4数控机床原理、结构与维修
数控机床各组成部分结构及控制原理
F≥0，则进给＋x 若
F<0，则进给＋y
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用递推法简化计算方法
结论：第一象限
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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迹上伸长或缩短一个刀具半径。
刀具半径补偿进行：
❖ 维持所建立的刀补状态，直至撤消。刀具中心轨迹始 终偏离编程轨迹一个刀具半径值的距离。
撤消刀具半径补偿： ❖ 刀具撤离工件，返回起刀点。用G40。
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3.刀具半径补偿计算
直线刀具补偿计算（考虑推导过程） X’＝X+△X Y’＝Y+△Y △X＝r.sinα △Y＝－r.cosα X’＝X+r.Y/（X2+Y2）0.5 Y’＝Y－r.Y/（X2+Y2）0.5
问题：当尖角过渡为内轮廓时，会出现工件的 过切现象。引入C功能刀具半径补偿。
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4. C功能刀具半径补偿
C刀补是为解决上述尖角过渡问题而设计的，专门处理 两个程序段间转接的各种情况。
在C刀补中，为了避免下一段加工轨迹对本段加工轨迹 的影响，在计算本程序段的刀具中心轨迹时，提前将下 一段程序读入，根据它们之间转换的具体情况，做出适 当地处理。
2 数控机床各组成部分的结构及其控制原理
课程内容
❖ 2.1 数控系统的控制原理 ❖ 2.2 计算机数控装置 ❖ 2.3数控机床的位置检测装置 ❖ 2.4 数控机床的进给伺服系统 ❖ 2.5 数控机床的主轴驱动及其机械结构 ❖ 2.6 可编程序控制器在数控机床上的应用
数控技术专业数控机床维护与维修教案范本
数控技术专业数控机床维护与维修教案范本引言：数控技术作为现代制造业的核心技术之一，对于提高生产效率和加工精度具有重要意义。
而数控机床作为数控技术的应用载体，承担着实现加工自动化的重要任务。
然而，数控机床的长期运行不仅需要合理的维护保养，还需要及时的故障排除和维修工作。
因此，本教案旨在通过探讨数控机床维护与维修的相关知识，提供一套完整的教学方案，以培养学生的专业技能和实践能力。
一、教学目标1.了解数控机床的基本结构和工作原理；2.掌握数控机床的常见故障及排除方法；3.掌握数控机床的日常维护保养技巧；4.提高学生对数控机床维护与维修的实际操作能力。
二、教学内容1.数控机床基本结构和工作原理（1）数控机床的组成部分（2）数控机床的功能和特点（3）数控机床的工作原理2.数控机床常见故障及排除方法（1）机床运行故障的分类（2）常见故障现象和原因（3）故障排除的方法和步骤3.数控机床的日常维护保养技巧（1）数控机床的日常保养计划（2）润滑系统的维护与保养（3）电气元件的检修和更换（4）机床各部位的清洁和防护4.数控机床维护与维修的实践操作（1）故障排除案例分析（2）机床维修实训操作（3）机床维护保养实践三、教学方法1.理论授课：通过PPT展示和讲解，介绍数控机床的基本知识和工作原理。
2.案例分析：针对常见故障和故障现象，进行案例分析和讨论，引导学生分析和解决问题。
3.实验操作：提供实验平台，让学生亲自操作数控机床进行故障排除和维护保养的实践。
四、教学评估1.课堂测验：通过开展小型测验，检验学生对于数控机床维护与维修知识的掌握程度。
2.实践操作评估：对学生在实验操作环节的表现进行评估，包括操作流程的熟练程度和故障排除的准确性。
五、教学资源1.教材：数控机床维护与维修教材。
2.实验设备及工具：数控机床实验平台、各类工具等。
六、教学进度安排本课程共分为10个教学小时，具体安排如下：第一周：- 数控机床基本结构和工作原理（2小时）第二周：- 数控机床常见故障及排除方法（2小时）第三周：- 数控机床的日常维护保养技巧（2小时）第四周：- 数控机床维护与维修的实践操作（4小时）七、教学总结通过本教案的实施，学生将能够初步掌握数控机床维护与维修的基本知识和技能。
数控机床工作原理简述
数控机床工作原理简述
数控机床是一种通过计算机控制机床工作的自动化设备。
其工作原理主要包括以下几个方面。
首先，数控机床通过接收计算机发送的指令来控制工作过程。
计算机会将需要加工的工件信息输入到数控机床的控制系统中，控制系统会根据这些信息生成相应的加工程序。
其次，数控机床的控制系统会将加工程序转化为机床能够理解的形式，这一步叫做解译。
解译过程将加工程序中的指令翻译为机床能够识别的运动控制指令，如进给运动、主轴转速等。
然后，数控机床的控制系统将解译后的运动控制指令发送给驱动系统。
驱动系统根据接收到的指令来控制伺服电机、变频器等执行器，实现机床各个部件的运动。
