数控机床的布局特点
数控机床操作精确讲解
数控车床与操作数控车床认识项目本项目主要对数控车床的特点、种类、功能和主要技术参数加以概述，使初学者对数控车床有一个基本认识。
与普通车床相比，数控车床具有以下特点：1、采用了全封闭或半封闭防护装置数控车床采用封闭防护装置可防止切屑或切削液飞出，给操作者带来意外伤害。
2、采用自动排屑装置数控车床大都采用斜床身结构布局，排屑方便，便于采用自动排屑机。
3、主轴转速高，工件装夹安全可靠。
数控车床大都采用了液压卡盘，夹紧力调整方便可靠，同时也降低了操作工人的劳动强度。
4、可自动换刀数控车床都采用了自动回转刀架，在加工过程中可自动换刀，连续完成多道工序的加工。
5、主、进给传动分离数控车床的主传动与进给传动采用了各自独立的伺服电机，使传动链变得简单、可靠，同时，各电机既可单独运动，也可实现多轴联动。
数控车床品种、规格繁多，按照不同的分类标准，有不同的分类方法。
目前应用较多的是中等规格的两坐标连续控制的数控车床。
一、按主轴布置形式分1、卧式数控车床最为常用的数控车床，其主轴处于水平位置。
2、立式数控车床其主轴处于垂直位置。
立式数控车床主要用于加工径向尺寸大，轴向尺寸相对较小，且形状较复杂的大型或重型零件，适用于通用机械、冶金、军工、铁路等行业的直径较大的车轮、法兰盘、大型电机座、箱体等回转体的粗、精车削加工。
二、按可控轴数分1、两轴控制当前大多数数控车床采用的两轴联动，即 X 轴、 Z 轴。
2、多轴控制档次较高的数控车削中心都配备了动力铣头，还有些配备了 Y 轴，使机床不但可以进行车削，还可以进行铣削加工。
三、按数控系统的功能分1、经济型数控车床一般采用开环控制，具有 CRT 显示、程序储存、程序编辑等功能，加工精度不高，主要用于精度要求不高，有一定复杂性的零件。
2、全功能数控车床这是较高档次的数控车床，具有刀尖圆弧半径自动补偿、恒线速、倒角、固定循环、螺纹切削、图形显示、用户宏程序等功能，加工能力强，适宜加工精度高、形状复杂、工序多、循环周期长、品种多变的单件或中小批量零件的加工。
数控机床的布局
第二节 数控机床的布局
•一、概述
– 概念： 概念
数控机床的布局是指机 床机械结构部件相对安装 位置的总体方案。
第二节 数控机床的布局
– 数控机床机械结构
• 机床基础件 ：床身、底座、立柱、横梁、工作台 • 主运动系统（主轴） • 进给传动系统 • 辅助功能部件：气动、润滑、冷却、排屑、防护等 • 刀架或自动换刀装置（ATC） • 自动托盘交换装置（APC、AWC） • 特殊功能装置：刀具破损监控、精度检测等。
第二节 数控机床的布局
二、数控机床的功能和性能对布局结构的要求
– 高自动化 要求自动保证稳定的加工精度。 高自动化： – 高精度和大功率 高精度和大功率：
数控机床集高精度与重切削于一身,因此对传动件和 基础件的结构和刚度有了更高的要求。
– 高速度 简化传动机构，趋势：“零传动” 高速度:
第二节 数控机床的布局
第二节 数控机床的布局
四、数控机床的总体布局实例
第二节 数控机床的布局
第二节 数控机床的布局
第二节 数控机床的布局
第二节 数控机床的布局
第二节 数控机床的布局
第二节 数控机床的布局
第二节 数控机床的布局
第二节 数控机床的布局
第二节 数控机床的布局
第二节 数控机床的布局
内容小结
1、 数控机床的刀具交换装置概述 2、自动换刀装置的形式 3、刀 库
பைடு நூலகம்
4、数控机床的布局概述 5、数控机床的功能和性能对布局结构的要求 6、影响数控机床总体布局的因素 7、数控机床的总体布局实例
习题与思考题
1、简述自动换刀装置的作用。 2、简述自动换刀装置的形式。 3、简述设计刀库时应考虑的主要问题。 4、 简述数控机床机械结构的组成。 5、简述数控机床的功能和性能对布局结构的要求。 6、简述影响数控机床总体布局的因素。
数控机床操作技术数控机床操作技术习题及答案
