数控机床的主要功能部件
简述数控系统的组成及各部分的主要功能
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简述数控车床的组成
简述数控车床的组成数控车床是一种通过计算机控制的自动化机床，它能够根据预先设置的程序进行高精度的加工。
下面将从数控车床的组成方面进行详细介绍。
数控车床主要由以下几个部分组成：1.床身：床身是数控车床的基础部件，用于支撑和固定其他各个部件。
床身通常由铸铁或钢板制成，具有足够的刚性和稳定性。
2.主轴：主轴是数控车床的核心部件，用于驱动工件进行旋转。
主轴通常由电机、主轴箱和主轴头等组成，能够提供足够的转速和转矩。
3.刀架：刀架是数控车床上刀具的支撑和调整部件。
刀架通常由刀架座、刀杆和刀架体组成，能够实现刀具的快速换装和精确调整。
4.进给系统：进给系统是数控车床实现工件加工的重要部分，用于控制刀架在各个方向上的运动。
进给系统一般由进给电机、进给装置和进给传动机构组成，能够实现高精度的进给运动。
5.控制系统：控制系统是数控车床的大脑，用于接收并处理加工程序，控制各个部件的运动。
控制系统一般由数控装置、伺服系统和编程装置组成，能够实现高精度的加工控制。
6.润滑系统：润滑系统是数控车床的重要组成部分，用于提供各个部件的润滑和冷却。
润滑系统一般由润滑泵、油箱和管路组成，能够保证机床的正常运行和寿命。
7.辅助装置：辅助装置是数控车床的附属设备，用于提供机床加工过程中的辅助功能。
常见的辅助装置有刀具测量仪、工件测量仪、自动换刀装置和自动送料装置等，能够提高机床的加工效率和自动化程度。
以上是数控车床的主要组成部分。
数控车床通过精确的控制系统，能够实现复杂工件的高精度加工。
随着科技的发展，数控车床的功能和性能不断提升，已经成为现代制造业中不可或缺的重要设备。
数控机床的结构组成及原理
数控机床的结构组成及原理数控机床是一种通过计算机控制的机床，可以实现多种复杂的加工操作。
它的结构组成及原理可以大致分为机床主体部分、控制系统部分和辅助装置部分。
一、机床主体部分1.床身：床身是整个数控机床的基础部分，承载整个机床的各个部件和装置，同时具有足够的刚性和稳定性。
床身通常由大型整体铸件制成，常见的有平面床、斜床和立式床等。
床身上设有导轨、滑块和滚珠丝杠等装置，用于支撑和导向主轴箱、工作台等。
2.主轴箱：主轴箱是数控机床的重要部件之一，通常由主轴、主轴动力装置、主轴箱座、电动机及其驱动装置等组成。
主轴箱用来传递动力，使主轴旋转，是实现机床加工功能的关键部分。
3.工作台：工作台是数控机床上用于夹持工件的装置，它可以沿各个方向进行移动和转动。
工作台通常由工作台体、刀架座、刀具变位装置等组成。
工作台的移动和转动由驱动装置控制，实现对工件的定位和加工。
二、控制系统部分1.数控装置：数控装置是整个机床的控制中心，由硬件部分和软件部分组成。
硬件部分包括主机、输入输出设备、接口电路等，软件部分是指数控机床的控制程序。
数控装置能够根据加工要求，自动生成加工程序，并控制机床的各个动作。
2.伺服系统：伺服系统是数控机床的动力系统，主要由伺服电机、传动机构和测量装置等组成。
伺服电机通过控制系统接收指令，根据要求实现各个轴向的运动。
传动机构将电机运动传递到工作台或刀架等部位，测量装置用于检测轴向运动的位置和速度。
三、辅助装置部分1.刀具变位装置：刀具变位装置是数控机床上用来实现刀具的换刀和夹紧的装置。
它能够实现快速的刀具换向和自动夹紧，提高机床的加工效率。
2.冷却液供给装置：冷却液供给装置是用于给切削过程提供冷却润滑的装置，它能够保持刀具的正常工作温度，延长刀具的使用寿命，并提高加工质量。
3.操作平台：操作平台是供操作人员进行操作和监控的地方，它通常设有显示屏、键盘、手柄等操作设备，用于输入指令、调整参数以及监控加工过程。
数控车床主要由哪几个部分构成
●数控车床主要由哪几个部分构成？车床主机车床主机是数控车床的机械部件，主要包括床身、主轴箱、刀架、尾座、进给传动机构等。
数控系统伺服驱动系统由伺服驱动电路和驱动装置两大部分组成。
辅助装置如液压、气动装置，冷却、照明、润滑、防护和排屑装置等。
机外编程器机外编程器是在普通的计算机上安装一套编程软件，使用这套编程软件以及相应的后置处理软件，就可以生成加工程序。
●数控机床的进给传动齿轮为什么要消除齿侧间隙，圆柱齿轮传动消除间隙的方法齿侧间隙会造成进给系统的反向动作落后于数控系统指令要求，形成跟随误差甚至是轮廓误差。
l 对闭环系统来说，齿侧间隙也会影响系统的稳定性。
因此，齿轮传动副常采用各种消除侧隙的措施，以尽量减小齿轮侧隙。
偏心轴套调整法锥度齿轮调整法双片齿轮错齿调整法●用数学式子说明逐点比较法加工的原理（直线）（在第一象限画图）这个是不是把PPT里面的那个图，加上判别式，再说明一下就可以了●位置检测装置在数控机床中的作用、其分类及各自的特点作用: 检测位移和速度，并发出反馈信号和数控装置发出的指令信号相比较，构成闭环、半闭环控制。
分类：数字式测量和模拟量测量数字式测量特点：1. 被测的量转换为脉冲个数，便于显示和处理；2.测量精度取决于测量单位，和量程基本无关；3. 测量装置比较简单，脉冲信号抗干扰能力较强。
模拟量测量特点：1.直接测量被测的量，无需变换；2.在小量程内实现较高精度的测量，技术成熟第二套：●试述滚珠丝杆螺母副的优点和缺点是什么传动效率高，摩擦损失小传动效率η＝0.92～0.96，可实现高速运动。