最后，机床的各个部件按照控制系统发送的指令进行相应的运动。
例如，进给轴会按照指定的速度进行直线或圆弧插补运动，主轴会按照设定的转速旋转，实现对工件的加工。
总的来说，数控机床通过计算机控制系统将加工程序转化为机床能够理解的指令，驱动各个执行器实现机床部件的运动，从而实现对工件的精确加工。
这种工作原理不仅提高了加工效率和精度，并且减少了人为操作的错误。
数控机床各个组成部分的工作原理及结构
数控机床各个组成部分的工作原理及结构第一节输入装置输入装置是整个数控系统的初始工作机构,它将准确可靠的接收信息介质上所记录的“工程语言"、运算及操作指令等原始数据，转为数控装置能处理的信息，并同时输送给数控装置。
输入信息的方式分手动输入和自动输入。
手动输入简单、方便但输入速度慢容易出错。
现代数控机床普遍采用自动输入,其输入形式有光电阅读机、磁带阅读机及磁盘驱动器以及无带自动输入方式.其它输入方式：1。
无带自动输入方式在高档数控机床上，设置有自动编程系统和动态模拟显示器(CRT).将这些设备通过计算机接口与机床的数控系统相连接，自动编程所编制的加工程序即可直接在机床上调用,无需经制控制介质后再另行输入。
2。
触针接触式阅读机输入方式又称为程控机头或电报机头,结构简单，阅读速度较慢,但输入可靠、价格低廉故在部分线切割机床加工中仍在用。
3。
磁带、磁盘输入方式磁带输入方式进行信息输入，其信息介质为“录音"磁带,只不过录制的不是声音，而是各种数据。
加工程序等数据信息一方面由微机内的磁盘驱动器“写入”磁盘上进行储存，另外也由磁盘驱动器进行阅读并通过微机接口输入到机床数控装置中去。
第二节数控装置数控装置是数控机床的核心,数控机床几乎所有的控制功能（进给坐标位置与速度，主轴、刀具、冷却及机床强电等多种辅助功能）都由它控制实现。
因此数控装置的发展，在很大程度上代表了数控机床的发展方向。
数控装置的作用是接收加工程序等送来的各种信息，并经处理分配后，向驱动机构发出执行的命令,在执行过程中，其驱动、检测等机构同时将有关信息反馈给数控装置，经处理后,发出新的命令。
一、数控装置的组成1、数字控制的信息1)几何信息——是指通过被加工零件的图样所获得的几何轮廓的信息。
这些信息由数控装置处理后，变为控制各进给轴的指令脉冲,最终形成刀具的移动轨迹。
几何信息的指令，由准备功能G具体规定。
2）工艺信息———通过工艺处理后所获得的各种信息。
数控机床的工作原理和组成结构
质
格式和代码编写出工件的加工程序，并存储在一种 载体上，如穿孔纸带、磁带、软磁盘等。
• 数控装置是数控机床的核心，其功能是接受输入的
加工信息，经过数控装置的系统软件和逻辑电路进
行译码、运算和逻辑处理，向伺服系统发出相应的
脉冲，并通过伺服系统控制机床运动部件按加工程
数
序指令运动。
控
装
置
• 伺服系统是数控系统的一个重要组成部分，它将数控装置送来 的脉冲运动指令信息进行放大，它相当于手工操作人员的手，
• 6.生产准备工作复杂 • 由于整个加工过程采用程序控制，数控加工的前期准备工作
较为复杂，包含工艺确定、程序编制等。 • 7.投资大，维修困难 • 数控机床是一种高度自动化机床，必须配有数控装置或电子
计算机，机床加工精度因受切削用量大、连续加工发热多等 影响，使其设计要求比普通机床更加严格，制造要求更精密， 因此数控机床的制造成本比较高。此外，数控机床属于典 型的机电一体化产品，控制系统比较复杂、技术含量高，一 些元器件、部件精密度 较高，同时一些进口机床的技术开 发受到条件的限制，所以对数控机床的调试和维修比较困难。
驱动机床的移动部件（刀架或工作台）按规定的轨迹和速度移
伺
动或精确定位，加工出符合图样要求的工件。伺服系统由
服
伺服驱动电路、功率放大电路、伺服与机床上执行部件和机械传动部件
组成数控机床的进给系统。
• 每个作进给运动的执行部件，都配有一套伺服驱动
系统。
• 数控系统的控制对象，是实现加工零件的执行部
数控机床的组成和工作原理
数控机床的介绍
• 数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序 控制系统的自动化机床。该控制系统能够处理具 有控制编码的程序，并将其译码，通过信息载体 输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种 控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状 和尺寸，自动地将零件加工出来。数控机床较好 地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加 工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床， 代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典 型的机电一体化产品。
数控车床控制技术与机床维修（3篇）
