数控系统的组成及工作原理
数控系统组成及工作过程
CNC系统是由计算机承担数控中的命令发生 器和控制器的数控系统。
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CHENLI
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3. 数控机床（CNC Machine Tool）装备了 数控系统的机床称之为数控机床。
二．数控系统的组成和工作过程
1. 数控机床的组成
数控机床
数控系统
机床本体
2. 数控系统组成
由输入/输出装置、数控装置、伺服驱动 装置和辅助装置组成
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3.数控系统的主要工作过程
1） 正常工作前的准备工作 2） 零件加工控制信息的输入 3） 数控加工程序的译码和预处理 4） 插补计算 5） 位置控制
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§1.2数控系统分类
一．按运动轨迹分类
1. 点位控制系统 控制机床运动部件从一点准确的移动到
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作业：补充题
1、数控系统由那几部分组成，各部
分有何作用？
2、开环、半闭环、闭环控制系统有
何区别和联系？
3、世界上第一台数控系统什么年代
什么公司研发而成？数控系统的发展
阶段如何划分？
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完
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置，伺服驱动装置由驱动电路和伺服电动机
组成，并与机床上的机械传动部件组成数控 机床的主传动系统和进给传动系统。
◆主轴伺服驱动装置接受来自PLC的转向 和转速指令，经过功率放大后驱动主轴电动 机转动。
◆进给伺服驱动装置在每个插补周期内接
受数控装置的位移指令，经过功率放大后驱
数控机床各组成部分结构及控制原理
1．插补周期的选择
T的选择非常重要 基本思想：采用时间分割的思想，根据编程给定的进 给速度F将轮廓曲线分割为相等的插补周期T的进给段， 即轮廓步长ΔL，ΔL＝F.T
2．插补运算时间
T必须大于插补运算时间和CPU执行其他实时任务所 需的时间之和
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3．位置反馈采样周期
插补运算结果是供位置采样周期使用的各坐标轴的 位置增量值，因此，采样周期TF通常＝T，或者T 是TF的整数倍。T=8ms ，TF＝4ms
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2．4 数控机床的进给伺服系统
伺服系统的特点
1. 伺服系统的运动来源于偏差信号 偏差：指令信号与反馈信号的比较
2. 伺服系统必须有负反馈回路 3. 伺服系统始终处于过渡过程状态 4. 伺服系统必须具有力（力矩）放大作用
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伺服系统的基本要求
位移精度要高 定位精度高 稳定性好 动态响应快 调速范围宽 低速大转矩
F 0 F 0
x y
F F ye F F xe
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3. 终点判别
总步长法：N X e Ye
单边计数法：N maxXe , Ye
坐标计数法 长边坐标计数法
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❖ 4. 举例
❖ 若加工第一象限直线OE，起点为O（0，0），终点为E（5，3）。按逐点 比较法进行插补计算，并作出插补轨迹图。
1. 调速范围宽而有良好的稳定性，低速 时要求速度平稳；
2. 负载特性硬，即使在低速时，有足够 的
负载能力，反应速度快； 3. 可频繁地起、停、换向等。
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2．4．2 开环进给伺服系统
一、工作原理： ❖ 组成部分：驱动控制环节、执行元件 ❖ 驱动控制环节的任务：是将指令脉冲
转化为执行元件所需的信号 ❖ 步进电机的任务：是将（处理过的指
