数控机床控制系统介绍(ppt 27页)
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2024版数控车床ppt课件完整版
排除方法
根据故障诊断结果，采取相应的维修措施，如更 换损坏部件、调整参数等。
预防性保养措施建议
保持机床清洁
定期清理切屑、擦拭机床，避免 灰尘、油污等对机床造成损害。
定期检查
定期对机床各部位进行检查，及 时发现并处理潜在问题。
加强润滑
根据机床润滑要求，定期加注润 滑油或润滑脂，确保机床各部件 得到充分润滑。
数控车床网络化技术
介绍数控车床网络化技术的实现方式及在智 能制造中的应用前景。
数控车床自动化技术
分析数控车床自动化技术的现状与发展方向， 如自动上下料、自动换刀等。
数控车床绿色制造技术
探讨数控车床绿色制造技术的意义及实现途 径，如节能减排、环保型切削液等。
07 总结与展望
课程重点内容回顾
数控车床基本概念、分类及 应用领域
数控编程步骤
包括分析零件图样、确定加工工艺过程、 数学处理、编写零件加工程序、程序校 验与首件试切等。
常用编程指令介绍
准备功能指令
如G00（快速定位）、G01（直 线插补）、G02/G03（圆弧插补） 等，用于控制刀具的运动轨迹。
辅助功能指令
如M03（主轴正转）、M05（主 轴停止）、M08（冷却液开）等，
参数调整方法 根据加工过程监控结果，可以适时调整进给速度、主轴转 速等参数，以提高加工效率和保证加工质量。
异常处理措施 在加工过程中如遇到异常情况，如刀具磨损、工件变形等， 需要及时采取相应措施进行处理，避免影响加工质量和机 床安全。
加工后质量检测与评估
1 2 3
质量检测方法 加工完成后需要对工件进行质量检测，常用的检 测方法包括尺寸测量、表面粗糙度检测、形位公 差检测等。
复杂曲面零件加工编程
根据故障诊断结果，采取相应的维修措施，如更 换损坏部件、调整参数等。
预防性保养措施建议
保持机床清洁
定期清理切屑、擦拭机床，避免 灰尘、油污等对机床造成损害。
定期检查
定期对机床各部位进行检查，及 时发现并处理潜在问题。
加强润滑
根据机床润滑要求，定期加注润 滑油或润滑脂，确保机床各部件 得到充分润滑。
数控车床网络化技术
介绍数控车床网络化技术的实现方式及在智 能制造中的应用前景。
数控车床自动化技术
分析数控车床自动化技术的现状与发展方向， 如自动上下料、自动换刀等。
数控车床绿色制造技术
探讨数控车床绿色制造技术的意义及实现途 径，如节能减排、环保型切削液等。
07 总结与展望
课程重点内容回顾
数控车床基本概念、分类及 应用领域
数控编程步骤
包括分析零件图样、确定加工工艺过程、 数学处理、编写零件加工程序、程序校 验与首件试切等。
常用编程指令介绍
准备功能指令
如G00（快速定位）、G01（直 线插补）、G02/G03（圆弧插补） 等，用于控制刀具的运动轨迹。
辅助功能指令
如M03（主轴正转）、M05（主 轴停止）、M08（冷却液开）等，
参数调整方法 根据加工过程监控结果，可以适时调整进给速度、主轴转 速等参数，以提高加工效率和保证加工质量。
异常处理措施 在加工过程中如遇到异常情况，如刀具磨损、工件变形等， 需要及时采取相应措施进行处理，避免影响加工质量和机 床安全。
加工后质量检测与评估
1 2 3
质量检测方法 加工完成后需要对工件进行质量检测，常用的检 测方法包括尺寸测量、表面粗糙度检测、形位公 差检测等。
复杂曲面零件加工编程
数控机床控制系统介绍PPT(27张)
（4）PMC软件组成
PMC软件分为初始化、运行和关闭三 个组成部分。
3．加工中心的基本功能程序段
加工中心的基本功能包括轴运动控制、 手轮、归零、各种工作方式转换、主轴准 停、手动调整操作面板的管理等功能。
（1）工作方式转换程序段 （2）主轴速度修调
3.3.4 PMC典型子模块举例
Z轴去换刀位； 主轴准停； 刀库前进； Y轴去换刀位； X轴去换刀位； 松刀吹气；
3.2 机床常用数控系统
3.2.1 SIEMENS数控系统
SINUMERIK 840D共设置有10个数控 通道，具有同时处理10组加工数据的能力； 最多可控制24个NC轴和6个主轴。标准配 备的以太网接口具有很强的通信功能 。
3.2.2 FANUC数控系统