运动平稳无爬行摩擦阻力小，动、静摩擦系数之差极小，传动精度高.反向时无空程滚珠丝杆副经预紧后，可消除轴向间隙。
磨损小精度保持性好，使用寿命长。
具有运动的可逆性丝杆和螺母均可作主动件或从动件。
由于结构复杂，加工精度和表面质量要求高，故制造成本高。
不能自锁，特别是垂直安装时，会因自重而自动下降。
必须加制动装置。
简述数控车床的组成部分
简述数控车床的组成部分数控车床是一种通过计算机控制工作台和刀具实现加工的机床。
它由许多不同的组成部分组成，每个部分都有特定的功能和作用。
1.床身：数控车床的床身是机床的基础结构，用于支撑和固定其他组件。
床身通常由铸铁制成，具有足够的刚度和稳定性，以保证加工的精度和质量。
2.工作台：工作台是数控车床上放置工件的平台，也称为工作台。
它可以在各个方向上进行运动，以便于切削工具对工件进行加工。
工作台通常由铸铁制成，并且具有不同的形状和尺寸，以适应不同类型的加工任务。
3.主轴：主轴是数控车床上用于旋转切削工具的部件。
它由电机驱动，可以在不同的速度和方向上旋转。
主轴通常由高强度合金钢制成，并且具有高精度的轴承和冷却系统，以确保稳定的运转和高质量的加工。
4.刀架：刀架是数控车床上用于固定切削工具的部件。
刀架通常可以在水平和垂直方向上移动，以便于切削工具对工件进行不同方向的加工。
刀架通常由铸铁制成，并且具有刀具快速换位系统，以提高工作效率。
5.数控系统：数控车床的核心部件是数控系统。
数控系统由硬件和软件组成，用于接收和解析加工程序，控制机床的运动和操作。
数控系统通常由一台或多台工控机和PLC（可编程逻辑控制器）组成。
通过数控系统，操作人员可以轻松设置和调整加工参数，以实现高精度和高效率的加工。
6.刀具：刀具是数控车床上用于切削工件的工具。
刀具可以根据加工任务的不同，选择不同类型和规格的切削工具。
常见的刀具类型包括车刀、铣刀、钻头等。
刀具通常由高速钢或硬质合金制成，并且具有耐磨和高硬度的特性。
7.冷却系统：冷却系统是数控车床上用于冷却切削区域的系统。
在加工过程中，切削区域会产生大量的热量，如果不及时冷却，会导致工件变形或刀具磨损加剧。
冷却系统通常由冷却液（如切削液或冷却油）、冷却管路和泵组成，可以将冷却液传输到切削区域，降低温度并保持加工质量。
8.辅助装置：数控车床还可以配备一些辅助装置，以提高加工效率和便利性。
简述数控车床的结构组成
简述数控车床的结构组成数控车床是一种通过计算机控制的自动化机床，其结构组成包括床身、主轴箱、刀架、进给机构、液压系统、润滑系统、电气系统等部分。
床身是数控车床的基础和支撑部分，一般采用整体铸造或焊接而成，具有良好的刚性和稳定性。
床身上设置有主轴箱、刀架和进给机构等关键部件的安装位置，并通过各种连接件将各部件固定在床身上。
主轴箱是数控车床的核心部分，包括主轴、主轴驱动装置和主轴箱壳体等组成。
主轴是数控车床的动力来源，通过电机驱动实现工件的旋转。
主轴驱动装置负责将电机的旋转转化为主轴的旋转，并具有变速功能以满足不同加工要求。
主轴箱壳体起到保护主轴和主轴驱动装置的作用，同时具有防护、散热和降噪等功能。
刀架是数控车床上刀具的安装和运动部分，包括刀架座、刀架滑架、刀架驱动装置等组成。
刀架座是刀架的安装座，通过各种连接件与床身固定。
刀架滑架负责刀架的移动和定位，可以实现各种切削操作。
刀架驱动装置通过电机驱动刀架的运动，使刀具在工件上进行切削。
进给机构是数控车床的进给系统，包括进给轴、进给伺服装置和进给传动装置等组成。
进给轴负责工件在进给方向上的运动，可以实现不同速度和进给量的控制。
进给伺服装置负责将电机的旋转转化为进给轴的运动，并通过编码器等反馈装置实时监测和控制进给轴的位置和速度。
进给传动装置起到传递动力和运动的作用，一般采用齿轮传动或螺杆传动。
液压系统是数控车床的辅助系统，主要包括液压站、液压缸和液压管路等组成。
液压站负责液压系统的供油和控制，通过油泵将液压油送至液压缸以实现刀架和进给轴等部件的运动。
液压缸负责产生必要的力和压力，通过液压缸的伸缩实现刀架的升降和进给轴的进退。
液压管路起到传递液压油的作用，连接液压站和液压缸等部件。
润滑系统是数控车床的重要辅助系统，负责给各润滑点提供润滑油脂以减少磨损和摩擦，并冷却和清洗工作区域。
润滑系统包括油泵、油箱、油管和润滑装置等组成，通过油泵将润滑油送至润滑点以实现有效的润滑。
数控机床的组成
数控机床的工作原理
• 根据零件加工图样的要求确定零件加工的工艺过程、工艺参数和刀具 位移数据，再按编程手册的有关规定编写零件加工程序。然后数控装 置内计算机对数字和字符编码方式所记录信息进行系列处理向机床进 给等执行机构发出命令执行机构则按其命令对加工所需各种动作刀具 相对于工件运动轨迹、位移量和速度等实现自动控制从而完成工件加 工
• • • • •
数控装置具备的功能有：①多坐标控制②实现多种函数的插补 ③信息转换功能，如英制、公制转换、坐标转换、绝对值和增 量值转换④补偿功能，如刀具半径补偿、长度补偿、转动间隙 补偿、螺距误差补偿⑤多种加工方式选择，如可以实现各种加 工循环、重复加工⑥具有故障自诊断功能⑦通信和联网功能等。
• ⑥管理程序：当一个数据段开始插补时，管理程序即着手准备下一个 数据段的读入、译码、数据处理。即由它调用各个功能子程序，且保 证一个数据段加工过程中将下一个程序段准备完毕。一旦本数据段加 工完毕，即开始下一个数据段的插补加工。整个零件加工就是在这种 周而复始的过程中完成。
