数控机床原理第08章
数控机床工作原理
数控机床工作原理
数控机床是一种自动化的传统机床。
它通过计算机控制系统来完成加工任务。
其工作原理包括以下几个步骤：
1. 编写程序：操作人员需要使用专门的编程语言编写加工程序。
该程序描述了加工零件所需的工艺步骤、切削路径和切削参数等信息。
2. 装夹工件：操作人员根据零件加工要求，使用专门的夹具将工件安装在机床工作台上。
夹具的设计是为了保证工件的稳定性和正确的定位，以确保加工精度。
3. 加工过程控制：开始加工后，计算机控制系统将根据预先编写的程序，控制工作台和切削工具的运动。
它会将切削路径转化为坐标轴的运动指令，并通过伺服电机控制运动的精确度。
同时，系统还会根据预设的切削参数来控制主轴的转速和进给速度等。
4. 实时监控：计算机控制系统可以实时监测加工过程中的各项参数，比如切削力、切削温度等，以及机床的状态信息，如刀具磨损和润滑状况等。
这些监控数据可以用于及时调整加工参数，确保加工质量和效率。
5. 加工完成：加工过程完成后，操作人员可以对加工零件进行检测和质量评估。
如果需要继续加工其他零件，可以更换工件并重新加载相应的加工程序。
总的来说，数控机床的工作原理是通过计算机控制系统来实现对机床运动的精确控制，以完成零件的加工任务。
这种自动化加工方式具有高精度、高效率和多功能的特点，广泛应用于工业制造领域。
数控机床的工作原理
数控机床的工作原理数控机床是一种通过数字化程序控制工作过程的自动化机床，它的工作原理是通过计算机控制系统，实现对机床各轴运动、加工工艺参数和辅助功能的精确控制，从而完成工件的加工加工。
数控机床的工作原理主要包括数控系统、执行机构、传感器和工作台四个方面。
首先，数控系统是数控机床的核心，它由数控装置和输入设备组成。
数控装置是数控机床的"大脑"，它接收输入的加工程序和指令，经过处理后输出控制信号，控制执行机构实现各轴的运动。
输入设备通常是键盘、鼠标或者其他输入设备，用于输入加工程序、工艺参数等信息。
其次，执行机构是数控机床的关键部件，它包括主轴驱动装置、进给装置和辅助装置。
主轴驱动装置用于驱动主轴进行旋转运动，实现对工件的加工；进给装置用于控制工件在加工过程中的进给运动，包括直线进给和旋转进给；辅助装置用于实现机床的各种辅助功能，如换刀、冷却、润滑等。
第三，传感器是数控机床的感知器件，它用于感知机床各轴的位置、速度、加速度等信息，并将这些信息反馈给数控系统，以实现对机床各轴的闭环控制。
常见的传感器包括位置传感器、速度传感器、加速度传感器等。
最后，工作台是数控机床的加工平台，用于固定工件并进行加工。
工作台通常具有多轴自由度，可以实现对工件的多方向加工。
数控系统通过控制执行机构，使工作台按照预先设定的加工程序和路径进行运动，从而实现对工件的精确加工。
总的来说，数控机床的工作原理是通过数控系统控制执行机构，实现对工作台和刀具的精确控制，从而实现对工件的精确加工。
数控机床具有高精度、高效率、灵活性强等优点，已经成为现代制造业中不可或缺的重要设备。
随着科技的不断发展，数控机床的工作原理也在不断完善和创新，将为制造业的发展带来更多的机遇和挑战。
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控制运动轴的机床，其工作原理基于计算机控制技术和传感器技术。
它通过预先编写好的程序，将加工工艺要求转化为数字信号，再通过控制系统将这些信号传递给伺服机电，从而控制工件在各个轴向上的运动，实现精确的加工。
数控机床的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 编写加工程序：根据加工工艺要求，使用专门的编程软件编写加工程序，包括工件的几何信息、刀具路径、进给速度等。
2. 加工程序输入：将编写好的加工程序通过外部设备，如U盘或者网络等，输入到数控机床的控制系统中。
3. 控制系统处理：控制系统将输入的加工程序进行解析和处理，生成相应的控制指令。
4. 信号传递：控制指令通过控制系统内部的总线或者专用接口传递给伺服机电，控制工件在各个轴向上的运动。
5. 运动控制：伺服机电根据接收到的控制指令，通过传动装置驱动工件在各个轴向上做相应的运动。
6. 加工监控：控制系统实时监控工件的运动状态，并通过传感器采集加工过程中的相关数据，如切削力、温度等。
7. 加工完成：当加工程序执行完毕后，数控机床会自动住手运动，并发出相应的提示。
