数控机床驱动和位置控制终
数控机床的操作界面和功能概览
数控机床的操作界面和功能概览数控机床是现代制造业中必不可少的工具，它具有高精度、高效率和自动化等优势。
而数控机床的操作界面和功能则起着至关重要的作用，决定着操作者使用和控制机床的便捷程度。
本文将对数控机床的操作界面和功能进行概览，并介绍其主要特点和使用方法。
一、数控机床的操作界面概览数控机床的操作界面通常包括操作面板、显示器、键盘以及相关控制按钮等部分。
以下是数控机床常见的操作界面：1. 操作面板：数控机床的操作面板通常位于机床的正面或侧面，并且具有人体工学设计，以方便操作者进行操作。
操作面板上通常包括转动、加工参数、进给速度和主轴工作模式等各种操作按钮和调节工具。
2. 显示器：数控机床的显示器用于显示加工过程中的各种参数和信息，包括加工速度、进给速度、刀具位置、工件尺寸等等。
显示器一般采用液晶显示屏，可以通过触摸或按键进行信息的输入和操作。
3. 键盘：数控机床的键盘用于输入各种操作指令和参数，包括刀具半径、坐标轴位置、进给速度、加工深度等等。
键盘通常具有机械按键或触摸按键，操作者可以通过键盘输入数字、字母和符号等。
4. 控制按钮：数控机床的控制按钮包括启动按钮、停止按钮、急停按钮等，用于控制机床的开关状态和运行情况。
这些按钮通常设置在操作面板的便捷位置，以方便操作者随时控制机床的运行状态。
二、数控机床的功能概览数控机床拥有丰富的功能，能够实现多种加工操作和加工方式。
以下是数控机床常见的功能：1. 自动化加工：数控机床可以根据预定的加工程序和指令，自动完成工件的加工过程，无需人工干预。
它可以实现高精度和高效率的加工，降低人工操作的错误率。
2. 多轴控制：数控机床可以通过控制多个轴线的运动，实现多轴切削、多面加工等复杂加工方式。
多轴控制可以提高加工工件的精度和质量。
3. 伺服控制：数控机床采用伺服电机作为驱动装置，可以实现精确的位置和速度控制，使机床的运动更加平稳和可靠。
4. 刀具管理：数控机床可以根据加工的要求和工序，自动选择和更换不同的刀具。
数控机床的位置控制系统
7050铝合金等通道多转角挤压过程的三维有限元模拟
吕哲;郑立静;于燕;李焕喜;高文理
【期刊名称】《稀有金属材料与工程》
【年(卷),期】2008(37)12
【摘要】对7050铝合金等通道多次转角挤压(equal-channel angular pressing,简称ECAP)过程中的变形行为进行三维有限元模拟,并研究了挤压过程中等效应变的演化以及载荷-位移曲线变化。
为开发多道次ECAP工艺的模具设计、工艺参数提供理论指导依据。
【总页数】4页(P2125-2128)
【关键词】等通道多次转角挤压;有限元分析;等效应变;7050铝合金
【作者】吕哲;郑立静;于燕;李焕喜;高文理
【作者单位】北京航空航天大学,北京100083;湖南大学,湖南长沙410082
【正文语种】中文
【中图分类】TG371
【相关文献】
1.7050铝合金等通道转角挤压的有限元模拟及力学性能 [J], 徐尊平;程南璞;陈志谦
2.等通道转角挤压过程和参数的有限元模拟概述 [J], 袁玉春;马爱斌;江静华
3.等通道转角挤压过程和参数的有限元模拟概述 [J], 袁玉春;马爱斌;江静华
4.7050铝合金热挤压成形过程的有限元模拟 [J], 许柏华;张翔;王晓溪
5.7050铝合金等通道转角挤压过程中显微结构和力学性能演化的小角x射线散射研究 [J], 郑立静;李树索;李焕喜;陈昌麒;韩雅芳;董宝中
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浅谈数控机床C轴的功能和控制
