1 数控系统的基本知识及常见数控系统
机床数控原理与系统
机床数控原理与系统简介机床数控原理与系统是机械制造领域中的重要内容之一。
随着科技的不断发展，机床数控系统在工业生产中起着至关重要的作用。
本文将介绍机床数控原理的基本概念、发展历程以及常见的数控系统构成和工作原理。
机床数控原理的基本概念机床数控原理是指通过计算机控制机床的运动进行加工的一种加工方式。
其基本概念包括：1.机床数控系统：由计算机硬件、软件和相关元件组成的一套用于控制机床运动和加工加工工件的系统。
2.数控编程：将加工工艺和运动控制命令转化为机床数控系统可以理解和执行的指令序列。
3.数控加工：根据数控编程生成的指令序列，通过机床数控系统的控制，实现工件的加工、切削、钻孔等工艺过程。
机床数控原理的发展历程机床数控原理的发展经历了多个阶段：1.1950年代：数控技术开始出现，并逐渐应用于大型机床上。
2.1960年代：随着计算机技术的发展，数控系统逐渐进入实用化阶段，小型机床上开始应用。
3.1970年代：数控系统开始普及，并逐步取代传统的机床操作方式，提高了生产效率和加工精度。
4.1980年代：数控技术进一步发展，出现了多轴、多功能的数控系统和高速加工中心。
5.1990年至今：数控技术与计算机技术、传感器技术的融合，使得机床数控系统更加智能化和自动化。
机床数控系统的构成机床数控系统主要由以下几个部分构成：1.数控设备：包括数控控制器、电机驱动器、传感器等。
2.数控编程和操作界面：用于输入和编辑数控程序，控制机床的运动和加工过程。
3.运动控制系统：负责根据数控程序控制机床各个轴向的运动，如进给轴和主轴。
4.刀具和刀库系统：负责刀具的选取、刀具换装以及刀具状态的监测。
5.冷却液系统：用于冷却和润滑工件和切削刀具。
机床数控系统的工作原理机床数控系统的工作原理可以总结为以下几个步骤：1.数控编程：根据加工工艺和要求，编写数控程序，并通过数控编程软件输入到数控系统。
2.数控系统解释和执行：数控系统解释数控程序中的指令，并根据指令执行相应的运动控制和加工操作。
数控机床基础知识
（3）轮廓控制系统（Contour Control）是对两个或两个以上
的坐标轴同时进行连续控制，并能对机床移动部件的位移和 速度进行严格的控制，即要控制加工的轨迹，加工出要求的 轮廓。其运动轨迹是任意斜率的直线、圆弧、螺旋线等。
3.按照伺服系统控制分类 （1）开环控制系统
优点：价格便宜，动态性能好 缺点：无位置反馈，精度差
说明：开环控制系统是没有位置反馈装置的数控系统，系
统无法得知机床的实际运动轨迹与位置。
（2）半闭环控制系统
优点：稳定性好，成本低，维修方便 缺点：相对闭环系统精度差
说明：半闭环控制系统不是直接检测工作台的位移量，而是采
用转动角位移检测元件，测出丝杠转角，推算出工作台的实际
位置
（3）闭环控制系统
ห้องสมุดไป่ตู้
优点：控制精度高 缺点：调式复杂、维修困难、价格高
2. 按运动方式分类
（1）点位控制系统（Positioning Control）只控制刀具从一点 到另一点的位置，而不控制移动轨迹，在移动过程中刀具不 进行切削加工。
刀具的三种路径 （1） （2） （3）
（2）直线控制系统（Straight-line Control）是控制刀具或机床
工作台以给定的速度，沿平行于某一坐标轴方向，由一个位置 到另一个位置的精确移动，并且在移动过程中进行直线切削加 工。
• PLC
驱动 装置
• 进给驱动 • 主轴驱动
例如：FANUC 0i TD/MD 系统组成
四、现代数控系统发展
1、智能化
自动编程、刀具补偿、工艺参数自动生成、运动参数补偿 人机界面、故障诊断分析、自动优化、自适应控制
2、开放式
数控系统的开发可以在同一平台上运行通过增加或裁 剪数控功能，形成系列化
数控系统的基本构成与分类
数控系统的基本构成与分类一、数控系统的基本构成数控系统是由硬件和软件两个部分组成。
硬件部分主要包括机床、数控器、伺服电机、传感器、工具刀具与刀库等；软件部分包括编程软件、数控编程语言、加工参数及伺服调节等方面。
具体来讲，数控机床通常由主轴系统、伺服系统、定位系统、冷却系统、切削力测量系统、部件传动及辅助系统等几个部分构成，其中主轴系统可以控制工件的旋转速度以及方向，伺服系统可以控制机床在XYZ三个方向上的运动，而定位系统则可以让加工过程中的位置精确到微米级别。
数控系统中的数控器是控制整个系统的中枢，其核心部分通常由控制芯片、存储芯片、输入输出模块、运行模式切换模块、数据输入输出模块和通信模块等六大模块构成。
其中控制芯片是负责输入加工参数及加工程序，存储芯片用于存储数控程序和加工参数等，输入输出模块用于数据的输入与输出，而数据输入输出模块则是将加工参数及程序传输到数控器中进行转换，以便让数控机床作出正确的加工运动。
对于重要的加工参数，数控系统中还配备了一些传感器，如电力压力传感器、速度传感器、角度传感器以及温度传感器等。
