数控机床概述

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第一章数控机床概述

第一节数控机床的加工特点及其应用
6)数控机床加工的自动化程度很高，除刀具的进给运动外，对零件的装夹、刀具的更换、切屑的排除等工作均能自动完成。 7)采用数控机床加工，能通过选用最佳工艺路线和切削用量，有效地减少加工中的辅助时间，较大地提高生产效率。 8)在数控机床上加工零件，一般可省去前期划线、中间检验等工作，通常还可省去复杂的工装，减少对零件的安装、调整等工作，故能明显缩短加工的准备时间，降低生产费用。
新型数控车床的空转动时间大为缩短。
第三节数控车床概述
(3)高柔性数控车床具有高柔性，适应70%以上的多品种、小批量零件的自动加工。 (4)高可靠性随着数控系统的性能提高，数控机床的无故障时间迅速提高。 (5)工艺能力强数控车床既能用于粗加工又能用于精加工，可以在一次装夹中完成其全部或大部分工序。 (6)模块化设计数控车床的制造采用模块化原则设计。三、数控车床的组成及布局
第一章
第一节数控机床的加工特点及其应用
一、数控机床的加工特点 1)能加工超精零件。 2)能加工轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的零件。 3)能加工普通机床不能(或不便)加工的多种零件。 4)能加工经一次装夹定位后，需进行多道工序加工的零件。 5)一台数控机床可同时加工两个或多个相同的零件，也可同时加工多工序的不同零件。
一、数控机床的组成
图1-16 数控机床的组成
第二节数控机床的组成及工作原理
1.输入装臵 (1)控制介质输入所谓控制介质就是数控信息的物质载体，通常有穿孔纸带、磁带、磁盘等；相应的输入装臵是光电纸带阅读机、录音机、磁盘驱动器等。 (2)手工输入利用键盘和显示屏，输入控制机床运动和刀具运动的指令。 (3)直接输入存储器从自动编程机上、其他计算机上或网络上，将编制好的加工程序通过通信接口直接输入数控装臵的存储器，这是现代数控机床的发展趋势。

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）

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。

数控复习资料

数控复习资料第一章数控机床概述一、名词解释：1、NC：数字控制简称数控，在机床领域指用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种自动化技术。

2、CNC：计算机数控，使用专用计算机通过控制程序来实现部分或全部基本控制功能，并能通过接口与各种输入/输出设备建立联系的一种自动化技术。

3、可编程控制器（PLC）：是一种专为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。

4、CAD：计算机辅助设计5、CAE：计算机辅助工程6、FMS：柔性制造系统7、FMC：柔性制造单元8、插补：指数据密化的过程，对输入数控系统的有限坐标点（例如起点、终点），计算机根据曲线的特征，运用一定的计算方法，自动地在有限坐标点之间生成一系列的坐标数据，以满足加工精度的要求。

9、基准脉冲插补：又称脉冲增量插补或行程标量插补，适用于以步进电动机为驱动装置的开环数控系统。

其特点是每次插补结束后产生一个行程增量，以脉冲的方式输出到步进电动机，驱动坐标轴运动。

10、数据采样插补：又称数字增量插补或时间标量插补，适用于交、直流伺服电动机驱动的闭环（或半闭环）控制系统。

这类插补算法的特点是插补运算分两步进行。

首先为粗插补，第二步为精插补，即在粗插补的基础上再做数据点的密化。

11、逐点比较插补法：又称代数运算法、醉步法，它是一种最早的插补算法，其原理是：CNC系统在控制加工过程中，能逐点计算和判别刀具的运动轨迹与给定轨迹的偏差，并根据偏差控制进给轴向给定轮廓方向靠近，使加工轮廓逼近给定轮廓曲线。

