浅谈数控机床原理、分类与选择正文
CNC数控机床的原理和应用
CNC数控机床的原理和应用随着科技的不断进步和发展，工业生产也在不断向着自动化和智能化的方向发展。
CNC数控机床就是在这一背景下应运而生的，它能够大大提高生产效率和生产质量，也成为了工业生产中不可或缺的一部分。
本文将从CNC数控机床的原理和应用两个方面，详细介绍CNC数控机床的相关内容。
1. CNC数控机床的原理CNC数控机床是一种高精度、高效率的机床，它采用数字计算机控制技术，在加工过程中实现自动化、高精度、高效率的加工。
CNC数控机床与传统机床最大的不同点在于控制系统的不同，CNC数控机床通过计算机程序自动生成加工程序，再经过控制器和执行机构的控制来实现加工。
接下来，我们将从控制系统、加工程序等几方面来详细了解CNC数控机床的原理。
1.1 控制系统CNC数控机床的控制系统分为硬件和软件两部分。
硬件包括计算机、控制器、驱动器、传感器等，而软件则包括操作系统、加工程序、G代码等。
计算机是CNC数控机床的核心，它负责生成加工程序、运行控制器、控制执行机构等工作。
控制器则负责将计算机生成的指令传输给执行机构和传感器，以达到加工的目的。
驱动器则是将控制器的电信号转化为机床驱动系统所需的运动控制信息，从而控制机床的运动。
传感器则可以对工件进行检测和测量，从而与控制器沟通，实现自动化控制。
1.2 加工程序加工程序是CNC数控机床最重要的部分，它是由计算机根据工件要求自动生成的。
加工程序通常包括直线、圆弧、螺旋等基本图形的描绘，以及加工参数、进给速度、主轴转速、切削深度等控制指令。
1.3 G代码G代码是指控制机床进行加工的指令，是CNC数控机床的重要组成部分。
它包括了机床控制、运动控制、切削参数等多个部分，具体内容由加工程序自动生成。
2. CNC数控机床的应用CNC数控机床是现代工业生产中不可或缺的一部分，它广泛应用于机械制造、工业自动化、汽车制造、航空航天、船舶制造等领域。
下面我们将从机械制造、汽车制造、船舶制造三个方面，来详细了解CNC数控机床的应用。
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。
数控机床基础知识
（3）轮廓控制系统（Contour Control）是对两个或两个以上
的坐标轴同时进行连续控制，并能对机床移动部件的位移和 速度进行严格的控制，即要控制加工的轨迹，加工出要求的 轮廓。其运动轨迹是任意斜率的直线、圆弧、螺旋线等。
3.按照伺服系统控制分类 （1）开环控制系统
优点：价格便宜，动态性能好 缺点：无位置反馈，精度差
说明：开环控制系统是没有位置反馈装置的数控系统，系
统无法得知机床的实际运动轨迹与位置。
（2）半闭环控制系统
优点：稳定性好，成本低，维修方便 缺点：相对闭环系统精度差
说明：半闭环控制系统不是直接检测工作台的位移量，而是采
用转动角位移检测元件，测出丝杠转角，推算出工作台的实际
位置
（3）闭环控制系统
ห้องสมุดไป่ตู้
优点：控制精度高 缺点：调式复杂、维修困难、价格高
2. 按运动方式分类
（1）点位控制系统（Positioning Control）只控制刀具从一点 到另一点的位置，而不控制移动轨迹，在移动过程中刀具不 进行切削加工。
刀具的三种路径 （1） （2） （3）
（2）直线控制系统（Straight-line Control）是控制刀具或机床
工作台以给定的速度，沿平行于某一坐标轴方向，由一个位置 到另一个位置的精确移动，并且在移动过程中进行直线切削加 工。
• PLC
驱动 装置
• 进给驱动 • 主轴驱动
例如：FANUC 0i TD/MD 系统组成
四、现代数控系统发展
1、智能化
自动编程、刀具补偿、工艺参数自动生成、运动参数补偿 人机界面、故障诊断分析、自动优化、自适应控制
2、开放式
数控系统的开发可以在同一平台上运行通过增加或裁 剪数控功能，形成系列化
《数控机床概述 》课件
数控机床的应用领域
汽车制造领域
航空航天领域
数控机床在汽车制造中广泛应用于发动机 、变速器、底盘等关键零部件的加工。
由于航空航天领域对零部件的精度和性能 要求极高，数控机床在制造飞机和航天器 零部件方面具有重要作用。
模具制造领域
医疗器械领域
数控机床可以高效地加工各种模具，广泛 应用于塑料、橡胶、金属等行业的模具生 产。
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，控制机床各运动部件的运动。
数控装置主要由输入输出装置、数控软件和主控制装置组成，具有插补计算、伺 服驱动、故障诊断等功能。
伺服系统的工作原理
伺服系统是数控机床的重要进行 运动。
03
使用专用工具进行装夹 和测量，不得使用其他 工具替代。
04
定期检查冷却液和润滑 油的供应是否正常。
紧急情况的处置措施
如遇突然断电或系统 故障，应立即关闭主 电源，并通知维修人 员。
若发生人员受伤或设 备损坏等事故，应立 即报告上级领导并协 助处理。
当发生火灾或其他紧 急情况时，应立即停 机并按照安全疏散程 序撤离。
05
数控机床的安全操作规程
开机前的安全检查
确保电源连接良好，无裸露电 线和损坏的插座。
检查机床周围环境，确保没有 杂物和障碍物。
确认刀具和夹具安装牢固，无 松动现象。
开启数控系统，检查各轴运动 是否正常。
机床操作中的安全注意事项
01
操作过程中不得离开机 床，以免发生意外。
02
避免用手触摸旋转中的 刀具和工件，防止夹伤 或割伤。
保持机床的清洁，防止灰尘、切屑等杂物进入机 床内部。
数控论文范文
