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数控机床主要由控制介质、数控装置、 伺服系统和机床本体组成
控制介质
数控装置
伺服系统
Байду номын сангаас
机床
测量装置
11
数控系统的组成：一般整个数控系统由三 大部分组成，即控制系统，伺服系统和位 置测量系统。控制系统按加工工件程序进 行插补运算，发出控制指令到伺服驱动系 统；伺服驱动系统将控制指令放大，由伺 服电机驱动机械按要求运动；测量系统检 测机械的运动位置或速度，并反馈到控制 系统，来修正控制指令。这三部分有机结 合，组成完整的闭环控制的数控系统。
14
(4)主轴驱动系统接受来自CNC的驱动指令，经速 度与转矩(功率)调节输出驱动信号驱动主电动机转 动，同时接受速度反馈实施速度闭环控制。它还 通过PLC将主轴的各种现实工作状态通告CNC用以 完成对主轴的各项功能控制。
(5)进给伺服系统接受来自CNC对每个运动坐标轴 分别提供的速度指令，经速度与电流(转矩)调节输 出驱动信号驱动伺服电机转动，实现机床坐标轴 运动，同时接受速度反馈信号实施速度闭环控制。 它也通过PLC与CNC通信，通报现时工作状态并接 受CNC的控制。
Main components (1)
上料门
7
三色灯
部分操作 面板
机床操作 面板
前液压控 制柜
后液压控 制柜
Click to continue
Main components
(2)
8
数控机床的坐标系
Z
轴的分类:几何轴
Y
附加轴
特殊轴
几何轴：X、Y、Z
凡是旋转的轴便不是几何轴
X
附加轴：U、V、W（一般是直线轴）
数控机床的本体及机械部件包括：主运 动部件，进给运动执行部件如工作台、刀 架及其传动部件和床身立柱等支撑部件， 此外还有冷却、润滑、转位和夹紧装置。 对于加工中心类的数控机床，还有存放刀 具的刀库，更换刀具的机械手等部件。
6
电柜
龙门架 窗口
排屑 装置
机床 区域
装/卸料 区域
Click to continue
15
位置测量系统
位置检测器件的选择机械原点是数控机床所有座
标系的基准点，机械原点的稳定性是数控机床极 为重要的技术指标，也是稳定加工精度的基本保 证，机械原点的建立方法有两种：
➢在采用相对位置编码器、感应同步器或光栅作为
位置反馈器件的数控机床中，数控系统将各进给 轴的回零减速开关（或标记）之後由位置反馈器 件产生的第一个零点标记信号作为基准点。这类 机床在每次断电或紧急停机後都必须重新作各进 给轴的回零操作，否则，实际位置可能发生偏移， 回零减速开关与其撞块的相对位置调整不妥，也 会引起机械原点位置的不稳定，这些都是应该重 视的；
12
(1)数据输入装置将指令信息和各种应用数据 输入数控系统的必要装置。它可以是穿孔带 阅读机(已很少使用)，3.5in软盘驱动器，CNC 键盘(一般输入操作)，数控系统配备的硬盘 及驱动装置(用于大量数据的存储保护)、磁 带机(较少使用)、PC计算机等等。 (2)数控系统数控机床的中枢，它将接到的全 部功能指令进行解码、运算，然后有序地发 出各种需要的运动指令和各种机床功能的控 制指令，直至运动和功能结束。
当代PLC多集成于数控系统中，这主要是指控 制软件的集成化，而PLC硬件则在规模较大的系统 中往往采取分布式结构。PLC与CNC的集成是采取 软件接口实现的，一般系统都是将二者间各种通 信信息分别指定其固定的存放地址，由系统对所 有地址的信息状态进行实时监控，根据各接口信 号的现时状态加以分析判断，据此作出进一步的 控制命令，完成对运动或功能的控制。
4
发动机二厂数控系统统计
序号 CNC型号
1
0i-MB
2
0i-TB
3
160i
4 18i-TB
5
840D
6 MAZAK640M
7
其它
合计
套数 2 4 15 11 65 11 2
110
比例 1.82% 3.64% 13.64% 10.00% 59.09% 10.00% 1.82%
备注 29.10%
5
二:数控机床的机械结构
16
➢在采用绝对位置编码器作为位置反馈器件的数控
机床中，绝对位置编码器能够自动记忆各进给轴 全行程内的每一点位置，不需回零开关，每次断 电或紧急停机後，都不必重新作基准点的设定操 作。基准点位置设定後永久不变，并由专供绝对 位置编码器使用的存储器记忆，特别适用于鼠牙 盘定位的旋转工作臺零点位置的设定，不仅稳定 性好，而且给操作和调整带来极大方便。
A、B、C（一般是旋转轴）
9
Tool magazin
e
Vertical axis
Horizont al axis