数控车床控制技术与机床维修1. 引言数控车床是机械加工领域中的一种重要设备，通过计算机控制来完成零件加工。
数控车床的控制技术和机床的维修是数控车床的两个重要方面。
本文将探讨数控车床控制技术的原理和机床的维修方法。
2. 数控车床控制技术数控车床的控制技术基于计算机数控系统，主要包括硬件控制部分和软件控制部分。
2.1 硬件控制部分硬件控制部分包括数控系统，伺服系统和传感器。
数控系统是整个数控车床控制的核心，它负责接收计算机指令，解析指令，并将指令转换为信号发送给伺服系统和传感器。
伺服系统是用来控制刀具和工件运动的，它接收数控系统发送的信号，通过驱动电机控制刀具和工件的运动。
传感器用来获得加工过程中的信息，如刀具位置、工件尺寸等，以便数控系统做出相应的控制。
2.2 软件控制部分软件控制部分主要包括数控编程和数控操作。
数控编程是将工件加工的要求通过一定的编程语言转化为机床能够识别和执行的指令序列，包括插补计算、速度规划和轨迹生成等。
数控操作是根据加工要求，使用数控系统对数控车床进行操作和监控。
3. 机床维修机床维修是确保数控车床正常运行和保持其性能的重要工作。
机床维修主要包括故障诊断、故障处理和预防性维护等。
3.1 故障诊断当数控车床出现故障时，首先需要进行故障诊断。
故障诊断包括识别故障现象、收集故障信息、分析故障原因和确定故障位置等。
常见的故障类型包括硬件故障和软件故障，如控制系统故障、伺服系统故障、传感器故障等。
3.2 故障处理故障处理是根据故障诊断结果，采取相应的措施修复故障。
对于硬件故障，可以进行零部件更换或修复；对于软件故障，可以进行系统重启或升级。
3.3 预防性维护为了减少故障发生的可能性和延长机床的使用寿命，需要进行定期的预防性维护。
预防性维护包括清洁和润滑机床、紧固螺丝、检查电气连接等。
另外，还需要根据机床的使用情况，定期进行校准和调整。
4. 结论数控车床的控制技术和机床的维修是数控车床运行和保持性能的重要方面。
数控车床四工位刀架原理及维修
障，恢复生产是我们 的期望。要做到这一点 ，我们必须 离）带动刀架体 １旋转 ，在刀架体旋转 的过程 中，由于
要总结经验 ，吃透原理 ，以便工作起来得心应手 。
弹簧 ３ｌ的作用使得粗定位销 １３始终保持与刀架座 ２３接
在对几次数控车床四工位刀架维修后 ，笔者总结常 触 ，且粗定位销 ｌ３只能沿 一个方 向公 转 ，粗 定位销在
刀架连续旋转找不见多由电路问题所致在实践中有以下几种可能磁性减弱表面吸附灰尘过多与灰尘混合形成一层隔膜使磁性减弱解决这种故障比较容易拆下磁铁架表面擦拭干净装上即好刀架在长时间工作后由于反复正反转有可能使螺纹压圈松动导致霍尔元件骨架实际为刀架定位槽与霍尔元件位置不匹配解决这种故障也比较容易松开螺纹压圈管脚断裂对于管脚没有封装的霍尔元件管脚断裂时有发生要求在刀架拆卸或保养要小心翼翼轻拿轻放避免利器碰撞管脚厂家针对以上问题已推出有封装的霍尔元件组件问题的解决已大有改观某刀号信号导线断裂仔细测量刀位信号导线刀架体磁铁架磁铁霍尔元件外罩0导线刀架轴螺纹压圈4霍尔元件骨架推力球轴承粗定位销螺杆下粗定位销0蜗轮刀架电动机中滑板4床鞍传动键联接螺钉刀架座轴承压盖蜗杆0轴承螺母弹簧上粗定位销刀架工作原理粗定位压盖刀架电动机有两个动作正转和反转其动作控制由霍尔元件来完成通过导线连接该导线为一个输入端一个输出端四个刀位信号动机得到信号后正转带动蜗杆转动并带动蜗轮冷加工设备与维修基于提高主轴回转精度的车床动力传动结构改进山东理工大学机械工程学院004主轴是机床的核心零件机床主轴的精度和特性可以用来评价机床本身的精度一般说来主轴的回转精度是衡量一台数控机床技术参数的一个关键指标安装工件或者刀具处的径向圆跳动量和端面圆跳动量有时也会涉及到主轴倾角运动的变化量回转精度通常是在无载荷的情况下通过手动或者低速机动主轴进行测量的在车床的主轴轴系中由于主轴一般用于安装工是工件的相对位置基准和运动基准其回转精度直接影响所加工零件的表面粗糙度和圆柱度等指标所以改善和控制主轴的回转精度使其确保工件的加工质是数控车床生产和改造的重要课题我公司自主研制生产的ak37型卧式车床问题会很快解决对于故障刀架卡死肯定由机械问题所致现在刀架处润滑不良由于加工中大量切削液飞溅气腐蚀使刀架内部各部分不能正常工作例如下推力球轴承磨损严重轴承滚珠滚道磨损或出现麻点需更换轴承弹簧失效或断裂影响粗定位或卡死需更换表面腐蚀或断裂滑销表面腐蚀影响螺上下导向使刀架卡死滑销断裂就不言而喻了以上对车床四工位刀架结构及原理进行了分析举了常见故障及处理方法除此之外日常保养对于刀架来说也很重要要做到每班将刀架清理干净定期给各滑动部分加润滑油以保证刀架寿命月份已研制生产了三代一直以来都能够满足公司的生产要求但近年来随着客户对加工工件精度要求的提高问题日渐显露针对该型号车床加工精度的提高问题列入攻关日
数控机床的组成与基本工作原理
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
终点判别 N=12
