数控原理与数控机床讲解材料
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。
数控机床结构与原理
数控机床结构与原理
数控机床是利用数控技术控制机床运动和加工工艺的一种新型机床。
相对于传统的手动和半自动机床，数控机床具有高精度、高效率、高稳定
性等优点，广泛应用于航空、航天、汽车、电子、模具等领域。
本文将介
绍数控机床的结构和原理。
数控机床的结构主要包括机床主体、数控装置和执行机构。
机床主体是整个数控机床的基础结构，它由床身、立柱、横梁、滑台、滚珠丝杠等部件组成。
床身是机床的基座，用于支撑和固定其他部件。
立
柱用于支撑和固定横梁。
横梁是滑台的移动导轨。
滑台上安装有工作台和
工件夹持装置。
通过滚珠丝杠和导轨，滑台可以在X、Y、Z三个方向上进
行直线运动。
执行机构是数控机床将数控系统指令转化为机床实际运动的部件。
执
行机构包括伺服电机、伺服阀、气动元件等。
伺服电机是数控机床最常用
的执行机构，它通过接收伺服控制器发出的指令，控制机床的运动轴进行
精确的位置和速度调节。
伺服阀负责控制油压系统，实现机床的快速移动
和定位。
气动元件主要用于机床夹持装置和自动化工装等。
《数控机床原理》课件
02
数控机床的工作原理
数控装置的工作原理
数控装置是数控机床的指挥中心，它按照输入的程序 指令，经过计算和处理后，输出脉冲信号给伺服系统
，控制机床各部分按规定的动作进行加工。
输标02入题
数控装置主要由输入输出装置、数控装置和主控制装 置组成。
01
03
数控装置根据输入的加工程序进行计算和处理，输出 脉冲信号给伺服系统。
数控机床的环保措施
01
02
03
减少噪音污染
优化机械部件的设计和装 配工艺，降低数控机床运 行时的噪音。
控制废气排放
采用低污染的液压和润滑 系统，减少废气的排放。
废弃物处理
建立废弃物分类处理系统 ，对油污、金属屑等废弃 物进行妥善处理，以减少 对环境的污染。
数控机床的能效管理与节能技术
能源监测与控制
确定加工工艺
根据图纸和加工要求，确定加 工的顺序、刀具、切削参数等
。
建立坐标系
根据工件和机床的实际情况， 建立合适的坐标系，以便描述 刀具的运动轨迹。
编写加工程序
根据加工工艺和坐标系，使用 数控编程语言编写加工程序。
程序调试和优化
在数控机床上对加工程序进行 试运行，检查程序的正确性和 加工效果，根据需要进行调整
通过能源监测系统实时监 测数控机床的能耗情况， 实现能源的有效控制和管 理。
高效传动系统
采用高效传动部件，如高 精度轴承和齿轮，降低机 械损失和能耗。
空调节能技术
合理利用数控机床内部的 空调系统，保持适宜的工 作温度，降低能耗。
感谢您的观看
THANKS
写加工程序；自动编程指利用 CAD/CAM软件，通过计算机辅
助计算和生成加工程序。
机床数控原理及应用--绪论 ppt课件
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五、数控机床的分类
数控机床规格繁多，据不完全统计已有400多个品种规格。可 以按照多种原则来进行分类。但归纳起来，常见的是以下面4种 方法来分类的。
1. 按工艺用途分类 2. 按运动轨迹分类 3. 按伺服系统的控制方式分类 4. 按数控装置分类
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1. 按工艺用途分类
• 一般数控机床：车铣镗钻磨等，功能与通用机床相似；但是可以加工复杂形状的 零件。
滚动部件
刀库和机械手、数控机床的工作原理
数控机床加工零件,首先要将被加工零件的图样及工艺信息数字化 ,用规定的代码和程序格式编写加工程序,然后将所编写的程序指令输 入到机床的数控装置中.数控装置再将程序(代码)进行译码、运算，向 机床各个坐标的伺服机构和辅助控制装置发出信号，驱动机床各运动 部件，控制所需要的运动，最后加工出合格零件。
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三、数控机床的组成
常用的伺服元件
