数控系统的组成及工作原理
数控机床的组成及基本工作原理
数控机床的组成及基本工作原理
数控机床是一种利用数字编程控制工作的机床。它由三个基本部分组成：机械系统、传动系统和控制系统。下面将详细介绍数控机床的组成和
基本工作原理。
一、机械系统
机械系统是数控机床的基础，它由床身、主轴箱、伺服系统等组成。
1.床身：床身是数控机床的基础，主要承载着机床其他部件。床身通
常由铸铁或钢板焊接而成，具有较高的强度和刚性，以保证机床的稳定性。
2.主轴箱：主轴箱包含了主轴系统和进给系统，主轴通过驱动系统将
切削工具与工件连接，实现切削加工。进给系统控制工件在X、Y、Z三个
方向上的运动，使切削工具能沿指定路线精确地切削工件。
3.伺服系统：伺服系统负责控制切削工具和工件的相对运动。它由伺
服电机、伺服控制系统、逆变器和编码器等组成。伺服电机通过接受数控
系统发送的控制信号，精确控制机床的位置和速度，从而实现精确的切削
加工。
二、传动系统
传动系统负责传递电能和运动，将数控机床的控制信号传递给各个运
动部件。主要由电源、变频器、伺服电机、传感器等组成。
1.电源：电源为数控机床提供所需的电能。通常使用三相交流电源。
2.变频器：变频器将交流电源转换为直流电源，以满足数控机床的要求。
3.伺服电机：伺服电机是数控机床的关键部件，它负责实现机床的精
准运动。伺服电机通常由电动机、编码器和速度控制器组成。
4.传感器：传感器用于检测机床各个部件的状态，将检测到的信号转
换为电信号，反馈给数控系统。
三、控制系统
控制系统是数控机床的大脑，它由数控装置、软件系统、输入输出设
备等组成。
1.数控装置：数控装置是数控机床的核心，主要负责数控程序的编写
数控机床的工作原理及工作过程
数控机床的工作原理及工作过程
数控机床是利用数字控制系统来控制机床进行加工的一种先进的机械设备。它通过预先编写好的数控程序来控制机床的运动，实现对工件的加工。本文将详细介绍数控机床的工作原理及工作过程。
一、工作原理
数控机床的工作原理主要包括数控系统、伺服系统、传感器和执行机构等几个关键部分。
1. 数控系统：数控系统是数控机床的核心部件，它由硬件和软件组成。硬件部分包括中央处理器、存储器、输入设备和输出设备等，软件部分则包括数控程序和操作界面等。数控系统负责接收操作者输入的指令，并将其转化为机床能够理解的控制信号，从而控制机床的运动。
2. 伺服系统：伺服系统是数控机床中的关键部分，它负责控制机床的运动轴。伺服系统由伺服电机、编码器和驱动器等组成。伺服电机接收数控系统发出的控制信号，通过编码器反馈机床的实际位置，驱动器则根据反馈信号调整电机的转速和转向，从而实现机床的精确运动。
3. 传感器：传感器用于检测机床的状态和工件的位置等信息，并将其转化为电信号传输给数控系统。常见的传感器包括光电传感器、接近开关和压力传感器等。传感器的准确性和可靠性对于数控机床的工作精度和稳定性至关重要。
4. 执行机构：执行机构是数控机床的动力部分，它负责将数控系统发出的控制信号转化为机床的实际运动。常见的执行机构包括伺服电机、液压缸和气动缸等。执行机构的性能和可靠性直接影响到机床的工作效率和加工质量。
二、工作过程
数控机床的工作过程主要包括数控程序的编写、数控系统的设置和机床的加工
操作等几个步骤。
1. 数控程序的编写：数控程序是数控机床工作的指令集，它由一系列的代码和
数控系统的结构和工作原理
FSSB和I/O Link体现 FANUC 公司硬件结构思想, 主运动信息和辅助运动信息分离
四、SIEMENS（西门子）802D系统结构
FANUC 0iC FSSB伺服控制：NC上的口为 COP10A，接伺服放大器COP10B，如还有一个
伺服放大器，则再从COP10A 到 COP10B。 FANUC 0iC I/O：I/O Link NC上的口为JD1A， 接I/O单元上JD1B，如再有一个I/O单元，从上一
单元JD1A接至下一个单元JD1B。CB104— CB107为4根扁平电缆,每根50芯,通向机床面板和
一、数控系统主要部件
数控控制器 伺服（主轴）放大器、电机（反馈） I/O装置 机床
二、数控机床装配过程
