3数控机床原理、结构与维修
数控机床各组成部分结构及控制原理
F≥0，则进给＋x 若
F<0，则进给＋y
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用递推法简化计算方法
结论：第一象限
F 0 F 0
x y
F F ye F F xe
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3. 终点判别
总步长法：N X e Ye
单边计数法：N maxXe , Ye
坐标计数法 长边坐标计数法
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迹上伸长或缩短一个刀具半径。
刀具半径补偿进行：
❖ 维持所建立的刀补状态，直至撤消。刀具中心轨迹始 终偏离编程轨迹一个刀具半径值的距离。
撤消刀具半径补偿： ❖ 刀具撤离工件，返回起刀点。用G40。
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3.刀具半径补偿计算
直线刀具补偿计算（考虑推导过程） X’＝X+△X Y’＝Y+△Y △X＝r.sinα △Y＝－r.cosα X’＝X+r.Y/（X2+Y2）0.5 Y’＝Y－r.Y/（X2+Y2）0.5
问题：当尖角过渡为内轮廓时，会出现工件的 过切现象。引入C功能刀具半径补偿。
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4. C功能刀具半径补偿
C刀补是为解决上述尖角过渡问题而设计的，专门处理 两个程序段间转接的各种情况。
在C刀补中，为了避免下一段加工轨迹对本段加工轨迹 的影响，在计算本程序段的刀具中心轨迹时，提前将下 一段程序读入，根据它们之间转换的具体情况，做出适 当地处理。
2 数控机床各组成部分的结构及其控制原理
课程内容
❖ 2.1 数控系统的控制原理 ❖ 2.2 计算机数控装置 ❖ 2.3数控机床的位置检测装置 ❖ 2.4 数控机床的进给伺服系统 ❖ 2.5 数控机床的主轴驱动及其机械结构 ❖ 2.6 可编程序控制器在数控机床上的应用
数控技术专业数控机床维护与维修教案范本
数控技术专业数控机床维护与维修教案范本引言：数控技术作为现代制造业的核心技术之一，对于提高生产效率和加工精度具有重要意义。
而数控机床作为数控技术的应用载体，承担着实现加工自动化的重要任务。
然而，数控机床的长期运行不仅需要合理的维护保养，还需要及时的故障排除和维修工作。
因此，本教案旨在通过探讨数控机床维护与维修的相关知识，提供一套完整的教学方案，以培养学生的专业技能和实践能力。
一、教学目标1.了解数控机床的基本结构和工作原理；2.掌握数控机床的常见故障及排除方法；3.掌握数控机床的日常维护保养技巧；4.提高学生对数控机床维护与维修的实际操作能力。
二、教学内容1.数控机床基本结构和工作原理（1）数控机床的组成部分（2）数控机床的功能和特点（3）数控机床的工作原理2.数控机床常见故障及排除方法（1）机床运行故障的分类（2）常见故障现象和原因（3）故障排除的方法和步骤3.数控机床的日常维护保养技巧（1）数控机床的日常保养计划（2）润滑系统的维护与保养（3）电气元件的检修和更换（4）机床各部位的清洁和防护4.数控机床维护与维修的实践操作（1）故障排除案例分析（2）机床维修实训操作（3）机床维护保养实践三、教学方法1.理论授课：通过PPT展示和讲解，介绍数控机床的基本知识和工作原理。
2.案例分析：针对常见故障和故障现象，进行案例分析和讨论，引导学生分析和解决问题。
3.实验操作：提供实验平台，让学生亲自操作数控机床进行故障排除和维护保养的实践。
四、教学评估1.课堂测验：通过开展小型测验，检验学生对于数控机床维护与维修知识的掌握程度。
2.实践操作评估：对学生在实验操作环节的表现进行评估，包括操作流程的熟练程度和故障排除的准确性。
五、教学资源1.教材：数控机床维护与维修教材。
2.实验设备及工具：数控机床实验平台、各类工具等。
六、教学进度安排本课程共分为10个教学小时，具体安排如下：第一周：- 数控机床基本结构和工作原理（2小时）第二周：- 数控机床常见故障及排除方法（2小时）第三周：- 数控机床的日常维护保养技巧（2小时）第四周：- 数控机床维护与维修的实践操作（4小时）七、教学总结通过本教案的实施，学生将能够初步掌握数控机床维护与维修的基本知识和技能。
数控机床各个组成部分的工作原理及结构