这些传感器可以监测机床的状态，从而实时反馈给数控器，以保证整个加工过程中的运动精度和安全性。
二、数控系统的分类按照数控编程语言的不同类型，数控系统可以分为以下几大类：1.绝对式数控系统：绝对式数控系统通常使用绝对坐标系来表示机床的位置，程序中运动的起点固定不变，因此非常适合于多品种、小批量生产的加工过程。
与之相对应的是相对式数控系统，相对式数控系统通常使用相对坐标系来表示机床的位置，程序中的起点则可以任意改变。
2.坐标式数控系统：坐标式数控系统是指使用坐标系表示工件加工位置的数控系统，其常用的编程语言为G码，主要适用于平面零件的加工。
3.直线式数控系统：直线式数控系统是指加工路径为直线的高速加工系统，可以实现快速的直线加工，降低了加工时间，提高了加工效率。
4.插补式数控系统：插补式数控系统是指依据给定的坐标指令，进行加工路径和运动轨迹自动插补的加工系统，明显提高了加工精度和效率。
第一章 数控机床的基本知识
驱动系统
南通航院
其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，包括信号放大和驱动元件。其性能好坏 动部件的运动，包括信号放大和驱动元件。 直接决定加工精度、表面质量和生产率。 直接决定加工精度、表面质量和生产率。 脉冲当量δ 相对于每个脉冲信号， 脉冲当量δ ——相对于每个脉冲信号，机床移动部 相对于每个脉冲信号 件的位移，常见的有：0.01mm、0.005mm、 件的位移，常见的有：0.01mm、0.005mm、 0.001mm
第一章、 第一章、数控机床概述
三、数控机床的基本概念
南通航院
数控机床是由普通机床发展而来的， 数控机床是由普通机床发展而来的，它们之间最主 是由普通机床发展而来的 要的区别是： 要的区别是： 前者可以按事先编制好的加工程序自动地对工件进 行加工； 行加工；而后者的整个加工过程必须通过技术工人的手 工操作来完成。 工操作来完成。 示例：
第一章 数控机床概述
步进电机 常用的伺服元件 直流伺服电机 交流伺服电机
南通航院
编码盘 常用的检测元件 光栅 磁珊
（2）主轴驱动系统
第一章 数控机床概述
4、机床
南通航院
早期采用通用机床，现在采用了新的加强刚性、 早期采用通用机床，现在采用了新的加强刚性、减 小热变形、提高精度等方面的设计措施， 小热变形、提高精度等方面的设计措施，使其发生了很 大的变化。 大的变化。 目前已模块化生产， 目前已模块化生产，分为六大块
第一章
数控机床概述
南通航院
二、自动化加工与数控机床 机床数控技术是以数字化的信息处理实现机床自 动控制的一门技术。 动控制的一门技术。 数控机床把刀具和工件之间的相对位置，机床电 数控机床把刀具和工件之间的相对位置， 动机的启动和停止，主轴变速，工件松开夹紧， 动机的启动和停止，主轴变速，工件松开夹紧，刀具 的选择，冷却泵的启动、 的选择，冷却泵的启动、停止等各种操作和顺序动作 等信息用数码化的数据送入数控装置或计算机， 等信息用数码化的数据送入数控装置或计算机，经过 译码、运算， 译码、运算，发出各种指令控制机床伺服系统或其他 执行元件，使机床自动加工出所需工件。 执行元件，使机床自动加工出所需工件。
《计算机数控系统CN》课件
数控机床的附加功能控制。
3
高级编程
学习高级编程技巧，如循环嵌套、子 程序调用等，提高编程效率。
数控系统的应用
制造业
航空航天
探索CNC系统在制造业中的应 用，提高生产效率和产品质量。
了解CNC系统在航空航天领域 的关键应用，推动航空技术的 发展。
医疗行业
探索CNC系统在医疗设备制造 中的应用，推动医疗技术的进 步。
数控机床
自动化
了解数控机床与传统机床的区别，掌握自动化生产的优势。
精度控制
深入研究数控机床的精度控制技术和误差补偿方法。
组合加工
探索数控机床的组合加工技术，实现多轴联动加工和复杂形状加工。
数控编程
1
G代码入门
掌握G代码的基本语法和功能，实现
M代码应用
2
数控机床的移动和加工操作。
了解M代码的作用和使用方法，实现
《计算机数控系统CN》 PPT课件
计算机数控系统（Computer Numerical Control System，简称CNC）是一种利用 计算机软件控制机床进行运动控制的自动化设备。本课程将介绍CNC系统的基 础知识，包括数控机床、数控编程以及其在各个领域的应用。
课程介绍
1 基础知识
了解CNC系统的基本原 理和组成结构。
2 发展历程
回顾数控技术的发展历 程和重要里程碑。
3 应用领域
探索CNC系统在制造、 航空航天等领域的广泛 应用。
计算机数控系统基础
机床分类
介绍不同类型的数控机床，如 铣床、车床、钻床等。
系统组成
讲解CNC系统的各个组成部分 及其功能，如主轴驱动、伺服 系统等。
编程基础
学习数控编程的基本语法和代 码结构，以及常用的G代码和 M代码。
数控技术第4章计算机数控系统(1)
位臵控制模块