步进电机 直流伺服电机 交流伺服电机
常用的检测元件
编码盘 光栅
磁珊
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三、数控机床的组成
4、机床 早期采用通用车床，现在采用了新的加强刚性、减小热变形、
提高精度等方面的技术使其发生了很大的变化。 目前已模块化生产，分为六大块
数控系统
主轴单元
数控刀架和转台
• 软件控制数控机床（CNC） 主要功能由软件实现，软件模块
扩展
化，便于
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六、数控机床的特点及优势
（1）采用了高性能的主轴及伺服传动系统，机械结构
1. 设得计到特简化点，传动链较短；
（2）为了使连续性自动化加工，机械结构具有较高 的 动 态刚度及耐磨性，热变形小；
数控机床介绍方案
数控机床介绍方案数控机床是一种采用数控技术来执行加工操作的机床。
它具有高精度、高效率、高稳定性等特点，被广泛应用于航空航天、汽车制造、军事装备、机械加工等领域。
一、数控机床的原理与优势数控机床的原理是通过预先编程的数控系统，对机床进行指令控制，实现加工工艺的自动化。
相比传统机床，数控机床具有如下优势：1. 高精度：数控机床采用数字传动，具有高精度的定位和运动控制能力，可实现毫米级的精密加工；2. 高效率：数控机床具有多轴同时加工的能力，可以在同一时间完成多道工序，提高生产效率；3. 高稳定性：数控机床采用闭环控制系统，具有自动补偿和自动修正的功能，能够自动调整工件加工过程中的偏差，保证加工质量；4. 灵活性：数控机床可根据预先编制的程序对工件进行多种加工，适应各种复杂形状和尺寸的工件加工需求；5. 自动化：数控机床可实现自动化生产，减少人工干预，降低人为操作误差，提高生产效率和工件质量。
二、数控机床的应用领域1. 航空航天：数控机床被广泛应用于飞机发动机、飞行控制系统和飞行器结构零件的制造，具有高精度和高质量的加工要求；2. 汽车制造：数控机床用于汽车发动机、底盘、车身等零部件的加工，具有高效率和高一致性的特点；3. 军事装备：数控机床在军事装备的制造中起到关键作用，可以加工生产导弹、战斗机等重要武器装备；4. 机械加工：数控机床广泛应用于各种机械零部件的加工，如机床、工具、模具等。
三、数控机床的发展趋势1. 高速化：数控机床将迈向更高的工作速度和更高的加工效率，以满足大批量、高效率的生产需求；2. 智能化：数控机床将越来越智能化，通过人工智能、机器视觉等技术，实现自动化检测、自动调整和自动纠错；3. 网络化：数控机床将与信息技术相结合，实现和其他设备的联网通信，实现远程监控、远程操作和远程维护；4. 精密化：数控机床将实现更高的精密度和更小的加工偏差，满足对高精度产品的需求。
总结：数控机床是现代工业生产中不可或缺的一部分，它的出现提高了生产效率，降低了生产成本，改善了产品质量。
数控机床原理与结构分析第5章数控机床的进给系统
contents
目录
• 引言 • 数控机床的进给系统原理 • 数控机床的进给系统结构 • 数控机床的进给系统性能分析 • 数控机床的进给系统维护与保养 • 结论
01 引言
数控机床的进给系统概述
数控机床的进给系统是实现切削加工的重要组成部分，它负 责将主轴的旋转运动传递到工作台或刀具上，以完成工件的 加工。
进给系统的热误差分析
热误差产生原因
热误差是由于进给系统在工作过程中受到热源影响，导致机械部件受热变形和温度升高， 从而影响进给系统的运动精度。热误差主要来源于传动元件、轴承、导轨等部件的受热
变形。
热误差补偿技术
为了减小热误差对进给系统性能的影响，可以采用热误差补偿技术。热误差补偿技术包括温 度检测、误差建模和补偿算法等环节，通过实时监测进给系统的温度变化，建立热误差模型
进给系统由电动机、传动装置、丝杠、工作台等组成，通过 控制电动机的旋转运动，经过一系列的传动装置，最终转化 为工作台或刀具的直线运动。
进给系统在数控机床中的重要性
进给系统是数控机床实现高精度、高效率加工的关键因素之一，其性能直接影响 着加工质量和生产效率。
