简述多轴数控机床的概念和轴数配置
数控机床的基本参数
2019/12/29
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1.参数的几种数据类型：
1、对于位型和位轴型参数，每个数据号由8位组成，每一位 有不同的意义。 2、轴型参数允许参数分别设定给每个控制轴。
FANUC 2004号参数是 位轴型的参数，就是2004号参数 分为 XYZ轴分别设定，具体如下：
2004 X 0 0 0 0 0 0 0 0 0
指定主轴编 码器部件号
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（二）.数控机床参数的种类
3. 轴参数 轴名称
轴类型
外部脉冲当量分子/分母
正软极限位置 回参考点方向 回参考点快移速度
负软极限位置 参考点位置 回参考点定位速度
回参考点方式 参考点开关偏差 最高快移速度
最高加工速度 加工加减速时间常数 最大跟踪误差
快移加减速时间常数 定位允差 电动机每转脉冲数
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1.西门子系统的数据备份与恢复
(2)数据备份到PC卡 3)数据备份过程
选择“Service”操作区； 选择存档内容NC，PLC，PCU 并定义存档文件名； 从垂直菜单中，选择一个作为存储目标; 选择备份数据到硬盘，则：“Archive”（垂直菜单） “Start”。
Y000000000
Z000000000 3、每个数据类型有一个通用的有效范围，参数不同其数据范 围也不同。
为了进一步说明这两类数据在数据设定方面的区别，特举 如下两个例子：
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1.参数的几种数据类型：
a、位型和位轴型参数举例
1000
#7
#6 #5
#4
数据号
SEQ
数据内容
#3 #2
1023 数据号
多轴加工
多轴加工技术数控加工技术作为现代机械制造技术的基础，使得机械制造过程发生了显著的变化。
现代数控加工技术与传统加工技术相比，无论在加工工艺，加工过程控制，还是加工设备与工艺装备等诸多方面均有显著不同。
我们熟悉的数控机床有XYZ三个直线坐标轴，多轴指在一台机床上至少具备第4轴。
通常所说的多轴数控加工是指4轴以上的数控加工，其中具有代表性的是5轴数控加工。
多轴数控加工能同时控制4个以上坐标轴的联动，将数控铣、数控镗、数控钻等功能组合在一起，工件在一次装夹后，可以对加工面进行铣、镗、钻等多工序加工，有效地避免了由于多次安装造成的定位误差，能缩短生产周期，提高加工精度。
随着模具制造技术的迅速发展，对加工中心的加工能力和加工效率提出了更高的要求，因此多轴数控加工技术得到了空前的发展。
随着数控技术的发展，多轴数控加工中心正在得到越来越为广泛的应用。
它们的最大优点就是使原本复杂零件的加工变的容易了许多，并且缩短了加工周期，提高了表面的加工质量。
产品质量的提高对产品性能要求提高，例如车灯模具：汽车大灯模具的精加工：用双转台五轴联动机床加工，由于大灯模具的特殊光学效果要求，用于反光的众多小曲面对加工的精度和光洁度都有非常高的指标要求，特别是光洁度，几乎要求达到镜面效果。
采用高速切削工艺装备及五轴联动机床用球铣刀切削出镜面的效果，就变得很容易，而过去的较为落后的加工工艺手段就几乎不可能实现。
采用五轴联动机床加工模具可以很快的完成模具加工，交货快，更好的保证模具的加工质量，使模具加工变得更加容易，并且使模具修改变得容易。
