数控机床简介.
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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
数控机床是做什么的工作的
数控机床是做什么的工作的数控机床是一种通过微型计算机或者专用芯片控制的自动化机床，它在现代工业生产中扮演着至关重要的角色。
数控机床的主要作用是根据预设的程序控制工件在三维空间的位置和方向，利用不同的刀具完成各种加工操作，从而生产出精确的工件。
下面将着重介绍数控机床在工业生产中的应用及其工作原理。
数控机床的应用数控机床广泛应用于各种工业领域，特别是在汽车、航空航天、模具制造等领域中得到了大量的应用。
数控机床可以进行各种复杂的加工操作，如铣削、钻孔、车削、镗孔等，能够高精度、高效率地完成加工任务。
通过不同的刀具和工艺参数设置，数控机床可以加工出各种形状和尺寸的工件，满足不同行业的需求。
数控机床的工作原理数控机床的工作原理主要包括以下几个方面：1.编程：数控机床的工作是基于预先编写好的加工程序进行的。
加工程序是由工程师根据工件的要求编写的，包括加工路径、加工速度、进给速度等信息。
2.传感器：数控机床配备有多种传感器，如编码器、传感器等，用于检测工件位置、刀具位置、工件表面质量等信息，以保证加工的精度和质量。
3.控制系统：数控机床的控制系统包括硬件和软件两部分，硬件主要是控制器和执行器，软件则是控制程序。
控制系统根据预设的程序指令，控制机床沿着预定的路径进行加工操作。
4.执行部件：数控机床的执行部件包括主轴、伺服马达、导轨等。
主轴提供旋转动力，伺服马达提供高精度的位移控制，导轨保证刀具运动的准确性。
通过上述工作原理，数控机床可以实现自动化、高效率、高精度的加工，大大提升了工件的加工质量和生产效率。
总结数控机床是现代工业生产中不可或缺的重要设备，它通过编程控制、传感器检测、控制系统控制和执行部件实施，实现了高精度、高效率的加工操作。
数控机床的应用范围广泛，推动了工业生产的自动化和数字化发展，为制造业的发展做出了积极贡献。
数控机床的编程及操作
网络资源共享； 数控机床的远程（网络）控制； 数控机床故障的远程（网络）诊断； 数控机床的远程（网络）培训与教学（网络数控）。
湖北江山重工有限责任公司
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数控机床的编程及操作
三、数控机床的结构和工作原理 数控机床主要由控制介质、数控装置、 伺服驱动装置、机床本体和其它装置组成。 1. 控制介质 它是用于记录各种加工指令信息（加工程序），以控制机床的运动，以实现 零件的加工。常用的控制介质有标准的穿孔纸带、磁带、磁盘等，随着微机技术 的不断发展，新的控制介质不断的出现，如CF存储卡等，为了满足大容量的加工 程序，控制介质的存储容量也越来越大，甚至可以外接硬盘 。 控制介质上的加工信息要经过输入装置传送到数控装置。常用的输入装置有 光电纸带输入机、磁带录音机、磁盘驱动器等。现今数控机床大多属于微机控制 的，随着微机技术的不断发展，新的输入装置不断的出现，更方便了加工信息的 输入。另外加工程序也可以通过操作面板或外接键盘直接输入，由于是人工进行 加工信息的输入，因此只能对简单的加工程序进行输入。对于大容量的加工程 序，必须通过磁盘或外部电脑进行输入。当数控装置的存储容量太小时，也可通 过DNC连线方式进行在线加工。
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数控机床的编程及操作
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控制智能化：随着人工智能技术的不断发展，并为满足制造业生产柔性化、
制造自动化发展需求，数控技术智能化程度不断提高，具体体现在以下几个方面：
�加工过程自适应控制技术：通过监测加工过程中的切削力、主轴和进给电机
