数控机床基本概念
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。
数控机床基本概念
返回
上页
下页
图库
1.1 概述
NC机床与程控机床
在数控机床上，通过数控系统的“插补” 运算，实现了坐标轴的联动功能。它不仅可 以控制移动部件的起点与终点坐标，而且还 能同时控制各运动部件每一时刻的速度和位 移，以及各运动部件间的相互关系，从而可 以将工件加工要求的轮廓形状。这是数控机 床与其他机床的本质区别，也是机床采取数 控技术的根本原因。（刀具、坐标轴灵活）
返回
上页
下页
图库
返回
上页
下页
图库
1.1 概述
柔性加工单元
在加工中心的基础上，通过增加多工作台（托盘） 自动交换装置（Auto Pallet Changer—APC）以及 其他相关装置，组成的加工单元称为柔性加工单元 （Flexible Manufacturing Cell—FMC）。FMC不 仅实现了工序的集中和工艺的复合，而且通过工作 台（托盘）的自动交换和较完善的自动检测、监控 功能，可以进行一定时间的无人化加工，从而进一 步提高了设备的加工效率。FMC既是柔性制造系统 的基础，又可以作为独立的自动化加工设备使用， 因此，其发展速度较快。
返回
上页
下页
图库
二、NC机床 加工中心 FMC FMS CIMS
▪ 普通数控机床 ATC及刀库
加工中心 APC
数控机床的基本概念
第一章、概述第一节、数控机床的基本概念1.1、数控机床分类数控机床的种类、型号繁多，按机床的运动方式进行分类，现代数控机床可分为点位控制（Position Control）、二维轮廓控制（2D Contour Control）和三维轮廓控制（3D Contour Control）数控机床三大类。
点位控制数控机床的数控装置只能控制刀具从一个位置精确地移动到另一个位置，在移动过程中不作任何加工。
这类机床有数控钻床、数控镗床、数控冲孔机床等。
二维轮廓控制数控机床的数控系统能同时对两个坐标轴进行连续轨迹控制，加工时不仅要控制刀具运动的起点和终点，而且要控制整个加工过程中的走刀路线和速度。
二维轮廓控制数控机床也称为两坐标联动数控机床。
三维轮廓控制数控机床的数控系统能同时对三个或三个以上的坐标轴进行连续轨迹控制。
三维轮廓控制数控机床又可进一步分为三坐标联动、四坐标联动和五坐标联动数控机床。
1.2、数控加工及数控编程数控加工（NC Machining）——根据零件图样及工艺要求等原始条件编制零件数控加工程序（简称为数控程序），输入数控系统，控制数控机床中刀具与工件的相对运动，从而完成零件的加工。
数控程序（NC Program）——输入NC或CNC机床，执行一个确定的加工任务的一系列指令，称为数控程序或零件程序。
数控编程（NC Programming）——生成用数控机床进行零件加工的数控程序的过程，称为数控编程。
第二节、数控机床的坐标系统数控机床的坐标系统，包括坐标系、坐标原点和运动方向，对于数控加工及编程，是一个十分重要的概念。
每一个数控编程员和数控机床的操作者，都必须对数控机床的坐标系统有一个完整且正确的理解，否则，程序编制将发生混乱，操作时更会发生事故。
2.1、坐标系数控机床的坐标系采用右手直角坐标系，其基本坐标轴为X、Y、Z直角坐标，相对于每个坐标轴的旋转运动坐标为A、B、C。
2.2、坐标轴及其运动方向不论机床的具体结构是工件静止、刀具运动，还是工件运动、刀具静止，数控机床的坐标运动指的是刀具相对静止的工件坐标系的运动。
数控机床的基础知识介绍
第1章 绪 论教学提示：数控机床是采用数字控制技术对机床各移动部件相对运动进行控制的机床，它是典型的机电一体化产品，是现代制造业的关键设备。