浅谈数控机床C轴的功能和控制摘要：C轴越来越广泛地被应用到数控机床上，根据不同品牌的机床，它的功能与控制都有所不同，但基本原理没变，还是360度的一个圆作为一个可控制轴。
这里浅显地介绍一下C轴定义和功能，以及它的驱动和检测，结合三菱数控系统M70V A来探讨一下它在DLA20车削中心上的应用与参数的设置。
关键词：数控机床；C轴功能与控制1.C轴的定义和功能对于数控车床来说，所谓C轴就是对应绕Z轴的旋转运动，既可实现主轴周向的任意位置控制，又能实现X-C、Z-C联动。
主轴周向的任意位置控制，就是主轴分度的概念，配合锁紧装置可以将加工件定位到一个你所需要的度数，C80.000或者C161.000等等。
比如数控花键铣床，就是利用C轴分度的功能，根据加工工艺的要求，将360度等分成几份，在加工程序中按照旋转度数来编程。
对于数控丝杆磨床来说，头架的控制就是C轴，在加工过程中是连续低速旋转，带动Z轴作联动，即C轴转一圈Z轴走一个螺距。
车削中心上的C轴，既可实现主轴周向的任意位置控制，又能实现X-C、Z-C轴的联动。
车削中心是在普通数控车床的基础上，增加了C轴和动力头。
由于增加了C轴和铣削动力头，这种数控车床的加工功能大大增强，除可以进行一般车削外还可以进行径向和轴向铣削、曲面铣削、中心线不在零件回转中心的孔和径向孔的钻削等加工。
车削中心上的C轴控制又叫CS轮廓控制。
CS轮廓控制是在伺服主轴（串行主轴）上组合专用的检测器，通过主轴电机进行定位的一种功能，与主轴定位（T系列）相比精度更高，可以在定位以及其它的伺服轴之间进行插补。
对伺服主轴进行速度控制的情形叫主轴旋转控制，对伺服主轴进行位置控制的情形叫主轴轮廓控制。
对主轴进行轮廓控制的功能就是CS轮廓控制功能。
2.C轴的驱动和检测C轴控制就是位置控制。
对于花键铣床来说，C轴是用来分度的；对于丝杆磨床来说，C轴是连续低速旋转，带动Z轴作联动，这两种机床都是将直线轴作为旋转轴用，所以用伺服电机来驱动就可以了，使用上与通常的伺服进给轴一样。
机床数控技术：第6章 数控伺服系统
6.2 伺服电动机
伺服电动机是数控伺服系统的重要组成部分， 是速度和轨迹控制的执行元件。
数控机床中常用的伺服电机： ● 直流伺服电机（调速性能良好） ● 交流伺服电机（主要使用的电机） ● 步进电机（适于轻载、负荷变动不大） ● 直线电机（高速、高精度）
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6.2.1 直流伺服电机及工作特性
6.1 概述
伺服系统的性能直接关系到数控机床执行件的 静态和动态特性、工作精度、负载能力、响应快慢 和稳定程度等。所以，至今伺服系统还被看做是一 个独立部分，与数控装置和机床本体并列为数控机 床的三大组成部分。
按ISO标准，伺服系统是一种自动控制系统，其 中包含功率放大和反馈，从而使得输出变量的值紧 密地响应输入量的值。
数控机床常用的直流电动机有： ●直流进给伺服系统：永磁式直流电机； ●直流主轴伺服系统：励磁式直流电机；
图6.5 直流伺服驱动系统的一般结构
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6.2.1 直流伺服电机及工作特性
直流电动机原理
根据法拉第电磁感应定理 当载流导体位于磁场中，导
体上受到的电磁力F:
F = B ×L× i
B：磁场的磁通密度； L： 导体长度； i：导体中的电流。 F、B、i之间的方向关 系可用左手定则确定。
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6.1 概述
6.1.4 伺服系统的发展 由于直流电动机存在换向火花和电刷磨损等问题
