数控机床的组成和分类
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。
简述数控车床的组成
简述数控车床的组成数控车床是一种通过计算机控制的自动化机床，它能够根据预先设置的程序进行高精度的加工。
下面将从数控车床的组成方面进行详细介绍。
数控车床主要由以下几个部分组成：1.床身：床身是数控车床的基础部件，用于支撑和固定其他各个部件。
床身通常由铸铁或钢板制成，具有足够的刚性和稳定性。
2.主轴：主轴是数控车床的核心部件，用于驱动工件进行旋转。
主轴通常由电机、主轴箱和主轴头等组成，能够提供足够的转速和转矩。
3.刀架：刀架是数控车床上刀具的支撑和调整部件。
刀架通常由刀架座、刀杆和刀架体组成，能够实现刀具的快速换装和精确调整。
4.进给系统：进给系统是数控车床实现工件加工的重要部分，用于控制刀架在各个方向上的运动。
进给系统一般由进给电机、进给装置和进给传动机构组成，能够实现高精度的进给运动。
5.控制系统：控制系统是数控车床的大脑，用于接收并处理加工程序，控制各个部件的运动。
控制系统一般由数控装置、伺服系统和编程装置组成，能够实现高精度的加工控制。
6.润滑系统：润滑系统是数控车床的重要组成部分，用于提供各个部件的润滑和冷却。
润滑系统一般由润滑泵、油箱和管路组成，能够保证机床的正常运行和寿命。
7.辅助装置：辅助装置是数控车床的附属设备，用于提供机床加工过程中的辅助功能。
常见的辅助装置有刀具测量仪、工件测量仪、自动换刀装置和自动送料装置等，能够提高机床的加工效率和自动化程度。
以上是数控车床的主要组成部分。
数控车床通过精确的控制系统，能够实现复杂工件的高精度加工。
随着科技的发展，数控车床的功能和性能不断提升，已经成为现代制造业中不可或缺的重要设备。
数控机床原理、组成及分类
数控机床的工作原理、组成和分类目录一、数控机床的概念.................................................................................................................. - 2 -1.1 数控、数控系统及数控机床的概念........................................................................... - 2 -1.2 NC 机床与程控机床..................................................................................................... - 3 -二、数控机床的工作原理.......................................................................................................... - 4 -2.1 数控机床的加工工艺................................................................................................... - 4 -2.2 数控机床的运动坐标和方向....................................................................................... - 5 -2.3 机床原点和参考点....................................................................................................... - 6 -2.4 工件坐标系、程序原点和对刀................................................................................... - 6 -2.5 插补............................................................................................................................... - 7 -2.5.1 插补的概念........................................................................................................ - 7 -2.5.2 插补方法的分类................................................................................................ - 8 -三、数控机床的传动系统........................................................................................................ - 9 -3.1 数控机床的主传动系统............................................................................................... - 9 -3.1.1 数控机床主传动系统要求.............................................................................. - 10 -3.1.2 数控机床的主轴变速方式.............................................................................. - 10 -3.2 数控机床进给传动系统............................................................................................. - 13 -3.2.1 滚珠丝杠螺母副.............................................................................................. - 