控装置输出的主运动换向、变速、起停、刀具的选择和交换，以及其他辅助装置动作等指令信号，经过必要的编译、逻辑判断和运算，经功率放大后直接驱动相应的驱动源，带动机床的机械部件，液压、气动装置等完成相应指令规定的动作。

34 反馈系统 测量元件将数控机床各坐标轴的位移指令值检测出来并经反馈系统输入到机床的数控装置中，数控装置对反馈回来的实际位移值与设定值进行比较，并向伺服系统输出达到设定值所需的位移量指令。 机床本体 与传统的机床比较，数控机床本体仍然由主传动装置、进给传动装置、床身、工作台、辅助运动装置、液压气动系统、润滑系统以及冷却系统等组成。但数控机床的整体布局、外观造型、传动系统、刀具系统的结构和操作结构等方面都发生了很大的改变。主要是为了满足数控系统对数控机床的要求。

35 数控机床的工作原理 数控加工过程 安装工件 对刀试切 加工检验 零 件 图 纸 工艺分析 数值计算 编制并输入程序

36 数控加工系统及其组成环节 加 工 保 障 系 统 刀具 准备 夹具 调整 工件 安装 零件NC程序 编程 系统 PC 数控 装置 执行装置
机床工艺系统

37 数控机床的工作原理 根据被加工零件的图样与工艺方案，用规定的代码和程序格式编写加工程序。 将编写好的程序输入至数控系统中。
数控装置将程序进行译码、运算，生成一系列指令，向机床各个坐标的伺服机构和辅助控制装置发出控制信号，驱动相应的部件动作，以加工出合格的零件。

38 数控加工的工作原理

39 按运动控制的特点分类 按伺服系统的类型分类 按工艺方法分类 按功能水平分类
1.3 数控机床的分类 点位控制数控机床 直线控制数控机床 轮廓控制的数控机床 两坐标联动 2.5坐标联动 三坐标联动 四坐标联动 五坐标联动 按运动控制的特点分类 按伺服系统的类型分类 按工艺方法分类 按功能水平分类 开环控制的数控机床 闭环控制的数控机床 半闭环控制的数控机床 金属切削类数控机床 金属成型类及特种加工类数控机床 高档 中档 低档

40 1．按运动控制的特点分类 点位控制数控机床 点位直线控制数控机床 轮廓控制数控机床

41 (a) 点位控制数控机床 (b) 直线控制数控机床 (c)轮廓控制数控机床

42 点位控制数控机床 点位控制

43 点位控制数控机床图例

44 点位控制数控机床的特点 这类机床只控制运动部件从一个位置到另一个位置的准确定位，严格控制点到点之间的距离，而与所走的路径无关。不管中间的移动轨迹如何，在移动的过程中不进行切削加工，对两点之间的移动速度及运动轨迹没有严格要求。但通常为了提高加工效率，一般先快速移动，在以慢速接近终点。 具有点位控制功能的机床主要有数控钻床、数控镗床、数控冲床等。随着数控技术的发展和数控系统价格的降低，单纯用于点位控制的数控系统已不多见。

45 直线控制数控机床 直线控制

46 点位直线控制数控机床图例

47 点位直线控制数控机床的特点 直线控制数控机床不仅要求具有准确的定位功能，还要求从一点到另一点按直线运动进行切削加工，刀具相对于工件移动的轨迹是平行机床各坐标轴的直线或两轴同时移动构成45°的斜线。 具有直线控制功能的数控机床主要有简易的数控车床、数控铣床、加工中心和数控磨床等。这种机床的数控系统也称为直线控制数控系统。同样，单纯用于直线控制的数控机床也不多见。