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和生成。
它接收操作员输入的加工参数和控制命令，经过处理之后发送给伺服系统。
3.输入输出设备：输入输出设备用于与数控装置进行交互。
常用的输入设备有键盘、鼠标和触摸屏；输出设备有显示器、打印机和数控机床本身。
基本工作原理：1.数控编程：操作员使用数控装置进行编程，编写出所需的加工程序。
数控机床的原理及组成结构
数控机床的原理及组成结构
数控机床又称为数控加工中心，是一种利用计算机控制的机床。
它通过预先输入的指令，实现对工件的自动加工，具有高精度、高稳定性和高效率的特点。
数控机床的原理主要包括三个方面：数控系统、伺服系统和执行系统。
1. 数控系统：数控系统负责接收输入的工艺程序，对指令进行解析和处理，并发送控制信号给伺服系统和执行系统。
数控系统由硬件和软件两部分组成，硬件包括主控板、接口板、数控终端等，软件包括操作系统、数控编程软件等。
2. 伺服系统：伺服系统负责将数控系统发送的控制信号转换为电信号，通过电机驱动系统，控制工件在加工过程中的运动。
伺服系统由伺服电机、伺服控制器和传感器等部件组成，它可以实现对工件运动的精确控制。
3. 执行系统：执行系统是指实际进行加工的部分，包括机床本体、刀具系统和夹具系统等。
它根据数控系统发送的指令，控制切削工具在工件上进行切削、铣削、镗削等操作。
执行系统的结构包括主轴、进给系统、工作台、刀库等。
总的来说，数控机床的组成结构主要包括数控系统、伺服系统和执行系统三个方面，它们相互配合，实现对工件的自动加工。
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。
数控机床的基本构造及工作原理
数控机床的基本构造及工作原理
数控机床主要由主要部分、驱动器、数控装置、辅助装置、测试装置以及机床电器设备等组成的一种能实现自动控制的自动化机床。
其主要部分包括机床主轴和进给分动，常由数控系统分频整流比较销售后而产生的脉冲指令控制。
工作原理是，数控机床接收从数控装置发出的用代码和数字化的指令，通过驱动装置实现主轴的旋转和刀架的运动，同时配合使用各种辅助装置如刀具库、工件测量装置等，通过各种刀具对工件进行加工。
驱动装置主要用于转换数控装置指令为机床的主轴和进给电机的转动或停止。
驱动装置是将数控装置的输出脉冲信号转变为电机轴的角位移或直线位移，使得数控机床的主轴或工作台以预定的速度旋转或直线运动，从而使数控装置具备控制数控机床的能力。
数控装置是数控机床的核心部分，负责对编制好的加工程序进行解释、运算和处理，发出各种控制指令，上电以后，通过固定的启动程序进行自检，并准备接受或输入加工程序，使机床进入自动运行状态。
数控机床的辅助装置包括刀具库、专用夹具、分度装置、台面转换装置、零件换位装置、工件测量装置、刀具测量装置和计算装置等，根据加工工艺需要选配，以提高生产效率。
测试装置主要是用于动态检测数控机床的各项运动参数和工作状态，确保其精度。
主要包括尺位反馈装置和速度反馈装置。
这里，尺位反馈装置常用于检测工作台的实际位移，速度反馈装置常用于检测主轴或进给电机的实际速度。
以上就是数控机床的基本构造和工作原理。
总的来说，数控机床能通过编程控制，自动、精确地完成各种复杂的机械部件的加工工作，大大提高了生产效率和加工质量。
数控系统的组成
数控系统的组成数控系统是一种很强大的机械加工技术，它可以大大提高加工精度和效率，在传统机械加工技术中，它显示出自己无可替代的地位。
因此，越来越多的人开始关注数控系统的组成和工作原理，本文首先介绍数控系统的构成，然后介绍其工作原理。
数控系统的基本构成数控系统是一种集成的自动控制系统，它由计算机控制器，运动控制系统，工作台和联勤机床等主要部件组成。
它们之间的关系如图1所示。
计算机控制器是数控系统的核心，它负责接收用户的输入，控制和监控系统的运行，并传递指令给运动控制系统。
一般计算机控制器由中央处理器和存储器组成，它们在计算机指令的基础上，运行内部程序，实现控制和监控系统的功能。
运动控制系统是数控系统的基础，它负责机床的运动控制，多种动力发动机的驱动和控制，以及传感器的输入和信息的处理。
它由步进电机驱动器，以及与之相连的各种传感器，放大器，位置检测器组成，能够检测和控制机床的运动。
工作台是用来安装机床和工件的构件，主要由横梁，立柱，滑榫，研磨头，刀库等部分组成。
它具有一些基本功能，如固定，零件定位，运动控制，传动等，保证了机床和工件的稳定定位。