FANUC 16/18系列数控系统具有多主轴、 多控制轴控制功能，数控铣床可以构成具有 三轴联动和五轴联动功能的加工中心；具有 与计算机联网组成柔性制造系统的能力。
•
1、想要体面生活，又觉得打拼辛苦；想要健康身体，又无法坚持运动。人最失败的，莫过于对自己不负责任，连答应自己的事都办不到，又何必抱怨这个世界都和你作对？人生的道理很简单，你想要什么，就去付出足够的努力。
•
5、心情就像衣服，脏了就拿去洗洗，晒晒，阳光自然就会蔓延开来。阳光那么好，何必自寻烦恼，过好每一个当下，一万个美丽的未来抵不过一个温暖的现在。
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6、无论你正遭遇着什么，你都要从落魄中站起来重振旗鼓，要继续保持热忱，要继续保持微笑，就像从未受伤过一样。
•
7、生命的美丽，永远展现在她的进取之中;就像大树的美丽，是展现在它负势向上高耸入云的蓬勃生机中;像雄鹰的美丽，是展现在它搏风击雨如苍天之魂的翱翔中;像江河的美丽，是展现在它波涛汹涌一泻千里的奔流中。
数控机床电气控制系统PPT优选版
数控机床电气控制系统
一、数控机床用PLC介绍 1. PLC（Programmable Logic Controller),通常
用于设备的自动控制。
2. PLC用于机床的控制，主要是用于机床的外围、 辅助电气的控制；
用于数控机床通常称之为可编程序机床控制器；称 之为PMC（programmable machine tool controller）
六、PLC在数控机床中的功能。
2、机床外部开关输入信号 将机床侧的开关信号输入PLC，进行逻辑运算。 接近开关工作稳定可靠、寿命长、重复定位精度高、动作迅速、操作频率高，故在可编程控制器控制系统中使用较多。 指示灯式按钮（指示），紧急故障处理的蘑菇状按钮（引人注意），钥匙状旋式按钮（安全），旋钮式按钮（自锁）等
23、、入 控 以 给机输P制及控床 出L。 外 制C外 信，围 对部 号进电 象开 控行路 。关 制逻中输辑的入P运继L信C算电号将。器用运、于将算接控机的触制床结器的侧果、信的用电号开于磁经关对阀过信机等接号床输口输的出 一用（接光随灌按接按就就3利用动接随灌它用 按就接接动接大 继、、于触电着装钮触钮是是用于态近着装由于钮是触近态触电电2输数 数 器 开 生 、 种 器 种 通 通 温 数 性 开 生 、 按 数和 通 器 开 性 器 流器）出控字与关产封类与类过过度字能关产封钮控 开过的关能一带 电限信机量继分自装大继大PP敏量：是自装帽机 关P选工：般灭 流位号LLL床（电为动机致电致感（响无动机、床 是用作响是弧 大开CCC控实实实用开器两化，有器有元开应触化，复通 自原稳应为装 都关制现现现关的类程以如的如件关时点程以位常 动则定时了置 在P（L刀刀刀量区：度及下区下，量间开度及弹称 控及可间驱5行CAP介具具具）别透的自别如）、关的自簧之 制其靠、动::程以LC绍调调调控射提动热控精。提动、为系使、精电开下将用用用制型高装敏制确高装桥可 统用寿确机关，用、、、的和，配电的度，配式编 中，命度等）没于换换换可反光流阻可、光流触程 常在长、大有控刀刀刀编射电水值编零电水点序 用、零电《灭制等等等程型开线随程点开线和机 的重点流工弧的一一一控。关等温控时关等外床 元复时的厂装信系系系制的。度制间的。壳控 器定间负电置号列列列器功变器漂功等制 件位漂载气。经功功功控能化控移能组器 ，精移，控过能 能 能制在而制、在成； 由度、电制接。。。系不改系零不。于高零流设口统断变统点断按、点在备以的完的的温完钮动温》6A及信善原信度善、作度课以外号，理号漂，开迅漂程上围输现所输移现关速移中电入以制入、以常、、已路部成成部灵成用操灵详中分为的分敏为于作敏细的，与开，度与发频度介继就可关就漂可送率漂绍电是编是移编控高移，器由程由、程制，、主、按控按工控指故工要接钮制钮作制令在作注触、器、环器，可环意器行相行境相故编境接、程配程条配将程条触电开套开件套按控件器磁关的关、的钮制、的阀、系、相系、器相类等光 列 光 应 列 开 控 应型输电产电速产关制速、出开品开度品称系度电给关，关，为统压控等广等广主中等制主泛主泛令使级对令用令用电用、象电于电于器较电。器自器自。多流所动所动。等构包构包级成装成装。、。、打打胶胶、、 4、T功能实现 所谓T功能实际上就是数控机床对刀 按钮和开关是自动控制系统中常用的元器件，由于按钮、开关常用于发送控制指令，故将按钮、开关称为主令电器。