1、机床厂选型购置 2、电器、机械连接 3、PLC编程（辅助功能） 4、参数确定（主运动） 5、联调
三、FANUC 0iC 系统的结构
wenku.baidu.com
FSSB 主运动信息
I/O Link 辅助运动信息
数控系统的基本原理及应用
数控系统的基本原理及应用
1. 数控系统简介
•什么是数控系统：数控系统是一种通过计算机控制工具或机床进行加工的自动化系统，广泛应用于各种加工领域。
•数控系统的基本组成：数控系统由硬件和软件两部分组成，硬件包括机床、控制器、传感器等，软件包括操作系统、编程软件等。
•数控系统的基本原理：数控系统通过接收输入的数控程序，经过解释和运算后，控制机床执行相应的加工动作。
2. 数控系统的工作原理
•数控系统的输入：数控系统的输入主要是数控程序，其中包含了工件的几何信息、切削工艺参数等。
•数控系统的解释和运算：数控系统通过解释数控程序中的代码，将其转化为机床能够理解和执行的指令。
•数控系统的控制机床执行加工动作：数控系统通过输出控制信号，控制机床相应的轴向运动、切削进给和切削速度等，从而实现工件的加工。
3. 数控系统的应用
3.1 机床加工
•数控机床的优势：数控机床具有高精度、高效率、高灵活性等优点，能够实现复杂形状的零件加工。
•数控机床的应用领域：数控机床广泛应用于汽车制造、航空航天、模具制造等领域，大大提高了生产效率和产品质量。 ### 3.2 自动化生产线•数控系统在自动化生产线中的作用：数控系统作为生产线的关键控制部分，能够实现产品的自动化生产和无人操作。
•数控系统在汽车制造中的应用：汽车制造中的焊接、钣金加工等工艺，都可以通过数控系统实现自动化操作，提高生产效率和产品质量。 ### 3.3 其
他领域的应用
•数控系统在航空航天中的应用：航空航天领域的复杂零部件加工需要高精度的机床，数控系统能够满足这些要求。
数控系统的基本结构
第二讲数控系统的基本结构
数控系统由基本硬件与控制软件组成。目前各数控厂家的产品可以归纳为两种风格：一种是采用专用硬件，其控制软件简单；另一种是采用通用硬件，其控制软件复杂。
一、基本硬件构成
数控系统（CNC）基本硬件通常由微机基本系统、人机界面接口、通信接口、进给轴位置控制接口、主轴控制接口以及辅助功能控制接口等部分组成，如图2—1所示。
图2—1 数控系统总体结构示意图
FANUC 0i数控装置构成框图如图2—2所示。
FANUC 3MA数控装置构成框图如图2—3所示。
图2—2 FANUC 0i数控装置构成框图
㈠、微机基本系统
通常微机基本系统是由CPU、存储器（EPROM、RAM）、定时器、中断控制器等几个主要部分组成。
1、CPU
CPU是整个数控系统的核心，常见的中低档数控系统基本上采用8位或16位CPU，如8088／8086、8031等。随着CPU系统向高精度方向发展，要求其最小设定单位越来越小，同时又要求CPU系统能满足大型机床的需要，当最小设定单位是1μm时，16位二进制数所表示的最大坐标为－32.767～＋32.767mm，这显然是不够的，而采用32位二进制数时，最大坐标范围约为－2000～＋2000m，因此数控系统一般采用24位二进制数，其坐标范围为－8388.607～＋8388.607mm。因此选用8位CPU就需要三个或四个字节运算，这就严重影响了运算速度，当最小设定单位为0.1μm时，这个问题将更加严重。因此现代数控系统大多采用16位或32位的CPU，以满足其性能指标，如采用8位CPU，则为多CPU结构。例如FANUC 15、SIEMENS 840、FAGOR 8050等系统均为32位CPU，而FAGOR 8025系统则采用8位多CPU结构。
数控机床的组成及工作原理
数控机床的组成及工作原理
数控机床由以下几部分组成：
1. 机床主体：包括床身和立柱，用于支撑和固定其他部件，并提供基准面。
2. 伺服系统：包括伺服电机、伺服放大器和传感器等，用于驱动主轴和运动轴实现高精度运动。
3. 控制系统：包括数控装置和操作面板，用于接收输入指令、处理运动轨迹和控制机床运动。
4. 刀具系统：包括刀具和刀具刀架等，用于切削物料，实现加工操作。