随着现代制造业的发展，对数控机床的加工精度和效率要求越来越高，因此，对 进给系统的性能要求也越来越高。进给系统的性能优劣直接决定了数控机床的性 能和市场竞争力。
，并采用相应的补偿算法对热误差进行补偿，可以有效提高进给系统的运动精度。
05 数控机床的进给系统维护 与保养
进给系统的日常维护
每日检查
01
检查进给系统各部件是否正常，如导轨、丝杠、轴承等，确保
无异常声音和振动。
润滑保养
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数控车床的基本组成和工作原理
数控车床的基本组成和工作原理数控车床是一种集机械、电子、液压、传感等技术于一体的高精度、高效率的数控机床。
它的基本组成部分包括机床主体、数控系统、刀具系统、控制设备、液压系统、机床附件等。
1.机床主体：数控车床的机床主体由床身、主轴箱、工作台、床鞍、电气箱等组成。
床身是数控车床的主体支撑部分，负责承担工件和刀具的加工负荷。
主轴箱包括主轴、前轴和后轴，负责传动和控制主轴的转速和进给速度。
工作台是工件的加工平台，可以沿着床身的滑轨进行沿床移动。
床鞍是支撑工作台的部件，通过导轨和直线导轨与床身相连接。
电气箱负责存放和保护数控系统和电气元件。
2.数控系统：数控系统是数控车床的核心部分，负责控制机床的各项运动和加工过程。
数控系统包括硬件和软件两个部分。
硬件包括数控主机、输入设备和输出设备等，负责数据的采集和处理。
软件包括编程系统和运行控制系统等，负责编写和修改加工程序，并控制机床按照程序进行自动化加工。
3.刀具系统：刀具系统由刀架、刀杆、刀片组成，负责刀具的选择和切削加工。
刀架是刀具的支撑部分，可以进行刀具的进给、进给速度、进给深度和切削宽度的调节。
刀杆安装在刀架上，固定刀片并将切削力传递到刀架上。
刀片是用来进行切削加工的工具，根据不同的加工需求选择不同的刀片类型。
4.控制设备：控制设备包括电气控制箱、操作面板等组成部分。
电气控制箱负责接收和转换数控系统发送的指令，并通过电气元件控制机床的各项运动。
操作面板是数控系统的操作界面，用来设置加工参数、编写加工程序和监控机床的运行状态。
5.液压系统：液压系统负责机床主轴箱、刀架、工作台等部位的液压传动和控制。
液压系统包括液压油箱、液压泵、液压阀等组成部分。
液压油箱用来储存液压油，液压泵用来提供液压油的动力，液压阀用来控制液压油的流动和压力。
6.机床附件：机床附件包括夹具、传感器、冷却装置等附件。
夹具用来固定工件，保证工件的稳定和精度。
传感器负责检测和测量机床的运动状态和加工过程的数据。
数控机床的组成工作原理与结构特点
数控机床的组成工作原理与结构特点数控机床是一种通过数字信号控制机床执行加工操作的机床设备，它在工业生产中起着重要的作用。
本文将从组成部分、工作原理和结构特点三个方面，详细介绍数控机床的相关知识。
一、组成部分1.机床主体：数控机床的主体是由床身、立柱、工作台等构件组成，它们构成了机床的基本骨架，提供了支撑和定位的功能。
2.动力系统：数控机床的动力系统包括主轴驱动系统和进给驱动系统。
主轴驱动系统负责驱动刀具进行加工，进给驱动系统则负责控制刀具在工件上的运动。
3.控制系统：数控机床的控制系统是通过计算机控制机床的加工动作和运动路径。
它由硬件和软件两个层面构成，硬件包括电气控制部分和传感器，软件则是控制程序和相关算法。
4.自动换刀系统：数控机床的自动换刀系统可以根据加工需要，自动实现刀具的更换，提高加工效率。
5.润滑系统：润滑系统负责对机床的各个部件进行润滑，保证机床的正常运行。
二、工作原理1.制定加工方案：操作人员根据产品的工艺要求，制定数控机床的加工方案，包括刀具选择、切削参数等。
2.编写加工程序：操作人员根据加工方案，采用特定的编程语言编写机床的加工程序，将其输入到数控机床的控制系统中。
3.加工准备：操作人员根据加工程序对机床进行设置和调试，包括刀具装夹、工件夹紧、原点设定等。
4.执行加工操作：数控机床的控制系统按照加工程序指令，依次控制主轴驱动和进给驱动系统，使刀具按照预定的路径进行切削。
