数控机床的产生与分类
数控机床的组成及分类
数控机床的组成及分类
数控机床的组成及分类数控机床是现代工业中不可或缺的设备，它以计算机技术为基础，能够自动执行各种加工任务。
了解数控机床的组成和分类对于理解其工作原理和应用具有重要意义。
数控机床主要由五个部分组成：机床本体、数控装置、执行机构、传感器和刀具。
机床本体是数控机床的基础部分，包括床身、工作台和主轴等。
数控装置是控制机床运动和加工过程的核心，它由计算机和控制器组成。
执行机构负责将数控装置发出的指令转化为机床的实际运动。
传感器用于检测加工过程中的各种参数，如温度、压力和位置等。
刀具则是进行加工的工具，根据不同的加工要求选择不同的刀具。
根据加工方式和结构特点，数控机床可以分为多种类型。
常见的有数控铣床、数控车床、数控钻床和数控磨床等。
数控铣床主要用于平面和曲面的加工，能够进行多轴加工。
数控车床则适用于轴对称零件的加工，具有高精度和高效率的特点。
数控钻床主要用于孔加工，能够进行自动定位和钻孔操作。
数控磨床则用于高精度的磨削加工，能够实现多种形状的加工要求。
数控机床是现代工业中不可或缺的设备，它的组成和分类对于理解其工作原理和应用具有重要意义。
通过了解数控机床的组成和分类，我们可以更好地选择和应用适合的数控机床，提高生产效率和产品质量。
数控机床概述
数控机床概述数控机床概述数控机床（NC）是工业制造中的一种先进的加工设备，它通过计算机程序来自动控制其运动及加工精度，在许多领域中被广泛应用，具有高度的灵活性和精度优势。
它是基于计算机技术和机械工程技术结合起来的一种机械加工设备。
本文将介绍数控机床的概述、分类和应用。
一、概述数控技术是20世纪50年代初期从美国引进我国的先进技术之一。
它是基于计算机技术和数学控制理论等多种技术手段相结合形成的。
数控机床是指能够按照程序控制加工工件的机床。
数控机床是计算机控制系统和机床加工系统两大系统的组合，主要由计算机程序、数控装置、机床主轴和驱动系统组成。
数控机床的加工精度和效率都比传统机械加工设备高，它能够完成各种高精度零部件的加工，不仅提高了制造质量，还有利于生产自动化和降低生产成本。
二、分类1. 根据控制方式分类数控机床的控制方式分为点位控制和轮廓控制两种。
（1）点位控制：是通过对机床实现单点控制，即控制机床在一定的位置停留和加工，再出现到下一指定位置，并按照预定的程序重复加工过程。
（2）轮廓控制：是通过在设计制造工件时用曲线表达，由控制系统重复运动并在工件表面上形成曲线加工轮廓。
2. 根据轴数分类数控机床的轴数按工作坐标系分为三轴、四轴、五轴、六轴、七轴和八轴等多种，按照工作方式和物理坐标系也有X、Y、Z、A、B、C等六轴。
（1）三轴数控机床：能控制X、Y、Z三个方向的移动。
（2）四轴数控机床：能控制X、Y、Z三个方向的移动和一个绕Z轴旋转的坐标轴。
（3）五轴数控机床：能进行X、Y、Z三轴方向的移动和绕X、Y两个轴的旋转运动。
（4）六轴数控机床：能对X、Y、Z三个方向的移动外，还能对A、B、C三个轴进行变量控制。
3. 根据用途分类数控机床的用途主要分为车床、铣床、加工中心、线切割机、钻床和冲床等。
（1）车床数控机床：主要用于轴类零件的加工，能够实现特殊轴线和精确半径的加工，并具有高速度和高精度的特点。
（2）铣床数控机床：适用于不规则零件或平面上的高精度加工，常用于零件开槽、加工互相嵌合的重合面。
简述数控机床的基本概念
3. 按伺服系统控制方式分类
开环系统 ：无反馈,精度低,中小型设备,成本低 闭环系统：有反馈 ,精度高,精密、大型设备,成本高 半闭环系统：有部分反馈,精度较高,中小型设备,成本适中
4. 按同时控制的坐标轴分类 １）两坐标 NC 机床：