《数控机床操作技术》第2版练习与思考题答案第1章练习与思考题1(见书17页)1-1数控加工的特点是什么？答案：1．对加工对象改型的适应性强2．加工精度高3．加工生产率高4．减轻劳动强度，改善劳动条件5．具有良好的经济效益6．有利于生产管理的现代化1-2数控机床有哪些组成部分？各有什么作用？答案：数控机床主要由控制介质、数控装置、伺服系统和机床本体等部分组成。
控制介质就是指将零件加工信息传送到数控装置去的信息载体。
在控制介质上存储着加工零件所需要的全部操作信息和刀具相对工件的位移信息；数控装置是数控机床的中心环节，通常由输入装置、控制器、运算器和输出装置四大部分组成；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。
伺服系统接受数控系统的指令信息，并按照指令信息的要求带动机床的移动部件运动或使执行部分动作，以加工出符合要求的零件；机床本体是数控机床的主体，由机床的基础大件（如床身、底座）和各运动部件（如工作台、床鞍、主轴等）所组成，它是完成各种切削加工的机械部分。
1-3英文缩写CNC、DNC、FMS、CIMS的含义各是什么？答案：CNC—计算机数字控制，通常即指数控机床DNC—计算机直接数控，在线传输加工FMS—柔性制造系统CIMS—计算机集成制造系统1-4简述数控机床的工作过程。
答案：1.根据零件图形状、尺寸、材料及技术要求等，制定工件加工工艺；2.编写零件加工程序单；3输入加工程序；4.数控装置根据输入的程序进行一系列的运算和控制处理，将结果送往伺服机构；5.伺服机构驱动机床运动部件，使机床按程序预定的轨迹运动，从而加工出合格的零件。
第2章练习与思考题2(见书48页)2-1数控加工中的特征点有哪些？答案：机床零点、机床参考点、工件零点、编程零点、对刀点、换刀点2-2一个完整的加工程序应包括哪些内容？答案：（1）程序开始符（2）程序名（3）程序主体（4）程序结束指令（4）程序结束符2-3数控加工中加工路线的制定有何要求？答案：（1）应保证被加工零件的精度和表面质量，且效率要高；（2）使数值计算简单，以减少编程运算量；（3）应使加工路线最短，这样既可简化程序，又可减少空走刀时间。
数控车床的加工范围及特点
随着电子技术、计算机技术及自动化、精密仪器与测量等技术的发展与综合应用，产生了机电一体化的新型机床——数控机床。
数控机床是一种利用信息处理技术进行自动加工控制的机电一体化加工装备。
不同数控机床的用途有所不同，其中数控车床是国内使用量最大、覆盖面最广的一种数控机床。
数控车床主要用来对旋转体零件进行车削、镗削、钻削、铰削、攻丝等工序的加工，一般采用计算机程序对各类控制信息进行处理，如可自动完成内外圆柱面、圆锥面、球面、螺纹、槽及端面等工序的切削加工，还可处理逻辑电路难以处理的各种复杂信息。
本章介绍数控车床及车削中心的组成、分类、特点以及插补原理，以增强读者对数控机床的认识，同时为后续的数控编程奠定基础。
本章要点数控车床的组成及分类数控车床的加工范围及特点数控机床的分类数控机床的插补原理1.1 数控车床的组成及分类1.1.1 组成及分类概述数控车床主要由计算机数控系统和数控车床本体组成，其中，计算机数控系统主要由输入装置、数控装置、伺服系统和位置检测反馈装置组成。
数控车床可分为卧式和立式两大类。
卧式车床又有水平导轨和倾斜导轨两种。
档次较高的数控卧车一般都采用倾斜导轨。
按刀架数量分类又可分为单刀架数控车床和双刀架数控车床，前者是两坐标控制，后者是4坐标控制。
双刀架卧车多数采用倾斜导轨。
1.1.2 相关知识1.1.2.1 数控车床组成现代数控车床的数控系统都采用模块化结构，伺服系统中的伺服单元和驱动装置为数SIEMENS数控车床编程与实训2 控系统的一个子系统，输入/输出装置也为数控系统的一个功能模块，所以数控车床主要由计算机数控系统和数控车床本体组成，如图1-1所示。
输入/输出装置车床本体位置检测反馈装置图1-1 数控车床的组成1．输入装置数控车床是按照编程人员编制的程序运行的。
通常编程人员将程序以一定的格式或代码存储在一种载体上，如穿孔带或磁盘等，通过数控车床的输入装置输入到数控装置中。
此外，还可以使用数控系统中的RS232接口或DNC接口与计算机进行信号的高速传输。
