数控机床的运动性能指标和精度指标

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数控机床的精度检测与调整方法

数控机床的精度检测与调整方法数控机床是现代制造业中不可或缺的一种设备，它的精度对于产品的质量和性能起着至关重要的作用。

本文将介绍数控机床的精度检测与调整方法，帮助读者更好地了解和应用这些技术。

一、精度检测方法1. 几何误差检测几何误差是数控机床精度的重要指标，包括直线度、平行度、垂直度、圆度等。

常用的几何误差检测方法有激光干涉仪、三坐标测量仪等。

通过这些设备，可以精确测量机床各个轴向的几何误差，并得出相应的数据。

2. 理论切削路径与实际切削路径对比在数控机床的加工过程中，理论切削路径与实际切削路径之间可能存在偏差。

通过对比理论切削路径与实际切削路径，可以判断数控机床的精度是否达标。

常用的方法是使用光学测量仪器，对切削路径进行高精度的测量和分析。

二、精度调整方法1. 机床结构调整数控机床的结构调整是提高其精度的重要手段。

首先，需要检查机床各个部件的紧固情况，确保机床的刚性和稳定性。

其次，根据几何误差的检测结果，对机床的导轨、滑块等部件进行调整，以减小误差。

2. 控制系统调整数控机床的控制系统对于其加工精度起着至关重要的作用。

通过调整控制系统的参数，可以改善机床的运动精度和定位精度。

常用的调整方法包括增加控制系统的采样频率、优化控制算法等。

3. 刀具与工件的匹配调整刀具与工件的匹配对于加工精度有很大影响。

在数控机床的加工过程中，需要根据工件的要求选择合适的刀具，并对刀具进行调整和校准。

同时，还需要对工件进行检测，确保其尺寸和形状与设计要求一致。

三、精度检测与调整的重要性数控机床的精度检测与调整是保证产品质量和性能的关键环节。

只有通过科学的检测方法，准确地了解机床的精度情况，才能及时采取相应的调整措施，提高机床的加工精度。

这对于提高生产效率、降低成本、提升产品竞争力具有重要意义。

四、未来发展趋势随着制造业的不断发展，数控机床的精度要求也越来越高。

未来，数控机床的精度检测与调整方法将更加精细化和智能化。

数控机床加工精度标准

数控机床加工精度标准
数控机床加工精度标准主要是指机床加工出来的零件或工件的尺寸、形状、位置等方面的精度要求。

常见的数控机床加工精度标准包括以下几种：
1. 尺寸精度：即零件的尺寸误差，一般用公差来表示。

公差越小，机床加工出来的零件尺寸越精确。

2. 形状精度：即零件的形状误差，一般用平面度、圆度、直线度等指标来表示。

形状精度要求越高，零件的形状越接近设计要求。

3. 位置精度：即零件上各个特征点之间的位置误差，一般用平行度、垂直度、同轴度等指标来表示。

位置精度要求越高，特征点之间的位置差异越小。

4. 表面粗糙度：即零件表面的光洁度，一般用Ra值表示。

表
面粗糙度要求越低，零件表面越光滑。

数控机床加工精度标准的选择取决于具体的零件要求和加工工艺，可以根据不同的产品和生产要求来确定相应的精度标准。

此外，还需要根据机床的性能和精度等级来确定加工精度标准。

数控机床精度检验内容

数控机床精度检验内容数控机床是一种高精度、高效率的加工设备，其精度直接影响着加工零件的质量和精度。

因此，对数控机床的精度进行检验是非常重要的。

下面将介绍数控机床精度检验的内容。

首先，数控机床的精度检验包括几个方面，几何精度、运动精度和位置精度。

几何精度是指机床各轴线的几何误差，包括直线度、平行度、垂直度等；运动精度是指机床在运动过程中的动态精度，包括加工速度、加速度、减速度等；位置精度是指机床在停止状态下的定位精度，包括定位误差、重复定位精度等。

这些精度指标直接影响着数控机床加工零件的精度和表面质量。

其次，数控机床精度检验的方法主要包括几种，静态检验、动态检验和综合检验。

静态检验是指在机床停止状态下对各轴线的几何精度进行检测，可以通过测量仪器进行测量，如千分尺、角尺等；动态检验是指在机床运动状态下对运动精度进行检测，可以通过加工模拟零件进行加工，然后进行测量分析；综合检验是指将静态检验和动态检验相结合，对机床的整体精度进行评估。

另外，数控机床精度检验的标准主要包括国家标准和行业标准。

国家标准是指由国家相关部门颁布的针对数控机床精度的检验标准，如GB/T19001-2008《数控机床检验标准》等；行业标准是指由行业协会或企业制定的针对特定类型数控机床的检验标准，如《数控车床精度检验标准》等。