类型：线切割、二坐标铣（二轴半） 用途：可加工二维轮廓零件。 2) 三轴联动的 NC 机床: 可实现 X 、Y 、Z 三个坐标联动 用途：可用于加工曲面类零件 3) 四坐标联动: 除Ｘ、Ｙ、Ｚ外还可和另一旋转轴实现联动 按旋转轴划分：ＸＹＺＡ、ＸＹＺＢ、ＸＹＺＣ 用途：可加工各种曲面、四轴直纹面叶轮、螺旋类零
件和平面内斜孔的壳体类零件。 与三坐标机床相比它的加工范围、精度都得到了提高。
4) 五坐标联动： 除Ｘ、Ｙ、Ｚ外还可和两个旋转轴实现联动
（ＸＹＺＡＢ、ＸＹＺＡＣ、ＸＹＺＢＣ） 结构：两个旋转坐标都在主轴上；
两个旋转坐标都在工作台上； 一个旋转坐标在主轴上，另一个在工作台上 用途：理论上可实现空间在不干涉情况下任何复杂结构零 件的加工，如加工曲面变斜角、各种叶轮、闭式叶 盘、带有空间斜孔的复杂壳体类零件
数控机床基本概念
（2018-11-23）
一、数控机床的定义
1、定义：数控机床（Numerical Control Machine Tools） 是采用数字技术形式控 制的机床。即凡是用数字化的代码将加工过 程中所需的各种操作和步骤以及刀具与工件之间的相对位移等信息 用数字化的指令(记录在程序介质上)表示出来， 并送入计算机或数 控系统经过译码、运算及处理，控制机床的刀具与工件的相对运动， 加工出所需工件的一类机床即为数控(NC)机床。
数控机床基础知识
数控机床基础知识数控机床基础知识数控机床是以计算机控制系统为核心，利用数控技术实现的一种高精度、高效率的机械加工设备。
与传统机床相比，数控机床具有高精度、高效率、低能耗等优点。
本文将介绍数控机床的基本概念、分类、结构和原理等基础知识。
一、数控机床的基本概念数控机床是一种通过计算机控制系统控制机床各轴运动，并实现自动化加工的机械设备。
数控机床可大大提高生产效率和产品质量，减少人力资源浪费。
数控机床的加工过程是由计算机程序控制的，程序由操作人员编写或者由计算机辅助设计软件生成。
数控机床的工作精度可达到微米级别。
二、数控机床的分类数控机床根据加工方式分为车床、铣床、钻床、磨床、拉床等各种类型；根据机床结构分为立式数控机床、龙门式数控机床、万能数控机床等各种类型；根据加工精度和适用范围分为三个等级：高精度数控机床、精密数控机床和通用数控机床。
数控机床还可以根据加工对象的材料进行分类，比如金属数控机床、陶瓷数控机床、木材数控机床等。
三、数控机床的结构数控机床的结构包括机械部分和控制部分两部分。
机械部分包括机身、工作台、工作台滑块、主轴、刀具等，它们共同完成物理加工过程，并与控制系统产生反应；控制部分包括数控装置和编程装置两个部分。
数控装置一般安装在数控机床的底部，其作用是对机床各轴的运动进行控制。
编程装置则是由操作人员使用编程语言编写程序的设备，一般安装在数控机床的侧面或顶部。
四、数控机床的原理数控机床的核心是数控系统，其原理是将加工程序转换为机床可以听懂的机器指令，然后通过电气信号传输到数控装置，再通过电机驱动机械部分实现各轴的运动。
数控系统至少包含一台计算机、电动机、传感器、驱动器和执行器等组成的硬件，还需要相应的软件支持。
数控机床的工作过程从编写程序开始，包括图形输入、加工数据的设置、程序的编辑和调试；然后将程序放到执行单元中；接着执行单元将程序转化为电气信号，传递给数控装置；数控装置生成控制信号，控制各轴的运动实现工件的加工。
数控机床概述
3）数控激光加工机床（NC Laser Beam Machine）。
4、其它类型数控机床
六、按功能方式分类
高、中、低档三类
经济型数控：在我国指由单板机、单片机和步进电动机 组成数控系统和其它功能简单、价格低的 数控系统
数控剪板机
数控折弯机
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数控电火花线切割机
三 坐 标 测 量 机