5.完成加工任务：机床按照程序的设定，逐步完成加工任务，并根据需要进行刀具自动换位等操作。
三、结构特点数控机床相比于传统的机床在结构上有以下几个特点：1.高刚性和高精度：数控机床采用了优化的结构设计和高强度材料，使得机床的刚性和稳定性得以提高，能够满足高精度加工的要求。
2.自动化程度高：数控机床具有自动换刀、自动测量、自动补偿等功能，能够在一定程度上提高生产效率，减少人工操作。
3.多功能性：数控机床能够进行多种形式的加工，如铣削、钻孔、镗削、车削等，满足不同产品的加工需求。
数控机床的进给系统原理与自动控制方法
数控机床的进给系统原理与自动控制方法随着科技的不断进步和发展，数控机床已经成为现代制造业中不可或缺的重要设备。
数控机床的进给系统是其核心部件之一，它负责控制工件在加工过程中的进给速度和位置。
本文将介绍数控机床进给系统的原理和自动控制方法。
一、数控机床的进给系统原理数控机床的进给系统原理主要基于数学模型和控制理论。
它通过传感器采集工件的位置信息，再经过信号处理和数据分析，最终控制伺服电机的运动。
进给系统的主要组成部分包括伺服电机、滚珠丝杠、编码器和控制器。
伺服电机是进给系统的驱动源，它能够根据控制器的指令来调整自身的转速和转矩，从而实现工件的进给运动。
滚珠丝杠则负责将伺服电机的旋转运动转化为线性运动，通过滚珠丝杠的螺距和转动角度，可以精确控制工件的进给速度和位置。
编码器则用于测量工件的实际位置，将其反馈给控制器，以便及时进行误差修正和调整。
控制器是进给系统的核心，它根据预设的加工参数和工件的实际位置信息，计算出伺服电机的控制指令，并将其发送给伺服电机。
在控制器中，通常会采用PID 控制算法来实现对伺服电机的精确控制。
PID控制算法通过比较工件的实际位置和预设位置的差异，调整伺服电机的转速和转矩，使工件能够按照预设的轨迹进行进给运动。
二、数控机床的自动控制方法数控机床的自动控制方法主要包括手动控制和自动控制两种方式。
手动控制是指操作人员通过控制面板或手柄手动调节数控机床的进给速度和位置。
在手动控制模式下，操作人员可以根据实际情况进行微调和调整，以便更好地掌握加工过程。
手动控制在数控机床的调试和维修过程中起着重要的作用，它可以帮助操作人员及时发现问题并进行处理。
自动控制是指通过预设的加工程序和控制参数，实现数控机床的自动化操作。
在自动控制模式下，操作人员只需输入加工参数和工件的几何信息，数控机床就能够根据预设的程序自动完成加工过程。
自动控制不仅提高了加工效率和精度，还减少了人为因素对加工质量的影响，提高了生产的稳定性和一致性。
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。
数控机床的基本组成与工作原理
数控机床的基本组成与工作原理数控机床是一种通过计算机控制的自动化机械设备，它在现代制造业中起着至关重要的作用。
本文将介绍数控机床的基本组成和工作原理。
一、数控机床的基本组成1. 主机部分：数控机床的主机部分由机床本体、主轴和伺服系统组成。
机床本体是数控机床的主体结构，包括床身、工作台、滑枕等。
主轴是机床用来转动刀具或工件的主要部件。
伺服系统则负责控制主轴和工作台的运动。
2. 数控系统：数控机床的核心部分是数控系统，它由硬件和软件两部分组成。
硬件包括数控装置、输入输出设备和传感器等，而软件则是指数控程序和数控编程软件。
数控系统负责接收和处理指令，控制机床的运动。
3. 刀具系统：数控机床的刀具系统包括刀具、刀柄和刀库等。
刀具是用来加工工件的工具，刀柄则负责固定刀具。
刀库是用来存放刀具的地方，可以根据需要自动更换刀具。
4. 辅助设备：数控机床还需要一些辅助设备来完成加工任务。
常见的辅助设备有冷却液系统、夹具和自动送料装置等。
冷却液系统用来冷却刀具和工件，夹具用来固定工件，而自动送料装置则负责将工件送入机床。
二、数控机床的工作原理数控机床的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1. 编写数控程序：操作人员首先需要编写数控程序，该程序包含了加工工件所需的各种指令和参数。
