数控机床原理及应用
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：数控机床是一种通过计算机控制系统来实现工件加工的机床。
其工作原理主要包括以下几个方面：1. 程序控制：数控机床通过预先编写的加工程序来控制工件的加工过程。
这些程序包含了工件的几何形状、尺寸、加工工艺等信息。
2. 信号传递：计算机控制系统将加工程序转化为相应的电信号，并通过数控装置传递给各个执行部件，如伺服机电、液压系统等。
3. 运动控制：数控机床通过控制伺服机电的运动来实现工件的加工。
伺服机电通过接收数控装置传递的指令，控制工件在各个坐标轴上的运动。
4. 反馈控制：数控机床通过传感器来实时监测工件的位置、速度等参数，并将这些信息反馈给数控装置，以便及时调整运动控制。
二、工作过程：数控机床的工作过程可分为以下几个步骤：1. 加工程序编写：根据工件的几何形状、尺寸等要求，使用专门的编程软件编写加工程序。
程序中包含了工件的加工路径、切削参数等信息。
2. 加工程序输入：将编写好的加工程序通过外部存储设备（如U盘）或者网络传输等方式输入到数控机床的控制系统中。
3. 工件装夹：根据加工程序的要求，将待加工的工件装夹在数控机床的工作台上，并进行固定。
4. 加工参数设置：根据加工程序的要求，设置切削速度、进给速度、切削深度等加工参数，以确保工件能够按照预定的要求进行加工。
5. 启动机床：按照操作规程启动数控机床，使其进入工作状态。
6. 运行加工程序：通过数控装置控制伺服机电的运动，使工件按照加工程序中定义的路径进行加工。
同时，数控装置会实时监测工件的位置、速度等参数，并根据反馈信息进行调整。
7. 加工完成：当工件按照加工程序的要求完成加工后，数控机床会自动住手运行，并发出相应的提示信号。
8. 工件取出：将加工完成的工件从数控机床上取出，进行下一步的处理或者检验。
总结：数控机床通过计算机控制系统实现工件的精确加工。
其工作原理包括程序控制、信号传递、运动控制和反馈控制等。
工作过程包括加工程序编写、加工程序输入、工件装夹、加工参数设置、启动机床、运行加工程序、加工完成和工件取出等步骤。
数控机床的工作原理与编程技术
数控机床的工作原理与编程技术在现代制造业中，数控机床已成为不可或缺的设备。
它能够实现高精度、高效率的加工工艺，为工业制造提供了巨大的便利。
本文将介绍数控机床的工作原理和编程技术，为读者深入了解和应用数控机床提供指导。
一、数控机床的工作原理数控机床是通过计算机系统和数控系统控制其运动和加工工艺的一种设备。
其工作原理基本可以分为以下几个方面：1. 硬件系统：数控机床的硬件系统包括机械结构、传动装置、传感器和执行机构等。
机械结构决定了数控机床的运动方式和加工能力，传动装置使得机床能够按照预定的路径进行运动，传感器用于感知加工状态和位置信息，执行机构则根据数控指令实现具体的加工动作。
2. 数控系统：数控系统是整个数控机床的大脑，负责处理和控制机床的运动和加工过程。
数控系统由计算机、数控器和人机界面组成。
计算机负责运行和管理程序，数控器则负责解析程序指令并向机床发送控制信号，人机界面提供操作界面和输入信号。
3. 编程系统：数控机床的编程系统是数控系统的重要组成部分。
编程系统有多种形式，包括手动编程、自动编程和CAD/CAM编程等。
不同的编程方式适用于不同的加工需求和操作习惯，但核心原理都是通过编写特定的指令来描述加工工艺和运动轨迹。
二、数控机床的编程技术数控机床的编程技术是使用数控机床进行加工时必备的技能。
下面将介绍几种常见的数控机床编程技术：1. G代码编程：G代码是数控机床最常用的编程语言。
它是一种简单的指令系统，通过字母G和后面的数字和小数点来描述不同的运动和功能。
例如，G00表示快速定位，G01表示直线插补，G02表示顺时针圆弧插补，G03表示逆时针圆弧插补等。
程序员可以根据加工工艺和机床特性选择合适的G代码来编写程序。
2. M代码编程：M代码是数控机床用于控制辅助功能和开关的指令。
例如，M03表示主轴正转，M08表示冷却液开，M30表示程序结束等。
M代码和G代码可以结合使用，实现更复杂的加工过程。
《数控机床原理》课件
02
数控机床的工作原理