二、选择填空1、数控机床主要由机床本体、数控系统、驱动装置、辅助装置等几个部分组成。

2、数控系统是数控机床的控制核心。

3、机床数控系统是由加工指令程序、计算机控制装置、可编程逻辑控制器、主轴进给驱动装置、速度控制单元及位置检测装置等组成，其核心部分是计算机控制装置。

4、计算机控制装置由硬件和软件两部分组成。

硬件的主体是计算机，包括中央处理器、输入/输出部分和位置控制部分。

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。

简述数控机床的结构及组成

简述数控机床的结构及组成一、数控机床的概述数控机床是一种高精度、高效率、高自动化程度的机床，它采用计算机控制系统来实现工件的加工。

与传统机床相比，数控机床具有精度高、生产效率高、操作简单等优点，因此在现代制造业中得到了广泛应用。

二、数控机床的结构数控机床主要由以下几个部分组成：主轴箱、工作台、导轨系统、刀库和液压系统等。

1. 主轴箱主轴箱是数控机床的核心部件，它包含了主轴和主轴驱动装置。

主轴是用来安装刀具并进行加工的部件，而主轴驱动装置则负责带动主轴旋转。

主轴箱通常由铸铁或钢板焊接而成，其内部采用优质滚动轴承或滑动导轨等结构。

2. 工作台工作台是用来固定工件并进行加工的部件。

根据不同的加工需求，工作台可以分为平面式和立式两种类型。

平面式工作台通常用于平面零件加工，而立式工作台则适用于非平面零件的加工。

3. 导轨系统导轨系统是数控机床的重要组成部分，它负责支撑和定位主轴箱、工作台等部件。

导轨系统通常由滚珠丝杠、直线导轨等组成，其精度和刚度直接影响到机床的加工精度和稳定性。

4. 刀库刀库是用来存放刀具的部件，它通常由多个刀柄和一个转盘组成。

不同类型的刀具可以根据需要进行更换，以满足不同的加工需求。

5. 液压系统液压系统是数控机床的动力源，它负责驱动各种液压元件来完成机床各项功能。

液压系统通常包括油泵、油箱、油管等部件，其性能直接影响到机床的运行效率和稳定性。

三、数控机床的组成数控机床由以下几个主要组成部分构成：1. 数控装置数控装置是数控机床最重要的组成部分之一，它负责对加工过程进行监测和控制。

数控装置通常由计算机、数字信号处理器、编码器等组成，可以实现加工参数的自动调整和控制。

2. 伺服系统伺服系统是数控机床的关键部分之一，它负责驱动主轴箱、工作台等部件进行运动。

伺服系统通常由电机、减速器、编码器等组成，其性能直接影响到机床的加工精度和效率。

3. 控制面板控制面板是数控机床的人机交互界面，它负责向操作员提供操作界面和参数设置功能。

数控机床的百科

数控机床的百科1、数控机床的介绍重型数控机床主要用于大型、特大型精密零件加工，是为国防军工、航空航天、船舶、能源(火电、水电、核电、风力发电)、交通运输(铁路、汽车)、冶金、工程机械等主要工业支柱产业以及国家工程项目服务。

目前，中国自主开发研制的重型机床和超重型机床产品基本满足了一些国家工程需要，并多次创造出极限规格的世界之最。

如中国已经制造出加工直径25m的超重型数控立式铣车床，镗杆直径320mm的落地式铣镗床，加工宽度为10m以上的数控龙门镗铣床，回转直径在5000mm以上的数控重型卧式车床等一批具有自主知识产权，而且技术水平已经接近世界先进水平的重型机床系列产品。

2、数控机床的竞争力面对其他品种机床市场在金融危机下的快速下跌，重型机床市场几乎没有受到影响，这个诱因使许多机床厂家纷纷转向市场较好的大重型机床市场。

原因就是在重型机床领域，国际竞争力相对并不激烈，使国内重型机床企业在一些产品市场顺利实现了替代进口。

(1)重型龙门加工中心发展趋势是高功率、大扭矩、高复合型以及复杂孔面加工能力。

在世界范围内看，代表重型龙门加工中心最高水平的是德国瓦德里希·科堡公司的产品，北一机床采用的就是德国瓦德里希·科堡的技术。

希斯(SCHIESS)与科堡机床相比较，无论在功率、扭矩、规格上基本相当，但希斯公司的机床主轴转速高，精度保持性好，在技术上属于高水平。

与国内外其他产品相比较，国外重切削能力较强，加工精度高，并且具有很多技术优势，比如横梁加工仿形技术，Z 轴滑枕长度补偿技术，龙门框架X轴移动双电动机，三电动机甚至四电动机同步技术等。