二、工作过程数控机床的工作过程可以简单概括为以下几个步骤：1. 加工准备：操作人员根据加工工艺要求，选择合适的刀具、夹具和工件，并进行装夹和定位。
2. 加工程序输入：将预先编写好的加工程序输入到数控机床的控制系统中。
3. 机床开机：按照机床的操作规程，启动数控机床的电源，并进行必要的系统自检和初始化。
4. 加工参数设置：根据加工工艺要求，设置加工参数，如进给速度、主轴转速、切削深度等。
5. 加工开始：操作人员通过控制系统的操作界面，启动加工程序，数控机床开始按照程序要求进行加工。
6. 加工监控：控制系统实时监控工件的运动状态和加工过程中的各项参数，并将数据反馈给操作人员。
7. 加工调整：根据加工监控数据，操作人员可以对加工参数进行调整，以保证加工质量和效率。
数控机床的工作原理
数控机床的工作原理数控机床是根据预先输入的程序和指令来控制和操作的一种自动化机械设备。
它与传统的机床相比，主要在于控制系统的不同。
数控机床通过高速运转的电子计算机完成对机械运动的精确控制。
接下来将详细介绍数控机床的工作原理。
1. 主要组成部分数控机床主要由三个部分组成：机械部分、数控装置和执行机构。
其中，机械部分是完成加工工作的实体，包括主轴、切削刀具等。
数控装置是数控机床的智能核心，负责接收和解析数控程序，并输出控制信号。
执行机构则按照控制信号来实现加工动作。
2. 工作流程数控机床的工作流程一般包括以下几个步骤：(1) 编写加工程序：通过计算机软件编写加工程序，包括切削路径、切削参数等。
加工程序通常采用专门的数控语言来描述。
(2) 载入程序：将编写好的加工程序通过外部存储介质（如磁带、光盘等）导入数控机床的数控装置中。
(3) 解析程序：数控装置接收到加工程序后，会根据程序中的指令进行解析，并将解析的结果转换成相应的控制信号。
(4) 控制运动：数控装置将控制信号输出到执行机构，根据信号来控制主轴、进给轴等，从而实现加工动作。
(5) 监控和调整：数控装置能够实时监控机床的加工状态，通过传感器等设备来检测工件尺寸、刀具磨损等，并在需要时进行相应的调整。
(6) 完成加工：经过一系列的控制和调整，工件最终完成加工，达到预定的加工质量要求。
3. 优点和应用领域数控机床相较于传统机床具有以下几个优点：(1) 自动化程度高：数控机床通过计算机控制，能够实现高度自动化的加工过程，无需人工连续操作，提高了工作效率。
(2) 加工精度高：数控机床能够实现高精度的运动控制，保证加工的尺寸和形状的精度要求。
(3) 生产成本低：尽管数控机床的设备成本较高，但由于自动化加工，减少了人工操作和劳动力成本，从长远来看，生产成本相对较低。
数控机床广泛应用于机械制造、航空航天、汽车制造、电子仪器等领域。
它能够加工各种复杂形状的零部件，并且准确度高、稳定性好，适用于批量生产和定制加工。
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数控机床（Computer Numerical Control Machine Tool）是一种通过计算机控制的自动化机械设备，它能够根据预先编制的程序自动执行各种加工操作。
在工业生产中，数控机床已经成为不可或缺的设备之一。
本文将详细介绍数控机床的工作原理及工作过程。
一、工作原理数控机床的工作原理基于计算机控制系统。
它由硬件和软件两部分组成。
硬件部分包括主轴、伺服电机、传感器、工作台等，而软件部分则包括数控程序和控制系统。
数控程序是数控机床工作的核心，它由专门的编程人员编写，通过计算机进行控制。
数控程序包含了工件的几何形状、加工路径、切削参数等信息。
在加工过程中，计算机会根据这些信息指导数控机床的运动。
控制系统是数控机床的大脑，它负责接收和解析数控程序，并将指令转化为电信号发送给伺服电机控制运动。
控制系统还可以监测加工过程中的各种参数，如切削力、转速等，并根据需要进行调整。
二、工作过程数控机床的工作过程可以分为以下几个步骤：1. 设计数控程序：在进行数控加工之前，首先需要进行数控程序的设计。
这一步骤由专门的编程人员完成，他们根据工件的几何形状和加工要求，编写相应的数控程序。
2. 导入数控程序：编写好的数控程序需要导入到数控机床的控制系统中。
通常可以通过U盘、网络等方式将程序传输到数控机床。
3. 安装工件：在进行加工之前，需要将待加工的工件安装到数控机床的工作台上。