6、可编程控制器（PLC） 代替传统机床的继电器逻辑控制来实现各种开关 量的控制。 分为两类： 一类是“内装型”PLC，为实现机床的顺序控制 而专门设计制造的。 另一类是“独立型”PLC，它是在技术规范、功 能和参数上均可满足数控机床要求的独立部件。
三、多CPU结构 适合多轴控制、高进给速度、高精度的机床。 紧藕合：相同的操作系统 松藕合：多重操作系统
控制各类轴运动的功能，用能控制的轴数和能同时控制 的轴数来衡量。
准备功能：G指令功能，指定机床的运动方式。 插补功能：包括软件粗插补和硬件精插补。 进给功能：F指令功能。
切削进给速度(mm/min) 同步进给速度(mm/r) 快速进给速度 进给倍率
主轴功能: 指令主轴转速 S指令功能，指定主轴转速(r/min, mm/min)。 转速编码，恒切削速度切削，主轴定向准停 辅助功能： M指令功能，指定主轴的起停转向（M03、M04）、冷却 泵的通和断、刀库的起停等。 刀具功能：T指令，选择刀具。 字符和图形显示功能： 显示程序、参数、补偿量，坐标位臵、故障信息等。 自诊断功能： 故障的诊断，查明故障类型及部位。
4、进给速度处理 编程指令给出的刀具移动速度是在各坐标合成方 向上的速度，进给速度处 理要根据合成速度计算 出各坐标方向的分速度。 此外，还要对机床允许的最低速度和最高速度的 限制进行判别处理，以及用软件对进给速度进行 自动加减速处理。
5、插补计算 插补就是通过插补程序在一条已知曲线的起点和 终点之间进行“数据点的密化”工作。
三. CNC系统的工作过程
基本过程： CNC装臵的工作过程是在硬件的支持下，执行软 件的过程。 通过输入设备输入机床加工零件所需的各种数据 信息，经过译码和运算处理（包括刀补、进给速 度处理、插补），将每个坐标轴的移动分量送到 其相应的驱动电路，经过转换、放大，驱动伺服 电动机，带动坐标轴运动，同时进行实时位臵反 馈控制，使每个坐标轴都能精确移动到指令所要 求的位臵。
数控技术的基本知识
数控技术的基本知识数控技术是一种运用计算机数字控制系统进行加工的技术，在制造业中广泛应用。
随着数控技术的不断进步和发展，其应用范围也越来越广泛。
本文将介绍数控技术的基础知识。
一、数控系统的概述数控系统是一种通过编写程序控制数控机床进行精密加工的系统。
数控系统软件的主要部分是计算机程序，该程序包括数控机床所需的运动指令。
硬件部分主要包括数控机床、数控装置、电机和传感器等。
二、数控系统的三个坐标轴数控系统的机床主要由三个坐标轴控制：X、Y、Z三个轴。
其中，X轴代表水平方向移动，Y轴代表一个垂直方向移动，Z 轴代表一个前后方向移动。
这些轴可以在不同的方向上运动，从而实现三维加工的目的。
三、数控系统的编程方法数控系统的编程方法包括手工编程和计算机编程两种。
手工编程是通过手动操作进行编码，主要用于简单的加工任务。
计算机编程是通过计算机编写程序进行控制，主要用于更复杂的加工任务。
计算机编程是更常用的编程方法，因为它可以更准确地控制机床。
四、数控系统的工作流程数控系统的工作流程包括输入加工参数、编写加工程序、将程序加载到数控装置、数控装置将程序解释为运动命令、机床根据指令开始移动、传感器检测加工过程，并将数据反馈给数控装置、完成加工任务后卸载程序。
五、数控系统的优势相对于传统加工方法，数控系统具有以下优越性：1.精度高：数控系统具有非常高的精度，能够完成复杂的加工任务2.效率高：数控机床的加工速度比传统机床更快，可大大缩短加工周期3.适应性强：数控系统可以根据加工物体的形状和尺寸自动调整加工方式4.减少人力：数控系统可以实现全自动化加工，不需要人工操作6.数控系统的前景随着社会的不断进步，人们对生产效率和精度的要求越来越高，数控系统有着广阔的应用前景。
未来，数控系统将会进一步发展和完善，在制造业中的应用将更加广泛。
总之，数控技术是一种非常先进的加工技术，在制造业中具有重要的地位和作用。
掌握数控技术的基础知识对提高生产效率和质量有着重要的意义，希望各位读者能够关注并学习。
数控机床基本知识
数控机床基本知识数控机床是一种自动化加工设备，利用计算机控制系统对机床进行控制和管理，实现对工件的加工加工过程的自动化。
下面将介绍数控机床的基本知识。
一、数控机床的定义和分类数控机床是指通过数字信号控制系统，对机床进行控制和管理的一种机床。
它可以根据预先编好的加工程序，自动调整机床的工作参数，完成各种复杂的加工任务。
根据数控系统的不同，数控机床可以分为数值控制机床和编程控制机床两大类。
数值控制机床是根据输入的数字信号直接控制机床运动，而编程控制机床则需要事先编写好加工程序，通过输入程序代码来控制机床的运动。
二、数控机床的优势相比传统的机床，数控机床具有以下几个优势：1. 高精度：数控机床采用数字信号控制，可以实现更加精确的加工，提高了加工质量和工件的精度。
2. 高效率：数控机床可以实现自动化加工，减少了人工操作的时间和劳动强度，提高了生产效率。
3. 多功能：数控机床可以根据不同的加工需求，通过更改加工程序和工艺参数，实现各种不同的加工操作。