数控程序可以通过专门的数控编程软件编写，然后通过输入设备输入到数控系统中。
2. 加工准备：在开始加工之前，操作人员需要进行加工准备工作。
这包括选择合适的刀具和夹具，调整机床的工作台和主轴位置，以及设置好冷却液系统和自动送料装置等。
3. 启动数控系统：当加工准备完成后，操作人员可以启动数控系统。
数控系统将根据编写的数控程序，控制机床的运动。
它会发送指令给伺服系统，控制主轴和工作台的运动，同时监测加工过程中的各种参数。
4. 加工工件：一旦数控系统启动，机床就会开始自动加工工件。
数控系统会根据编写的数控程序，控制刀具的进给速度、切削深度和切削速度等。
数控机床应用与操作 电子教材 1-2 数控机床工作原理及组成
项目一数控机床概述任务2 数控机床工作原理及组成一、数控机床工作原理数控机床是采用了数控技术的机床，它用数字信号控制机床运动及其加工过程，具体来说，是将刀具移动轨迹等加工信息用数字化的代码记录在程序介质上，然后输入数控装置，经过译码、运算，发出指令，经伺服放大、伺服驱动和反馈，自动控制机床上的刀具与工件之间的相对运动，从而加工出形状、尺寸与精度符合要求的零件。
二、数控机床的组成数控机床一般由输入/输出设备、数控装置(CNC)、可编程逻辑控制器（PLC，FANUC 称之为PMC）、伺服驱动装置、主轴控制单元、机床本体、检测反馈装置及辅助装置组成，如图1-2-1所示。
图1-2-1 数控机床的组成图1-2-2所示为典型的数控装置构成（FANUC 0i Mate-D）。
图1-2-2 FANUC 0i Mate-D数控装置1. 输入/输出设备输入/输出设备是机床数控系统和操作人员进行信息交流、实现人机对话的交互设备。
图1-2-3所示为MDI键盘，用于手动编辑程序、输入参数等功能。
图1-2-4所示为彩色液晶显示器（LCD），为操作人员显示加工程序、坐标值以及报警信号等必要的信息。
图1-2-5所示为机床操作面板，用于直接控制机床的动作或加工过程。
此外还可以通过CF卡、RS232接口、以太网（如图1-2-6所示）传输程序及参数等数据。
图1-2-3 MDI键盘图1-2-4 LCD（液晶显示器）图1-2-5 机床操作面板图1-2-6 FANUC 0i Mate-F数控装置接口2. 数控系统（CNC）数控系统（如图1-2-7）是计算机数控系统的核心，它是由硬件和软件两部分组成的。
硬件主要包括微处理器（CPU）、存储器、局部总线、外围逻辑电路以及与CNC系统其他组成部分联系的接口等，软件包括管理软件和控制软件。
图1-2-7 FANUC 0i Mate-F数控系统接口CNC 系统的作用如下：它接收输入装置送来的信息，经过数控装置的系统软件或逻辑电路进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种信号和指令，控制机床的各个部分，使其进行规定的、有序的动作。
数控机床的工作原理与应用
数控机床的工作原理与应用一、引言数控机床作为现代制造业的重要设备之一，具备高精度、高效率、高灵活性等特点，被广泛应用于各个领域。
本文将介绍数控机床的工作原理及其在工业生产中的应用。
二、数控机床的工作原理数控机床是通过计算机控制系统来实现工作过程的自动化设备。
它主要由数控装置、执行机构、感知反馈系统和辅助设备等组成。
1. 数控装置数控装置是数控机床的核心部件，用于实现对机床运动和加工过程的控制。
它由计算机、控制电路、操纵面板和程序存储器等部分组成。
通过输入不同的程序和指令，数控装置能够精确控制机床的运动轨迹、切削速度、进给量等参数。
2. 执行机构执行机构是数控机床实现工作功能的关键部件。
它包括主轴驱动系统、进给系统和辅助系统等。
主轴驱动系统用于控制工具的旋转运动，进给系统用于控制工件和工具的相对运动，辅助系统用于辅助工作过程，如工作台的升降、夹具的固定等。
3. 感知反馈系统感知反馈系统用于实时监测机床的运动状态和加工质量，并将反馈信息传递给数控装置。
它包括位置传感器、速度传感器、力传感器等。
通过这些传感器的配合，数控机床能够精确感知自身和工件的状态，并作出相应的调整和控制。
