数控技术教学整册课件.ppt

1、 中信重工机械股份有限公司，是我国第一个五年计划期间 兴建的156项重点工程之一，著名物理学家钱伟长曾担任公 司技术顾问，公司第一任厂长纪登奎曾任国务院副总理，焦 裕禄同志曾在公司担任车间主任。公司1993年并入中信集团， 2008年改制为中信重工机械股份有限公司。公司拥有甲级工 程设计院洛阳矿山机械工程设计研究院，是国内最大的矿山 机械综合性技术开发研究机构。中信重工公司在国外多个国 家投资了分公司，开拓海外市场。 在洛阳实习期间我们参观了中信重工，作为一个研发生产 大型机械设备的企业，它的生产车间里有很多很多大型的生 产设备，数控机床当然是必备的了，而且都是以大型数控机 床为主，为我们充分

2、展现了数控机床在大型机械生产企业里 的重要性，无法想象如果没有数控设备那种机床该怎样操作， 产品该怎样生产。当然了，最直观的感觉就是大，重而又灵 活，精密。 下面展示几个典型的数控机床。 直径16m轴承齿轮 16m数控滚齿机 直径16米数控滚齿机试加工的首件产品是直径9.12 米的大齿圈，随着机床操作人员在电脑操作平台上 输入操作程序后，可承载250吨工件的工作台缓缓转 动，刀架带动滚刀缓缓上升，飞速旋转的滚刀按照 预定程序对准齿圈强力切削，铁屑如雪花般纷纷落 下，精细的齿形逐渐显现，机床各系统运行良好。 DMVT1600数控龙门移动立式车铣床 单柱移动数控立式车床，工件最大车削直径 16米，

3、最大工件高度6.3米，工作台最大承 重450吨，二坐标两轴联动。 这台机床高17 米，自重620吨，运用了静压导轨、卸荷丝 杆、导轨辅助梁、变形位移补偿、无间隙双 齿轮齿条、自动升降台、大型钢结构焊接件、 阻尼防震等先进技术和科研成果，工作台承 重量达450吨，能车削加工，又能完成铣削 加工，工作台可精确分度。 DVT1600数控双柱立式车床 机床的主传动由90KW直流电动机驱动；二 级齿轮变速箱与工作台联接一起，变速由 电磁滑阀控制变速油缸，变速拨叉推动变 速齿轮实现两级机械变速，每级机械挡无 级调速，使工作台得到0.440r/min转速 TK6926数控落地镗铣床 机床的主轴由镗主轴（镗轴

4、）铣主轴（铣轴）组成，主轴 轴承采用转速高、刚性好、高精度的进口轴承， 主传动系统采用主轴交流电机与两级机械变速相结合， 主轴转速可达到3.15-800r/min的无极调速； 主轴采用38CrMoAIA材料，材料特性好耐磨性及硬度高， 表面经氮化处理，硬度达到.HV900以上，表面抛光处理； xy轴轨采用进口直线导轨，具有摩擦系数小，动静摩察 系数相诺，提高精度、刚性和机床使用寿命. Z轴四面环抱导轨滑动导轨，提高精度、刚性和机床使用 寿命 BBZ1600数控摆臂钻铣床 18500吨自由锻油压机 中信重工研制的这台巨型锻压设备，设备 总重达4000多吨，地面高度有20米；地下 深度7.5米；移

5、动工作台长宽为13米x5.4米； 净空高度8.5米；活动梁行程达4.2米，最大 镦粗力达185MN（18500吨）。这是世界 有史以来已建造过的20多台万吨级液压机 中最大的一台，可以锻造目前世界最大的 600吨级以上的特大钢锭。 采用最新的三大梁、双矩形立柱、上传动、多拉杆预应力 框架及可调式精确平面导向系统结构，使主机抗弯、抗疲 劳和稳定性大大提高，在频繁锻造过程中始终保证两个工 作砧之间完美的同心度和平行度。同时采用传统压机3缸 压力分级形式，将三个直径达1.4米的工作油缸配置成可 调节选择的3个压力范围，从而保证了对不同锻件的良好 适应性。实现大型锻件尺寸精度控制的精确锻造，一米直 径

6、锻件精度可以达到2mm。由于新设计结构和液压控制 系统先进，压机使用率达到95%以上，无泄漏，不须频繁 维修，锻工和维修人员大大减少，成本降低，对生态环保 作出有益贡献。 直径5m硬岩掘进机 数控机床在生产实习数控机床在生产实习 中的应用中的应用 数控机床简介数控机床简介 数控机床是人类进行生产劳动的重要工具，也是社会生产 力发展水平的重要标志，数控车床和数控铣床是数字程序 控制车铣床的简称，它集通用性好的万能型车床、加工精 度高的精密型车床和加工效率高的专用型车床的特点于一 身，是国内使用量最大，覆盖面最广的一种数控机床，也 是是一种通过数字信息，控制机床按给定的运动轨迹，进 行自动加工的机