4. 灵活性：数控机床可以根据不同的加工要求，灵活地调整工艺参数和加工路径，实现个性化的加工需求。
5. 可靠性：数控机床采用数字控制系统，具有较高的稳定性和可靠性，能够长时间稳定工作。
三、数控机床的组成部分数控机床由数控系统、机床主体和辅助设备组成。
1. 数控系统：数控系统是数控机床的核心部分，包括硬件和软件两个方面。
硬件部分主要包括控制器、数控装置、输入设备和输出设备等；软件部分主要包括操作系统、编程软件和加工程序等。
2. 机床主体：机床主体是数控机床的物理结构，包括床身、工作台、主轴、进给系统和刀架等。
它们协同工作，完成加工任务。
3. 辅助设备：辅助设备包括刀具、夹具、测量仪器和冷却液等。
它们在加工过程中起到辅助作用，保证加工质量和工件精度。
四、数控机床的应用领域数控机床广泛应用于航空航天、汽车制造、模具制造、电子设备等领域。
它们可以加工各种复杂的零部件和工件，满足不同行业的加工需求。
数控专业基本面试知识
数控专业基本面试知识一、数控基础知识1.数控机床的定义：数控机床是一种通过数字控制系统对机床运动进行控制的机床。
2.数控机床的分类：数控机床主要分为数控车床、数控铣床、数控钻床、数控磨床等。
3.数控机床的优势：相比传统机床，数控机床具有高精度、高效率、高自动化程度等优势。
4.数控系统的组成：数控系统由数控装置、驱动装置和执行机构三部分组成。
5.常见的数控系统：目前常见的数控系统有Siemens、Fanuc、Mitsubishi等。
二、数控编程知识1.G代码和M代码：G代码用于控制机床的运动，M代码用于控制机床的辅助功能。
2.常用的G代码：G00快速定位、G01直线插补、G02圆弧插补、G03圆弧插补等。
3.常用的M代码：M03主轴正转、M04主轴反转、M05主轴停止、M08冷却液开启等。
4.数控编程的基本格式：数控编程一般采用行号、指令代码和参数的形式进行编写。
三、数控加工工艺1.数控加工的流程：数控加工一般包括工艺准备、数控编程、机床调试和加工过程等。
2.工艺准备：根据零件图纸和工艺要求，确定加工工艺路线和刀具选择等。
3.数控编程：根据工艺要求，编写数控程序，确定加工路径和刀具切削参数等。
4.机床调试：将编写好的数控程序加载到数控机床中，并进行调试和验证。
5.加工过程：根据数控程序的指令，使机床按照预定的路径和参数进行加工。
四、数控机床维护与故障排除1.数控机床的日常维护：数控机床需要定期进行润滑、清洁和检查等工作，以保证其正常运行。
2.常见的故障排除方法：对于数控机床的常见故障，可以通过观察、检查和调试等方法进行排除。
3.数控机床的安全操作：在操作数控机床时，需要严格遵守操作规程，确保操作的安全性。
五、数控技术的发展趋势1.数控技术与智能制造的结合：数控技术与智能制造相结合，将为制造业带来更大的发展机遇。
2.数控机床的智能化：未来的数控机床将更加智能化，具备自主识别、自动调整和自适应等功能。
数控入门基础大全
2、采用G54～G59指令设置工件坐标系 、采用 ～ 指令设置工件坐标系
LGDZY
数 控 编 程 与 加 工 技 术
使用G54~G59指令，可以在机床行程范围内设置6个工件坐标系。 用G54~G59指令设置工件坐标系时，首先将G54~G59的坐标值 设置在原点偏置寄存器中，编程时再用G54~G59指令调用。 例如：采用G54~G56指令设置3个工件坐标系。 首先设置G54~G56原点偏置寄存器： 零件1：G54 X12.0 Y8.0 Z0 零件2：G55 X24.0 Y27.0 Z0 零件3：G56 X42.0 Y10.0 Z0 然后再调用： N0010 G54 [在机床坐标系中 设置第一个工件坐标系] ．．．．． [加工第一个零件] N0070 G55 [在机床坐标系中 设置第二个工件坐标系] ．．．．． [加工第二个零件] N0100 G56 [在机床坐标系中 设置第三个工件坐标系] ．．．．． [加工第三个零件]
数 控 编 程 与 加 工 技 术
（3）程序段结束符 用“LF”、“NL”、“CR” 、“；”、“＊”表示， 也有些数控系统的程序段不设结束符，直接回车即可。
LGDZY
3、准备功能指令 、
准备功能指令也称准备功能字，用地址符G 表示，所以又称为G指 令或G代码，它是使数控机床做好某种运动方式准备的指令。 G指令由地址符G和后面的两位数字组成，常用的从G00~G99，有 些数控系统的准备功能指令已扩大到G150。我国JB3208—83标准规定的 部分准备功能G指令见下表
数 控 编 程 与 加 工 技 术
LGDZY
数 控 编 程 与 加 工 技 术
编程时采用哪种方式都是可行的，但却有方便与否之区别。例 如，当孔的加工尺寸由一个固定基准给定时，采用绝对坐标编程方 式是方便的。 如果孔的加工尺寸是以各孔之间的距离给定时，采用增量坐标 编程则是方便的。
数控知识点总结
