数控机床特点
数控机床开环、闭环、半闭环系统的特点
数控机床开环、闭环、半闭环系统的特点？
1、开环数控系统特点
没有位置测量装置，信号流是单向的（数控装置至进给系统），故系统稳定性好。
无位置反馈，精度相对闭环系统来讲不高，其精度主要取决于伺服驱动系统和机械传动机构的性能和精度。
一般以功率步进电动机作为伺服驱动元件。
这类系统具有结构简单、工作稳定、调试方便、维修简单、价格低廉等优点，在精度和速度要求不高、驱动力矩不大的场合得到广泛应用。
一般用于经济型数控机床。
2、半闭环数控系统特点
它是从驱动装置（常用伺服电动机）或丝杠引出，采样旋转角度进行检验，不是直接检测运动部件的实际位置。
半闭环环路内不包括或只包括少量机械传动环节，因此可获得稳定的控制性能，其系统的稳定性虽不如开环系统，但比闭环要好。
由于丝杠的螺距误差和齿轮间隙引起的运动误差难以消除。
因此，其精度较闭环差，较开环好。
但可对这类误差进行补偿，因而仍可获得满意的精度。
半闭环系统结构简单、测试方便、精度也较高，因而在现代CNC机床中得到了广泛的应用。
3、闭环数控系统特点
它是直接对运动部件的实际位置进行检测。
从理论上讲，可以消除整个驱动和传动环节的误差、间隙和失动量。
具有很高的位置控制精度。
由于位置环内许多机械传动环节的摩擦特性、刚性和间隙都是非线性的，故很容易造成系统的不稳定，使闭环系统的设计、安装和调试都相当困难。
该系统主要用于精度要求很高的镗床、超精车床、超精磨床以及较大型的数控机床等。
浅谈数控机床的发展历程、特点与应用
２ 数控机 床加 工特 点 １ ）自动化程度高 ，可以减轻操作者的体力劳动强度。数控加工过 程是按输入的程序 自动完成的 ，操作者只需起始对刀 、装卸工件 、更换 刀具，在加工过程中 ， 主要是观察和监督机床运行。但是 ，由于数控机 床的技术含量高 ，操作者的脑力劳动相应提高 。 ２）加工零件精度高、质量稳 定。数控机床 的定位精 度和重复定 位 精度者 高 ，较容易保证一批零件尺寸的一致性 ，只要工艺设计和程序 断艮 正确合理 ，加之精心操作 ，就可以保证零件获得较高的加工精度 ，也便 于对加工过程实行质量控制 。 ３ ）生产效率 高。数控机床加工是能再一次装夹 中加工多个加工表 面，一般只检测首件 ，所 以可以省区普通机床加工时的不少中间工序 ，
３ 适合 数控 机床加 工 的零件
１ ）最适合多品种 中小批量零件 。随着数控机床制造成本 的逐步下 降 ，现在 不 管 是 国 内 还是 国外 ，加 工 大 批 量零 件 的情况 也 已经 出 现 。加 工很小批量和单件生产时 ，如能缩短程序的调试时间和工装的准备 时间 也 是 可 以选 用 的 。
发展 历程 ，探讨数控 机床的特点 、管理及应用 。
关 键词 数控机 床 ；发展 ；特 点 ；应用
中图分 类号 Ｔ ５２ 文 献标 识 码 Ａ Ｇ ０ 文 章编 号 １７—６ １（ １）０— １３ ０ ６３ ９７一２ ０１２ ００— ｌ ０
数控机床主要 由数控装置、伺服机构和机床主体组成。输人数控装 置 的程序指 令记录在信息载体上 ，由程序读入装置接收 ，或由数控装 置 的键盘直接手动输入 。由于效率 高、人工省、成本低 、精度高 ，数控 技 术 和 数控 机 床 的 研 究 、应 用 和 发 展 越来 越 ，。 。随 着 电 子技 术 和 Ｉ技 ’ 泛 Ｔ 术的迅猛发展 ，数控技术和数控机床 的技术水平 、加工能力和质量也不 断提高。 目 ，采用数控系统的机床 品种 日益增多 ，有车床 、 前 铣床 、镗 床 、钻床、磨床、齿轮加工机床和电火花加工机床等。此外还有能 自动 换刀 、一次装卡进行多工序加工的加工中心 、车削中心等。
数控机床的种类及其特点
金属切削机床：对金属材料的坯料或工件，用切削、特种加工等方法进行加工，使之获得要求的几何形状、尺寸精度和表面质量的机器。
1952年，试制成功世界上第一台数控机床试验性样机。
它是由大型立式仿型铣床改装而成的三坐标数控铣床，其数控装置采用电子管元件，体积庞大，可作直线插补。
1957年投入使用。
1959年，美国克耐·杜列克公司（Keaney & Trecker）首次成功开发了加工中心（Machining Center－MC）。
数控机床主要由以下七个基本部分组成：介质：数控机床加工零件所需的控制信息和数据的载体（1）控制，即用来存放加工程序的载体，也称程序载体；早期用穿孔带、穿孔卡、磁带或磁盘制成。