安装过程中需要注意工件的位置和固定方式，以确保加工的准确性。
4. 设置加工参数：在开始加工之前，需要设置一些加工参数，如切削速度、进给速度、刀具半径补偿等。
这些参数会影响加工的质量和效率。
5. 启动数控机床：一切准备就绪后，可以启动数控机床。
控制系统会根据导入的数控程序指令，控制伺服电机进行运动。
主轴开始旋转，刀具开始切削工件。
6. 监测加工过程：在加工过程中，控制系统会不断监测各种参数，如切削力、转速等。
如果发现异常情况，可以及时进行调整，以保证加工质量。
数控机床原理
数控机床原理数控机床是一种利用数字信号控制系统来控制机床运动和加工过程的自动化机床。
它通过预先输入程序来控制机床的运动轨迹、加工速度和加工深度，从而实现高精度、高效率的加工。
数控机床的原理主要包括数控系统、执行机构和传感器三个方面。
首先，数控系统是数控机床的核心部件，它由控制器、输入设备、存储设备和输出设备组成。
控制器是数控系统的大脑，它接收输入的加工程序和指令，通过内部的运算和逻辑控制，生成相应的控制信号，然后通过输出设备将信号传输给执行机构，从而控制机床的运动。
输入设备用于输入加工程序和指令，常见的输入设备包括键盘、鼠标和触摸屏。
存储设备用于存储加工程序和相关数据，常见的存储设备包括硬盘、闪存和存储卡。
输出设备用于显示加工程序和机床运动状态，常见的输出设备包括显示屏、打印机和报警器。
其次，执行机构是数控机床的动力来源，它包括主轴驱动、进给驱动和辅助驱动。
主轴驱动用于控制工件的旋转运动，它通过电机驱动主轴实现工件的加工。
进给驱动用于控制工件的直线运动，它通过电机驱动进给轴实现工件的进给和退刀。
辅助驱动用于控制机床的辅助功能，如刀库换刀、冷却液喷射等。
执行机构接收数控系统的控制信号，根据指令实现机床的各项运动，从而完成加工任务。
最后，传感器是数控机床的感知器官，它用于采集机床和加工过程中的各种数据。
常见的传感器包括位置传感器、速度传感器、力传感器和温度传感器。
位置传感器用于检测机床和工件的位置，速度传感器用于检测机床和工件的运动速度，力传感器用于检测加工过程中的切削力，温度传感器用于检测机床和工件的温度变化。
传感器将采集到的数据传输给数控系统，通过数控系统的处理和分析，实现对机床和加工过程的实时监控和控制。
总之，数控机床的原理是基于数控系统、执行机构和传感器的协同作用，实现对机床运动和加工过程的精确控制。
它不仅提高了加工精度和生产效率，还为工件加工提供了更大的灵活性和可靠性，是现代制造业不可或缺的重要设备。
数控机床的工作原理
终点判别 N=12
N=12-1=11 N=12-2=10 N=12-3=9 N=12-4=8 N=12-5=7 N=12-6=6 N=12-7=5 N=12-8=4 N=12-9=3 N=12-10=2 N=12-11=1 N=12-12=0
圆弧插补的象限处理
四个象限圆弧插补进给方向和偏差计算
其他象限的圆弧插补以|Xi|和|Yi|代替Xi和Yi。
－X
F2,2＝F2,1＋|Xe|＝2 F3,2＝F2,2－|Ye|＝-1
n=3+1=4<N n=4+1=5<N
6
F3,2＝-
+Y
1<0
F3,3＝F3,2＋|Xe|＝3
n=5+1=6<N
2. 逐点比较法圆弧插补
如右图所示逆圆弧AE，C、D、B点分别在圆弧的外、
内部和圆弧上。
C点在圆弧的外部，则有
y
(X
+ΔX -ΔX -ΔX
Fi1 Fi 2Yi 1 Yi1 Yi 1
+ΔY -ΔY +ΔY
NR3（逆）
+ΔX
-ΔY
圆弧插补举例
用逐点比较法加工第二象限顺圆弧AB，起点为A （-5，0），终点为B（-3，4）
序
偏差判别
进
号
给
偏差计算
终点判别
0
F5,0＝0
N=6
1
F5,0＝0
+X
2
F4,0＝-9<0
N=6-1=5 N=6-2=4 N=6-3=3 N=6-4=2 N=6-5=1 N=6-6=0
A（－4,3）
插补轨迹
y
y B（－3,4）
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数控机床是一种通过计算机控制的自动化机械设备，它能够在预设的工艺参数下进行加工操作。
它的工作原理和工作过程如下：一、工作原理：数控机床的工作原理是基于计算机控制系统的指令执行。
首先，操作员通过计算机软件编写加工程序，包括加工路径、切削参数、速度等。
然后，将编写好的程序通过存储介质（如U盘）传输到数控机床的控制系统中。
