数控机床的组成和工作原理
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。
数控机床的工作原理及工作过程
数控机床的工作原理及工作过程一、工作原理数控机床是一种通过数字信号来控制机床运动和加工过程的机床。
它采用计算机控制系统，通过预先编程的方式来控制机床的运动轨迹、速度和加工参数，从而实现零件的加工。
数控机床的工作原理主要包括以下几个方面：1. 数字信号生成：首先，通过计算机编程软件编写加工程序，将加工过程中需要的各种指令和参数转化为机床能够识别和执行的数字信号。
2. 控制系统：数控机床的控制系统由硬件和软件组成。
硬件包括计算机、数控装置、伺服驱动器等，用于接收和处理数字信号，并将其转化为机床的运动控制信号。
软件则负责编写加工程序和控制机床的运动轨迹、速度等参数。
3. 运动控制：数控机床的运动控制主要包括位置控制、速度控制和加速度控制。
通过数控装置和伺服驱动器，将数字信号转化为电信号，控制机床各个轴向的运动，实现零件的加工。
4. 加工过程监控：数控机床能够实时监测加工过程中的各项参数，如刀具位置、切削力、加工速度等，并将监测结果反馈给控制系统。
控制系统根据反馈信息进行调整，保证加工过程的准确性和稳定性。
二、工作过程数控机床的工作过程通常包括以下几个步骤：1. 加工程序编写：操作人员使用计算机编程软件，根据零件的加工要求编写加工程序。
加工程序包括刀具路径、切削参数、加工顺序等信息。
2. 加工程序传输：将编写好的加工程序通过网络或存储介质传输到数控机床的控制系统中。
控制系统接收到加工程序后，进行解析和处理。
3. 机床准备：操作人员根据加工程序的要求，安装合适的刀具和夹具，并进行机床的调整和校准。
确保机床处于正常工作状态。
4. 参数设置：操作人员根据加工程序的要求，设置加工参数，包括切削速度、进给速度、切削深度等。
这些参数会影响到加工过程中的切削质量和效率。
5. 启动机床：操作人员将加工程序加载到数控机床的控制系统中，并启动机床。
控制系统会根据加工程序的要求，控制机床各个轴向的运动，实现零件的加工。
6. 加工监控：在加工过程中，操作人员需要实时监控机床的运行状态和加工质量。
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。
数控机床的组成及基本工作原理
数控机床的组成及基本工作原理数控机床是一种利用数字编程控制工作的机床。
它由三个基本部分组成：机械系统、传动系统和控制系统。
下面将详细介绍数控机床的组成和基本工作原理。
一、机械系统机械系统是数控机床的基础，它由床身、主轴箱、伺服系统等组成。
1.床身：床身是数控机床的基础，主要承载着机床其他部件。
床身通常由铸铁或钢板焊接而成，具有较高的强度和刚性，以保证机床的稳定性。
2.主轴箱：主轴箱包含了主轴系统和进给系统，主轴通过驱动系统将切削工具与工件连接，实现切削加工。
进给系统控制工件在X、Y、Z三个方向上的运动，使切削工具能沿指定路线精确地切削工件。
3.伺服系统：伺服系统负责控制切削工具和工件的相对运动。
它由伺服电机、伺服控制系统、逆变器和编码器等组成。
伺服电机通过接受数控系统发送的控制信号，精确控制机床的位置和速度，从而实现精确的切削加工。
二、传动系统传动系统负责传递电能和运动，将数控机床的控制信号传递给各个运动部件。
主要由电源、变频器、伺服电机、传感器等组成。
1.电源：电源为数控机床提供所需的电能。
通常使用三相交流电源。
2.变频器：变频器将交流电源转换为直流电源，以满足数控机床的要求。
3.伺服电机：伺服电机是数控机床的关键部件，它负责实现机床的精准运动。
伺服电机通常由电动机、编码器和速度控制器组成。
4.传感器：传感器用于检测机床各个部件的状态，将检测到的信号转换为电信号，反馈给数控系统。
三、控制系统控制系统是数控机床的大脑，它由数控装置、软件系统、输入输出设备等组成。
1.数控装置：数控装置是数控机床的核心，主要负责数控程序的编写和生成。
