第八章数控机床 第一节概述 一、数控机床的产生 随若科学技术的迅速发展，社会对产品多样化的要求愈来愈强烈，从而要求产品更新 换代的周期越来越短，使多品种、小批量生产的比重明显增加：同时，随若航空航天、造船、 军工、汽车、农业机械等行业对产品性能要求的不断提高，产品中形状复杂的零件越来越多， 加工质量要求也不断提高。采用传统的普通加工设备已难以适应这种多样化、柔性化及复杂 形状零件的高效率高质量加工的要求。为解决上述问题，一种高精度、高效率的“柔性”自 动化生产设备一一数控机床就应运而生了。 数控机床的研究起源于飞机制造业。1947年，美国帕森斯(Parsons)公司为了精确地 制造直升机的机翼、桨叶和飞机框架，提出了用电子计算机控制机床来加工形状复杂零件的 设想。1949年，美国空军为了能在短时间内制造出经常变更设计的火箭零件，与帕森斯公 司和麻省理工学院伺服机构研究所(Servo Mechanism Laboratory of the Massachusetts Institute of Technology)合作，开始了三坐标铣床的数控化工作，于1952年研制成功世 界上第一台数控机床一一三坐标数控铣床。经过三年的试用和改进，于1955年进入实用化 阶段。此后，德国、英国、日本和前苏联等国也开始了数控机床的研制开发工作。1959年， 美国Keaney&Treckre公司开发出了具有刀具库、刀具交换装置、回转工作台的数控机 床，可以在一次装夹中对工件的多个面进行钻孔、较孔、攻螺纹、镗削、铣削等多种加工， 不仅提高了生产率，而且使加工精度大大提高。这类带有刀具库和自动换刀装置的数控机床 称为加工中心(Machining Center),它已成为当今数控机床发展的主流。 二、数控机床的组成 数字控制(Numerical Control,简称NC)技术是指采用数字化信息进行控制的技术。 用数字化信息对机床的运动及其加工过程进行控制的机床，称作数控机床，它是数字控制技 术与机床相结合的产物。 数控机床是典型的机电一体化产品，是集现代机械制造技术、自动控制技术、检测技术， 计算机信总技术于一体的高效率、高精度、高柔性和高自动化的现代机械加工设备。它同其 它机电一体化产品一样，也是由机械本体、动力源、电子控制单元、检测传感部分和执行机 器（伺服系统）组成。 1.机械本体 为数控机床的主体，是用于完成各种切削加工的机械部分。 2.动力源 8.1 8- 1 第八章 数控机床 第一节 概述 一、数控机床的产生 随着科学技术的迅速发展，社会对产品多样化的要求愈来愈强烈，从而要求产品更新 换代的周期越来越短，使多品种、小批量生产的比重明显增加；同时，随着航空航天、造船、 军工、汽车、农业机械等行业对产品性能要求的不断提高，产品中形状复杂的零件越来越多， 加工质量要求也不断提高。采用传统的普通加工设备已难以适应这种多样化、柔性化及复杂 形状零件的高效率高质量加工的要求。为解决上述问题，一种高精度、高效率的“柔性”自 动化生产设备——数控机床就应运而生了。 数控机床的研究起源于飞机制造业。1947 年，美国帕森斯（Parsons）公司为了精确地 制造直升机的机翼、桨叶和飞机框架，提出了用电子计算机控制机床来加工形状复杂零件的 设想。1949 年，美国空军为了能在短时间内制造出经常变更设计的火箭零件，与帕森斯公 司和麻省理工学院伺服机构研究所（Servo Mechanism Laboratory of the Massachusetts Institute of Technology）合作，开始了三坐标铣床的数控化工作，于 1952 年研制成功世 界上第一台数控机床——三坐标数控铣床。经过三年的试用和改进，于 1955 年进入实用化 阶段。此后，德国、英国、日本和前苏联等国也开始了数控机床的研制开发工作。1959 年， 美国 Keaney ＆ Treckre 公司开发出了具有刀具库、刀具交换装置、回转工作台的数控机 床，可以在一次装夹中对工件的多个面进行钻孔、铰孔、攻螺纹、镗削、铣削等多种加工， 不仅提高了生产率，而且使加工精度大大提高。这类带有刀具库和自动换刀装置的数控机床 称为加工中心（Machining Center），它已成为当今数控机床发展的主流。 二、数控机床的组成 数字控制（Numerical Control，简称 NC）技术是指采用数字化信息进行控制的技术。 用数字化信息对机床的运动及其加工过程进行控制的机床，称作数控机床，它是数字控制技 术与机床相结合的产物。 数控机床是典型的机电一体化产品，是集现代机械制造技术、自动控制技术、检测技术、 计算机信息技术于一体的高效率、高精度、高柔性和高自动化的现代机械加工设备。它同其 它机电一体化产品一样，也是由机械本体、动力源、电子控制单元、检测传感部分和执行机 器（伺服系统）组成。 1．机械本体 为数控机床的主体，是用于完成各种切削加工的机械部分。 2．动力源