，美国通用电气(GE)公司于1983年研制成功采用 笼型异步交流伺服电动机的交流伺服系统。采用 矢量变换控制变频调速，使交流电动机具有和直 流电动机—样的控制性能，又具有机构简单、可 靠性高、成本低，以及电动机容量不受限制和机 械惯性小等优点。 日本于1986年又推出了全数字交流伺服系统。
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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来控制机床运动和加工过程的机床。
它采用计算机控制系统，通过预先编程的方式来控制机床的运动轨迹、速度和加工参数，从而实现零件的加工。
数控机床的工作原理主要包括以下几个方面：1. 数字信号生成：首先，通过计算机编程软件编写加工程序，将加工过程中需要的各种指令和参数转化为机床能够识别和执行的数字信号。
2. 控制系统：数控机床的控制系统由硬件和软件组成。
硬件包括计算机、数控装置、伺服驱动器等，用于接收和处理数字信号，并将其转化为机床的运动控制信号。
软件则负责编写加工程序和控制机床的运动轨迹、速度等参数。
3. 运动控制：数控机床的运动控制主要包括位置控制、速度控制和加速度控制。
通过数控装置和伺服驱动器，将数字信号转化为电信号，控制机床各个轴向的运动，实现零件的加工。
4. 加工过程监控：数控机床能够实时监测加工过程中的各项参数，如刀具位置、切削力、加工速度等，并将监测结果反馈给控制系统。
控制系统根据反馈信息进行调整，保证加工过程的准确性和稳定性。
二、工作过程数控机床的工作过程通常包括以下几个步骤：1. 加工程序编写：操作人员使用计算机编程软件，根据零件的加工要求编写加工程序。
加工程序包括刀具路径、切削参数、加工顺序等信息。
2. 加工程序传输：将编写好的加工程序通过网络或存储介质传输到数控机床的控制系统中。
控制系统接收到加工程序后，进行解析和处理。
3. 机床准备：操作人员根据加工程序的要求，安装合适的刀具和夹具，并进行机床的调整和校准。
确保机床处于正常工作状态。
4. 参数设置：操作人员根据加工程序的要求，设置加工参数，包括切削速度、进给速度、切削深度等。
这些参数会影响到加工过程中的切削质量和效率。
5. 启动机床：操作人员将加工程序加载到数控机床的控制系统中，并启动机床。
控制系统会根据加工程序的要求，控制机床各个轴向的运动，实现零件的加工。
6. 加工监控：在加工过程中，操作人员需要实时监控机床的运行状态和加工质量。
数控机床主轴驱动变频控制
数控机床主轴驱动变频控制一、前言数控机床是传统机床向智能化方向发展的结果，其操作简单、精度高、效率高等特点，使得其在现代制造业中大有用处。
数控机床中的主轴驱动控制是其中的一个重要环节，其精度和可靠性对整个机床的操作效果有着至关重要的作用。
本篇文档将主要介绍数控机床主轴驱动变频控制相关知识。
二、数控机床主轴驱动变频控制的原理数控机床的主轴驱动控制系统主要是由相关电气元件组成的变频器控制系统。
变频器就是将市电通过整流、滤波、逆变后输出一定的频率、电压并控制电机转速的电子装置。
在数控机床的主轴驱动系统中，变频器通过对电机控制进行电压和频率的调整，来实现主轴的旋转，进而控制其转速和输出功率。
变频器输出的频率、电压均可调整，因此可以通过控制变频器的输出，来实现对主轴的速度调节。
电气控制系统通过实时监测机床运行状态、主轴运行状态、机床速度、主轴转速等信息，根据预先设定的运转条件，通过控制变频器输出的电压、频率实现对机床的工作状态并实现对主轴的速度调节。
三、数控机床主轴驱动变频控制的优点与传统机床的主轴驱动方式相比，数控机床主轴驱动变频控制有诸多优点，主要体现在以下几个方面：1.可调性强：通过对变频器的控制，可以实现精确的主轴转速调节，可以满足不同需求的工件加工。