7、电一体化的加工装备，经过半个世纪的发 展，数控机床已是现代制造业的重要标志之一，在我国制 造业中，数控机床的应用也越来越广泛，是一个企业综合 实力的体现。 数控机床的产生及发展数控机床的产生及发展 1952年，美国麻省理工学院成功地研制出 一套三坐标联动，利用脉冲乘法器原理的 试验性数控系统，并把它装在一台立式铣 床上。这就是第一代世界上的第一台数控 机床。 我国是从1958年开始研究数控技术， 一直到60年代中期处于研制、开发时期。 当时，一些高等院校、科研单位研制出试 验样机，开发也是从电子管开始的。1965 年国内开始研制晶体管数控系统。从70年 代开始，数控技术在车、铣、钻、镗、磨、

8、齿轮加工、点加工等领域全面展开，数控 加工中心在上海、北京研制成功。在这一 时期，数控线切割机床由于结构简单，使 用方便、价格低廉，在模具加工中得到了 推广。80年代，我国从日本发那科公司引 进了5、7、3等系列的数控系统和交流伺服 电机、交流主轴电机技术，以及从美国、 德国引进一些新技术。这使我国的数控机 床在性能和质量上产生了一个质的飞跃。 1985年，我国数控机床品种有了新的发展。 90年代以及接下来主要是向高档数控机床 发展。 典型机床典型机床 数控车床数控车床 加工中心加工中心 数控铣床数控铣床 一拖集团简介 中国一拖集团有限公司（第一拖拉机股份 有限公司）是中国第一个五年计划期间兴

9、 建的156个重点建设项目之一，是中国特大 型机械制造企业。 中国一拖公司是毛泽东主席亲自敲定的厂 址、周恩来总理亲自任命的厂长，中国第 一台拖拉机、第一台压路机和第一台军用 越野汽车的诞生地。 经过五十多年的发展，中国一拖公司已成 为以农业装备、工程机械、动力机械、汽 车和零部件制造为主要业务的大型综合性 装备制造企业集团。 中信重工（原洛阳矿山机械厂） 中信重工机械股份有限公司，是我国第一个五年计划期间 兴建的156项重点工程之一，著名物理学家钱伟长曾担任 公司技术顾问，公司第一任厂长纪登奎曾任国务院副总理， 焦裕禄同志曾在公司担任车间主任。 公司1993年并入中信集团，2008年改制为中

10、信重工机械 股份有限公司。公司拥有甲级工程设计院洛阳矿山机械工 程设计研究院，是国内最大的矿山机械综合性技术开发研 究机构。 中信重工公司在国外多个国家投资了分公司，开拓海外市 场。 16米数控滚齿机米数控滚齿机 这台直径16米特大 型滚齿加工设备，是 目前世界上加工直径 最大、技术性能最先 进的齿轮数控加工设 备，最大加工直径 16米，最大加工模 数60，最大加工齿 数2000齿，最大齿 宽加工1.5米，切削 速度每分钟160转 260m数控落地镗铣床数控落地镗铣床 数控落地铣镗床具数控落地铣镗床具 有镗孔、钻孔、铣有镗孔、钻孔、铣 削、切槽等加工功削、切槽等加工功 能；配上高精度回能；配上

11、高精度回 转工作台、直角铣转工作台、直角铣 头等功能附件，可头等功能附件，可 以实现五面加工，以实现五面加工， 是冶金、能源、电是冶金、能源、电 力等行业用于汽轮力等行业用于汽轮 机、发电机和重型机、发电机和重型 机械等大型零件加机械等大型零件加 工的理想设备工的理想设备。 16米数控双柱立式车床米数控双柱立式车床 数控双柱立式车床铸件数控双柱立式车床铸件 采用先进的超音频淬火采用先进的超音频淬火 工艺，使立式车床使用工艺，使立式车床使用 寿命更长。本系列机床寿命更长。本系列机床 适用于硬质合金及陶瓷适用于硬质合金及陶瓷 等刀具等刀具, ,对黑色金属。有对黑色金属。有 色金属及部分非金属零色金

12、属及部分非金属零 件的内外圆柱面，内外件的内外圆柱面，内外 圆锥面，端面，切槽，圆锥面，端面，切槽， 螺纹及回转曲面等进行螺纹及回转曲面等进行 粗粗, ,精加工。精加工。 6.5 18m数控移动龙门镗铣床 总结总结 数控机床的发展日新月异，高速化、高精度化、复合化、 智能化、开放化、并联驱动化、网络化、极端化、绿色化 已成为数控机床发展的趋势和方向。 中国作为一个制造 大国，主要还是依靠劳动力、价格、资源等方面的比较优 势，而在产品的技术创新与自主开发方面与国外同行的差 距还很大。 中国的数控产业不能安于现状，应该抓住机 会不断发展，努力发展自己的先进技术，加大技术创新与 人才培训力度，提高企