• 伺服电动机内装式脉冲编码器、旋转变压器、感应同步器、测速机、 光栅和磁尺等都常用的检测器件。
• 6 机床本体
• 数控机床的机械部件包括：主运动部件，进给运动执行部件，如工作 台、拖板及其传动部件，床身、立柱等支承部件；此外，还有冷却、 润滑、转位和夹紧等辅助装置。 数控机床的特点：具有很好的抗振性和刚度，相对运动面的摩擦因数 要小，进给传动部分之间的间隙要小，机械结构具有较高的动态刚度、 阻尼精度及耐磨性，热变形较小。
3 进给伺服驱动系统 进给伺服驱动系统由伺服控制电路、功率放大电路和伺服电动机组成。 作用：是把来自数控装置的位置控制移动指令转变成机床工作部件的运 动，使工作台按规定轨迹移动或精确定位，加工出符合图样要求的工 件，即把数控装置送来的微弱指令信号，放大成能驱动伺动电动机的 大功率信号。 常用的伺服电动机有步进电动机、直流伺服电动机和交流伺服电动机。 根据接收指令的不同，伺服驱动有脉冲式和模拟式，而模拟式伺服驱 动方式按驱动电动机的电源种类，可分为直流伺服驱动和交流伺服驱 动。步进电动机采用脉冲驱动方式，交、直流伺服电动机采用模拟式 驱动方式。
数控机床主轴部件结构
数控机床主轴部件结构1.主轴箱体：主轴箱体是主轴部件的主要支撑部分，通常由铸铁或钢板焊接而成。
其主要功能是支撑主轴轴承和主轴电机，并提供刚性和稳定的工作环境。
主轴箱体通常有进给箱和冷却箱两个部分，进给箱用于传送动力和转矩到主轴，而冷却箱则用于散热和冷却主轴。
2.主轴轴承：主轴轴承用于支撑和定位主轴，使其能够高速旋转并承受工作负载。
根据不同的需求，主轴轴承可以分为滚动轴承和滑动轴承两种类型。
滚动轴承主要有角接触球轴承、圆锥滚子轴承和球面滚子轴承等；滑动轴承则有液体静压轴承和磁浮轴承等。
主轴轴承通常由高速钢或陶瓷制成，以提供低摩擦和高刚度的特性。
3.主轴电机：主轴电机用于提供主轴的驱动力和转矩。
根据不同的需求和机床类型，主轴电机可以采用交流电机、直流电机或伺服电机等。
交流电机通常具有较好的响应性和调速性能，而直流电机则提供更高的转矩和速度范围。
伺服电机则结合了交流电机和伺服控制系统，可实现更精确的位置和速度控制。
4.主轴夹头：主轴夹头用于夹持工件或刀具，使其与主轴保持刚性连接。
主轴夹头通常有机械夹头和液压夹头两种类型。
机械夹头通过螺纹、卡盘或夹具等机械结构实现夹紧，适用于一般的加工需求。
液压夹头则通过液压系统提供更高的夹紧力和精确的夹紧位置，适用于高精度加工和重负载切削。
除了以上主要部件，数控机床主轴还可能包括冷却系统、振动补偿系统、联轴器等。
冷却系统用于降低主轴温度，保证加工质量和主轴寿命；振动补偿系统用于抑制主轴振动，提高加工质量和效率；联轴器用于连接主轴电机和主轴轴承，传递动力和转矩。
总之，数控机床主轴部件结构的设计旨在实现稳定高速、高精度的加工要求。
不同的机床和加工需求可能会有不同的主轴结构和配置，但其核心目标都是提供高效的驱动力和承载能力，以满足工业生产的要求。
数控机床的主要功能部件分析
轴承精度级 E级(高级)
B级(超精级)
C级(特精级)
D级(精密级)
普通精度机床前轴承常用C、D级, 后轴承常用D、E级
2、主轴滚动轴承的配置
合理配置轴承对提高主轴部件的刚度,精度,降低支承温升有很大的 作用. 图a后端定位,推力轴承在后支承的两侧 ,主轴热变形向前伸.细长主 轴受轴向力容易弯曲变形,但前支座简单。 图b两端定位,推力轴承分别布置到两支承的外侧。 优点是轴承轴向间隙可以在后端方便地进调整 ,对主轴热变形敏感,适合 于短主轴。 图c,d 都是前支承固定.前支承刚度较高,主轴热伸长后另一端为自 由端,不影响主轴精度.图c推力轴承在前支承两侧,使主轴的悬伸长度增 加.影响主轴刚度,图d 两个推力轴承安排在前支承的内侧,克服了图c 的缺点, 一般高速精密机床的主轴多采用该方案。
双列推力向心球轴承,接触角为60°,球径小,数目多,能承受双向轴向载
荷，调整中间隔套能予紧轴承调整间隙，允许转速高。 在数控机床中， 轴承一般都要同时承受轴向载荷和径向载荷的联合载荷的作用。对数控机
床主轴而言，主轴通径，精度，刚度及加速度，温升等参数是更为重要的
要求。 所以大接触角的角接触球轴承不论在主传动还是进给传动中均有 广泛的使用。现在开发的专用数控主轴轴承及滚珠丝杠专用轴承均是角接 触轴承。双列推力向心球轴承 ,通常与双列圆柱滚子轴承配套一起用作主 轴的前支承。 带凸肩双列园柱滚子轴承也常作主轴的前支承。其滚子是空心的；有吸 振，缓冲，起有效冷却的作用。
改变时,步距角可以减小一半。
这种通电方式的特点是它在整个通电过程中 , 始终有一相处于通电状态 , 转 子齿始终有磁场吸引。
2、步进电机进给系统传动比及脉冲当量的计算(已知条件如下)
α
简述数控机床的结构及组成
简述数控机床的结构及组成一、数控机床的概述数控机床是一种高精度、高效率、高自动化程度的机床，它采用计算机控制系统来实现工件的加工。
与传统机床相比，数控机床具有精度高、生产效率高、操作简单等优点，因此在现代制造业中得到了广泛应用。
二、数控机床的结构数控机床主要由以下几个部分组成：主轴箱、工作台、导轨系统、刀库和液压系统等。
1. 主轴箱主轴箱是数控机床的核心部件，它包含了主轴和主轴驱动装置。
主轴是用来安装刀具并进行加工的部件，而主轴驱动装置则负责带动主轴旋转。