数控知识点总结1. 数控简介1.1 什么是数控？数控（Numerical Control）是一种通过数字信号控制机床运动的技术。
它使用计算机和数控系统，通过预先编程的指令，控制机床进行加工操作。
1.2 数控的发展历程•1950年代，数控技术开始出现并应用于机床领域。
•1960年代，数控技术逐渐成熟，广泛应用于航空航天、国防等领域。
•1970年代，数控技术进一步发展，出现了多轴控制、刀库换刀等新技术。
•1980年代，数控技术开始向高速、高精度、高可靠性方向发展。
•1990年代至今，数控技术不断创新，出现了五轴加工、自动化生产线等新应用。
2. 数控系统2.1 数控系统的组成•数控装置：包括数控主机、操作面板等，用于输入和编辑加工程序。
•数控伺服系统：用于控制机床各轴的运动，包括伺服驱动器、伺服电机等。
•数控编程软件：用于编写和编辑加工程序。
•数控传感器：用于检测机床状态，如位置、速度、力等。
2.2 数控系统的工作原理1.输入加工程序：使用数控编程软件编写加工程序，并通过数控装置输入到数控系统中。
2.解释加工程序：数控系统解释加工程序中的指令，确定机床的运动轨迹和加工方式。
3.控制机床运动：数控伺服系统控制机床各轴的运动，实现加工操作。
4.监控加工过程：数控传感器实时监测机床状态，并反馈给数控系统进行控制和调整。
5.完成加工任务：机床按照加工程序的要求进行加工，直到完成加工任务。
3. 数控编程3.1 G代码和M代码•G代码：用于控制机床的运动轨迹和加工方式，如G00快速定位、G01直线插补等。
•M代码：用于控制机床的辅助功能和附加动作，如M03主轴正转、M08冷却液开启等。
3.2 坐标系和坐标系变换•坐标系：用于描述机床工作空间的坐标系统，常见的有绝对坐标系和相对坐标系。
•坐标系变换：将加工程序中的坐标转换为机床实际运动所需的坐标，包括绝对坐标变换和相对坐标变换。
3.3 加工路径和刀具半径补偿•加工路径：描述机床刀具的运动轨迹，可以是直线、圆弧等。
全面深入的数控系统知识介绍
1、数控系统 (2)2、基本构成 (2)1、硬件结构 (3)2、软件结构 (4)3、基本分类 (5)1、加工工艺分类 (5)2、伺服系统分类 (6)3、功能水平分类 (7)4、数控系统选型因素 (7)5、五轴数控功能 (8)1、工件坐标旋转 (8)2、RTCP (10)3、刀具矢量编程 (11)4、五轴斜面加工 (12)5、五轴插补 (14)6、空间刀具半径补偿 (15)7、五轴速度平滑 (15)6、工作流程 (16)7、应用举例 (17)1、发那科（FANUC）系统 (17)2、西门子数控系统 (18)3、三菱数控系统 (19)4、华中数控系统简介 (20)8、三菱数控系列功能 (21)C70三菱数控系列 (21)M700V三菱数控系列 (22)M70V三菱数控系列 (22)C64三菱数控系列 (23)C6三菱数控系列 (23)E60三菱数控系列 (23)M60S三菱数控系列 (23)9、发展 (24)1 电子元件技术的发展 (25)2 软件的应用 (25)3 数控标准的引入 (25)4 伺服技术的发展 (25)5 自动编程的采用 (26)6 DNC概念的引入及发展 (26)7 可编程控制器的采用 (26)8 传感器技术的发展 (27)9 开放技术的产生 (27)10、常见故障分析 (27)位置环 (27)伺服驱动系统 (28)电源部分 (28)1、数控系统数控系统是数字控制系统简称，英文名称为Numerical Control System，早期是与计算机并行发展演化的，用于控制自动化加工设备的，由电子管和继电器等硬件构成具有计算能力的专用控制器的称为硬件数控（Hard NC）。
20世纪70年代以后，分离的硬件电子元件逐步由集成度更高的计算机处理器代替，称为计算机数控系统。
计算机数控（Computerized numerical control，简称CNC）系统是用计算机控制加工功能，实现数值控制的系统。
单元01数控铣床基础知识
单元01 数控铣床基础知识一、安全知识1.安全文明生产（1）概念安全生产：安全生产是指在生产中，保证设备和人身不受伤害。
进行安全教育、提高安全意识、做好安全防护工作是生产的前提和重要保障。
如：进入车间要穿工作服，袖口要扎紧，不准穿高跟鞋、凉鞋，要戴安全帽，女生要把长发盘在帽子里，操作时站立位置要避开铁屑飞溅的地方等。
文明生产：文明生产是指在生产中，设备和工量刃辅具的正常使用，并保持设备、工量刃辅具和场地的清洁和有序。
设备和工量刃辅具要按照其正常的使用功用和使用方法使用，不能移作它用，不能超出使用范围。
还要注意量具的零配件、附件不要丢失、损坏；机床使用前应按照规范进行润滑等。
要保持设备、工量刃辅具和场地的清洁。
时常用干净的棉纱擦拭双手、擦拭操作面板、工具量具刃具辅具，经常用铁屑钩子或毛刷清理导轨和拖板上的铁屑。
下班后按照规范将机床、地面清扫干净。
保持设备、工量刃辅具和场地的有序。
工量刃辅具的摆放要规范，使用完毕后放回原处。