在进行数控机床精度检验时，需要严格按照相关标准进行检验，以确保检验结果的准确性和可靠性。

最后，数控机床精度检验的意义在于保证机床加工零件的精度和质量，提高加工效率和加工精度，降低加工成本，提高产品的竞争力。

通过定期对数控机床进行精度检验，可以及时发现机床的精度问题，进行调整和维护，确保机床的稳定性和可靠性，延长机床的使用寿命。

综上所述，数控机床精度检验内容包括几何精度、运动精度和位置精度，检验方法包括静态检验、动态检验和综合检验，检验标准包括国家标准和行业标准。

通过精度检验可以保证机床的加工精度和质量，提高产品的竞争力，具有重要的意义和价值。

数控机床动态性能测试与评估

数控机床动态性能测试与评估数控机床是现代制造业中的重要设备，其动态性能的好坏直接影响到工件加工的精度和质量。

为了确保数控机床在工作过程中的稳定性和准确性，必须对其动态性能进行测试与评估。

本文将介绍数控机床动态性能测试的方法和评估的相关指标，以期提供参考和指导。

一、测试方法数控机床的动态性能测试主要包括加速度测试、速度测试和定位精度测试三个方面。

下面将详细介绍这三个测试方法。

1. 加速度测试加速度测试旨在评估数控机床在快速启停过程中的稳定性能。

测试时，通过设置不同的加速度值，使数控机床在规定时间内加速至最高速度，然后再减速停下来。

通过测量加速度过程中的振动情况和减速停顿过程中的位置误差，可以评估机床的加速度性能。

2. 速度测试速度测试是评估数控机床在运行过程中的速度变化和稳定性能。

测试时，通过设置不同的速度值，使机床在规定的时间内运行一段距离。

通过测量运行过程中的位置误差和速度波动情况，可以评估机床的速度性能。

3. 定位精度测试定位精度测试是评估数控机床在停下来后，重新启动时的位置回归能力。

测试时，通过将机床移动至一个位置，然后停下来，再重新启动，通过测量重新启动后的位置与目标位置之间的偏差，可以评估机床的定位精度。

二、评估指标数控机床的动态性能评估需要考虑多个指标，下面将介绍几个常用的评估指标。

1. 加速度度量指标加速度的度量指标主要包括最大加速度、平均加速度和加速度时间。

最大加速度表示在加速过程中达到的最高加速度值，平均加速度表示加速过程中的平均加速度大小，加速度时间表示加速过程所需的时间长度。

2. 速度度量指标速度的度量指标主要包括最大速度、平均速度和速度波动。

最大速度表示运行过程中达到的最高速度值，平均速度表示运行过程中的平均速度大小，速度波动表示速度变化的波动情况，波动越小表示机床的速度稳定性越好。

3. 定位精度度量指标定位精度的度量指标主要包括位置误差和重复定位精度。

位置误差表示机床在停下来后重新启动时与目标位置之间的偏差大小，重复定位精度表示机床在多次停下来后重新启动时的位置回归能力。

机床的主要指标

这里所说的数控机床主要指标以数控切削机床为主，其他类型机床因与具体工艺关系密切在此不作说明。

数控切削机床主要指标有精度指标、运动性能指标和功能指标。

1）精度指标精度指标包括定位精度和重复定位精度、分辨率和脉冲当量。

（1）定位精度是指机床各轴在数控系统控制下的移动部件在确定的终点所达到的实际位置精度，移动部件实际位置与理想位置之间的误差等，它直接影响零件加工的位置精度。

（2）重复定位精度是反映轴运动稳定性的基本指标，是指在同一数控机床上，应用相同程序代码到达某同一位置所得到连续结果的一致程度。

一般情况下，重复定位精度是呈正态分布的偶然误差，它主要受伺服系统特征、进给系统的间隙与刚性及摩擦特征等因素的影响。

（3）分辨率是指位移和速度两个相邻的分散细节之间可以分辨的最小间隔。

脉冲当量是指数控系统发出的一个进给脉冲使机械运动机构产生的相应位移量，一个脉冲对应的这个位移即为脉冲当量，共数值大小决定机床的加工精度和表面质量。

2）运动性能指标运动性能指标包括主轴系统、伺服驱动系统、坐标行程的技术指标等。

（1）主轴系统的指标主要有主轴转速、扭矩与功率。