主轴箱通常由铸铁或钢板焊接而成，其内部采用优质滚动轴承或滑动导轨等结构。
2. 工作台工作台是用来固定工件并进行加工的部件。
根据不同的加工需求，工作台可以分为平面式和立式两种类型。
平面式工作台通常用于平面零件加工，而立式工作台则适用于非平面零件的加工。
3. 导轨系统导轨系统是数控机床的重要组成部分，它负责支撑和定位主轴箱、工作台等部件。
导轨系统通常由滚珠丝杠、直线导轨等组成，其精度和刚度直接影响到机床的加工精度和稳定性。
4. 刀库刀库是用来存放刀具的部件，它通常由多个刀柄和一个转盘组成。
不同类型的刀具可以根据需要进行更换，以满足不同的加工需求。
5. 液压系统液压系统是数控机床的动力源，它负责驱动各种液压元件来完成机床各项功能。
液压系统通常包括油泵、油箱、油管等部件，其性能直接影响到机床的运行效率和稳定性。
三、数控机床的组成数控机床由以下几个主要组成部分构成：1. 数控装置数控装置是数控机床最重要的组成部分之一，它负责对加工过程进行监测和控制。
数控装置通常由计算机、数字信号处理器、编码器等组成，可以实现加工参数的自动调整和控制。
2. 伺服系统伺服系统是数控机床的关键部分之一，它负责驱动主轴箱、工作台等部件进行运动。
伺服系统通常由电机、减速器、编码器等组成，其性能直接影响到机床的加工精度和效率。
3. 控制面板控制面板是数控机床的人机交互界面，它负责向操作员提供操作界面和参数设置功能。
数控车床的加工原理及主要组成部分的功能
一、数控车床的加工原理数控车床是一种通过预先编写好的加工程序来控制工件在加工过程中实现自动换刀、自动进给、自动测量等功能的机床。
其加工原理主要包括以下几个方面：1. 自动化加工：数控车床通过预先设定的加工程序，可以实现工件的自动换刀、自动进给、自动测量等功能，大大提高了加工效率和精度。
2. 数控系统控制：数控车床的加工原理基于数控系统的控制，通过数控程序来准确控制刀具的运动轨迹、进给速度、切削深度等参数，实现精确的加工。
3. 多轴联动：数控车床通常具有多轴联动的功能，可以在不同坐标轴上实现复杂的加工动作，如车削、镗削、钻孔等。
4. 高速切削：数控车床通过提高切削速度和进给速度，可以实现高速切削，提高加工效率。
二、数控车床的主要组成部分及功能1. 机床主体：数控车床的机床主体包括床身、主轴、导轨等部分，主要功能是支撑工件和刀具，保证刀具的精确定位和工件的稳定加工。
2. 数控系统：数控系统是数控车床的核心部件，负责控制整个加工过程。
其中包括数控主轴驱动系统、数控进给系统、数控自动测量系统等。
3. 刀架和刀塔：刀架和刀塔是数控车床上的刀具传动装置，可以实现多种刀具的自动换装和自动选择，实现不同加工工艺的需求。
4. 进给系统：进给系统负责控制工件在加工过程中的进给速度和进给轨迹，可根据预先编写的加工程序实现自动进给和自动停止。
5. 自动测量系统：数控车床还配备了自动测量系统，可以实现对加工工件尺寸的自动检测和测量，保证加工精度。
6. 冷却润滑系统：在高速切削加工中，数控车床需要配备冷却润滑系统，保证刀具和工件在加工过程中不会受到过热损伤，同时提高切削效率。
7. 机床保护装置：数控车床还配备了各种安全保护装置，如过载保护、断电保护、急停装置等，保证操作人员和设备的安全。
总结：数控车床是一种高精度、高效率的加工设备，其加工原理基于数控系统的自动化控制，主要由机床主体、数控系统、刀架和刀塔、进给系统、自动测量系统、冷却润滑系统、机床保护装置等组成。
数控机床的系统组成及其功能
数控机床的系统组成及其功能数控机床是一种高度自动化的机床，它利用数字控制技术来加工金属或其他材料。
数控机床的系统组成包括以下几个主要部分：1.数控装置：数控装置是数控机床的核心部件，它通过接收输入的加工程序，将加工过程转化为一系列的指令，控制机床的各个部件进行精确的运动。
数控装置一般由计算机硬件、控制软件和输入输出接口等组成。
2.进给系统：进给系统是数控机床的重要部分，它负责将动力传递给机床的各个运动部件，包括工作台、主轴、刀架等。
进给系统通常由电动机、丝杠、齿轮、轴承等组成，通过改变电动机的转速和旋转方向来控制机床的运动速度和方向。
3.主轴系统：主轴系统是数控机床的关键部件，它负责驱动刀具进行切削加工。
主轴系统一般由电动机、主轴、轴承、刀具夹头等组成，通过调节电动机的转速和旋转方向来控制刀具的旋转速度和旋转方向。
4.辅助装置：数控机床的辅助装置包括冷却系统、润滑系统、排屑系统、照明系统等，它们分别负责提供冷却液、润滑油、排除切屑、照明等工作。
这些辅助装置对于保证机床的正常运转和加工过程的顺利进行至关重要。
5.控制系统：控制系统是数控机床的基础部分，它通过接收操作者输入的指令，将加工过程转化为一系列的数控指令，控制机床的各个部件进行精确的运动。
控制系统通常由控制器、操作面板、传感器等组成，通过调节电动机的转速和旋转方向来控制刀具的旋转速度和旋转方向。
数控机床的功能非常广泛，它可以加工各种类型的零件，包括金属和非金属材料，如钢、铸铁、有色金属、塑料等。
数控机床可以完成多种加工操作，如车削、铣削、钻孔、攻丝、磨削等。
此外，数控机床还可以进行精确的测量和检验，确保加工出的零件符合精度要求。
除了自动化和高精度，数控机床还具有高效率的特点。
由于数控机床可以同时控制多个坐标轴，因此它可以一次装夹多个工件，减少装夹和测量时间，提高生产效率。