(2)落地铣镗床国内的生产厂家主要有：昆明机床厂、齐齐哈尔二机床厂、济南第二机床厂、武汉重型机械厂等。

国外的落地铣镗床生产厂家主要有：意大利的PAMA公司、德国希斯、意大利的INNSEBERARDI公司、捷克的SKODA公司等。

(3)数控龙门移动式和台式车铣加工中心国外主要生产商有德国科堡、意大利皮特卡纳奇、美国吉根、德国沙尔曼公司等，这些公司都具有多年生产重大型机床的经验。

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⑶伺服系统
伺服系统 — 伺服系统是接受数控装置的指令，
驱动机床执行机构运动的驱动部件
伺服系统是接受数控装置的指令，驱动机床执行机构运动的驱动部件。伺服驱动装置分为主轴驱动单元、进给驱动单元、回转工作台、刀库伺服控制装置以及它们相应的伺服驱动电机等。检测反馈装置由测量部件和相应的测量电路组成，用于检测伺服电机或机床执行部件的速度或位移。
1.1.2 数控机床的组成及工作原理
3、组成框图
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1.1.2 数控机床的组成及工作原理
组成框图
数控机床一般由输入输出设备、数控装置、伺服系统、测量反馈装置和机床本体组成
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1.1.2 数控机床的组成及工作原理
输入输出装置数控装置伺服系统测量反馈装置机床本体
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五坐标数控机床
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数控技术和数控机床
数控火焰切割机
数控弯管机
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1.1.2 数控机床的组成及工作原理
1、工作过程
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1.1.2 数控机床的组成及工作原理
工作过程
数控编程与加工过程
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1.1.2 数控机床的组成及工作原理
2、结构原理
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第一章数控机床概述
1. 数控技术的基本概念 2. 数控机床的组成、分类及特点 3. 数控机床的产生与发展
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1.1 数控系统的组成和工作原理数字控制（NC Numerical Control）
以数字量作为控制信息量
计算机数字控制（CNC Computer Numerical Control）
实验教学（10学时）
实验一数控车床加工自动编程实验二数控铣床平面铣削自动编程实验三数控铣床钻削自动编程实验四数控铣床曲面加工自动编程实验五加工中心加工自动编程
第一章数控机床概述
数控技术给机械制造业带来了革命性的变化
现代数控技术
成为制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础技术
⑴输入输出装置
输入输出装置 —
程序和数据的输入、修改、显示、存储和打印等
输入输出装置主要实现程序编制修改、程序和数据的输入及显示、存储和打印等功能。输入装置包括光电阅读机、磁带机、软盘驱动器和键盘等。
通过数控装置的通讯接口，数控程序可由上位机输入。在生产现场，特别是一些简单的零件程序，也可采用按键、配合显示器（CRT）的手动数据输入(MDI)方式。
2、信息行业在信息产业中，从计算机到网络、移动通信、遥测、遥控等设备，都需要采用基于超精技术、纳米技术的制造装备，如芯片制造的引线键合机、晶片键合机和光刻机等，这些装备的控制都需要采用数控技术。
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3、医疗设备行业在医疗行业中，许多现代化的医疗诊断、治疗设备都采用了数控技术，如CT诊断仪、全身刀治疗机以及基于视觉引导的微创手术机器人等。
数字控制系统的特点： ❖ 可用不同字长表示不同精度的信息; ❖ 利用算术运算进行复杂的信息处理; ❖ 利用逻辑运算实现按不同指令进行不同方式的信息处理，
用软件实现柔性Leabharlann 工；上一页下一页数控技术的基本概念
用数字、字符或者其他符号组成的数字指令来实现对一台或多台机械设备动作进行编程控制的技术。
它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。
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1.1.1 数控技术机床数控技术—指的利运用动数及字加化工的过信程息进对行机控床制各的部一件种
方法
数控机床— 用数控技术实施加工控制的机床
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应用领域 1、制造行业机械制造行业是最早应用数控技术的行业，它担负着为国民经济各行业提供先进装备的重任。各种制造设备实现了数控化，现代化生产中需要的重要设备都是数控设备，如高性能三轴和五轴高速立式加工中心，五坐标加工中心，大型五坐标龙门铣等；汽车行业发动机、变速箱、曲轴柔性加工生产线上用的数控机床和高速加工中心，以及焊接、装配、喷漆机器人、板件激光焊接机和激光切割机等；航空、船舶、发电行业加工螺旋桨、发动机、发电机和水轮机叶片零件用的高速五坐标加工中心、重型车铣复合加工中心等。
数控机床是发展现代机械制造技术必需的基础设备
数控技术水平
的高低，数控机床拥有量的多少是衡量一个国家工业现代化水平的重要标志
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第一章数控机床概述
目标
➢ 掌握数控机床的基本概念和工作原理。 ➢ 熟悉数控机床的组成、分类及特点。 ➢ 了解数控机床的产生背景与发展过程 ➢ 了解数控技术现状、数控技术的发展趋势。
4、军事装备现代的许多军事装备，都大量采用伺服运动控制技术，如火炮的自动瞄准控制、雷达的跟踪控制和导弹的自动跟踪控制等。
5、其他行业在轻工行业，采用多轴伺服控制(最多可达几十个运动轴) 的印刷机械、纺织机械、包装机械以及木工机械等；在建材行业，用于石材加工的数控水刀切割机；用于玻璃加工的数控玻璃雕花机；用于席梦思加工的数控行缝机和用于服装加工的数控绣花机等。
数控机床的伺服系统，要求具有很好的快速响应性能，以及能够灵敏而准确地跟踪指令的功能。所以，伺服系统及检测反馈装置是数控机床的关键环节。
输出装置包括打印机、存储器和显示器等。
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⑴输入输出装置
输入输出装置
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⑵数控装置
数控装置 — 数控机床的核心。由中央处理单元
(CPU)、存储器、总线和相应的软件构成的专用计算机
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⑵数控装置
整个数控机床的功能强弱主要由这一部分决定。主要功能包括：（1）多轴联动、多坐标控制。（2）实现多种函数的插补（直线、圆弧、抛物线、螺旋线、极坐标、样条等）。（3）多种程序的输入、编辑功能（人机对话、手动数据输入、上位机程序传入等）。（4）信息转换功能：包括EIA/ISO代码转换，公制/英制转换、坐标转换、绝对值/增量值转换等。（5）补偿功能：刀具半径补偿、刀具长度补偿、传动间隙补偿、螺距误差补偿等。（6）多种加工方式选择：各种加工循环，重复加工，镜像加工等。（7）具有故障自诊断功能。（8）辅助功能。主轴的起停、转向，冷却液的开关，换刀等。（9）显示功能。CRT可以显示字符、轨迹、平面图形和动态三维图形等。（10）通讯和联网功能。