2.精度高：由于采用了电气控制系统，可以实现主轴转速的精确控制，进而实现加工精度的提高。
3.效率高：数控机床主轴驱动变频控制由于能够实现电气控制，减少了机械传动过程中的机械损耗，因此其效率远高于传统机床主轴驱动方式。
4.运转平稳：变频器可以调节输出电压和频率，可以进一步实现对主轴转速的控制，从而实现机床运转的平稳。
四、数控机床主轴驱动变频控制的应用数控机床主轴驱动变频控制技术的应用相当广泛，可以应用于各种数控机床类型，包括数控车床、数控加工中心、数控铣床等。
特别是在高速、高精度、高效率的加工应用中，其优势更加明显。
五、数控机床主轴驱动变频控制的维护和保养为了确保数控机床主轴驱动变频控制系统的长期稳定运行，必须进行日常的维护和保养。
数控机床电气控制试题库及答案
开设系部：数控技术系课程：《数控机床电气控制》一，填空题 81第一章1．按国标规定，“停止”按钮必须是色，“启动”按钮必须是色。
章节： 1.4题型：填空题难度系数：3答案：红色绿色2．当电路正常工作时，熔断器熔体允许长期通过1.2倍的额定电流而不熔断。
当电路发生_______或＿＿＿＿时，熔体熔断切断电路。
章节： 1.3题型：填空题难度系数：3答案：短路严重过载3．电磁式继电器按照励磁线圈电流的种类可分为和。
章节： 1.2题型：填空题难度系数：3答案：直流继电器交流继电器4．电磁铁的种类按电流性质分和。
章节： 1.5题型：填空题难度系数：4答案：直流交流5．选择接触器时应从其工作条件出发，控制交流负载应选用_________；控制直流负载则选用__________。
章节： 1.1题型：填空题难度系数：3答案：交流接触器直流接触器6．中间继电器的作用是将一个输入信号__________输出信号或将信号_____________。
章节： 1.2题型：填空题难度系数：4答案：转换放大7．电器按动作原理分为和。
章节： 1.1题型：填空题难度系数：4答案：手动电器自动电器8．接触器选用时，其主触点额定工作电压应____或____负载电路电压。
章节： 1.1题型：填空题难度系数：5答案：大于等于9．接触器主要组成部分有、、灭弧装置，具有控制和保护作用。
章节： 1.1题型：填空题难度系数：4答案：电磁结构触点系统10．空气阻尼式时间继电器主要由、和触点系统三部分。
章节： 1.2题型：填空题难度系数：4答案：电磁系统延时机构11．热继电器是对电动机进行保护的电器；熔断器是用于供电线路和电气设备的保护的电器。
章节： 1.2题型：填空题难度系数：3答案：长期过载短路12．热继电器是利用来切断电路的一种保护电器，它用作电动机的长期过载保护，不宜作为保护。
章节： 1.2题型：填空题难度系数：4答案：热敏元件短路13．熔断器用于各种电气电路中和保护。
《数控技术第3版》_(习题解答)机工版
数控技术第三版章节练习答案第一章绪论1.1数控机床的工作流程是什么？答：数控机床由输入装置、CNC装置、伺服系统和机床的机械部件构成。
数控加工程序的编制-输入-译码-刀具补偿-插补-位置控制和机床加工1.2 数控机床由哪几部分组成？各部分的基本功能是什么？答：组成：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输入输出设备：实现程序编制、程序和数据的输入以及显示、存储和打印数控装置：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。
伺服系统：接受数控装置的指令，驱动机床执行机构运动的驱动部件。