目前机械主轴的转速一般在8000r/min以下，扭矩较大；高速主轴转速在10000r/min以上，但扭矩要低于机械主轴。

（2）伺服驱动系统直接控制着机床的进给速度。

进给速度是影响零件加工质量、生产效率以及刀具寿命的主要因素，它受数控装置的运算速度、机床动态特性以及工艺系统刚性等因素的影响。

（3）数控机床各坐标（直线轴、旋转轴）行程的大小构成机床的空间加工范围和曲面加工能达到的状态，是直接体现机床加工能力的指标参数。

（4）进给运动的位移速度和定位精度两个技术指标又是相互制约的，位移速度要求越高，定位精度就越难提高。

3）功能指标功能指标主要包括可控轴数和联动轴数、插补功能、刀具参数补偿功能、监测功能等。

（1）可控轴数是指数控装置能够控制的坐标数；联动轴数是指数控装置控制的坐标轴同时到达空间某一点的坐标数，表示数控装置可同时控制按一定规律完成一定轨迹插补的协调运动控制能力。

数控立车国家精度标准

数控立车国家精度标准全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：数控立车是一种高效、精密的加工工艺，广泛应用于各种金属、塑料等材料的加工领域。

为了保证数控立车加工的精度和质量，各国纷纷制定了相应的国家精度标准，以确保产品的质量和安全性。

在我国，数控立车国家精度标准主要包括加工精度、表面质量、尺寸精度等方面。

加工精度是数控立车的重要指标之一，可分为定位精度、重复定位精度、加工精度和运转精度等。

定位精度是指数控立车在不同位置进行加工时的定位误差，重复定位精度是指数控立车在多次加工同一零件时的定位误差，加工精度是指数控立车在加工过程中对零件加工精度的要求，运转精度是指数控立车在正常运转时的准确度要求。

表面质量也是数控立车国家精度标准中非常重要的一个指标。

表面质量直接影响产品的外观和使用寿命，对于一些高精度、高要求的零部件来说尤其重要。

表面质量包括表面光洁度、表面粗糙度、表面平整度等方面，不同的零件要求的表面质量也有所不同。

尺寸精度是数控立车国家精度标准中的另一个重要指标。

尺寸精度是指零件在加工过程中对其尺寸精度的要求，包括尺寸公差、平行度、圆度等方面。

尺寸精度是决定产品质量的关键指标之一，对于一些对尺寸要求非常严格的产品来说尤为重要。

除了上述几个方面，数控立车国家精度标准还包括了工艺参数、加工速度、加工精度的检测方法等内容。

这些标准的制定不仅有助于提高数控立车产品的加工精度和质量，还能够促进企业技术水平的提升，推动整个产业的发展。

随着科技的不断发展和进步，数控立车国家精度标准也在不断更新和完善。

我国正在加大对数控立车技术的研发和推广力度，努力提高产品的精度和质量，以满足市场和消费者的需求。

希望通过不懈努力，我国的数控立车技术能够不断取得创新和突破，为我国的制造业发展做出更大的贡献。

第二篇示例：数控立车国家精度标准的制定也是为了促进我国数控立车工业的发展。

随着科技的不断进步和产业的快速发展，数控立车机床已经成为制造业的重要装备之一。

数控机床精度及性能检验

数控机床精度及性能检验数控机床的高精度最终是要靠机床本身的精度来保证，数控机床精度包括几何精度和切削精度。

另一方而，数控机床各项性能的好坏及数控功能能否正常发挥将直接影响到机床的正常使用。

因此，数控机床精度和性能检验对初始使用的数控机床及维修调整后机床的技术指标恢复是很重要的。

一、精度检验一台数控机床的检测验收工作，是一项工作量大而复杂，试验和检测技术要求高的工作。

它要用各种检测仪器和手段对机床的机、电、液、气各部分及整机进行综合性能及单项性能的检测，最后得出对该数控机床的综合评价。

这项工作为数控机床今后稳定可靠地运行打下一定的基础，可以将某些隐患消除在考机和验收阶段中，因此，这项工作必须认真、仔细，并将符合要求的技术数据整理归档，作为今后设备维护、故障诊断及维修中恢复技术指标的依据。