计算机、微电子、信息、自动控制、精密检测及机械制造技术的高速发展，加速了数控机床的发展。
目前数控机床正朝着高速度、高精度、高工序集中度、高复合化和高可靠性等方向发展，同时其应用范围也越来越广泛。
教学要求：本章主要讲述数控机床的基本概念和特点、主要技术参数、分类以及技术与发展水平等。
本章内容是数控机床的基本知识和内容，要求学生理解并掌握数控机床的基本概念、组成与特点以及分类，了解其发展趋势和在先进制造技术中的作用。
1.1 概 述1.1.1 数控机床的定义数控即数字控制(Numerical Control ，NC)。
数控技术是指用数字信号形成的控制程序对一台或多台机械设备进行控制的一门技术。
数控机床，简单的说，就是采用了数控技术的机床。
即将机床的各种动作、工件的形状、尺寸以及机床的其他功能用一些数字代码表示，把这些数字代码通过信息载体输入给数控系统，数控系统经过译码、运算以及处理，发出相应的动作指令，自动地控制机床的刀具与工件的相对运动，从而加工出所需要的工件。
实际上，数控机床就是一种具有数控系统的自动化机床。
所以说数控机床是最典型的机电一体化产品。
1.1.2 数控机床的组成及特点1. 数控机床的组成 数控机床主要由程序介质、数控装置、伺服系统、机床主体四部分组成，如图1.1所示。
图1.1 数控机床的组成机床数控技术其中，程序介质用于记载机床加工零件的全部信息。
如零件加工的工艺过程、工艺参数、位移数据、切削速度等。
常用的程序介质有磁带、磁盘等。
也有一些数控机床采用操作面板上的按钮和键盘将加工程序直接输入或通过串行接口将计算机上编写的加工程序输入到数控系统。
在计算机辅助设计与计算机辅助制造(CAD/CAM)集成系统中，加工程序可不需要任何载体而直接输入到数控系统。
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。
数控机床编程与操作教科书电子版
数控机床编程与操作教科书电子版第一章：数控机床入门数控机床是一种高精度、自动化程度高的机床，它通过预先编写好的程序来控制机床的运动。
本章将介绍数控机床的基本概念和发展历史，并对数控机床的分类和特点进行详细介绍。
1.1 数控机床的概念数控机床是指通过计算机控制系统来实现机床加工自动化的机床。
数控机床不仅提高了生产效率，还提高了加工精度和稳定性。
它是现代制造业中不可或缺的设备之一。
1.2 数控机床的发展历史数控机床的发展可以追溯到20世纪50年代，随着计算机技术的发展，数控技术得到了快速发展。
目前，数控机床已经成为现代制造业中的重要设备。
1.3 数控机床的分类根据加工方式和控制系统的不同，数控机床可以分为数控铣床、数控车床、数控磨床等多种类型。
每种类型的数控机床都有着独特的特点和应用范围。
1.4 数控机床的特点数控机床具有高精度、高效率、灵活性强等特点，能够满足复杂零部件加工的需求。
在现代制造业中，数控机床已经成为主流设备。
第二章：数控机床编程基础数控机床的编程是控制机床加工的关键，只有掌握了编程方法，才能正确地实现加工目标。
本章将介绍数控机床编程的基础知识，包括编程语言、坐标系、插补原理等内容。
2.1 数控机床的编程语言数控机床有多种编程语言，如G代码、M代码等。
每种编程语言都有着特定的功能和应用场景，程序员需要根据实际需求选择合适的编程语言。
2.2 数控机床的坐标系数控机床的坐标系是确定机床加工位置的基础，包括绝对坐标系和相对坐标系。
掌握坐标系的概念对于正确编写程序至关重要。
2.3 数控机床的插补原理插补是数控机床实现复杂轨迹运动的基本方法。
通过插补原理，程序员可以准确控制机床的运动轨迹，实现高精度的加工目标。