6150数控车床技术参数
一、产品简介与用途本机床为纵(Z)、横(X)两座标控制的数控卧式车床。
能够对各种轴类和盘类零件自动完成内外圆柱面、圆锥面、圆弧面、端面、切槽、倒角等工序的切削加工，并能车削公制直螺纹、端面螺纹及英制直螺纹和锥螺纹等各种车削加工。
CKD6150A选用国内外知名公司的数控系统，对工件可进行多次重复循环加工。
适合于多品种，中小批量产品的生产，对复杂、高精度零件尤能显示优越性。
二、主要结构特点1.机床采用传统的卧式车床布局。
整体设计，密封性好，符合安全标准。
床身、床腿等主要基础件均采用树脂砂铸造，人工时效处理，整机稳定性优越。
2.机床纵、横向运动轴采用伺服电机驱动、精密滚珠丝杠副、高刚性精密复合轴承传动，脉冲编码器位置检测反馈的的半闭环控制系统。
导轨副采用国际流行的高频淬火（硬轨）加“贴塑”工艺，各运动轴响应快、精度高、寿命长。
3.机床的外观防护设计按照国际流行趋势，造型新颖独特，防水、防屑，维护方便；体现了时代特点。
4.主轴通孔直径大为Φ82mm，通过棒料能力强，适用范围广。
5.机床操作系统按照人机工程学原理，操纵箱独立并旋转设置，可任意位置移动，方便了操作者就近对刀，是人性化设计的体现。
6.配有集中润滑器对滚珠丝杠及导轨结合面进行强制自动润滑，可有效提高机床的动态响应特性及丝杠导轨的使用寿命。
7.床鞍及滑板导轨结合面采用“贴塑”处理，移动部件可实现微量进给，防止爬行。
8.采用内喷淋式不抬起刀架更有利于提高工件表面质量及防止冷却液飞溅。
9.机床标准配置750/1000/1500规格为全封闭式防护;其余为半封闭防护。
10.机床标准配置采用国内名牌的立式四工位刀塔。
特殊配置可选择六工位的卧式刀塔；三、主要技术参数1. 技术规格床身上最大工件回转直径≥φ500 mm刀架上最大工件回转直径≥φ280 mm最大工件长度≥1000mm最大加工长度≥930 mm最大车削直径≥φ500 mm主轴中心高≥250 mm床身导轨宽度≥400 mm2. 主传动标准配置主电动机（双速电机）≥6.5/8Kw主轴通孔直径≥φ82 mm主轴孔锥度前端Ф90mm 1:20主轴头≥C8主轴前端轴承内径≥φ120mm主轴转速范围≥35～1600 r/min3. 尾座装置•• 尾座套筒直径≥φ75mm尾座套筒行程≥150 mm尾座套筒锥孔锥度莫氏5号4．进给系统刀架最大行程横向(X) ≥280 mm••• 纵向(Z) ≥935mm滚珠丝杠直径×螺距横向（X）≥φ20×4 (mm)纵向（Z）≥φ40×6 (mm)••• 横向切削力（连续）横向（X）≥2500 N’••••纵向切削力（连续）纵向（Z）≥5000 N横向快速进给≥4000mm/min 纵向快速进给≥8000mm/min 切削进给范围≥0.01～500mm/r定位精度横向（X）≤0.03 mm纵向（Z）≤0.040mm（＜500～1000）≤0.045mm（＜1000～1500）≤0.050mm（≥1500）重复定位精度横向（X）≤0.012 mm纵向（Z）≤0.016mm（＜500～1000）≤0.020 mm（＜1000～1500）≤0.025 mm（≥1500）工件加工精度≤IT6～ IT7工件表面粗糙度≤Ra1.65．刀架装置标准配置：电动立式四工位刀架刀架电机功率≥1８0 W转速≥1500 r/min 刀杆截面25×25 mm重复定位精度≤0.008 mm换刀时间 (单工位) ≤3s6. CNC控制系统FANUC 0i Mate-ＭＤ数控系统，具有完善可靠的联锁、安全保护和故障自诊断报警等功能。
国家开放大学电大专科《数控机床》简答题综合题题库及答案（试卷号2431）
国家开放大学电大专科《数控机床》简答题综合题题库及答案（试卷号2431）国家开放大学电大专科《数控机床》简答题综合题题库及答案（试卷号：2431）盗传必究一、简答题1．数控机床的刀库有哪些类型？答：(1)鼓轮式；(2)链式；(3)格子箱；(4)直线式。