一、数控机床用PLC介绍 1. PLC（Programmable Logic Controller),通常
用于设备的自动控制。
2. PLC用于机床的控制，主要是用于机床的外围、 辅助电气的控制；
用于数控机床通常称之为可编程序机床控制器；称 之为PMC（programmable machine tool controller）
六、PLC在数控机床中的功能。
2、机床外部开关输入信号 将机床侧的开关信号输入PLC，进行逻辑运算。 接近开关工作稳定可靠、寿命长、重复定位精度高、动作迅速、操作频率高，故在可编程控制器控制系统中使用较多。 指示灯式按钮（指示），紧急故障处理的蘑菇状按钮（引人注意），钥匙状旋式按钮（安全），旋钮式按钮（自锁）等
23、、入 控 以 给机输P制及控床 出L。 外 制C外 信，围 对部 号进电 象开 控行路 。关 制逻中输辑的入P运继L信C算电号将。器用运、于将算接控机的触制床结器的侧果、信的用电号开于磁经关对阀过信机等接号床输口输的出 一用（接光随灌按接按就就3利用动接随灌它用 按就接接动接大 继、、于触电着装钮触钮是是用于态近着装由于钮是触近态触电电2输数 数 器 开 生 、 种 器 种 通 通 温 数 性 开 生 、 按 数和 通 器 开 性 器 流器）出控字与关产封类与类过过度字能关产封钮控 开过的关能一带 电限信机量继分自装大继大PP敏量：是自装帽机 关P选工：般灭 流位号LLL床（电为动机致电致感（响无动机、床 是用作响是弧 大开CCC控实实实用开器两化，有器有元开应触化，复通 自原稳应为装 都关制现现现关的类程以如的如件关时点程以位常 动则定时了置 在P（L刀刀刀量区：度及下区下，量间开度及弹称 控及可间驱5行CAP介具具具）别透的自别如）、关的自簧之 制其靠、动::程以LC绍调调调控射提动热控精。提动、为系使、精电开下将用用用制型高装敏制确高装桥可 统用寿确机关，用、、、的和，配电的度，配式编 中，命度等）没于换换换可反光流阻可、光流触程 常在长、大有控刀刀刀编射电水值编零电水点序 用、零电《灭制等等等程型开线随程点开线和机 的重点流工弧的一一一控。关等温控时关等外床 元复时的厂装信系系系制的。度制间的。壳控 器定间负电置号列列列器功变器漂功等制 件位漂载气。经功功功控能化控移能组器 ，精移，控过能 能 能制在而制、在成； 由度、电制接。。。系不改系零不。于高零流设口统断变统点断按、点在备以的完的的温完钮动温》6A及信善原信度善、作度课以外号，理号漂，开迅漂程上围输现所输移现关速移中电入以制入、以常、、已路部成成部灵成用操灵详中分为的分敏为于作敏细的，与开，度与发频度介继就可关就漂可送率漂绍电是编是移编控高移，器由程由、程制，、主、按控按工控指故工要接钮制钮作制令在作注触、器、环器，可环意器行相行境相故编境接、程配程条配将程条触电开套开件套按控件器磁关的关、的钮制、的阀、系、相系、器相类等光 列 光 应 列 开 控 应型输电产电速产关制速、出开品开度品称系度电给关，关，为统压控等广等广主中等制主泛主泛令使级对令用令用电用、象电于电于器较电。器自器自。多流所动所动。等构包构包级成装成装。、。、打打胶胶、、 4、T功能实现 所谓T功能实际上就是数控机床对刀 按钮和开关是自动控制系统中常用的元器件，由于按钮、开关常用于发送控制指令，故将按钮、开关称为主令电器。
数控机床主轴控制系统PPT课件
5.3.5主轴驱动装置的特性
一、交流主轴驱动装置的特性 感应电动机与变频装置配合，其工作特性图5.11所示。 在其基本转速下，为恒转矩输出，在其基本转速以上，为恒
功率负载。
二、交流伺服主轴装置的特性 交流伺服主轴装置除具有交流主轴装置的基本特
性外还应具有以下特性 1.足够大的转矩过载能力； 2.具有高分辨率的位置、速度、电流检测能力； 3.采用更快的生微处理器，采样周期更快； 4.主轴电动机的转矩响应关至5ms以内； 5.具有四象限运行能力，具有足够的制动能力。 驱动电动机若使用感应式电动机，要求其控制方式