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
，控制机床各部分按规定的动作进行加工。
输标02入题
数控装置主要由输入输出装置、数控装置和主控制装 置组成。
01
03
数控装置根据输入的加工程序进行计算和处理，输出 脉冲信号给伺服系统。
数控机床的环保措施
01
02
03
减少噪音污染
优化机械部件的设计和装 配工艺，降低数控机床运 行时的噪音。
控制废气排放
采用低污染的液压和润滑 系统，减少废气的排放。
废弃物处理
建立废弃物分类处理系统 ，对油污、金属屑等废弃 物进行妥善处理，以减少 对环境的污染。
数控机床的能效管理与节能技术
能源监测与控制
确定加工工艺
根据图纸和加工要求，确定加 工的顺序、刀具、切削参数等
。
建立坐标系
根据工件和机床的实际情况， 建立合适的坐标系，以便描述 刀具的运动轨迹。
编写加工程序
根据加工工艺和坐标系，使用 数控编程语言编写加工程序。
程序调试和优化
在数控机床上对加工程序进行 试运行，检查程序的正确性和 加工效果，根据需要进行调整
通过能源监测系统实时监 测数控机床的能耗情况， 实现能源的有效控制和管 理。
高效传动系统
采用高效传动部件，如高 精度轴承和齿轮，降低机 械损失和能耗。
空调节能技术
合理利用数控机床内部的 空调系统，保持适宜的工 作温度，降低能耗。
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THANKS
写加工程序；自动编程指利用 CAD/CAM软件，通过计算机辅
助计算和生成加工程序。
机床数控原理及应用--绪论 ppt课件
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五、数控机床的分类
数控机床规格繁多，据不完全统计已有400多个品种规格。可 以按照多种原则来进行分类。但归纳起来，常见的是以下面4种 方法来分类的。
1. 按工艺用途分类 2. 按运动轨迹分类 3. 按伺服系统的控制方式分类 4. 按数控装置分类
PPT课件
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1. 按工艺用途分类
• 一般数控机床：车铣镗钻磨等，功能与通用机床相似；但是可以加工复杂形状的 零件。
滚动部件
刀库和机械手、数控机床的工作原理
数控机床加工零件,首先要将被加工零件的图样及工艺信息数字化 ,用规定的代码和程序格式编写加工程序,然后将所编写的程序指令输 入到机床的数控装置中.数控装置再将程序(代码)进行译码、运算，向 机床各个坐标的伺服机构和辅助控制装置发出信号，驱动机床各运动 部件，控制所需要的运动，最后加工出合格零件。
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三、数控机床的组成
常用的伺服元件
步进电机 直流伺服电机 交流伺服电机
常用的检测元件
编码盘 光栅
磁珊
PPT课件
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三、数控机床的组成
4、机床 早期采用通用车床，现在采用了新的加强刚性、减小热变形、
提高精度等方面的技术使其发生了很大的变化。 目前已模块化生产，分为六大块
数控系统
主轴单元
数控刀架和转台
• 软件控制数控机床（CNC） 主要功能由软件实现，软件模块
扩展
化，便于
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六、数控机床的特点及优势
（1）采用了高性能的主轴及伺服传动系统，机械结构
1. 设得计到特简化点，传动链较短；
（2）为了使连续性自动化加工，机械结构具有较高 的 动 态刚度及耐磨性，热变形小；
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开关量输入
数控车床常用刀具
整体式、机夹式、焊接式
典型数控机床
内孔车刀
外圆车刀
典型数控机床
硬质合金刀具分类及标志
P类 用于加工长切 屑的钢件 N类 用于加工短切 屑的 非铁材料 M类 用于加工 不锈钢件 S类 用于加工 难加工材料 K类 用于加工短切 屑的 铸铁件 H类 用于加工 硬材料