13 -3.2.2 导轨.................................................................................................................. - 13 -3.2.3 回转工作台...................................................................................................... - 14 -四、数控机床的组成................................................................................................................ - 15 -4.1 数控系统的基本组成................................................................................................. - 15 -4.2 数控机床的基本组成................................................................................................. - 16 -4.3 常见数控机床组成图解............................................................................................. - 19 -五、数控机床的分类................................................................................................................ - 21 -5.1 按工艺方式分类......................................................................................................... - 21 -5.2 按伺服控制系统运动方式分类................................................................................. - 21 -5.3 按运动方式分类......................................................................................................... - 23 -5.4 按控制系统功能水平分.............................................................................................. - 24 -5.5 数控机床的其他分类方法......................................................................................... - 24 -六、数控机床的特点................................................................................................................ - 26 -七、数控机床的技术参数........................................................................................................ - 28 -八、数控机床的应用范围........................................................................................................ - 30 -一、数控机床的概念1.1 数控、数控系统及数控机床的概念数控即数字控制(Numerical Control，简称NC)。
数控复习
数控复习第一章绪论数控机床的组成：1、输入输出设备2、数控装置3、伺服系统4、测量反馈装置5、机床本体数控机床按伺服系统的控制原理分为：开环控制的数控机床、闭环控制的数控机床（按传感器安装位置的不同分为全闭环和半闭环）开环、闭环共同点：1、采用直流/ 交流伺服电机驱动。
2 、采用数字增量插补法（时间分割、角度分割）。
3 、通常不用降速。
两个重要参数：步距角（两个相邻脉冲时间内转子转过的角度）、脉冲当量。
插补器：有无插补器是点位控制器与连续控制的根本区别。
数控机床特点：1、加工零件的适应性强，灵活性好。
2 、加工精度高，产品质量稳定。
3 、生产效率高。
4 、减少工人劳动强度。
5 、生产管理水平高。
数控机床的适用范围：产品品种的变换频繁、批量小、加工方法的区别大。
第四章计算机数控装置CNC装置的功能：1、基本功能（输入、插补、位控）2、选择功能3、特殊功能。
单微处理结构的CN（装置：（1）微处理器由控制器和运算器组成，是微处理机的核心，它完成控制和运算两方面的内容。
（2）总线是将微处理器、存储器和输入/ 输出接口等相对独立的装置或功能部件联系起来，并传送信息的公共通道。
它包括数据总线、地址总线和控制总线。
数控装置与机床及机床电器设备之间的接口分为三种类型：第一类、与驱动控制器和测量装置之间的连接电路。
第二类、电源及保护电路。
第三类、开/ 关信号和代码连接电路。
接口电路的主要任务是：1）进行电平切换和功率放大。
2）防止噪声引起误动作。
3）模拟量和数字量之间的转换。
机床控制的I/O部件1）特点：a、可靠性高抗干扰的能力强。
b 、进行信息转换功率放大。
2）光电隔离电路作用：a隔离信号防干扰、b电平转化。
多微处理机CNC装置的基本功能模块：1）CNCt理模块2 ）CNC插补模块3 ）位置控制模块4 ）PLC模块5）操作与控制数据输入输出和显示模块 6 ）存储器模块并行处理方法：资源共享、资源重复和时间重叠。