4. 辅助设备辅助设备包括冷却系统、润滑系统、刀具库等，它们的作用是为机床提供稳定的工作环境和良好的工作条件，确保机床正常运行并获得高质量的加工结果。
三、数控机床的应用数控机床广泛应用于各个领域，包括航空航天、汽车制造、机械加工、电子设备等。
具体应用如下：1. 航空航天领域航空航天行业对于零件的精度和质量要求非常高，数控机床能够满足其高精度和高质量的加工需求。
在航空航天领域，数控机床被用于加工发动机零部件、飞机结构件等。
2. 汽车制造领域汽车制造领域对于零部件的批量生产能力要求较高，数控机床可以实现连续、高效率的生产工艺，提高生产效率和精度。
数控机床在汽车制造中的应用包括发动机零件加工、车身模具制造等。
3. 机械加工领域机械加工行业对于加工工艺的柔性要求较高，数控机床通过改变控制程序和加工参数，可以实现不同形状、不同材料的加工。
数控机床的工作原理PPT课件
数控机床的发展历程
数控机床的起源可以追溯到20世纪50年代，当时计算机刚刚问世，人们开始探索将计算机技术应用于 机床控制。
经过几十年的发展，数控机床的技术不断成熟，应用领域不断扩大，已经成为制造业中不可或缺的重要 设备。
目前，随着信息技术和智能制造技术的不断发展，数控机床正朝着更高精度、更高效率、更智能化的方 向发展。
01
数控编程步骤
02
零件图纸分析
加工工艺分析
03
数控编程
确定加工方案 坐标系设定 输入几何参数
数控编程
程序检查和仿真
切削参数设定
刀具参数设定
01
03 02
译码与预处理
01
02
03
04
05
译码与预处理定 义
语法检查
语义检查
加工工艺性检查 刀具补偿计算
译码与预处理是数控机床 在执行加工程序之前，对 加工程序进行解析和预处 理的过程。这个过程包括 对输入的加工程序进行语 法检查、语义检查、加工 工艺性检查和刀具补偿计 算等。
数控机床的重要性
提高加工精度和效率
数控机床采用高精度数控系统，能够实现高精度加工，提高生产 效率和产品质量。
降低劳动强度
数控机床自动化程度高，减少了人工干预和劳动强度，提高了生产 安全性和劳动生产率。
促进制造业转型升级
数控机床是制造业转型升级的重要支撑，能够推动企业实现数字化、 智能化制造，提升产业竞争力。
高效率
数控机床的自动化程度 高，可以大幅提高加工 效率，减少人工干预。
加工范围广
数控机床可以加工各种 复杂形状和材料，满足
不同领域的需求。
可编程性
通过编程控制，数控机床 可以实现自动化加工，提 高生产效率和产品质量。
数控机床结构与运作原理
数控机床结构与运作原理数控机床是一种基于程序控制的自动化机械设备，其通过计算机和相关硬件实现对机床的精确控制。
数控机床在现代制造业中起着至关重要的作用，它能够提高生产效率、减少人为操作错误，并具备更高的加工精度和重复性。
本文将介绍数控机床的结构和运作原理。
一、数控机床结构数控机床的结构主要分为四个部分：机床本体、数控系统、传动系统和辅助系统。
1. 机床本体：机床本体是数控机床的核心部分，它由床身、主轴、滑架和工作台等组成。
床身是机床的基础结构，用于支撑整个机床。
主轴是机床上用来驱动刀具进行加工的部件，通过主轴可以控制刀具的旋转速度和方向。
滑架则用于控制刀具的进给运动，通过滑架可以控制工件在加工过程中的位置和形状。
工作台则是用来支撑工件的平台，通过控制工作台的移动来实现工件在加工过程中的位置调整。
2. 数控系统：数控系统是实现对数控机床进行程序控制的核心部件，它由硬件和软件组成。
硬件包括数控装置、电气元件、传感器等，用于实时监测和控制机床的运行状态。
软件则是数控系统的控制指令和运行程序，通过程序编辑和输入，可以实现对机床各个运动轴的精确控制。
3. 传动系统：传动系统是将输入的电能转化为机械能，实现机床各个部件的运动控制。
传动系统包括电机、传动装置和传感器等。
电机是传动系统的动力来源，通过电能的转换实现机床各个部件的转动和移动。
传动装置则是用来传递电机的动力和转矩，常见的传动方式包括螺杆传动、齿轮传动和皮带传动等。
传感器用于检测机床各个部件的运动状态，实现对机床运行的监测和控制。