N=12-1=11 N=12-2=10 N=12-3=9 N=12-4=8 N=12-5=7 N=12-6=6 N=12-7=5 N=12-8=4 N=12-9=3 N=12-10=2 N=12-11=1 N=12-12=0
圆弧插补的象限处理
四个象限圆弧插补进给方向和偏差计算
其他象限的圆弧插补以|Xi|和|Yi|代替Xi和Yi。
－X
F2,2＝F2,1＋|Xe|＝2 F3,2＝F2,2－|Ye|＝-1
n=3+1=4<N n=4+1=5<N
6
F3,2＝-
+Y
1<0
F3,3＝F3,2＋|Xe|＝3
n=5+1=6<N
2. 逐点比较法圆弧插补
如右图所示逆圆弧AE，C、D、B点分别在圆弧的外、
内部和圆弧上。
C点在圆弧的外部，则有
y
(X
+ΔX -ΔX -ΔX
Fi1 Fi 2Yi 1 Yi1 Yi 1
+ΔY -ΔY +ΔY
NR3（逆）
+ΔX
-ΔY
圆弧插补举例
用逐点比较法加工第二象限顺圆弧AB，起点为A （-5，0），终点为B（-3，4）
序
偏差判别
进
号
给
偏差计算
终点判别
0
F5,0＝0
N=6
1
F5,0＝0
+X
2
F4,0＝-9<0
N=6-1=5 N=6-2=4 N=6-3=3 N=6-4=2 N=6-5=1 N=6-6=0
A（－4,3）
插补轨迹
y
y B（－3,4）
数控机床工作原理
数控机床工作原理数控机床是一种自动控制的机床，通过计算机编程控制机床进行加工。
它不仅具有普通机床的加工功能，还能够实现高效、精确的加工过程。
数控机床的工作原理主要包括机床结构、运动系统、控制系统等方面。
一、机床结构数控机床结构一般包括床身、工作台、主轴、传动系统等部分。
床身是机床的主体部分，承担着整个机床的重量，具有良好的刚性和稳定性。
工作台上安放着工件，主轴安装在立柱上，承担切削和转速控制功能。
传动系统一般由电机、减速器、皮带等构成，用于带动主轴和工作台等部件的运动。
二、运动系统数控机床的运动系统通过电机和传动装置实现。
运动系统包括进给运动和主轴运动两部分。
1.进给运动：数控机床的进给运动由进给电机和进给轴完成，进给轴的运行速度和位置可以通过控制系统进行调整。
进给运动一般包括线性进给和旋转进给。
线性进给通过滑块和导轨实现，而旋转进给通过滚珠丝杠和螺母实现。
2.主轴运动：主轴运动由主轴电机和主轴轴承等部件完成。
主轴电机通过传动装置驱动主轴旋转，主轴轴承支撑主轴的转动。
主轴的转速和位置也可以通过控制系统进行调节，从而实现不同的加工需求。
三、控制系统数控机床的控制系统是整个机床的核心部分，控制系统通过计算机编程控制机床的运动和加工过程。
1.控制器：控制器是数控机床的中央处理单元，负责接收和解析G代码，控制各个部件的动作和运动。
控制器可以是单独的主机，也可以是集成在机床内部的控制装置。
2.编程：数控机床的编程是通过G代码进行的。
G代码是一种数值控制语言，用于描述加工过程中各个轴的运动、速度、位置等信息。
3.传感器：传感器用于检测工件的位置、尺寸和形状等信息，并将这些信息反馈给控制系统进行处理。
常见的传感器包括光电、接触式传感器等。
4.伺服系统：伺服系统用于控制进给电机和主轴电机的运动。
伺服系统可以根据控制信号调整电机的转速和位置，从而实现精确的运动控制。
数控机床的工作原理是通过控制系统对机床的运动进行精确的控制，从而实现对工件的精确加工。
数控机床的基本组成与工作原理
数控车床的基本组成和工作原理一、任务描述了解CAK40100VL 的基本组成和工作原理二、任务准备(一）、安全文明生产（播放插件）（二）、机床结构和工作原理1、 机床结构数控机床一般由输入输出设备、CNC 装置（或称CNC 单元)、伺服单元、驱动装置（或称执行机构）、可编程控制器PLC 及电气控制装置、辅助装置、机床本体及测量反馈装置组成。
如下图是数控机床的组成框图.⑴、机床本体数控机床的机床本体与传统机床相似，由主轴传动装置、进给传动装置、床身、工作台以及辅助运动装置、液压气动系统、润滑系统、冷却装置等组成。
但数控机床在整体布局、外观造型、传动系统、刀具系统的结构以及操作机构等方面都已发生了很大的变化,这种变化的目的是为了满足数控机床的要求和充分发挥数控机床的特点。
⑵、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 电 气 回 路辅 助 装 置 PLC 主轴伺服单元 操 作 面 板 主轴驱动装置 进给驱动装置 测量反馈装置进给伺服单元 输入/输出设 备 计算机 数 控装 置 机床本体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。
⑶输入/输出设备输入装置将各种加工信息传递于计算机的外部设备。
在数控机床产生初期，输入装置为穿孔纸带，现已淘汰，后发展成盒式磁带，再发展成键盘、磁盘等便携式硬件，极大方便了信息输入工作,现通用DNC网络通讯串行通信的方式输入.输出指输出内部工作参数（含机床正常、理想工作状态下的原始参数，故障诊断参数等），一般在机床刚工作状态需输出这些参数作记录保存，待工作一段时间后,再将输出与原始资料作比较、对照，可帮助判断机床工作是否维持正常。