5. 冷却系统：包括冷却装置和冷却管路等，用于冷却加工过程中产生的热量，保护工件和刀具。
工作原理：
1. 基本的工作原理是通过数控装置输入加工程序和指令，通过控制系统将指令转化为电信号，传递给伺服系统。
2. 伺服系统接收电信号后，驱动伺服电机，通过配合传感器来实时检测回馈信号，可监控和控制机床各轴运动状态。
3. 控制系统根据加工程序中的指令，控制伺服系统精确地驱动机床的主轴和各轴运动，实现不同的加工过程。
4. 刀具系统根据加工程序和控制信号，进行切削操作，完成物料的形状、尺寸和表面处理等加工要求。
5. 冷却系统通过冷却装置将冷却介质送至刀具和加工区域，冷却刀具和加工区域，控制加工温度和保护刀具寿命。
总的来说，数控机床通过精确控制伺服系统的运动，实现刀具对工件的精细切削，使加工过程更加自动化和高效化。
数控机床的工作原理及工作过程
数控机床的工作原理及工作过程标题：数控机床的工作原理及工作过程
引言概述：
数控机床是一种利用数字控制系统来控制机床动作的机床，它具有高精度、高
效率和灵活性等优点，被广泛应用于各种制造行业。本文将详细介绍数控机床的工作原理及工作过程。
一、数控机床的工作原理
1.1 数控系统：数控机床的核心是数控系统，它由控制器、执行器和输入设备
组成。控制器接收输入设备传来的指令，经过处理后控制执行器实现机床动作。
1.2 数控程序：数控程序是数控机床工作的“指南”，它包含了机床每个动作的
具体参数和顺序。数控程序通过输入设备输入到数控系统中，控制机床按照程序要求进行加工。
1.3 传感器：传感器是数控机床实现自动化加工的重要组成部分，它可以实时
监测加工过程中的各种参数，如温度、压力、位置等，保证加工质量和安全。
二、数控机床的工作过程
2.1 加工准备：在进行加工之前，需要进行加工准备工作，包括选择合适的刀具、夹具和工件，设置加工参数等。
2.2 加工操作：根据数控程序的要求，数控系统控制机床进行各种动作，如进给、主轴转速控制、刀具换刀等，实现工件的加工。
2.3 加工监控：在加工过程中，通过传感器监测加工状态，及时调整加工参数，保证加工质量和安全。
三、数控机床的应用领域
3.1 汽车制造：数控机床在汽车制造领域得到广泛应用，可以实现汽车零部件
的精密加工，提高生产效率和产品质量。
3.2 航空航天：航空航天行业对零部件的精度要求很高，数控机床可以满足这
一需求，用于加工各种航空航天零部件。
3.3 电子设备制造：电子设备制造需要高精度的零部件，数控机床可以实现对
数控车的工作原理
数控车的工作原理
数控车（Numerical Control Lathe）是一种利用计算机控制系统来实现自动化加工的机床。它通过预先编写好的程序来控制机床的运动，实现对工件的精确加工。数控车的工作原理主要包括数控系统、传动系统、执行系统和监控系统等几个方面。
一、数控系统。
数控系统是数控车的核心部件，它由控制器、编程器、输入设备和输出设备等组成。控制器是数控系统的主要部件，它接收编程器输入的加工程序，并根据程序指令来控制机床的运动。编程器用来编写和输入加工程序，通常采用G代码和M代码来描述机床的运动轨迹和加工工艺。输入设备用来输入加工程序和相关参数，输出设备用来显示加工过程和结果。
二、传动系统。
传动系统是数控车实现加工运动的关键部件，它由主轴驱动系统、进给系统和辅助运动系统等组成。主轴驱动系统用来驱动主轴旋转，实现工件的旋转加工。进给系统用来控制刀具在工件上的进
给运动，实现工件的线性加工。辅助运动系统用来实现机床各个部件的辅助运动，如刀架的升降、横向移动等。
三、执行系统。
执行系统是数控车实现加工动作的执行部件，它由主轴驱动装置、进给装置和辅助运动装置等组成。主轴驱动装置用来驱动主轴旋转，实现工件的旋转加工。进给装置用来控制刀具在工件上的进给运动，实现工件的线性加工。辅助运动装置用来实现机床各个部件的辅助运动，如刀架的升降、横向移动等。
四、监控系统。
监控系统是数控车实现加工过程的监控和管理部件，它由显示装置、报警装置和诊断装置等组成。显示装置用来显示加工过程和结果，报警装置用来监测机床运行状态并发出报警信号，诊断装置用来对机床进行故障诊断和维护。
