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第1章绪论

1.1课题背景

近年来，数控机床及数控技术得到了飞速发展，在柔性、精确性、

可靠性和宜人性等方面的功能越来越完善，已成为现代先进制造业的

基础。

数控就是数字控制，数控技术在机床行业应用得多，就是依靠数

字（电脑编程）来控制机床，具有效率高，精度高等主要特点。

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，第一台数控机

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

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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。

1.2PLC控制步进电机旋转台研究的目的和意义

数控机床以其精度高、效率高、能适应小批量多品种复杂零件的

加工等优点，在机械加工中得到日益广泛的应用。它有以下几方面优

点。

1．适应性强。

2．精度高，质量稳定。

3．生产效率高。

4．能实现复杂的运动。

5．良好的经济效益。

6．有利于生产管理的现代化。

数控机床由程序编制及程序载体、输入装置、数控装置（CNC）、

伺服驱动及位置检测、辅助控制装置、机床本体等几部分组成。

1.3数控机床发展的概况

从1952年至今，数控机床按照控制机的发展，已经历了五代。

1959年，由于在计算机行业中研制出晶体管元件，因而在数控

系统中广泛采用晶体管和印刷电路板，从而跨入了第二代。

1965年，出现小规模集成电路，由于它体积小、功耗低，使数

控系统的可靠性得以进一步提高。数控系统发展到第三代。以上三代

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系统，都是采用专用控制计算机的硬接线数控系统，我们称之为硬线

系统，统称为普通数控系统（NC）。

随着计算技术的发展，小型计算机的价格急剧下降，激烈地冲击

着市场。数控系统的生产厂家认识到，采用小型计算机来取代专用控

制计算机，经济上是合算的，许多功能可以依靠编制专用程序存在计

算机的存储器中，构成所谓控制软件而加以实现，提高了系统的可靠

性和功能特色。这种数控系统，称为第四代系统，即计算机数控系统

（CNC）。

但是，计算机技术的发展是日新月异的，就在1970年前后，美

国英特尔（Intel）公司开发和使用了四位微处理器，微处理芯片渗透

到各个行业，数控技术也不例外。我们把以微处理机技术为特征的数

控系统称为第五代系统（MNC）。

1.4我国数控机床发展的概况

1958年，清华大学和北京第一机床厂合作研制出我国第一台数

控铣床，由于我国基础理论研究滞后，相关工业基础薄弱，特别是电

子技术落后，数控系统没有突破，虽然我国起步不晚，但发展不快，

60-70年代，由于文革等因素，我国与发达国家差距开始拉大。70

年代国家组织数控机床攻关，取得一定成效，相继推出一些数控机床

品种，但从整体来看，我国数控机床产业尚处于起步阶段。

80年代前期，我国引进了日本数控系统，通过消化吸收，提高

了数控系统的可靠性。同时开始自行研制、开发并小批量生产数控机

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床，数控机床品种和质量有了突破性进展，我国数控机床进入实用阶

段。

国家从科技攻关和技术改造两方面对数控机床产业进行了重点

扶植，并加快了国产数控系统的开发。普及型数控系统开发成功，为

数控机床商品化和规模化生产奠定了基础。一些数控机床主机厂组建