1、几何精度检验几何精度检验，又称静态精度检验，是综合反映机床关键零部件经组装后的综合几何形状误差。

数控机床的几何精度的检验工具和检验方法类似于普通机床，但检测要求更高。

几何精度检测必须在地基完全稳定、地脚螺栓处于压紧状态下进行。

考虑到地基可能随时间而变化，一般要求机床使用半年后，再复校一次几何精度：在几何精度检测时应注意测量方法及测量工具应用不当所引起的误差。

在检测时，应按国家标准规定，即机床接通电源后，在预热状态下，机床各坐标轴往复运动几次，主轴故个等的转速运转十多分钟后进行。

常用的检测工具有精密水平仪、精密方箱、直角尺、平尺、平行光管、千分表、测微仪及高精度主轴心棒等。

检测工具的精度必须比所测的几何精度高一个等级。

(一)卧式加工中心几何精度检验1)x 、y 、z 坐标轴的相互垂直度。

2)工作台面的平行度。

3)x 、Z 轴移动时工作台面的平行度。

4)主轴回转轴线对工作台面的平行度。

5)主轴在Z 轴方向移动的直线度：6)x 轴移动时工作台边界与定位基准面的平行度。

7)主轴轴向及孔径跳动。

8)回转工作台精度。

具体的检测项目及方法见表2—1。

数控机床与数控原理复习题

数控机床与数控原理复习题1、数控机床按伺服系统控制方式分成哪几类，有什么区别？开环、闭环、半闭环开环控制系统：不带位置检测装置，根据控制介质上的指令信号，经控制运算发出指令脉冲，使伺服驱动元件转过一定的角度，并通过传动齿轮或滚珠丝杠螺母副使工作台移动或转动。

闭环控制系统：带有位置检测装置及反馈系统，检测装置安装在工作台上。

数控系统发出指令脉冲后，使伺服驱动电动机转动，通过齿轮、滚珠丝杠螺母副等传动元件带动机床工作台移动。

装在机床工作台上的位置测量元件测出工作台的实际移动量后，反馈到数控装置的比较器中与指令脉冲信号进行比较，并用比较后的差值进行控制。

若两者存在差值，则差值经放大器放大后，再控制伺服驱动电机转动，驱动工作台向减少误差的方向移动。

不断地输入信号，不断地比较，不断地向减少误差方向移动，直至差值为零时，工作台才停止移动。

半闭环控制系统：也带有位置检测装置及反馈系统，不同的是半闭环控制系统采用的是角位移检测装置，安装在伺服电机或丝杠端部，间接测量工作台的实际位移。

2、数控机床按机床控制功能分成哪几类，有什么区别？点位控制数控机床它的特点是只控制刀具相对于工件定位点的位置精度，不控制点与点之间的运动轨迹，在移动过程中刀具不进行切削。

点位直线控制数控机床它的特点是除了控制起点与终点之间的准确位置外，还控制刀具由一点到另一点之间的运动轨迹及移动的速度。

轮廓控制数控机床它的特点是能够对两个或两个以上的坐标轴同时进行连续控制，不仅能够精确控制起点和终点坐标位置，而且能够对运动轨迹和运动速度进行严格的连续控制。

3、数控机床的规格和运动性能指标有哪些？（1）工作台面尺寸（2）行程范围和摆角范围（3）承载能力（4）主轴功率和进给轴扭矩（5）主轴转速（6）进给速度（7）控制轴数和联动轴数（8）刀库容量和换刀时间（9）机床重量和外形尺寸4、数控机床的精度指标有哪些？（1）定位精度（2）重复定位精度（3）分度精度（4）分辨率和脉冲当量5、数控机床的坐标轴判定方法和判定步骤？标准坐标系采用笛卡儿右手直角坐标法则。

数控机床的参考指标

（1）数控机床的主要技术规格数控车床主要有床身、刀架最大回转直径、最大车削长度、最大车削直径等；数控铣床主要有工作台、工作台T形槽、工作台行程等规格尺寸。

（2）数控机床的运动指标数控机床主轴采用直流或交流伺服电动机驱动，选用高速精密轴承支撑，保证主轴具有较宽范围和较高回转精度，以及较高的刚度和抗震性。

现代数控机床的主轴普遍达到5000～10000r/min，甚至更高的转速。

主轴转速可以通过操作面板上的“主轴转速倍率”开关直接改变，其调节范围为50％～120％，每档间隔为5％～10％。

（3）数控机床的精度指标1）脉冲当量（分辨率）脉冲当量是影响数控机床加工精度和表面质量的主要因素,因而是数控机床的重要精度指标.普通数控机床的精度指标是0.001mm,经济型数控机床的精度指标为0.01mm,精密或超精密数控机床的精度指标为0.001 mm～0.0001mm。

2）定位精度定位精度是指数控机床工作台等移动部件所达到的实际位置的精度.实际位置与指令位置的差值为定位误差.引起定位误差的因素包括伺服系统、检测系统、进给系统误差，以及运动部件的几何误差。

定位误差将直接影响零件加工的精度，一般数控机床的定位精度为0.001 mm～0.018mm。

通俗来讲定位精度就是程序指定移动量与实际移动量之间的误差。

比如：程序输入X轴正方形移动50mm 实际测量移动量是49.95 这个定位精度就是0.05/503）重复定位精度重复定位精度是指在相同的条件下，采用相同的操作方法，重复进行同一动作时，得到的一致性程度。