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数控论文范文一：数控机床技术论文【摘要】文章首先介绍了数控机床的优点与缺点，接着阐述了数控机床的种类，最后指出了数控机床控制技术的发展与数控机床控制技术的发展趋势。
【关键词】数控机床控制技术数控机床是机电一体化的典型产品，数控机床控制技术是集计算机及软件技术、自动控制技术、电子技术、自动检测技术、液压与气动技术和精密机械等技术为一体的多学科交叉的综合技术。
随着科学技术的高速发展，机电一体化技术迅猛发展，数控机床在企业普遍应用，对生产线操作人员的知识和能力要求越来越高。
一、数控机床的优点与缺点(一)数控机床的优点对零件的适应性强，可加工复杂形状的零件表面。
在同一台数控机床上，只需更换加工程序，就可适应不同品种及尺寸工件的自动加工，这就为复杂结构的单件、小批量生产以及试制新产品提供了极大的便利，特别是对那些普通机床很难加工或无法加工的精密复杂表面(如螺旋表面)，数控机床也能实现自动加工。
加工精度高，加工质量稳定。
目前，数控机床控制的刀具和工作台最小移动量(脉冲当量)普遍达到0.0001mm，而且数控系统可自动补偿进给传动链的反向间隙和丝杠螺距误差，使数控机床达到很高的加工精度。
此外，数控机床的制造精度高，其自动加工方式避免了生产者的人为操作误差，因此，同一批工件的尺寸一致性好，产品合格率高，加工质量稳定。
生产效率高。
由于数控机床结构刚性好，允许进行大切削用量的强力切削，从主轴转速和进给量的变化范围比普通机床大，因此在加工时可选用最佳切削用量，提高了数控机床的切削效率，节省了机动时间。
与普通机床相比，数控机床的生产效率可提高2—3倍。
良好的经济效益。
使用数控机床进行单件、小批量生产时，可节省划线工时，减少调整、加工和检验时间，节省直接生产费用;同时还能节省工装设计、制造费用;数控机床加工精度高，质量稳定，减少了废品率，使生产成本进一步下降。
数控机床的组成和分类
二、 数控机床的基本类型
2. 按伺服系统控制方式分类 （1）开环伺服系统
特点：不带位置测量元件，对执行机构的动作情况不进 行检查，控制精度较低，成本较低。如：步进电机伺服 系统。其精度主要取决于伺服元件和机床传动元件。
开环控制系统框图
二、 数控机床的基本类型
3.伺服驱动系统（装置） （1）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； （常用的检测装置-测速电机、旋转变压器、脉冲编码 器、感应同步器、光栅、磁性检测元件、霍尔检测元件）
数控机床的组成和分类
一、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Leabharlann 床控控本
制
制
体
速度反馈
位置反馈
数控机床的组成示意图
一、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）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；
数控机床概述
工件 图1.2 点位控制钻孔加工示意图
（2）. 直线控制数控机床
要保证点与点之间的准确定位，而且要控制两相关点之间的位移速度和路线， 其路线一般是由平行于各坐标轴或与坐标轴成45°夹角的直线。 有简易数控车床，简易数控铣床等。
点位直线控制切削加工
铣削直线控制
（3）. 轮廓控制数控机床
工件
刀具
进行X、Y、Z三个坐标轴联动加工。机床有刀库，可装各类钻、
铣类刀具并自动换刀。
图1-11 JCS-018A型加工中心
车削加工中心 车削加工中心以车削为主，主体是数控车床，机床上配备
有转塔式刀库或由换刀机械手和链式刀库组成的大容量刀库。 车削加工中心还配置有铣削动力头。
镗铣加工中心
镗铣加工中心，它将数控铣床、数控镗床、数控钻床的功 能聚集在一台加工设备上，且增设有自动换刀装置。镗铣加工 中心是机械加工行业应用最多的一类数控设备，其工艺范围主 要是铣削、钻削和镗削。
工件坐标系与工件原点 工件坐标系（ Workpiece Coordinate System ）固定于工 件上的笛卡尔坐标系，是编程人员在编制程序时用来确定刀具 和程序起点的，该坐标系的原点可由编程人员根据工件加工时 的具体情况确定。
工件原点Op（程序原点），是指零件被装夹好后，相应的
编程原点在机床坐标系中的位置。对一般零件，工件坐标系即
标点之间生成一系列的坐标数据，从而自动地对各坐标轴进行
脉冲分配，完成整个线段的轨迹运行，使机床加工出所要求的
轮廓曲线。
大多数 CNC 系统一般都具有直线和圆弧插补功能。对于
非直线或圆弧组成的轨迹，可以用小段的直线或圆弧来拟合。
1.5.1 脉冲增量插补
该插补算法主要为各坐标轴进行脉冲分配计算。其特点是
数控机床分类大全
数控机床分类大全-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1关于数控机床分类的一些认识导读：随着时代的发展，数控这一行业被越来越多的人们所认识跟了解。
但是很多使用人员与购买者并不是特别清楚数控机床的具体类别以及各自的特点。
下面华亚数控将为大家细心的解读数控机床的分类，以及特点，让更多人认识以及了解数控机床。
1、按机床运动的控制轨迹分类⑴点位控制的数控机床点位控制只要求控制机床的移动部件从一点移动到另一点的准确定位，对于点与点之间的运动轨迹的要求并不严格，在移动过程中不进行加工，各坐标轴之间的运动是不相关的。
为了实现既快又精确的定位，两点间位移的移动一般先快速移动，然后慢速趋近定位点，以保证定位精度，如下图所示，为点位控制的运动轨迹。
具有点位控制功能的机床主要有数控钻床、数控铣床、数控冲床等。