4. 辅助系统：辅助系统包括冷却系统、润滑系统和除尘系统等，用于保护机床并提供适宜的工作环境。
冷却系统用于降低机床在加工过程中产生的热量，确保机床长时间稳定运行。
润滑系统则用于对机床各个运动部件进行润滑，减少摩擦和磨损，提高机床的使用寿命。
除尘系统则用于清除机床加工过程中产生的废气和气溶胶，保护操作人员的健康。
二、数控机床运作原理数控机床的运作原理主要包括以下几个方面：工件坐标系、机床坐标系、插补控制和回路控制。
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❖参考点位置和机床坐标系原点与机床参数有关，一般情况下固定不 变，可以在此基础上设置软件限位、加工区域限制等保护措施；
❖为机床的辅助动作提供定位基准点； ❖“参考点到达”信号可以作为机床自动加工的开始条件，对机床动作
进行保护和互锁； ❖机床坐标系原点可以和参考点重合，也可以不重合； ❖机床坐标系一旦建立，只要不断电就一直保持不变； ❖对于无“回参考点” 功能的机床不能建立机床坐标系，只能建立工件
检
机 床
验
加 工
（2）程序的组成（APT语言）
初始语句
刀具运动语句
几何定义语句
后置处理语句
刀具形状描述语句 指定机床与数控系统语句
刀具起始位置的指定 初始运动语句
中主国轴西状安机态电语网 句 进给及冷却液语句
第三节 数控编程基本概念
1.坐标系
作用：计算刀具（坐标轴）位置，控制机床的运动轨迹，如下面的 轮廓及加工程序。
坐标系；
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❖工件坐标系 ➢坐标轴与机床坐标系相应坐标轴平行，方向一致； ➢工件坐标系的建立应遵循一定的规则；
x
x2
x0 y2
工作零点
y0
机床零点
y
机床零点与工件零点 中国西安机电网
第4节 工艺处理
零件几何形状和加工精度是进行工艺处理的主要依据。
一、分析零件图纸
1.明确加工内容
平面、孔、槽、曲面
加工，平面加工，板金加工等。 编程基本步骤： （1）几何造型 （2）加工工艺分析 （3）刀具轨迹生成 （4）刀位验证与刀具轨迹编辑 （5）后置处理 （6）数控程序输出
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3.数控语言自动编程
（1）基本原理
零件图纸
数控语言
零件源程序
输数 入字 编处 译理
刀后 位置 文处 件理
打印程序单 穿制纸带 网络传输
六、数控机床的选择
（一）根据零件类型选择
1）平面孔系零件的加工 这类零件或孔数较多，或孔位置精度要求较高，宜 用点位直线控制的数控钻床与镗床加工。 2）旋转体类零件的加工 此类零件多选用数控车床或数控磨床加工。 3）平面轮廓的加工 此类零件的轮廓多由直线和圆弧组成，一般选两坐标 联动的数控铣床加工。 4）立体轮廓表面的加工 一般选用具有三轴或三轴以上联动功能的数控铣床加 工此类零件。
刀、 丝锥 、钻头、各种车刀 ➢刀具结构：整体刀具、可转位、镶块刀具；直柄和锥柄 （2）刀具选择原则—选择刀具材料，选择刀具尺寸 ➢加工精度要求 ➢加工效率要求 ➢工件材料 ➢加工对象
五、切削用量的确定 切削用量：切削深度、切削速度、进给速度 从工件材料，刀具材料，加工精度，加工效率等方
面综合考虑，并参考切中削国西用安机量电手网 册和机床说明书
3轴联动
4轴控制
5轴联动
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5轴联动加工
第二节 数控编程方法
1.手工编程
确
零 件 图 纸
定 工 艺 过 程
计
算 加 工 轨 迹 和 尺 寸
编 制 程 序 单
制
校
Y
作 控
核制
介
质
N
程
校
序 Y校
核检
和
试
N切
N
检 完成 验Y
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2 CAD/CAM系统自动编程
常用软件：PRO/E，UG，I-DEAS，CATIA，MASTER CAM等。 软件系统功能：三轴-五轴加工，车削加工，电火花加工，切割
N10 G55
...