（5分）2.数控机床进给传动系统中选用传动齿轮副的作用是什么？答：进给系统采用齿轮传动装置，是为了使丝杠、工作台的惯性在系统中占有较小比重；同时可使高转速低转矩的伺服驱动装置的输出变为低转速大扭矩，从而适应驱动执行元件的需要；另外，在开环系统中还可计算所需的脉冲当量。
（5分）3．球杆仪的作用是什么？简述其测量原理。
答：球杆仪的作用：机床精度综合检测分析的标准设备。
（5分）球杆仪的测试原理为：利用机床的两轴联动做圆弧插补，通过分析圆弧的半径变化和弧线的轨迹特征来判断机床的误差元素。
（5分）4．简述数控机床的基本使用条件。
答：数控机床的基本使用条件：(1)保证一定的环境温度和湿度；(2)地基牢靠，有隔震措施；(3)工作地点允许的海拔高度为1000m;(4)稳定的供电电源，有抗干扰措施；(5)保护接地。
(10分)5．简述数控机床的基本组成部分。
答：控制介质、数控系统、伺服系统、机床本体、反馈装置和各类辅助装置组成。
（5分）6．简述全功能型数控车床的特点。
答：特点：控制系统是标准型的，带有高分辨率的CRT显示器以及各种显示、图形仿零点、刀具补偿等功能，而且还有通信或网络接口。
全功能型数控车床采用闭环或半闭环控制的伺服系统，可以进行多个坐标轴的控制，具有高刚度、高精度和高效率等特点。
（5分）7．简述滚珠丝杠螺母副传动的工作原理。
答：工作原理：在丝杠和螺母上都有半圆弧形的螺旋槽，当它们套装在一起时便形成了滚珠的螺旋滚道。
螺母上有滚珠回路管道，将几圈螺旋滚道的两端连接起来构成封闭的循环滚道，并在滚道内装满滚珠。
当丝杠旋转时，滚珠在滚道内既自转又沿滚道循环转动。
因而迫使螺母（或丝杠）轴向移动。
数控车间布局图
数控车间布局图引言概述：数控（Numerical Control）技术是一种通过计算机程序控制机床进行加工的先进创造技术。
数控车间布局图是指在数控车间中，根据生产流程和设备要求，合理安排机床、工作台、材料存储区等设施的位置和布局，以提高生产效率和工作环境的安全性。
本文将详细阐述数控车间布局图的五个部份。
一、机床区域布局1.1 机床罗列方式：根据生产流程和生产效率要求，将机床按照直线、L型、U 型等方式进行罗列，确保机床之间的间距和工作空间的合理利用。
1.2 机床间隔和通道：在机床之间设置适当的间隔，以便操作人员进行维护和调整。
同时，保证机床之间的通道宽度足够，以便材料的运输和工件的装卸。
1.3 机床配套设施：在机床周围设置必要的配套设施，如冷却液供应系统、废料采集系统等，以提高机床的工作效率和安全性。
二、工作台区域布局2.1 工作台位置选择：根据生产流程和操作人员的工作习惯，选择合适的位置安放工作台，以便操作人员能够方便地进行装夹和检查工件。
2.2 工作台布局：将工作台按照工作流程和工件的加工顺序进行布置，确保操作人员能够高效地完成工作任务。
2.3 工作台配套设施：在工作台周围设置必要的配套设施，如工具架、测量仪器等，以提高操作人员的工作效率和工作环境的安全性。
三、材料存储区布局3.1 材料存储方式：根据材料的种类和使用频率，选择合适的存储方式，如货架、托盘等，以便快速取放和管理材料。
3.2 材料存储位置选择：将材料存储区设置在离机床和工作台较近的位置，以减少材料运输的时间和距离。
3.3 材料标识和管理：对存储的材料进行标识和管理，确保材料的追溯和使用的准确性。
四、安全区域布局4.1 紧急停机装置：在数控车间的合适位置设置紧急停机装置，以便在紧急情况下及时切断电源，保障操作人员的安全。
4.2 防护设施：在机床周围设置合适的防护设施，如防护栏、防护网等，以防止操作人员意外接触到运动中的机床部件。
4.3 紧急疏散通道：设置合适的紧急疏散通道，确保在紧急情况下操作人员能够快速安全地离开数控车间。
数控车间布局图
数控车间布局图数控车间布局图是指在数控车间中，将各种设备、机床、工作台等按照一定的布局规划和要求进行合理的摆放和安排，以提高生产效率和工作流程的顺畅性。
下面是一份关于数控车间布局图的详细描述。
一、总体布局数控车间的总体布局应该考虑生产流程的合理性和人流、物流的便捷性。