13、业综合服务能力，努力缩短与发达 国家之 间的差距。力争早日实现数控机床产品从低端到 高端、从初级产品加工到高精尖产品制造的转变，实现从 中国制造到中国创造、从制造大国到制造强国的转变。 数控车床、车削中心，是一种高精度、高效率的自动化数控车床、车削中心，是一种高精度、高效率的自动化 机床。配备多工位刀塔或动力刀塔，机床就具有广泛的加工机床。配备多工位刀塔或动力刀塔，机床就具有广泛的加工 工艺性能，可加工直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和各种螺纹、工艺性能，可加工直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和各种螺纹、 槽、蜗杆等复杂工件，具有直线插补、圆弧插补各种补偿功槽、蜗杆等复杂工件，具有直线插补、圆弧插补各种补偿功

14、 能，并在复杂零件的批量生产中发挥能，并在复杂零件的批量生产中发挥 了良好的经济效果了良好的经济效果。 数控铣削加工除了具有普通铣床加工的特点外，还有如下特点：数控铣削加工除了具有普通铣床加工的特点外，还有如下特点： 1、零件加工的适应性强、灵活性好，能加工轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的零件，如模具类零、零件加工的适应性强、灵活性好，能加工轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的零件，如模具类零 件、壳体类零件等；件、壳体类零件等； 2、能加工普通机床无法加工或很难加工的零件，如用数学模型描述的复杂曲线零件以及三维空间曲、能加工普通机床无法加工或很难加工的零件，如用数学模型描述的复杂曲线零件以及三维

15、空间曲 面类零件；面类零件； 3、能加工一次装夹定位后，需进行多道工序加工的零件；、能加工一次装夹定位后，需进行多道工序加工的零件； 4、加工精度高、加工质量稳定可靠，数控装置的脉冲当量一般为、加工精度高、加工质量稳定可靠，数控装置的脉冲当量一般为0.001mm，高精度的数控系统可达，高精度的数控系统可达 0.1m，另外，数控加工还避免了操作人员的操作失误；，另外，数控加工还避免了操作人员的操作失误； 5、生产自动化程度高，可以减轻操作者的劳动强度。有利于生产管理自动化；、生产自动化程度高，可以减轻操作者的劳动强度。有利于生产管理自动化； 6、生产效率高，数控铣床一般不需要使用专用夹具等专用工

16、艺设备，在更换工件时只需调用存储于、生产效率高，数控铣床一般不需要使用专用夹具等专用工艺设备，在更换工件时只需调用存储于 数控装置中的加工程序、装夹工具和调整刀具数据即可，因而大大缩短了生产周期。其次，数控铣数控装置中的加工程序、装夹工具和调整刀具数据即可，因而大大缩短了生产周期。其次，数控铣 床具有铣床、镗床、钻床的功能，使工序高度集中，大大提高了生产效率。另外，数控铣床的主轴床具有铣床、镗床、钻床的功能，使工序高度集中，大大提高了生产效率。另外，数控铣床的主轴 转速和进给速度都是无级变速的，因此有利于选择最佳切削用量。转速和进给速度都是无级变速的，因此有利于选择最佳切削用量。 通常，镗刀旋

17、通常，镗刀旋 转为主运动，镗刀转为主运动，镗刀 或工件的移动为进或工件的移动为进 给运动。它主要用给运动。它主要用 于加工高精度孔或于加工高精度孔或 一次定位完成多个一次定位完成多个 孔的精加工，此外孔的精加工，此外 还可以从事与孔精还可以从事与孔精 加工有关的其他加加工有关的其他加 工面的加工。使用工面的加工。使用 不同的刀具和附件不同的刀具和附件 还可进行钻削、铣还可进行钻削、铣 削、切它的加工精削、切它的加工精 度和表面质量要高度和表面质量要高 于钻床。镗床是大于钻床。镗床是大 型箱体零件加工的型箱体零件加工的 主要设备。螺纹及主要设备。螺纹及 加工外圆和端面等。加工外圆和端面等。 数控

18、钻床主要用于钻孔、扩孔、铰孔、攻丝等加工。在汽数控钻床主要用于钻孔、扩孔、铰孔、攻丝等加工。在汽 车、机车、造船、航空航天、工程机械行业；尤其对于超车、机车、造船、航空航天、工程机械行业；尤其对于超 长型叠板，纵梁、结构钢、管型件等多孔系富源成海的各长型叠板，纵梁、结构钢、管型件等多孔系富源成海的各 类大型零件的钻孔加工当为首选。类大型零件的钻孔加工当为首选。 拉床是用拉刀作为刀具加工工件通孔、平面和成形拉床是用拉刀作为刀具加工工件通孔、平面和成形 表面的机床。拉削能获得较高的尺寸精度和较小的表面表面的机床。拉削能获得较高的尺寸精度和较小的表面 粗糙度，生产率高，适用于成批大量生产。大多数拉床