此外，数控机床还可以进行在线监测和故障诊断，及时发现并解决问题，减少停机时间和维修成本。
数控机床的结构组成及组成部分的作用
数控机床的结构组成及组成部分的作用数控机床是指通过数控系统控制机床进行加工的一种机床。
它由许多不同的部件组成，每个部件都有着特定的作用。
本文将详细介绍数控机床的结构组成及各组成部分的作用。
一、数控机床的结构组成数控机床的结构主要包括数控系统、机床本体、执行机构和辅助设备等四个部分。
1. 数控系统：数控系统是数控机床的核心部分，负责接收、解释和处理用户输入的加工程序，并将其转化为机床能够执行的运动控制指令。
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、输入输出设备、存储设备等，而软件则包括数控程序编辑器、解释器和运动控制算法等。
数控系统的性能和功能对整个机床的加工精度和效率有着重要影响。
2. 机床本体：机床本体是数控机床的主体部分，用于固定和支撑工件和刀具，实现加工运动。
机床本体通常由床身、工作台、主轴箱、进给机构等组成。
床身是机床的主要支撑结构，用于承载各个部件的安装。
工作台是固定工件的平台，通常可以沿X、Y、Z三个方向进行运动。
主轴箱则用于固定和驱动主轴，实现旋转运动。
进给机构负责控制工作台和主轴的运动，实现加工过程中的进给和进给速度控制。
3. 执行机构：执行机构是数控机床实现加工运动的关键部分，主要包括主轴和进给轴等。
主轴是负责旋转的部件，用于驱动刀具进行切削加工。
进给轴则用于控制工作台和刀具在X、Y、Z轴方向的移动。
执行机构的精度和稳定性对加工质量和效率有着重要影响。
4. 辅助设备：辅助设备主要包括刀库、刀具测量装置、冷却液系统等。
刀库用于存放不同类型的刀具，方便刀具的更换和管理。
刀具测量装置则用于测量刀具的尺寸和磨损情况，以便及时更换和修复。
冷却液系统则用于降低加工过程中的温度，提高加工质量和刀具寿命。
二、各组成部分的作用1. 数控系统的作用：数控系统是数控机床的大脑，它负责接收用户输入的加工程序，并将其转化为机床能够执行的运动控制指令。
数控系统具有高精度、高效率、高稳定性的特点，能够实现复杂的加工过程控制，提高加工精度和生产效率。
数控机床的主要功能部件
导轨
导轨是数控机床的重要功 能部件之一，它能够承受 载荷并提供运动导向，为 数控机床的加工提供稳定 和精确的运动轨迹。
导轨具有高刚度、高精度 、低摩擦、高耐久性的特 点，能够保证数控机床在 加工过程中的稳定性和精 确性。
03
CNC系统能够实现多轴联动加 工，提高加工效率和加工精度 ，广泛应用于各种复杂零件的 加工。
PLC系统
PLC系统是数控机床的辅助控制系统，用于实现机床的逻辑控制和顺序控 制。
PLC系统通过输入输出接口与机床的各个部件相连，接收操作信号和检测 信号，控制机床的启动、停止、换刀等动作。
PLC系统的可靠性高，能够保证数控机床的安全稳定运行。
滚珠丝杠
滚珠丝杠是数控机床的关键功能部件 之一，它能够将旋转运动转化为直线 运动，为数控机床的加工提供精确的 位置控制。
滚珠丝杠的结构紧凑，传动效率高， 能够满足数控机床在高速、高精度加 工中的要求。
滚珠丝杠具有高精度、高刚度、低摩 擦、高可靠性的特点，能够实现高速 进给和精密定位，从而提高数控机床 的加工效率和加工精度。
换刀装置则负责在加工过程中自动更换刀具，提高加工效率和自动化 程度。
刀库和换刀装置的设计需考虑刀具的存放数量、换刀速度和精度以及 刀具管理等方面的因素。
此外，为了保证加工质量和安全性，还需对刀具进行严格的管理和控 制，确保刀具的正确使用和及时更换。
冷却系统
冷却系统通常由冷却液、冷却管道和喷嘴等组 成，根据机床结构和加工需求进行设计和布置
排屑系统通常由排屑器、排屑 管道和集屑箱等组成，根据机 床结构和加工需求进行设计和 布置。
数控机床的基本硬件组成
数控机床的基本硬件组成数控机床的基本硬件组成主要包括机床主体、数控装置、执行机构、传感器、控制系统和外围设备等几个方面。
一、机床主体机床主体是数控机床的核心组成部分，它包括床身、工作台、主轴箱、导轨、滚珠丝杠等元件。
床身是数控机床的基础部件，用于支撑和固定整个机床的各部件。
工作台是用来夹持和定位加工件的，可以进行水平和垂直的移动。
主轴箱是主轴的载体，主轴可以进行高速旋转，驱动刀具进行切削加工。
导轨和滚珠丝杠等元件用于控制移动部件的精确定位和运动。
二、数控装置数控装置是控制和指挥整个数控机床工作的核心设备，它由硬件和软件两部分组成。
硬件部分包括中央处理器、输入输出设备、存储器等元件，它们可以接收和解析用户输入的加工程序，控制机床的运动轴、工作状态和刀具换刀等操作。
软件部分包括操作系统、数控编程软件和运动控制软件等，它们负责将用户编写的加工程序翻译成机床能够理解和执行的指令。
三、执行机构执行机构是数控机床实现各种运动的关键部件，它由伺服电机、液压元件、传动装置等组成。
伺服电机是控制机床轴运动的主要动力源，通过接收数控装置发出的指令，控制运动轴的位置和速度。
液压元件主要用于数控机床的夹紧装置、换刀装置和刀具升降等操作，通过控制液压系统的压力和流量，实现相关部件的运动。
传动装置负责将电机的旋转运动转化为机床各轴的线性或转动运动。
四、传感器传感器用于感知和测量数控机床的运动状态和工件的加工情况，它们通常包括位移传感器、角度传感器、力传感器等。