测量反馈装置：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。
机床本体：用于完成各种切削加工的机械部分。
1.3．什么是点位控制、直线控制、轮廓控制数控机床？三者如何区别？答：（1）点位控制数控机床特点：只与运动速度有关，而与运动轨迹无关。
如：数控钻床、数控镗床和数控冲床等。
（2）直线控制数控机床特点：a.既要控制点与点之间的准确定位，又要控制两相关点之间的位移速度和路线。
b.通常具有刀具半径补偿和长度补偿功能，以及主轴转速控制功能。
如：简易数控车床和简易数控铣床等。
（3）连续控制数控机床（轮廓控制数控机床）：对刀具相对工件的位置，刀具的进给速度以及它的运动轨迹严加控制的系统。
具有点位控制系统的全部功能，适用于连续轮廓、曲面加工。
1.4．数控机床有哪些特点？答：a．加工零件的适用性强，灵活性好；b．加工精度高，产品质量稳定；c．柔性好；d．自动化程度高，生产率高；e．减少工人劳动强度；f．生产管理水平提高。
适用范围：零件复杂、产品变化频繁、批量小、加工复杂等1.5．按伺服系统的控制原理分类，分为哪几类数控机床？各有何特点？答：（1）开环控制的数控机床；其特点：a.驱动元件为步进电机；b.采用脉冲插补法：逐点比较法、数字积分法；c.通常采用降速齿轮；d. 价格低廉，精度及稳定性差。
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步进电动机工作原理
数控机床驱动和位置控制终
第5章 数控机床的驱动与位置控制
入不丢步的正常运行的最高频率。
4).连续运行的最高工作频率 最高工作频率指步进电机连续运行时，不丢步运行的极限频率。
5). 加减速特性 加减速特性是描述步进电机由静止到工作频率和由工作频率
到静止的加减速过程中，定子绕组通电状态的变化频率与时间的关系。
6). 矩频特性与动态转距 矩频特性是描述步进电机连续稳定运行时输出转矩与连续运行频
数控机床驱动和位置控制终
第5章 数控机床的驱动与位置控制
5.2 伺服系统的驱动元件
2).矩角特性、最大静态转矩Mjmax和起动转矩Mq
图5-5 步进电动机静态矩角特性曲线
数控机床驱动和位置控制终
第5章 数控机床的驱动与位置控制
5.2 伺服系统的驱动元件
3).启动频率 启动频率指空载时，步进电机由静止状态突然启动，并进
5.2 伺服系统的驱动元件
➢按通电顺序不同，其运行方式有三相单三拍、三相双三拍和三 相单双六拍三种。
❖ 三相单三拍： A→B→C→A→… (转子逆时针转动）
A→C→B→A→… （转子顺时针转动） 特点：(1)每输入一个脉冲，转子转过1/3齿距，步距角为30°。
(2)步进电动机的转速决定于控制绕组与电源接通和断开的脉冲 变化频率。
开环伺服系统 按调节理论 闭环伺服系统
半闭环伺服系统
数控机床驱动和位置控制终
第5章 数控机床的驱动与位置控制
5.2 伺服系统的驱动元件
数控机床驱动和位置控制终
第5章 数控机床的驱动与位置控制
5.2 伺服系统的驱动元件
对伺服驱动元件即伺服电动机的要求：
(1)电动机从最低转速到最高转速范围内应都能平滑地 运转；转矩波动要小，尤其在最低转速时，仍要有平 稳的速度而无爬行现象； (2)电动机应具有大的、较长时间的过载能力，以满足 低速大转矩的要求； (3)电动机应可控性好、转动惯量小、响应速度快； (4)电动机应能承受频繁的启动、制动和反转。
有 永 磁 式 (PM,permanent magnet), 磁 阻 式 即 反 应 式 (VR,variable reluctance) 和混合式(HB,hybrid)等。
三相反应式步进电机结构动与位置控制
5.2 伺服系统的驱动元件
(2)步进电动机的工作原理