第三章：数控机床操作技术数控机床的操作技术是保证机床正常运行和实现加工质量的关键。
本章将介绍数控机床的操作技术，包括机床开机操作、程序加载、零点设置等内容。
3.1 数控机床的开机操作数控机床的开机操作是使用前的必要步骤，包括电源启动、系统检查等。
数控机床操作员的基础知识要求
数控机床操作员的基础知识要求数控机床操作员是制造业中重要的一员，他们的工作是操作数控机床，进行机械加工生产。
作为一个合格的数控机床操作员，需要具备一定的基础知识。
下面是数控机床操作员应具备的一些基础知识要求。
一、数控机床的基本概念数控机床是通过计算机控制的自动机床，它具有高精度、高效率的特点，在现代制造业中得到广泛应用。
数控机床由机床本体、数控装置和刀具等组成，通过计算机编程，实现对工件进行加工。
二、数控编程基础知识数控编程是数控机床操作员必备的技能之一。
数控编程是将工件的加工要求转化为机床能够理解和执行的指令，通常采用G代码和M代码进行编程。
数控编程需要掌握坐标系、进给速度、刀具半径补偿等基本要素，熟悉各种加工指令的使用方法。
三、数控机床的操作技能数控机床操作技能是数控机床操作员的核心竞争力之一。
数控机床操作技能包括机床的开机与关机操作、手动操作、自动操作等，熟练掌握各种操作技巧，能够熟练调整数控机床的各项参数，确保机床能够正常运行和加工。
四、数控机床的维护保养数控机床的维护保养对于机床的正常运行至关重要。
数控机床操作员需要掌握机床的日常维护保养技巧，包括对机床进行清洁、润滑、紧固等操作，及时排除机床故障，确保机床的稳定性和使用寿命。
五、数控机床的安全知识在操作数控机床的过程中，安全是首要考虑的因素之一。
数控机床操作员需要具备一定的安全知识，熟悉机床的安全操作规程，正确使用防护设备，遵守操作规范，切勿违反安全操作规定，确保人身安全和机床的正常运行。
六、相关专业知识数控机床操作员还需要具备一定的相关专业知识，例如材料学、机械学、工艺学等方面的知识。
熟悉不同材料的特性和加工工艺，能够根据加工要求选择合适的工艺和刀具，并进行合理的加工方案设计。
总结：以上是数控机床操作员应具备的基础知识要求，通过学习和实践，不断提高自己的技能水平，才能成为一个优秀的数控机床操作员。
在实际工作中，可以结合实际需求，不断学习和掌握更多的知识和技能，提高自身的竞争力，在制造业中获得更多的机会和发展。
任务认识数控机床教案
任务认识数控机床教案
一、数控机床简介
数控机床是指通过数据输入控制机床进行加工的一种机床。
它是一种具有高效率、节省材料、提高产品质量的机床，已经成为现代机械加工的主导。
数控机床包括数控机床主机以及其附件，主机由主轴、工作桌、基座三部分组成，附有配件有夹头、直流电机、传动装置、油缸及液压站等，控制单元主要有电脑控制系统、伺服控制系统、PLC控制系统等，使数控机床可以根据控制系统的程序自动完成加工。
二、数控机床加工原理
数控机床是将车加工程序、运动控制程序以及加工参数等计算机控制程序进行控制的机床，数控机床的加工过程可以分为四个步骤：
1、机床加工程序编写。
首先分析加工零件、确定工件坐标系、指定刀具等，然后编写加工程序，根据加工要求编写CRT程序或G码程序。
2、数据输入。
加工程序编写完毕后，将程序以及相关数据输入至控制系统，如：刀具尺寸、加工深度、切削参数等。
3、系统控制。
控制系统根据输入程序或数据，控制机床主轴的驱动电机，实现机床自动运动，完成加工要求。
4、质量管理和安全保护。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
返回
上页
下页
图库
1.1 概述
NC机床与程控机床