19、粗糙度，生产率高，适用于成批大量生产。大多数拉床 只有拉刀作直线拉削的主运动，而没有进给运动。只有拉刀作直线拉削的主运动，而没有进给运动。 数控磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机数控磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机 床。大多数的磨床是使用高速旋转的砂轮进行磨削加工，床。大多数的磨床是使用高速旋转的砂轮进行磨削加工， 少数的是使用油石、砂带等其他磨具和游离磨料进行加少数的是使用油石、砂带等其他磨具和游离磨料进行加 工，如珩磨机、超精加工机床、砂带磨床、研磨机和抛工，如珩磨机、超精加工机床、砂带磨床、研磨机和抛 光机等。数控磨床又有数控平面磨床、数控无心磨床、光机等。数控磨床又有数控

20、平面磨床、数控无心磨床、 数控内外圆磨床、数控立式万能磨床、数控坐标磨床、数控内外圆磨床、数控立式万能磨床、数控坐标磨床、 数控成形磨床等等数控成形磨床等等 加工中心加工中心(Machining Center)(Machining Center)简称简称MCMC，是由机械设备与数控系统组成的使用于加工复杂形状工件的高效率自动化机床。加工中心又叫电脑锣。加工中心备有刀库，具，是由机械设备与数控系统组成的使用于加工复杂形状工件的高效率自动化机床。加工中心又叫电脑锣。加工中心备有刀库，具 有自动换刀功能，对工件一次装夹后进行多工序加工的数控机床。加工中心是高度机电一体化的产品，工件装夹后，数控系统能

21、控制机床按不同工序自动选择、更换有自动换刀功能，对工件一次装夹后进行多工序加工的数控机床。加工中心是高度机电一体化的产品，工件装夹后，数控系统能控制机床按不同工序自动选择、更换 刀具，自动对刀、自动改变主轴转速、进给量等，可连续完成钻、镗、铣、铰、攻丝等多种工序。因而大大减少了工件装夹时间，测量和机床调整等辅助工序时间，刀具，自动对刀、自动改变主轴转速、进给量等，可连续完成钻、镗、铣、铰、攻丝等多种工序。因而大大减少了工件装夹时间，测量和机床调整等辅助工序时间， 对加工形状比较复杂，精度要求较高，品种更换频繁的零件具有良好的经济效果。对加工形状比较复杂，精度要求较高，品种更换频繁的零件具有良好

22、的经济效果。 编辑本段编辑本段 加工中心的由来加工中心的由来 加工中心最初是从数控铣床发展而来的。与数控铣加工中心最初是从数控铣床发展而来的。与数控铣 床相同的是，加工中心同样是由计算机数控系统床相同的是，加工中心同样是由计算机数控系统(CNC)(CNC)、伺服系统、机械本体、液压系统等各部分组成。但加工中心又不等同于数控铣床，加工中心与数控铣床的最大、伺服系统、机械本体、液压系统等各部分组成。但加工中心又不等同于数控铣床，加工中心与数控铣床的最大 区别在于加工中心具有自动交换刀具的功能，通过在刀库安装不同用途的刀具，可在一次装夹中通过自动换刀装置改变主轴上的加工刀具，实现钻、镗、铰、攻螺纹、

23、区别在于加工中心具有自动交换刀具的功能，通过在刀库安装不同用途的刀具，可在一次装夹中通过自动换刀装置改变主轴上的加工刀具，实现钻、镗、铰、攻螺纹、 切槽等多种加工功能。切槽等多种加工功能。 前言 至2010年，我国机床总量380余万台，而其 中数控机床总数只有11.34万台， 20002010年，我国数控机床年产量约为 0.60.8万台，年产值约为18亿元。机床的 年产量数控化率为6，且不断提高。 数控技术即数字控制技术，是利用数字化数控技术即数字控制技术，是利用数字化 的信息对机床运动及加工过程进行可编程的信息对机床运动及加工过程进行可编程 的自动控制的一种方法。的自动控制的一种方法。 而用

24、数控技术实施加工控制的机床即为数而用数控技术实施加工控制的机床即为数 控机床控机床 数控机床的分类 按机械加工的运动轨迹分类： 点位控制数控机床 如：数控钻床，数控镗床，数控冲床 直线控制数控机床 如：数控镗铣床，数控组合机床 轮廓控制数控机床（可实现多坐标联动） 如：数控车床，数控铣床，加工中心 数控龙门镗铣床 （摄于洛阳发电设备厂） 数控龙门镗铣床 主要用于大型零件的平面与孔系的加工， 在一拖工程机械厂，中信重工中都可以见 到 数控龙门镗铣床属于组合类数控机床，其 主要的传动方式为斜齿轮传动，可实现高 效切削加工，常用于用于对铸件、钢件及 有色金属件的大平面铣削，一般用于柴油 机、拖拉机等

