数控车床又称为CNC(Computer Numerical Control)车床，既用计算机数字控制的车床。 数控车床是一种用数字化代码作指令，由数字控制系统进行控制的自动化车床。它是综合应用了电子、计算机、自动控制、精密测量、和机床设计等领域的先进成就而发展起来的一种新型自动化车床。 普通卧式车床是靠手工操作机床来完成各种切削加工，而数控车床是将编制好的加工程序输入到数控系统中，由数控系统通过车床X、Z坐标轴的伺服电动机去控制车床进给部件的动作顺序、移动量和进给速度，再配以主轴转速的转向，和自动换刀系统，使能加工出各种形状不同的轴类或盘类回转体零件。因此，数控车床是目前使用较为广泛的机床。 数控技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。1908年，穿孔的金属薄片互换式数据载体问世；19世纪末，以纸为数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明；1938年，香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输，奠定了现代计算机，包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。1952年，{dy}台数控机床问世，成为世界机械工业史上一件划时代的事件，推动了自动化的发展。 现在，数控技术也叫计算机数控技术，目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可通过计算机软件来完成。 数控机床是一种技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备，是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密...加工精度高,质量容易保证，发展前景十分广阔，因此掌握数控车床的加工编程技术尤为重要。
什么是数控装置 数控装置的主要作用是，读入数控加工程序，将其转换成控制机床和辅助功能要求的格式，分别送给进给电机控制单元、主轴电机控制单元和PLC，具有内置PLC功能的数控装置本身具有逻辑量解算功能，直接将解算结果送给机床强电控制系统。具有闭环控制功能的数控系统还会读入机床位置检测装置发出的实际位置信号，与指令位置比较后，用其差值控制机床的移动，可以获得较高的位置控制精度。 数控装置的组成 数控装置接受来自信息载体的控制信息并转换成数控设备的操作(指令)信号。数控装置由输入接口、控制器、运算器、存储器和输出接口等五大部分组成 数控装置的硬件结构 早期的数控系统，它的输入、运算、插补、控制功能均由电子管、晶体管、中小规模集成电路组成的逻辑电路实现。不同的数控机床需要设计专门的逻辑电路，可靠性差，功能和灵活性差。 小型机的采用，世界上{dy}台CNC系统于1970年问世，1974年美日等国便研究出了以微处理器为核心的数控系统，之后相继8位、16位、后16位、32位、64位CNC被应用。CNC具有体积小、结构紧凑、功能丰富、可靠性好等优点。
数控装置在数控机床中的位置 数控装置在数控机床中的作用 数控装置是数控机床的中枢，在普通数控机床中一般由输入装置、存储器、控制器、运算器和输出装置组成。 数控装置接收输入介质的信息，并将其代码加以识别、储存、运算，输出相应的指令脉冲以驱动伺服系统，进而控制机床动作。在计算机数控机床中，由于计算机本身即含有运算器、控制器等上述单元，因此其数控装置的作用由一台计算机来完成。
什么是数控程序 数控机床是一种高效的自动化加工设备，它严格按照加工程序，自动的对被加工工件进行加工。我们把从数控系统外部输入的直接用于加工的程序称为数控加工程序，简称为数控程序，它是机床数控系统的应用软件。与数控系统应用软件相对应的是数控系统内部的系统软件，系统软件是用于数控系统工作控制的，它不在本教程的研究范围内。 数控系统的种类繁多，它们使用的数控程序语言规则和格式也不尽相同，本教程以ISO国际标准为主来介绍加工程序的编制方法。当针对某一台数控机床编制加工程序时，应该严格按机床编程手册中的规定进行程序编制。 在编制数控加工程序前，应首先了解：数控程序编制的主要工作内容，程序编制的工作步骤，每一步应遵循的工作原则等，最终才能获得满足要求的数控程序（如图1.1所示的程序样本）。