数控系统的组成及工作原理ppt课件
计算机数控系统是一种包含计算机在内的数字控制系统。它是一种 位置控制系统，主要用于控制刀具和工件之间的相对位置。
数控系统的主要工作过程是根据输入的信息（加工程序），进行数 据处理（刀具长度和半径补偿）和插补运算（确定刀具或工件的运 动轨迹），从而获得理想的运动轨迹信息。
为了适应工业自动化的需要以及网络、远程控制的需要，CNC(分布 式数控)通常备有RS232、RS422串行通信接口，高档CNC还具有DNC （分布式数控）或MAP（制造自动化协议）接口。有些生产厂家还 纷纷采用MAP工业控制网络。
诊断程序：通过识别程序中的一些标志符来判断故 障的类型和所在地。
二．机床数控系统的基本工作原理
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
1 ．数控系统工作原理框图：
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
１．硬件构成（1） ：
微机部分：是CNC的核心，主要由CPU、存储 器和接口电路组成。
CPU由运算器和控制器组成。 运算器（ALU）主要对数据进行算术和辑运算。
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。
简述数控机床的基本构造及工作原理
简述数控机床的基本构造及工作原理
数控机床是一种通过计算机控制的自动化加工设备，它可以根据预先设定的程序和指令，实现对工件的精确加工和加工过程的自动控制。数控机床的基本构造包括机床主体、数控系统、执行机构和工作台等部分，其工作原理是通过数控系统将加工程序转化为机床运动的控制指令，再通过执行机构将指令转化为相应的运动，并最终实现对工件的加工。
一、机床主体
机床主体是数控机床的基础部分，它通常由立柱、工作台、床身、主轴箱等组成。立柱起支撑作用，工作台用于固定和夹持工件，床身用于支撑和固定各个部件，主轴箱用于安装主轴和主轴驱动装置等。机床主体的稳定性和刚性对加工精度和效率有重要影响。
二、数控系统
数控系统是数控机床的核心部分，它负责解释和执行加工程序，并将控制指令发送给执行机构。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（CPU）、存储器、输入输出接口等，软件则包括操作系统、数控编程软件和数控驱动软件等。数控系统可以实现多种功能，如自动换刀、自动测量和自动修正等，大大提高了加工效率和精度。
三、执行机构
执行机构是将数控系统发送的控制指令转化为机床运动的装置。常见的执行机构包括伺服电机、液压驱动装置和气动装置等。伺服电机通常用于实现机床的主轴、进给轴和辅助轴等的运动控制，液压驱动装置和气动装置则用于实现机床的夹紧、换刀和辅助功能等。
四、工作台
工作台是数控机床用于夹持和固定工件的部分，通常包括工作台座、工作台面和工件夹具等。工作台座用于支撑和固定工作台面，工作台面则用于放置和夹持工件，工件夹具则用于固定工件在加工过程中的位置和方向。工作台的结构和性能直接影响到加工精度和稳定性。
数控系统的组成及工作原理
高速数控技术的要素
高速电机
提供高转速的动 力支持
高速控制
实时调整机床速 度，保持加工精
度
高速传动
减小速度损失， 确保高效加工
精密数控技术
精密数控技术致力于提高机床加工精度和稳定性， 以满足高精度加工的需求。这涉及到精密丝杠、 精密导轨和温度补偿等技术。
精密数控技术的关键要素
精密丝杠
保证精确的轴向 移动
● 03
第3章 数控系统软件组成
数控系统软件概述
数控系统软件包括数控系统固件、数控系统应用 软件、编程软件等。数控系统软件负责实现机床 的控制逻辑、用户界面、通信等功能。
数控系统固件
插补器
负责实现刀具路 径的生成
轴控制模块
负责机床各轴的 运动控制
PLC程序
负责机床的自动 化控制
数控系统应用软件
数控系统的组成及工作原理
汇报人：XX
2024年X月
第1章 数控系统简介 第2章 数控系统硬件组成 第3章 数控系统软件组成 第4章 数控系统应用领域 第5章 数控系统发展趋势 第6章 总结