一般数控机床的重复定位精度为0.008mm。

重复定位精度就是每次前进和退回是不是停留在同一个点上。

比如：当前测量X轴位置表显示50mm程序给定指令正方向进给50mm，表显示可能是99.05mm （因为有误差）然后程序给定指定负方向进给50mm，此时如果没有误差的话应该是50mm，但是因为重复定位误差，这时候表可能显示50.05mm或者49.95mm 此时的重复定位精度就是0.05/50（4）刀具系统数控机床包括刀架工位数、刀具孔直径、刀杆尺寸、换刀时间等各项内容。

数控机床的技术指标

数控机床的技术指标数控机床的技术指标包括规格指标、精度指标、性能指标和牢靠性指标。

1.规格指标：规格指标是指数控机床的基本力量指标，主要有以下几方面：行程范围：坐标轴可控的运动区间，它反映该机床允许的加工空间，通常状况工件的轮廓尺寸应在加工空间的范围之内，个别状况，工件轮廓也可大于机床的加工范围，但其加工范围必需在加工空间范围之内。

工作台面尺寸：它反映该机床安装工件大小的最大范围，通常应选择比最大加工工件稍大一点的面积，这是由于要预留夹具所需的空间。

承载力量：它反映该机床能加工零件的最大重量。

主轴功率和进给轴扭矩：它反映该机床的加工力量，同时也可间接反映机床刚度和强度。

掌握轴数和联动轴数：数控机床掌握轴数通常是指机床数控装置能够掌握的进给轴数目。

现在，有的数控机床生产厂家也认为掌握轴数包括全部的运动轴，即进给轴、主轴、刀库轴等。

数控机床掌握轴数和数控装置的运算处理力量、运算速度及内存容量等有关。

联动轴数是指数控机床掌握多个进给轴，使它们按零件轮廓规定的规律运动的进给轴数目。

它反映数控机床实现曲面加工的力量。

2.精度指标：几何精度：它是综合反映机床的关键零部件和总装后的几何外形误差的指标。

这些指标可分为两类：第一类是对机床的基础件和运动大件（如床身、立柱、工作台、主轴箱等）的直线度、平面度、垂直度的要求，如工作台的平面度、各坐标轴运动方向的直线度和相互垂直度、相关坐标轴到归与工作台面、T形槽侧面的平行度等其次类是对机床执行切削运动的主要部件—主轴的运动要求，如主轴的轴向窜动、主轴孔的径向跳动、主轴箱移动导轨与主轴轴线的平行度、主轴轴线与工作台面的垂直度（立式）或平行度（卧式）等。

位置精度：它是综合反映机床各运动部件在数控系统的掌握下空载所能达到的精度。

依据各轴能达到位置精度就能推断出加工时零件所能达到的精度。

这类指标主要有：定位精度：它是指数控机床各移动轴在确定的终点所能达到的实际位置精度，其误差称为定位误差。

数控机床的性能指标

2．按机床所用进给伺服系统不同分类 (1)．开环伺服系统开环伺服系统的伺服驱动装置主要是步进电机、功率步进电机和电液脉冲马达等。如图所示。由数控系统送出的进给指令脉冲，通过环形分配器、按步进电机的通电方式进行分配，并经功率放大后送给步进电机的各相绕组，使之按规定的方式通、断电，从而驱动步进电机旋转。再经同步齿形带、滚珠丝杠螺母副驱动执行部件。每给一脉冲信号，步进电机就转过一定的角度，工作台就走过一个脉冲当量的距离。数控装置按程序加工要求控制指令脉冲的数量、频率和通电顺序，达到控制执行部件运动的位移量、速度和运动方向的目的。由于它没有检测和反馈系统，故称之为开环。其特点是结构简单，维护方便，成本较低。但加工精度不高，如果采取螺距误差补偿和传动间隙补偿等措施，定位精度可稍有提高。
数控技术及特种加工
机电工程系：李伟
2013-2014-2
一.数控机床的产生和发展
1949年美国Parson公司与麻省理工学院开始合作，历时三年研制出能进行三轴控制的数控铣床样机，取名 “Numerical Control”。数控即数字控制(Numerical Control，简称NC)。数控技术即NC技术，是指用数字化信息发出指令并实现自动控制的技术。计算机数控 (Computerized Numerical Control，简称CNC)是指用计算机实现部分或全部的数控功能。采用数控技术的自动控制系统为数控系统，采用计算机数控技术的自动控制系统为计算机数控系统，其被控对象可以是生产过程或设备。如果被控对象是机床，则称为数控机床。
三.数控机床的工作原理
数控机床是一种高度自动化的机床，它在加工工艺与加工表面形成方法上与普通机床基本相同，最根本的不同在于实现自动化控制的原理与方法上：数控机床是用数字化的信息来实现自动控制的。在数控机床上加工零件时，首先要将被加工零件图上的几何信息和工艺信息数字化。先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、刀具参数，再按数控机床规定采用的代码和程序格式，将与加工零件有关的信息如工件的尺寸、刀具运动中心轨迹、位移量、切削参数(主轴转速、切削进给量、背吃刀量)以及辅助操作(换刀、主轴的正转与反转、切削液的开与关)等编制成数控加工程序，然后将程序输入到数控装置中，经数控装置分析处理后，发出指令控制机床进行自动加工。