(3)由于每次只有一相绕组通电，在切换瞬间将失去自锁转矩， 容易失步，另外，只有一相绕组通电，易在平衡位置附近产生振荡， 稳定性不佳，故实际应用中不采用单三拍工作方式。
❖ 三相双三拍： AB→BC→CA→AB →… (转子逆时针转动）
AC→CB→BA→AC数→控…机床驱(转动子和位顺置时控制针终转动）
第5章 数控机床的驱动与位置控制
5.2 伺服系统的驱动元件
特点： (1)有两对磁极同时对转子的两对齿进行吸引，因此其步 距角仍为30°。
(2)由于每次有二相绕组通电，而且切换时总保持一相绕 组通电，所以工作比较稳定，避免了单三拍通电方式的弱点。 ❖ 三相六拍： A→AB→B→BC→C→CA→A… (转子逆时针转动） A→AC→C→CB→B→BA→A… (转子逆时针转动）
率之间的关系。
数控机床驱动和位置控制终
第5章 数控机床的驱动与位置控制
5.2 伺服系统的驱动元件
步进电动机的矩频特性
步进电动机加减速特性曲线
2.直流伺服电动机
(1)直流伺服电机的分类与特点
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第5章 数控机床的驱动与位置控制
5.2 伺服系统的驱动元件
a.小惯量直流伺服电机 结构一般为永磁式，长径比大，转动惯量小，响
特点： (1)每输入一个脉冲，转子转过1/6齿距，步距角为15°。 (2)这种控制方式比三相三拍控制方式步距角小一半，因
而精度更高，且转换过程中始终保证有一个绕组通电，工作稳 定，因此这种方式被大量采用。
数控机床驱动和位置控制终
第5章 数控机床的驱动与位置控制
5.2 伺服系统的驱动元件
(2)步进电动机的主要特性
数控机床驱动和位置控制终
第5章 数控机床的驱动与位置控制
5.2 伺服系统的驱动元件
1.步进电动机
数控机床驱动和位置控制终
第5章 数控机床的驱动与位置控制
5.2 伺服系统的驱动元件
(1)步进电动机的结构
电机的定子和转子铁心通常由 硅钢片叠成。定子和转子均匀 分布着很多小齿。定子上有A、 B、C三对磁极，在相对应的磁 极上绕有A、B、C三向控制绕 组。其几何轴线依次分别与转 子齿轴线错开。
第5章 数控机床的驱动与位置控制
概述 伺服系统的驱动元件 进给驱动 主轴驱动 常用的检测装置
位置控制
数控机床驱动和位置控制终
第5章 数控机床的驱动与位置控制
5.1 概述
组成：一般由控制调节器、功率驱动装置、检测反馈装置
伺
和伺服电机四部分组成。
服
系
统
的
组
成
图5-1 半闭环进给伺服系统结构
数控机床驱动和位置控制终
第5章 数控机床的驱动与位置控制
5.1 概述
伺 服 系 统 的 组 成
数控机床驱动和位置控制终
第5章 数控机床的驱动与位置控制
5.1 概述
进给伺服系统
伺 服
按用途和功能 主轴伺服系统
系
脉冲数字比较伺服系统
统 的 分 类
按反馈比较控制方 式幅 相值 位比 比较 较伺 伺服 服系 系统 统 全数字伺服系统
应速度快，但过载能力低；由于转动惯量小，必须配 齿轮减速箱，才能拖动负载。用于进给驱动。
b.大惯量宽调速直流伺服电机 结构为永磁式，惯量大，输出 转矩大，可以直接与丝杠相连， 过载能力强，动态响应好，稳 定性好，调速范围宽且运转平 稳。用于进给驱动。
1).步距角与歩距误差 步距角指步进电机定子绕组通电状态每改变一次，转子转
过的角度。
a = 3600
mzk
m—定子相数；z—转子齿数；k—拍数与相数的比例系数 m相m拍，k=1, m相2m拍， k=2
常见的步距角0.60/1.20 , 0.750/1.50 , 0.90/1.80 ,10/20, 1.50/30 等。 步距角越小,控制越精确。 步距误差直接影响执行部件的定位精度。