§1-4 数控机床的特点及适用范围
采用高分辨率，高响应性的绝对位置传感技术 提高数控机床机械本体中基础大件的结构刚性和
热稳定性
4、高速度化 机械方面：提高切削速度和减少辅助时间 数控系统：CPU
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5、复合化
工序复合化 功能复合化 6、制造系统自动化 FMC：柔性制造单元 FMS：柔性制造系统
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虚拟轴机床 1—工作台 2—工件 3—刀具 4—主轴箱 5—导杆 6—立柱
一、按加工工艺方法分类
1、普通数控机床
与普通机床的区别：加工复杂形状的零件
2、数控加工中心 数控加工中心：带有刀库和自动换刀装置的数控机床。 与一般数控机床的区别： 减少机床台数，便于管理。
减少定位误差
工序集中，减少辅助时间，提高生产率 减少专用工夹具数量
3、多坐标数控机床
特点：数控装置控制的轴数较多，机床结构也比
二、数控机床的产生和发展
1、产生 机械产品的自身要求 单件、多品种小批量零件约占80%以上
2、发展
1952年 美国Parsons公司和MIT
三坐标数控立铣床
1955年 数控机床进入实用化阶段-复杂曲面加工
数控系统采用电子管元件-电子管时代
1959年 采用晶体管和印制板电路-第二代数控系统
1965年 出现小规模集成电路-第三代数控系统
数控车床概述及操作
二、 宇龙 仿真 软件 使用
三.选择工件
定义毛坯 打开菜单“零件/定义毛坯”或在工 具条上选择“ ”，系统打开下图对话框。
二、 宇龙 仿真 软件 使用
名字输入：在毛坯名字输入框内输入毛 坯名，也可使缺省值。
选择毛坯形状：铣床、加工中心有两种 形状的毛坯供选择：长方形毛坯和圆柱形毛 坯。可以在“形状”下拉列表中选择毛坯形 状。车床仅提供圆柱形毛坯。
最早进行数控机床研制的是美国人 。1952年试制成功世界上第一台三坐标 立式数控铣床。此后，世界上其他一些 工业国家也都开始开发、生产及应用数 控机床。我国数控机床的研制是从1958 年起步的。
目前，美国、日本、德国、法国及 俄罗斯等国家的数控机床已进入大批量 生产阶段，其中以日本发展最快。数控 化率达70%，居世界第一位。
选择毛坯材料：毛坯材料列表框中提供 了多种供加工的毛坯材料，可根据需要在" 材料"下拉列表中选择毛坯材料。
参数输入：尺寸输入框用于输入尺寸。 单位：毫米。
保存退出：按“确定”按钮，保存定义 的毛坯并且退出本操作。
取消退出：按"取消"按钮,退出本操作 。
二、 宇龙 仿真 软件 使用
四.放置零件
打开菜单“零件/放置零件” 命令或在 工具条上选择图标 ，系统弹出操作对话框。
二、 宇龙 仿真 软件 使用
FANUC数控加工仿真系统
一. 进入
鼠标左键点击“开始”按钮，在“程序” 目录中弹出“数控加工仿真系统”的子录在 接着弹出的再下级子目录中点击“加密锁管 理程序”。
加密锁程序启动后，屏幕右下方工具栏 中出现的图标，表示加密锁管理程序启动成 功。此时重复上面的步骤，在最后弹出的目 录中点击“数控加工仿真系统”，系统弹出 “用户登录”界面，如下图所示
数控机床的产生和发展ppt课件
3 更多的数控机床具有轮廓控制的功能(图1－11)， 即可以加工具有曲线或者曲面的零件。
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二、按执行机构的伺服系统类型分类
1 这类机床的数控系统将零件的程序处理后，输 出数字指令信号给伺服系统，驱动机床运动，没有 来自位置传感器的反馈信号，如图1－15所示。