数控机床各个组成部分的工作原理及结构第一节输入装置输入装置是整个数控系统的初始工作机构,它将准确可靠的接收信息介质上所记录的“工程语言"、运算及操作指令等原始数据，转为数控装置能处理的信息，并同时输送给数控装置。
输入信息的方式分手动输入和自动输入。
手动输入简单、方便但输入速度慢容易出错。
现代数控机床普遍采用自动输入,其输入形式有光电阅读机、磁带阅读机及磁盘驱动器以及无带自动输入方式.其它输入方式：1。
无带自动输入方式在高档数控机床上，设置有自动编程系统和动态模拟显示器(CRT).将这些设备通过计算机接口与机床的数控系统相连接，自动编程所编制的加工程序即可直接在机床上调用,无需经制控制介质后再另行输入。
2。
触针接触式阅读机输入方式又称为程控机头或电报机头,结构简单，阅读速度较慢,但输入可靠、价格低廉故在部分线切割机床加工中仍在用。
3。
磁带、磁盘输入方式磁带输入方式进行信息输入，其信息介质为“录音"磁带,只不过录制的不是声音，而是各种数据。
加工程序等数据信息一方面由微机内的磁盘驱动器“写入”磁盘上进行储存，另外也由磁盘驱动器进行阅读并通过微机接口输入到机床数控装置中去。
第二节数控装置数控装置是数控机床的核心,数控机床几乎所有的控制功能（进给坐标位置与速度，主轴、刀具、冷却及机床强电等多种辅助功能）都由它控制实现。
因此数控装置的发展，在很大程度上代表了数控机床的发展方向。
数控装置的作用是接收加工程序等送来的各种信息，并经处理分配后，向驱动机构发出执行的命令,在执行过程中，其驱动、检测等机构同时将有关信息反馈给数控装置，经处理后,发出新的命令。
一、数控装置的组成1、数字控制的信息1)几何信息——是指通过被加工零件的图样所获得的几何轮廓的信息。
这些信息由数控装置处理后，变为控制各进给轴的指令脉冲,最终形成刀具的移动轨迹。
几何信息的指令，由准备功能G具体规定。
2）工艺信息———通过工艺处理后所获得的各种信息。
数控机床的结构组成及原理
数控机床的结构组成及原理数控机床是一种通过计算机控制的机床，可以实现多种复杂的加工操作。
它的结构组成及原理可以大致分为机床主体部分、控制系统部分和辅助装置部分。
一、机床主体部分1.床身：床身是整个数控机床的基础部分，承载整个机床的各个部件和装置，同时具有足够的刚性和稳定性。
床身通常由大型整体铸件制成，常见的有平面床、斜床和立式床等。
床身上设有导轨、滑块和滚珠丝杠等装置，用于支撑和导向主轴箱、工作台等。
2.主轴箱：主轴箱是数控机床的重要部件之一，通常由主轴、主轴动力装置、主轴箱座、电动机及其驱动装置等组成。
主轴箱用来传递动力，使主轴旋转，是实现机床加工功能的关键部分。
3.工作台：工作台是数控机床上用于夹持工件的装置，它可以沿各个方向进行移动和转动。
工作台通常由工作台体、刀架座、刀具变位装置等组成。
工作台的移动和转动由驱动装置控制，实现对工件的定位和加工。
二、控制系统部分1.数控装置：数控装置是整个机床的控制中心，由硬件部分和软件部分组成。
硬件部分包括主机、输入输出设备、接口电路等，软件部分是指数控机床的控制程序。
数控装置能够根据加工要求，自动生成加工程序，并控制机床的各个动作。
2.伺服系统：伺服系统是数控机床的动力系统，主要由伺服电机、传动机构和测量装置等组成。
伺服电机通过控制系统接收指令，根据要求实现各个轴向的运动。
传动机构将电机运动传递到工作台或刀架等部位，测量装置用于检测轴向运动的位置和速度。
三、辅助装置部分1.刀具变位装置：刀具变位装置是数控机床上用来实现刀具的换刀和夹紧的装置。
它能够实现快速的刀具换向和自动夹紧，提高机床的加工效率。
2.冷却液供给装置：冷却液供给装置是用于给切削过程提供冷却润滑的装置，它能够保持刀具的正常工作温度，延长刀具的使用寿命，并提高加工质量。
3.操作平台：操作平台是供操作人员进行操作和监控的地方，它通常设有显示屏、键盘、手柄等操作设备，用于输入指令、调整参数以及监控加工过程。
数控机床的工作原理和组成结构
质
格式和代码编写出工件的加工程序，并存储在一种 载体上，如穿孔纸带、磁带、软磁盘等。
• 数控装置是数控机床的核心，其功能是接受输入的
加工信息，经过数控装置的系统软件和逻辑电路进
行译码、运算和逻辑处理，向伺服系统发出相应的
脉冲，并通过伺服系统控制机床运动部件按加工程
数
序指令运动。
控
装
置
• 伺服系统是数控系统的一个重要组成部分，它将数控装置送来 的脉冲运动指令信息进行放大，它相当于手工操作人员的手，
• 6.生产准备工作复杂 • 由于整个加工过程采用程序控制，数控加工的前期准备工作