一般来说，数控车间的布局可以分为车间入口、原材料区、加工区、装配区、成品区、设备维修区和办公区等几个功能区域。
1. 车间入口：车间入口应设在便于物流和人员流动的位置，方便原材料的进出和成品的出库。
2. 原材料区：原材料区应位于车间入口附近，便于原材料的存放和取用。
原材料应按照种类和规格进行分类存放，并做好标识，以便于工人快速找到所需材料。
3. 加工区：加工区是数控车间的核心区域，应合理布置各种数控机床和辅助设备。
数控机床之间的距离应保持一定的间隔，以便于操作和维护。
同时，加工区应设有合适的工作台和操作空间，以提高工作效率。
4. 装配区：装配区应位于加工区的附近，方便将加工好的零部件进行组装。
装配区应配备适当的工具和设备，以确保装配过程的顺利进行。
5. 成品区：成品区是存放已完成的产品的区域，应设在车间的一侧或角落，便于出库和运输。
成品区应根据产品的种类和规格进行分类存放，并做好标识，以便于及时发现和取用。
6. 设备维修区：设备维修区应设在车间的一侧或角落，方便进行设备的维护和修理。
维修区应配备必要的工具和设备，以确保设备的正常运行。
7. 办公区：办公区应设在车间的一侧或角落，提供员工的办公和休息场所。
办公区应配备必要的办公设备和家具，并保持整洁和安静。
二、细节考虑除了总体布局外，数控车间的布局还应考虑以下几个细节问题：1. 照明：数控车间应配备充足的照明设备，以确保工人在操作数控机床时有良好的视野，减少操作错误和事故的发生。
2. 通风：数控车间应有良好的通风系统，以确保空气流通，减少粉尘和有害气体的积聚，保护工人的健康。
3. 安全设施：数控车间应配备必要的安全设施，如灭火器、紧急停机按钮、安全防护网等，以确保工人的安全。
数控立式铣床机械结构设计--结构设计
数控立式铣床机械结构设计数控机床作为一种高自动化、高柔性、高精度、高效率的机械加工设备，决定了它在现代制造业中占有越来越重要的作用。
近年来，我国在中高档数控机床关键技术上有了较大突破，创造出一批具有自主知识产权的研究成果。
目前，在实际应用中有部分工件在加工微型孑L或铣削平面时，加工精度不高。
如果我们用传统的数控铣床对其加工，将导致加工效率低且加大设备和电力的损耗。
根据这种情况，我们设计了一种小型数控立式铣床。
该铣床造价大大低于传统数控机床，还能够满足教学上的使用，提高学生对数控铣床的理解与认识。
下文就对它的机械结构设计作一介绍。
1 机床的总体布局本机床是一台采用立式布置的小型数控铣床，机床床身尺寸(长×宽×高)为600 mm×8OO mm×1 4051Tim，主要由(如图1机床的结构简图所示)机床底座，横向溜板，X、y、Z方向进给步进电动机，工作台，机床床身，三相异步电动机，主轴箱以及相关的电气系统等部分组成。
机床的加工过程为：被加工零件固定于工作台4上，能够实现横向、纵向的进给运动；铣刀装夹在主轴箱8上，能够沿立柱的上下移动，进行铣削加工。
整个加工过程由PC进行控制，实现工件的自动加工。
该数控铣床的主要技术参数为：最大钻孔直径：28 mm；最大铣削能力：平面2．6×10 mm。
；主轴箱上下移动最大行程：345 mm；工作台工作面积：730 n'ln3×350 n3n3；工作台最大纵向行程：450 mm；工作台最大横向行程：250 n3m；机床底座面积：400 ITlm×680 n3n3；主轴变速范围：8O～ 1 650 r／min2 机床主传动系统及主轴组件设计2．1 机床主传动系统数控铣床主传动系统由主轴电动机、传动系统和主轴部件等部分组成，它与普通机床主传动系统相比结构较简单，这是由于变速功能主要由无级变速电动机来承担。
数控机床的机械结构
两级齿轮变速 液压拔叉实现齿轮滑移
22
CNC
4.3 数控机床的主传动系统
4.3.2 主轴的联接型式
➢ 定传动比的联结型式 主电动机和主轴一般采用定传动比的联结型
式，或是主电动机和主轴直接联结的型式，在使 用定传动比传动时，通常采用三角皮带或同步皮 带传动
电动机和主轴直接联结的型式，可以大大简 化主轴传动系统的结构，有效地提高主轴刚度和 可靠性。
4.4.2 数控机床进给传动系统的基本型式