它接收操作员输入的加工参数和控制命令，经过处理之后发送给伺服系统。
3.输入输出设备：输入输出设备用于与数控装置进行交互。
常用的输入设备有键盘、鼠标和触摸屏；输出设备有显示器、打印机和数控机床本身。
基本工作原理：1.数控编程：操作员使用数控装置进行编程，编写出所需的加工程序。
数控机床的组成及工作原理
数控机床的组成及工作原理关键信息项：1、数控机床的组成部分机床主体数控系统驱动系统辅助装置编程及操作部分2、数控机床的工作原理数控程序的编制指令传输与执行位置检测与反馈误差补偿与精度控制11 数控机床的组成111 机床主体机床主体是数控机床的机械部件，包括床身、立柱、工作台、主轴箱、进给机构等。
床身和立柱是机床的基础结构，提供支撑和稳定性。
工作台用于安装工件，并在X、Y 轴方向上移动。
主轴箱内装有主轴，负责带动刀具或工件旋转。
进给机构则控制刀具或工作台在 X、Y、Z轴方向上的精确运动。
112 数控系统数控系统是数控机床的核心控制部分，它接收来自编程设备的指令，并将其转化为机床各部件的动作指令。
数控系统包括硬件和软件两部分。
硬件通常包括处理器、存储器、输入输出接口等。
软件则包括操作系统、控制程序、插补算法等。
113 驱动系统驱动系统负责为机床各运动轴提供动力，使其按照数控系统的指令精确运动。
驱动系统通常包括电机、驱动器、丝杠、导轨等。
电机可以是步进电机、直流电机或交流电机，驱动器则用于控制电机的转速和转向。
丝杠和导轨用于将电机的旋转运动转化为直线运动，并保证运动的精度和平稳性。
114 辅助装置辅助装置包括液压系统、气动系统、冷却系统、润滑系统、排屑系统等。
液压系统和气动系统用于提供机床部件的夹紧、松开等动作所需的动力。
冷却系统用于冷却刀具和工件，以防止过热。
润滑系统用于减少机床运动部件的磨损。
排屑系统则用于及时清除加工过程中产生的切屑。
115 编程及操作部分编程及操作部分包括编程设备、操作面板、显示器等。
编程设备可以是计算机、专用编程器等，用于编写数控加工程序。
操作面板用于操作人员对机床进行操作和控制，显示器则用于显示机床的工作状态、加工参数等信息。
12 数控机床的工作原理121 数控程序的编制首先，根据零件的加工要求，使用 CAD/CAM 软件或手动编程的方式生成数控加工程序。
数控程序包含了零件的几何形状、加工工艺、刀具路径、切削参数等信息。
数控机床工作原理及组成
数控机床工作原理及组成1．1．1 数控机床工作原理数控机床是采用了数控技术的机床，它是用数字信号控制机床运动及其加工过程。
具体地说，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，然后输入数控系统，经过译码、运算，发出指令，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，这种机床即为数控机床。
1．1．2 数控机床的种类由于数控系统的强大功能，使数控机床种类繁多．其按用途可分为如下三类。
①金属切削类数控机床。
金属切削类数控机床包括数控车床、数控铣床、数控磨床、数控钻床、数控镗床、加工中心等。
②金属成形类数控机床。
金属成形类数控机床有数控折弯机、数控弯管机、数控冲床与数控压力机等。
③数控特种加工机床。
数控特种加工机床包括数控线切割机床、数控电火花加工机床、数控激光加工机床，数控淬火机床等。
1．1．3 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)、伺服单元、驱动装置(或称执行机构)、可编程控制器(PLC)及电气控制装置、辅助装置、机床本体及测量装置组成。
图1—1是数控机床的硬件构成。
(1)输入与输出装置输入与输出装置是机床数控系统与操作人员进行信息交流、实现人机对话的交互设备．输入装置的作用是将程序载体上的数控代码变成相应的电脉冲信号，传送并存入数控装置内。
目前，数控机床的输入装置有键盘、磁盘驱动器、光电阅读机等，其相应的程序载体第1页为磁盘、穿孔纸带。
