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第五章 數控機床及工業機器人

第一節　數控機床

一、什么是數控機床

計算機數控(CNC)是指用計算機實現部分或全部基本數控功能。數控機床是一種采用計算機，利用數字化信息進行控制，具有高附加值的技術密集型機電一體化產品。

二、數控機床的產生與發展

1952年，世界第一臺數控機床在美國問世;數控機床自20世紀50年代問世以來，得到了迅速發展，不斷地更新換代。

我國的數控機床起步于1958年，到目前為止，在開發、設計及制造具有自主版權的中、高檔CNC系統方面取得了可喜的成果。目前中、低檔計算機數控系統已經達到小批量生產能力。我國的數控產品覆蓋了車、銑(包括仿型銑)、鏜銑、鉆、磨、加工中心及齒輪機床、折彎機、火焰切割機、柔性制造單元等，品種達300多種。中、低檔CNC系統已達到小批量生產。

三、數控機床是如何加工零件的

1、在數控機床上加工零件是將加工過程所需的各種操作以及零件的形狀、尺寸按規定的編碼方式寫成數控加工程序，輸入到數控裝置中。再由數控裝置對這些輸入的信息進行處理和運算，并控制伺服驅動系統，使坐標軸協調移動，從而實現刀具與工件的相對運動，完成零件加工。當被加工工件改變時，除了重新裝夾工件和更換刀具外，只要更換零件加工程序。

2、為了能夠加工出符合要求的零件輪廓，數控裝置必須具有插補功能。插補功能是在進行曲線輪廓加工時，只要知道曲線的種類、起點、終點以及速度等信息后，就可以根據給定的數字函數，在起點和終點之間確定一些中間點，以達到數據點密化的功能。

3、處理插補的算法就是插補運算。

插補算法是數控加工技術中的一個基本問題。

目前常用的插補算法有兩大類：

(1)以脈沖形式輸出的脈沖增量法，它適合于以步進電動機作為驅動元件的開環伺服驅動系統;

(2)以數字量形式輸出的數字增量法，它適合于以交、直流伺服電動機作為驅動元件的閉環(或半閉環)伺服驅動系統。

4、要實現數控加工，數控機床必須包括：

(1)具有一個既能接受零件圖樣加工要求信息，又能按照一定的數學模型進行插補運算，實時地向各坐標軸發出速度控制指令的數字計算機，即控制裝置;

(2)具有能夠快速響應，并具有足夠功率的伺服驅動裝置;

(3)具有能夠滿足上述加工方式的機床主機，輔助裝置和刀具。

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（責任編輯：中大編輯）

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