典型数控机床
数控机床 原理及应用
主讲教师：
典型数控机床
补充内容（机床型号的编制方法）
典型数控机床
模块四 典型数控 机床
数控车床概述 数控车床的结构 数控车床操作 数控车床常用刀具
典型数控机床
数控车床概述
数控车床将零件的信息通过编制好的程序输入数控系统，由 数控系统通过X、Z进给坐标轴的伺服电机去控制进给部件的顺 序动作，再配上主轴的转速和转向，可以加工各种轴类、盘类 和套类零件以及高精度的曲面和内外螺纹等。
典型数控机床
数控装置总体框图
HNC-21 AC24V/DC24V电源 键盘 以太网 软驱 RS232 远程I/O板 手持单元 XS1 XS2 XS3 XS4 XS5 XS6 XS8 XS40-XS43 XS30-XS33 XS21 XS20 XS11 XS10 XS9 主轴单元
典型数控机床
HSV-11伺服驱动装置 其它类型进给装置 开关量输出
刀 片 上 的 标 记
刀 尖 半 径
断屑槽代 号Βιβλιοθήκη F - 精加工 M - 中等加工 M 应用范围 R - 粗加工 U N ISO - 通用加工 负前角 来源于 工程制图 P 表面光洁度符号 P - 正前角 S - 锋利刃 • 粗加工 W -修光刃 • 中等加工 H – 重加工 英制：2代表2/64in.＝1/32in.＝0.79mm • 精加工 • 超精加工 公制：08代表0.8mm
典型数控机床
英制 公制
本讲小结
数控车床概述 数控车床的组成和布局 数控车床的分类 数控车床的结构 数控车床操作 数控车床常用刀具简介
典型数控机床
X
Z 典型数控机床
数控车床的组成及布局
数控车床的组成
数控机床在外观上仍然是由主轴箱、刀架、进给传动系统、 床身、尾座等主要部件组成。和普通的卧式车床相比也有冷却 系统和润滑系统，只是在进给系统上有本质的区别。
典型数控机床
数控车床的布局
数控机床的主轴、尾座等部件相对与床身的布局和普通卧式车 床基本一致，但刀架和导轨的布局却发生了很大的变化，直接影 响了数控车床的外观和使用性能。此外数控车床都设有防护罩。 床身导轨布局 根据机床床身导轨与水平面的相对位置不同 分。 水平床身 水平床身斜导轨 斜床身 立式床身 刀架的布局 常用回转刀架，加工盘形零件的回转刀架，其 回转轴和主轴垂直（立式车床）；另外一类是回转轴和主轴平 行（卧式车床）。
典型数控机床
按数控系统控制的轴数分类
两轴控制数控车床 机床上只有一个刀架，可实现X、Z 两坐标轴控制，普及型数控车床均是。 双刀架四轴控制 机床上配置有两个刀架各控制X、Z两 坐标轴。 三轴控制车削中心 在数控车床的回转刀架增设了自驱 动刀具并对（C轴）进行伺服控制。
典型数控机床
数控车床的结构
典型数控机床
数控车床的分类
按机床主轴的布局形式分类
卧式数控车床 主轴的轴线处于水平位置。卧式车床的 刀架布局结构有前置和后置两种。 刀架前置数控车床 该刀架结构简单，外形类似普通车 床的方刀架。刀具安装数目最多4把，床身导轨为水平导 轨，这种布局给观察切削情况和测量工件带来了不方便。 刀架后置数控车床 该刀架安装刀具数目多，便于操作 者观察和测量工件。 立式数控车床 主轴的轴线处于垂直位置。当直径尺寸 较大的盘形零件，且上端面及孔带锥度时，可选用立式数 控车床。
CK6140数控车床的用途、布局及技术参数
由南京数控机床公司生产的CK6140经济型数控车床，采用 的数控系统为华中数控系统。 CK6140数控车床的用途 适用于轴类及盘类零件的加工， 能自动完成对零件的内外圆柱面、端面、任意锥面及螺纹切 削等工序的连续加工，尤其对台阶轴或带有锥面、园弧面等 表面复杂的零件的加工更能显示其优越性，对多品种批量零 件的加工具有较高的生产效率。 CK6140数控车床的主要技术参数 机床的主要参数 数控系统（“世纪星”HNC-21T系列数控装置）的主要技 术规格
典型数控机床
机床的主要参数
CK6140型数控车床
床身上最大回转直径 （mm） 拖板上最大削直径 （mm） 最大顶尖行程 （mm） 纵向最大行程 （mm） 横向最大行程 （mm） 主轴通孔直径 主轴孔锥度 卡盘公称直径 主电机功率 400 195 750/1000 800/1050 220 52 莫氏 6# 250 5.5KW 典型数控机床