图1.1 程序样本 采用数控机床加工零件，首先要编写表示加工零件的全部工艺过程、工艺参数和位移数据的加工程序，以控制机床的，实现零件切削加工。因此必须根据零件图纸与工艺方案用数控机床规定的程序格式和指定代码编制零件加工程序，给出工具的方向和坐标值，以及数控机床的进给速度、主轴起停、正反转、冷却泵开闭、刀具夹紧等加工信息，将之记录在控制介质上，并输入数控装置，从而控制数控机床。在数控加工中，这种从零件图纸到制成控制介质的过程序，称为程序编制。 NC程序的质量 NC程序的质量是衡量NC程序员水平的关键指标，其判定标准可归纳为： （1）完备性：即不存在加工残留区域。 （2）误差控制：包括插补误差控制、残余高度（表面粗糙度）控制等。 （3）加工效率：即在保证加工精度的前提下加工程序的执行时间。 （4）安全性：指程序对可能出现的让刀、漏刀、撞刀及过切等不良现象的防范措施和效果。 （5）工艺性：包括进/退刀、刀具选择、加工工艺规划（如加工流程及余量分配等）、切削方式（刀轨形式选择）、接刀痕迹控制以及其他各种工艺参数（如进给速度、主轴转速、切削方向、切削深度等）的设置等。 （6）其他：如机床及刀具的损耗程度、程序的规范化程度等。 在评价NC程序质量的各项指标中，有一部分存在着一定程度的矛盾。例如，残余高度决定了加工表面的光洁度，从加工质量来看，残余高度越小，加工表面质量越高，但加工效率就会降低。所以，在进行NC编程时，不应片面追求加工效率，而应综合权衡各项指标，在满足产品的质量要求及一定的加工可靠性的基础上提高加工效率。
什么是数控编程(NC Programming) 将零件加工的工艺顺序、轨迹与方向、位移量、工艺参数（主轴转速、进给量、切深）以及辅助动作（换刀、变速、冷却液开停），按动作顺序、用数控机床的数控系统所规定的代码和程序格式，编制成加工程序单，再将程序单中的内容记录在磁盘（或纸带）等控制介质上。这种从零件图纸刀到制成控制介质的过程，称为数控机床的程序编制。 由于数控机床的加工是按加工程序自动完成，加工过程不能人工干预，所以，程序编制的好坏直接影响零件加工的质量（能否加工出合格的零件）、数控机床的正确使用和数控加工特点的发挥。因此，加工程序的编制工作是数控机床使用中最重要的一环。 普通机床加工，很大程度取决于操作工人的素质；数控机床的加工则取决于编程员的素质（知识（工艺、机床、数控等）、经验（编程、生产等）、责任心、合作精神、进取心）。 1．分析零件图纸 分析零件的材料、形状、尺寸、精度及毛坯形状和热处理要求，确定零件是否适宜在数控机床上加工、适宜在那台数控机床上加工。确定在某台数控机床上加工零件的那些工序或表面。 2．工艺处理阶段 主要任务：确定零件的加工工艺过程，包括：加工方法（采用的工夹具、装夹定位方法），加工路线（对刀点、走刀路线）、加工用量（主轴转速、进给速度、切削宽度和深度）。 3．数学处理阶段 根据零件图纸和确定的加工路线，计算出走刀轨迹和每个程序段所需数据（刀位数据）。 基点坐标：零件轮廓相邻几何元素的交点和切点的坐标。 节点坐标：对非圆曲线，需要用小直线段和圆弧段逼近，轮廓相邻逼近线段的交点和切点的坐标。计算要满足精度要求。 4．编写程序单 根据计算出的走刀轨迹数据和确定的切削用量，结合数控系统的加工指令和程序段格式，逐段编写零件加工程序。 5．制作控制介质 控制介质是记录加工程序的载体。 将程序单上的内容用标准代码记录到控制介质上。 6．程序校验和首件试加工 编写的程序由于种种原因，会有错误和不合理的地方，必须经校验和试加工合格，才能进入正式加工。 穿孔机的复核功能检验穿孔是否有误； 用控制介质控制绘图机，描出轮廓形状或刀具轨迹，检验走刀是否正确； 在数控机床的CRT上，显示走刀轨迹或模拟刀具和工件的切削过程； 使用铝件或木件进行试切削； 只有经首试切削，才知道加工精度是否满足要求。 >数控程序编制的方法 数控加工程序的编制方法主要有两种：手工编制程序和自动编制程序。 （1）手工编程 手工编程指主要由人工来完成数控编程中各个阶段的工作。如图下所示。
一般对几何形状不太复杂的零件，所需的加工程序不长，计算比较简单，用手工编程比较合适。 手工编程的特点：耗费时间较长，容易出现错误，无法胜任复杂形状零件的编程。据国外资料统计，当采用手工编程时，一段程序的编写时间与其在机床上运行加工的实际时间之比，平均约为30：1，而数控机床不能开动的原因中有20%~30%是由于加工程序编制困难，编程时间较长。 （2）计算机自动编程 自动编程是指在编程过程中，除了分析零件图样和制定工艺方案由人工进行外，其余工作均由计算机辅助完成。 采用计算机自动编程时，数学处理、编写程序、检验程序等工作是由计算机自动完成的，由于计算机可自动绘制出刀具中心轨迹，使编程人员可及时检查程序是否正确，需要时可及时修改，以获得正确的程序。又由于计算机自动编程代替程序编制人员完成了繁琐的数值计算，可提高编程效率几十倍乃至上百倍，因此解决了手工编程无法解决的许多复杂零件的编程难题。因而，自动编程的特点就在于编程工作效率高，可解决复杂形状零件的编程难题。 根据输入方式的不同，可将自动编程分为图形数控自动编程、语言数控自动编程和语音数控自动编程等。图形数控自动编程是指将零件的图形信息直接输入计算机，通过自动编程软件的处理，得到数控加工程序。目前，图形数控自动编程是使用最为广泛的自动编程方式。语言数控自动编程指将加工零件的几何尺寸、工艺要求、切削参数及辅助信息等用数控语言编写成源程序后，输入到计算机中，再由计算机进一步处理得到零件加工程序。语音数控自动编程是采用语音识别器，将编程人员发出的加工指令声音转变为加工程序。
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