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2 这类机床可以接受插补器的指令，而且随时接受 工作台测得的实际位置反馈信号，根据其差值不断进 行误差修正，如图1－16所示。
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(三)计算机集成制造系统(CIMS) 计算机集成制造系统就是用计算机通过信息 集成实现现代化的生产制造，以求得企业的总体 效益。CIMS通常由管理信息系统、产品设计与制 造工程设计自动化系统、制造自动化系统、质量 保证系统以及计算机网络和数据库系统等六个分 系统组成，它们之间的关系，如图1－3所示。
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第四节 数控机床的分类
一、按控制系统的特点分类
1 对于一些孔加工用数控机床，只要求获得精确的 孔系坐标定位精度(图1－9)，而不管从一个孔到另外 一个孔是按照什么轨迹运动。
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2 某些数控机床不仅要求具有准确定位的功能，而 且要求从一点到另一点之间按直线移动，并能控制位 移的速度(图1－10)。
第一节 数控机床的产生和发展 第二节 数控机床的特点及应用范围 第三节 数控机床的组成和工作原理 第四节 数控机床的分类
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第一节 数控机床的产生和发展
一、数控机床的产生
科学技术和社会生产的不断发展，对机械产
品的质量和生产Biblioteka 提出了越来越高的要求，迫切需要一种灵活的、通用的、能够适应产品频繁变
化的柔性自动化机床。数字控制(Numerical
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第三节 数控机床的组成和工作原理 一、数控机床的组成
第一章 数控机床概述
*第四节 数控系统的插补原理
一、对插补计算的要求
（1）对插补所需要的数据最少。 （2）插补理论误差要满足精度要求。 （3）沿插补路线或称插补矢量的合成进给速度要满足轮 廓表面粗糙度一致性的工艺要求，即进给速度变化要在许可范 围内。 （4）控制联动坐标轴数的能力强，即易实现多坐标轴的 联动控制。 （5）插补算法简单可靠。
精品文档
第三节 数控机床的分类及应用
3）整体叶轮类零件
精品文档
第三节 数控机床的分类及应用
4）模具类零件
精品文档
第三节 数控机床的分类及应用
5）异形零件 拨叉
精品文档
第三节 数控机床的分类及应用
一、按工艺用途分类 一般数控机床和数控加工中心。
二、按加工路线分类 点位控制、直线控制和轮廓控制。
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第二节 数控机床的组成与工作原理
常用控制介质及输入输出装置
Байду номын сангаасCF卡
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第二节 数控机床的组成与工作原理
2．操作装置
（1）显示装置 （2）NC键盘 （3）机床控制面板MCP （4）手持单元
MPG手持单元结构
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第二节
功 能 软 键
数控机床的组成与工作原理
FANUC系统操作装置
N C 键 盘
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*第四节 数控系统的插补原理
二、插补算法的种类
1．硬件插补
由专门的硬件接成的数字电路装置 。
2．软件插补
