数控机床的组成
数控机床的原理及组成
数控机床的原理及组成
数控机床是一种利用数字控制系统完成加工操作的机床。
它的原理是通过数控系统控制机床的各种运动部件，实现加工工件的精确加工。
数控机床的组成主要包括数控系统、执行部件、传感器和人机界面等组成部分。
1. 数控系统：数控系统是数控机床的核心部件，它包括数控主机、输入设备、控制器、程序存储器和通讯设备等。
数控系统的主要功能是接收输入的加工工艺程序，并控制机床的各个运动轴进行精确的运动控制。
2. 执行部件：执行部件包括各种传动装置和执行元件，如伺服驱动器、电机、变速器、传动装置等。
这些部件通过数控系统的指令来实现机床各个运动轴的精确运动和位置控制。
3. 传感器：传感器用于感知机床各个部位的状态和运动参数，如位置、速度、压力、温度等，将这些信息反馈给数控系统，以便实时监测和控制机床的运动状态。
4. 人机界面：人机界面是操作人员和数控系统之间的交互界面，通常包括显示屏、按钮、指示灯和程序输入装置等。
通过人机界面，操作人员可以输入加工工艺程序、监控加工过程和调整机床参数。
总的来说，数控机床主要通过数控系统控制机床的运动部件，实现对工件的精确
加工，提高了加工效率和加工精度。
简述数控车床的结构组成
简述数控车床的结构组成数控车床是一种通过计算机控制的自动化机床，其结构组成包括床身、主轴箱、刀架、进给机构、液压系统、润滑系统、电气系统等部分。
床身是数控车床的基础和支撑部分，一般采用整体铸造或焊接而成，具有良好的刚性和稳定性。
床身上设置有主轴箱、刀架和进给机构等关键部件的安装位置，并通过各种连接件将各部件固定在床身上。
主轴箱是数控车床的核心部分，包括主轴、主轴驱动装置和主轴箱壳体等组成。
主轴是数控车床的动力来源，通过电机驱动实现工件的旋转。
主轴驱动装置负责将电机的旋转转化为主轴的旋转，并具有变速功能以满足不同加工要求。
主轴箱壳体起到保护主轴和主轴驱动装置的作用，同时具有防护、散热和降噪等功能。
刀架是数控车床上刀具的安装和运动部分，包括刀架座、刀架滑架、刀架驱动装置等组成。
刀架座是刀架的安装座，通过各种连接件与床身固定。
刀架滑架负责刀架的移动和定位，可以实现各种切削操作。
刀架驱动装置通过电机驱动刀架的运动，使刀具在工件上进行切削。
进给机构是数控车床的进给系统，包括进给轴、进给伺服装置和进给传动装置等组成。
进给轴负责工件在进给方向上的运动，可以实现不同速度和进给量的控制。
进给伺服装置负责将电机的旋转转化为进给轴的运动，并通过编码器等反馈装置实时监测和控制进给轴的位置和速度。
进给传动装置起到传递动力和运动的作用，一般采用齿轮传动或螺杆传动。
液压系统是数控车床的辅助系统，主要包括液压站、液压缸和液压管路等组成。
液压站负责液压系统的供油和控制，通过油泵将液压油送至液压缸以实现刀架和进给轴等部件的运动。
液压缸负责产生必要的力和压力，通过液压缸的伸缩实现刀架的升降和进给轴的进退。
液压管路起到传递液压油的作用，连接液压站和液压缸等部件。
润滑系统是数控车床的重要辅助系统，负责给各润滑点提供润滑油脂以减少磨损和摩擦，并冷却和清洗工作区域。
润滑系统包括油泵、油箱、油管和润滑装置等组成，通过油泵将润滑油送至润滑点以实现有效的润滑。
数控机床的组成
数控机床的工作原理
• 根据零件加工图样的要求确定零件加工的工艺过程、工艺参数和刀具 位移数据，再按编程手册的有关规定编写零件加工程序。然后数控装 置内计算机对数字和字符编码方式所记录信息进行系列处理向机床进 给等执行机构发出命令执行机构则按其命令对加工所需各种动作刀具 相对于工件运动轨迹、位移量和速度等实现自动控制从而完成工件加 工
• • • • •
数控装置具备的功能有：①多坐标控制②实现多种函数的插补 ③信息转换功能，如英制、公制转换、坐标转换、绝对值和增 量值转换④补偿功能，如刀具半径补偿、长度补偿、转动间隙 补偿、螺距误差补偿⑤多种加工方式选择，如可以实现各种加 工循环、重复加工⑥具有故障自诊断功能⑦通信和联网功能等。
• ⑥管理程序：当一个数据段开始插补时，管理程序即着手准备下一个 数据段的读入、译码、数据处理。即由它调用各个功能子程序，且保 证一个数据段加工过程中将下一个程序段准备完毕。一旦本数据段加 工完毕，即开始下一个数据段的插补加工。整个零件加工就是在这种 周而复始的过程中完成。
• 伺服电动机内装式脉冲编码器、旋转变压器、感应同步器、测速机、 光栅和磁尺等都常用的检测器件。
• 6 机床本体