随着数控技术的发展和数控系统价格的降低，单纯用于点位控制的数控系统已不多见。
⑵直线控制数控机床直线控制数控机床也称为平行控制数控机床，其特点是除了控制点与点之间的准确定位外，还要控制两相关点之间的移动速度和路线（轨迹），但其运动路线只是与机床坐标轴平行移动，也就是说同时控制的坐标轴只有一个（即数控系统内不必有插补运算功能），在移位的过程中刀具能以指定的进给速度进行切削，一般只能加工矩形、台阶形零件。
其有直线控制功能的机床主要有比较简单的数控车床、数控铣床、数控磨床等。
这种机床的数控系统也称为直线控制数控系统。
同样，单纯用于直线控制的数控机床也不多见。
⑶轮廓控制数控机床轮廓控制数控机床也称连续控制数控机床，其控制特点是能够对两个或两个以上的运动坐标的位移和速度同时进行控制。
为了满足刀具沿工件轮廓的相对运动轨迹符合工件加工轮廓的要求，必须将各坐标运动的位移控制和速度控制按照规定的比例关系精确地协调起来。
因此在这类控制方式中，就要求数控装置具有插补运算功能．所谓插补就是根据程序输入的基本数据（如直线的终点坐标、圆弧的终点坐标和圆心坐标或半径），通过数控系统内插补运算器的数学处理，把直线或圆弧的形状描述出来，也就是一边计算，一边根据计算结果向各坐标轴控制器分配脉冲，从而控制各坐标轴的联动位移量与要求的轮廓相符合在运动过程中刀具对工件表面进行连续切削，可以进行各种直线、圆弧、曲线的加工．轮廓控制的加工轨迹。
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青岛恒星职业技术学院毕业论文（设计） 1 摘 要
世界制造业转移，中国正在逐步成为世界加工厂。美国、德国、韩国等国家已经进入工业化发展的高技术密集时代与微电子时代，钢铁、机械、化工等重工业正逐渐向发展中国家转移。我国目前经济发展已经过了发展初期，正处于重化工业发展中期。数控机床是运用数控技术对零件进行加工控制的机床。经过近几十年国内外厂家的发展，数控机床的种类繁多，且控制精度日渐提高，本文对数控机床的原理、分类进行了详细的介绍，给出了企业在选择数控机床时应主要考虑的问题。
关键词:数控机床;原理;分类 青岛恒星职业技术学院毕业论文（设计）
2 目 录 摘 要 ............................................................................................................................. 1 前 言 ........................................................................................................................................ 3 第一章 数控机床的产生 ............................................................................................................ 4 第二章 数控机床原理 ................................................................................................................ 5 2.1 数控机床工作原理 ....................................................................................................... 6 2.2 数控机床结构 ............................................................................................................... 6 第三章 数控机床常见的分类方法............................................................................................. 8 3.1按伺服系统类型分类 ................................................................................................... 8 3.2按控制运动的方式分类 .................................................................................................... 9 3.3按工艺用途分类 ................................................................................................................ 9 3.4按数控装置的功能分类 .................................................................................................... 9 第四章 数控机床的分类............................................................................................................... 10 4.1 按加工工艺方法分类 ................................................................................................... 10