3)刀具（或坐标轴）移动轨迹控制。对刀具运动轨迹进行 控制，是加工轮廓的必要条件，它包括移动速度控制、移动位 置控制、移动轨迹控制等几个方面的基本要求，必须通过采用 数控技术才能实现。
返回
上页
下页
图库
1.1 概述
NC机床、加工中心、FMC、FMS与CIMS
数控机床种类繁多，有钻铣镗类、车削类、磨削 类、电加工类（原理）、锻压类、激光加工类和其他 特殊用途的专用数控机床等等，凡是采用了数控技术 进行控制的机床统称NC机床。
返回
上页
下页
图库
1.1 概述
带有自动刀具交换装置（Automatic Tool Changer—ATC）的数控机床（带有回转刀架的数 控车床除外）称为加工中心（Machine Center— MC）。它通过刀具的自动交换，可以一次装夹完成 多工序的加工，实现了工序的集中和工艺的复合， 从而缩短了辅助加工时间，提高了机床的效率，减 少了零件的安装、安装次数，提高了加工精度。加 工中心是目前数控机床中产量最大、应用最广的数 控机床。
返回
上页
下页
图库
返回
上页
下页
图库
1.1 概述
柔性加工单元
在加工中心Changer—APC）以及 其他相关装置，组成的加工单元称为柔性加工单元 （Flexible Manufacturing Cell—FMC）。FMC不 仅实现了工序的集中和工艺的复合，而且通过工作 台（托盘）的自动交换和较完善的自动检测、监控 功能，可以进行一定时间的无人化加工，从而进一 步提高了设备的加工效率。FMC既是柔性制造系统 的基础，又可以作为独立的自动化加工设备使用， 因此，其发展速度较快。
返回
上页
下页
图库
1.1 概述
采用数控技术进行控制的机床，称为数控机床 （NC机床）。它是一种综合应用了计算机技术、自 动控制技术、精密测量技术和机床设计等先进技术 的典型机电一体化产品，是现代制造技术的基础。 机床控制也是数控技术应用最早、最广泛的领域， 数控机床的水平代表了当前的数控技术的性能、水 平和发展方向，因此，本书将以数控机床为主线， 介绍数控技术的有关内容。
数控系统和计算机技术的发展始终保持同步， 至今已经历了从电子管、晶体管、集成电路、计算 机到微处理机的演变，系统功能的日益增强，应用 领域的日益扩大，发展异常迅速，更新换代十分频 繁。
返回
上页
下页
图库
1.1 概述
➢ SV ：伺服驱动（Servo Drive,简称伺服）的常用 英文缩写。按日本JIS标准规定的术语，它是“以 物体的位置、方向、状态等作为空置量，追踪目标 值的任意变化的控制机构”。简言之，它是一种能 够自动跟随目标位置等物理量的控制装置。
在数控机床上，伺服驱动的作用主要有两个方面： 一是按照数控装置给定的速度运行；二是按照数控装置 给定的位置定位。因此，伺服驱动的精度和动态响应性 能是影响数控机床的加工进度、表面质量和生产率的重
要因素之一。
返回
上页
下页
图库
1.1 概述
➢ PC ：可编程序控制器（Programmable Controller）的英文缩写。随着个人计算机的日益 普及，为了避免和个人计算机（亦称：PC机）混 淆，现在一般都将可编程序控制器称为可编程序逻 辑控制器（Programmable Logic Controller---PLC）或可编程序机床控制器（Programmable Machine Controller----PMC）。因此，在数控机 床上，PC、PLC、PMC具有完全相同的含义。
在数控机床上，对于运动部件的位移量控制，一般需要通 过档铁、行程开关等检测元件的发信和对执行元件的通断控制 实现。即便采用了侍服驱动装置的程控机床，一般也只能对各 运动部件的移动速度、移动位置进行单独的控制和调整，因此， 程控机床能够实现点位控制，但不能实现各部件间的“联动”， 任意改变坐标轴（或刀具）在平面或空间的移动轨迹，故不能 成为数控机床。