• 数控机床的机械部件包括：主运动部件，进给运动执行部件，如工作 台、拖板及其传动部件，床身、立柱等支承部件；此外，还有冷却、 润滑、转位和夹紧等辅助装置。 数控机床的特点：具有很好的抗振性和刚度，相对运动面的摩擦因数 要小，进给传动部分之间的间隙要小，机械结构具有较高的动态刚度、 阻尼精度及耐磨性，热变形较小。
3 进给伺服驱动系统 进给伺服驱动系统由伺服控制电路、功率放大电路和伺服电动机组成。 作用：是把来自数控装置的位置控制移动指令转变成机床工作部件的运 动，使工作台按规定轨迹移动或精确定位，加工出符合图样要求的工 件，即把数控装置送来的微弱指令信号，放大成能驱动伺动电动机的 大功率信号。 常用的伺服电动机有步进电动机、直流伺服电动机和交流伺服电动机。 根据接收指令的不同，伺服驱动有脉冲式和模拟式，而模拟式伺服驱 动方式按驱动电动机的电源种类，可分为直流伺服驱动和交流伺服驱 动。步进电动机采用脉冲驱动方式，交、直流伺服电动机采用模拟式 驱动方式。
数控机床的组成工作原理与结构特点
数控机床的组成工作原理与结构特点数控机床是一种通过数字信号控制机床执行加工操作的机床设备，它在工业生产中起着重要的作用。
本文将从组成部分、工作原理和结构特点三个方面，详细介绍数控机床的相关知识。
一、组成部分1.机床主体：数控机床的主体是由床身、立柱、工作台等构件组成，它们构成了机床的基本骨架，提供了支撑和定位的功能。
2.动力系统：数控机床的动力系统包括主轴驱动系统和进给驱动系统。
主轴驱动系统负责驱动刀具进行加工，进给驱动系统则负责控制刀具在工件上的运动。
3.控制系统：数控机床的控制系统是通过计算机控制机床的加工动作和运动路径。
它由硬件和软件两个层面构成，硬件包括电气控制部分和传感器，软件则是控制程序和相关算法。
4.自动换刀系统：数控机床的自动换刀系统可以根据加工需要，自动实现刀具的更换，提高加工效率。
5.润滑系统：润滑系统负责对机床的各个部件进行润滑，保证机床的正常运行。
二、工作原理1.制定加工方案：操作人员根据产品的工艺要求，制定数控机床的加工方案，包括刀具选择、切削参数等。
2.编写加工程序：操作人员根据加工方案，采用特定的编程语言编写机床的加工程序，将其输入到数控机床的控制系统中。
3.加工准备：操作人员根据加工程序对机床进行设置和调试，包括刀具装夹、工件夹紧、原点设定等。
4.执行加工操作：数控机床的控制系统按照加工程序指令，依次控制主轴驱动和进给驱动系统，使刀具按照预定的路径进行切削。
5.完成加工任务：机床按照程序的设定，逐步完成加工任务，并根据需要进行刀具自动换位等操作。
三、结构特点数控机床相比于传统的机床在结构上有以下几个特点：1.高刚性和高精度：数控机床采用了优化的结构设计和高强度材料，使得机床的刚性和稳定性得以提高，能够满足高精度加工的要求。
2.自动化程度高：数控机床具有自动换刀、自动测量、自动补偿等功能，能够在一定程度上提高生产效率，减少人工操作。
3.多功能性：数控机床能够进行多种形式的加工，如铣削、钻孔、镗削、车削等，满足不同产品的加工需求。
简述数控车床的组成
简述数控车床的组成数控车床是一种自动化机床，它采用计算机控制系统来实现对车床的自动化控制。
它的组成主要包括床身、主轴箱、刀架、刀具、工件夹持装置、数控系统和辅助装置等。
床身是数控车床的基础结构，通常由床身底座、床身滑轨、床身横梁和床身立柱等部分组成。
床身底座是床身的支撑部分，用于承载整个数控车床的重量。
床身滑轨是数控车床上的导轨，用于支撑和引导刀架和工件夹持装置的移动。
床身横梁是床身的横向连接部分，用于连接床身滑轨和床身立柱。
主轴箱是数控车床的驱动部分，主要包括主轴和主轴驱动装置。
主轴是数控车床上用于安装刀具的部分，通过主轴驱动装置可以实现主轴的旋转运动。
主轴驱动装置通常由电机、传动装置和变速装置等组成，可以根据加工需要调整主轴的转速。
刀架是数控车床上用于安装刀具的部分，通常由刀架座、刀架滑块和刀架进给装置等组成。
刀架座用于固定刀架，刀架滑块用于调整刀架的位置。
刀架进给装置可以根据加工要求实现刀架的进给运动，以便完成不同形状的加工操作。
刀具是数控车床上用于切削工件的工具，通常由刀片和刀柄组成。
刀片是刀具的主要部分，用于与工件接触并进行切削。
刀柄用于固定刀片并连接刀具与刀架。
根据加工需求，可以选择不同类型的刀片和刀具。
工件夹持装置用于夹持工件并固定在数控车床上，通常由卡盘和夹具组成。
卡盘是用于夹持工件的装置，通常由卡盘座和卡盘爪组成。
夹具是用于固定工件在卡盘上的装置，可以根据工件的形状和尺寸选择不同类型的夹具。
数控系统是数控车床的核心部分，用于控制数控车床的运动和加工过程。
数控系统通常包括数控装置、伺服系统和编程装置等。
数控装置是数控系统的主要组成部分，用于控制数控车床的各个运动轴。