位移传感器用于检测与测量各轴的位置和运动速度，通过反馈信号给数控装置进行位置控制。
角度传感器用于测量数控机床旋转轴的转角和转速，主要用于主轴和转台等部件的控制。
力传感器则可以测量加工刀具的切削力以及夹紧装置的紧固力，用于判断工件的质量和加工状态。
五、控制系统控制系统是数控机床的大脑，它由数控装置和执行机构之间的连接和交互部分组成，负责对机床的工作状态进行监控和控制。
控制系统通过实时采集和处理传感器的数据，根据用户输入的加工程序和指令，调整伺服电机的输出以控制机床运动轴的位置和速度。
简述数控机床的基本组成部分及其基本功能
简述数控机床的基本组成部分及其基本功能简述数控机床的基本组成部分及其基本功能数控机床的基本组成包括加工程序载体、数控装置、伺服驱动装置、机床主体和其他辅助装置。
1)加工程序载体数控机床工作时，不需要工人直接去操作机床，要对数控机床进行控制，必须编制加工程序。
零件加工程序中，包括机床上刀具和工件的相对运动轨迹、工艺参数（进给量主轴转速等）和辅助运动等。
将零件加工程序用一定的格式和代码，存储在一种程序载体上，如穿孔纸带、盒式磁带、软磁盘等,通过数控机床的输入装置，将程序信息输入到CNC单元。
2) 数控装置数控装置是数控机床的核心。
现代数控装置均采用CNC（Computer Numerical Control）形式，这种CNC装置一般使用多个微处理器，以程序化的软件形式实现数控功能，因此又称软件数控（Software NC）。
CNC 系统是一种位置控制系统，它是根据输入数据插补出理想的运动轨迹,然后输出到执行部件加工出所需要的零件.因此，数控装置主要由输入、处理和输出三个基本部分构成。
而所有这些工作都由计算机的系统程序进行合理地组织，使整个系统协调地进行工作.3）伺服与测量反馈系统伺服系统是数控机床的重要组成部分，用于实现数控机床的进给伺服控制和主轴伺服控制。
伺服系统的作用是把接受来自数控装置的指令信息,经功率放大、整形处理后,转换成机床执行部件的直线位移或角位移运动。
由于伺服系统是数控机床的最后环节,其性能将直接影响数控机床的精度和速度等技术指标,因此，对数控机床的伺服驱动装置，要求具有良好的快速反应性能,准确而灵敏地跟踪数控装置发出的数字指令信号，并能忠实地执行来自数控装置的指令，提高系统的动态跟随特性和静态跟踪精度.4）机床主体机床主机是数控机床的主体。
它包括床身、底座、立柱、横梁、滑座、工作台、主轴箱、进给机构、刀架及自动换刀装置等机械部件。
它是在数控机床上自动地完成各种切削加工的机械部分.5）数控机床辅助装置辅助装置是保证充分发挥数控机床功能所必需的配套装置，常用的辅助装置包括：气动、液压装置,排屑装置,冷却、润滑装置，回转工作台和数控分度头，防护,照明等各种辅助装置。
数控机床的四大组成部分
数控机床的四大组成部分
数控机床的四大组成部分数控机床主要由主机部分、控制部分、驱动装置和辅助装置四部分组成。
（1）主机部分它是数控机床的主体，是数控机床的机械部件。
它包括床身、主轴箱、刀架、尾座、进给机构等组成。
（2）控制部分控制部分又称CNC装置，它是控制机床的核心，一般是一台机床专用控制计算机（包括机床印制板电路、屏幕显示器、键盘、纸带、磁带、驱动电路等）。
输入到控制部分的程序指令记录在信息载体上由程序读入装置接收，或由控制部分的键盘直接手动输入。
（3）驱动装置驱动装置是数控机床的执行机构的驱动部件，包括主轴电机、进给伺服电机等。
（4）辅助装置辅助装置是指数控机床的一些配套部件，包括液压、气动装置及冷却系统和排泄装置、防护设备等。
数控机床应用数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床，能够根据已编好的程序，使机床动作并加工零件。
它综合了机械、自动化、计算机、测量、微电子等最新技术，使用了多种传感器，在数控机床上应用的传感器主要有光电编码器、直线光栅、接近开关、温度传感器、霍尔传感器、电流传感器、电压传感器、压力传感器、液位传感器、旋转变压器、感应同步器、速度传感器等，主要用来检测位置、直线位移和角位移、速度、压力、温度等。
1、数控机床对传感器的要求1）可靠性高和抗干扰性强；
2）满足精度和速度的要求；
3）使用维护方便，适合机床运行环境；
4）成本低。
不同种类数控机床对传感器的要求也不尽相同，一般来说，大型机床要求速度响应高，中。
数控机床的功能部件
模块二 数控机床的运动部件
大连理工大学出版社
1.主轴前端结构 主轴的前端用于安装刀具或夹具，机床工作时主轴直接 承受切削力，因此要求主轴前端结构保证定位准确、安装可 靠、能传递足够的扭矩。 如图所示数控车床的主轴前端采用短圆锥法兰盘结构，具 有定心精度高、主轴的悬伸长度短、刚度好等优点。
数控车床主轴前端结构
★了解和掌握各功能部件的组成、结构特点及 工作性能，对操作或维护数控机床有直接的指导 意义。
大连理工大学出版社
模块一 数控机床功能部件及专业化制造
二、功能部件的专业化制造
大连理工大学出版社
★功能部件的成本在一台数控机床的总成本中占有很大的比重, 根据机床功能配 置的不同, 一般都占到60%以上。
★功能部件生产的专业化已成为国内外数控机床制造行业的普遍做法。 ★实施专业化生产，能不断提升功能部件发展水平，为机床制造厂提供功能完 善、品质优良、运行可靠、结构标准化的选件。以缩短机床新品开发和制造周期， 为数控机床的快速发展奠定坚实的基础.