的功率、电流、电压等信息，利用传统的或现代的算法进行识别，以辩识出 刀具的受力、磨损以及破损状态，机床加工的稳定性状态；并根据这些状态 实时修调加工参数（主轴转速，进给速度）和加工指令，使设备处于最佳运 行状态，以提高加工精度、降低工件表面粗糙度以及设备运行的安全性。
第一章 数控车床简介
2、多功能化： （1）数控机床采用一机多能，以最大限度地提高设备设备的利 用率。 （2）前台加工、后台编辑的后台功能，以充分提高其工作效率 和机床利用率。 （3）具有更高的通讯功能，现代数控机床除具有通讯口、DNC 功能外，还具有网络功能。 DNC是Direct Numerical Control/Distributed Numerical Control英文一词的缩写,中文意思：直接数字控制/分布式控 制。 DNC最早是指分布式数控系统（Distributed Numerical Control），其含义是用一台大型计算机同时控制几台数控机 床。后来随着科学技术的进步，数控系统由NC （Numerical Control）发展为CNC （Computer Numerical Control 计算机 数控系统），每一台数控机床由一台计算机（CNC系统）来 控制,所以过去的DNC概念已失去意义。
为实现更高速度、更高精度的指标，目前主要 在下述几个方面采取措施进行研究： （1）数控系统：数控系统采用位数、频率更高的 微处理器，以提高系统的基本运算速度。 （2）伺服交流伺服系统：全数字交流伺服系统， 大大提高了系统的定位精度、进给速度。所谓数字 伺服系统，是指伺服系统中的控制信息用数字量来 处理。随着数字信号微处理器速度的大幅度提高， 伺服系统的信息处理可完全用软件来完成，这就是 所谓的“数字伺服”。
3 智能化：引进了自适应控制技术.自适应控制 （Adaptive Control，简称AC）技术是能调节在 加工过程中所测得的工作状态特性，且能使切削 过程达到并维持最佳状态的技术。 4 高可靠性：通过提高数控系统的硬件质量，采 用模块化、标准化和通用化来提高其可靠性。
二、 数控技术的基本概念 1 数字控制（Numerical Control)，简称NC，它是 采用数字化信息实现加工自动化的控制技术， 用数字化信号对机床的运动及其加工过程进行 控制的机床称作数控机床。 2 NC机床：早期的数控机床的NC装置是由各种 逻辑元件、记忆元件组成随机逻辑电路由硬件 来实现数控功能，称作硬件数控，用这种技术 实现的数控机床称作NC机床。 3 CNC 机床：现代数控系统采用微处理器或专用 微机的数控系统（Computer Numerical Control） 由事先存放在存储器里的系统程序（软件）来 实现控制逻辑，实现部分或全部数控功能，并 通过接口与外围设备进行联接，这样的机床称 作CNC机床。
数控机床简介
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数控火焰切割机
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数控火焰切割机
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数控三坐标测量机
数控三坐标测量机
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两轴控制
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两轴半控制
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三轴控制
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多轴控制
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多轴控制
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虚拟轴控制