25、行业箱体类零件的生产线 数控重型轧辊磨床 数控重型轧辊磨床 国产最大、国家科技重大专项之一的 RG300150/260L-NC数控轧辊磨床，在 中信重工通过现场监测，其加工精度符合 设计要求，达到了国际先进水平，填补了 国内空白。 该轧辊磨床最大加工吨位近300吨，加工直 径2.6米，机床采用专用轧辊加工系统，可 实现轧辊的圆柱辊面、圆锥辊面、凸凹圆 弧等复杂辊面、辊身端面的自动磨削，以 及超声波DP/DP中继器自动在线测量功能。 加工中心 加工中心 带刀库的数控铣床称为加工中心 零件加工的适应性强、灵活性好，能加工轮廓形状特别复杂或 难以控制尺寸的零件，如模具类零件、壳体类零件等； 一次装夹

26、定位后，需进行多道工序加工的零件； 加工精度高、加工质量稳定可靠，另外，数控加工还避免了操 作人员的操作失误； 生产自动化程度高，可以减轻操作者的劳动强度。有利于生产 管理自动化； 生产效率高，数控铣床一般不需要使用专用夹具等专用工艺设 备，在更换工件时只需调用存储于数控装置中的加工程序、装 夹工具和调整刀具数据即可，因而大大缩短了生产周期。其次， 数控铣床具有铣床、镗床、钻床的功能，使工序高度集中，大 大提高了生产效率。另外，数控铣床的主轴转速和进给速度都 是无级变速的，因此有利于选择最佳切削用量； 数控双柱立式车床 数控双柱立式车床 目前国内最先进的数控立式车床有 BVT12500数控双柱

27、立式车床、 DMVT1600/400数控双柱立式车床等。 适宜加工中、小型盘、盖类零件、高强度 铸铁底座、立柱，有良好的稳定性和抗震 性能 比起卧式车床，立式车床加工的零件尺寸 范围更广 数控机床在企业中的运用 随着数控技术的不断发展，数控机床的优 点已显而易见。比起普通机床，数控机床 具有效率更高，精度更高，加工尺寸更广 等优点，越来越多的企业建立起先进的数 控生产线。 在机械加工业中，大批量零件的生产宜采 用专用机床或自动线。而对于小批量产品 的生产由于生产过程中产品品种的变换频 繁、批量小、加工方法的区别大，宜采用 数控机床。 在参观洛阳中信重工的过程中，我们见 到了大量的数控机床。例如

28、：16米数控滚齿 机，国内最先进的数控立式车床：BVT12500 数控双柱立式车床和DMVT1600/400数控双 柱立式车床，世界最先进的BBZ-1600数控摆 臂钻铣床，数控重型轧辊磨床等。它们在大 型复杂零件的加工过程中起了重要作用。而 一些建厂较早，设备陈旧的企业则因为在生 产中缺少先进的数控装置，生产能力不足， 缺少市场竞争力。可见先进的数控装置在一 个先进的企业中是不可或缺的。 现代数控机床的发展趋势（一） 高速化与高精度化 要实现数控设备高速化，首先要求计算机 系统读入加工指令后，能高速处理并计算 出伺服系统的移动量，并要求伺服系统能 告诉做出反应。 在数控设备高速化中，提高主轴

29、转速占有 重要地位 提高数控设备的加工精度，一般通过减少 数控系统的控制误差和采用补偿技术来达 到 现代数控机床的发展趋势（二） 复合化 复合化包含工序复合化和功能复合化。在 一台数控设备上能完成多工序切削加工的 加工中心，可以替代多机床和多装夹的加 工，既能减少装卸时间，省去工件搬运的 时间，提高每台机床的加工能力，减少半 成品库存量，又能保证提高形位精度，从 而打破了传统的工序界限和分开加工的工 艺规程。 现代数控机床的发展趋势（三） 智能化 应用自适应控制技术 引入专家系统指导加工 故障自诊断功能 智能化交流驱动装置 现代数控机床的发展趋势（四） 高柔性化 （柔性生产即通过系统结构、人员

30、组织、运作方式 和市场营销等方面的改革，使生产系统能对市场需 求变化作出快速的适应，同时消除冗余无用的损耗， 力求企业获得更大的效益。） 数控机床发展到今天，对加工对象的变化有 很强的适应能力，并在提高单机柔性化的同 时，朝着单元柔性化和系统柔性化方向发展 现代数控机床的发展趋势（五） 小型化 蓬勃发展的机电一体化技术，对CNC装置 提出来小型化的要求，以便将机、电装置 糅合为一体 现代数控机床的发展趋势（六） 开放式体系结构 由于数控技术中大量采用计算机的新技术， 新一代的数控系统，体系结构向开放式系 统方向发展 国际上主要数控系统和数控设备生产国及 其厂家，瞄准通用个人计算机（PC机），