波是等效的。如果对正弦波的负半周也做同样处理，即可得到 相应的2N个脉冲，这就是与正弦波等效的正弦脉宽调制波，如 图所示。
a)正弦波的正半波 b)等效的SPWM波形 与正弦波等效的SPWM波形
②产生SPWM波形的原理 SPWM波形可用计算机产生，即对给定的正弦波用计 算机算出相应脉冲的宽度，通过控制电路输出相应波 形，还可用专门集成电路产生，如产生三相SPWM波 形的专用集成电路芯片有HEF4752、SLE4520等；也 可用模拟电路产生，其方法是以正弦波为调制波，对 等腰三角
5.3.4直接转矩控制
直接转矩控制技术，是利用空间矢量、定子磁场 定向的分析方法，直接在定子坐标系下分析异步电动 机的数学模型，计算与控制异步电动机的磁链和转 矩，采用离散的两点式调节器（Band—Band控 制），把转矩检测值与转矩给定值作比较，使转矩波 动限制在一定的容差范围内，容差的大小由频率调节 器来控制，并产生PWM脉宽调制信号，直接对逆变器 的开关状态进行控制，以获得高动态性能的转矩输出。
SPWM变频器属于交一直一交变频器，其原理 框图见图4.23b)。基本工作过程是先将50Hz交流电经 整流变压器变压得到所需电压，经二极管整流和电容 滤波，形成恒定直流电压，然后送入由大功率晶体管 构成的逆变器主电路，输出三相电压和频率均可调整 的等效于正弦波的脉宽调制波(SPWM波)，即可拖动 三相电机运转。这种变频器结构简单，电网功率因数 接近于1，系统动态响应快，输出波形好，因此，在数 控机床的交流驱动中广泛使用。
数控机床的组成及工作原理PPT课件
05 数控机床的发展趋势与挑 战
高精度、高效率发展趋势
高精度加工技术
随着制造业对加工精度要求的不 断提高，数控机床的高精度加工 技术得到了广泛应用，如超精密
磨削、高速切削等。
高效率加工技术
通过优化切削参数、提高切削速度、 减少非切削时间等措施，实现高效 率加工，提高生产效率。
复合加工技术
将多种加工技术集成在一台机床上， 实现一次装夹完成多道工序的加工， 提高加工效率。
定时、定量为机床各运动部件 提供润滑，减少磨损和故障， 提高机床稳定性和使用寿命。
自动冷却系统
对加工区域进行冷却，降低切 削温度，提高刀具寿命和加工
质量。
04 数控机床的操作与维护
操作界面及基本操作
操作界面介绍
包括显示屏、操作面板、功能键等组成部分的说明。
基本操作流程
详细阐述从开机、回零、选择程序到加工完成的整个 操作流程。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
操作面板
人机交互界面，用于输入加 工指令、调整机床参数以及
监控机床运行状态等。
03 数控机床的工作原理
加工过程自动化原理
01
02
03
数控系统控制
通过预先编程的指令，控 制机床各轴的运动轨迹、 速度和加速度，实现加工 过程的自动化。
伺服驱动系统
将数控系统输出的控制信 号转换为机床各轴的驱动 力矩，驱动机床各轴按照 预定的轨迹进行运动。
局限性
对操作人员技术要求高、设备投 资大、维护成本高等。
02 数控机床的组成
主机部分
01
02
03
04
床身
数控机床的基础部件，用于支 撑和固定其他部件，保证机床
数控系统基本概念PPT(30张)
部输入的、描述了机床加工过程的程序称为数控加工程序。 数控加工程序记载了机床加工所需要的各种信息，包括： ① 轨迹信息：几何形状和几何尺寸； ② 工艺信息：进给速度、主轴转速、刀具号和补偿号等； ③ 开关命令：主轴正反转、换刀、开/关切削液和装/卸工件等等； 数控加工程序被记录在各种信息载体上，主要有：穿孔纸带、磁带、磁盘
（2）全闭环数控系统 带有位置检测反馈回路、位置检测装置直接安装在机床移动部件上的控制系 统。特点： ① 以直流电机或交流电机为驱动部件； ② 可以自动补偿电气控制误差和机械传动链的机械传动误差。 优点：控制精度高，运动速度高，驱动力矩大。 缺点：控制复杂，稳定性不好，调试维修困难，价格昂贵 。 应用：高精度数控机床。
最后，数控装置输出实际控制信号，使相应的执行部件产生相应的动作。
可见，数字控制系统都是由输入、决策与输出三个环节组成的。
（3）数控机床 数控系统与被控机床本体的结合体称为数控机床。 根据机床本体的不同类型，数控机床也被分为相应的类型。例如数控车床、