Palett changer
Click to continue
Axes description
Machinin g axis Motor spindle
Rotary table
10
三:数空机床的控制原理
2
数控机床是以数控系统为代表的新技术 对传统机械制造产业的渗透形成的机电一 体化产品；其技术范围复盖很多领域：(1) 机械制造技术；(2)信息处理、加工、传输 技术：(3)自动控制技术；(4)伺服驱动技术； (5)传感器技术：(6)软件技术等。计算机对 传统机械制造产业的渗透，完全改变了制 造业。制造业不但成为工业化的象征，而 且由于信息技术的渗透，使制造业犹如朝 阳产业具有广阔的发展天地。
CNC数控知识
1
一：数控机床的概述
• 全称：数字控制机床（Numerically
Controlled Machine Tool）
• 优点：适应性强、加工精度高、加工质量
稳定和生产效率高
• 1952年美国帕森斯（PARSONS）和麻省理
工学院（MIT）合作研制第一台三坐标数控 铣床
• 1958年，我国开始研究数控机床
3
按照电子器件的发展可分为五个发展阶段： 电子管数控，晶体管数控，中小规模IC数控， 小型计算机数控，微处理器数控；从体系 结构的发展，可分为以硬件及连线组成的 硬数控系统、计算机硬件及软件组成的CNC 数控系统，后者也称为软数控系统：从伺 服及控制的方式可分为步进电机驱动的开 环系统和伺服电机驱动的闭环系统。
数控系统都有很完善的自诊断能力，日 常使用中更多地是要注意严格按规定操作， 而日常的维护则主要是对硬件使用环境的保 护和防止系统软件的破坏。
13
(3)可编程逻辑控制器是机床各项功能的逻辑控制 中心。它将来自CNC的各种运动及功能指令进行 逻辑排序，使它们能够准确地、协调有序地安全 运行；同时将来自机床的各种信息及工作状态传 送给CNC，使CNC能及时准确地发出进一步的控制 指令，如此实现对整个机床的控制。
控制介质
数控装置
伺服系统
Байду номын сангаас
机床
测量装置
11
数控系统的组成：一般整个数控系统由三 大部分组成，即控制系统，伺服系统和位 置测量系统。控制系统按加工工件程序进 行插补运算，发出控制指令到伺服驱动系 统；伺服驱动系统将控制指令放大，由伺 服电机驱动机械按要求运动；测量系统检 测机械的运动位置或速度，并反馈到控制 系统，来修正控制指令。这三部分有机结 合，组成完整的闭环控制的数控系统。
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(4)主轴驱动系统接受来自CNC的驱动指令，经速 度与转矩(功率)调节输出驱动信号驱动主电动机转 动，同时接受速度反馈实施速度闭环控制。它还 通过PLC将主轴的各种现实工作状态通告CNC用以 完成对主轴的各项功能控制。
(5)进给伺服系统接受来自CNC对每个运动坐标轴 分别提供的速度指令，经速度与电流(转矩)调节输 出驱动信号驱动伺服电机转动，实现机床坐标轴 运动，同时接受速度反馈信号实施速度闭环控制。 它也通过PLC与CNC通信，通报现时工作状态并接 受CNC的控制。
Main components (1)
上料门
7
三色灯
部分操作 面板
机床操作 面板
前液压控 制柜
后液压控 制柜
Click to continue
Main components
(2)
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数控机床的坐标系
Z
轴的分类:几何轴
Y
附加轴
特殊轴
几何轴：X、Y、Z
凡是旋转的轴便不是几何轴
X
附加轴：U、V、W（一般是直线轴）
数控机床的本体及机械部件包括：主运 动部件，进给运动执行部件如工作台、刀 架及其传动部件和床身立柱等支撑部件， 此外还有冷却、润滑、转位和夹紧装置。 对于加工中心类的数控机床，还有存放刀 具的刀库，更换刀具的机械手等部件。
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电柜
龙门架 窗口
排屑 装置
机床 区域
装/卸料 区域
Click to continue
15
位置测量系统
位置检测器件的选择机械原点是数控机床所有座
标系的基准点，机械原点的稳定性是数控机床极 为重要的技术指标，也是稳定加工精度的基本保 证，机械原点的建立方法有两种：
➢在采用相对位置编码器、感应同步器或光栅作为