31、所具有的开放性、低成本、高可靠性、软 硬件资源丰富等特点 数控技术和机床在 大型企业的应用 数控技术，英文名称：Numerical Control (简称NC)，即采用电脑程序控制 机器的方法，按工作人员事先编好的程 式对机械零件进行加工的过程。 数控机床是数字控制机床 （Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装 有程序控制系统的自动化机床。 从现有的数控技术条件来看，依靠传统的方 法实现机床的高精度，一般采用两种手段， 一是从各方面改善机床零部件的精度，二是 提高机床的装配精度。这种做法势必导致机 床制造成本增高，并且实际实施中难度较

32、大。 根据这种状况，为了使企业能够低成本地进 行革新，将数控技术应用于提高机床精度， 不失为一种新途径。 1）应用新型插补技术。为了保证机床的加工 速度，提高其加工精度，必须保障使机床插 补技术的高分辨率与高采样频率；采用新型 闭环控制，使机床具备双位置控制功能，从 而有效提高加工精度；实现系统的抗干扰性 能。利用加工精度误差校正系统，减少机械 误差与干扰，促进数控机床能够保持持续的 高精度运行。 数控技术在机床上的主要应用 2）软件设计是数控操作系统的关键部 分，是整个操作系统的指挥中枢。下位 机软件负责发布运行指令，从上位机收 集数据，指挥执行部件工作，并掌控机 床的运行状态。根据数控机床

33、的复杂性 与多样化等特点，数控机床的程序设计 语言主要采用A11L、NC 语言，并采用 CAM 软件的 ATL 语言，描摹刀具的运 行轨迹，还可以实现仿真模拟。 3）功能模块设置上，数控机床的功能模 块主要有：1.轴使能模块。此模块的主要 功能是初始化，即在启动要使用的轴时， 对启动轴进行使能。首先选中要使能的轴， 然后确定使能方式，完成轴的初始 化过程。2.轴位置控制模块。该模块的功 能主要是通过对轴位置的控制，使轴运动 至模块指定位置，并根据实际需要，适时 变换轴的位置。3.轴回零模块。主要用于 确认轴的当前位置。关闭轴模块。该模块 的功能主要是停止轴的运行，确定轴不需 要启动时，关闭轴，

34、停止轴的运行。 在汽车工业领域应用数控技术 最近几年以来，中国在汽车工作方面发展非常较快， 由于在汽车工业中科学运用了数控技术，使得制造 汽车零部件的工作质量与工作效率大大提高，从而 有效提高中国汽车工作的核心竞争力。运用了诸多 种高速数控机床，例如高速加工中心等等，成功建 立高技术的汽车工业生产流程，这样不但柔性较强， 而且效率较高，充分促进产品的更新与换代，改变 了汽车工业的传统发展弊端，实现生产的高效化、 多样化，在极短时间内有效的制造出复杂的汽车零 部件。促进了汽车工业的飞速发展。 在工业机器人的制造中运用数控技术 工业机器人，即为可以对于人类的胳臂、手腕及 手部等动作进行模拟，根据预

35、定的动作与运动操 作标准进行编程，借助数控技术实现机器人操纵 工具、搬运与拿取关键的自动化设备。工业机器 人的结构体系主要包括控制部分、动力部分及执 行机构等。其中执行机构包括机械结构与服务驱 动设备，其可以模仿人类的手臂动作；控制部分 主要包括微机数控体系，其属于工业机器人的主 要指挥系统，其储存全部指令信息，同时按照相 关程序控制机器人的运动，在必要的时候，还会 监视工业机器人的具体动作，及时警告机器人的 机器故障或者错误动作；执行机构的服务驱动设 备动力主要由动力部分提供。 工业机器人主要运用于机器制造行业，对生产线上 的材料进行配置与装载、卸载。同时对于人类不能 进入的一些环境中，例如

36、太空作业、操作放射性物 质与深水作业等，工业机器人也可以完成诸多环境 中的艰巨的任务。其还能在劳动环境比较优劣的状 况下实施操作，例如焊接、喷砂与喷漆等等。在数 控技术的帮助下，其为诸多工业操作与发展提供巨 大帮助。 在煤矿机械中应用数控技术 煤矿机械的设备具有较快的更新速度，同时 煤矿机械具有很多种类。在以往的煤矿机械 生产与制造的过程中，因为技术水平比较落 后，限制了机械外壳形状的焊接，造成煤矿 机械将过多成本投入至煤矿的下料操作中。 而且小规模的生产是煤矿机械生产的主要模 式，这样就提高了生产成本与生产时间。然 而在煤矿机械的生产制造过程中运用数控技 术，可以有效控制单间下料环节，而且可