➢ 数控机床的进给运动有两大类
– 直线进给运动:机床的基本坐标轴(X、Y、Z轴)以及和基本坐标轴平行的坐标轴(U 、V、W等)的运动
– 圆周进给运动:指绕基本坐标轴X、Y、Z回转的坐标轴运动。
➢ 实现直线进给运动主要有三种型式
▪ 通过丝杠(通常为滚珠丝杠或静压丝杠)螺母副，将伺服电动机的旋转运动变成直 线运动。
4.4.1数控机床对进给传动系统的要求
主要内容
（4）摩擦阻力要小
在进给系统中要尽量减少传动件之间的摩擦阻力， 尤其是减少丝杠传动和工作台运动导轨之间的摩擦， 以消除低速进给爬行现象，从而提高整个伺服进给系 统的稳定性。广泛采用滚珠丝杠和滚动导轨以及塑料 导轨和静压导轨。
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CNC
4.4 数控机床的进给传动系统
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CNC
4.3 数控机床的主传动系统
4.3.2 主轴的联接型式
➢ 用辅助机械变速机构联接 在使用无级变速传动的基础上，再增加两级或
三级辅助机械变速机构作为补充。通过分段变速方 式，确保低速时的大扭矩，扩大恒功率调速范围， 满足机床重切削时对扭矩的要求
辅助机械变速机构 ：通过电磁离合器、液压 或气动带动滑移齿轮等方式实现
4.3.1主传动的基本要求和变速方式
数控机床组成、工作原理以及特点
数控机床组成、工作原理以及特点第一节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2-1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。
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。
数控机床布局
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• 工。要有明快、干净、协调的人机界面，要尽可能改善操作者的 观察，要注意提高机虏；各部分的互锁能力，并设有紧急停车按 钮，要留有最有利于工件装夹的位置。将所有操作都集中在一个 操作面板上，操作面板要一目了然，不要有太多的按钮和指示灯， 以减少误操作。
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避免爬行的措施： 改善摩擦特性，使导轨静摩擦力尽量接近动摩擦力 滚动摩擦：f=0.005、△f ↓↓ 液体摩擦：f=0.0005、△f↓↓↓ 低摩擦副材料：塑料－铸铁（塑料软带、塑料导轨板） 高性能润滑油：极性添加剂→增大油膜强度 4、充分满足人性化要求 由于数控机床是一种高速度、高效率机床，在一个零件的加工时 间中，辅助时间也就是非切削时间占有较大比重，因此，压缩辅 助时间可大大提高生产率。目前已有许多数控机床采用多主轴、 多刀架及自动换刀等装置，特别是加工中心，可在一次装夹下完 成多工序的加工，节省大量装夹换刀时间。像这种自动化程度很 高的加工设备，与传统机床的手工操作不同，其操作性能有新的 含义。由于切削加工不需人工操作，故可采用封闭与半封闭式加
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使丝杠、工作台的惯量在系统中占有较小的比重 使高转速低转矩的伺服驱动装置的输出变为低转速大转矩 在开环系统中可归算所需的脉冲当量。 速比分配及传动级数对传动的转动惯量和执行件的失动的影响。 2、消除传动齿轮间隙的措施 齿侧间隙 造成开环、半闭环系统的反向失动量 使闭环系统的稳定性 消隙措施 刚性调整法 柔性调整法 具体可参阅相关书籍。
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数控机床的机械结构
2、广泛采用高效、无间隙传动装置和新技术、新产品 3、具有适应无人化、柔性化加工的特殊部件
4、对机械结构、零部件的要求高