48 轮廓控制数控机床 轮廓控制

49 轮廓控制数控机床图例 控制Y、Z和Z、X坐标 控制X、Y坐标

50 轮廓控制数控机床的特点 轮廓控制数控机床能够对两个或两个以上的坐标轴进行连续的切削加工控制，它不仅能控制机床移动部件的起点和终点坐标，而且能按需要严格控制刀具移动的轨迹，以加工出任意斜线、圆弧、抛物线及其他函数关系的曲线或曲面。这类数控机床能够对两个或两个以上的运动坐标的位移及速度进行连续相关的控制，可以进行曲线或曲面的加工。 属于这类机床的有数控车床、数控铣床、数控磨床、数控电火花线切割机床和加工中心等。其相应的数控装置称为轮廓控制数控系统，根据它所控制的联动坐标轴数不同，又可以分为两坐标联动控制、2.5坐标联动控制、三坐标联动控制、四坐标联动控制和五坐标联动控制等几种形式，将在后面介绍。

51 2．按伺服系统的控制方式分类 在伺服系统的控制方式上，根据控制系统有无反馈装置可把数控机床分为开环数控机床和闭环数控机床，按反馈装置的安装位置的不同，把闭环数控机床又分为全闭环控制和半闭环控制数控机床。 开环数控机床 半闭环控制数控机床 全闭环控制数控机床

52 开环数控系统 开环数控系统的结构图

53 开环数控机床的特点 开环数控机床的工作原理是：数控装置发出的脉冲指令通过环形分配器和驱动电路，使步进电动机转过相应的步距角，再经过传动系统，带动工作台或刀架移动。移动部件的速度与位移量由输入脉冲的频率和脉冲数决定，位移精度主要决定于驱动元器件和电机（步进电机）的性能。 开环控制的特点：开环控制具有结构简单、系统稳定、容易调试、成本低等优点。开环系统仅适用与加工精度要求不是很高的中小型数控机床。一般适用于经济型数控机床和旧机床数控化改造。

54 闭环数控系统 闭环数控系统的结构图

55 闭环数控机床的特点 闭环控制系统的工作原理：加工中将测量到的实际位置值反馈到数控装置中，与输入的指令位移相比较，用比较的差值控制移动部件，直到差值为零，即实现移动部件的最终准确定位。位置检测信号取自机床工作台（传动系统的最末端执行件），所以包含了整个传动系统的全部误差，故也称为全闭环系统。 闭环控制系统的特点：从理论上讲，闭环控制系统的控制精度主要取决于检测装置的精度，它完全可以消除由于传动部件制造中存在的误差给工件加工带来的影响。所以这种控制系统可以得到很高的加工精度。闭环系统的设计和调整都有较大的难度，主要用于一些精度要求较高的镗铣床、超精车床和加工中心等。

56 半闭环数控系统 半闭环数控系统结构图

57 半闭环数控机床的特点 半闭环控制系统是在开环系统的丝杠或进给电动机的轴上装有角位移检测装置，如圆光栅、光电编码器及旋转式感应同步器等。该系统不是直接测量工作台位移量，而是通过检测丝杠转角间接地测量工作台位移量，然后反馈给数控装置。 半闭环控制系统的特点：半闭环控制系统实际控制的是丝杠的转动，而丝杠螺线副的传动误差无法测量，只能靠制造保证。因而半闭环控制系统的精度低于闭环系统。但由于角位移检测装置比直线位移检测装置结构简单，安装调试方便，因此配有精密滚珠丝杠和齿轮的半闭环系统正在被广泛地采用。目前已逐步将角位移检测装置和伺服电动机设计成一个部件，使系统变得更加简单，安装调试都比较方便，中档数控机床广泛采用半闭环控制系统。

58 3．按机床的工艺用途进行分类 普通数控机床 这类数控机床和传统的通用机床一样，有车、铣、钻、镗、磨床等。其工艺性能和通用机床相似。
加工中心机床 是在普通数控机床的基础上加装一个刀具库和自动换刀装置而构成的数控机床。工件经一次装夹后，数控系统能自动地控制机床自动地更换刀具，自动地对工件的各加工面进行如车、铣、钻、镗、铰、攻丝等多工序的加工。