目录
● 01
第1章 数控系统简介
数控系统的定义
数控系统，即数值控制系统的简称，是采用计算 机技术来实现机床自动化控制的高新技术。通过 预先编程，数控系统能控制机床按照预定轨迹进 行加工，实现产品的自动化、精确化、高效化生 产。
数控机床的组成及基本工作原理
数控机床的组成及基本工作原理
数控机床是一种通过数字指令来控制工作过程的机床。它由数控系统、机械部分和执行部分组成。数控系统包括主机、数控装置、输入输出设备、中央处理器等。机械部分包括机床主体、工作台、刀具和工件夹持装置等。执行部分包括伺服电机、伺服阀、液压元件和传感器等。
1.数控程序输入：操作人员通过数控系统的输入设备，将加工工艺及
相关参数输入数控系统，形成加工程序。
2.程序处理：数控系统的中央处理器将输入的加工程序进行处理，生
成机床控制指令，并将其存储在内存中。
3.指令解释与分发：数控系统根据存储在内存中的控制指令，将其解
释为相应的电信号，经过分发输出给机床的执行部分。
4.机床控制：执行部分接收到数控系统的控制信号后，根据控制指令
控制机床的各个动作，包括主轴转速、进给速度、刀具切削位置等。
5.加工操作：根据数控系统的控制指令，机床开始进行加工操作，如
切削、打磨、钻孔等。
6.检测与反馈：执行部分会将机床在加工过程中的状态反馈给数控系统，包括刀具的位置、工件的位置等。数控系统通过传感器采集这些反馈
信息，并对其进行处理和判断。
7.加工完成：根据加工程序的设置，数控系统会判断加工是否完成，
如果未完成，则继续进行加工操作；如果已完成，数控系统会停止机床的
运动。
总结起来，数控机床通过输入加工程序，经过程序处理和解释，控制机床的各个动作，从而实现对工件的精确加工。它具有加工精度高、生产效率高、自动化程度高等优点，被广泛应用于各种工业制造领域。
数控机床的工作原理及工作过程
数控机床的工作原理及工作过程
数控机床是一种通过计算机数控系统控制工作过程的机床。它能够自动执行各种加工操作，具有高精度、高效率和灵活性等优点。下面将详细介绍数控机床的工作原理及工作过程。
一、工作原理
数控机床的工作原理主要包括数控系统、伺服系统、传动系统和执行系统。
1. 数控系统：数控系统是数控机床的核心部件，它由硬件和软件两部分组成。硬件包括主机、数控装置和输入输出设备等，软件包括数控程序和参数等。数控系统通过计算机控制，将加工图纸转化为数控程序，并通过数控装置将程序传输给机床进行加工操作。
2. 伺服系统：伺服系统是数控机床的动力系统，它由伺服电机、传感器和伺服控制器等组成。伺服电机通过传感器检测位置和速度等信息，并将信号传输给伺服控制器，控制电机的转动。伺服系统能够实现高精度的位置控制，确保机床的精确加工。
3. 传动系统：传动系统是数控机床的动力传输系统，它由主轴、伺服电机和传动装置等组成。主轴通过伺服电机驱动，将切削刀具转动起来，完成加工操作。传动装置包括齿轮、皮带和螺杆等，能够将电机的转动传递给切削刀具。
4. 执行系统：执行系统是数控机床的执行部件，它包括工作台、刀库和切削刀具等。工作台能够实现工件的定位和夹紧，确保加工的准确性。刀库可以存放多种切削刀具，根据加工要求自动选择合适的刀具进行加工。
二、工作过程
数控机床的工作过程主要包括工件加工准备、数控程序编制、机床调试和加工操作等步骤。
1. 工件加工准备：在进行数控机床加工之前，需要进行工件的准备工作。包括
选择合适的工件材料、制定工件加工方案、制定数控程序和准备切削刀具等。
数控系统的原理及应用
数控系统的原理及应用
1. 数控系统的基本概念
数控系统是利用数控设备，通过数字化信息控制工具或工件进行加工和操作的
一种自动控制系统。其核心是数控设备和数控编程指令，可以实现高精度、高效率的加工。
2. 数控系统的基本工作原理
•数控系统通过数控设备接收数控编程指令，并将其转化为电信号或脉冲信号，控制各个轴的运动。
•数控系统通过数控编程指令来控制工具在空间内的运动轨迹，包括直线、圆弧等复杂运动方式。
•数控系统可以实时监测加工状态和工件质量，通过传感器和测量装置反馈数据给数控设备，从而实现自动控制。