伺服系统是数控系统的关键部分，用于控制数控车床的运动精度和稳定性。
编程装置用于对数控系统进行编程，可以根据加工要求生成相应的加工程序。
辅助装置是数控车床上的附属设备，用于辅助加工过程。
常见的辅助装置包括冷却液系统、切削液系统和芯棒装置等。
数控机床的组成
进给伺服单元 测量装置
进给驱动装置
机床
主进辅
运给助
动
传 动
控 制
机机机
构构构
– CNC装置(CNC单元)
• 组成：计算机系统、位置控制板、PLC接口板，通讯接口板、 特殊功能模块以及相应的控制软件。
• 作用：根据输入的零件加工程序进行相应的处理（如运动轨迹 处理、机床输入输出处理等），然后输出控制命令到相应的执 行部件(伺服单元、驱动装置和PLC等)，所有这些工作是由 CNC装置内硬件和软件协调配合，合理组织，使整个系统有 条不紊地进行工作的。CNC装置是CNC系统的核心
键盘
输入输出 设备
计算机 数控 装置
进给伺服单元 测量装置
进给驱动装置
机床
主进辅
运给助
动
传 动
控 制
机机机
构构构
数控机床的组成
数控机床的组成
– 操作面板
• 它是操作人员与数控装置进行信息交流的工具。 • 组成：按钮站、MDI键盘和显示器。
计算机数控系统
机床 I/O 电路和装置
操作面板 PLC 主轴伺服单元 主轴驱动装置
ESC A B C D E RST
14''
F GH I J
彩色
PgUp K L M N O
电源 关
超程解除
PgD P Q R S T
n
显示器
HO [ ] U V W
ME
步进 点动
单段
手摇
END < 30>40 X50 Y 20
SHI1F0 : 7 8 9
Z
0 1A0LT
16
开 自动
回零
7.托盘交换装置(APC)
数控机床的基本组成与工作原理
数控机床的基本组成与工作原理数控机床是一种通过计算机控制的自动化机械设备，它在现代制造业中起着至关重要的作用。
本文将介绍数控机床的基本组成和工作原理。
一、数控机床的基本组成1. 主机部分：数控机床的主机部分由机床本体、主轴和伺服系统组成。
机床本体是数控机床的主体结构，包括床身、工作台、滑枕等。
主轴是机床用来转动刀具或工件的主要部件。
伺服系统则负责控制主轴和工作台的运动。
2. 数控系统：数控机床的核心部分是数控系统，它由硬件和软件两部分组成。
硬件包括数控装置、输入输出设备和传感器等，而软件则是指数控程序和数控编程软件。
数控系统负责接收和处理指令，控制机床的运动。
3. 刀具系统：数控机床的刀具系统包括刀具、刀柄和刀库等。
刀具是用来加工工件的工具，刀柄则负责固定刀具。
刀库是用来存放刀具的地方，可以根据需要自动更换刀具。
4. 辅助设备：数控机床还需要一些辅助设备来完成加工任务。
常见的辅助设备有冷却液系统、夹具和自动送料装置等。
冷却液系统用来冷却刀具和工件，夹具用来固定工件，而自动送料装置则负责将工件送入机床。
二、数控机床的工作原理数控机床的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1. 编写数控程序：操作人员首先需要编写数控程序，该程序包含了加工工件所需的各种指令和参数。
数控程序可以通过专门的数控编程软件编写，然后通过输入设备输入到数控系统中。
2. 加工准备：在开始加工之前，操作人员需要进行加工准备工作。
这包括选择合适的刀具和夹具，调整机床的工作台和主轴位置，以及设置好冷却液系统和自动送料装置等。
3. 启动数控系统：当加工准备完成后，操作人员可以启动数控系统。
数控系统将根据编写的数控程序，控制机床的运动。
它会发送指令给伺服系统，控制主轴和工作台的运动，同时监测加工过程中的各种参数。
4. 加工工件：一旦数控系统启动，机床就会开始自动加工工件。
数控系统会根据编写的数控程序，控制刀具的进给速度、切削深度和切削速度等。
数控机床的结构组成及组成部分的作用
数控机床的结构组成及组成部分的作用数控机床是指通过数控系统控制机床进行加工的一种机床。
它由许多不同的部件组成，每个部件都有着特定的作用。
本文将详细介绍数控机床的结构组成及各组成部分的作用。
一、数控机床的结构组成数控机床的结构主要包括数控系统、机床本体、执行机构和辅助设备等四个部分。
1. 数控系统：数控系统是数控机床的核心部分，负责接收、解释和处理用户输入的加工程序，并将其转化为机床能够执行的运动控制指令。
数控系统通常由硬件和软件两部分组成。
硬件包括中央处理器、输入输出设备、存储设备等，而软件则包括数控程序编辑器、解释器和运动控制算法等。
数控系统的性能和功能对整个机床的加工精度和效率有着重要影响。