虚拟轴控制
虚拟轴控制
虚拟轴控制
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一、数控机床概述
什么是数控：数字程序控制简称数控NC，通常用数控指
令控制机械运动。
什么是数控机床：采用数控技术的机床，或者说装备了
数控系统的机床。
数字控制机床是用数字代码形式的信息（程序指令）， 控制刀具按给定的工作程序、运动速度和轨迹进行自动
加工的机床，简称数控机床。
什么是加工中心：一般认为具备快速换刀机构的数控机
结束语
当今数控技术已进入新的发展时期，数控机床新结 构新品种不断出现。在汽车、航空航天、模具、医 疗器械、复合材料等加工领域中，新材料、新的加 工方法、新的加工理念不断出现，推动和丰富了传 统加工理论。研究数控技术，跟踪世界数控技术发 展潮流，不断提高数控技术水平，是摆在我们面前 一项重要任务。让我们共同努力，用创新的理念， 反复实践，不断探讨，在较短时间内，使我国数控 技术赶上世界先进水平。让数控技术为现代化建设 发挥更大作用。
一、数控机床概述
3、计算机数控装置 是数控机床的核心，接受输入装置的信息，经过控制软件的 处理，将指令输给伺服系统，控制机床运动部件按加工程序指 令运动。 4、伺服系统 它是数控系统的执行部分，把来自机床数控系统的脉冲信号 转换成机床移动部件的运动。（如伺服电机、电主轴 丝杠等） 5、可编程控制器（PLC）及电器控制装置 与CNC装置协调配合来共同完成机床的控制，接受CNC的 信息，并转换成控制信号，控制机床动作 6、检测反馈装置 对机床的运动速度、方向、位移量及加工状态加以检测，把 结果反馈给数控装置。分为半闭环和闭环两种。（如光电编码 器、光栅尺等）
对数控机床的认识和了解
对数控机床的认识和了解
数控机床是一种利用数字信号控制设备和数值化的机床。
它通过计算机控制系统，实现对机床动作的精确控制和程序的自动执行。
相对于传统的手动操作的机床，数控机床具有以下特点：
1. 精度高：由于数控机床使用数字信号进行控制，可以实现非常精确的位置和运动控制，提高加工精度。
2. 生产效率高：数控机床可以通过预先编写好的数控程序，实现自动化生产，节省了人力和时间，提高了生产效率。
3. 灵活性强：数控机床可以根据不同的加工需求，快速切换或修改加工程序，灵活适应各种加工任务。
4. 加工复杂性高：数控机床可以实现三维曲线加工，包括多轴联动、螺旋线加工、曲面加工等，使得加工的复杂性大大提高。
5. 操作简便：数控机床操作界面通常使用人机界面，通过显示器和键盘进行操作，可直观地输入和修改加工程序。
需要注意的是，数控机床虽然具有以上优点，但是设备价格较高，需要有专业的操作技能和编程能力。
同时，数控机床的故障排除和维护也需要相应的专业知识和技术。
第一章 数控机床的基本知识
驱动系统
南通航院
其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，包括信号放大和驱动元件。其性能好坏 动部件的运动，包括信号放大和驱动元件。 直接决定加工精度、表面质量和生产率。 直接决定加工精度、表面质量和生产率。 脉冲当量δ 相对于每个脉冲信号， 脉冲当量δ ——相对于每个脉冲信号，机床移动部 相对于每个脉冲信号 件的位移，常见的有：0.01mm、0.005mm、 件的位移，常见的有：0.01mm、0.005mm、 0.001mm
第一章、 第一章、数控机床概述
三、数控机床的基本概念
南通航院
数控机床是由普通机床发展而来的， 数控机床是由普通机床发展而来的，它们之间最主 是由普通机床发展而来的 要的区别是： 要的区别是： 前者可以按事先编制好的加工程序自动地对工件进 行加工； 行加工；而后者的整个加工过程必须通过技术工人的手 工操作来完成。 工操作来完成。 示例：
第一章 数控机床概述
步进电机 常用的伺服元件 直流伺服电机 交流伺服电机
南通航院
编码盘 常用的检测元件 光栅 磁珊
（2）主轴驱动系统
第一章 数控机床概述
4、机床
南通航院