59 3.按机床的工艺用途进行分类 金属成型类数控机床 如数控冲床、数控折弯机、数控弯管机等。 数控特种加工机床
如数控线切割机床、数控电火花加工机床等。 其它类型的数控加工机床 如数控激光加工设备、数控火焰切割机、数控三坐标测量机等。

60 数控折弯机

61 数控剪板机

62 数控电火花加工机床

63 数控线切割加工机床

64 数控激光切割设备                                                                                                                                                           

65 数控三坐标测量机

66 5 按照可联动轴数进行分类 两坐标联动控制 主要用于数控车床加工旋转曲面或数控铣床加工曲线柱面。 二轴联动的轮廓加工

67 2.5坐标联动控制 二轴半联动：主要用于三轴以上机床的控制，其中两根轴可以联动，而另外一根轴可以作周期性进给。如图1-5所示为采用这种方式用行切法加工三维空间曲面。 图1-5 二轴半联动的曲面加工

68 3 坐标联动控制 三轴联动：一般分为两类，一类就是X、Y、Z三个直线坐标轴联动，比较多的用于数控铣床、加工中心等，如图1-6所示用球头铣刀铣切三维空间曲面。另一类是除了同时控制X、Y、Z中两个直线坐标外，还同时控制围绕其中某一直线坐标轴旋转的旋转坐标轴。如车削加工中心，它除了纵向（Z轴）、横向（X轴）两个直线坐标轴联动外，还需同时控制围绕Z轴旋转的主轴（C轴）联动。 图1-6 三轴联动的曲面加工

69 4坐标联动控制 四轴联动：同时控制X、Y、Z三个直线坐标轴与某一旋转坐标轴联动，如图1-7所示为同时控制X、Y、Z三个直线坐标轴与一个工作台回转轴联动的数控机床。 飞机大梁零图件 四轴联动的数控机床

70 5 坐标联动控制 五轴联动：除同时控制X、Y、Z三个直线坐标轴联动外。还同时控制围绕这些直线坐标轴旋转的A、B、C坐标轴中的两个坐标轴，形成同时控制五个轴联动，这时刀具可以被定在空间的任意方向。如图1-8所示。比如控制刀具同时绕X轴和Y轴两个方向摆动，使得刀具在其切削点上始终保持与被加工的轮廓曲面成法线方向，以保证被加工曲面的光滑性，提高其加工精度和加工效率，减小被加工表面的粗糙度。 五坐标联动实例图

71 4、按数控系统的功能水平进行分类 功能水平指标 低档 中档 高档 分辨率（μm） 10 1 0.1 进给速度（m/min） 8-15
15-24 15-100 伺服系统类型 开环、步进电机 半闭环或闭环、直流或交流伺服系统 联轴功能 ＜3轴 3~5轴 通信能力 无 RS-232C或直接数控接口 遵循自动化协议 显示功能 数码管显示或单显 较齐全的CRT显示（文字、图形） 三维图显，图形编程 内装PLC与否 有 主CPU 8bit CPU 16bit 32bit CPU

72 数控机床的加工特点 １．加工精度高 数控机床是按数字形式给出的指令进行加工的，脉冲当量普遍达到0.001㎜，且传动链之间的间隙得到了有效补偿。 ２．适应性强 数控机床改变加工零件时，只需改变加工程序，特别适合于单件、小批量、加工难度和精度要求较高的零件的加工。 ３．自动化程度高，劳动强度低 ４．生产效率高 数控机床加工零件粗加工时可以进行大切削用量的强力切削，移动部件的空行程时间短，工件装夹时间短，更换零件时几乎不需要调整机床。 ５．有利于现代化管理 数控机床使用数字信息与标准代码输入，适宜于数字计算机连网，成为计算机辅助设计、制造和管理一体化的基础。