⑷伺服单元伺服单元由驱动器、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。
数控机床的工作原理及基本结构
数控机床的工作原理及基本结构数控机床是一种通过数字控制系统实现自动化加工的机床。
其工作原理是通过将加工程序编码为数字信号，由数控系统控制机床进行加工操作。
数控机床的基本结构主要包括数控装置、执行机构和传动机构。
数控装置是数控机床的控制核心，其功能是编程、存储、计算和控制。
编程是将加工过程描述为特定格式的程序代码，存储是将程序代码保存在数控装置中，计算是根据程序代码进行数学运算，控制是通过输出控制信号控制机床执行具体操作。
数控装置通常由数控主轴驱动器、数控伺服驱动器和数控系统组成。
执行机构是数控机床进行加工操作的部分，包括主轴、工作台和刀架。
主轴是主要进行切削加工的部分，可以通过数控主轴驱动器控制主轴转速和进给速度。
工作台是用于装夹和固定工件的部分，可以通过数控伺服驱动器控制工作台的运动。
刀架是用于刀具固定和切削动作的部分，可以通过数控伺服驱动器控制刀架的运动。
传动机构是传递数补百控机床各部分运动的机构，包括伺服驱动系统、传感器、传动装置和工具切换系统。
伺服驱动系统通过输入旋转或直线运动的指令，控制执行机构的运动。
传感器用于测量机床各部分的运动状态，如位置、转速和力等。
传动装置用于传递数控装置的输出信号，驱动执行机构进行运动。
工具切换系统用于更换不同形状或尺寸的切削工具，以适应不同加工需求。
1.编写加工程序：根据零件的尺寸、形状和加工要求，使用专门的编程语言编写加工程序，描述整个加工过程和刀具路径。
2.存储和计算：将编写好的加工程序输入数控装置中，通过数控系统进行存储和计算。
数控系统根据加工程序进行数学运算，计算出每个工序的切削速度、进给速度、切削深度等参数。
3.执行加工操作：数控系统将计算出的加工参数转换为控制信号，发送给数控装置中的伺服驱动器和主轴驱动器。
伺服驱动器通过控制执行机构的运动，使机床的主轴和工作台按照预定程序进行切削和定位。
4.监控和调整：在加工过程中，数控系统通过传感器和编码器实时监测机床的运动状态和切削力。
数控机床维修
数控机床维修
背景
数控机床在现代制造业中扮演着重要角色，它提高了生产效率和产品质量。
然而，数控机床在运行过程中也会遇到各种故障，需要进行及时的维修和保养。
本文将介绍一些常见的数控机床故障及其维修方法。
常见故障及维修方法
1. 电气故障
•故障现象：数控机床突然停机或无法启动。
•维修方法：检查电源是否正常、查看电气连接是否松动、检查控制器和电路板是否受损等。
2. 机械故障
•故障现象：数控机床运行时发出异常噪音或震动。
•维修方法：检查机床零部件是否磨损、润滑油是否充足、传动系统是否故障等。
3. 液压气动故障
•故障现象：数控机床无法完成动作、液压气动系统压力异常。
•维修方法：检查液压气动系统是否漏气、查看压力表是否正常、检查阀门是否堵塞等。
维护保养
•定期清洁数控机床表面和内部零部件。
•定期更换润滑油，保持机床的润滑系统正常运转。
•定期校准数控系统和传感器，确保数控机床的精准性。
结语
数控机床的维修对于保持机床性能和工作效率至关重要。
只有及时发现并解决故障，才能确保数控机床的正常运行。
通过定期维护保养，可以延长机床的使用寿命，提高生产效率，降低故障率。
希望本文对您在数控机床维修方面有所帮助。
数控机床维修及维护
4） 机床本体 机床本体就是数控机床的机械结构件，包 括床身、箱体、立柱、导轨、工作台、主轴、 进给机构、刀具交换机构等。 此外，为保证数控机床功能的充分发挥， 还有一些辅助系统，如冷却、润滑、液压（或 气动）、排屑、防护系统等
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1.1.3 数控机床的工作过程
数控系统的主要任务是进行刀具和工件之 间相对运动的控制，图1-2初步描绘了数控系统 的主要工作过程。
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1.2 数控机床维修的基本要求
1.2.1 对维修人员的素质要求
数控设备是技术密集型和知识密集型机电一 体化产品，其技术先进、结构复杂、价格昂贵, 在生产上往往起着关键作用，因此对维修人员有 较高的要求。
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(1) 专业知识面广
a. 掌握或了解计算机原理、电子技术、电工原 理、自动控制与电机拖动、检测技术、机械传 动及机加工工艺方面的基础知识。 b. 既要懂电、又要懂机。电包括强电和弱电； 机包括机、液、气。维修人员还必须经过数控 技术方面的专门学习和培训，掌握数字控制、 伺服驱动及PLC的工作原理，懂得NC和PLC编程。