37、以 合理控制加工工件的剩余材料数量，提高工 作效率。 数控机床的加工特点 1）加工精度高，质量稳定 2）生产效率高 3）适应性强 4）良好的经济效益 5）自动化的程度高，劳动强度低 6）有利于实行现代化生产管理 国内机械制造数控技术的发展 我国数控技术是起步于20世纪中期，经过 多年的发展，目前较具规模的有广州数控 等。我国现在数控机床生产厂家有100多家， 生产数控产品多种多样，有几千种以上。 目前我国占据的市场的产品主要集中在经 济型上，而中高档产品市场的比例仍然非 常小，与国外的先进产品相比，在稳定性 和精度等方面均存在较大的差距。目前我 国是全世界拥有机床最多的国家，但我们 机床的数控

38、化率在2%以下，这与发达国家 一般能达到20%以上有较大的差距。 FANUC数控车床（加工齿轮毛坯） 数控车床刚性好，制造和对刀精度高，能方 便和精确地进入人工补偿和自动补偿，所以， 能加工尺寸精度要求较高的零件。此外数控 车削的刀具运动是通过高精度插补运动和伺 服驱动来实现的，再加上机床的刚性好和制 造精度高，所以，它能加工对母线直线度、 圆度、圆柱度等形状精度要求高的零件。对 于圆弧以及其他曲线轮廓，加工出的形状和 图纸上所要求的几何形状的接近程度比用仿 形车床要高得多 YDK2280数控弧齿锥齿轮铣齿机 （d800mm,m15mm） 数控弧齿锥齿轮铣齿机是以滑板式刀架及立 柱直线运动替代

39、原铣齿机摇台结构，取消摇 台、滚道、摇台涡轮副，实现无间隙高速运 动。工件箱采用卧式结构高精度涡轮副及精 密主轴确保机床分度准确，运用西门子六轴 数控系统及高档运动部件。六个伺服轴分别 是：X轴水平移动、Y轴垂直移动、Z轴进给、 A轴工件分齿、B轴工件箱回转、C轴刀具主轴。 本机床调整计算等同于传统铣齿机的调整参 数，并采用数字化菜单方式进行操作，全部 由程序控制自动调整，省去了繁琐的手工调 整，使操作更加简单、准确、易于掌握。 Y35120A数控插齿机（d200mm,m6mm） 数控插齿机采用先进的数控系统及伺服 电机控制圆周、径向进给，最适用于汽 车、摩托车、机床、齿轮专业厂大批量 粗、精

40、加工，尤其适用内、外圆柱齿轮、 双联、多联齿轮、扇形齿轮、间断齿轮 以及锥度在30内的预置修形量的修 形齿轮。在数控插齿机上增设特殊附件， 还可加工斜齿轮、轴齿轮、锥度齿轮、 鼓形齿轮等，操作方便，对人工的技术 依赖性低。 中信公司拥有德国科堡公司6.5 18m数控移动龙 门镗铣床、意大利因塞公司260m数控落地镗铣 床、16米数控重型双柱立车、德国希斯公司 12米立式车床、意大利皮特 卡那奇公司6.2m 立式数控加工中心、意大利因塞公司6 18m重 型卧车和16米数控滚齿机等各种精、大、稀机械 加工设备，可加工回转类单重300t，直径16m； 筒体类单重200t，直径6m，长度18m；轴类单

41、重 100t，直径3.2m，长度12m;长方体类： 6.5518 m，单重250t等大型零部 件。 6.518m数控龙门铣 10m数控立车 德国科堡公司6.5 18m数控移动龙门镗铣 床 数控龙门镗铣床是新系列组合铣床，工作台采用 1XG系列，铣削头采用1TX系列。其主传动为斜齿 轮传动，传动平稳，进给传动采用滚珠丝杠传动。 数控龙门镗铣床的主要特点是刚性好、精度高、效 率高，配以适当的铣刀盘每分钟走刀量可达 800mm。最大切削深度8-10mm，实现高效切削加 工，可用于对铸件、钢件及有色金属件的大平面铣 削，一般用于柴油机、拖拉机等行业箱体类零件的 生产线，可适应年产量10-20万台的生产

42、能力要求。 16米数控重型双柱立车 数控重型双柱立车主轴采用进口高级润滑 脂润滑，全封闭，免维护 床鞍、立柱导轨 采用超重负荷直线滚动导轨，动态响应性 能好，精度保持性高 配备优质 6工位立式 电动刀架，刚性高、换刀迅速、可靠 集中 式机床操作面板，使操作更加方便、快捷 X/Z轴采用高精度滚珠丝杠和丝杠专用轴承， 精度保持性好 整体式全封闭防护， 环保清 洁。 16米数控滚齿机 数控滚齿机，这种数控加工方式， 调整比机械式齿轮加工机床要方 便的多，它们可以通过几个坐标 轴联动来实现齿向修形齿轮的加 工，省去了传统加工修形齿轮所 需要的靠模等装置，提高了生产 率和加工精度。 数控技术的发展趋势