联勤机床是一种多功能、复合结构的机床，由主轴，夹头，多种动力装置组成，可以实现铣、钻、拉弯、削、磨、烫等加工功能。
数控系统工作原理数控系统的工作原理主要是计算机控制器接收用户的加工计划，把加工计划转换成控制程序，然后把控制程序传递给运动控制系统，由运动控制系统按照控制程序控制联勤机床进行加工，最后实现加工要求。
综上所述，数控系统是由计算机控制器，运动控制系统，工作台和联勤机床等主要部件组成的集成自动控制系统，它以计算机控制为核心，通过运动控制系统控制联勤机床，实现对工件的加工。
第二章--数控系统组成原理
➢ 数控装置
数控装置是数控机床的核心，它包括CPU、存储器、各 种Ｉ/Ｏ接口、通用输入输出（Ｉ/Ｏ）接口以及相应的软件。
数控装置接受输入装置送来的程序，进行编译、运算和逻辑 处理后，输出各种信号控制机床的各个部分进行相应的动作。这 些控制信号包括：各坐标轴的进给量、进给方向和速度的指令， 经伺服驱动系统驱动各执行部件运动；主运动部件的变速、换向 和启停信号；选择和交换刀具的刀具指令信号；控制冷却、润滑 的启停、工件和机床部件松开、夹紧、分度工作台转位等辅助指 令信号等。
电力工程技术（china-dianli）
计算机数控系统软件
计算机数控系统为典型的实时多任务系统，体系层次如图 2.6所示。
➢ 数控系统电软力工件程特技点术（china-
dianli）
➢ 数控系统软件典型结构
电力工程技术（china-dianli）
数控功能程序 （加工程序译码，刀补处理和插补计算，编辑器，加工模拟
电力工程技术（china-dianli）
➢ 可编程程序控制器（PLC）
主要作用是接收数控装置输出的主运动变速、刀具选择 交换、辅助装置动作等指令信号，经必要的编译、逻辑判断、 功率放大后直接驱动相应的电器、液压、气动和机械部件， 以完成指令所规定的动作，此外还有行程开关和监控检测等 开关信号也要经过PLC送到数控装置进行处理。
系统中有两个或两个以上的带CPU的功能部件，它们对系 统资源都有控制或使用权。功能部件之间采用紧耦合，有集中的 操作系统，通过总线仲裁器(软件和硬件)来解决争用总线问题， 通过公共存储器来交换系统信息。
特点：
能实现真正意义上的并行处理，处理速度快，可以实现较 复杂的系统功能。
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。
数控机床的组成及基本工作原理
1．2 数控机床的组成及基本工作原理一、数控机床组成数控机床由：程序、输人/输出装置、CNC单元、伺服系统、位置反馈系统、机床本体组成。
1、程序的存储介质，又称程序载体1)穿孔纸带（过时、淘汰）；2)盒式磁带（过时、淘汰）；3)软盘、磁盘、U盘；4)通信。
2、输人/输出装置1)对于穿孔纸带，配用光电阅读机；（过时、淘汰）；2)对于盒式磁带，配用录放机；（过时、淘汰）；3)对于软磁盘，配用软盘驱动器和驱动卡；4)现代数控机床，还可以通过手动方式(MDI方式)；5)DNC网络通讯、RS232串口通讯。
3、CNC单元CNC单元是数控机床的核心，CNC单元由信息的输入、处理和输出三个部分组成。
CNC单元接受数字化信息，经过数控装置的控制软件和逻辑电路进行译码、插补、逻辑处理后，将各种指令信息输出给伺服系统，伺服系统驱动执行部件作进给运动。
其它的还有主运动部件的变速、换向和启停信号；选择和交换刀具的刀具指令信号，冷却、润滑的启停、工件和机床部件松开、夹紧、分度台转位等辅助指令信号等。
准备功能：G00,G01,G02,G03,辅助功能：M03，M04刀具、进给速度、主轴：T，F，S4、伺服系统由驱动器、驱动电机组成，并与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。
它的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床移动部件的运动。
对于步进电机来说，每一个脉冲信号使电机转过一个角度，进而带动机床移动部件移动一个微小距离。
每个进给运动的执行部件都有相应的伺服驱动系统，整个机床的性能主要取决于伺服系统。
如三轴联动的机床就有三套驱动系统。
脉冲当量：每一个脉冲信号使机床移动部件移动的位移量。
常用的脉冲当量为0.001mm/脉冲。
5、位置反馈系统（检测反馈系统）伺服电动机的转角位移的反馈、数控机床执行机构(工作台)的位移反馈。
包括光栅、旋转编码器、激光测距仪、磁栅等。
（作业：让同学们网上查找反馈元件，下节课用5分钟自述所查内容）反馈装置把检测结果转化为电信号反馈给数控装置，通过比较，计算实际位置与指令位置之间的偏差，并发出偏差指令控制执行部件的进给运动。