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(1) 数控装置部分
a.数控装置安装、使用（包括编程）、操作和 维修方面的技术说明书， b.系统参数的意义及其设定方法， c.装置的自诊断功能和报警清单， d.装置接口的分配及其含义等等。
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(2) PLC装置部分
a. PLC装置及其编程器的连接、编程、操作方面 的技术说明书. b. PLC用户程序清单或梯形图. c. I/O地址及意义清单. d. 报警文本以及PLC的外部连接图。
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数控机床种类繁多，有钻、铣、镗床类、 车削类、磨削类、电加工类、锻压类、激光加 工类和其他特殊用途的专用机床等等，对于采 用数控技术进行控制的机床，我们称之为数控 机床（NC机床）。它是一种综合应用了计算机 技术、自动控制技术、精密测量技术和机床设 计等先进技术的典型机电一体化产品，是现代 制造技术的基础。数控机床的水平代表了当前 数控技术的性能、水平和发展方向。
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。
数控机床工作原理简述
数控机床工作原理简述
数控机床工作原理主要包括控制系统、执行系统和输入输出系统。
控制系统是数控机床的大脑，它负责接收用户输入的加工程序，并将其转换为机床能够理解和执行的指令。
控制系统通常由电脑、数控器和伺服系统等组成。
用户可通过电脑编写加工程序，并将其传输到数控机床的数控器上。
数控器解析程序指令，并生成相应的控制信号发送给伺服系统。
执行系统是控制系统传送过来的信号在机床上的具体执行部件。
主要包括主轴驱动、进给驱动和各种控制继电器等。
主轴驱动负责控制主轴的转速，进给驱动负责控制工件和刀具的进给速度。
控制继电器负责控制各种执行部件的开关状态，如刀具的进给和返回、工作台的移动等。
输入输出系统负责将机床的工作状态反馈给控制系统，并接收外部输入的指令。
通常包括编码器、传感器和人机界面等。
编码器用于检测机床的位置和运动状态，传感器用于测量加工过程中的工件尺寸和刀具状态等。
人机界面提供给操作员可视化的界面，方便其监控和控制机床的运行。
总结起来，数控机床工作原理是通过控制系统接收和解析加工程序指令，将其转化为控制信号发送给执行系统，由执行系统控制机床上各个部件的运动和状态，同时将机床的工作状态反馈给控制系统和操作员。
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(4) 具有宽的工作进给调速范围达3～6000mm／min(调速范 围1：2000)；精密定位，伺服系统的低速趋近速度达0.1 mm／min；快 速移动速度应高达1 5m／min。
(5) 响应速度要快。使机床工作台及其传动机构的刚度、间隙、 摩擦以及转动惯量尽可能达到最佳值，以提高伺服进给系统的快速响应 性。提高机床的加工效率和加工精度。
(5) 滚珠直径 、滚珠的工作圈数i 、滚珠的总数N
图4-17 基精本品课参件数
4．滚珠丝杠副的标注与精度
GB／T17587.1-1998规定
●内循环为浮动式（标记代号F）和固定式（C），外循环为插管式（C）; 预 紧方式见表4—3 ●螺纹旋向为右旋者不标，为左旋者标记代号为“LH”。P类为定位滚珠丝杠 副，即通过旋转角度和导程控制轴向位移量的滚珠丝杠副。 ●精度分1、2、3、4、5、7和10级。1级精度最高，依次递减 ●T类为传动滚珠丝杠副，公称直径系列为：6mm、8mm。。。。导程：2．5 mm、 3 mm。。。
(1) 公称直径 是滚珠丝杠副的特征尺寸。公称直径越大，承载能力和刚 度越大。数控机床常用的进给丝杠，公称直径为30～~80mm。 (2) 导程L 丝杠相对螺母旋转任意弧度时，螺母上基准点的轴向位移。 (3) 基本导程 丝杠相对于螺母旋转2兀时，螺母上的基准点轴向位移。 (4) 接触角 在螺纹滚道法向剖面内，滚珠球心与滚道接触点的连线和螺 纹轴线的垂直线间的夹角，理想接触角等于45°。
① 机床定位精度要求与丝杠精度
丝杠温升引起的变形量为：△L=αL·△t
② 滚珠丝杠的刚性
直径大、刚度好，但直径大，转动惯量也增大。
③ 滚珠丝杠副的临界转速
自振频率角度校核的临界转速为 nc 602 EIg
nm
≤0.8
2L22 A
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④ 滚珠丝杠副的寿命计算
额定寿命计算公式如下：
/
L h =[ 106(FN•fa• f/c Pm f V ) 3 ] ／60
2. 双导程蜗杆蜗轮副的工作原理 双导程蜗杆齿的左、右两侧面
具有不同的导程，而同一侧的导程则是相等的 .