输出装置是显示器，有CRT显示器或彩色液晶显示器两种。
输出装置的作用是：数控系统通过显示器为操作人员提供必要的信息。
显示的信息可以是正在编辑的程序、坐标值，以及报警信号等。
(2)数控装置(CNC装置)数控装置是计算机数控系统的核心，是由硬件与软件两部分组成的。
它接受的是输入装置送来的脉冲信号，信号经过数控装置的系统软件或逻辑电路进行编译、运算与逻辑处理后，输出各种信号与指令，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及应用
数控机床的工作原理及应用
一、数控机床的工作原理
1. 数控机床通过计算机控制,按照加工程序对工件进行自动化加工。
2. 在计算机存储器内预先编制加工程序,并将程序以数字信号的形式输入数控设备。
3. 数控设备将数字信号解码,变换为机床可以执行的位置、速度等控制信号。
4. 这些信号通过执行机构驱动机床的主轴、Fixture等进行自动加工。
5. 在加工程序控制下,机床精确执行各种turning、drilling、milling等动作。
6. 通过程序可以重复加工复杂工件,不需要人工直接操作。
二、数控系统的组成
1. 程序存储器:存储加工程序,如打孔程序、铣槽程序。
2. 程序译码器:将程序转换为机床可执行的控制信号。
3. 驱动器:控制主轴转速、进给速率等。
4. 执行机构:带动主轴、Fixture等机械运动。
5. 反馈系统:监测执行效果,除错。
三、数控机床的应用
1. 高效自动化加工,提高加工精度。
2. 可连续不断地24小时运行,提高产量。
3. 加工复杂工件,实现多轴联动加工。
4. 编写灵活的加工程序,满足多品种和变批量需求。
5. 降低加工成本,广泛应用于航空、航天、汽车等制造业。
6. 一台数控机床可替代多台普通机床,降低设备投资。
综上所述,数控机床通过执行存储的数字化程序实现自动化加工,可连续高效加工复杂工件,大幅提高加工效率和质量,是现代制造业不可缺少的先进设备。
数控机床的工作原理及工作过程
数控机床的工作原理及工作过程一、工作原理数控机床是一种根据预先编好的程序，通过控制系统对机床进行自动化控制的机械设备。
其工作原理主要包括以下几个方面：1. 数控系统：数控机床的核心是数控系统，它由硬件和软件两部份组成。
硬件包括数控装置、输入设备、输出设备和执行机构等，软件则是编写的数控程序。
数控系统接收操作者输入的指令，经过处理后，将控制信号发送给执行机构，从而实现对机床的控制。
2. 传感器和执行机构：数控机床通过传感器获取工件和刀具的位置信息，然后将这些信息传递给数控系统。
数控系统根据接收到的信息，计算出刀具的运动轨迹和速度，并将控制信号发送给执行机构，通过执行机构的运动来控制刀具的位置和运动状态。
3. 数控程序：数控程序是数控机床工作的灵魂，它是由一系列指令组成的。
这些指令描述了刀具的运动轨迹、速度、进给量等工艺参数，通过数控系统的解释和执行，实现对机床的自动控制。
二、工作过程数控机床的工作过程可以分为以下几个步骤：1. 设计加工工艺：在进行数控加工之前，需要根据零件的要求和加工工艺，设计出相应的加工工艺方案。
这包括确定刀具的选择、切削速度、进给量等加工参数。
2. 编写数控程序：根据加工工艺方案，编写数控程序。
数控程序是由一系列指令组成的，其中包括刀具的运动轨迹、速度、进给量等参数。
编写数控程序需要具备一定的数控编程知识和技巧。
3. 载入程序和设置工艺参数：将编写好的数控程序载入数控机床的数控系统中，并根据实际情况设置相应的工艺参数，如刀具长度补偿、切削深度等。
4. 定位工件和刀具：将待加工的工件装夹在数控机床的工作台上，并安装好刀具。
通过传感器获取工件和刀具的位置信息，并传递给数控系统。
5. 启动数控机床：按下启动按钮，数控机床开始工作。
数控系统根据接收到的数控程序和工艺参数，计算出刀具的运动轨迹和速度，并发送控制信号给执行机构。
6. 加工工件：执行机构根据接收到的控制信号，控制刀具的位置和运动状态。
数控机床的组成及工作原理