43、1）效率与质量是考察先进数控技术的关键 性能指标，也是先进制造技术的主要元素。 数控技术选用高速cpu、rise 芯片，实现系统 的多cpu控制，满足检测元件的高分辨率，达 到交流伺服系统的数字化等，就能够最大限 度地提高效率，提升产品质量，从而增强产 品的市场竞争能力。这就意味着数控机床正 逐步实现高精密、高效、智能，纳米技术也 将在高精密数控机床得到广泛的应用。 2）数控系统的功能更强、更完善、更可靠， 一个群控系统可以控制不同生产流程，并能 够根据生产流程中的信息流动态适时做出调 整，能够满足用户的不同需求。 3）需要加工的零件在数控机床上装夹后，可 以完成换刀、主轴头旋转等多种自动化操

44、作， 使一个零件可以一次实现多工序、多表面的 自动加工，加工精度高，加工效率也极高。 4）数控机床用户对机床的应用也得到拓 展，用户可以随心所欲对产品进行二次 开发，以满足自己对机床功能的特殊需 求。 5）数控技术的智能化，将实现自适应控 制、专家控制、前馈控制等功能。例如， 一旦系统发生故障，专家控制功能将通 过故障诊断，给出监测，并指导维修。 4、按加工工艺及机床用途分类 按工艺用途分类，数控机床可分为 （1）金属切削类 主要包括数控钻床、车床、铣床、镗床、磨床和齿轮加 工机床等，及加工中心。 （2）金属成形类 主要包括数控压床、冲床、弯管机等。 （3）特种加工类 主要包括数控电火花切割机

45、、数控火焰切割机、数控激 光加工机等。 另外，我国也有按数控系统的功能水平分类的，分为高、 中、低三档。 1.数控机床的特点 （1）加工精度高 按预定程序自动加工，消除操作者的人为误差，零件的一致性好， 可以获得比机床本身精度还高的加工精度和重复精度。 （2）对加工对象的适应性强 当加工对象改变时，无需调整机床或制造专用夹具，只需更换加工 程序，便可加工出新的零件，具有很高的“柔性”。 （3）加工形状复杂的工件比较方便 数控机床能自动控制多个坐标联动，可以加工复杂表面。 （4）加工生产率高 缩短加工准备时间、节省测量和检验时间、节约装夹时间，提高生产 率。 （5）便于实现计算机辅助设计与制造一

46、体化 易于实现设计、制造一体化系统，实现快速重组、远程制造。 但数控机床使用、维修技术高求高，价格贵。 2.数控机床的应用范围 （1） 批量小、品种多的零件； （2）几何形状复杂的零件； （3）贵重零件加工； （4）需要全部检验的零件； （5）急需件、试制件。 数控机床具有一般机床所不具有的优点，其使用范围在 不断扩大，但它并不能完全代替普通机床，也不能解决机 械加工中的所有问题。 通用机床、专用机床和数控机床的适用性不尽相同，主 要受零件复杂程度和生产批量的影响。 我国第一台数控机床我国第一台数控机床 名目繁多的数控机床名目繁多的数控机床 卧式数控车床 立式数控车床 立式数控铣床立式数控铣床

47、 卧式数控铣床卧式数控铣床 立卧两用数控铣床立卧两用数控铣床 龙门式数控铣床龙门式数控铣床 龙门加工中心龙门加工中心 数控线切割快走丝机床数控线切割快走丝机床 数控线切割慢走丝机床数控线切割慢走丝机床 卧式加工中心卧式加工中心 立式加工中心立式加工中心 加工中心是带有刀库及自动换刀装置的数控机床，它可以在一台机床上加工中心是带有刀库及自动换刀装置的数控机床，它可以在一台机床上 实现多种加工。加工中心的刀库容量少则几把，多则几百把。实现多种加工。加工中心的刀库容量少则几把，多则几百把。 加工中心上，工件一次装夹，可完成多种加工，既节省辅助工时，又提加工中心上，工件一次装夹，可完成多种加工，既节省

48、辅助工时，又提 高加工精度。加工中心特别适用于箱体、壳体的加工。车削加工中心可以高加工精度。加工中心特别适用于箱体、壳体的加工。车削加工中心可以 完成所有回转体零件的加工。完成所有回转体零件的加工。 DMG DMC 70 H 卧式加工中心卧式加工中心 518米数控移动518米数控移动龙门镗 铣床龙门镗铣518米数控移动龙门镗铣床 床 国产最大数控轧辊磨床在中信重工调试完成 工人正在装配的机床将是目前中国加工精度最工人正在装配的机床将是目前中国加工精度最 高、技术性能最先进的重型精密数控卧式车床。高、技术性能最先进的重型精密数控卧式车床。 中信重工购置安装的60余台套大型数控机 数控技术和机床在大型企业应数控技术和机床在大型企业应 用用 陈烨 刘亚坤 谢德宇 张爱家 数控技术：采用电脑程序控制机器的方 法，按工作人员事先编好的程式对机械 零件进行加工的过程。 卧 式 加 工 中 心 在一拖的第三分配厂中，我们看见用于箱体类零件的加工，主要是面在一拖的第三分