较为复杂，包含工艺确定、程序编制等。 • 7.投资大，维修困难 • 数控机床是一种高度自动化机床，必须配有数控装置或电子
计算机，机床加工精度因受切削用量大、连续加工发热多等 影响，使其设计要求比普通机床更加严格，制造要求更精密， 因此数控机床的制造成本比较高。此外，数控机床属于典 型的机电一体化产品，控制系统比较复杂、技术含量高，一 些元器件、部件精密度 较高，同时一些进口机床的技术开 发受到条件的限制，所以对数控机床的调试和维修比较困难。
驱动机床的移动部件（刀架或工作台）按规定的轨迹和速度移
伺
动或精确定位，加工出符合图样要求的工件。伺服系统由
服
伺服驱动电路、功率放大电路、伺服与机床上执行部件和机械传动部件
组成数控机床的进给系统。
• 每个作进给运动的执行部件，都配有一套伺服驱动
系统。
• 数控系统的控制对象，是实现加工零件的执行部
数控机床的组成和工作原理
数控机床的介绍
• 数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序 控制系统的自动化机床。该控制系统能够处理具 有控制编码的程序，并将其译码，通过信息载体 输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种 控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状 和尺寸，自动地将零件加工出来。数控机床较好 地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加 工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床， 代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典 型的机电一体化产品。
数控机床组成工作原理以及特点
数控机床组成、工作原理以及特点姓名：赵凯学号：090203126摘要世界制造业转移，中国正在逐步成为世界加工厂。
美国、德国、韩国等国家已经进入工业化发展的高技术密集时代与微电子时代，钢铁、机械、化工等重工业正逐渐向发展中国家转移。
我国目前经济发展已经过了发展初期，正处于重化工业发展中期。
未来10年将是中国机械行业发展最佳时期。
美国、德国的重化工业发展期延续了18年以上，美国、德国、韩国四国重化工业发展期平均延续了12年，我们估计中国的重化工业发展期将至少延续10年，直到2015年。
因此，在未来10年中，随着中国重化工业进程的推进，中国企业规模、产品技术、质量等都将得到大幅提升，国产机械产品国际竞争力增强，逐步替代进口，并加速出口。
目前，机械行业中部分子行业如船舶、铁路、集装箱及集装箱起重机制造等已经受益于国际间的产业转移，并将持续受益；电站设备、工程机械、床等将受益于产业转移，加快出口进程。
本文主要讨论的是数控机床的组成、分类、发展趋势以及实际应用等。
关键词 : 发展趋势、分类、组成、原理、特点、应用。
The composition of the CNC machine tools, operating principles and characteristics AbstractThe transfer of world manufacturing, China is gradually becoming the world's factory. The United States, Germany, South Korea and other countries have entered the high-tech intensive industrial development era microelectronics era, iron and steel, machinery, chemicals, and other heavy industry is gradually transferred to developing countries. China's economic development has been an early stage of development, is in the middle of a heavy chemical industry development.The next 10 years will be the best period for the development