下班后将工量刃辅具擦拭干净，放入工具箱中。
作好交接班工作，下班时填写交接班记录并锁好工具箱门。
对于公用或借用物品要及时归还。
在批量生产中，毛抷零件、已加工零件、合格零件和不合格零件要按照规定的区域分开放置。
安全生产和文明生产合称安全文明生产。
对于安全生产的操作规范称为安全操作规程，对于文明生产的操作规范称为文明操作规程，二者合称安全文明操作规程。
对于每一种机床都有相应的安全文明操作规程来具体规定相应的安全文明操作要求。
（2）意义保证人身和设备的安全；保证设备、工量刃辅具必备的精度和性能，以及足够的使用寿命。
（3）要求1）牢固树立安全文明生产的意识。
明确数控加工的危险性，如不遵守安全操作规程，就有可能发生人身或设备安全事故。
如不遵守文明操作规程，野蛮生产，就会影响设备、工量刃辅具的使用性能和精度，大大降低使用寿命。
要理解安全操作规程的实质，善于从总结操作结经验和教训，培养安全文明生产意识。
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。
数控机电入门知识点总结
数控机电入门知识点总结一、数控机电概述1. 数控机电技术是将电子技术、机械技术和计算机技术有机结合，来控制、监控和应用机械设备的一种先进技术。
2. 数控机电技术把传统的机械加工过程变成了数字化的加工过程，可以大大提高生产效率和产品质量。
3. 数控机电技术在航空、航天、军工、汽车、机床、电子、医疗等领域有着广泛的应用。
4. 数控技术可以实现机械设备的自动化和智能化，大大减少了人工操作的繁琐，提高了生产的精度和效率。
二、数控机电基本原理1. 数控机床的基本组成（1）数控系统：通过计算机控制机床的各项动作，包括加工程序管理、插补运动、伺服控制等功能。
（2）执行机构：负责具体操作的机构，如主轴、工作台、进给系统等。
（3）传感器：用来检测机床各个部位的运动状态和位置信息，反馈到控制系统中。
（4）数控编程：将加工工艺通过代码输入到数控系统中，指导机床进行加工。
2. 数控编程（1）G代码：用于描述机床直线、圆弧、螺旋线等路径运动的指令。
（2）M代码：控制机床的启动、停止、加工轨迹改变等功能的指令。
（3）数控编程的基本操作包括：清零、选择参考坐标系、设定工件坐标系、选择刀具、设定进给速度、设定主轴转速等。
3. 数控机床的精度控制（1）数控机床的精度受到很多因素的影响，包括机床自身结构、传动元件、控制系统、加工工艺等。
（2）常见的精度控制方法包括：调整机床的动态刚度、减小传动间隙、提高控制系统的精度、改善加工工艺等。
三、数控机电常见设备1. 数控机床（1）数控车床：主要用于车削金属件，可进行内外圆柱、锥形、球面、齿轮齿面等各种复杂的加工。
（2）数控铣床：主要用于铣削金属件，可进行平面、曲面、复杂轮廓的加工。
（3）数控磨床：主要用于磨削金属件，可进行平面、内外圆柱面、锥面、曲面等各种形状的加工。
2. 数控机器人（1）工业机器人：用于对工件进行装配、搬运、喷涂、焊接、加工等各种操作。
（2）服务机器人：用于为人类提供日常生活及社会服务的各类机器人，如清洁机器人、服务员机器人、护理机器人等。
计算机数控系统的基本概念与组成
第3章计算机数控系统3．1 计算机数控（CNC）系统的基本概念计算机数控（computerized numerical contro，简称CNC）系统是用计算机控制加工功能，实现数值控制的系统。
CNC系统根据计算机存储器中存储的控制程序，执行部分或全部数值控制功能．由一台计算机完成以前机床数控装置所完成的硬件功能，对机床运动进行实时控制。
CNC系统由程序、输入装置、输出装置、CNC装置、PLC、主轴驱动装置和进给（伺眼）驱动装置组成。
由于使用了CNC装置，使系统具有软件功能，又用PLC取代了传统的机床电器逻辑控制装置，使系统更小巧，灵活性、通用性、可靠性更好，易于实现复杂的数控功能，使用、维修也方便，并且具有与上位机连接及进行远程通信的功能。
3．2 微处理器数控（MNC）系统的组成大多数CNC装置现在都采用微处理器构成的计算机装置，故也可称微处理器数控系统（MNC）。
MNC一般由中央处理单元（CPU）和总线、存储器（ROM，RAM）、输入/输出（I／O）接口电路及相应的外部设备、PLC、主轴控制单元、速度进给控制单元等组成。
图3 .2.1为MNC 的组成原理图。
3.2.1中央处理单元（CPU）和总线(BUS）CPU是微型计算机的核心，由运算器、控制器和内寄存器组组成。
它对系统内的部件及操作进行统一的控制，按程序中指令的要求进行各种运算，使系统成为一个有机整体。
总线（BUS）是信息和电能公共通路的总称，由物理导线构成。
CPU与存储器、I/O 接口及外设间通过总线联系。
总线按功能分为数据总线（DB）、地址总线（AB）和控制总线（CB）。
３．２．２存储器(memory)(１)概述存储器用于存储系统软件（管理软件和控制软件）和零件加工程序等，并将运算的中间结果和处理后的结果（数据）存储起来。