数控机床的工作原理、组成及分类
数控机床的工作原理、组成及分类
数控机床是一种高精度、高效率的机床，它采用计算机控制系统来控制机床的运动，实现对工件的加工。
数控机床的工作原理、组成及分类是我们了解数控机床的基础知识。
一、工作原理
数控机床的工作原理是通过计算机控制系统来控制机床的运动，实现对工件的加工。
计算机控制系统通过输入程序，将程序转换成机床能够识别的指令，然后通过电气、液压、气动等方式控制机床的各个部件的运动，从而实现对工件的加工。
二、组成
数控机床由机床本体、数控装置、执行机构、测量系统和辅助设备等组成。
1. 机床本体：数控机床的机床本体与传统机床相似，包括床身、主轴、进给机构等。
2. 数控装置：数控装置是数控机床的核心部件，它包括计算机、数控器、输入设备和输出设备等。
3. 执行机构：执行机构是数控机床的关键部件，它包括伺服电机、液压元件、气动元件等。
4. 测量系统：测量系统是数控机床的重要组成部分，它包括编码器、传感器、测量仪等。
5. 辅助设备：辅助设备包括冷却液系统、刀具库、夹具等。
三、分类
数控机床按照加工方式可以分为车床、铣床、钻床、磨床等；按照控制方式可以分为点位控制、直线控制、圆弧控制等；按照控制系统可以分为伺服控制系统、步进控制系统、液压控制系统等。
数控机床是一种高精度、高效率的机床，它采用计算机控制系统来控制机床的运动，实现对工件的加工。
了解数控机床的工作原理、组成及分类，有助于我们更好地理解和应用数控机床。
数控技术知识点
数控技术知识点数控技术作为现代制造业中的重要组成部分，已经成为提高生产效率和产品质量的重要手段。
数控技术的应用范围日益广泛，对于制造业的发展起着至关重要的作用。
下面将介绍一些数控技术的知识点。
一、数控系统的基本构成数控系统主要由数控设备、数控程序、数控执行系统和输入输出设备等组成。
数控设备包括数控主机和外围设备，数控程序是控制加工过程的程序指令，数控执行系统负责接收数控程序并控制机床进行加工，输入输出设备包括键盘、显示屏等。
二、数控系统的工作原理数控系统通过接收数学模型和加工过程参数等输入，将其转换为相应的程序指令，经过数控主机进行处理后，通过数控执行系统控制机床进行自动加工。
数控系统具有高精度、高效率的特点，提高了生产制造的精度和效率。
三、数控编程数控编程是指根据零件的图样和工艺要求，编写数控加工程序的过程。
数控编程包括手工编程和自动编程两种方式，手工编程需要编程人员具备较强的数学基础和编程能力，而自动编程则由专门的软件进行生成。
四、数控加工工艺数控加工是指通过数控系统控制机床进行加工，包括铣削、钻孔、车削、磨削等多种加工工艺。
数控加工具有高精度、高质量和高效率的特点，广泛应用于航空航天、汽车制造、模具加工等行业。
五、数控机床分类数控机床根据其加工方式和结构特点可分为铣床、车床、磨床、钻床等多种类型。
不同类型的数控机床适用于不同的加工要求，能够实现各种零件的精密加工。
六、数控系统的应用领域数控技术在机床制造、汽车制造、航空航天等领域得到广泛应用，有效提高了生产效率和产品质量。
随着科技的发展，数控技术将继续发展壮大，推动着制造业的进步。
综上所述，数控技术是现代制造业中不可或缺的重要技术，掌握数控技术知识点对于提高生产效率和产品质量具有重要意义。
希望以上内容能为您对数控技术有更深入的了解。
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。
数控机床的工作原理组成及主要性能指标
数控机床的工作原理组成及主要性能指标数控机床是一种利用计算机进行控制的高精度机床，它采用数字信号来代替传统机床上的机械仪器，实现对机床运动和加工过程的精确控制。
数控机床广泛应用于航空航天、汽车制造、模具加工等行业。
本文将介绍数控机床的工作原理组成和主要性能指标。
一、数控机床的工作原理组成1.控制系统：控制系统是数控机床的核心部分，它由硬件和软件两部分组成。
硬件包括电源、控制器、传感器等，它们负责对输入指令进行解释和处理。
软件包括数控程序编制和分析软件，负责将工件的设计图纸转化成机床能够识别的指令。
2.驱动系统：驱动系统负责将控制系统输出的指令转化为机床各轴的运动信号，驱动伺服电机完成机床工作。
常见的驱动系统包括伺服电机驱动、液压驱动和气动驱动等。
伺服电机驱动方式比较常见，它通过闭环控制实现对机床轴的精确驱动。
3.机床本体：机床本体是数控机床的主体部分，包括机床床身、进给机构、主轴箱等。
床身是机床的支撑结构，进给机构负责机床各轴的进给运动，主轴箱负责驱动切削工具旋转。