数控铣床、数控加工中心、数控线切割机床等等。 数控机床是典型的机电一体化产品。
（3）刀架相关点C 刀架相关点是刀架上的一个固定位置点，用于测量刀具参数，即刀具切削 点相对于刀架相关点的位置偏移量。
数控加工程序中指定的坐标值和系统显示的坐标值都是指刀架相关点的当 前坐标位置。当加工开始后，系统将根据刀具参数进行相应的刀具补偿计算。
当机床回参考点后，刀架相关点C将与机床参考点R重合。
制，换刀装置的换刀控制，工件装夹系统的装/卸控制，冷却、液压、气动、 润滑系统的逻辑控制以及机床的其他辅助功能。
机床电器控制装置的具体形式有两种：一是继电器控制装置；二是可 编程逻辑控制器。
（6）机床本体 根据不同的加工方式，机床本体可以是车床、铣床、钻床、镗床、磨床、 加工中心以及电加工机床等等。
（2）全闭环数控系统 带有位置检测反馈回路、位置检测装置直接安装在机床移动部件上的控制系 统。特点： ① 以直流电机或交流电机为驱动部件； ② 可以自动补偿电气控制误差和机械传动链的机械传动误差。 优点：控制精度高，运动速度高，驱动力矩大。 缺点：控制复杂，稳定性不好，调试维修困难，价格昂贵 。 应用：高精度数控机床。
最后，数控装置输出实际控制信号，使相应的执行部件产生相应的动作。
可见，数字控制系统都是由输入、决策与输出三个环节组成的。
（3）数控机床 数控系统与被控机床本体的结合体称为数控机床。 根据机床本体的不同类型，数控机床也被分为相应的类型。例如数控车床、
数控铣床、数控加工中心、数控线切割机床等等。 数控机床是典型的机电一体化产品。
（3）刀架相关点C 刀架相关点是刀架上的一个固定位置点，用于测量刀具参数，即刀具切削 点相对于刀架相关点的位置偏移量。
数控加工程序中指定的坐标值和系统显示的坐标值都是指刀架相关点的当 前坐标位置。当加工开始后，系统将根据刀具参数进行相应的刀具补偿计算。
当机床回参考点后，刀架相关点C将与机床参考点R重合。
制，换刀装置的换刀控制，工件装夹系统的装/卸控制，冷却、液压、气动、 润滑系统的逻辑控制以及机床的其他辅助功能。
机床电器控制装置的具体形式有两种：一是继电器控制装置；二是可 编程逻辑控制器。
（6）机床本体 根据不同的加工方式，机床本体可以是车床、铣床、钻床、镗床、磨床、 加工中心以及电加工机床等等。
《数控机床控制系统》课件
数控机床控制系统
数控机床控制系统是现代制造业的核心技术之一，它提供了高精度、高效率 的加工能力。本课件将全面介绍数控机床控制系统的各个方面，以帮助大家 深入了解这一关键技术。
数控机床控制系统简介
数控机床控制系统是利用计算机技术对机床进行精确控制的系统。它通过数学模型和控制算法，实现对机床运 动轴的精确控制，从而实现高精度、高效率的加工。
传感器
用于测量机床和工件的状态，提供反馈信息。
人机界面
通过操作面板或计算机界面与数控系统进行交 互。
计算机控制系统与PLC控制系 统的区别
• 计算机控制系统适用于复杂的工艺流程，能处理更多的数据和逻辑； • PLC控制系统适用于简单的控制任务，响应速度更快。
数控系统的主要性能指标
1 精度
2 速度
用于描述机床加工精度的指标，如定位精度、 重复定位精度等。
指机床加工速度，通常以每分钟转速或移动 速度计算。
3 可靠性
描述数控系统长时间稳定工作的能力。
4 使用寿命
描述数控系统的工作寿命。
数控系统中的主要元器件
伺服电机
负责驱动机床的运动轴，实现精 确的位置控制。
滚珠丝杠
用于将伺服电机的旋转运动转换 为线性运动。
数控系统
由计算机、编程装置等组成，用 于控制整个机床系统。
G代码和M代码的作用与区别
G代码
用于控制机床的运动方式和路径，如直线插补、 圆弧插补。
M代码
用于控制机床的辅助功能，如刀具进退、冷却液 开关。
数控系统的运行模式
自动运行
根据预先编写好的加工程序自动完成加工任务。
手动运行
通过操纵面板手动控制机床的运动。
数控机床控制系统的发展历程
数控机床控制系统是现代制造业的核心技术之一，它提供了高精度、高效率 的加工能力。本课件将全面介绍数控机床控制系统的各个方面，以帮助大家 深入了解这一关键技术。
数控机床控制系统简介