2. 机床本体：机床本体是数控机床的主体部分，用于固定和支撑工件和刀具，实现加工运动。
机床本体通常由床身、工作台、主轴箱、进给机构等组成。
床身是机床的主要支撑结构，用于承载各个部件的安装。
工作台是固定工件的平台，通常可以沿X、Y、Z三个方向进行运动。
主轴箱则用于固定和驱动主轴，实现旋转运动。
进给机构负责控制工作台和主轴的运动，实现加工过程中的进给和进给速度控制。
3. 执行机构：执行机构是数控机床实现加工运动的关键部分，主要包括主轴和进给轴等。
主轴是负责旋转的部件，用于驱动刀具进行切削加工。
进给轴则用于控制工作台和刀具在X、Y、Z轴方向的移动。
执行机构的精度和稳定性对加工质量和效率有着重要影响。
4. 辅助设备：辅助设备主要包括刀库、刀具测量装置、冷却液系统等。
刀库用于存放不同类型的刀具，方便刀具的更换和管理。
刀具测量装置则用于测量刀具的尺寸和磨损情况，以便及时更换和修复。
冷却液系统则用于降低加工过程中的温度，提高加工质量和刀具寿命。
二、各组成部分的作用1. 数控系统的作用：数控系统是数控机床的大脑，它负责接收用户输入的加工程序，并将其转化为机床能够执行的运动控制指令。
数控系统具有高精度、高效率、高稳定性的特点，能够实现复杂的加工过程控制，提高加工精度和生产效率。
数控机床的组成部份
数控机床的组成部份1．机械部分机械部分是整个机床的基础，主要由如下部件组成：床身、主轴箱、进给装置、刀架、尾座、卡盘、安全防护、托架、其他辅助装置等。
1)床身床身是整个机床的基础的基础。
床身部分最关键的部位是导轨，导轨一般要经过二次时效、中频淬火和精密磨削后才能使用。
常用的导轨形式有滑动导轨、滚动导轨和直线导轨。
导轨是关系到机床精度和稳定性的部件。
2)主轴主轴是车床输出动力的主要部件。
随着现在科技的发展，土轴的结构形式越来越简单，由原来的齿轮传动逐步发展成了电动主轴、主轴单元等多种形式。
转速也越来越高，由原来的几千转／分，发屉到几万转／分甚至几十万转／分．3)进给装置一般车床有两个方向的进给，横向(x轴)和纵向(z轴)。
伺服电机带动旗珠丝杠拖动床鞍等，实现数控车床的自动加工。
4)刀架一般数控车床都配有电动、气动、液压或伺服刀架。
刀架是数控车床最重要的辅助装置之一，刀架的档次是评判数控车床高中低的依据之一．5)尾座为了满足重型切削和较长丁件的加工要求，一般车床都配有尾座。
尾座分手动、电动、气动和液压尾座等。
6)卡盘卡盘安装在主轴上，用来夹持工件，分为手动三爪自定心卡盘、电动卡盘、气动F盘、液压卡盘和四爪卡盘等等。
数控车床的标准配置一般为三爪自定心卡盘。
7)安全防护数控车床一般都有全封闭防护或半封闭防护．来满足劳动生产要求。
机床的防护和外观越来越受到用户的关注。
8)托架托架一般包含中心架和跟刀架。
数控车床的标准配置一般不含托架，托架是满足特殊加工要求而配备。
2．电气部分数控车床的电气系统由以下几部分组成；计算机数字控制设备(CNC)、可编程序控制器(PLC)、进给驱动装置、主轴驱动装置、外围执行机构控制元件等部分组成。
1)计算机数字控制设备(CNC)CNC装置是数控车床的核心，包括硬件(EP后0电路扳、显示器、键盘等)以及相应的软件．目前市场主流的车床CNC装置有德国西门子公司(SIEMENS)的802系列，日本发那科公司(FANUC)的酗系列，国产的有广州数控的980系列，武汉华中数控“世纪星”系列等。
数控机床的结构概述
4.3.2主传动机械结构
数控机床机械结构要求：高抗振性 1）强迫振动 使机床产生强迫振动的内部振源有高速转动零部件的动态不平衡力、 往复运动件的换向冲击力、周期变化的切削力等。 2）自激振动 这里是指切削自激振动，也称颤振。如图所示。 3）提高机床抗振性的措施 (1) 减少机床的内部振源 (2) 提高静刚度 (3) 增加构件或结构的阻尼
4.3.2主传动机械结构
主轴部件结构： 数控机床的主轴部件，既要满足精加工时精度较高的要求， 又要具备粗加工时高效切削的能力，因此应有更高的动、静刚度 和抵抗变形的能力。主轴部件主要包括主轴、轴承、传动件和密 封件，对于具有自动换刀能力的数控机床，主轴部件还应有刀具 自动装卸装置、主轴准停装置和吹屑装置等。
当换刀时，在主轴上端油缸的上腔A通入压力 油，活塞12的端部推动拉杆7向下移动，同时压 缩蝶形弹簧11，当拉杆7下移到使双瓣卡爪5的下 端移出套筒14时，在弹簧6的作用下，卡爪张开， 喷气头13将刀柄顶松，刀具即可由机械手拔除。
待机械手将新刀装入后，油缸10的下腔通入 压力油，活塞12向上移，蝶形弹簧伸长将拉杆7 和双瓣卡爪5拉着向上，双瓣卡爪5重新进入套筒 14，将刀柄拉紧。