数控机床的组成及工作原理
数控机床由以下几部分组成：
1. 机床主体：包括床身和立柱，用于支撑和固定其他部件，并提供基准面。
2. 伺服系统：包括伺服电机、伺服放大器和传感器等，用于驱动主轴和运动轴实现高精度运动。
3. 控制系统：包括数控装置和操作面板，用于接收输入指令、处理运动轨迹和控制机床运动。
4. 刀具系统：包括刀具和刀具刀架等，用于切削物料，实现加工操作。
5. 冷却系统：包括冷却装置和冷却管路等，用于冷却加工过程中产生的热量，保护工件和刀具。
工作原理：
1. 基本的工作原理是通过数控装置输入加工程序和指令，通过控制系统将指令转化为电信号，传递给伺服系统。
2. 伺服系统接收电信号后，驱动伺服电机，通过配合传感器来实时检测回馈信号，可监控和控制机床各轴运动状态。
3. 控制系统根据加工程序中的指令，控制伺服系统精确地驱动机床的主轴和各轴运动，实现不同的加工过程。
4. 刀具系统根据加工程序和控制信号，进行切削操作，完成物料的形状、尺寸和表面处理等加工要求。
5. 冷却系统通过冷却装置将冷却介质送至刀具和加工区域，冷却刀具和加工区域，控制加工温度和保护刀具寿命。
总的来说，数控机床通过精确控制伺服系统的运动，实现刀具对工件的精细切削，使加工过程更加自动化和高效化。
数控机床的组成及工作原理
数控机床的组成及工作原理数控机床是一种通过计算机程序控制工作过程的机床。
其主要组成部分包括机床本体、数控装置、执行机构和编程输入装置。
下面将详细介绍数控机床的组成和工作原理。
一、机床本体包括床身、工作台、主轴箱和进给机构等部分。
床身是数控机床的基础，用于支撑其他各部件。
工作台是用于安装工件的平台。
主轴箱包含主轴和主轴驱动装置，用于使工具高速旋转。
进给机构包括进给运动的驱动装置，如伺服电机和滚珠丝杠等。
二、数控装置是数控机床的核心部件，它接收编程输入的指令，并将其转换为机床可以执行的信号。
数控装置由计算机和控制器两部分组成。
计算机负责进行数值计算和处理，控制器则进行信号转换和输出。
三、执行机构是将数控装置输出的信号转换为机床实际动作的部件。
其中，伺服系统用于控制进给和主轴的运动，其通过监测运动误差并进行修正，实现精确控制。
刀库和换刀系统用于自动更换工具，提高工作效率。
冷却系统用于冷却切削过程中产生的热量，保持机床的稳定工作。
四、编程输入装置用于向数控装置输入工艺参数和加工路径等信息。
常见的编程输入装置有编程盘、键盘和计算机等。
编程盘通过机械方式输入指令，一般用于简单的数控机床。
键盘和计算机则提供了更灵活和便捷的输入方式，适用于复杂的加工工艺。
数控机床的工作原理是：首先，操作人员根据工件要求编写加工程序，并将程序输入数控装置。
然后，数控装置依次读取程序中的指令，并转换为相应的电信号。
这些电信号经过执行机构，控制机床本体的运动，如进给运动和主轴转速等。
在加工过程中，数控装置会不断监测加工精度，并根据设定的参数进行修正。
最后，机床通过刀具对工件进行加工，完成预定的加工任务。
总之，数控机床是一种通过计算机程序控制运动和加工的高精度、高效率的机床。
其主要组成部分包括机床本体、数控装置、执行机构和编程输入装置。
通过数控装置的控制，机床能够实现高精度、高效率的加工，并提高生产效益。
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。
数控机床的工作原理及工作过程
数控机床的工作原理及工作过程数控机床是一种通过计算机数控系统控制工作过程的机床。
它能够自动执行各种加工操作，具有高精度、高效率和灵活性等优点。
下面将详细介绍数控机床的工作原理及工作过程。
一、工作原理数控机床的工作原理主要包括数控系统、伺服系统、传动系统和执行系统。
1. 数控系统：数控系统是数控机床的核心部件，它由硬件和软件两部分组成。
硬件包括主机、数控装置和输入输出设备等，软件包括数控程序和参数等。
数控系统通过计算机控制，将加工图纸转化为数控程序，并通过数控装置将程序传输给机床进行加工操作。