1.3 数控机床对机械结构的基本要求
1、提高机床结构的静刚度
刚度：结构在特定的激扰下抵抗变形的能力。 静载荷下抵抗变形的能力称为静刚度，动载荷下抵抗变形的能力称为动刚度， 即引起单位振幅所需要的动态力。 静刚度一般用结构的在静载荷作用下的变形多少来衡量，动刚度则是用结构的 固有频率来衡量；
间并联机构为基础，利用
计算机数字控制的方法， 以软件取代部分硬件，以 电气装置和电子器件取代 部分机械传动。
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数控机床的机械结构
3 数控机床的导轨
3.1 数控机床对导轨的基本要求 机床上的直线运动部件都是沿着它的床身、立柱、横梁等上 的导轨进行运动的,导轨的作用概括地说是对运动部件起导向和 支承作用,导轨的制造精度及精度保持性对机床加工精度有着重 要作用的影响。基本要求主要有: 导向精度高; 精度保持性好; 足够的刚度; 良好的摩擦特性; 此外,导轨结构工艺性要好,便于制造和装配,便于检验、 调整和维修,而且有合理的 导轨防护和润滑措施等。
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数控机床的机械结构
3.2数控机床导轨的种类与特点
滑动导轨
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数控机床的机械结构
3.2数控机床导轨的种类与特点
滚动导轨 滚动导轨是在导轨面之间放置滚珠、滚柱、滚针等滚动体,
使导轨面之间的滑动摩擦变成为滚动摩擦。滚动导轨与滑动导
轨相比的优点是: ①灵敏度高,且其动摩擦与静摩擦系数相差甚微,因而运动 平稳,低速移动时,不易出现爬行现象。 ②定位精度高,重复定位精度可达0.2μm。
数控机床的知识
数控机床的知识数控机床的知识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。
下面店铺来介绍下数控机床相关的知识，希望大家觉得受用。
一、结构要求与总体布局在数控机床发展的最初阶段，其机械结构与通用机床相比没有多大的变化，只是在自动变速、刀架和工作台自动转位和手柄操作等方面作些改变。
随着数控技术的发展，考虑到它的控制方式和使用特点，才对机床的生产率、加工精度和寿命提出了更高的要求。
数控机床的主体机构有以下特点：1、由于采用了高性能的无级变速主轴及伺服传动系统，数控机床的极限传动结构大为简化，传动链也大大缩短;2、为适应连续的自动化加工和提高加工生产率，数控机床机械结构具有较高的静、动态刚度和阻尼精度，以及较高的耐磨性，而且热变形小;3、为减小摩擦、消除传动间隙和获得更高的加工精度，更多地采用了高效传动部件，如滚珠丝杠副和滚动导轨、消隙齿轮传动副等;4、为了改善劳动条件、减少辅助时间、改善操作性、提高劳动生产率，采用了刀具自动夹紧装置、刀库与自动换刀装置及自动排屑装置等辅助装置。
根据数控机床的适用场合和机构特点，对数控机床结构因提出以下要求：(一)较高的机床静、动刚度数控机床是按照数控编程或手动输入数据方式提供的指令自动进行加工的。
由于机械结构(如机床床身、导轨、工作台、刀架和主轴箱等)的几何精度与变形产生的定位误差在加工过程中不能人为地调整与补偿，因此，必须把各处机械结构部件产生的弹性变形控制在最小限度内，以保证所要求的加工精度与表面质量。
为了提高数控机床主轴的刚度，不但经常采用三支撑结构，而且选用钢性很好的双列短圆柱滚子轴承和角接触向心推力轴承铰接出相信忒力轴承，以减小主轴的径向和轴向变形。
为了提高机床大件的刚度，采用封闭界面的床身，并采用液力平衡减少移动部件因位置变动造成的机床变形。
为了提高机床各部件的接触刚度，增加机床的承载能力，采用刮研的方法增加单位面积上的接触点，并在结合面之间施加足够大的预加载荷，以增加接触面积。
数控习题
一、填空题（选择题是从里面挑的）1.数控车床由机床主体（数控装置）、（伺服系统驱动装置和检测装置）辅助装置几部分组成。