数控机床控制系统是利用计算机技术对机床进行精确控制的系统。它通过数学模型和控制算法，实现对机床运 动轴的精确控制，从而实现高精度、高效率的加工。
传感器
用于测量机床和工件的状态，提供反馈信息。
人机界面
通过操作面板或计算机界面与数控系统进行交 互。
计算机控制系统与PLC控制系 统的区别
• 计算机控制系统适用于复杂的工艺流程，能处理更多的数据和逻辑； • PLC控制系统适用于简单的控制任务，响应速度更快。
数控系统的主要性能指标
1 精度
2 速度
用于描述机床加工精度的指标，如定位精度、 重复定位精度等。
指机床加工速度，通常以每分钟转速或移动 速度计算。
3 可靠性
描述数控系统长时间稳定工作的能力。
4 使用寿命
描述数控系统的工作寿命。
数控系统中的主要元器件
伺服电机
负责驱动机床的运动轴，实现精 确的位置控制。
滚珠丝杠
用于将伺服电机的旋转运动转换 为线性运动。
数控系统
由计算机、编程装置等组成，用 于控制整个机床系统。
G代码和M代码的作用与区别
G代码
用于控制机床的运动方式和路径，如直线插补、 圆弧插补。
M代码
用于控制机床的辅助功能，如刀具进退、冷却液 开关。
数控系统的运行模式
自动运行
根据预先编写好的加工程序自动完成加工任务。
手动运行
通过操纵面板手动控制机床的运动。
数控机床控制系统的发展历程
第1章 数控机床概述(PPT)
数控机床 的组成
(shù kònɡ jī chuánɡ)
数控机床加工的根本工作原理
数控机床加工特点
数控机床的应用范围
第三页，共七十六页。
数控机床的工作 原理 (gōngzuò)
数控：数字控制〔Numerical Control—NC〕，在机床 领域指用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制 的一种自动化技术。它所控制的一般是位置、角度、速 度等机械量，但也有温度、流量、压力等物理量。
第八页，共七十六页。
数控机床 的组成 (shù kònɡ jī chuánɡ)
数控系统的工作过程 n 对输入的零件加工程序、控制参数、补偿
数据等进行识别和译码，并执行所需要的 逻辑运算，发出(fāchū)相应的指令脉冲，控 制机床的驱动装置，操作机床实现预期的 加工功能。
第九页，共七十六页。
数控机床 的组成 (shù kònɡ jī chuánɡ)
第1章 数控机床 概述 (shù kònɡ jī chuánɡ)
第一页，共七十六页。
数控机床 概述 (shù kònɡ jī chuánɡ)
数控机床的工作(gōngzuò)原理 数控机床分类 数控插补原理 数控机床开展概况
第二页，共七十六页。
1.1 数控机床 的工作原 (shù kònɡ jī chuánɡ) 理
数控机床：它是一种灵活、通用、能够适应产品频繁 (pínfá n)变化的柔性自动化机床。
第四页，共七十六页。
一、数控机床 的组成 (shù kònɡ jī chuánɡ)
数控机床主要由机床本体、数控系统、驱动(qū dònɡ)装置、辅 助装置等几个局部组成。
机床本体：是数控机床加工运动的机械局部，主要包括支承部 件〔床身、立柱〕等、主动部件〔主轴箱〕、进给运动部件 〔工作台滑板、刀架〕等。
数控机床的控制原理课件
03
数控机床的机械结构
主轴部件
主轴驱动
主轴部件由主轴驱动电机 和主轴传动系统组成，负 责实现主轴的高速转动和 扭矩输出。
主轴轴承
主轴轴承采用高精度、高 刚性的设计，以确保主轴 的高速稳定运转。
刀具夹持装置
刀具夹持装置用于夹紧刀 具，并能够实现快速更换 刀具的功能。
进给系统
进给电机
进给电机采用交流伺服电机或步 进电机，实现高精度、高速度的
03
伺服驱动系统具有高精度、高响应速度、高效率等特点，能够
满足数控机床的高精度控制要求。
可编程逻辑控制器（PLC）
PLC的基本组成
可编程逻辑控制器主要由中央处理器、存储器、输入输出模块、电 源模块等组成。
PLC的功能
可编程逻辑控制器的主要功能是实现逻辑控制、顺序控制和运动控 制等，可以根据需要编写程序来实现各种复杂的控制逻辑。
常见故障及排除
包括液压和气动控制系统常见的故障如泄漏、压力不稳、动作异 常等，以及相应的排除方法。
06
数控机床的维护与保养
数控机床的日常维护与保养