2. 伺服系统：伺服系统是数控机床的动力系统，它由伺服电机、传感器和伺服控制器等组成。
伺服电机通过传感器检测位置和速度等信息，并将信号传输给伺服控制器，控制电机的转动。
伺服系统能够实现高精度的位置控制，确保机床的精确加工。
3. 传动系统：传动系统是数控机床的动力传输系统，它由主轴、伺服电机和传动装置等组成。
主轴通过伺服电机驱动，将切削刀具转动起来，完成加工操作。
传动装置包括齿轮、皮带和螺杆等，能够将电机的转动传递给切削刀具。
4. 执行系统：执行系统是数控机床的执行部件，它包括工作台、刀库和切削刀具等。
工作台能够实现工件的定位和夹紧，确保加工的准确性。
刀库可以存放多种切削刀具，根据加工要求自动选择合适的刀具进行加工。
二、工作过程数控机床的工作过程主要包括工件加工准备、数控程序编制、机床调试和加工操作等步骤。
1. 工件加工准备：在进行数控机床加工之前，需要进行工件的准备工作。
包括选择合适的工件材料、制定工件加工方案、制定数控程序和准备切削刀具等。
2. 数控程序编制：根据工件的加工要求，使用专门的数控编程软件编写数控程序。
数控程序包括加工路径、加工速度和切削参数等信息。
编写好的数控程序通过输入输出设备传输给数控机床。
3. 机床调试：在进行正式加工之前，需要对数控机床进行调试。
主要包括安装切削刀具、调整工作台位置和设置切削参数等。
数控机床的组成及基本工作原理
1．2 数控机床的组成及基本工作原理一、数控机床组成数控机床由：程序、输人/输出装置、CNC单元、伺服系统、位置反馈系统、机床本体组成。
1、程序的存储介质，又称程序载体1)穿孔纸带（过时、淘汰）；2)盒式磁带（过时、淘汰）；3)软盘、磁盘、U盘；4)通信。
2、输人/输出装置1)对于穿孔纸带，配用光电阅读机；（过时、淘汰）；2)对于盒式磁带，配用录放机；（过时、淘汰）；3)对于软磁盘，配用软盘驱动器和驱动卡；4)现代数控机床，还可以通过手动方式(MDI方式)；5)DNC网络通讯、RS232串口通讯。
3、CNC单元CNC单元是数控机床的核心，CNC单元由信息的输入、处理和输出三个部分组成。
CNC单元接受数字化信息，经过数控装置的控制软件和逻辑电路进行译码、插补、逻辑处理后，将各种指令信息输出给伺服系统，伺服系统驱动执行部件作进给运动。
其它的还有主运动部件的变速、换向和启停信号；选择和交换刀具的刀具指令信号，冷却、润滑的启停、工件和机床部件松开、夹紧、分度台转位等辅助指令信号等。
准备功能：G00,G01,G02,G03,辅助功能：M03，M04刀具、进给速度、主轴：T，F，S4、伺服系统由驱动器、驱动电机组成，并与机床上的执行部件和机械传动部件组成数控机床的进给系统。
它的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床移动部件的运动。
对于步进电机来说，每一个脉冲信号使电机转过一个角度，进而带动机床移动部件移动一个微小距离。
每个进给运动的执行部件都有相应的伺服驱动系统，整个机床的性能主要取决于伺服系统。
如三轴联动的机床就有三套驱动系统。
脉冲当量：每一个脉冲信号使机床移动部件移动的位移量。
常用的脉冲当量为0.001mm/脉冲。
5、位置反馈系统（检测反馈系统）伺服电动机的转角位移的反馈、数控机床执行机构(工作台)的位移反馈。
包括光栅、旋转编码器、激光测距仪、磁栅等。
（作业：让同学们网上查找反馈元件，下节课用5分钟自述所查内容）反馈装置把检测结果转化为电信号反馈给数控装置，通过比较，计算实际位置与指令位置之间的偏差，并发出偏差指令控制执行部件的进给运动。
数控机床的工作原理及基本组成
数控机床的工作原理及基本组成1.机床本体：数控机床本体主要由床身、滑台、主轴箱、工作台和刀具等组件构成。
它们是机床的核心部分，用于支撑和固定零件、提供加工运动和工作力，以完成工件的加工。
2.数控装置：数控装置是数控机床的大脑，负责接收来自计算机的输入指令，并将指令转化为电信号发送给执行机构。
数控装置通常包括控制器、存储器、输入设备和显示设备等组成部分。