3. 数控系统的主要组成部分
数控系统由以下几个主要组成部分构成：
3.1 数控设备
数控设备是实现数控系统功能的硬件设备，包括数控主机、伺服驱动器、控制
面板等。数控设备负责接收指令，控制机床或工作台的运动。
3.2 数控编程指令
数控编程指令是指通过数控编程语言编写的一系列指令，用于控制数控系统的
运行和加工过程。常见的数控编程语言有G代码和M代码。
3.3 数控传感器和测量装置
数控传感器和测量装置用于监测加工状态和工件质量，通过传感器获取相应的
数据，并将其反馈给数控设备进行控制。
3.4 数控机床或工作台
数控机床或工作台是完成加工任务的设备，根据数控编程指令控制工具进行加工。常见的数控机床包括铣床、车床、钻床等。
4. 数控系统的应用领域
数控系统广泛应用于各个领域的加工和制造过程，具有以下几个主要应用领域：
4.1 机械加工
数控系统可以实现对各种材料的高精度、高效率加工，例如金属零件、塑料制品等。在机械加工行业中，数控系统已经成为主流。
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)。
这类数控机床能够对两个或两个以上坐标轴同时进行切削加工控制， 它不仅能够控制机床移动部件的起点与终点坐标，而且能够按需要严 格控制刀具移动轨迹，以加工任意斜率的直线、圆弧、抛物线以及其 他函数关系的曲面或曲线。
开环控制系统数控机床
这类数控机床不带位置检测反馈装置，CNC单元发出的指令信号是单向的。 一般以功率步进电动机作为伺服驱动元件 特点：结构简单，调试维修方便，价格低，运行平稳，在精度和速度要求 不高的场合应用广泛。一般用于经济型数控机床和旧机床的数控化改造。
5、手动机床动作控制
1）主轴正转
在手动方式下，按一下控制面板上的“主轴正转”按钮，主
轴将顺时针方向转动
2）主轴反转
在手动方式下，按一下控制面板上的“主轴反转”按钮，主
轴将逆时针方向转动
3）主轴停止 轴将停止转动
在手动方式下，按一下控制面板上的“主轴停止”按钮，主
4）冷却启动/ 停止 在手动方式下，按一下控制面板上的“冷却开/关”按钮 ，切削液开，再按一下，切削液则关。
数控机床的特点
1自动化程度高
2加工精度高 3加工生产效率高 4对零件加工的适应性强、灵活性好，能加工形状复杂的工件 5有利于生产管理的现代化，具有良好的经济效益
数控机床的分类 一般按机械运动的轨迹分：、点位直线控制系统、轮廓（连续轨迹）控制系 统点位控制系统 按伺服系统分：开环伺服系统、闭环伺服系统、半闭环伺服系统 按工艺用途分：金属切削类、金属成型类、特种加工及其他类型 按功能水平分：高、中、低三类
闭环控制系统数控机床
这类数控机床带有位置检测装置，在输入位移指令的同时，反馈检测机 床工作台的实际位移量，反馈量与输入量在CNC装置中进行比较，若有 差值，则CNC控制机床向着消除误差的方向运动。
特点：精度高，结构复杂，调试维修困难，价格高，运行不平稳，
数控机床的主要技术指标与功能
一、数控机床的指标
分辨率是指两个相邻的分散细节之间可以分辨的最小间隔。 数控装置每发出一个脉冲，反映到机床坐标轴上的位移量，通常称为脉冲当量
3、效率指标 1）最高主轴转速和最大加速度
2）最大快移速度 4、可靠性指标
1）平均无故障工作时间 2）平均修复时间 3）固有可用度
二、数控机床的功能 1、控制功能
2、插补功能 3、准备功能 4、进给功能
伺服系统
加
输
数
工
Baidu Nhomakorabea
入
控
程
装
系
机 床
序
置
统
辅助控制装置
反馈系统
数控机床组成框图
加工程序可以通过输入设备存储于数控装置（CNC计算机数字控 制系统）内的存储器，在需要的时候也可以将存储器内的加工程 序通过输出设备把加工程序存储在外部存储介质上，以长期保存
数控装置是数控机床的控制系统，它采集和控制着机床所有的运 动状态和运动量。数控装置是由中央处理单元（CPU）、只读存 储器（ROM）、随机存储器（ RAM）、相应的总线和各种接口 电路所构成的专用计算机。 驱动装置接受数控装置输出的进给指令，严格按照驱动电动机转 动，经滚珠丝杠驱动机床的溜板运动，加工出符合图纸要求的工 件，所以驱动装置的精度和动态响应是影响数控机床的加工精度、 表面质量与生产效率的重要因素之一。目前，驱动装置的电动机 有步进电动机、直流伺服电动机、交流伺服电动机。