数控车床结构范文
数控车床结构范文数控车床是一种使用计算机控制系统的机床，通过预先编程的方式，能够自动进行加工，并且实现极高的准确度和效率。
数控车床的结构主要包括机床床身、主轴箱、进给箱和控制系统等部分。
一、机床床身数控车床的床身是整个机床的基础，也是承载所有组件和零部件的主要结构。
床身通常由铸铁或焊接钢板制成，具有足够的刚性和稳定性，能够承受加工过程中的各种力和震动。
床身上通常有V型或者平坦的导轨，用于安装和导向主轴箱和进给箱。
二、主轴箱主轴箱是数控车床上的一个重要部件，主要用于驱动刀具和工件的相对运动。
主轴箱通常由主轴驱动装置、主轴箱壳体、主轴箱传动装置和进给机构等组成。
主轴箱壳体上安装有主轴和主轴伺服电机，主轴通过传动装置和主轴驱动装置相连，用于旋转刀具。
进给机构通常是通过主轴箱内部的螺杆、滑块和导轨等部件来实现刀具和工件的进给运动。
三、进给箱进给箱是数控车床的另一个重要部件，用于控制刀具和工件在加工过程中的进给速度和方向。
进给箱通常由进给伺服电机、进给箱壳体、进给传动装置和进给机构等部分组成。
进给伺服电机通过传动装置与进给机构相连，实现刀具和工件的进给运动。
进给箱壳体上通常装有进给选择器，用户可以通过选择器设定进给模式、进给速度和进给方向等参数。
四、控制系统控制系统是数控车床上最为重要的部分，用于实时控制和监控机床的加工过程。
控制系统通常包括机床控制器、数控软件和人机界面等部分。
机床控制器与数控软件相连，通过预先编程的方式控制数控车床的各种运动和加工参数。
人机界面通常是通过电脑显示屏和键盘等设备，用户可以通过界面输入指令、监控加工过程和调整参数等。
总结：数控车床的结构包括机床床身、主轴箱、进给箱和控制系统等部分。
机床床身是整个机床的基础，具有足够的刚性和稳定性。
主轴箱用于驱动刀具和工件的相对运动，进给箱用于控制刀具和工件的进给速度和方向。
控制系统是整个数控车床的大脑，通过预先编程的方式实现加工过程的控制和监控。
数控机床的组成和分类
二、 数控机床的基本类型
2. 按伺服系统控制方式分类 （1）开环伺服系统
特点：不带位置测量元件，对执行机构的动作情况不进 行检查，控制精度较低，成本较低。如：步进电机伺服 系统。其精度主要取决于伺服元件和机床传动元件。
开环控制系统框图
二、 数控机床的基本类型
3.伺服驱动系统（装置） （1）伺服驱动装置包括： 主轴驱动单元-实现速度控制； 进给驱动单元-实现速度控制和位置控制； 回转工作台和刀库伺服控制装置+相应的伺服电机； 安装在伺服电机（或机床的执行部件）上的速度、位移 检测元件及其电路； （常用的检测装置-测速电机、旋转变压器、脉冲编码 器、感应同步器、光栅、磁性检测元件、霍尔检测元件）
数控机床的组成和分类
一、数控机床的组成
数控机床由信息输入、信息运算及控制、伺服驱动系统、 机床本体、机电接口等五大部分组成。
CRT
信
磁盘
息
运
手摇脉冲
算
发生器
控
制
信息
接口
机电 接口
冷却液电动机限位开关
位
速
机
置
度Leabharlann 床控控本
制
制
体
速度反馈
位置反馈
数控机床的组成示意图
一、数控机床的组成
1.信息输入 磁盘输入； 手动数据输入（MDI）-按键+显示器CRT； 手摇脉冲发生器（电子手轮）输入-调整机床、对刀； 通讯接口输入-由上位机输入；
（2）板材加工类数控机床：数控压力机、数控折弯机、 数控剪板机等等；
（3）特种加工类数控机床：数控电火花线切割机床、 数控电火花成型机床、数控激光加工机床等等；
数控机床的组成和分类
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• 输入的任务：把零件程序、控制参数和补偿数据输入到数控装置中 去。
• 输入的方法：因输入设备而异，有纸带阅读机输入、键盘输入、磁 带和磁盘输入以及通信方式输入。
• 输人工作方式： • (1)边输入边加工，即在前一个程序段加工时，输入后一个程序段的
内容；
• (2)一次性地将整个零件加工程序输人到数控装置的内部存储器中， 加工时再把一个个程序段从存储器中调用进行处理。
然能加工但很难保证产品质量的零件；
• 2.用数学模型描述的复杂曲线或曲面轮廓零件； • 3.具有难测量、难控制进给、难控制尺寸的不开敞内腔的壳
体或盒型零件；
• 4.必须在一次装夹中合并完成铣、镗、锪、铰或攻丝等多工 序的零件。
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• 数控加工适用于： • （1）生产批量——中、小 • （2）加工复杂程度——复杂 • （3）精度要求——高 • （4）经济实力——强 • 当零件不太复杂，生产批量较小时，宜采用通用机床； • 当生产批量较大时，宜采用专用机床； • 当零件复杂程度较高时，宜采用数控机床
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•
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(如主轴驱动、进给驱动)。
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组成：伺服控制电路、功率放大线路和伺服电动机等。
• 常用的伺服电动机：步进电动机、电液马达、直流伺服电动机 和交流伺服电动机。
• 4．测量反馈装置
• 组成:测量部件和响应的测量电路。
• 作用：检测速度和位移，并将信息反馈给数控装置，构成 闭环控制系统。没有测量反馈装置的系统称为开环控制系统。
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第二节 数控机床的组成和分类
• 一、数控机床的组成 • 数控机床是以计算机数值控制技术控制的机床。 • 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
数控机床故障诊断与维修基础知识
4. 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 3．数控机床应有操作规程 进行定期的维护、保养，出现故障注意记 录保护现场等。
4．数控机床不宜长期封存 5．注意培训和配备操作人员、维修人员
态 信息 接口检查 参数检查