在传统的模具加工中，一般用立式加工中心来完成工件的铣削加工。
随着模具制造技术的不断发展，立式加工中心本身的一些弱点表现得越来越明显。
现代模具加工普遍使用球头铣刀来加工，球头铣刀在模具加工中带来好处非常明显，但是如果用立式加工中心的话，其底面的线速度为零，这样底面的光洁度就很差，如果使用四、五轴联动机床加工技术加工模具，可以克服上述不足。
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）
数控机床机械组成与技术参数
智能化
总结词
随着智能化技术的不断发展，数控机床的智 能化成为未来发展的重要趋势。
详细描述
智能化的数控机床通过引入人工智能、大数 据等技术，实现加工过程的自动化、智能化 控制，提高加工精度和效率，降低人工干预 和操作难度。同时，智能化技术还可以实现 故障预警、自适应调整等功能，进一步提高 数控机床的可靠性和稳定性。
在设计和制造过程中，还需考虑 散热、防震和减振等方面的问题 。
辅助装置
辅助装置是数控机床中除 主轴系统、进给系统和传 动系统之外的其他装置。
辅助装置的功能和性能对 数控机床的自动化程度和 加工效率有重要影响。
ABCD
辅助装置包括刀库、交换 工作台、排屑装置、防护 装置等。
辅助装置的设计和配置需根 据数控机床的具体用途和加 工需求进行选择和优化。
数控机床的发展
随着技术的不断进步，数控机床正朝着高精度、高效率、智能化方向发展。
02 数控机床的机械组成
主轴系统
01
主轴系统是数控机床的 核心部分，负责驱动刀 具或工件旋转。
02
03
04
主轴的精度和刚性对加 工质量和效率有重要影 响。
主轴系统通常包括主轴、 轴承、主轴电机和主轴 编码器等部件。
主轴的转速范围和调节 方式也是评价主轴性能 的重要参数。
数控机床机械组成与技术参数
contents
目录
• 数控机床概述 • 数控机床的机械组成 • 数控机床的技术参数 • 数控机床的维护与保养 • 数控机床的未来发展与展望
01 数控机床概述
数控机床的定义与特点
数控机床的基本参数
•图1 主操作界面
• 图2 “参数索引”子菜单
•二、 参数的查询和更改
•2.参数查看具体操作步骤如下。
• ①在“参数功能”子菜单下，按F1键，系统将弹出如图6-
4所示的“参数索引”子菜单。
• ②用
键选择要查看或设置的选项，按Enter键进入
下一级菜单或窗口。
• ③如果所选的选项有下一级菜单，例如“坐标轴参数”，
#4
数据号
SEQ
数据内容
#3 #2
#1
INI ISO
#0 TVC
• 通过该例可以知道位型和位轴型的数据格式，它们都是每一个数据号 由0~7位数据组成。在描述这一类数据时可以用这样的格式来说明：数据 号.位号。比如上例中的ISO参数就可以用这样的符号来表示：1000.1。 1000.1=0时表示数据采用EIA码输出，1000.1=1时表示数据输出采用ISO 码。位型和位轴型数据就是用这样的方式来设定不同的系统功能。 •b、位型和位轴型以外的数据
轴类型 •负软极限位置
外部脉冲当量分子/分 母
•回参考点方式
•参考点位置
•参考点开关偏差
•回参考点定位速度
•最高快移速度
•快移加减速时间常数 定位允差
•快移加减速度时间常数 伺服单元型号
电动机每转脉冲数
•伺服内部参数
•（二）.数控机床参数的种类
•4.硬件参数 •部件型号 •标识 •地址 •配置
•（二）.数控机床参数的种类
•（二）.数控机床参数的种类
1.系统类参数 插补周期； 总控制轴数； 总联动轴数； 刀具寿命管理使能； 移动轴脉冲当量分母（分子为1um）； 旋转轴脉冲当量分母（分子为1/1000度）； 缩放/镜象/旋转/极坐标等选择功能参数；