4.3.2主传动机械结构
数控机床机械结构要求：热变形对加工精度的影响小 数控机床的热变形，是影响加工精度的重要因素。引起机床热变形的 热源主要是机床的内部热源，如主电动机、进给电动机发热，摩擦热以及切 削热等。 减少机床热变形及其影响的措施是： 1）减少机床内部热源和发热量； 2）改善散热和隔热条件； 3）均热； 4）合理设计机床的结构布局，减小热变形对精度的影响； 5）采取热变形补偿措施。
4.2 数控机床的整体布局形式
（1）
图具有可编程尾架座双刀架数控车床。
简述数控机床的基本组成部分及其基本功能
简述数控机床的基本组成部分及其基本功能简述数控机床的基本组成部分及其基本功能数控机床的基本组成包括加工程序载体、数控装置、伺服驱动装置、机床主体和其他辅助装置。
1)加工程序载体数控机床工作时，不需要工人直接去操作机床，要对数控机床进行控制，必须编制加工程序。
零件加工程序中，包括机床上刀具和工件的相对运动轨迹、工艺参数（进给量主轴转速等）和辅助运动等。
将零件加工程序用一定的格式和代码，存储在一种程序载体上，如穿孔纸带、盒式磁带、软磁盘等,通过数控机床的输入装置，将程序信息输入到CNC单元。
2) 数控装置数控装置是数控机床的核心。
现代数控装置均采用CNC（Computer Numerical Control）形式，这种CNC装置一般使用多个微处理器，以程序化的软件形式实现数控功能，因此又称软件数控（Software NC）。
CNC 系统是一种位置控制系统，它是根据输入数据插补出理想的运动轨迹,然后输出到执行部件加工出所需要的零件.因此，数控装置主要由输入、处理和输出三个基本部分构成。
而所有这些工作都由计算机的系统程序进行合理地组织，使整个系统协调地进行工作.3）伺服与测量反馈系统伺服系统是数控机床的重要组成部分，用于实现数控机床的进给伺服控制和主轴伺服控制。
伺服系统的作用是把接受来自数控装置的指令信息,经功率放大、整形处理后,转换成机床执行部件的直线位移或角位移运动。
由于伺服系统是数控机床的最后环节,其性能将直接影响数控机床的精度和速度等技术指标,因此，对数控机床的伺服驱动装置，要求具有良好的快速反应性能,准确而灵敏地跟踪数控装置发出的数字指令信号，并能忠实地执行来自数控装置的指令，提高系统的动态跟随特性和静态跟踪精度.4）机床主体机床主机是数控机床的主体。
它包括床身、底座、立柱、横梁、滑座、工作台、主轴箱、进给机构、刀架及自动换刀装置等机械部件。
它是在数控机床上自动地完成各种切削加工的机械部分.5）数控机床辅助装置辅助装置是保证充分发挥数控机床功能所必需的配套装置，常用的辅助装置包括：气动、液压装置,排屑装置,冷却、润滑装置，回转工作台和数控分度头，防护,照明等各种辅助装置。
数控机床的四大组成部分
数控机床的四大组成部分
数控机床的四大组成部分数控机床主要由主机部分、控制部分、驱动装置和辅助装置四部分组成。
（1）主机部分它是数控机床的主体，是数控机床的机械部件。
它包括床身、主轴箱、刀架、尾座、进给机构等组成。
（2）控制部分控制部分又称CNC装置，它是控制机床的核心，一般是一台机床专用控制计算机（包括机床印制板电路、屏幕显示器、键盘、纸带、磁带、驱动电路等）。
输入到控制部分的程序指令记录在信息载体上由程序读入装置接收，或由控制部分的键盘直接手动输入。
（3）驱动装置驱动装置是数控机床的执行机构的驱动部件，包括主轴电机、进给伺服电机等。
（4）辅助装置辅助装置是指数控机床的一些配套部件，包括液压、气动装置及冷却系统和排泄装置、防护设备等。
数控机床应用数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床，能够根据已编好的程序，使机床动作并加工零件。
它综合了机械、自动化、计算机、测量、微电子等最新技术，使用了多种传感器，在数控机床上应用的传感器主要有光电编码器、直线光栅、接近开关、温度传感器、霍尔传感器、电流传感器、电压传感器、压力传感器、液位传感器、旋转变压器、感应同步器、速度传感器等，主要用来检测位置、直线位移和角位移、速度、压力、温度等。
1、数控机床对传感器的要求1）可靠性高和抗干扰性强；
2）满足精度和速度的要求；
3）使用维护方便，适合机床运行环境；
4）成本低。
不同种类数控机床对传感器的要求也不尽相同，一般来说，大型机床要求速度响应高，中。
数控机床的工作原理及基本组成
数控机床的工作原理及基本组成1.机床本体：数控机床本体主要由床身、滑台、主轴箱、工作台和刀具等组件构成。
它们是机床的核心部分，用于支撑和固定零件、提供加工运动和工作力，以完成工件的加工。