精密数控机床标准

精密数控机床标准一、精度要求精密数控机床的精度要求包括位置精度、重复精度、切削精度等。

其中，位置精度包括各轴的位置精度和旋转精度，要求机床在运动过程中保持稳定和精确。

重复精度要求机床在相同条件下多次运行同一程序，结果的一致性要高。

切削精度要求机床在切削过程中，能够准确地控制切削量和深度，达到理想的切削效果。

二、几何精度几何精度包括机床的几何误差和结构稳定性。

要求机床的导轨、主轴、传动系统等部件的几何误差要小，同时结构稳定性要好，能够保证长期使用的精度稳定性。

三、定位精度定位精度是指机床各轴在运动过程中实际到达的位置与指令位置的一致性。

要求机床的控制系统响应速度快、定位精度高，同时具有较好的稳定性。

四、重复定位精度重复定位精度是指机床在相同条件下多次运行同一程序，实际到达的位置与指令位置的一致性。

要求机床的重复定位精度要高，说明机床的控制系统和传动系统稳定性好。

五、切削精度切削精度是指机床在切削过程中，实际切削量和深度的控制精度。

要求机床的切削系统响应速度快、切削量准确，同时具有较好的抗振性和稳定性。

六、主轴精度主轴是机床的重要部件，要求主轴的旋转精度要高，包括主轴的径向跳动、轴向窜动等。

同时要求主轴具有良好的热稳定性和长期使用的精度保持性。

七、伺服系统精度伺服系统是控制机床运动的关键部件，要求其定位精度和重复定位精度要高，同时响应速度要快。

伺服系统的稳定性直接影响到机床的整体性能和精度。

八、测量系统精度测量系统是检测机床精度的关键部件，要求其测量精度要高，同时具有较好的响应速度和稳定性。

测量系统的精度直接影响到机床的加工质量和精度检测。

九、床身刚性要求床身是机床的基础部件，要求其刚性要高，能够保证在切削过程中不发生共振和变形。

同时床身的结构稳定性要好，能够长期保持精度和稳定性。

十、抗振性要求机床在切削过程中会产生振动，要求其抗振性要好，能够有效地抑制振动。

抗振性不好的机床会影响加工质量和精度，同时也会缩短机床的使用寿命。

第1章数控机床概论

第1章数控机床概述学习目标：数控机床是典型的机电一体化产品，是现代制造业的关键设备。

本章主要讲述数控机床的基本概念、数控机床的分类以及数控机床的技术与发展水平等。

本章要求理解并掌握数控机床的基本概念和分类，了解数控技术的发展趋势以及以数控机床为基础的自动化生产系统的发展。

1.1 数控机床的基本概念1.1.1 数控机床及其特点数控（Numerical Control，NC）——数字控制，用数字和符号构成的数字化信息自动控制机床运转的技术。

数控机床（Numerically Controlled Machine Tool ）——采用了数控技术的机床。

数控机床是一种高效、新型的自动化机床，具有广泛的应用前景。

它与普通机床相比具有以下特点：（1）适应性、灵活性好（2）精度高、质量稳定（3）生产效率高（4）劳动强度低、劳动条件好（5）有利于现代化生产和管理（6）使用、维护技术要求高1.1.2 数控机床的组成数控机床的种类很多，但任何一种数控机床主要由控制介质、数控系统、伺服系统和机床主体四部分组成，如图1-1所示。

此外数控机床还有许多辅助装置，如自动换刀装置，自动工作台交换装置自动对刀仪，自动排屑装置及电、液、气、冷却、润滑、防护等装置。

图1-1 数控机床的组成（1）控制介质是指将零件加工信息传送到控制装置中去的程序载体。

（2）数控系统是数控机床的核心。

（3）伺服系统是数控系统的执行机构之一，执行由CNC装置输出的运动指令。

（4）机床主体也称主机，它包括机床的主运动部件、进给运动部件、执行部件和基础部件。

（5）辅助装置是数控机床在实现整机的自动化控制中，为了提高生产效率、加工精度、还需要配备许多辅助装置，如液压和气动装置、自动换刀装置、自动工作台交换装置、自动对刀装置、自动排屑装置等。