多轴加工
几种常见的刀轴矢量指定方式 通过直线：用指定的一条直线来定义可变刀轴矢量。定义的可变刀轴矢 通过直线：用指定的一条直线来定义可变刀轴矢量。定义的可变刀轴矢 量沿指定直线的全长，并垂直于直线，且从刀柄指向指定直线。 注意：指定的直线必须位于刀具与零件几何希望接触表面的同一侧。 注意：指定的直线必须位于刀具与零件几何希望接触表面的同一侧。
主要技术参数 可控坐标轴 坐标轴行程 五轴（分别是X Y Z B C）/五联动 五轴（分别是 ） 五联动 X轴：1000mm Y轴:700mm Z轴：800mm B轴：轴 轴 轴 轴 120°~+30°C轴：360°全回转 轴 全回转 主轴最大转速： 采用SK40,HSK63刀柄 刀柄) 主轴最大转速：12000r/min(采用 采用 刀柄
机 械 坐标构成 直线轴： 直线轴：X Y Z 旋转轴：AB或 旋转轴：AB或BC 结 构
一摆头一摆台典型机床
一摆头一摆台5轴加工中心加工视频（经典的全铝头盔一次成型） 一摆头一摆台5轴加工中心加工视频（经典的全铝头盔一次成型）
常见的五轴加工中心控制系统
5轴加工中心的数控系统，多为高档数控系统。目前，国内使用比较广泛的主 要有以下几种：
常见的五轴加工中心结构
五轴联动加工中心旋转部件的运动方式各有不同，有的设计成刀具（主轴）摆 动形式，有的设计成工件（工作台）摆动形式，大体可以归纳为以下三种形式：
五轴加工中心 结构形式
双摆台形式
双摆头形式
一摆台一摆头
双摆台形式
用途及特点： 用途及特点：
这种结构的特点是能通过工作台的摆动和旋转改 变工件相对刀具的姿态，而机床主轴保持不变，可 变工件相对刀具的姿态，而机床主轴保持不变， 以有效地利用机床空间，使加工范围扩大。 以有效地利用机床空间，使加工范围扩大。 这种结构主要应用于中小型五轴加工中心上。 这种结构主要应用于中小型五轴加工中心上。
卧式多轴数控专用铣床的用途及其结构与配置
卧式多轴数控专用铣床的用途及其结构与配置槽的铣削加工，采用数控方式控制梯形槽的宽度，具有多个刀具同时加工能力，有效提高加工效率。
只要把所需加工参数输入控制平台，即可实现自动加工，编程方便，操作简单。
本机床系柔性数控加工机床，可适应多品种批量生产。
本机床可替代激光及其它工艺对石油筛管的割缝加工，其特点是：效率高、成本低。
卧式多轴数控专用铣床主要有底座、立柱、横梁、主轴箱、支承座、冷却系统、气动系统、电气系统等组成。
1.机床底座采用整体焊接结构，经热时效处理，精度稳定。
机床底座是整台机床的安装基础，立柱等其它部件均安装于底座上，合理的焊接结构及刚性，可有效保证整台机床工作的稳定性。
2.卧式多轴数控专用铣床共安装有三个立柱，用于横梁的支承，每个立柱上均安装有一条滚柱型直线滚动导轨副，用于主轴箱上下移动的导向，滚柱型直线滚动导轨副结构简单，维护方便，其抗振性及精度保持性均优于普通导轨。
3.横梁安装于立柱之上，其上安装有两台伺服电机及滚珠丝杠副，用于主轴箱上下移动的驱动，由伺服电机经减速机减速通过滚珠丝杠副双侧同步驱动，响应好，定位精度高。
双侧同步驱动保证了主轴箱的平行移动，保证了主轴箱上下移动时的垂直度。
横梁上安装有压料缸，在加工过程中对工件进行压紧，保证加工过程中工件的稳定及减小振动。
个主轴上可安装一把刀具，主轴采用每相邻两主轴转向相反方式，可有效将加工过程中的纵向切削力抵消。
整个主轴箱的动力由两台大功率变频电机经齿轮传动输入，采用变频电机可方便于主轴转速的调整。
每个主轴上均安装有一个冷却喷嘴，在加工过程中对刀具进行冷却，充分的冷却可有效提高刀具的使用寿命。