模块二 数控机床的运动部件
大连理工大学出版社
3.由调速电动机直接驱动的主传动系统 如图2-2（c）所示，主轴电动机经联轴器驱动主轴的传动结构，简化了主轴箱体与 主轴的结构，但是主轴输出扭矩小，电动机发热对主轴的精度影响较大。
图2-2 （c）
模块二 数控机床的运动部件
电机直接驱动主轴的结构如图2-7所示。 使用这种电动机可实现纯电气定向，而且主轴的 控制功能可以很容易与数控系统相连接并可提高 启动、停止的响应特性。
模块二 数控机床的运动部件
主轴前端为7∶24锥孔
大连理工大学出版社
数控镗铣床和加工中心 主轴前端结构
功能部件是数控机床的重要组成部分，它的性能已成为整机性能主轴 的决定性因素。
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双列推力向心球轴承,接触角为60°,球径小,数目多,能承受双向轴向载
荷，调整中间隔套能予紧轴承调整间隙，允许转速高。 在数控机床中， 轴承一般都要同时承受轴向载荷和径向载荷的联合载荷的作用。对数控机
床主轴而言，主轴通径，精度，刚度及加速度，温升等参数是更为重要的
要求。 所以大接触角的角接触球轴承不论在主传动还是进给传动中均有 广泛的使用。现在开发的专用数控主轴轴承及滚珠丝杠专用轴承均是角接 触轴承。双列推力向心球轴承 ,通常与双列圆柱滚子轴承配套一起用作主 轴的前支承。 带凸肩双列园柱滚子轴承也常作主轴的前支承。其滚子是空心的；有吸 振，缓冲，起有效冷却的作用。
M切切削扭矩
n主主轴转速 N机械机械效率
（N﹒cm
（r/min
牛顿﹒厘米）
转/分）
一般取0.7～0.85
主传动中的零件尺寸是根据 N 主 （功率）确定的，如果主传动功
率定得过大，则主传动的零件，尺寸粗大造成强度富裕和浪费，而定 得过小，则达不到规定的生产效率，甚至造成零件的损坏。由于影响 切削加工的因素非常多。目前仅依靠理论计算确定功率还很困难。所 以常用的方法是类比法、实验（测）法和理论计算法几种方法相结合 的方法来确定。
Z1+Z2=80
Z1/Z2=4/6
∴Z1/Z2=32/48
举例2：
Z2
α °
Zw
步进电机
α°
图b
Zk
Z1
步进电机数控转台
已知： 步进电机步距角
=0.90
Zk蜗杆头数
Zw蜗轮齿数 Z1传动齿轮1
Zk=1
Zw=60
Z2传动齿轮2
z1 i z2
转台脉冲当量，取0.010一般为（或0.0020～0.0050）
R主 139 9.9 R电总 14.1
也就是说主轴电机必须串联一个调速范围达到9.9的变速箱才 能满足已知条件的要求。
主 轴 转 速：11.5r/min----102r/min----1600r/min
电机对应转速：169r/min-----1500r/min---2400r/min
确定。
C）交流主轴电机(作主传动电机)主传动方案分析
举例：已知条件 n主max=1600 r/min n主min=11.5 r/min M主max=705.6 N.m Nmax =5 KW (主轴输出最大转矩) (主轴输出最大功率）
一、粗选电机 额定功率 Nmax=7.5 KW 额定转速 nn=1500r/min nmax=2400r/min
改变时,步距角可以减小一半。
这种通电方式的特点是它在整个通电过程中 , 始终有一相处于通电状态 , 转 子齿始终有磁场吸引。
2、步进电机进给系统传动比及脉冲当量的计算(已知条件如下)
α
、
步距角
α =0.9°
t、 丝杠导程(或螺距)一般纵向丝杠导程取(6﹑8﹑10)mm ， 横向丝杠导程取(4～5)mm
求Z1=?，Z2=?