1.1.3 数控机床的工作过程如图1-2所示，数控机床的加工，首先要将被加工零件图样上的几何信息和工艺信息用规定的代码和格式编写成加工程序，然后将加工程序输入到数控系统，在数控系统控制软件的支持下，经过处理与计算后，发出相应的控制命令，再通过伺服系统使机床按预定的轨迹运动，从而完成零件的加工。

模块一数控机床概论

模块一数控机床概论§1-1 数控机床简介数控技术是综合了计算机、自动控制、电机、电气传动、测量、监控、机械制造等学科领域最新成果而形成的一门边缘科学技术。

在现代机械制造领域中，数控技术较早地应用于机床装备中，本课程中的数控技术具体指机床数控技术。

一、基本概念1.数字控制：用数字化信号进行控制的一种现代控制方法，简称数控。

2.计算机数字控制（CNC）：由工业计算机控制程序来实现部分或全部基本控制。

3.数控机床就是采用了数字控制技术的机床。

国际信息处理联盟第五技术委员会对数控机床作了如下定义：“数控机床是一个装有程序控制系统的机床，该系统能够逻辑地处理具有使用代码，或其它符号编码指令规定的程序。

”换言之，数控机床是一种采用计算机，利用数字信息进行控制的高效、能自动化加工的机床，它能够按照机床规定的数字化代码，把各种机械位移量、工艺参数、辅助功能(如刀具交换、冷却液开与关等)表示出来，经过数控系统的逻辑处理与运算，发出各种控制指令，实现要求的机械动作，自动完成零件加工任务。

在被加工零件或加工工序变换时，它只需改变控制的指令程序就可以实现新的加工。

所以，数控机床是一种灵活性很强、技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备。

二、数控机床的组成数控机床是由程序载体、数控装置、伺服系统和机床本体组成，如图1-1所示。

图1-1 数控机床的组成1.程序载体：是人与机床之间联系的中间媒介物质，反映了数控加工中的全部信息。

2.人机交换装置：通过人机交换装置对数控机床进行操作和控制。

3.数控系统：由I/O接口线路，PLC、主控系统等组成。

4.伺服系统：是数控系统和机床本体之间的纽带。

5.机床本体：数控机床的机械结构实体。

6.辅助装置：自动换刀装置、自动交换工作台、润滑排屑装置。

§1-2 数控机床的分类数控机床的品种规格繁多，分类方法不一。

根据数控机床的功能、结构、组成不同，可从控制方式、伺服系统类型、功能水平、工艺方法几个方面进行分类，如表1-1所示。

数控车床的主要性能指标介绍

数控车床的重要性能指标介绍主轴采纳直流或交流电动机驱动，具有较宽调速范围和较高回转精度，主轴本身刚度与抗振性比较好。

现在数控机床主轴普遍达到5000～10000r／min甚至更高的转速，对提高加工质量和各种小孔加工极为有利；主轴可以通过操作面板上的转速倍率开关调整转速；在加工端面时主轴具有恒线切削速度（恒线速单位：mm/min），是衡量车床的紧要性能指标之一。

数控车床该系统有进给速度范围、快速（空行程）速度范围、运动辨别率（最小移动增量）、定位精度和螺距范围等重要技术参数。

进给速度是影响加工质量、生产效率和刀具寿命的重要因素，直接受到数控装置运算速度、机床动特性和工艺系统刚度限制。

数控机床的进给速度可达到10～30m／min其中进给速度为加工的速度，快进速度为不加工时移动的速度，进给速度可通过操作面板上的进给倍率开关调整。

脉冲当量（辨别率）是CNC紧要的精度指标。

有其两个方面的内容，一是机床坐标轴可达到的掌控精度（可以掌控的最小位移增量），表示CNC每发出一个脉冲时坐标轴移动的距离，称为实际脉冲当量或外部脉冲当量；二是内部运算的最小单位，称之为内部脉冲当量，一般内部脉冲当量比实际脉冲当量设置得要小，为的是在运算过程中不损失精度，数控系统在输出位移量之前，自动将内部脉冲当量转换成外部脉冲当量。

实际脉冲当量决议于丝杠螺距、电动机每转脉冲数及机械传动链的传动比，其计算公式为实际脉冲当量＝传动比×丝杠螺距/电动机每转脉冲数数控机床的加工精度和表面质量取决于脉冲当量数的大小。

一般数控机床的脉冲当量—，般为0.001mm，简易数控机床的脉冲当量一般为0.01mm，精密或超精密数控机床的脉冲当量一般为0.0001mm，脉冲当量越小，数控机床的加工精度和表面质量越高。