2.数控装置：数控装置是数控机床的大脑，负责接收来自计算机的输入指令，并将指令转化为电信号发送给执行机构。
数控装置通常包括控制器、存储器、输入设备和显示设备等组成部分。
-控制器：负责接收和解读计算机指令，并生成所需的控制信号。
-存储器：用于存储数控程序和相关数据，包括程序存储器和数据存储器。
-输入设备：如键盘、手柄或触摸屏等，用于输入操作指令和数据。
-显示设备：如液晶显示屏或示波器等，用于显示机床状态和加工过程。
3.执行机构：执行机构是将数字信号转化为机床运动的设备，常见的执行机构有数控伺服系统、伺服电机、伺服阀、液压系统等。
执行机构负责控制机床轴向和刀具运动，以实现各种加工操作。
-数控伺服系统：负责将控制信号转化为电流和电压，驱动伺服电机执行相应的运动。
-伺服电机：通过接收数控伺服系统的信号，以精确的方式驱动机床工作台和刀具进行各种运动。
-伺服阀：用于控制液压系统，实现工作台及各轴向的缓冲、换向和保持等功能。
-液压系统：提供动力源，并控制机床的加工力和速度等参数，以实现加工过程的细微调整。
4.辅助设备：辅助设备用于支持和辅助数控机床的工作，包括编程设备、工作夹具、刀具和冷却液系统等。
-工作夹具：用于固定工件，确保其在机床上加工时的稳定性，避免产生误差。
-刀具：用于切削和加工材料的工具，包括铣刀、钻头、切削刀等，其种类和选择根据具体加工需求来确定。
-冷却液系统：用于冷却和润滑机床刀具和工件的系统，防止加工过程中的高温和磨损。
总结起来，数控机床的工作原理是通过数控装置接收和解析指令，将其转化为电信号，再通过执行机构控制机床的运动和加工力，从而实现对工件的精确加工。
数控机床的基本组成包括机床本体、数控装置、执行机构和辅助设备。
数控机床的的组成和工作原理
数控机床的的组成和工作原理
一、数控机床的组成
一般由程序载体、输入输出设备、数控（CNC）系统、伺服单元、位置检测（反馈）系统、机床机械部件本体等六个部分组成。
二、数控机床的基本工作原理
一般数控机床加工过程是：
依据被加工零件的图样与工艺方案，用规定的代码和程序格式编写加工程序；所编写的加工程序输入到机床数控装置；数控装置将程序（代码）进行译码、运算之后，向机床各个坐标的伺服机构和帮助装置发出信号，以驱动机床各运动部件，并掌握所需要的帮助动作，最终加工出合格的零件。
各部分分述如下:
1、程序载体（掌握介质）
掌握介质是指将零件加工信息传通过输入装置送到数控装置去的信息载体掌握介质有多种形式，它随着数控装置的类型不同，常用的有穿孔纸带、穿孔卡、磁带、磁盘等。
2、输入装置
将程序载体内有关加工信息读入数控装置
3、数控装置
输出装置将掌握运算器发出的命令送到伺服系统，经功率放大，驱动
机床完成相应的动作。
4、伺服系统
伺服系统是数控机床的执行机构，包括驱动和执行两大部分。
伺服系统接收数控系统的指令信息，并根据指令信息的要求带动机床的移动部件运动或执行部分动作。
5、位置反馈系统
6、机床本体
机床本体是数控机床的主体，用于完成各种切削加工的机部分。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1.1数控机床的组成数控机床是机电一体化的典型产品，是集机床、计算机、电动机及拖动、动控制、检测等技术为一体的自动化设备。
数控机床的基本组成包括控制介质、数控装置、伺服系统、反馈装置及机床本体，见图2 - 1。
图1-1 数控机床组成一、控制介质数控机床工作时，不要人去直接操作机床，但又要执行人的意图，这就必须在任何数控机床之间建立某种联系，这种联系的中间媒介物称之为控制介质。
在普通机床上加工零件时，由工人按图样和工艺要求进行加工。
在数控机床加工时，控制介质是存储数控加工所需要的全部动作和刀具相对于工件位置等信息的信息载体，它记载着零件的加工工序。
数控机床中，常用的控制介质有穿孔纸带、穿孔卡片、磁带和磁盘或其他可存储代码的载体，至于采用哪一种，则取决于数控装置的类型。
早期时，使用的是8单位（8孔）穿孔纸带，并规定了标准信息代码ISO（国际标准化组织制定）和EIA（美国电子工业协会制定）两种代码。
二、数控装置数控装置是数控机床的核心。
其功能是接受输入装置输入的数控程序中的加工信息，经过数控装置的系统软件或逻辑电路进行译码、运算和逻辑处理后，发出相应的脉冲送给伺服系统，使伺服系统带动机床的各个运动部件按数控程序预定要求动作。
一般由输入输出装置、控制器、运算器、各种接口电路、CRT显示器等硬件以及相应的软件组成。
数控装置作为数控机床“指挥系统”，能完成信息的输入、存储、变换、插补运算以及实现各种控制功能。