位置反馈器件的数控机床中，数控系统将各进给 轴的回零减速开关（或标记）之後由位置反馈器 件产生的第一个零点标记信号作为基准点。这类 机床在每次断电或紧急停机後都必须重新作各进 给轴的回零操作，否则，实际位置可能发生偏移， 回零减速开关与其撞块的相对位置调整不妥，也 会引起机械原点位置的不稳定，这些都是应该重 视的；
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(1)数据输入装置将指令信息和各种应用数据 输入数控系统的必要装置。它可以是穿孔带 阅读机(已很少使用)，3.5in软盘驱动器，CNC 键盘(一般输入操作)，数控系统配备的硬盘 及驱动装置(用于大量数据的存储保护)、磁 带机(较少使用)、PC计算机等等。 (2)数控系统数控机床的中枢，它将接到的全 部功能指令进行解码、运算，然后有序地发 出各种需要的运动指令和各种机床功能的控 制指令，直至运动和功能结束。
当代PLC多集成于数控系统中，这主要是指控 制软件的集成化，而PLC硬件则在规模较大的系统 中往往采取分布式结构。PLC与CNC的集成是采取 软件接口实现的，一般系统都是将二者间各种通 信信息分别指定其固定的存放地址，由系统对所 有地址的信息状态进行实时监控，根据各接口信 号的现时状态加以分析判断，据此作出进一步的 控制命令，完成对运动或功能的控制。
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发动机二厂数控系统统计
序号 CNC型号
1
0i-MB
2
0i-TB
3
160i
4 18i-TB
5
840D
6 MAZAK640M
7
其它
合计
套数 2 4 15 11 65 11 2
110
比例 1.82% 3.64% 13.64% 10.00% 59.09% 10.00% 1.82%
备注 29.10%
5
二:数控机床的机械结构
16
➢在采用绝对位置编码器作为位置反馈器件的数控
机床中，绝对位置编码器能够自动记忆各进给轴 全行程内的每一点位置，不需回零开关，每次断 电或紧急停机後，都不必重新作基准点的设定操 作。基准点位置设定後永久不变，并由专供绝对 位置编码器使用的存储器记忆，特别适用于鼠牙 盘定位的旋转工作臺零点位置的设定，不仅稳定 性好，而且给操作和调整带来极大方便。
A、B、C（一般是旋转轴）
9
Tool magazin
e
Vertical axis
Horizont al axis
Palett changer
Click to continue
Axes description
Machinin g axis Motor spindle
Rotary table
10
三:数空机床的控制原理
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数控机床是以数控系统为代表的新技术 对传统机械制造产业的渗透形成的机电一 体化产品；其技术范围复盖很多领域：(1) 机械制造技术；(2)信息处理、加工、传输 技术：(3)自动控制技术；(4)伺服驱动技术； (5)传感器技术：(6)软件技术等。计算机对 传统机械制造产业的渗透，完全改变了制 造业。制造业不但成为工业化的象征，而 且由于信息技术的渗透，使制造业犹如朝 阳产业具有广阔的发展天地。
CNC数控知识
1
一：数控机床的概述
• 全称：数字控制机床（Numerically
Controlled Machine Tool）
• 优点：适应性强、加工精度高、加工质量
稳定和生产效率高
• 1952年美国帕森斯（PARSONS）和麻省理
工学院（MIT）合作研制第一台三坐标数控 铣床
• 1958年，我国开始研究数控机床
3
按照电子器件的发展可分为五个发展阶段： 电子管数控，晶体管数控，中小规模IC数控， 小型计算机数控，微处理器数控；从体系 结构的发展，可分为以硬件及连线组成的 硬数控系统、计算机硬件及软件组成的CNC 数控系统，后者也称为软数控系统：从伺 服及控制的方式可分为步进电机驱动的开 环系统和伺服电机驱动的闭环系统。
数控系统都有很完善的自诊断能力，日 常使用中更多地是要注意严格按规定操作， 而日常的维护则主要是对硬件使用环境的保 护和防止系统软件的破坏。
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(3)可编程逻辑控制器是机床各项功能的逻辑控制 中心。它将来自CNC的各种运动及功能指令进行 逻辑排序，使它们能够准确地、协调有序地安全 运行；同时将来自机床的各种信息及工作状态传 送给CNC，使CNC能及时准确地发出进一步的控制 指令，如此实现对整个机床的控制。