4.1.1．金属切削类数控机床 ..................................................................................... 10
4.1.2．特种加工类数控机床 ....................................................................................... 10 4.1.3．板材加工类数控机床 ....................................................................................... 10 4.2 按控制运动轨迹分类 ................................................................................................... 10 4.2.1．点位控制数控机床 ........................................................................................... 10
4.2.2．直线控制数控机床 ........................................................................................... 11 4.3.3．轮廓控制数控机床............................................................................................ 11 4.3 按驱动装置的特点分类 ................................................................................................. 11 4.3.1开环控制数控机床 .............................................................................................. 11
4.3.2闭环控制数控机床 ............................................................................................ 12 4.3.3半闭环控制数控机床 .......................................................................................... 12 4.3.4混合控制数控机床 .............................................................................................. 13 第五章 选择数控机床时，应主要考虑以下几个问题 ............................................................. 14 结束语 ............................................................................................................................................ 15 参考文献 ........................................................................................................................................ 16 致 谢 ............................................................................................................................................ 17 青岛恒星职业技术学院毕业论文（设计） 3 前 言 随着科学技术的发展，机电产品日趋精密复杂。产品的精度要求越来越高、更新换代的周期也越来越短，从而促进了现代制造业的发展。尤其是宇航、军工、造船、汽车和模具加工等行业，用普通机床进行加工（精度低、效率低、劳动度大）已无法满足生产要求，从而一种新型的用数字程序控制的机床应运而生。这种机床是一种综合运用了计算机技术、自动控制、精密测量和机械设计等新技术的机电一体化典型产品。数控机床是一种装有程序控制系统（数控系统）的自动化机床。该系统能够逻辑地处理具有使用号码，或其他符号编码指令（刀具移动轨迹信息）规定的程序。具体地讲，把数字化了的刀具移动轨迹的信息输入到数控装置，经过译码、运算，从而实现控制刀具与工件相对运动，加工出所需要的零件的机床，即为数控机床。 数控机床是在普通机床的基础上发展起来的，由于它具有良好的柔性、高的加工精度和稳定性、能加工复杂零件、减轻了工人的劳动强度和易于实现现代化管理等一系列优点，目前在机械制造业中得到了广泛的应用。