小巨人机床电气知识

第一节：数控机床基础知识介绍

一：数控机床介绍：

1：数控机床的由来：

20世纪中叶，随着航空工业的不断发展，由于许多的复杂形状零件的加工不仅生产周期长，而且加工精度也无法到达保证，1949年美国帕森斯公司在研制直升机叶片轮廓加工机床时提出了数控机床的概念。于是美国军方便委托帕森斯公司和麻省理工学院共同进行数控机床的研制工作。历经三年，1952年试制成功世界上第一台数控机床（数字控制机床－Numerical Control Machine Tools – NC机床），其控制系统全部采用电子管元件，为第一代数控机床。

随着电子技术的不断发展，晶体管元件、集成电路及小型计算机的出现，人们开始将小型计算机应用于数控机床的控制，于是便出现了计算机数字控制机床（Computer Numerical Control Machine Tools –

CNC机床）。

2：数控机床的分类：

①按工艺用途分：

A：一般用途数控机床：这类机床和传统通用的机床种类一样，加工

性能也基本相通，有车、铣、钻、磨等。

B：数控加工中心：一般指带有刀库和自动换刀装置的数控机床，又

称镗铣加工中心。

C：多坐标数控机床：三轴以上的数控机床

②按伺服控制方式分：

A：开环控制数控机床：对于被控制量，机床没有检测反馈装置，数

控发出的指令的流程是单方向的。

加工精度不高，稳定性差，价格便宜。

B：闭环控制数控机床：对于被控制量，机床带有检测反馈装置，在

加工中时刻检测机床的实际移动距离及工

作位置，使之与数控系统所发出的指令相

复合。数控发出的指令的流程是双方向的。

加工精度高，调试、维修复杂，价格

昂贵

C：半闭环控制数控机床：对于被控制量，机床带有检测反馈装置。

但检测反馈装置不是对机床的实际移动

距离及工作位置进行检测，而是通过与

伺服电机有联系的测量元件，如测速发

电机、编码器等简接检测伺服电机的转

角，从而推算出机床实际的移动距离。

加工精度、价格满足大多数场合的

需要，调试、维修比闭环简单。

③按功能分：

A：简易型数控机床：一般指开环控制、步进电机驱动的数控机床。

国外已淘汰。

B：经济型数控机床：一般指功能简化的数控机床

C：全功能数控机床：

3：数控机床控制部分的组成：

①数控装置：数控装置是数控机床的中枢部分，一般由输入装置、存储

器、控制器、运算器和输出装置等组成。该装置可以接受指

令信号，将其识别、存储、计算，并输出相应的指令脉冲以

驱动伺服系统，进而控制机床动作。（CNC）

②PLC：可编程控制器。一般由输入装置、存储器、控制器、运算器和

输出装置等组成。该装置可以接受来自机床和CNC的开关信

号和部分数据，将其识别、处理，并输出相应的控制信号或数

据至CNC或机床，以控制机床动作。主要用于逻辑信号的采

样、处理、控制。

③伺服系统：将来自CNC的控制信号转换为机床移动部件的移动。一

般由伺服驱动系统和伺服电动机组成。

常见的伺服系统有：电液伺服马达、步进电机、

直流伺服电机、交流伺服电机

④机床外围控制系统：液压系统、冷却系统、排屑系统、换刀系统等二：当今国内常见数控系统简介：

⑴日本发那科（FANUC）：0系列→ 0-C、0－D，0－i

18i系列

21i系列

POWER MATE 0

伺服：α系列

αc 系列

β系列

⑵德国西门子（SIEMENS）：810/820系列

840D系列

802系列

⑶西班牙发格（FAGOR）：8025系列

800系列

8050系列

8055系列

⑷日本三菱：

M5000系列：M520/M530/M540/M50

M600系列：M64/M65

⑸国产数控系统：

简易型：大连大森、南京大方、青海高原、广州数控等普及/高档型：蓝天、华中、航天部等

三：MAZATROL 640 CNC和PLC之间的关系及相关信号：

1：MAZATROL 640 CNC和PLC之间的关系：

PLC信号流程图

2：相关信号简介：

PLC常用信号列表

机床PLC信号（X）ON的条件：输入电压：DC18V以上

输入电流：9mA以上

保持时间：40mS以上机床PLC信号（X）OFF的条件：输入电压：DC4V以下

输入电流：2mA以下

保持时间：40mS以上PLC 机床信号（Y）的工作条件：额定电压：DC24V

输出电流：最大60mA

第二节：MAZATROL 640数控系统介绍

一：MAZATROL 640数控系统简介：

⑴MAZATROL 640数控系统为MAZAK公司与三菱公司合作开发

⑵MAZATROL 640数控系统在三菱数控系统里的编号为M635，属

于三菱600序列的数控系统，由三菱公司在98年底最新推出，

是世界上第一种CNC和PC相融合的数控系统：

⑶MAZATROL 640数控系统的特点：

具有CNC和PC的一切特点：网络化、智能化、信息化

网络化、信息化：实现网络在线管理、监控

提高机床生产效率

实现方便、快捷、准确的在线服务

程序存储空间大大扩展（约1.48G大约

相当于6000 ～10000台一般数

控机床的程序存储空间的总和）。

强大的数据处理功能：64位CPU

大幅度减小了圆弧插补误差，提高

了系统的加工精度

智能化：人机对话式编程

提供加工向导功能，减少试加工，提高加工效率

提高各种程序检验方法，可以对加工程序进行有

效、直观的验证

提供进给速度自适宜功能，有效保护机床、刀具。二：MAZATROL 640M/T CNC 简介：

1：CNC 外观、结构：