-控制器：负责接收和解读计算机指令，并生成所需的控制信号。
-存储器：用于存储数控程序和相关数据，包括程序存储器和数据存储器。
-输入设备：如键盘、手柄或触摸屏等，用于输入操作指令和数据。
-显示设备：如液晶显示屏或示波器等，用于显示机床状态和加工过程。
3.执行机构：执行机构是将数字信号转化为机床运动的设备，常见的执行机构有数控伺服系统、伺服电机、伺服阀、液压系统等。
执行机构负责控制机床轴向和刀具运动，以实现各种加工操作。
-数控伺服系统：负责将控制信号转化为电流和电压，驱动伺服电机执行相应的运动。
-伺服电机：通过接收数控伺服系统的信号，以精确的方式驱动机床工作台和刀具进行各种运动。
-伺服阀：用于控制液压系统，实现工作台及各轴向的缓冲、换向和保持等功能。
-液压系统：提供动力源，并控制机床的加工力和速度等参数，以实现加工过程的细微调整。
4.辅助设备：辅助设备用于支持和辅助数控机床的工作，包括编程设备、工作夹具、刀具和冷却液系统等。
-工作夹具：用于固定工件，确保其在机床上加工时的稳定性，避免产生误差。
-刀具：用于切削和加工材料的工具，包括铣刀、钻头、切削刀等，其种类和选择根据具体加工需求来确定。
-冷却液系统：用于冷却和润滑机床刀具和工件的系统，防止加工过程中的高温和磨损。
总结起来，数控机床的工作原理是通过数控装置接收和解析指令，将其转化为电信号，再通过执行机构控制机床的运动和加工力，从而实现对工件的精确加工。
数控机床的基本组成包括机床本体、数控装置、执行机构和辅助设备。
数控机床的的组成和工作原理
数控机床的的组成和工作原理
一、数控机床的组成
一般由程序载体、输入输出设备、数控（CNC）系统、伺服单元、位置检测（反馈）系统、机床机械部件本体等六个部分组成。
二、数控机床的基本工作原理
一般数控机床加工过程是：
依据被加工零件的图样与工艺方案，用规定的代码和程序格式编写加工程序；所编写的加工程序输入到机床数控装置；数控装置将程序（代码）进行译码、运算之后，向机床各个坐标的伺服机构和帮助装置发出信号，以驱动机床各运动部件，并掌握所需要的帮助动作，最终加工出合格的零件。
各部分分述如下:
1、程序载体（掌握介质）
掌握介质是指将零件加工信息传通过输入装置送到数控装置去的信息载体掌握介质有多种形式，它随着数控装置的类型不同，常用的有穿孔纸带、穿孔卡、磁带、磁盘等。
2、输入装置
将程序载体内有关加工信息读入数控装置
3、数控装置
输出装置将掌握运算器发出的命令送到伺服系统，经功率放大，驱动
机床完成相应的动作。
4、伺服系统
伺服系统是数控机床的执行机构，包括驱动和执行两大部分。
伺服系统接收数控系统的指令信息，并根据指令信息的要求带动机床的移动部件运动或执行部分动作。
5、位置反馈系统
6、机床本体
机床本体是数控机床的主体，用于完成各种切削加工的机部分。
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2.5.3 数控机床的自由度
数控机床不受空间6个自由度的限制，只要存在一个能 独立运动的直线轴或旋转轴，就称为有一个轴或一个坐标；
数控机床在进行连续轨迹控制过程中，若干轴同时动作 或同时受控称为联动。能联动的轴数越多，则数控系统的功 能越强，加工能力越强；
转
换
各轴
驱动电路
放 大
2.3 数控机床的基本工作原理
（2）点位控制与轮廓加工控制
点位控制-控制点到点之间的距离。特点：与刀具路径 无关。包括钻、镗、攻螺纹等加工。
轮廓加工控制-亦称连续轨迹控制，分为加工平面曲线 （X,Y轴运动的合成）和加工空间曲线（X,Y,Z轴运动 的合成）两种情况。
轮廓加工控制的特点： 对各坐标轴的移动量、速度及相互间的比例同时进行 控制。
几轴几联动是数控机床的重要技术指标。
由逻辑编 程实现
组合逻辑控制
定时润滑、刀库控 制、主轴管理等。
由PLC来 实现
（4）数控机床常用的调试功能：P17
2.4 数控机床的基本类型
2.4.1 按运动轨迹分类 （1）点位控制系统-代表：数控钻床，数控镗床，etc.