（2）输入装置：将程序载体上的控制代码转换成电平信号，送数控装置的内部存储器。
如光电阅读机、磁带机、软驱、MDI、计算机输入（3）数控装置：NC机床的核心部件，它将输入的电信号译码和寄存，进行数据的运算和处理，实现刀具运动轨迹的插补运算，输出机床动作的控制指令。
主要包括运算器、控制器、存储器等，早期由逻辑元件的固定硬接线电路组成。
（4）强电控制装置：接受NC内部PLC输出的M、S、T信号，经功率放大驱动执行部件。
是介于数控装置和机床机械、液压部件之间的辅助控制系统。
（5）伺服系统：接受数控装置输出的进给指令脉冲，经转换和功率放大，带动机床的移动部件或执行部件产生指令规定的运动，是一个位置控制系统，要求准确的控制机床刀具或工作台的位置。
由伺服驱动装置（位置和速度控制单元）、伺服电机和检测反馈装置组成。
它是整个数控系统的执行部分。
（6）检测反馈装置：测量运动部件的实际位移和速度，并转换成数字反馈信号后送回NC装置，从而构成机床伺服控制的闭合路径。
通常安装在机床的工作台或丝杠上。
（7）机床：主轴、床身、立柱、导轨、滚珠丝杠、工作台、刀架（库）等机床的机械构件。
1.2.1 按工艺用途分类1、普通数控机床 NC：包括：切削类.成型类.特种加工类.测量绘图类等2、数控加工中心机床 Machining Center－MC：结构：普通NC机床＋刀库和自动换刀装置（ATC）特点：一次装夹后能完成多个工序，又称多工序数控机床3、多坐标数控机床：结构特点：可以进行多坐标轴的联动控制，常用4～6轴,多则可达24轴4、计算机群控： Direct Numerical Control －DNC即直接数控1.2.2 按运动方式分类1．点位控制数控机床点位控制NC机床能控制工件相对于刀具运动，从一个位置精确地移动到另一个位置，在移动过程中不进行任何切削加工。
加工中心机床特点及应用范围
加工中心机床特点及应用范围加工中心机床是一种高效、高精度、多功能的数控机床，主要应用于金属、非金属等各种材料的精密加工。
它具有以下几个特点：1. 高速高效。
加工中心机床采用了高速切削技术，在加工过程中能够实现高速、高精度和高效的操作。
2. 多功能。
加工中心机床不仅能够进行铣削加工，还可以进行钻孔、螺纹加工等各种加工工艺。
3. 自动化程度高。
加工中心机床采用数控技术，能够实现自动化加工操作，大大提高了生产效率。
4. 精度高。
加工中心机床采用先进的加工技术和精密的测量设备，能够实现高精度的加工操作。
加工中心机床在机械制造、航空航天、汽车制造、电子器件、医疗设备等领域有着广泛的应用范围。
以下是其应用范围的详细介绍：1. 机械制造领域。
加工中心机床在机械制造领域的应用较为广泛，可以用于各种机械零件的加工，如轴承、齿轮、机床零件等。
2. 航空航天领域。
加工中心机床在航空航天领域的应用也比较广泛，可以用于制造飞机、火箭等各种航空器件。
3. 汽车制造领域。
加工中心机床在汽车制造领域也有着广泛的应用，可以用于制造发动机、车轮、刹车片等各种汽车零部件。
4. 电子器件领域。
加工中心机床可以用于制造电子器件零部件，如手机、电视、计算机等各种电子设备中的零件。
5. 医疗设备领域。
加工中心机床可以用于制造医疗设备零部件，如手术器械、人工关节等。
综上所述，加工中心机床的特点是高速高效、多功能、自动化程度高和精度高，应用范围广泛，适用于各种材料的精密加工，可以提高生产效率和产品质量，受到各个领域的广泛关注和应用。
数控机床刀具的特点
数控机床刀具的特点
1）具有良好的稳定切削性能刀具刚性好、精度高，能进行高速切削和强力切削。
2）刀具有较高的寿命刀具大量采用硬质合金材料或高性能材料（如陶瓷刀片、立方氮化硼刀片、石复合刀片和涂层刀片等，高速钢刀具采用较多的则是高钴、高钒、含铝的高性能高速钢和粉末冶金高速钢）。
3）刀具（刀片）互换性好、能快速换刀刀具能实现自动、快速更换，缩短辅助时间。
4）刀具有较高的精度刀具监控适用于对较高精度工件的加工，特别是当采用可转位刀片时，由于刀具刀体和刀片重复定位精度高，因而能获得良好的加工质量。
5）刀具有可靠的卷屑和断屑性能使用数控机床不能随意停机处理切屑，加工中出现的长切屑会影响操的安全和加工效率。