软件插补法可分成基准脉冲插补法和数据采样插补法 (Sampled-data)(也称数字增量插补法)两类。
3．软硬件插补
数控系统将软件插补法与硬件插补法结合起来，软件插补完 成粗插补，硬件完成精插补。
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电火花成型加工机床
项目二、数控机床的分类与功能
３）按换刀形式分类 Ａ、带刀库机械手加工中心：换刀动件作由机 械手完成。 Ｂ、机械手加工中心：换刀动作由刀库，主轴 箱配合完成。 Ｃ、转塔式刀库加工中心：换刀动作由转塔转 动完成。
带刀库机械手加工中心
机械Hale Waihona Puke 加工中心转塔式刀库加工中心
项目二、数控机床的分类与功能
４）按机床形态分类 Ａ、卧式加工中心：主轴轴线为水平状态 Ｂ、立式加工中心：主轴轴线为垂直状态 Ｃ、龙门加工中心：与龙门铣床类似多了刀库 Ｄ、万能加工中心：同时具有立式和卧式加工 中心的功能，有两种形式，一种为主轴头转 90度，另一种为工作台转90度。五面体加工 中心。
卧式加工中心
万能加工中心
项目二、数控机床的分类与功能
5、数控电火花加工机床 Ａ、电火花线切割：利用工具电极（钼丝）与 工件两极之间脉冲放电时产生的电腐蚀现像 对工件进行加工。 Ｂ、电火花成型加工机床：利用成型电极（钼 丝）与工件两极之间脉冲放电时产生的电腐 蚀现像对工件进行加工。
电火花线切割
项目二、数控机床的分类与功能
１、数控机床的分类： ① 配置与价格分：低，中、高、全功能型。 ② 数控系统的功能与配置：高级，普级、经济 型数控机床，具体的参数见表（１－１）。 ③ 常用的数控机床：车，铣、电火花、镗、磨 等等。
项目二、数控机床的分类与功能
２、数控车床：工件运动是主运动，刀具是进 给运动。 ① 作用与功能：Ｐ3页 ② 立式车床：立车，主轴垂直于平面，并有一 个直径很大的圆型工作台用于装夹工件。主 要用于加工大型复杂零件。 ③ 卧式数控车床： A. 卡盘式数控车床： B. 顶尖式数控车床：
２）分类： a、工作台升降式数控铣床 b、主铀头升降式数控铣床 C、龙门式数控铣床
工作台升降式数控铣床
主铀头升降式数控铣床
龙门式铣床
龙门式数控铣床
项目二、数控机床的分类与功能
４、加工中心 １）特点：加工精度，加工能力强、工件一次 装夹可从道工序的加工、带刀库可自动换刀。 ２）适合加工的产品及零件： Ａ、周期性复合投产零件 Ｂ、高精度零件 Ｃ、批量零件 Ｄ、形状复杂的零件
数控机床装配调试与故障诊断
课程性质：专业核心课 此门课程，是对前几学期多门课程 加以应用并让所学知识得到升华和 提高
项目一、数控机床发展历程
１、起步阶段。（1953-1979） ① 1948年美国起初主要是研制飞机螺旋桨， 提出了计算机控制机床的设想。 ② 1949 年美国三座标数控升降台铣床研制成 功。（麻省理工大学） ③ 伴随电子元器件的发展与进步，数控机床也 得到了很大改进与提高。 ④ ＤＮＣ，ＣＮＣ、ＭＮＣ
项目一、数控机床发展历程
２、发展阶段（1980-1989） 小型化，人机对话、自动编程、监控、检测、 换刀有了进一步的发展。 ３、成熟阶段（1990-1999） 柔性系统，柔性制造单元、自动化工厂的出现。 ４、更高水平的发展（2000-至今） 、高速高精控制技术，多通道开放式体系结构、 多轴控制技术、智能技术、网络化技术、Ｃ ＡＤ和ＣＡＭ研究和实现。
项目二、数控机床的分类与功能
项目二、数控机床的分类与功能
２、数控车床 a) 单刀架，双刀架 b) 经济型，普通型、车削中心 ３、数控铣床：刀具是主运动，工作是进给运 动。 １）功能：加工平面，斜面与各种沟槽，铣削 齿轮，花键，等，可以铣，钻、车、铰、镗、 及螺纹加工。(电三)
项目二、数控机床的分类与功能