早期采用通用机床，现在采用了新的加强刚性、 早期采用通用机床，现在采用了新的加强刚性、减 小热变形、提高精度等方面的设计措施， 小热变形、提高精度等方面的设计措施，使其发生了很 大的变化。 大的变化。 目前已模块化生产， 目前已模块化生产，分为六大块
第一章
数控机床概述
南通航院
二、自动化加工与数控机床 机床数控技术是以数字化的信息处理实现机床自 动控制的一门技术。 动控制的一门技术。 数控机床把刀具和工件之间的相对位置，机床电 数控机床把刀具和工件之间的相对位置， 动机的启动和停止，主轴变速，工件松开夹紧， 动机的启动和停止，主轴变速，工件松开夹紧，刀具 的选择，冷却泵的启动、 的选择，冷却泵的启动、停止等各种操作和顺序动作 等信息用数码化的数据送入数控装置或计算机， 等信息用数码化的数据送入数控装置或计算机，经过 译码、运算， 译码、运算，发出各种指令控制机床伺服系统或其他 执行元件，使机床自动加工出所需工件。 执行元件，使机床自动加工出所需工件。
数控车床编程与操作
切削用量各要素的选择方法
1.背吃刀量的选择 根据工件的加工余量确定。 2.进给量和进给速度的选择 主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以 及刀具和工件材料来选择。 3.切削速度的选择 主要考虑刀具和工件的材料以及切削加工的经济性。必 须保证刀具的经济使用寿命。同时切削负荷不能超过机床的额定功率。
X向每次吃刀量，mm
开始和结束段号。 X向和Z向精车余量,mm。
U△u1 W△w1 F f
进给速度 。
第三章 数控车床编程
第十节 外径粗车循环 G71
★ ★ ★ ★ G71循环程序段的第一句只能写X值，不能写Z或X、Z同时写入。 该循环的起始点位于毛坯外径处。 该指令只能切削前小后大的工件，不能切削凹进形的轮廓。 用G98（即用mm/min）编程时，螺纹切削后用割断刀的进给速度F 一定要写，否则进给速度的单位将变成mm/r并用螺纹切削的进给 速度，引起撞刀。 ★ 使用该指令头部倒角，由于实际加工是最后加工，描述路径时无 需按照延长线描述。 ★ 由G71每一次循环都可以车削得到工件，避免了G73出现的走空刀 的情况。因此，当加工程序既可用G71编制，也可用G73编制时， 尽量选取G71编程。由于G71循环按照直线车削，加工速度高于 G73，有利于提高工作效率。
第三章 数控车床编程
第五节 圆弧G02/03
中间带有凹陷部分的工件
头部有倒角的工件
头部为球形的工件
第三章 数控车床编程
第六节 复合形状粗车循环G73
功能：车削时按照轮廓加工的最终路径形状，进行反复循环加工。
格式： G00 X Z G73 G73
循环起点
X向的总吃刀量，半径值，mm。 Z向的每次吃刀量，mm。 循环次数。 开始和结束段号。
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3.液压元件的图形符号
按GB786-76规定
2.4.2液压传动特点及其在机床中的 应用
1.液压传动特点 (1)从结构上看 控制，调节比较简单，操作方便，布局灵活。 (2)从工作性能上看 调速方便，动作快速性好；运动平稳，均匀； 但存在泄漏，传动效率低。 (3)从维护使用上看 液压件能自行润滑，使用寿命较长，元件易 实现系列化，标准化。
CNC装置的控制流程图
(5)机床的机械部件
数控机床的机械部件包括：主运动部件，进 给运动执行部件，支承部件，冷却、润滑、 转位和夹紧等辅助装置。
2.5.3数控机床的分类
1.按机床运动的控制轨迹分类 (1)点位控制的数控机床 数控钻床，数控镗床，数控冲床。
(2)直线控制数控机床 数控车床，数控铣床，数控磨床。 (3)轮廓控制数控机床 数控车床，数控铣床，数控线切割机床，加 工中心。 根据它所控制的联动坐标数不同，又可以分 为下面几种形式：
数控机床的应用范围
零件的复杂的度
各种机床的加工批量与综合费用的关系
零件批量数
2.5.5数控机床的发展趋势