6）刀具有调整尺寸的功能刀具可机外预调（对刀）或机内补偿，以减少换刀调整时间。
7）刀具能实现系列化、标准化和模块化刀具系列化、标准化和模块化有利于编程、刀具管理和降低成本。
8）多功能复合及专用化。
第 1 页共 1 页。
钳工工艺学第六版电子课件第十一章数控机床及其装配
4．进给传动中，一方面采用无间隙的传动装置和元件，如既消除间隙又减 少摩擦的滚珠丝杠螺母副、静压蜗杆蜗条副以及预加载荷的双齿轮齿条副。另 一方面采取消除措施，如偏心套式、锥度齿轮式及斜齿轮垫片错齿式等消除结 构。
5．采用多主轴、多刀架结构以及刀具与工件的自动夹紧装置、自动换刀装 置和自动排屑装置、自动润滑冷却装置等，减少了停机时间，提高了单位时间 内的切削效率。
2．气动系统的维护
（1）清除压缩空气的杂质和水分。 （2）检查系统中油雾器的供油量。 （3）保持系统的密封性。 （4）注意调节工作压力。 （5）清洗或更换气动元件、滤芯。
1．滚动导轨
滚动导轨的特点是：灵敏度高，摩擦阻力小，且其动静摩擦因数相差甚微， 因而运动均匀，尤其是低速运动时，不易产生爬行现象；定位精度高，运动平稳， 微量移动准确；磨损小，精度保持性好，寿命长；但抗振性较差，对防护要求高， 结构复杂，制造较困难，成本较高。
（1）滚动导轨块
滚动导轨块的结构 1-防护板 2-返向器 3-滚柱 4-导向片 5-保持器 6-导轨块体
3．基础支承件
它包括床身、立柱、导轨、滑座、工作台等，它支承机床的各主要部件， 并使它们在静止或运动中保持相对正确的位置。
4．辅助装置
辅助装置视数控机床的不同而异，如自动换刀系统、液压气动系统、润滑 冷却装置等。
XH7150立式加工中心
加工中心是在数控铣床的基础上发展而来的一种高度自动化的加工设备。它是 一种带有刀库和自动换刀装置的数控机床，又称为自动换刀数控机床或多工序数控 机床。工件经一次装夹后，数控系统能控制机床按不同工序自动选择和更换刀具， 自动改变机床主轴转速、进给量和刀具相对工件的运动轨迹及其他辅助功能，连续 地对工件各表面自动进行铣（车）、钻、扩、铰、镗、攻螺纹等多种工序的加工， 适用于加工凸轮、箱体、支架、盖板、模具等各种复杂型面的零件。
数控车床的加工范围及特点
随着电子技术、计算机技术及自动化、精密仪器与测量等技术的发展与综合应用，产生了机电一体化的新型机床——数控机床。
数控机床是一种利用信息处理技术进行自动加工控制的机电一体化加工装备。
不同数控机床的用途有所不同，其中数控车床是国内使用量最大、覆盖面最广的一种数控机床。
数控车床主要用来对旋转体零件进行车削、镗削、钻削、铰削、攻丝等工序的加工，一般采用计算机程序对各类控制信息进行处理，如可自动完成内外圆柱面、圆锥面、球面、螺纹、槽及端面等工序的切削加工，还可处理逻辑电路难以处理的各种复杂信息。
本章介绍数控车床及车削中心的组成、分类、特点以及插补原理，以增强读者对数控机床的认识，同时为后续的数控编程奠定基础。
数控车床的组成及分类数控车床的加工范围及特点SIEMENS 数控车床编程与实训2 数控机床的分类数控机床的插补原理1.1 数控车床的组成及分类1.1.1 组成及分类概述数控车床主要由计算机数控系统和数控车床本体组成，其中，计算机数控系统主要由输入装置、数控装置、伺服系统和位置检测反馈装置组成。
数控车床可分为卧式和立式两大类。
卧式车床又有水平导轨和倾斜导轨两种。
档次较高的数控卧车一般都采用倾斜导轨。
按刀架数量分类又可分为单刀架数控车床和双刀架数控车床，前者是两坐标控制，后者是4坐标控制。
双刀架卧车多数采用倾斜导轨。
1.1.2 相关知识 1.1.2.1 数控车床组成现代数控车床的数控系统都采用模块化结构，伺服系统中的伺服单元和驱动装置为数控系统的一个子系统，输入/输出装置也为数控系统的一个功能模块，所以数控车床主要由计算机数控系统和数控车床本体组成，如图1-1所示。
输入/输出装置 车床本体位置检测反馈装置图1-1 数控车床的组成1．输入装置数控车床是按照编程人员编制的程序运行的。
通常编程人员将程序以一定的格式或代码存储在一种载体上，如穿孔带或磁盘等，通过数控车床的输入装置输入到数控装置中。
此外，还可以使用数控系统中的RS232接口或DNC 接口与计算机进行信号的高速传输。
数控机床技术特征与发展
数控机床技术特征与发展【关键词】数控机床；技术；发展从20世纪中叶数控技术出现以来，数控机床给机械制造业带来了革命性的变化。