5．支承座用于工件的支承作用，采用V型结构，保证支承的稳定性，当工件直径变化较大时可采用垫块方式调整，以保证足够的加工能力。
支承座具有摆角功能，摆动角度为6°以便于工件上窄下宽的加工切削。
配合V型支座的支承，主机前后配有辅助支承座以方便于工件的纵向输送。
多轴机床常见类型
φ400mm 800mm 400mm 630mm -10°～+110° 360° 20m/min 60r/min 30r/min 0.001mm 0.001° 0.001° 60－12000r/min 12KW 16 把 HSK63A φ80mm/150mm 180mm 三相交流 380V（1±10%）50Hz
所以机床设计为双摆台的形式可以更有效地利用机床空间使加工范围更大，因为主轴是固定 不变的，所以刀具长度不会影响摆动误差。同时由于工作台可旋转和可倾斜，所以也方便于 操作。上文中所述 3+2 形式的立式五轴联动加工中心就是典型的双摆台形式。双摆台式的 五轴联动数控铣床的结构形式如图 1-9 所示
（a）
瑞士GF阿奇夏米尔的MIKRON HPM600U/800U精密型5轴联动加工中心是针对精密零
件加工行业的最新产品。它具有高动态特性、高速加工特性和5轴联动的特点。如图1-10所
示。
图 1-10 瑞士米克朗 HPM600U 双摆台 高性能五轴联动加工中心外观视图
1）机床结构 HPM600U/800U 加工中心采用混凝土聚合物整体压铸的落地床身，新型龙门框架式结 构，X、Y、Z三轴导轨各自独立，从而保证了极高的精度稳定性。机床主轴采用立式结构， 可以保证更高的切削稳定性。特殊设计的大摆角回转工作台采用扭矩电机直接驱动，强力液
由于增加了旋转轴，所以与三轴数控机床相比较，多轴机床的刀具或工件的运动形式 更为复杂，形式也有多种。 一、三轴立式加工中心附带数控转台的四轴联动机床
（a）
（b）
图 1-1 数控转台 （a）数控转台安装在工作台上的情况 （b）数控转台装夹工件的情况
如图 1-1 所示，这类机床是在三轴立式数控铣床或加工中心上，附加具有一个旋转轴的 数控转台来实现四轴联动加工，即所谓 3+1 形式的四轴联动机床。由于是基于立式铣床或加 工中心作为主要加工形式，所以数控转台只能算作是机可以实现五轴联动加工。如复杂的叶轮的加工、空间曲面加工。CNC 用户程序和数
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简述多轴数控机床的概念和轴数配置
多轴数控机床是指具备多个工作轴的数控机床。
它通过控制工作轴的运动，实现对工件在不同方向上的加工。
多轴数控机床通常用于复杂形状的加工，能够同时进行多道工序，提高加工效率和精度。
多轴数控机床的轴数配置可以根据具体需求进行调整，常见的轴数配置包括三轴、四轴、五轴和六轴等。
1. 三轴数控机床：通常包括X轴、Y轴和Z轴。
X轴用于控制工件在水平方向上的移动，Y轴用于控制工件在垂直方向上的移动，Z
轴用于控制工件在主轴方向上的移动。
三轴数控机床适用于平面加工、孔加工等简单形状的加工。
2. 四轴数控机床：在三轴的基础上增加一轴，通常为B轴。
B
轴用于控制工件的旋转，在加工曲面、立体零件等复杂形状的加工中具有重要作用。
3. 五轴数控机床：在四轴的基础上增加一轴，通常为C轴。
C
轴用于控制工件在主轴方向的旋转，可以实现更加复杂的加工，如螺旋面、扭曲面等形状的加工。
4. 六轴数控机床：在五轴的基础上增加一轴，通常为A轴。
A
轴用于控制主轴的倾斜角度，可以实现更加复杂的加工，如倾斜孔、斜面等形状的加工。
需要注意的是，轴数配置并不是固定的，根据具体需求，还可以增加或减少轴数，以适应不同的加工任务。