再按一下控制面板上的“循环启动”，又执行下一个程序段
3）MDA方式： 置控制面板上的工作方式为“MDA”方式 通过键盘区的按键输入一个程序段 确认后，按下“循环启动”键，程序段就自动运行 7、紧急情况的处理 1）急停 2）超程解除 解除方法是： 按下复位键 置工作方式为“点动”状态下，在此方式下使该轴向相反的方向推出超程状态 8、关机 按下控制面板上的按钮，断开伺服电源 断开数控系统电源 断开机床电源
机床基础部件又叫机床大件，通常是指床身、底座、立柱、横梁、滑座、工作 台等。它是整台机床的基础和框架。机床的其他零、部件，或者固定在基础件 上，或者工作时在它的导轨上运动。
数控机床机械结构的主要特点
1、高刚度和高抗振性
机床刚度时机床的性能之一，它反映了机床结构抵抗变形的能力。 提高数控机床结构刚度的措施 1）提高机床构件的静刚度和固有频率 改善薄弱环节的结构或布局，以 减少所承受的弯曲载荷和转矩负载。 2）改善机床结构的阻尼特性 3）用新材料和钢板焊接结构 2、减少机床的热变形的影响 3、驱动系统机械结构简化
数控机床机械结构
数控机床的机械结构，除机床基础部件外，还有下列部分： 1主传动系统 2进给系统 3实现工件回转、定位的装置和部件 4实现某部件动作和辅助功能的系统和装置，如液压、气动、润滑、 冷却等系统和排屑、防护装置等。 5刀架或自动换刀装置（ATC） 6自动托盘交换装置（APC） 7特殊功能装置，如刀具破损监控、精度检测和监控装置 8为完成自动化控制功能的各种反馈信号及元件
数控机床的工作原理
数控机床加工工件，首先要将被加工工件的几何信息和工艺信息数字化，用 规定的代码格式编写加工程序，并储存到程序载体，然后用相应的输入装置 将所编的程序指令输入到CNC单元，CNC单元将程序译码、运算之后，向机 床各个坐标的伺服系统和辅助控制装置发出信号，以驱动机床的各运动部件， 并控制所需要的辅助动作，最后加工出合格的工件
点位控制数控机床
这类数控机床的数控装置只要求精确的控制刀具相对于工件从一个坐标 点到另一个坐标点的定位精度，而与轨迹运动无关
Y
K
Q
点位控制的特点是严格控
制用最小的位移量（即脉
冲当量）表示两点间的距
离。这类机床主要有数控
钻床、数控坐标镗床、数
△Y
控冲床和数控测量机等。
O
P
△X
R
X
点位直线控制机床
这类数控机床不仅要求具有准确的定位功能，而且要求从一点到另一点 按直线运动进行切削加工。其路径一般是由和各轴线平行的直线段组成。 运动时的速度是可以控制的，对于不同的刀具和工件，可以选择不同的 切削用量。这类数控机床主要有：数控车床、数控镗铣床、加工中心等。
数控系统的组成及工作原理
一、数控机床的基本组成 1程序载体
2输入装置 作用是将程序载体内有关加工信息读入CNC单元
3CNC单元 是数控机床的核心 作用是接受程序送来的各种信息，经过插补和分配后以脉冲形式向伺服系 统发出驱动执行命令
4伺服系统 是数控机床的执行部分 接受CNC过来的数字信号，经驱动放大电路后转换成模拟信号，驱动 伺服电动机带动机床移动部件进行动作
数控机床的主轴驱动系统和进给驱动系统，分别采用交、直流主轴电动机、伺 服电动机驱动，这两类电动机调速范围大，并可无级调速，因此使主轴箱、进 给变速及传动系统大为简化，箱体结构简单，齿轮。轴承和轴类零件数量大为 减少甚至不用齿轮，由电动机直接带动主轴或进给丝杠。
4、高传动效率和无间隙传动装置
数控机床在高进给速度下，工作要求平稳，并有高定位精度。因此，对进 给系统中的机械传动装置和元件要求具有高寿命、高刚度、无间隙、高灵 敏度和低摩擦阻力的特点。目前，数控机床进给驱动系统中常用的机械装 置主要有3种：滚珠丝杠副、静压蜗杆——蜗母条机构和预加载荷双齿轮－ 齿条。
一、主轴特点
主轴部件