of China's machinery industry. The United States, Germany, heavy chemical industry development period continues for more than 18 years, the four countries of the United States, Germany, South Korea, the heavy chemical industry average development period lasted 12 years, we estimate that the period of development of heavy and chemical industries in China will continue through at least 10 years, until 2015 . Therefore, in the next 10 years, with the process of promoting heavy and chemical industries in China, the Chinese enterprise scale, product technology, quality and so on will be significantly improved, enhanced international competitiveness of the domestic machinery products gradually replace imports and exports accelerated. Currently, the the the central machinery industry molecules industry such as ship, rail, container and container crane manufacturer has benefited from international industrial transfer, and will continue to benefit; power plant equipment, construction machinery, the bed will benefit from the transfer of industries to speed up the export process. This paper mainly discusses the composition of CNC machine tools, development trends, and practical applications.Keywords: trends, classification, composition, characteristics, application.一、数控机床的产生在机械制造工业中并不是所有的产品零件都具有很大的批量，单件与小批量生产的零件（批量在10～100件）约占机械加工总量的80%以上。
数控车床控制技术与机床维修（3篇）
数控车床控制技术与机床维修1. 引言数控车床是机械加工领域中的一种重要设备，通过计算机控制来完成零件加工。
数控车床的控制技术和机床的维修是数控车床的两个重要方面。
本文将探讨数控车床控制技术的原理和机床的维修方法。
2. 数控车床控制技术数控车床的控制技术基于计算机数控系统，主要包括硬件控制部分和软件控制部分。
2.1 硬件控制部分硬件控制部分包括数控系统，伺服系统和传感器。
数控系统是整个数控车床控制的核心，它负责接收计算机指令，解析指令，并将指令转换为信号发送给伺服系统和传感器。
伺服系统是用来控制刀具和工件运动的，它接收数控系统发送的信号，通过驱动电机控制刀具和工件的运动。
传感器用来获得加工过程中的信息，如刀具位置、工件尺寸等，以便数控系统做出相应的控制。
2.2 软件控制部分软件控制部分主要包括数控编程和数控操作。
数控编程是将工件加工的要求通过一定的编程语言转化为机床能够识别和执行的指令序列，包括插补计算、速度规划和轨迹生成等。
数控操作是根据加工要求，使用数控系统对数控车床进行操作和监控。
3. 机床维修机床维修是确保数控车床正常运行和保持其性能的重要工作。
机床维修主要包括故障诊断、故障处理和预防性维护等。
3.1 故障诊断当数控车床出现故障时，首先需要进行故障诊断。