数控加工具有如下特点：加工柔性好，加工精度高，生产率高，减轻操作者劳动强度、改善劳动条件，有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。
数控机床是一种高度机电一体化的产品，适用于加工多品种小批量零件、结构较复杂、精度要求较高的零件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不允许报废的关键零件、要求精密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要求100%检验的零件。
数控机床的特点及其应用范围使其成为国民经济和国防建设发展的重要装备。
进入21世纪，我国经济与国际全面接轨，进入了一个蓬勃发展的新时期。
机床制造业既面临着机械制造业需求水平提升而引发的制造装备发展的良机，也遭遇到加入世界贸易组织后激烈的国际市场竞争的压力，加速推进数控机床的发展是解决机床制造业持续发展的一个关键。
随着制造业对数控机床的大量需求以及计算机技术和现代设计技术的飞速进步，数控机床的应用范围还在不断扩大，并且不断发展以更适应生产加工的需要。
本文简要分析了数控机床高速化、高精度化、复合化、智能化、开放化、网络化、多轴化、绿色化等发展趋势，并提出了我国数控机床发展中存在的一些问题。
装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业（如信息技术及其产业、航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备。
马克思曾经说过“各种经济时代的区别，不在于生产什么，而在于怎样生产，用什么劳动资料生产”。
制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。
当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。
随着社会的进步和科技的发展，现代机械制造工程领域方面越来越多地采用智能化、自动化，新设备、新技术的应用越来越普遍。
数控加工工艺的特点
数控加工工艺的特点数控机床加工工艺与普通机床加工工艺相比，具有如下特点1．数控加工工艺内容要求十分具体、详细所有工艺问题必须事先设计和安排好，并编入加工程序中。
数控加工工艺不仅包括详细的切削加工步骤和所用工装夹具的装夹方案，而且包括刀具的型号、规格、切削用量、其他特殊要求以及标有数控加工坐标位置的工序图等。
另外，在自动编程中还需要确定各种详细的加工工艺参数。
2．数控加工工艺要求更严密、精确数控加上过程中可能遇到的所有问题必须事先精心考虑到，否则会导致严重的后果。
如攻螺纹时，数控机床不知道孔中是否已挤满铁屑，是否需要退刀清理铁屑再继续加工。
遇到这种情况，通常需要在工艺中提前考虑到，采取一系列工艺措施加以解决。
又如普通机床加工时，可以多次“试切”来满足零件的精度要求：而数控机床加工，严格按照规定尺寸进给，要求准确无误。
因此，数控加工工艺设计要求更加严密、精确。
3 制定数控加工工艺要进行零件图形的数学处理和计算编程尺寸设定值编程尺寸并不是零件图上设计尺寸的简单再现，而是需要对零件图进行数学处理和计算。
此时，编程尺寸设定值要根据零件尺寸公差要求和零件的形状几何关系重新调整计算，才能确定合理的编程尺寸。
4．考虑进给速度对零件形状精度的影响选挥切削用量时要考虑进给速度对加工零件形状精度的影响。
在数控加工中，刀具的移动轨迹足由插补运算完成的。
根据插补原理可知，在数控系统已定的条件下，进给速度越快，则插补精度越低，从而导致工件的轮廓形状精度就越差。
尤其是在高精度加工时，这种影响更加明显。
5．强调刀具选择的重要性复杂形面的加工编程通常采用自动编程方式。
自动编程时，必须先选定刀具再牛成刀具中心运动轨迹，因此，对于不具有刀具补偿功能的数控机床来说，若刀具预先选择不当，所编程序只能推倒重来。
6。
数控加工工艺的加工工序相对集中由于数控机床特别是功能复合化的数控机床，一般都带有自动换刀装置，因而在加工过程中能够自动换刀，一次装夹即可完成多迢工序或全部工序的加工。
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