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保持清洁
定期清理机床内部和外部的灰 尘和杂物，防止影响机床的正
常运行。
检查润滑
定期检查润滑系统是否正常， 及时补充润滑油，确保机床的
润滑。
PLC的特点
可编程逻辑控制器具有高可靠性、高灵活性、易于维护等特点，能够 满足数控机床的控制要求。
位置检测装置
01
位置检测装置的组成
位置检测装置主要由传感器、放大器、滤波器等组成。
02
位置检测装置的功能
位置检测装置的主要功能是检测机床的位置信息，并将位置信息反馈给
《机床控制系统》PPT课件
图 0 8 / 26 / B 2
图区行号，列号（无行号时只写列号）
页次（仅一页时可省略）
图号（只有一个多页图样时， 可省略）
接触器和继电器的触点位置可采用 附图的方式表示。
接触器各栏的含义：
左栏 中栏 右栏
主 触辅 助 点 的动 合 图 区触 点 号 的图
区号
辅助 动断 触点 的图 区号
继电器各栏的含义：
左栏 右栏
动合 触点 的图 区号
动断 触点 的图 区号
五、主电路各接点标记
三相交流电源引入线采用L1、L2、 L3标记。电源开关之后的分别按U、V、 W顺序标记。分级三相交流电源主电 路可采用1U、1V、1W；2U、2V、2W等。 各电动机分支电路各接点可采用三相 文字代号后面加数字来表示如：U11、 U21等，数字中的十位数字表示电动 机代号，个位数字表示该支路的接点 代号。
一、文字符号和图形符号
1、文字符号
用来表示电气设备、装置、元器件的名称、功 能、状态和特征的字符代码。例如， FR表示热继 电器。
2、图形符号
用来表示一台设备或概念的图形、标记或字符。 例如，“～”表示交流。
国家电气图用符号标准GB/T4728规定了电气简 图中图形符号的画法，该标准及国家电气制图标准 GB/T6988于1997年1月1日正式开始执行。
3、结合制图要求识图 在绘制电气图时，为了加强图纸的规范性、通用性
和示意性，必须遵循一些规则和要求，利用这些制图的 知识能够准确地识图。
识图步骤
1、准备：了解生产过程和工艺对电路提出的要求；了 解各种用电设备和控制电器的位置及用途；了解图中的 图形符号及文字符号的意义。
2、主电路：首先要仔细看一遍电气图，弄清电路的性 质，是交流电路还是直流电路。然后从主电路入手，根 据各元器件的组合判断电动机的工作状可。如电动机的 起停、正反转等。
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3.4.1 加工中心PMC的I/O点
进入PLC逻辑控制的信号如下。 1．PLC与第二操作面板间的连接信号 2．PLC与手轮之间的连接信号 3．PLC与手动操作面板间的连接信号 4．PLC与机床主体之间的连接信号 5．PLC与各轴驱动单元之间的连接信 号 6．其他信号
3.5 数控机床故障的判定
故障可以分为数控系统故障、伺服系 统故障、液压系统故障和机械系统故障等 几种，数控系统的故障通常由数控系统自 身的逻辑处理程序直接处理 。
5．切削异常检出功能及寿命控制
在数控系统中设置每一把刀具在正常状 态下用额定切削用量工作的切削负荷。当切 削负荷增加到一定程度时，数控系统会认为 刀具磨损严重需要更换刀具。刀具寿命控制 功能，即数控系统允许设置每一把刀具的最 佳工作寿命，达到工作时间不管刀具的工作 状态如何均进行刀具的自动更换 。
开发有存储卡在线DNC加工功能。
FANUC数控系统及伺服系统采用 3×220V、50Hz交流电源标准 。
3.3 数控机床PMC
3.3.1 PMC概述
PMC又称为数控机床内置式PLC，是 对数控系统功能进行的二次开发。
NC模块、PMC模块在数控系统中的关 系如图3.3所示。
. NC
PMC
图 3
3
模 块 、
第3章 数控机床控制系统
3.1 数 控 系 统 概 述 3.2 机床常用数控系统 3.3 数控机床PMC 3.4 数控机床的强电控制系统 3.5 数控机床故障的判定
3.1 数 控 系 统 概 述
数控系统性能的优劣决定了数控机床 加工效率、成形精度和运行的稳定性。
数控系统可以控制机床实现二轴、三 轴或多轴联动加工 。
2．高阶曲线插补
通过程序段预读（1000段或更多）的 方式，将折线重新拟合为曲线，数控系统 以此曲线加工轨迹控制刀具的运动 。