主轴部件是机床一个关键部件，它包括主轴的支承、安装在主轴上的传动零 件等。主轴部件的结构及工作性能，直接影响被加工零件精度、加工质量和 机床生产率以及刀具的寿命。无论是哪种机床的主轴部件都应能满足以下几 个方面的要求：主轴的回转精度，主轴部件的结构刚度和抗振性，运转温度 和热稳定性，以及部件的耐磨性和精度保持性等。对于数控机床尤其是自动 换刀数控机床，为了实现刀具在主轴上的自动装卸与夹持，还必须保持刀具 的自动夹紧装置、主轴准停装置和主轴孔的清理装置等结构。
1、规格指标 规格指标是指数控机床的基本能力指标，主要有以下几个方面： 1）工作台面尺寸 2）行程范围 3）控制轴数 4）联动轴数 5）承载能力 6）主轴功率和进给轴扭矩 7）零件程序的容量 8）PLC的输入/输出点数 2、精度指标 1）几何精度 几何精度是综合反映机床关键零部件和总装后的几何形状误差
5位置测量反馈系统 分为转角位移反馈和直线位移反馈 通过传感器将角位移或直线位移转换成电信号，输送给CNC，与指令位 置进行比较，并由CNC单元发出指令，纠正所产生的误差
6辅助控制装置 作用是接受CNC单元输出的一系列信号，经过编译、运算和功率放大后 直接驱动相应的电器，带动机床的辅助装置完成指令规定的动作 7机床的机械部件
的指标
几何精度指标可分为两类： ■机床基础件和运动大件的直线度、平面度和垂直度。
■机床执行切削运动的主要部件主轴的几何精度
（2）位置精度 位置精度指标综合反映了机床各运动部件在数控系统控制下空载所能达到 的位置。位置精度指标主要 有： 1）定位精度
定位精度是数控机床工作台等移动部件在指令的终点达到后实际位置与 指令位置的一致程度，两者的误差称为定位误差。 2）重复定位精度 重复定位精度是指在相同条件下加工一批零件所得到的连续结果的一致性。 3）分辨率与脉冲当量
由控制面板上的按钮选择回参考点坐标轴，并按相应的回参考点启动按钮 当检测到位置测量装置反馈的基准脉冲时，被选轴停止运行，回参考点结束 4、手动进给 1）点动进给 一般操作方法如下 置控制面板上的工作方式为“点动”方式 由控制面板上的按钮选择点动进给坐标轴，并按压相应的点动进给按钮 被选轴将产生正向或负向连续移动 松开相应的点动进给按钮，被选轴即减速停止 2）增量进给 一般操作方法如下 置控制面板上的工作方式为“增量”方式 由控制面板上的按钮选择增量进给坐标轴，并按一下相应的增量进给按钮 被选轴将向正向或负向移动一个增量值 3）手摇进给 一般操作方法如下： 打开手轮开关 通过手轮上的开关选择手摇进给坐标轴 手动顺时针或逆时针旋转手轮，被选轴将向正向或负向移动一个增量值
5、低摩擦因素的导轨
机床导轨是机床的基本部件之一。机床加工精度和使用寿命在很大程度上决 定于机床导轨的质量，数控机床的导轨则有更高的要求，如在高速进给时不 振动，低速时不爬行，具有很高的灵敏度，能在重载下长期连续工作，耐磨 性高，精度保持性好等。现代数控机床上采用的导轨，依然是滑动导轨、滚 动导轨和静压导轨。
进给速度
同步进给速度 进给倍率
5、主轴功能 6、辅助功能
切削速度
恒线速度控制 主轴定向控制 C轴控制 切削倍率
7、刀具管理功能 刀具半径和长度补偿
8、补偿功能
反向间隙补偿和螺距误差 智能补偿功能
9、自动加减速功能 10、人机对话功能 11、自诊断功能 12、通信功能
数控机床的一般操作过程
1、接通电源 检查机床状态是否正常 检查电源是否负荷要求，接线是否正确 接通电源 检查风扇电动机运转是否正常 检查面板上的知识灯是否正常
6、自动运行方式
1）自动运行 一般操作方法如下:
置控制面板上的工作方式为“自动”方式
在系统操作界面下，选择要运行的零件程序
按一下控制面板上的“循环启动”，自动加工开始
2）单段运行 一般操作方法如下：
置控制面板上的工作方式为“单段”方式
按一下控制面板上的“循环启动”，自动运行一个程序段
接通电源后，数控系统会自行运行系统软件，显示装置会显示系统软件操作界 面
2、复位 系统上电进入软件操作界面时，若系统的工作方式为“急停”，需旋转并拔出
控制面板上的“急停”按钮使系统复位，以接通伺服电源。
3、返回机床参考点 操作方法如下：
如果系统当前工作方式不是回零方式，置控制面板上的工作方式为“回零”方 式