控制系统接收到程序后，将其解析为机床可执行的指令。
接下来，控制系统根据指令控制伺服系统、主轴、进给系统等机床部件的运动，实现加工操作。
二、工作过程：1. 加工准备：在进行数控加工之前，需要进行加工准备工作。
首先，操作员需要将工件夹紧在机床工作台上，并使用测量工具对工件进行测量，以确定加工起点和加工终点。
然后，操作员需要选择合适的刀具，并将其安装在刀架上。
最后，操作员需要对机床进行刀具长度和半径补偿等参数的设置。
2. 加工程序加载：将事先编写好的加工程序通过存储介质传输到数控机床的控制系统中。
控制系统会自动识别并加载加工程序。
3. 工件定位：数控机床会根据加工程序中定义的加工路径，将刀具移动到工件的加工起点位置。
在移动过程中，数控机床会使用编码器等传感器来准确定位。
4. 加工操作：数控机床会根据加工程序中定义的切削参数和加工路径，控制刀具进行切削操作。
在加工过程中，数控机床会根据加工程序中定义的进给速度、切削速度等参数来控制刀具的运动。
5. 加工监控：数控机床在加工过程中会实时监控刀具的位置、刀具的磨损情况、工件的加工状态等。
如果出现异常情况，如刀具磨损超过预设值、工件加工尺寸超出容许范围等，数控机床会自动停机，并通过报警系统提示操作员。
6. 加工结束：当加工程序中定义的加工路径全部完成后，数控机床会将刀具移动到加工终点位置，并停止加工操作。
同时，数控机床会将加工过程中的相关数据保存到存储介质中，以备后续分析和记录。
总结：数控机床的工作原理是基于计算机控制系统的指令执行，通过预先编写加工程序和设置加工参数，实现自动化的加工操作。
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数控机床原理第08章
⑤ 经常检查刀库的回零位置是否正确， 检查机床主轴回换刀点位置是否到位，并 及时调整，否则不能完成换刀动作；
⑥ 开机时，应先使刀库和机械手空运 行，检查各部分工作是否正常，特别是各 行程开关和电磁阀能否正常动作。
数控机床原理第08章
2．滚珠丝杠副的维护
① 用手动方式往刀库上装刀时，要保 证装到位，检查刀座上的锁紧是否可靠；
② 严禁把超重、超长的刀具装入刀库， 防止机械手换刀时掉刀或刀具与工件、夹 具等发生碰撞；
数控机床原理第08章
③ 采用顺序选刀方式须注意刀具放置 在刀库上的顺序是否正确。其他选刀方式 也要注意所换刀具号是否与所需刀具一致， 防止换错刀具导致事故发生；
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4．液压系统维护
① 定期过滤或更换油液； ② 控制液压系统中油液的温度； ③ 防止液压系统泄漏； ④ 定期检查清洗油箱和管路； ⑤ 执行日常点检查制度。
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5．气动系统维护
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；
数控机床原理第08章
8.2.3 故障诊断一般步骤
1．调查现场，充分掌握信息 2．分析故障原因
采用归纳法和演绎法。 归纳法是从故障原因出发搜索其功能 联系，调查原因对结果的影响。 演绎法是从所发生的故障现象出发， 对故障原因进行分割式分析的方法。
数控机床原理第08章
分析故障原因时应注意以下几点：
① 充分调查现场； ② 思路要开阔； ③ 预测故障原因并拟订检查内容、步 骤和方法；
数控机床原理第08章
8.2 故障诊断的方法
8.2.1 故障分类
1．有报警显示的故障
（1）硬件报警显示的故障 （2）软件报警显示的故障
2．无报警显示的故障
数控机床原理第08章
8.2.2 检测故障的原则
检测排除故障时应掌握以下一些原则。
1．先外部后内部 2．先机械后电气 3．先静后动 4．先公用后专用 5．先简单后复杂 6．先一般后特殊
数控机床原理第08章
2020/11/21
数控机床原理第08章
8.1 数控机床的维护概述
延长元器件的寿命和零部件的磨损周 期，预防各种故障，提高数控机床的平均 无故障工作时间和使用寿命 。
数控机床原理第08章
8.1.1 数控机床使用中应注意的问题
1．数控机床的使用环境
对于数控机床最好使其置于有恒温的环 境和远离震动较大的设备（如冲床）和有 电磁干扰的设备。
2．电源要求
数控机床原理第08章
3．数控机床应有操作规程