4.操作面板：操作面板是机床的人机交互界面，用于输入指令和参数，监控机床运行状态。
操作面板通常包括数字显示器和操作按钮，通过它可以实现对机床的操作控制。
5.刀具与夹具：刀具和夹具是机床上完成加工的关键部分，刀具负责切削工作，夹具负责固定工件。
数控机床的刀具和夹具需要与控制系统兼容。
1.来回定位精度：来回定位精度是机床在多次来回定位中，重复性定位误差的范围。
它是衡量机床重复定位精度的重要指标，通常以±mm为单位。
2.直线度误差：数控机床在进给各轴进行直线运动时，与规定的直线轨迹的最大偏离量。
直线度误差常以mm/m为单位。
3.平行度误差：数控机床在进行平行移动时，各轴平面的最大偏离量。
平行度误差常以mm为单位。
4.轮廓精度：轮廓精度是指机床加工出来的工件轮廓与设计图纸要求的轮廓的接近程度。
表达方式一般是加工后的工件尺寸与设计尺寸之间的偏差。
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。
数控系统原理介绍
数控系统原理介绍数控系统原理介绍数控系统是一种在机床加工或其他工业领域中使用的先进加工工具，可以大大提高生产效率和制造质量。
数控系统是由软件和硬件两部分组成，它的核心部分是控制器。
控制器通过图形化界面、编程语言和运算器等方式，将计算机程序转化为机器指令，控制机床进行加工操作。
下面我们来介绍数控系统的原理。
一、数控系统的基本组成数控系统由五大基本部分组成：电源系统、机床及工作台部分、传感器及执行器部分、数控装置及软件系统部分、执行机构。
电源系统提供所需的电源电压和电流，以保证数控系统运行所需的稳定电力供应。
机床及工作台部分是数控系统的重要组成部分，包括各类机床、传动装置、定位装置、夹紧装置、转载装置和其他辅助装置等，用于在不同的加工条件下完成加工操作。
传感器及执行器部分包括各种传感器和执行器，能够对各种物理量进行测量和控制。
数控装置及软件系统部分是数控系统的核心部分，由计算机、处理器、输入输出设备组成，主要负责进行控制指令的运作和数据传输。
执行机构包括各种驱动装置和执行机构，如步进电机、伺服电机等，主要用于控制零件的移动位移和加工力度。
二、数控系统的基本工作原理数控系统的基本工作原理是通过输入控制指令，驱动执行机构完成零件的加工操作。
首先，根据工件的设计图纸，制定数控程序。
数控程序一般采用高级编程语言，比如G代码和M代码。
G代码用于描述加工轨迹，M代码用于控制机床运行状态。
接下来，将数控程序输入电脑，通过计算机进行处理和解析。
计算机将程序转换为机器指令，并将其发送到数控装置。
数控装置根据指令的类型和内容，对执行机构进行控制，并将指令转换成相应的控制信号送给执行机构。
执行机构接收信号后，根据指令进行动作，控制零件的受力和轨迹，实现零件的加工操作。
加工过程中，传感器可以实时的监测加工状态，并将监测结果反馈给数控装置，以便下一步的程序控制。
最后，加工完成后，数控系统自动停机，操作人员可以通过电脑或连接到数控机床的监视系统对加工质量进行检查，以确保零件符合要求。
数控系统工作原理
数控系统工作原理
数控系统是一种通过计算机控制数控设备进行加工的自动化系统。
其工作原理如下：
1. 设计制作程序：数控系统首先需要根据加工要求进行程序的设计。
程序可以使用专门的数控编程软件，根据加工零件的几何形状和加工工艺，编写出一系列代码，用于定义刀具的路径、速度、进给等参数。
2. 程序传输与存储：编写完成的数控程序可以通过计算机与数控设备之间的传输设备进行传输。
一般情况下，数控系统会根据需要将程序存储在内部存储器中，方便以后的重复使用。
3. 数控系统解释程序：数控系统会将程序进行解释，并将其转化为数控设备可以理解的指令。
解释程序会根据编写的代码，将刀具路径、速度、进给等信息转化为用来驱动数控设备的指令。
4. 发送指令：解释程序将指令发送给数控设备的控制部分。
控制部分会根据指令控制伺服电机、螺杆传动系统等驱动部件，实现刀具的运动。
5. 加工控制：数控系统会监控刀具的运动状态，并根据需要控制刀具的速度、进给以及切削时刻等参数。
通过对实时的反馈信号进行分析，数控系统可以实现加工过程中的自动控制和调整。
总的来说，数控系统通过计算机对程序进行设计和存储，并将其转化为数控设备可以执行的指令。
通过控制刀具的运动和加工参数，数控系统实现对工件的自动化加工。
数控系统的构成、工作原理和功能
数控系统的构成、工作原理和功能一、数控装置数控（NC）装置是数控装备的控制核心，通常由一台专用计算机和输入输出设备构成，如下图所示。