故障诊断包括识别故障现象、收集故障信息、分析故障原因和确定故障位置等。
常见的故障类型包括硬件故障和软件故障，如控制系统故障、伺服系统故障、传感器故障等。
3.2 故障处理故障处理是根据故障诊断结果，采取相应的措施修复故障。
对于硬件故障，可以进行零部件更换或修复；对于软件故障，可以进行系统重启或升级。
3.3 预防性维护为了减少故障发生的可能性和延长机床的使用寿命，需要进行定期的预防性维护。
预防性维护包括清洁和润滑机床、紧固螺丝、检查电气连接等。
另外，还需要根据机床的使用情况，定期进行校准和调整。
4. 结论数控车床的控制技术和机床的维修是数控车床运行和保持性能的重要方面。
数控机床的组成与基本工作原理
1．2 数控机床的组成及基本工作原理一、数控机床组成数控机床由：程序、输人/输出装置、CNC单元、伺服系统、位置反馈系统、机床本体组成。
1、程序的存储介质，又称程序载体1)穿孔纸带（过时、淘汰）；2)盒式磁带（过时、淘汰）；3)软盘、磁盘、U盘；4)通信。
2、输人/输出装置1)对于穿孔纸带，配用光电阅读机；（过时、淘汰）；2)对于盒式磁带，配用录放机；（过时、淘汰）；3)对于软磁盘，配用软盘驱动器和驱动卡；4)现代数控机床，还可以通过手动方式(MDI方式)；5)DNC网络通讯、RS232串口通讯。
3、CNC单元CNC单元是数控机床的核心，CNC单元由信息的输入、处理和输出三个部分组成。
CNC单元接受数字化信息，经过数控装置的控制软件和逻辑电路进行译码、插补、逻辑处理后，将各种指令信息输出给伺服系统，伺服系统驱动执行部件作进给运动。
其它的还有主运动部件的变速、换向和启停信号；选择和交换刀具的刀具指令信号，冷却、润滑的启停、工件和机床部件松开、夹紧、分度台转位等辅助指令信号等。
准备功能：G00,G01,G02,G03,辅助功能：M03，M04刀具、进给速度、主轴：T，F，S4、伺服系统由驱动器、驱动电机组成，并与机床上的执行部件和机械传动部件组成数控机床的进给系统。
它的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。
对于步进电机来说，每一个脉冲信号使电机转过一个角度，进而带动机床移动部件移动一个微小距离。
每个进给运动的执行部件都有相应的伺服驱动系统，整个机床的性能主要取决于伺服系统。
如三轴联动的机床就有三套驱动系统。
脉冲当量：每一个脉冲信号使机床移动部件移动的位移量。
常用的脉冲当量为0.001mm/脉冲。
5、位置反馈系统（检测反馈系统）伺服电动机的转角位移的反馈、数控机床执行机构(工作台)的位移反馈。
包括光栅、旋转编码器、激光测距仪、磁栅等。
（作业：让同学们网上查找反馈元件，下节课用5分钟自述所查容）反馈装置把检测结果转化为电信号反馈给数控装置，通过比较，计算实际位置与指令位置之间的偏差，并发出偏差指令控制执行部件的进给运动。
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6．自动换刀装备(ATC)、自动交换工作台(APC)和刀柄的 选择配置
(1) ATC的选择(2) APC自动交换工作台
(3) 刀柄和刀具的选择 1) 选用整体式刀柄还是选用模块式刀柄 2) 根据机床上典型零件的加
工工艺来选择刀柄 3) 刀柄配置数量 4) 注意所选刀柄的柄部形式是否 正确5) 尽量选用加工效率较高的刀柄和刀具 6) 复合刀柄的选用 7) 注 意单刃钻孔工具的键槽方位8) 注意刀具与刀柄的配套问题
在进行实地安装前进行的一种直观性检查。它包括对机床各 种防护罩、油漆质量、照明、电线和气、油管走线的固定防 护等进行检查；对数控柜、操作控制面板的外观检查。
7.3.2数控机床精度的验收 1. 机床的几何精度检查
普通立式加工中心主要检测以下几项： ①工作台面的平面度； ②各坐标 方向移动的相互垂直度；③X，Y坐标方向移动时工作台面的平行度； ④ X坐标方向移动时工作台面T形槽侧面的平行度； ⑤主轴的轴向窜动； ⑥主轴孔的径向跳动；⑦主轴箱沿Z坐标方向移动时主轴轴心线的平行度； ⑧主轴回转轴心线对工作台面的垂直度；⑨主轴箱在Z坐标方向移动的直 线度。
对于带有交换工作台的机床，首先调整自动交换托盘装置与工作台 托盘交换处的相对位置，达到托盘自动交换动作平稳。然后，进行加载 试验，即在工作台上装上允许负载的70％～80％的重物，进行多次反复 地自动交换，完全正确无误后可固定各有关螺钉。