列出运动方程式：
将已知条件带入：
z1 z k z2 zw
0.9 i 1 0.01 60
0.01 2 i 60 0 .9 3
若A=60mm，m=2,则，
则 A
m( z1 z 2 ) z z2 2
z1+z2=60
Z1、传动齿轮1
Z2、传动齿轮2 i、 传动比 i=Z1/Z2
t(导程)
Z2
Z1Байду номын сангаас
脉冲当量:步进电机每接受一个进给脉冲,工作台移动的距离. 一般工作台纵向移动的脉冲当量在(0.005-0.01) 通常选0.01便于计算； 一般工作台横向移动的脉冲当量在(0.002-0.01) 通常选0.005。 举例 1):列出运动方程式 Z1
异步电动机有很大的不一样。因为交流主轴伺服电机要求在不同转速下 工作,各转速的磁损都要尽可能小。另外为了方便定子在空气中散热，定
子的外面一般都没有机壳，另外，为了加强冷却效果,定子在轴向也设计
了通风口。定子的外形一般都设计成四方形或六方形。便于电机在机床 中的安装。在电机的尾端装有检测用的与转子轴同轴的脉冲编码器。交
a) b) c) d)
3、主轴轴承的预紧 采用予紧方法 , 合理选择予紧量可以提高主轴部件的 刚度和抗振性。 对滚动轴承间隙的调整,通常是使轴承内,外圈作相对 的轴向位移实现的 常用的方法有:
a、轴承内圈移动法；
结构简单,予紧量不易控制
带锁紧的园螺母 , 右端的园螺母限制了轴承
内圈的移动；
b、修后座圈或隔套。
恒扭矩工作区
n计
nmax
恒功率工作区
转速
4、主传动参数的确定
a)主传动的功率
主传动的功率根据切削功率N切和主传动运动链的机械效率按下式确定 :
N主
N切
机械
N切
P z V切 M 切 n主 kw 6000 955000
其中 : PZ切削力的切向分力（N ,牛顿） V切切削速度 （m/min 米/分）
当定子A相绕组通以直流电时，A相产生磁场，吸引在A相附近的1、3齿，转 则定子A相磁场消失，而B相产生磁场，此时，在B相磁场的作用下又吸引了最靠 近B相的2、4齿。2、4齿与定子B相对齐，转子又逆时针方向旋转30°后停止。
子1、3齿与A相对齐，电机转子逆时针旋转30°后停止。然后A相断电，B相通电。
b）主传动调速范围 对于主传动为旋转运动的车床为例，主轴转速n (r/min) ，由切削速度 V (m/min) ，工件加工直径 d(mm) 来确定。 而
n 1000 v r / min d
nmax
1000 vmax d min
调速范围
Rn
nmax nmin
一般情况下调速范围也沿用类比法和计算法相结合的方法
按A→B→C→A→B… 的顺序连续通电，则步进电机一步一步地沿逆时针方
向不停地旋转。这种通电方式称为三拍控制。即三相三拍反应式步进电机。若 步进电机按A→C→B→A→C→B→A…的顺序通电， 则电机反向旋转。
此种通电方式在A相断电B相尚未接通时，转子齿不受磁场控制，转子转动不平 稳。如果把通电方式改为A相通电后，再A–B两相同时通电.则定子附近转子上的14 齿 , 同时受到A﹑B两相磁极的吸引， 1-4 齿将位于A﹑B两相磁极之间。当以 A→AB→B→BC→C→CA→A的顺序通电，步进电机每接受一个脉冲逆时针方向旋转 15°，这种通电方式称为六拍控制方式。当步进电机定转子齿数不变 , 控制方式
一、步进电机 1、步进电机的结构原理 步进电机是一种能将数控装置输入的进给脉冲转化成角位移的特殊电机，它每接受
一个进给脉冲步进电机就走一步，转过一定的角度。这个角度称为步距角，用α 表示。
只要控制输入脉冲的数量，便可控制步进电机位移量大小。而控制输入脉冲的频率， 便可控制步进电机的速度。 下面以反应式功率步进电机为例讲解其动作原理 所谓反应式就是电机转子上无绕组，步进运行靠定子绕组通入激磁 电流产生反应力矩而实现的。 在电机的定子上有三相绕组，故称三相步进电机。
主轴在11.5 r/min～102 r/min之间是恒扭矩输出
R主轴恒扭矩 102 8.87 11.5
电动机的恒功率转速段为1500r/min～2400r/min 电动机的转速小于1500r/min以下时，为恒扭矩段。 主轴102 r/min时，对应的电机转速为1500r/min
∴电动机传递恒扭矩时的最低转速为：
更加强化了这种趋势。
1) 交流主轴伺服电机的结构 交流伺服电动机的结构有鼠笼式感应电动机和永磁式同步电动机二种，
而通常主轴电机采用鼠笼式感应电动机的结构，进给伺服电动机, 常用
永磁式同步电机的结构形式。
交流主轴伺服电机与普通三相异步电动机的结构有很多地方都很相似。
交流主轴伺服电机的定子虽然也是三相绕组，但是它的磁路设计与普通
360
Z2
t 0.01
360
i t 0.01
设 α °=0.9° t=6mm 代入数据
0.01 360 4 i 0.9 6 6
0.01 360 i t
若A=80mm (中心距) m=2
联立求解得 Z1=32
A=m(Z1+Z2)/2
Z2=48
整流器
PWM逆变器
3、交流主轴电机的转矩，转速，功率特性
电机性能
交流主轴电机的(转速，力矩)，(转速，功率)特性曲线 反映它的性能，其特性曲线如图所示； 切削机床要求电机在计算转速以下的恒扭矩工作区具有粗 加工的能力。
功率 力矩
Tn（力矩转速曲线） N(kw) Tn(Nm) N（功率转速曲线）
nmin
联立：
z1 2 z 3 2 z2=36, z1=24 z z 60 1 2
结论：步进电机的进给系统使用齿轮传动，一是为了求得所需要的脉冲
当量，二是可以起增大转矩的作用。
数控机床的主轴部件及主传动系统
一、主轴部件 (典型车床及铣床主轴部件结构,略)
1 、主轴部件常用滚动轴承的类型
轴承精度级 E级(高级)
B级(超精级)
C级(特精级)
D级(精密级)
普通精度机床前轴承常用C、D级, 后轴承常用D、E级
2、主轴滚动轴承的配置
合理配置轴承对提高主轴部件的刚度,精度,降低支承温升有很大的 作用. 图a后端定位,推力轴承在后支承的两侧 ,主轴热变形向前伸.细长主 轴受轴向力容易弯曲变形,但前支座简单。 图b两端定位,推力轴承分别布置到两支承的外侧。 优点是轴承轴向间隙可以在后端方便地进调整 ,对主轴热变形敏感,适合 于短主轴。 图c,d 都是前支承固定.前支承刚度较高,主轴热伸长后另一端为自 由端,不影响主轴精度.图c推力轴承在前支承两侧,使主轴的悬伸长度增 加.影响主轴刚度,图d 两个推力轴承安排在前支承的内侧,克服了图c 的缺点, 一般高速精密机床的主轴多采用该方案。