N100 G00 X-5 N110 G01 X200 F200
Y
N130 G01 Y100
N140 X0
N150 Y-5
...
(200,100)
坐标系种类：
O
X
▪机床坐标系
▪工件坐标系
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❖机床坐标系 机床坐标系是指用于确定机床的运动方向和移动距离
的坐标系。标准的数控机床坐标系是一个笛卡尔直角坐标 系，其基本坐标轴为X、Y、Z直角坐标，相对于每个坐标轴 的旋转运动坐标为A、B、C。
笛卡中尔国西直安角机电坐网标系
1）车床坐标系 卧式中数国西控安机车电床网
2）铣、钻、镗床坐标系
当Z轴水平时，沿主轴向 工件看，X轴的正方向指 向右边。
中国西安机电网 卧式升降台数控铣床
对于单立柱机床，从工作台向立柱方向看，X 轴的正方 向指向右边。
立式升降台数控铣床
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3）复杂坐标系
数控技术与数控机床
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2 数控机床的组成
加 工 程 序
输 入数 输控 出装 装置
辅助控制装置 伺服驱动装置
机 床 本 体
置
检测反馈装置
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4.数控机床的种类
数控立式铣床 车床
卧式数控铣床 磨床
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5.数控机床加工特点与应用
孔系加工
平面轮廓加工
空间曲面零件加工中国西安机电网 轴类零件加工
2.明确加工要求
尺寸精度、形位精度、表面质量
A
A-A
A
3.零件的数控加工工艺性分析
➢结构工艺性评价
➢尺寸标注
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➢构成轮廓的几何元素的条件是否充分
二、数控加工工序的划分 工序的划分原则：
刀具集中的原则； 粗、精分开的原则； 先平面，再孔、槽原则；
x
x2
x1
x0
y2
工作零点 y1
对刀点 y0
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2.加工路线的选择 加工路线的选择原则：
➢保证零件的加工精度和表面租糙度； ➢方便数值计算，减少编程工作量； ➢缩短走刀路线，减少空行程； ➢安全原则；
1）刀具切入方向 与轮廓相切方向，法线方向，任意方向三种方式。
2）轮廓加工切入与切出 轮廓加工的起始点和结束点应在工件外部
3）顺铣和逆铣 4）型腔加工
换刀点
y
三、切削加工阶段划分
机床零点
对刀点的坐标值
起始运动阶段；接近运动阶段；刀具切入阶段；切削加工阶段；
退出切削阶段；返回阶段。
1.对刀点与换刀点
对刀点：刀具相对于工件运动的起点，又称起刀点，也就 是程序运行的起点。
换刀点：一把刀具用完后，中为国防西安止机电刀网 具与工件相碰，刀具 要先到工件之外，再进行换刀这个位置就叫换刀点。
先加工内腔，再加工外轮廓。采用行切或环切方法加工内腔，应根据 具体的几何形状选择走刀方式。 5）曲面加工
行切或环切方式。加工刚度小、容易变形零件时，可以采用由里向外的 走刀路线。
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四、刀具的选择 （1）刀具类型 数控加工中所使用的刀具种类多，分为不同的类型。 ➢刀具材料：高速钢、硬质合金、PCBN，PCD，陶瓷涂层 ➢刀具用途：面铣刀、槽铣刀、立铣刀、球头刀、成形铣
如果除了第一坐标系外还有坐标系，则与X，Y，Z轴 平行的坐标轴依次命名为：P，Q，R；U，V，W
！根据机床类型及其结构特点，其坐标系有所不同
➢车床与铣床 ➢机床所具有的轴数
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❖参考点
为建立机床坐标系，在机机床上专门设置的基准点。通过回 参考点命令，使机床进行回参考点运动，使机床各坐标轴回到基 准点并定位，以参考点为基准建立机床坐标系。