它具备的主要功能如下：1）多轴联动控制。
2）直线、圆弧、抛物线等多种函数的插补。
3）输入、编辑和修改数控程序功能。
4）数控加工信息的转换功能：ISO/EIA代码转化，米英制转换，坐标转换，绝对值和相对值的转换，计数制转换等。
5）刀具半径、长度补偿，传动间隙补偿，螺距误差补偿等补偿功能。
6）实现固定循环、重复加工、镜像加工等多种加工方式选择。
7）在CRT上显示字符、轨迹、图形和动态演示等功能。
三、伺服系统机床上的执行部件和机械传动部件组成数控机床的进给系统，它根据数控装置发来的速度和位移指令控制执行部件的进给速度、方向和位移量。
每个进给运动的执行部件都配有一套伺服系统。
伺服系统的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换为机床移动部件的运动，它相当于手工操作人员的手，使工作台（或溜板）精确定位或按规定的轨迹作严格的相对运动，最后加工出符合图样要求的零件。
伺服系统由伺服驱动电动机和伺服驱动装置组成，它是数控系统的执行部分。
驱动机床执行机构运动的驱动部件，包括主轴驱动单元（主要是速度控制）、进给驱动单元（主要有速度控制和位置控制）、主轴电动机和进给电动机等。
一般来说，数控机床的伺服驱动系统，要求有好的快速响应性能，以及能灵敏且准确地跟踪指令功能。
数控机床的伺服系统有步进电动机伺服系统、直流伺服系统和交流伺服系统，现在常用的是后两者，都带有感应同步器、编码器等位置检测元件，而交流伺服系统正在取代直流伺服系统。
四、反馈装置反馈装置是闭环（半闭环）数控机床的检测环节，该装置可以包括在伺服系统中，它由检测元件和相应的电路组成，其作用是检测数控机床坐标轴的实际移动速度和位移，并将信息反馈到数控装置或伺服驱动中，构成闭环控制系统。
检测装置的安装、检测信号反馈的位置，决定于数控系统的结构形式。
无测量反馈装置的系统称为开环系统。
由于先进的伺服系统都采用了数字式伺服驱动技术（称为数字伺服），伺服驱动和数控装置间一般都采用总线进行连接。
反馈信号在大多数场合都是与伺服驱动进行连接，并通过总线传送到数控装置，只有在少数场合或采用模拟量控制的伺服驱动（称为模拟伺服）时，反馈装置才需要直接和数控装置进行连接。
伺服电动机内装式脉冲编码器、旋转变压器、感应同步器、测速机、光栅和磁尺等都是NC机床常用的检测器件。
五、机床本体数控机床中的机床，在开始阶段沿用普通机床，只是在自动变速、刀架或工作台自动转位和手柄等方面作些改变。
随着数控技术的发展，对机床结构的技术性能要求更高，在总体布局、外观造型、传动系统结构、刀具系统以及操作性能方面都已经发生很大的变化。
因为数控机床除切削用量大、连续加工发热多等影响工件精度外，还由于在加工中自动控制，不能由人工进行补偿，所以其设计要求比通用机床更完善，制造要求比通用机床更精密。
数控机床主体，包括床身、主轴、进给机构等机械部件，以及辅助运动装置、液压气动系统、冷却装置等部分。
数控机床的主机结构有下面几个特点：1）由于采用了高性能的主轴及进给伺服驱动装置，数控机床的机械传动结构得到了简化，传动链较短。
2）数控机床的机械结构具有较高的动态特性、动态刚度、阻尼精度、耐磨性以及抗热变形性能，适应连续地自动化加工。
3）较多地采用高效传动件，如精密滚珠丝杠、直线滚动导轨副、精密齿条、蜗母条、静压、磁浮导轨等。
为了保证数控机床功能的充分发挥，还有一些配套部件。
这些辅助装置的主要作用是根据数控装置输出主轴的转速、转向和起停指令，刀具的选择和交换指令，冷却、润滑装置的起停指令，工件和机床部件的松开、夹紧、工作台转位指令，排屑、防护、照明、储运等辅助指令所提供的信号，以及机床上检测开关的状态信号等，经过必要的编译和逻辑运算，经放大后驱动相应的执行元件，带动机床机械部件、液压气动等辅助装置完成指令规定的动作。
它通常由P L C 和强电控制回路构成PLC在结构上可以与CNC一体化（内置式的PLC），也可以是相对独立(外置式的PLC)。
有的还配有编程机和对刀仪等辅助设备。
1.2数控机床的控制对象从数控机床最终要完成的任务看，主要应对三方面进行控制。
一、主运动控制和普通机床一样，主运动是形成切削速度并从工件上切除多余材料起主要作用的工作运动，用来完成切削任务。
机床功率主要消耗于主运动，其动力约占整台机床动力的70%-80%。
数控车床的主运动是工件的回转运动，也就是主轴旋转运动，基本控制要实现主轴的正、反转和停止，可自动换档及无级调速；数控钻床、数控铣床和数控磨床的主运动是刀具或砂轮的回转运动；在数控刨削时，刀具或工作台的往复直线运动是主运动；对加工中心和一些数控车床还必须具有准停控制和C轴控制功能。