73 1.4 数控技术的产生发展及技术水平 一、数控机床发展史（普通机床——数控机床） 1、数控加工地位
工业化国家经济总产值的50%（日本）至68%（美国）是由制造业创造的，制造业对发展国家经济有决定性的影响，而发展机床业是发展制造业的根本。 数控机床是典型的机电一体化产品，是现代制造业的主流设备，是体现现代机床技术水平、现代机械制造业工艺水平的重要标志，是关系国计民生、国防尖端建设的战略物资。当年的“东芝事件”和“考克斯报告” (1999年5月25日，美众院公布了所谓中国“窃取”美核技术的《考克斯报告》)。都与此有关。 2002年，我国机床市场消费额达59亿美元，成为世界第一。 我国数控机床总量供给能力不凡，产品品种无重要缺门空白，数控机床进入成熟期。但与先进国家相比尚有30-50年的差距。 机床数控化率<10%，数控机床应用水平较低。

74 1.4 数控技术的产生发展及技术水平 一、数控机床发展史 （普通机床——数控机床） 数控机床发展史

75 机床工业的发展简史 1765年，Watt发明蒸汽机
1769年，Smeaton制成汽缸镗床，镗削蒸汽机汽缸内孔，水力驱动回转刀具，铰盘和绳索牵引工件进给 1797年，诞生滑动刀架的车床 1817年，创造了龙门刨床 1873年，第一台凸轮控制的自动车床 

76 绪 论 机床工业的发展简史 1952年，美国，第一台数控(Numerical Control)铣床，CAM的开端
1958年，美国，自动换刀加工中心(Machining Center) 1962年，第一台工业机器人(Industrial Robot) 1967年，英美联合制成FMS （Flexible Manufacturing System ） 80年代，CIMS （Computer Integrated Manufacturing System）计算机集成制造系统

77 绪 论 数控技术的发展历史 ■1959年，第二代晶体管数控系统。随之出现刀库，机械手、加工中心；
■1952年，第一代电子管数控系统； ■1959年，第二代晶体管数控系统。随之出现刀库，机械手、加工中心； ■1960年，第三代集成电路数控系统，硬逻辑数控系统（称为 NC； ■1970年，第四代小型计算机数控（CNC ）； ■1974年，第五代微型计算机数控（MNC，统称CNC） ； ■1980年后，FMS、FMC、CIMS、开放式数控（open NC）系统、智能制造系统（IMS）大发展。 ■1990年后,高速加工，纳米制造。

78 绪 论 机床工业的发展简史 1949年，年产量1582台，拥有量约6万台 1949-1952年，改建机械修配厂为机床厂
年，“一五”：扩建；新建； 成立一批机床研究所 年，“二五”，年产量9万台 1963- “三五”成套装备机械制造厂 1978- 第二次技术大引进，合作生产为主

79 中国数控机床发展水平及数字统计 2002年中国金属加工机床进口、出口贸易统计
中国数控机床发展水平及数字统计 2002年中国金属加工机床进口、出口贸易统计 进口 出口 数量 (千台) 金额 (百万$) 与上年比较(%) 金属切削机床合计 75.96 2074.7 24.29 26.60 263.9 22.22 13.85 其中数控机床 18.28 1453.7 38.37 31.63 3.10 34.6 41.16 -3.24

80 1.3.4数控技术在先进制造技术中的应用 ■ 数控技术是衡量一个国家经济发展的重要 标志，使制造一的整体面貌发生重大变化。
■ 数控技术是先进制造技术的基础。 ■ 数控技术使CAD/CAM实用化。 ■ NC-CNC-CAD-CAPP-CAM-CAT-FMS-FML-CIMS- FA。

81 数控机床发展方向 一、高速、高效 二、多功能 三、智能化 四、高精度 五、高可靠性 六、柔性化

82 思考与练习 数控机床与普通机床相比有何不同特点？ 数控机床由哪几部分组成？各有什么作用？ 什么叫脉冲当量？
为什么轮廓控制数控机床比点位控制数控机床加工较为复杂？ 为什么一般情况下，半闭环数控机床可获得高于开环系统、低于闭环系统的精度？ 数控加工技术的发展方向是什么？ 数控加工的特点？