只控制刀具相对于工件定位点的位置精度，不控制刀 具的运动轨迹，刀具运动过程中不进行切削。
注意：机床坐标系一般不作为编程坐标系， 仅作为工件坐标系的参考坐标系。
（2）数控机床工件原点与工件坐标系
工件原点：为编程方便在零件、工装夹具 上选定的某一点或与之相关的点。该点也 可以是与对刀点重合。
工件坐标系：以工件原点为零点建立的坐 标系，编程时，所有的尺寸都基于此坐标 系计算。
工件原点偏置：工件随夹具在机床上安装 后，工件原点与机床原点间的距离。
Z坐标正方向规定：刀具远离工件的方向。
+Z
+Z
立式5轴数控铣床的坐标系
+Z
（2）X坐标轴
在刀具旋转的机床上（铣 床、钻床、镗床等）--
Z轴水平（卧式）：
则从刀具(主轴) 向工件看时，X坐标的 正方向指向右边。
+Z
+X
Z轴垂直（立式）：
单立柱机床，从刀具向立柱看时，X的正方向指向右边；
+Z +Z
数控系统-CNC装置+伺服驱动装置+PLC控制+检测装置；
伺服系统-伺服驱动单元（速度控制环）+伺服电机+机械 传动环节；
2.2 数控机床的组成
数控机床的逻辑组成
2.3 数控机床的基本工作原理
（1）数控机床的加工过程
输
零件几何信息
入
NC程序
加工工艺信息
计算机 数控装置
各轴实 现运动
产品
伺服电 机工作
2、数控机床的组成和工作原理
2.1 概述
2.1.1 机床的数字控制
数字控制（NC）-指用数字化信号对机床运动及其加工过程 进行控制的一种方法，简称数控；
数控机床（NC机床）-是一种采用计算机技术，利用数字进 行控制的高效、能自动化加工的机床，能够按照数字和文 字编码方式，把各种机械位移量、工艺参数、辅助功能， 用数字、文字符号表示出来，经过程序控制系统（即数控 系统的逻辑处理和运算），发出各种控制指令，实现要求 的机械动作，自动完成加工任务；
2.4.2 按伺服系统控制方式分类 （2）闭环伺服系统
特点：机床工作台上装有位置测量元件（直线位移测量 元件），运动精度主要取决于检测装置精度，与传动链 误差无关；系统不易稳定，调试和维修较复杂。
闭环控制系统框图
2.4 数控机床的基本类型
2.4.2 按伺服系统控制方式分类 （3）半闭环伺服系统
特点：通过角位移测量元件间接测量伺服机构中执行元 件的转角，通过计算换算出工作台的实际位移量，将计 算值与指令值进行比较，用比较后的差值进行控制机床 的位移，直至差值为0。其控制精度不如闭环控制数控机 床，但调试比较方便，成本比闭环系统低，因而被广泛 采用。
制
制
体
速度反馈
位置反馈
数控机床的组成示意图
2.2 数控机床的组成
（1）信息输入 磁盘输入； 手动数据输入（MDI）-按键+显示器CRT； 手摇脉冲发生器（电子手轮）输入-调整机床、对刀； 通讯接口输入-由上位机输入；
（2）信息运算及控制（数控装置-数控机床的核心） 数控装置的组成 - CPU+存储器+总线+相应的软件；
X、Y、Z X
坐标轴相互关系由右
手螺旋法则而定。
Z
X +A、+B、+C
附加坐标轴：平行于主坐标系（X,Y,Z）中坐标轴的进给轴， 如第二坐标系（U、V、W），第三坐标系（P、Q、R）。
各坐标轴的确定方法：一般先确定Z轴，然后确定X轴和Y轴。
（1）Z坐标轴
工件旋转的机床：Z坐标平行于工件的旋转轴，刀具 远离工件的方向为其正方向；
数控系统-包含了数控装置和伺服控制部分两部分；
2.1.2 数控技术-实现FMS和CIMS的基础技术
2.2 数控机床的组成
数控机床由信息输入、信息运算及控制、伺服驱动系 统、机床本体、机电接口等五大部分组成。
CRT
信
磁盘
息
运
手摇脉冲
算
发生器
控
制
信息
接口
机电 接口
冷却液电动机限位开关
位
速
机
置
度
床
控
控
本
现代数控机床均可设置多个工件坐标系， 在加工时通过G54-G59指令进行转换。
Z轴
Y轴 X轴
Y轴偏置量