接口检查—系统与机床、系统与PLC、 机床与PLC的输入/输出信号，接口诊断 功能可将所有开关量信号的状态显示在
CRT上，“1”表示通，“0”表示断。
利用状态显示可以检查数控系统是否将 信号输出到机床侧，机床侧的开关信号 是否已输入到系统，从而确定故障是在 机床测还是在系统侧。
三、课程的意义
技术的需要：通过对数控设备的共性的理论进行 总结、归纳，再结合对某类典型数控系统进行培 训，形成对数控设备进行维修的思路。
企业效益的需要：数控设备的故障会直接影响企 业生产的顺利进行，因此为了降低维修成本，企 业需要数控维修人员对一些普通故障进行维修。
市场需要：数控设备的大量使用，使得大批具备 数控维修人员为企业服务，形成很大的市场。
大型龙门式（动台）数控加工中心
4、 五轴 联 动 数 控 机 床
加工某些具有特殊要求的复杂形面的大型工件而出现的， 也是为了提高对这些形面的加工精度、质量和工效才得到应用 和发展的。
五轴加工这里是指在一台机床上至少有五个坐标轴(三个直线 坐标和两个旋转坐标)，而且可在计算机数控(CNC)系统的控制 下同时协调运动进行加工。
多功 能 型 数 控车床
多功 能 型 数 控车床光 机
多功能型数控车床的特点
※ 多功能数控车床的主轴除了驱动主轴的串行数字伺服主轴电 动机外还增配了主轴C轴控制的伺服电动机；
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• 控制器组 合
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• 1．输入输出设备 • 输入输出设备主要实现程序编制、程序和数据的输入以及显示、存 储和打印。硬件配置视需要而定：功能简单的机床可能只配键盘和发光 二极管(LED)显示器；功能普通的机床则可能加上纸带阅读机和纸带穿 孔机、磁带和磁盘读入器、人机对话编程操作键盘和视频信号显示器 (CRT)； • 功能较高的可能还包含有一套自动编程机或计算机辅助设计/计算机 辅助制造系统。 • 2．数控装置 • 数控装置是数控机床的核心。将输入程序转换为输出口线上的电压。 • 它接受来自输入设备的程序和数据，并按输入信息的要求完成数值 计算、逻辑判断和输入输出控制等功能。 • 数控装置通常是指一台专用计算机或通用计算机与输人输出接口板 所组成的控制装置。 • 机床控制器的主要作用是实现对机床辅助功能M、主轴转速功能S 和刀具功能T的控制。
• 第一节 机床数控技术的基本概念 • 第二节 数控机床的组成和分类 • 第三节 数控机床的特点及适用范围
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数 控 车 床
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数 空 机 床 的 组 成
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数 控 铣 床
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•二、数控机床的分类 二
分类的目的是掌握群体特征 按运动控制的特点分类 点位控制数控机床 直线控制数控机床 轮廓控制的数控机床 开环控制的数控机床 闭环控制的数控机床 半闭环控制的数控机床 金属切削类数控机床 金属成型类及特种加工类数控机床 高档 中档 低档 26
按伺服系统的类型分类
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14ห้องสมุดไป่ตู้
数控加工与传统加工比较
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• 二、数控机床的工作流程 • 数控机床根据所输入的数控加工程序(NC程序)，控制机床 部件的运动形成零件加工轮廓，从而满足零件形状的要求。 • 机床的数字控制是由数控系统完成的。 • 工作流程： • 1.数控加工程序的编制 • 零件加工前，首先根据被加工零件图样所规定的零件形状、 尺寸、材料及技术要求等，确定零件的工艺过程、工艺参数、 几何参数以及切削用量等，然后根据数控机床编程手册规定的 代码和程序格式编写零件加工程序单。 • 早期的数控机床还需将零件加工程序清单由穿孔机制成穿 孔带以备加工零件用。 • 较简单的零件，采用手工编程； • 形状复杂的零件，用自动编程。 • 2.输入
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输入的任务：把零件程序、控制参数和补偿数据输入到数控装置中 去。 输入的方法：因输入设备而异，有纸带阅读机输入、键盘输入、磁 带和磁盘输入以及通信方式输入。 输人工作方式： (1)边输入边加工，即在前一个程序段加工时，输入后一个程序段的 内容； (2)一次性地将整个零件加工程序输人到数控装置的内部存储器中， 加工时再把一个个程序段从存储器中调用进行处理。 3.译码 数控程序包含零件轮廓信息(如直线、圆弧、线段的起点和终点等)、 加工进给速度(F代码)等，加工工艺信息和其它输助信息(M、S、T代码 等)。数控程序是一种简化的代码程序，不是计算机通用语言，即不是C、 VB等。译码就是按照一定的对应规则将上述信息转化成计算机能够识 别的通用数据形式，并按一定的数据格式存放在指定的内存专用区域。 在译码过程中对程序段还要进行语法检查，有错则立即报警。 4.刀具补偿 零件加工程序通常是按零件轮廓轨迹编制的。
按工艺方法分类
按功能水平分类
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点位控制数控钻床加工示意图
二维轮廓控制数控机床加工示意图
三维轮廓控制数控机床加工示意图
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开环控制系统示意图
半闭环控制系统示意图
闭环控制系统示意图
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• 6.位置控制和机床加工 • 位置控制是以位置为控制对象的控制。插补是一种位置控制方法， 以位置为唯一的控制目标，不能同时控制速度、加速度，运动是位 置误差的反射，缺乏统一规划，容易产生冲击。 • 位置控制的任务是在每个采样周期内，将插补计算出的指令位置与 实际反馈位置相比较，用其差值去驱动伺服电动机，电动机使机床 的运动部件带动刀具相对于工件按规定的轨迹和速度进行加工。 •