1.高可靠性 平均无故障工作时间：70年代 3000小时，80年代10000小时，90年代 30000小时。 2.高柔性化 3.高精度化 4.高速度化 主轴转速90年代提高到 8000~12000r/min，目前，20000r/min。 5.制造系统自动化 单台 生产线 柔性制造车间 国外出现自动化工厂
(2)输入装置
输入装置可以是光电阅读机，磁带机，软盘驱动器 或是数控装置上的键盘。 (3)数控装置(CNC) 数控装置是数控机床的核心，它由计算机，可编程 序控制器(PLC)和接口电路三部分组成。 (4)伺服驱动、位置检测 伺服驱动系统接收数控装置发来的速度和位移信号， 控制伺服电机的运动速度，方向。伺服驱动系统 一般由伺服电路和伺服电机组成，并与机床上的 机械传动部件组成数控机床的进给系统。 位置检测装置与伺服系统配套组成闭环伺服驱动系 统。
2.液压传动在机床中的应用
(1)进给运动传动装置 (2)往复主体运动的传动装置 (3)仿形装置 (4)辅助装置
2.5数控机床简介
2.5.1数控机床的定义 数控技术是用数字化信息发出指令并实现自动控制的 技术。 数控机床是一种装有程序控制系统的机床。 数控机床是采用了数控技术的机床。 2.5.2数控机床的工作原理和组成 1.数控机床的工作原理 数控机床的加工，是把刀具与工件的运动坐标分割成 一些最小的单位量，即最小位移量，由数控系统按 照零件程序的要求，使坐标移动若干个最小位移量， 从而实现刀具与工件的相对运动，完成对零件的加 工。
2.4机床的液压传动
2.4.1液压传动的基本知识
1.液压传动系统的工作原理
液压传动系统的工作原理
2.液压传动系统的组成
(1)动力元件 将机械能转换成液压能。 (2)执行元件 将液压能转换成机械能。 (3)控制元件 控制压力，流量和流动方向。 (4)辅助元件 起辅助作用(油箱，油管，滤油 器，密封件)。 (5)工作介质 液压油，传递能量的介质。
4.按加工工艺及机床用途分类
(1)金属切削类 1)普通型数控机床 如数控车床，数控铣床， 数控磨床。 2)加工中心 具有自动换刀机构和刀具库， 如镗铣类加工中心，车削中心，钻削中心。 (2)金属成形类 采用挤、冲、压、拉等成形 工艺的数控机床。如数控压力机，数控折 弯机，数控弯管机，数控旋压机。 (3)特种加工类 数控电火花切割机，数控电 火花成形机，数控火焰切割机，数控激光 加工机。
1)二轴联动 数控车床，数控铣床。
2)二轴半联动 二根轴联动，另一根轴作周期性的进 给
3)三轴联动 数控铣床，加工中心。
4)四轴联动
5)五轴联动
2.按伺服系统控制的方式进行分类
(1)开环控制数控机床 进给伺服驱动是开环的，没有检测装置。
(2)闭环控制数控机床
1)全闭环控制 直接检测机床工作台坐标的直线位移量。
2)半闭环控制
位置反馈采用转角检测元件，直接安装在伺 服电动机或丝杆端部。目前，大部分数控 机床采用半闭环控制方式。
(3)混合控制数控机床
将上述控制方式的特点有选择的集中，可以 组成混合控制的方案。采用较多的有开环 补偿型和半闭环补偿型。
3.按数控系统的功能水平分类
可以分为低档，中档，高档。
按数控系统的功能水平分 类
结束
刀具沿坐标轴的相对运动，是以脉 冲当量δ为单位(mm/脉冲)
加工轮廓为任意曲线L
加工直线：△Li斜率不变， △vYi/ △vXi不变。 加工曲线： △Li斜率变化， △vYi/ △vXi不断变 化。
用直线逼近曲线
2.数控机床的组成
(1)编制数控程序 得到零件加工的所有运动，尺寸，工艺参数 等加工信息后，按标准格式用文字，数字 和符号编制零件加工的数控程序单。
2.5.4数控机床的特点和应用
1.数控机床的特点 (1)加工精度高。 (2)对加工对象的适用性强。 (3)自动化程度高，劳动强度低。 (4)生产效率高。 (5)良好的经济效益。
2.数控机床的应用范围
(1)多品种、小批量生产的零件。 (2)形状结构比较复杂的零件。 (3)需要频繁改型的零件。 (4)价值昂贵，不允许报废的关键零件。 (5)设计制造周期短的急需零件。 (6)批量较大，精度要求较高的零件。