3．刀具磨损补偿值记忆
根据刀具的使用时间按照预定的补偿量 对刀具直径和刀具的长度进行补偿。
4．区域加工功能
根据工序余量的特点，在加工区域中 设置任意多个特定要求的加工区域，每个 区域的切削在 制造时也设置了几十甚至上百的故障信息 。
在液压系统和机械系统等系统内部，设 置有许多保证系统稳定正常运转的传感器， 如：接近开关、温度传感器、力传感器、振 动传感器以及过电压、过电流、缺相等检测 元件 。
在拟定动作功能时，应尽可能多的考虑 执行该动作的安全限制条件，使特定的动作 能安全、高效、顺利进行，这些限制条件应 覆盖包括国家安全、劳保等法规所规定的限 制条件。
3.3.3 PMC程序总体结构
1．模块化的PMC软件开发思想
每一个模块完成特定的功能。 每一个子模块都可以在NC的人—机接 口PLC参数设置栏中设置开关条件 。
加工中心与普通数控机床的区别在于 有无刀库和自动换刀装置。
3.1.1 数控系统的计算机功能
1．具有与计算机网络进行通信和 联网的功能 2．实现远程控制的功能
3.1.2 数控系统的高效加工功能
1．自动原点补偿
数控机床自身携带的专用位置检测工 具对工件的侧边进行定长扫描（可以自动 或手动），以扫描后诸点的拟合直线作为 数控机床水平面内的X坐标轴的方向，数 控机床的绝对坐标系同时以X轴为准进行 粗加工前的位置补偿。
3.2 机床常用数控系统
3.2.1 SIEMENS数控系统
SINUMERIK 840D共设置有10个数控 通道，具有同时处理10组加工数据的能力； 最多可控制24个NC轴和6个主轴。标准配 备的以太网接口具有很强的通信功能 。
3.2.2 FANUC数控系统
FANUC 16/18系列数控系统具有多主轴、 多控制轴控制功能，数控铣床可以构成具有 三轴联动和五轴联动功能的加工中心；具有 与计算机联网组成柔性制造系统的能力。
（4）PMC软件组成
PMC软件分为初始化、运行和关闭三 个组成部分。
3．加工中心的基本功能程序段
加工中心的基本功能包括轴运动控制、 手轮、归零、各种工作方式转换、主轴准 停、手动调整操作面板的管理等功能。
（1）工作方式转换程序段 （2）主轴速度修调
3.3.4 PMC典型子模块举例
Z轴去换刀位； 主轴准停； 刀库前进； Y轴去换刀位； X轴去换刀位； 松刀吹气；
模 块 在 数 控 系 统 中 的 关 系
3.3.2 数控机床PMC的动作要求
① 具有加工中心的基本控制功能； ② 具有刀库管理和自动换刀控制功能； ③ 具有双工作台交换功能； ④ 具有工作台定角度分度定位控制功 能； ⑤ 具有故障诊断、显示和报警功能。
在操作界面上加工中心的PMC功能可以 分为两部分：报警功能部分和动作功能部分。
主轴还刀后刀库退回； 计算最短选刀路径； 启动刀盘旋转； 刀库前进； 主轴抓刀； X轴去刀库安全返回位； 主轴抓刀后刀库退回； 解除主轴准停。
3.4 数控机床的强电控制系统
合适的强电控制系统，使它能够接受数 控系统发出的弱电信号，并将弱电信号放 大后去控制强电设备的运转。同时，数控 机床工作时的各种信号又可以用合适的电 平回馈给数控系统。
强电系统在设计时应充分考虑避免外 界干扰信号的侵入和数控机床本身强电元 件起动和停止时可能产生的干扰。对外界 干扰信号（如：大型动力机械起动、电弧 焊机焊接时等）采取隔离变压器或自动交 流稳压器进行处理可以取得良好的效果；
对于强电系统内部接触器吸合等产生
的干扰信号，使用浪涌抑制元件可以消除 其影响；对于数控系统通信使用的控制信 号电缆使用单端或两端接地的方式可以有 效消除电磁波的干扰；数控机床的控制柜 一定要良好接地使其能够良好屏蔽外部的 电磁干扰信号；在控制柜内部的数控系统 和伺服驱动系统等运动控制系统也应采取 良好的接地措施 。
2．PMC软件的总体结构 （1）头文件
PMC程序所需要的基本规范和数学定义 等称为头文件
（2）变量声明
接口、变量等定义 定义PMC的输入点 定义PMC的输出点
动作停留时间的长短、位移的距离、运 动的速度等等。
约定：如果参数用以表示时间，其单 位时间为1/512s；如果参数用以表示长度， 其单位长度为1/1000mm；如果参数用以表 示速度，其单位为mm/min。