【 实例4-5】 JCS-013加工中心双导程蜗杆蜗轮副的间隙调整 结构
图4-27 数精控品回课件转工作台双导程蜗杆
4.5 静压蜗杆蜗条副与直线电动机传动 4.5.1 静压蜗杆蜗条副传动
1. 工作原理 图4-28在蜗杆蜗轮条的啮合面间注入压力 油，以形成一定厚度能油膜，使两啮合面问成为液体摩擦 . 2 特点 ①摩擦阻力小 ②使用寿命长③抗振性能好④ 有足够的轴向刚度 ⑤蜗轮条能无限接长 3．静压蜗杆蜗轮条副的材料 钢蜗杆配铸铁蜗轮条。钢 蜗杆配铸铁基体涂有SKC3耐磨涂层的蜗轮条。
的调整、润滑与防护 理解丝杠、导轨在使用过程中常见的的故障、
故障原因及维修方法
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[学习导引示例]典型数控机床的数控工作台传动系统
图4-1所示为数控工作
台传动系统的机械结构图。伺
服电动机通过滚珠丝杠与工作
台螺母座连接驱动工作台运动，
两坐标上下垂直布置，直线运
动采用滚动导轨，这种直联的
结构简单。伺服电动机还可通
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6．滚珠丝杠螺母副的维护
(1) 支承轴承的定期检查 应定期检查丝杠支承与床身
的连接是否有松动以及支承轴承是否损坏等。 (2) 滚珠丝杠副的润滑和密封 用润滑剂来提高耐磨性 及传动效率。润滑油为一般机油或90～180号透平油或140号主 轴油。润滑脂可采用锂基油脂。 (3) 滚珠丝杠副常用防尘密封圈和防护罩 1)密封圈。密封圈装在滚珠螺母的两端。接触式的弹性 密封圈系用耐油橡皮或尼龙等材料制成，其内孔制成与丝杠螺 纹滚道相配合的形状。非接触式的密封圈又称迷宫式密封圈， 系用聚氯乙烯等塑料制成，其内孔形状与丝杠螺纹滚道相反， 并略有间隙。 2) 防护罩。钢带缠卷式丝杠防护装置。
（1）减小运动件的摩擦阻力和动、静摩擦力之差，以提高数控机 床进给系统的快速响应性能和运动精度。如采用滚珠丝杠螺母副、静 压丝杠螺母副，滚动导轨、静压导轨和塑料导轨。 (2) 减少高速运转的零部件的惯量对伺服机构的启动和制动特性 的影响；减小旋转零件的直径和质量，以减小运动部件的蜗轮副的啮 合侧隙对传动、定位精度的影响。如采用双导程蜗杆蜗轮。 (3) 使进给传动装置有高的传动精度与定位精度，对采用步进电 动机驱动的开环控制系统尤其如此。如通过在进给传动链中加入减速 齿轮，以减小脉冲当量，预紧传动滚珠丝杠，消除齿轮、蜗轮等传动 件的间隙等办法，可达到提高传动精度和定位精度。
过齿轮传动或同步齿形带与丝
杠连接，同步齿形带可隔离电
动机的振动和发热，电动机的
安装位置也比较灵活。
图4-1 数控工作台传动系统的机械结构图 1一伺服电动机 2一联轴器 3一滚珠丝杠 4
一限位开关 5一工作台 6一轴承 7一导轨8一
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检测装置 9一螺母
4.1 概 述
4.1.1 数控机床对进给传动系统的要求
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4.3.2 静压丝杠
1. 静压丝杠应用与结构
静压丝杠副结构设计主要是螺母部分 的结构设计，油腔节流器一般在螺母上， 而丝杠结构与一般滑动丝杠基本相同。
2 . 工作特点和原理
●工作特点 :①摩擦系数很
小，仅为0.0005，避免了爬行。
②油膜层可以吸振，提高了运
动的平稳性。③油膜层具有一
定的刚度 ④提高供油压力即
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图4-6
4.2 齿轮传动副
齿轮传动副被广泛应用将执行元件(电动机或液压 马达)输出的高转速、低转矩转换成被控对象所需的低转 速、大转矩的场合。齿轮副的侧隙会造成进给运动反向 时丢失指令脉冲，并产生反向死区，从而影响加工精度， 因此必须采取措施消除齿轮传动中的间隙。
1．直齿圆柱齿轮副消除
保证额定寿命 ≥20 000(h)。
【 实例4-3 】 滚珠丝杠安装示 例