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第三节 数控机床的特点及适用范围
自动化程度高，可以减轻工人的体力劳动强度 加工的零件一致性好，质量稳定 生产效率较高 便于产品研制 便于实现计算机辅助制造
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• 一、与其它加工设备相比，数控机床具有如下特点： • 1.加工零件的适应强，灵活性好 • 数控机床能完成很多普通机床难以胜任，或者根本不可能加工出来 的复杂型面的零件。这是由于数控机床具有多坐标轴联动功能，并可按 零件加工的要求变换加工程序。因此，数控机床首先在航空航天等领域 获得应用，在复杂曲面的模具加工、螺旋桨及涡轮叶片的加工中，也得 到了广泛的应用。
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• 刀具补偿的作用：把零件轮廓轨迹转换成刀具中心轨迹运动， 加工出所要求的零件轮廓。 • 刀具补偿：刀具半径补偿和刀具长度补偿。 • 5.插补 • 插补是判断位置或选择进给增量的计算方法。 • 插补的目的是控制加工运动的大小和方向，使刀具运动轨迹近 似于工件零件轮廓轨迹。 • 插补的作用是根据曲线方程和当前坐标，计算下一点坐标，在 起、终点之间进行“数据点的密化”，计算出一系列刀具轨迹 坐标点。一次插补计算，形成一个个微小的进给直线数据段。 • 数控装置根据输入零件轮廓数据，通过插补计算刀具运动 轨迹数据，一边计算一边根据计算结果向各坐标轴发出运动指 令，使机床在相应的坐标方向上移动一个单位位移量，将工件 加工成所需的轮廓形状。 •
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第二节
数控机床的组成和分类
• 一、数控机床的组成 • 数控机床是以计算机数值控制技术控制的机床。 • 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。 • 数控机床的组成框图
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• 数控机床是 电动机、丝 杆螺母和控 制器的组合
• • • • • • • • • • •
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(如主轴驱动、进给驱动)。 组成：伺服控制电路、功率放大线路和伺服电动机等。 常用的伺服电动机：步进电动机、电液马达、直流伺服电动机 和交流伺服电动机。 4．测量反馈装置 组成:测量部件和响应的测量电路。 作用：检测速度和位移，并将信息反馈给数控装置，构成 闭环控制系统。没有测量反馈装置的系统称为开环控制系统。 常用的测量部件：脉冲编码器、旋转变压器、感应同步器、 光栅和磁尺等。 5．机床本体 机床本体是数控机床的主体，是用于完成各种切削加工的 机械部分，包括床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。 机床是被控制的对象，其运动的位移和速度以及各种开关 量是被控制的。数控机床采用高性能的主轴及进给伺服驱动装 置，其机械传动结构得到了简化。 为保证功能充分发挥，还有配套部件（如冷却、排屑、防 护、润滑、照明等）和辅助装置（编程机和对刀仪等）。 25
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• 数控加工适用于： • （1）生产批量——中、小 • （2）加工复杂程度——复杂 • （3）精度要求——高 • （4）经济实力——强 • 当零件不太复杂，生产批量较小时，宜采用通用机床； • 当生产批量较大时，宜采用专用机床； • 当零件复杂程度较高时，宜采用数控机床
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伺 服 驱 动 器
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第一节 机床数控技术的基本概念
• 一 概述 数控技术是解决机械加工问题的计算机控制技术。 解决机械加工问题的计算机控制技术 • 数控技术是解决机械加工问题的计算机控制技术
• 数字控制(简称数控Numerical Control)：以数字指令方式控制 机床各部件的相对运动和动作。 • 数控机床：采用计算机控制加工运动的机床。 数控系统组成：数控装置、可编程序控制器主轴驱动及进 给装置等部分。 • 数控机床是机、电、液、气、光高度一体化的产品。 • 数控加工过程如下图：
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• 2．加工精度高，产品质量稳定 • 由于数控机床按照预定的程序自动加工，不受人为因素的影响，其 加工精度由机床来保证，还可利用软件来校正和补偿误差。因此，能获 得比机床本身精度还要高的加工精度及重复精度。 • 3．生产率高 • 数控机床的生产率比普通机床高2～3倍。尤其是某些复杂零件的加 工，生产率可提高十几倍甚至几十倍。这是因为数控机床加工能合理选 用切削用量，机加工时间短。又由于其定位精度高，停机检测次数减少， 加工准备时间也因采用通用工夹具而大大缩短。 • 4．减少工人劳动强度 • 数控机床主要是自动加工，自动换刀、开／关切削液、自动变速等， 其大部分操作不需要人工完成，因而改善了劳动条件。由于操作失误减 少，也降低废品率和次品率。
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加 工 中 心
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加 工 中 心
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车 床 的 内 部 结 构
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