数控机床的基本概念
永川职教中心 讲师 肖咸明
数控机床的基本概念
数控技术的基本概念
数控技术、数控系统与数控机床
数控技术，简称数控（Numerical Control—NC） 是利用数字化信息对机械运动及加工过程进行控制的 一种方法。由于现代数控都采用了计算机进行控制， 因此，也可以称为计算机数控（Computerized Numerical Control—CNC）。
返回
上页
下页
图库
1.1 概述
随着科学技术的发展，为了适应市场需求多变的 形势，对现代制造业来说，不仅需要发展车间制造 过程的自动化，而且是实现从市场预测、生产决策、 产品设计、产品制造直到产品销售的全面自动化。 将这些要求综合，构成的完整的生产制造系统，称 为计算机集成制造系统（Computer Integrated Manufacturing System－CIMS）。CIMS将一个工 厂的生产、经营活动进行了有机的集成，实现了更 高效益、更高柔性的智能化生产，是当今自动化制 造技术发展的最高阶段。
返回
上页
下页
图库
1.1 概述
NC机床与程控机床
在数控机床上，通过数控系统的“插补” 运算，实现了坐标轴的联动功能。它不仅可 以控制移动部件的起点与终点坐标，而且还 能同时控制各运动部件每一时刻的速度和位 移，以及各运动部件间的相互关系，从而可 以将工件加工要求的轮廓形状。这是数控机 床与其他机床的本质区别，也是机床采取数 控技术的根本原因。（刀具、坐标轴灵活）
1)机床动作顺序的程序控制，典型的有 组合机床、自动生产线等的流程与工步控制。 其主要控制要求是根据机床的动作顺序表 （如电磁阀等执行元件的动作表）。按规定 的顺序通过执行原件依次动作，完成机床的 动作流程。
返回
上页
下页
图库
1.1 概述
NC机床与程控机床
2)主电机与辅助电机的启动、停止、变速、冷却、 润滑、排屑、自动换刀等辅助机能的控制。这些控 制有的是实现机械加工必须的，有的是机床特殊动 作和功能方面的需要。它可以通过继电器、接触器、 变频器、调速器等进行控制。
返回
上页
下页
图库
二、NC机床 加工中心 FMC FMS CIMS
▪ 普通数控机床 ATC及刀库
加工中心 APC
FMC
自动检测、监控功能 物流系统
计算机控制系统
FMS
市场预测 生产决策 产品设计 产品销售
CIMS
1.1 概述
NC机床与程控机床
NC机床与程控机床是两种不同含义的机 床，它们的控制要求和控制对象有本质的不 同。一般来说，机床自动控制主要包括三方 面内容：
为了对机械运动及加工过程进行数字化信息控制， 必须具备相应的硬件和软件。用来实现数字化信息控 制的硬件和软件的整体称为数控系统（Numerical Control System），数控系统的核心是数控装置 （Numerical Controller）。
返回
上页
下页
图库
1.1 概述
由于数控系统、数控装置的英文缩写亦采用NC （或CNC），因此，在实际应用中，在不同场合NC （或CNC）具有三种不同含义，即：既可以在广义 上代表一种控制技术，又可以在狭义上代表一种控 制系统的实体，此外还可以代表一种具体的控制装 置——数控装置。
返回
上页
下页
图库
1.1 概述
柔性制造系统
在FMC和加工中心的基础上，通过增加物流系统、 工业机器人以及相关设备，并由中央控制系统进行 集中、统一控制和管理，这样的制造系统称为柔性 制造系统（Flexible Manufacturing System－ FMS）。FMS不仅可以进行长时间的无人化，而且 可以实现多品种零件的全部加工或部件装配，实现 了车间制造过程的自动化，它是一种高度自动化的 先进制造系统。