美国CINCINNATI10HC卧式加工中心的Z坐标(立柱水平方向移动)的滚珠
丝杠支承采用一端固定，一端自由的结构形式，见图4-18(a)；
CINCINNATII0HC卧式加工中心的X坐标滚珠丝杠，如图4-18(b)所示 ； CINCINNATI10HC卧式加工中心的Y坐标滚珠丝杠如图4-18(c)所示。
【 实例4-4 】XKB-2320型数控龙门铣床齿轮齿条传动
(1) 传动原理 如图4-24所示，
以液压电动机直接驱动蜗杆6，蜗 杆6同时带动蜗轮2和7。蜗轮2通过 双面齿离合器3和单面齿离合器4， 把运动传给轴齿轮1；蜗轮7经一对 速比等于1的斜齿轮8和19，把运动 传给另一轴齿轮14。这样，可使两 个轴齿轮的转向相同。
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运作
4.1.2 联轴器
联轴器是用来连接进给机构的两根轴使之一
起回转，以传递转矩和运动的一种装置。机器运转
时，被连接的两轴不能分离，只有停车后，将联轴
器拆开，两轴才能脱开。
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1. 套筒联轴器(图4-2)由连接两轴轴端的套筒和联接套筒与 轴的联接件(键或锥销等)所组成，一般当轴端直径d≤80mm时．， 套筒用35或45钢制造；d>80mm时，可用强度较高的铸铁制造。
图4-4 直接连接电机轴和丝杠的弹性联轴器
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4．安全联轴器
【实例4-1】 TND360型安全 联轴器 为了避免整个运动传动机构 的零倬损坏，安全联轴器动作， 终止运动的传递。 图4-6所示为TND360数控车床 的纵向滑板的传动系统图。它是 由纵向直流伺服电动机2，经安 全联轴器4、6直接驱动滚珠丝杠 螺母副10，传动纵向滑板，使其 沿床身上的纵向导轨运动。
(2) 反向间隙和预载力的调整
1)通过离合器3和4进行粗调。
2)调整滚轮20与消除间隙板21之
间的接触压力。
精品课件 图4-24 齿轮齿条机构传动原理图
4.4.2 双导程蜗杆蜗轮副
1. 双导程蜗杆蜗轮副的特点 ①啮合间隙可调整得很小。 ②双 导程蜗杆蜗轮副是用蜗杆轴向移动来调整啮合侧隙的，不会改变 它们的中心距，可以避免会引起齿面接触情况变差 . ③双导 程蜗杆蜗轮副使用修磨调整环来控制调整量，调整准确，方便可 靠 ④用调整环来获得合适的啮合侧隙。
(6) 消除传动间隙，减小反向死区误差。如设采用消除间隙的 联轴节及有消除间隙措施的传动副等方法。
(7) 稳定性好、寿命长。如组成进给机构的各传动部件，特别 是滚珠丝杠及传动齿轮，必须具有一定的合适耐磨性材料和适宜的润滑 方式。
(8) 便于维护和保养，最大限度地减小维修工作量，以提高机 床的利用率。
滚珠丝杠螺母副的传动效率高达85％～98％，
是普通滑动丝杠的2～4倍，它是提高进给系统灵敏度、
定位精度和防止爬行的有效措施之一。
滚珠丝杠螺母副的结构原理如图4-14所示。
滚珠丝杠副的特点是：
①传动效率高，可达90％～96。
②磨损小、寿命长、传动精度高。
③摩擦阻力小，不易产生低速爬行现象。
④传动速度过高时，滚珠在其回路管道
图4-20 静压丝杠螺母副的结构
可提高承载能力
1一螺母 2一接压力表油孔 3、5、12一进油孔 4一螺母座
●工作原理 丝杠和螺母的 6一油塞7一节流器 8一丝杠 9一螺钉 10一回油槽 螺旋面之间通入压力油，如图 11一油腔 13一进油槽
4-21所示。
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4.4 齿轮齿条副与双导程蜗杆副传动
4.4.1 齿轮齿条副
图4-28 蜗杆精一品蜗课件轮条传动机构
(2) 内循环 内循环始终与丝杠保持接触，均采用反向 器实现滚珠循环，反向器有两种类型。如图4-16(a) 、(b) 所示为圆柱凸键反向器、 扁圆镶块反向器。内循环滚珠 丝杠副的每个螺母有2列、3列、4列、5列等几种．结构紧 凑、定位可靠、不易发生精滚品珠课件堵塞，摩擦损失也小。但结
3. 滚珠丝杠副的参数