数控系统所用的存储器为半导体存储器。
（２）半导体存储器的分类①随机存取存储器（读写存储器）ＲＡＭ（random access memory）用来存储零件加工程序，或作为工作单元存放各种输出数据、输入数据、中间计算结果，与外存交换信息以及堆栈用等。
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现代数控技术发展趋势
1 高速、高精加工 2 数控系统具有多轴控制、多轴联动和复合加工的控制功能 3 数控系统开放化、智能化和网络化
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二 、数控系统的组成
数字控制机床是采用数字控制技术对机床的加工过程进行 自动控制的一类机床，它是数控技术的典型应用。数控系统是 实现数字控制的装置，计算机数控系统是以计算机为核心的数 控系统。计算机数控系统的组成如图所示。
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四、常用数控系统简介
1、FANUC数控系统简介
1） FANUC公司创建于1956年；
2）1959年首先推出电液步进电机； 3）70年代，一方面从Gettes公司引进直流伺服
电机制造技术，一方面与西门子合作，学习 其先进的硬件技术；
4）1976年成功开发出5系统；后与西门子 联合开发出7系统。
(从这时，FANUC成为世界上最大的专业数控生产厂家)
FANUC公司目前生产的CNC装置：
1）F0； 2）F10／F11／F12、F15、F16、F18； 3）F00／F100／110 ／ 120／150。
F00／F100／110 ／ 120／150系列是在F0／10／11／12 ／15的基础上加了MMC功能，即CNC、PMC、MMC三位
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计算机数控阶段也经历了三代:
1970年第四代—小型计算机数控系统； 1974年第五代—微处理器组成的数控系统 1990年第六代—基于PC的数控系统 。 华中数控
数控系统近五十年来经历了两个阶段六代的 发展，只是发展到了第五代以后，才从根本上解 决了数控系统可靠性低，价格极为昂贵，应用很 不方便等极为关键的问题，因此即使在工业发达 国家，数控机床大规模地得到应用和普及也是在 上世纪的七十年代末、八十年代初以后的事情 ， 也就是说 数控技术经过了近三十年的发展才走向 普及应用。
XP8（DB25）
（头针座孔）
图 5 手持单元接口图
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3、伺服单元 伺服单元分为: 主轴伺服 进给伺服
分别用来控制主轴电动机和进给电动机。伺服单元 接收来自CNC装置的进给指令，这些指令经变换和放 大后通过驱动装置转变成执行部件进给的速度、方向、 位移。
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4、驱动装置
驱动装置将伺服单元的输出变为机械运动， 它与伺服单元一起是数控装置和机床传动部件 间的联系环节，它们有的带动工作台，有的带 动刀具，通过几个轴的综合联动,使刀具相对于 工件产生各种复杂的机械运动，加工出形状、 尺寸与精度符合要求的零件。
③CNC系统和操作面板、I/O单元之间采用光缆连 接，减少了信号线，抗干扰能力提高
④F11系统既可以带独立安装的电柜，也可进行分 离式安装 ⑤伺服驱动与主轴驱动一般采用FANUC模拟式交 流伺服驱动系统 ⑥系统软件可固定式专用软件，最大可以控制5轴， 并实现全部控制轴的联动
F0系统（1985年）
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5、可编程逻辑控制器（PLC）
PLC主要完成与逻辑运算有关的一些动作， 没有轨迹上的具体要求，
它接受CNC装置的控制代码M(辅助功能)、S(主轴 转速)、T(选刀、换刀)等顺序动作信息，对其进行译码， 转换成对应的控制信号，控制辅助装置完成机床相应的 开关动作，如工件的装夹、刀具的更换、冷却液的开、 关等一些辅助动作； 它还接受机床操作面板的指令，一方面直接控制机床 的动作，另一方面将一部分指令送往CNC装置，用于加 工过程的控制。
1 µm
10 µm 大于30m/min 15~30m/min 8~15m/min (闭环半闭环、交流伺服电机) 开环、步进电机
(2)伺服系统 ：高 (闭环半闭环、交流伺服电机 )
（3）联动轴数:
高 中 低
(3~5轴以上) (3~5轴以上 ) 2~3轴 RS232串口、DNC通讯、网络接口
（4）通讯功能:
F0系列是20世纪80年代中后期开发的产品。 是中国市场上销售量最大的一种系统（F0C系列， F0D系列），产品目标是体积小、价格低.