▲数控（NC）装置的组成1、信息信息、程序可以通过键盘人工编程输入，也可以在专门的编程系统中完成程序编制，将信息、程序存储在移动硬盘、光盘、U盘上输入数控系统，在通信控制的数控机床上，程序还可以由计算机接口传送。
2、专用计算机它由信息输入装置、运算器、控制器和输出装置组成。
专用计算机对信息进行处理，如计算各执行元件的移动量，另外通过固定、内置的逻辑单元操作程序控制动作信息（如：电动机开停、电动机正反转、刀具更换、检测等）。
3、伺服系统伺服系统控制驱动装备的执行元件，实现伺服电动机的起动、回转、编码检测、反馈、控制回转位置、减速、停止等。
通过上述组成部分可以看出，数控装置的工作过程是：将信息、程序通过专用计算机的输入装置，由控制器中的译码器对输入的信息进行识别，将识别结果向专用计算机的输出装置发出控制信号，执行规定的操作；最后由输出装置实现对伺服系统的数据输出，以实现对伺服系统的控制。
数控装置根据输入的指令进行译码、处理、计算和控制实现数控功能。
该类装置是20世纪50～70年代随着计算机技术发展而产生的一种控制技术。
从本质上讲，数控装置所具有的功能都是采用专用的硬件电路来实现的，因此也称为硬件数控装置。
从现代计算机技术和装备技术要求的角度来讲，这种专用数控装置结构复杂，功能扩展困难并受到一定限制，适应性及灵活性差，设计、制造周期长，制造成本高，稳定可靠性较差。
现代数控装置已发展成为计算机数控装置，也称为软件数控装置。
二、计算机数控系统以小型通用计算机或微型计算机的系统控制程序来实现部分或全部数控功能，简称为计算机数控（CNC）。
CNC系统是现代的主流数字控制系统。
用CNC系统控制的数控机床，简称CNC机床。
1、CNC装置的组成CNC装置由硬件和软件两大部分组成。
（1）硬件由CPU、存储器、总线、输入/输出接口、MDI/CRT接口、位置控制、通信接口等组成。
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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。
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
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
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
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
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
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
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
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
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。
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
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。
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
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
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
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
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
轮廓切削控制数控机床
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。
6、自动运行方式
1）自动运行 一般操作方法如下:
置控的零件程序
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
伺服系统
加
输
数
工
入
控
程
装
系