Z 轴 偏 置 量 X轴偏置量
机床原点
工件原点
Z轴
Y轴
X轴 Z轴偏置量
Y 轴 偏 置 量 X轴偏置量
机床原点
工件原点
立式数控机床的坐标系
卧式数控机床的坐标系
（3）数控机床的绝对坐标与相对坐标
编程尺寸取值的两种方法：
数控机床的每个进给轴定义为坐标系中的一个坐标轴； 数控机床坐标系：右手笛卡儿直角坐标系。
2.5.1 数控机床的坐标系和运动方向的规定
基本坐标系：直线进给运动的坐标系（X,Y,Z）。坐标轴
相互关系--由右手定则决定。
Hale Waihona Puke 回转坐标：绕X,Y,Z轴转动的圆周进给坐标
Y
轴分别用A、B、C表示，
Y
+B
+A Z +C
数控装置的主要功能 ：
具有多轴联动、多坐标控制；实现多种函数的插补计 算；程序的编辑、输入和修改功能；信息转换功能；补 偿功能；多种加工方式选择；故障自诊断功能；显示功 能；通讯和联网功能。
2.2 数控机床的组成
（3）伺服驱动系统（装置）
a.伺服驱动装置包括： 主轴驱动单元-实现速度控制； 进给驱动单元-实现速度控制和位置控制； 回转工作台和刀库伺服控制装置+相应的伺服电机； 安装在伺服电机（或机床的执行部件）上的速度、位移 检测元件及其电路；
2.3 数控机床的基本工作原理
（2）点位控制与轮廓加工控制 点位控制及轮廓加工控制均通过插补运算来实现。 插补-指在被加工轨迹的起点和终点之间，插进许多中 间点（数据点的密化），然后用已知线型逼近的过 程。如直线、圆弧、抛物线插补等等。
数控系统将插补运算的结果通过伺服驱动装置 （伺服控制）来实现机床各坐标轴的运动。
+X
+X
立式5轴数控铣床的坐标系
+Z
双立柱机床(龙门式机床)：
从刀具向左立柱看时，X轴的
正方向指向右边。
+X
在工件旋转的机床上（车床、磨床等），刀具 离开工件旋转中心的方向是X轴的正方向。
+X +Z
（3）Y坐标轴 利用已确定的X、Z坐标的正方向，用右手定则，确定Y
坐标的正方向：
右手定则-大拇指指向+X，中指指向+Z，则+Y方向为 食指指向。
2.2 数控机床的组成
（5）机电接口
机电接口-指数控装置与机床之间的接口。 作用：实现数控机床强电线路与低压下工作的控制 电路或弱电线路的连接，将数字控制信息和开关控 制信息很好地协调起来，实现机床的正常运转和工 作。数控机床的开关量控制（动作控制），一般采 用可编程控制器(PC、PLC、PMC)来实现。
刀具旋转的机床： 主轴方向固定，则Z坐标取与主轴平行；
没有主轴或有多个主轴： 垂直于工件装夹面的方向为Z坐标；
主轴方向不确定、能转动： 在转动的范围内只与标准坐标系中的某一坐标平
行时，则这个坐标便是Z坐标；若在转动的范围内与多 个坐标平行时，则取垂直于工件装夹面的方向为Z坐 标。
工件刀具都不旋转的机床：Z坐标取与工件的安装表 面垂直，工件与刀具的间隔增加方向为其正方向。
（2）直线控制系统-代表：数控车床，数控铣床，etc. 控制起点与终点间的准确位置的同时，还要求刀具的
运动轨迹为一直线，并能控制位移速度，刀具运动过程中 进行切削加工。 点位/直线控制系统-同时具有以上功能，如数控镗铣床，etc. （3）轮廓控制系统-代表：数控铣床，数控车床，etc.
对两个或两个以上的坐标轴方向进行连续控制的同 时，也对位移和速度进行连续控制，刀具运动过程中进行 切削加工。
（2）板材加工类数控机床：数控压力机、数控折弯 机、数控剪板机等等；
（3）特种加工类数控机床：数控电火花线切割机床、 数控电火花成型机床、数控激光加工机床等等；
2.5 数控机床的坐标系和自由度
2.5.1 数控机床的坐标系和运动方向的规定
统一规定数控机床坐标系及其运动的方向，可使编程方 便，并使编出的程序对同类型机床有通用性；同时也便于维 修和使用。我国的标准规定：不管是刀具还是工件移动的机 床，都看做是刀具相对静止的加工工件移动。