定位精度是指数控机床各移动轴在确定的尽头所能达到的实际位置精度，其误差称为定位误差。

定位误差包括伺服系统、检测系统、进给系统等的误差，还包括移动部件导轨的几何误差等。

一、数控机床的精度检验

一、数控机床的精度检验一、数控机床的精度检验数控机床的高精度最终是要靠机床本身的精度来保证，数控机床精度包括几何精度和切削精度。

另一方面，数控机床各项性能和性能检验对初始使用的数控机床及维修调整后机床的技术指标恢复是很重要的。

1. 几何精度检验几何精度检验，又称静态精度检验，是综合反映机床关键零部件经组装后的综合几何形状误差。

数控机床精度的检验工具和检验方法类似于普通机床，但检测要求更高。

几何精度检测必须在地基完全稳定、地脚螺栓处于压紧状态下进行。

考虑到地基可能随时间而变化，一般要求机床使用半年后，再复校一次几何精度。

在几何精度检测时，应注意测量方法及测量工具应用不当所引起的误差。

在检测时，应按国家标准规定，即机床接通电源后，在预热状态下，机床各坐标轴往复运动几次，主轴按中等转速运转十多分钟后进行。

常用的检测工具有精密水平仪、精密方箱、直角尺、平尺、平行光管、千分表、测微仪及高精度主轴心棒等。

检测工具的精度必须比所设的几何精度高一个等级。

1）2）直线运动轴机械原点的返回精度；3）直线运动失动量的测定；4）直线运动定位精度（转台A 、B 、C 轴）；5）回转运动重复定位精度；6）回转轴原点的返回精度；7）回转运动矢动量的测定。

（2）机床定位精度的试验方法检查定位精度和重复定位精度使用得比较多的方法是应用精密线纹尺和读数显微镜（或光电显微镜）。

以精密线纹尺作为测量时的比较基准，测量时将精密线纹尺用等高垫按最佳支架（见图5.1）安装在被测部件例如工作台的台面上，并用千分表找正。

显微镜可安装在机床的固定部件上，调整镜头使与工作台垂直。

在整个坐标的全长上可选取任意几个定位点，一般为5~15个，最好是非等距的。

对每个定位点重复进行多次定位。

可以从单一方向趋近定位点，也可以从两个方向分别趋紧，以便揭示机床进给系统中间隙和变形的影响。

每一次定位的误差值X 可按下式计算：()()00y y s s X L L ---=式中 0s ——基准点或零点时显微镜的读数；L s ——工作台移动L 距离后显微镜的读数； 0y 、L y ——相应于0s 和Ls 时机床调位读数装置或数码显示装置的读数，对于数控机床就是程序指令中给定的位移数值。

数控机床的规格和性能指标

数控机床的规格和性能指标
数控机床主要性能指标数控机床主要性能指标包括：定位精度、移动精度、主轴控制、运动性能四项性能指标。

（1）定位精度指标一般是指定位精度、重复定位精度、分度精度等指标。

（2）移动精度指标主要是指分辨度与脉冲当量。

（3）主轴控制主要是指可控轴数和联动轴数。

（4）运动性能指标主要是指主轴转速、进给速度、行程、摆角范围、刀库容量和换刀时间等。

数控机床的技术标准数控机床是以数字化制造技术为核心的机电一体化机床，通常由控制系统、伺服系统、检测系统、机械传动系统及其它辅助系统组成，大致上可分为数控车床、数控铣床、加工中心等16大种类。

在“十二五”规划中，明确提出了重点发展高端装备制造业的信息化、自动化、智能化水平，而这显然离不开精密机床行业的有力支持。

对精度、速度、功率等的控制能力指标是机床产品的主要追求目标。

针对中国机床工具行业的数控技术与国际先进水平相比仍相对落后的局面，究其根由，可以说，高品质的功能配套部件发展缓慢是其中的主要原因之一，这些功能部件的性能直接影响到主机的整体技术水平，与数控机床产业的发展息息相关。

在数控机床行业的实际应用中，交流伺服系统已明显占据了一定的优势。

而按照机床传动机械的不同，又将应用的伺服系统分为进给伺服与主轴伺服两类。

在主轴伺服驱动单元方面，由于需要提供加工各类工件所需的切削功率，因而要求其能够满足机床主轴调速范围宽、低速大转矩、动态响应快等特性，同时还可配合CNC系统实现刚性攻丝、主轴速度控制、Cs轴控制实时切换等高性能。

而进给伺服驱动单元以数控机床的各坐标为控制对象，以产生机床的切削进给运动，因此，特别强调其对位置与速度控制的准确性和快速性，且可靠性要高。