进行定期的维护、保长期封存 5．注意培训和配备操作人员、维 修人员及编程人员
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8.1.2 数控系统的维护
1．严格遵守操作规程和日常维护制度 2．防止灰尘进入数控装置内
漂浮的灰尘和金属粉末容易引起元器 件间绝缘电阻下降，从而出现故障甚至损 坏元器件。
1．主轴部件 2．滚珠丝杠副 3．刀架、刀库及换刀装置
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8.4 控制系统故障诊断
1．电池报警故障 2．键盘故障 3．熔丝故障 4．刀位参数的更换 5．控制系统的“NOT READY”
（没准备好）故障 6．机床参数的修改
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8.5 伺服系统故障诊断
8.5.1 常见伺服系统故障及诊断
3．定时清扫数控柜的散热通风系统
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4．经常监视数控系统的电网电压
电网电压范围在额定值的85％～110％。
5．定期更换存储器用电池 6．数控系统长期不用时的维护
经常给数控系统通电或使数控机床运 行温机程序。
7．备用电路板的维护
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8.1.3 机械部件的维护
1．刀库及换刀机械手的维护
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8.2.4 常用的故障诊断技术
1．开机自诊断
数控系统通电后，自诊断软件对系统 中最关键的硬件和控制软件诊断。
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2．运行自诊断
数控系统正常工作时，内部诊断程序， 对系统本身、PLC、位置伺服单元与数控 装置相连的其他外部装置进行测试、检查。
3．脱机诊断
停止加工和停机检查，这就叫脱机诊断。
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④ 检查驱动放大器输出电压是否有问 题，若有问题，应予以修理或更换；
⑤ 检查电动机轴与传动机械间是否配 合良好，是否有松动或间隙存在；
⑥ 检查位置增益是否符合要求。若不 符合要求，对有关的电位器应予以调整。
数控机床原理第08章
2．机床停止时，有关进给轴振动
1．伺服超差
所谓伺服超差，即机床的实际进给值与 指令值之差超过限定的允许值。对此类问 题应做如下检查：
数控机床原理第08章
① 检查数控系统设置的允许伺服偏差是 否太小；
② 检查CNC控制系统与驱动放大模块之 间，CNC控制系统与位置检测之间，驱动放 大器与伺服电机的连线是否正确、可靠；
③ 检查位置检测器的信号及相关的D/A 转换电路是否有问题；
④ 注意避免硬质灰尘或切屑进入丝杠 防护罩和工作过程中碰击防护罩，防护装 置一有损坏要及时更换。
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3．主传动链的维护
① 定期调整主轴驱动带的松紧程度； ② 防止各种杂质进入油箱。每年更换 一次润滑油； ③ 保持主轴与刀柄连接部位的清洁。 需及时调整液压缸和活塞的位移量； ④ 要及时调整配重。
数控机床原理第08章
8.2.5 故障诊断方法
1．观察检测法 2．升温降温法 3．敲击法 4．对比法 5．原理分析法
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8.3 数控机床机械故障诊断
① 简易诊断技术 ② 精密诊断技术
利用先进测试手段进行精确的定量检测分析 。
数控机床原理第08章
8.3.1 数控机床机械故障诊断方法 8.3.2 典型机械部件的故障诊断方法
① 定期检查、调整丝杠螺母副的轴向 间隙，保证反向传动精度和轴向刚度；
② 定期检查丝杠支撑与床身的连接是 否松动以及支撑轴承是否损坏。如有以上 问题要及时紧固松动部位，更换支撑轴承；
数控机床原理第08章
③ 采用润滑脂的滚珠丝杠，每半年清 洗一次丝杠上的旧油脂，更换新油脂。用 润滑油润滑的滚珠丝杠，每天机床工作前 加油一次；