其中F0－MC/TC是其代表性产品，F0－MD和F0－TD为 F0－MA和F0－TA的简化版（经济型）。
①硬件结构采用了传统的结构方式:
即在主板上插有存储器板、I/O板、轴控制模块以及 电源单元。其主板较其他系列主板要小得多，因此，在 结构上显得较紧凑，体积小
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数控（NC）阶段(1952—1970年)
早期的计算机运算速度低，这对当时的科学计算和数据 处理影响不大，但它不能适应机床实时控制的要求。 人们不得不采用数字逻辑电路，搭成机床专用计算机 作为数控系统，被称为硬件连接数控（HARD—WIRED NC）, 简称为数控（NC）。
随着电子元器件的发展，这个阶段又历经三代:
③伺服驱动系统采用FANUC直流驱动系统，通过 脉冲编码器进行位置检测，构成半闭环位置控 制系统 ④系统一般带有独立安装的电气柜，电气柜内安 装了系统的主要部件（如CNC装置、伺服驱动、 输入单元、电源单元）
⑤主轴驱动系统采用FANUC交流主轴驱动装置， 该单元为分开安装式，一般安装在强电柜内
⑥系统软件为固定式专用软件 我国80年代进口的数控机床，均大量配套 采用FS6系统，直到目前仍然有较多配套FS6 的机床在使用中，这些设备大多进入故障多发 期，因此，它是数控机床维修中的常见系统之 一。 F3 简化版（经济型） 另注：Fs6→ F9 强化版 （1980年）
数控系统的基本知识
华中数控 孙海亮
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主要内容
• • • • 一、数控技术的发展 二、数控系统的组成 三、数控系统的分类 四、常见数控系统 1、FANUC数控系统 2、SIEMENS数控系统 3、华中数控系统
一.数控技术的发展
1.1946年世界上诞生了第一台电子计算机。
计算机数控系统组成框图
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1、计算机数控装置（CNC装置）
液晶显示器 MDI键盘 “急停”按钮
功能键
机床控制面板(MCP) 机床控制面板MCP
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2、数控装置的辅助部件
１） 软驱单元 软驱单元提供3.5”软盘驱动器、RS232接口、PC键盘 接口、以太网接口。需要通过转接线与HNC-21 数控装置连 接使用。
FANUC6系统（1979年）
FS6是FANUC早期代表性产品之一。在70年代末 与80年代初期的数控机床得到了广泛应用。 ①FS6与西门子6系统结构基本相同，除伺服电动机、 PLC采用西门子公司产品外，其余部分完全相同
②硬件采用大板结构，上面插有电源模块、存储器 板等小板，CPU采用8086，该CNC系列为多微处理 器控制系统，其主CPU、PMC及图形显示的CPU均 为8086
④采用了高性能的固定软件与菜单操作的软功能 面板，可以进行简单的人机对话式编程
⑤具有多种自诊断功能，以便于维修 ⑥F0i系统采用总线技术，增加了网络功能， 并采用了“闪存”（FLASH ROM）。 系统可以通过Remote buffer接口与PC 相连，由PC机控制加工，实现信息传递， 系统间也可以通过I/O Link总线进行相连
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6、机床本体
• 机床本体即数控机床的机械部件，包括: 主运动部件; 给进运动执行部件（工作台、拖板及其传动部件）; 支承部件（床身立柱等）. 辅助装置: 具有冷却、润滑、转位和夹紧等功能的装置。 加工中心类的数控机床还有存放刀具的刀库、交换刀 具的机械手等部件。
数控机床机械部件的组成与普通机床相似，但是由于数控机床的高速度、 高精度、大切削用量和连续加工要求，其机械部件在精度、刚度、抗震性等 方面要求更高。因此，近年来来设计数控机床时采用了许多新的加强刚性、 减小热变形、提高精度等方面的措施。
XS5：RS232 接口 软驱 XS2’： 键盘转接口 PC 软驱 XS2：PC 键盘接口 XS4’： 软驱转接口 XS5’： RS232 转接口
XS3：以太网接口
XS3’：以太网转接口
前视图
后视图
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２） 手持单元
手持单元提供急停按钮、使能按钮、工作指示灯、 坐标选择（OFF、X、Y、Z、4）、倍率选择（X1、X10、 X100）及手摇脉冲发生器。
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•5.按加工方式分类
1）金属切削类机床。 如数控车床、数控铣床、加工中心、数控钻床、数控磨 床、数控镗床等。 2）金属成型类机床。 如数控折弯机、数控弯管机、数控回转头压力机等。 3）数控特种加工机床。 如数控线切割机床、数控电火花加工机床、数控激光切割 机床等。 4）其他类型的数控机床。 如火焰切割机、数控三坐标测量机等。
1952年的第一代—电子管计算机组成的数控系统； 1959年的第二代—晶体管计算机组成的数控系统； 1965年的第三代—小规模的集成电路计算机组成的数控系统。
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计算机数控（CNC）阶段
这一阶段从1970年开始至今。1970年研制成功大规模 集成电路，并将其用于通用小型计算机。此时的小型计算 机，其运算速度比五、六十年代的计算机有了大幅度的提 高。比专门搭成的专用计算机成本低，可靠性高。于是，小 型计算机被用作数控系统的核心部件，从此进入了计算机数 控（CNC）阶段。
②F0系列为多微处理器CNC系统： F0A系列主CPU为80186，F0B系列的主 CPU为80286， F0C系列的主CPU为80386.内 置可编程控制器（PLC）的CPU为8086 ③F0可以配套使用FANUC S系列、α系列、αC 系列、β系列等数字式交流伺服驱动系统，无 漂移影响，可以实现高速、高精控制
机械执行部件
实际位 置反馈
实际速 度反馈
电机
检测与反馈单元
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• 3、按数控系统功能水平分类
1）经济型数控系统又称简易数控系统 2）普及型又称全功能数控系统 3）高档型数控系统
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高，中，低（经济型）数控 （1）分辨率和进给速度 分辨率 : 高 0.5µm