2.回转刀架在机床上的布局有两种形式，一种是刀架回转轴与主轴（平行），另一种是刀架回转轴与主轴（垂直）。
3.数控车床床身根据导轨与水平面的相对位置，它有四种布局形式，分别是（平床身）、（斜床身）（平床身斜滑板）（立床身）。
4.数控车床按加工零件的基本类型分为（立式）数控车床和（卧式）数控车床。
5.数控车床按刀架数量分为（单刀架）数控车床和（双刀架）数控车床。
6.车削加工中心是在普通数控车床的基础上，增加了（c）轴和动力头，更高级的数控车床带有刀库，可控制x、z和c三个坐标轴。
7.数控装置的功能通常包括（基本功能）和（选择功能）。
8.斜床身中小规格的数控车床，其床身的倾斜度以（60°）为宜。
C装置的功能主要反映在（准备功能）指令代码和（辅助功能）指令代码上。
10.（辅助）功能用来规定主轴的启动、停止，冷却液的开、关等。
11.按机床主轴的布置形式及机床的布局特点分类，可分为立式、卧式和龙门数控铣床及加工中心等。
12.三坐标数控铣床与加工中心的共同特点是除了具有普通铣床的工艺性能外，还具有加工需二轴联动、二轴半联动、三轴联动。
13.四轴联动是指在x,y,z三个直线移动坐标轴的基础上增加一个旋转轴，且4个轴可以联动。
14.加工面与水平面的夹角呈连续变化的零件称为变斜角类零件。
15.曲面类零件的特点：一是加工面不能展开为平面；二是加工面与铣刀始终为点接触。
16.立、卧两用数控机床是指一台机床有立式或卧式两个主轴，或者主轴可作90度旋转的数控铣床。
17.数控龙门铣床有工作台移动和龙门架移动的两种形式。
对于加工工位较多，工作台需多次旋转角度才能完成的零件，一般选用卧式加工中心；当加工的工位较少，且跨距不大时，可选立式加工中心，从一端进行加工。
二、选择题1.数控机床是采用数字化信号对机床的（B）进行控制。
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数控机床的布局特点
一、数控车床的布局结构特点
数控车床的床身结构和导轨有多种形式．主要有水平床身、倾斜床身、水平床身斜滑板以及直立床身等(图7-4)，一般中小型数控车床多采纳倾斜床身或水平床身斜滑板结构。
由于这种布局结构具有机床形状美观，占地面积小，易于排屑和冷却液的排流，便于操操作与观看，易于安装上下料机械手，实现全面自动化等特点。
倾斜床身还有一个优点是可采纳封闭截面整体结构，以提高床身的刚度。
a）水平床身b）倾斜床身c）水平床身斜滑板d)直立床身
二、加工中心和数控铣床的布局结构特点
加工中心的类型多样，它们的局形式随卧式和立式、工作台做进给运动和轴箱进给运动的不同而不同，但从总体来看，不外乎由基础部件、主轴部件、数控系统、自动换刀系统、自动交换托盘系统和帮助系统几大部分构成。
数控铣床无换刀系统，其布局特点与加工中心相像。
1．卧式加工中心
卧式加工中心通常采纳移动式立柱，工作台不升降，T形床身。
T形床身可以做成一体，这样刚度和精度保持性能比较好，当然其铸造和加工工艺性差些。
分别式T形床身的铸造和机械加工工艺性都大大改善，但联接部份要用定位键和专用的定位销定位，并用大尺寸螺栓紧
用以保证刚度和精度。
卧式加工中心的立柱普遍采纳双立柱框架结构形式，主轴箱在两立柱之间，沿导轨上下移动。
这种结构刚性大，热对称性好，稳定性高。
小型卧式加工中心多数采纳固定立柱式结构，其床身不大，且都是整体结构。
卧式加工中心各个坐标的运动可由工作台移动或由主轴移动来完成，也就是说某一方向的运功可以由刀具固定，工件移动来完成，或者是由工件固定，刀具移动来完成。
2．立式加工中心
立式加工中心与卧式加工中心相比，结构简洁，占地面积小，价格也廉价。
立式加工中心通常有三个直线运动坐标，由立柱或和工作台来实现平面上X、Y两个坐标轴的移动。
中、小规格机床的常用的结构形式是固定立柱、工作台移动式立式加工中心的布局。
立式加工中心通常有三个直线运动坐标，由溜板和工作台来实现平面上X、Y两个坐标铀的移动。
主轴箱沿立柱导轨上下移动实现Z坐标运动。
立式加工中心还可在工作台上安放一个第四轴A轴，可以加工螺旋线类和圆柱凸轮等零件。