二、进给运动控制进给运动是传给刀具或工件的运动，主要配合主运动依次地或连续不断地切除工件上的多余材料，同时形成具有所需几何特性的已加工表面。
进给运动可以是间歇的，也可以是连续进行的。
数控机床的进给运动是通过进给伺服系统来实现的，这是数控机床区别于通用机床的重要方面之一。
伺服控制的最终目的就是实现对机床工作台或刀具的位置控制，伺服系统中所采取的一切措施，都是为了保证进给运动的位置精度。
三、输入/输出（I/O）控制数控系统对加工程序处理后输出的控制信号，除了对进给运动轨迹进行连续控制外，还要对机床的各种状态进行控制，这些状态包括主轴的变频控制，主轴的正、反转及停止，冷却和润滑装置的起动和停止，刀具自动交换，工件夹紧和放松及分度工作台转位等。
1.3数控机床的工作原理数控机床加工零件时，首先必须将工件的几何数据和工艺数据等加工信息按规定的代码和格式编制成零件的数控加工程序，这是数控机床的工作指令。
将加工程序用适当的方法输入到数控系统，数控系统对输入的加工程序进行数据处理，输出各种信息和指令，控制机床主运动的变速、起停、进给的方向、速度和位移量，以及其他如刀具选择交换、工件的夹紧松开、冷却润滑的开关等动作，使刀具与工件及其他辅助装置严格地按照加工程序规定的顺序、轨迹和参数进行工作。
数控机床的运行处于不断地计算、输出、反馈等控制过程中，以保证刀具和工件之间相对位置的准确性，从而加工出符合要求的零件。
数控机床加工工件的过程见图1-2。
图1-2数控机床加工工件的过程1.4数控机床的特点数控机床对零件的加工过程，是严格按照加工程序所规定的参数及动作执行的。
它是一种高效能自动或半自动机床，与普通机床相比，具有以下明显特点：1.适应性强由于数控机床能实现多个坐标的联动，所以数控机床能完成复杂型面的加工，特别是对于可用数学方程式和坐标点表示的形状复杂的零件，加工非常方便。
当改变加工零件时，数控机床只需更换零件加工的NC程序，不必用凸轮、靠模、样板或其他模具等专用工艺装备，且可采用成组技术的成套夹具。
因此，生产准备周期短，有利于机械产品的迅速更新换代。
所以，数控机床的适应性非常强。
2.加工质量稳定对于同一批零件，由于使用同一机床和刀具及同一加工程序，刀具的运动轨迹完全相同，并且数控机床是根据数控程序实现计算机控制自动进行加工，可以避免人为的误差，这就保证了零件加工的一致性好，且质量稳定可靠。
3.生产效率高数控机床本身的精度高、刚性大，可以采用较大的切削用量，有效地节省了机动工时。
它还有自动换速、自动换刀和其他辅助操作自动化等功能，使辅助时间大为缩短，而且无需工序间的检验与测量，所以比普通机床的生产效率高3-4倍，对某些复杂零件的加工，生产效率可以提高十几倍甚至几十倍。
数控机床的主轴转速及进给范围都比普通机床大。
目前数控机床的最高进给速度可达到100m/min以上，最小分辨率达0.01um。
一般来说，数控机床的生产能力约为普通机床的3倍，甚至更高。
数控机床的时间利用率高达90%，而普通机床仅为30%-50%。
4.加工精度高数控机床有较高的加工精度，一般在0.005-0.1mm之间，定位精度普遍可达到0.03mm，重复定位精度为0.01mm。
数控机床的加工精度不受零件复杂程度的影响，机床传动链的反向齿轮间隙和丝杠的螺距误差等都可以通过数控装置自动进行补偿，其定位精度比较高。
同时还可以利用数控软件进行精度校正和补偿。
5.工序集中，一机多用数控机床，特别是带自动换刀刀架、刀库的数控加工中心，在一次装夹的情况下，几乎可以完成零件的全部加工工序，一台数控机床可以代替数台普通机床。
这样可以减少装夹误差，节约工序之间的中间环节，如半成品的中间检测、暂存、搬运和装夹等辅助时间，还可以节省机床、车间的占地面积，带来较高的经济效益。
加工中心的工艺方案更与普通机床的常规工艺方案不同，常规工艺以“工序分散”为特点，而加工中心则以工序集中为原则，着眼于减少工件的装夹次数，提高重复定位精度。
6.减轻劳动强度在输入程序并启动后，数控机床就自动地连续加工，直至零件加工完毕。
这样就简化了工人的操作，使劳动强度大大降低。
数控机床是一种高技术的设备，尽管机床价格较高，而且要求具有较高技术水平的人员来操作和维修，但是数控机床的优点很多，它有利于自动化生产和生产管理，使用数控机床的经济效益还是很高的。
7.有利于生产管理的现代化采用数控机床加工零件，能准确地计算零件的加工工时，并有效地简化了检验、工装和半成品的管理工作，这些都有利于使生产向计算机控制与管理生产方面发展，为实现生产过程自动化创造了条件。