仔细检查数控系统和可编程序控制器的设定参数是否符合随机文件 中规定的数据，然后试验各主要操作功能、运行行程、常用指令执行情 况执行准确、无误。检查辅助功能及附件的工作是否正常。
第7章
数控机床的 选用、安装和验收
学习目的与要求
了解数控机床的选用方法； 熟悉数控机床安装、调试的主要
内容； 了解数控机床的验收项目及方法。
7．1 数控机床的选用
1．典型零件的确定与机床的选择
不同类型的数控机床都有其不同的使用范围和要求，在选购 数控机床时首先要确定典型零件。
2．数控机床规格的选择
数控机床的主要规格包括工作台面的尺寸、坐标轴数及行程 范围、主轴电机功率和切削扭矩等。如，典型零件是450 mm×600 mm×450 mm的箱体，那么选用工作台面尺寸 800 mm×500 mm的加工中心。要考虑机床工作台的允许承 载能力，以及零件是否与机床交换刀具的空间干涉、与机床防 护罩等附件发生干涉等系列问题。 一般加工中心都配置了功率 较大的直流或交流高速电机，可用于高速切削。
2. 机床运行试验
为了全面地检查机床功能及工作可靠性，数控机床在安装、 调试后，应在一定负载或空载下进行较长一段时间的自动运行 考验。自动运行考验的时间，国家标准规定，数控车床为16h，
加工中心为32h，都要求连续运转 。
7.3 数控机床的验收
7.3.1数控机床外观的检查 机床外观的检查，是指机床出厂经运输部门运送到用户后，
用量进行切削。
4. 机床性能及数控系统性能检查
（1）主轴系统性能的检查 (2) 进给系统性能的检查
(3) 自动换刀系统的检查 (4) 机床噪声的检查
3．数控机床精度的选择
在选用机床时，主要应考虑综合加工精度是否能满足加工要 求。表7-1所示为加工中心的精度比较。
表7-1 加工中心的精度比较
精度指标
机床类型
直线定位精度
重复定位精度
铣圆精度
普通型
±0.01／全程 ±0.006
0.03～0.04
密型 士0.005／全程
±0.002 0.02
(1) 机床定位精度和重复定位精度。 (2) 铣圆精度。
3. 机床切削精度的检查
立式加工中心，主要有： ①镗孔精度。 ②端面铣刀铣削平面的精度 (X-Y平面)。 ③镗孔的孔距精度和孔径分散度。 ④直线铣削精度。 ⑤斜 线铣削精度。⑥圆弧铣削精度。 卧式加工中心，则还应该测试： ①箱体
掉头镗孔的同轴度。 ②水平转台回转90°铣四方加工精度。
被切削加工试件的材料采用HT200，使用硬质合金刀具按标准的切削
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4．数控系统的选择
(1) 根据数控机床类型选择相应的数控系统 (2) 根据加工精度的需
要选择数控系统 (3) 根据数控机床的设计指标选择数控系统(4) 根据 数控机床的性能选择数控系统功能 (5) 选择数控系统应尽量集中购买 少数几家公司的产品 (6) 订购数控系统时要考虑周全
5. 数控机床驱动电动机的选择
4．数控系统的连接
①外部电缆的连接 ②电源线的连接
5．参数的设定和确认
（1）短接棒的设定（2）参数的设定（3）确认数控系统与机床
间的接口
6. 通电试车
三种不同生产类型的生产管理特点
7.2.2数控机床的调试和运行
1. 数控机床精度和功能调试
利用固化地基和地脚螺栓垫铁精调机床床身水平。中型以上的数控 机床，应采用多点垫铁支承，将床身在自由状态下调整水平。
7.2.1 数控机床的安装 1．数控机床的基础处理和初就位
2．机床部件的组装
7.2.1 数控机床的安装
3. 机床连接电源的检查
(1) 电源电压和频率的确认(2) 电源电压波动范围的确认(3) 输人 电源相序的确认(4) 检查直流电源输出端对地是否短路 (5) 检查直 流电源输出电压(6) 检查各熔断器
2. 机床定位精度的检查
①直线运动定位精度(包括X、Y、Z、U、V、形轴)。 ②直线运动重复定 位精度。 ③直线运动轴机械原点的返回精度。④直线运动矢动量的测定。
⑤回转运动定位精度(转台A、B、C轴)。 ⑥回转运动重复定位精度。
⑦回转轴原点的返回精度。⑧回转运动矢动量的测定。 测量直线运动的检测工具有：测微仪、成组块规、标准长度刻度尺、光 学读数显微镜等。回转运动检测工具：360齿精确分度的标准转台等。
7．数控机床选择功能及附件的选择
8．技术服务
运作
7．2 数控机床的安装、调试
数控机床的安装与调试是指机床由制造厂经运输商运送到用户，安
装到车间工作场地后，经过检查、调试，直到机床能正常运转、投入使 用等一系列的工作过程。其工作内容及步骤如图7-1所示。
图7-1 数控机床的安装、调试工作内容及步骤