数控机床的基本概念
简述数控机床的基本概念
3. 按伺服系统控制方式分类
开环系统 ：无反馈,精度低,中小型设备,成本低 闭环系统：有反馈 ,精度高,精密、大型设备,成本高 半闭环系统：有部分反馈,精度较高,中小型设备,成本适中
4. 按同时控制的坐标轴分类 １）两坐标 NC 机床：
类型：线切割、二坐标铣（二轴半） 用途：可加工二维轮廓零件。 2) 三轴联动的 NC 机床: 可实现 X 、Y 、Z 三个坐标联动 用途：可用于加工曲面类零件 3) 四坐标联动: 除Ｘ、Ｙ、Ｚ外还可和另一旋转轴实现联动 按旋转轴划分：ＸＹＺＡ、ＸＹＺＢ、ＸＹＺＣ 用途：可加工各种曲面、四轴直纹面叶轮、螺旋类零
件和平面内斜孔的壳体类零件。 与三坐标机床相比它的加工范围、精度都得到了提高。
4) 五坐标联动： 除Ｘ、Ｙ、Ｚ外还可和两个旋转轴实现联动
（ＸＹＺＡＢ、ＸＹＺＡＣ、ＸＹＺＢＣ） 结构：两个旋转坐标都在主轴上；
两个旋转坐标都在工作台上； 一个旋转坐标在主轴上，另一个在工作台上 用途：理论上可实现空间在不干涉情况下任何复杂结构零 件的加工，如加工曲面变斜角、各种叶轮、闭式叶 盘、带有空间斜孔的复杂壳体类零件
数控机床基本概念
（2018-11-23）
一、数控机床的定义
1、定义：数控机床（Numerical Control Machine Tools） 是采用数字技术形式控 制的机床。即凡是用数字化的代码将加工过 程中所需的各种操作和步骤以及刀具与工件之间的相对位移等信息 用数字化的指令(记录在程序介质上)表示出来， 并送入计算机或数 控系统经过译码、运算及处理，控制机床的刀具与工件的相对运动， 加工出所需工件的一类机床即为数控(NC)机床。
数控机床基本概念
返回
上页
下页
图库
1.1 概述
NC机床与程控机床
在数控机床上，通过数控系统的“插补” 运算，实现了坐标轴的联动功能。它不仅可 以控制移动部件的起点与终点坐标，而且还 能同时控制各运动部件每一时刻的速度和位 移，以及各运动部件间的相互关系，从而可 以将工件加工要求的轮廓形状。这是数控机 床与其他机床的本质区别，也是机床采取数 控技术的根本原因。（刀具、坐标轴灵活）
返回
上页
下页
图库
返回
上页
下页
图库
1.1 概述
柔性加工单元
在加工中心的基础上，通过增加多工作台（托盘） 自动交换装置（Auto Pallet Changer—APC）以及 其他相关装置，组成的加工单元称为柔性加工单元 （Flexible Manufacturing Cell—FMC）。FMC不 仅实现了工序的集中和工艺的复合，而且通过工作 台（托盘）的自动交换和较完善的自动检测、监控 功能，可以进行一定时间的无人化加工，从而进一 步提高了设备的加工效率。FMC既是柔性制造系统 的基础，又可以作为独立的自动化加工设备使用， 因此，其发展速度较快。
返回
上页
下页
图库
二、NC机床 加工中心 FMC FMS CIMS
▪ 普通数控机床 ATC及刀库
加工中心 APC
数控机床的使用方法与操作流程
数控机床的使用方法与操作流程随着科技的不断发展，数控机床在工业制造领域中扮演着重要的角色。
数控机床的使用方法和操作流程对于提高生产效率和产品质量至关重要。
本文将介绍数控机床的使用方法和操作流程，帮助读者更好地掌握数控机床的操作技巧。
一、数控机床的基本概念和原理数控机床是一种通过计算机程序控制的机床，能够自动完成加工过程。
它通过数控系统控制工具的运动轨迹和加工参数，实现对工件的精确加工。
数控机床的核心是数控系统，它由硬件和软件两部分组成。
硬件包括控制器、伺服驱动器、电机等，而软件则是编程和操作界面。
二、数控机床的使用方法1. 编写加工程序数控机床的操作首先需要编写加工程序。
加工程序是一系列指令的集合，用于控制数控机床的运动和加工过程。
编写加工程序需要掌握相应的编程语言和加工工艺知识。
常见的编程语言包括G代码和M代码，它们用于控制运动轨迹、刀具切削速度、进给速度等参数。
2. 设置工件和刀具在进行加工前，需要设置工件和刀具。
工件是待加工的物体，而刀具则是用于切削工件的工具。
设置工件和刀具需要注意安全和精确度。
工件应牢固夹持在工作台上，而刀具则需要正确安装并调整刀具长度和切削角度。
3. 启动数控机床当加工程序编写完毕并设置好工件和刀具后，可以启动数控机床。
启动数控机床前需要检查各个部件是否正常工作，并确保安全措施已经采取。
启动数控机床后，根据加工程序的要求进行操作。
4. 监控加工过程在数控机床加工过程中，需要不断监控加工过程的变化。
可以通过数控系统的监控界面查看加工过程中的各项参数，如刀具位置、切削速度、进给速度等。
如果发现异常情况，应及时停止加工并进行调整。
5. 完成加工并检验结果当加工完成后，需要进行加工结果的检验。
可以使用测量工具对工件进行尺寸和形状的检测，以确保加工结果符合要求。
如果不符合要求，可以对加工程序进行修改并重新加工。
三、数控机床的操作流程1. 准备工作在进行数控机床的操作前，需要进行一些准备工作。
数控机床系统故障诊断与维修
数控机床系统故障诊断与维修摘要：本文主要介绍了数控机床系统故障诊断与维修相关的知识。
首先，介绍了数控机床的基本概念和应用领域。
然后，探讨了数控机床系统的结构和工作原理，重点介绍了数控系统的主要组成部分。
接着，讨论了数控机床故障的分类和诊断方法。
最后，介绍了数控机床故障维修的基本步骤和注意事项。
关键词：数控机床；系统结构；故障分类；诊断方法；维修步骤正文：一、数控机床的基本概念和应用领域数控机床是一种利用数字控制技术实现数控运动的机床，它可以实现高精度、高效率、高自动化的加工过程。
数控机床广泛应用于航空航天、汽车、电子、微电子、光学等制造领域，成为现代工业生产的重要装备之一。
二、数控机床系统的结构和工作原理数控机床系统主要由数控系统、电气系统、机械系统、液压系统组成。
其中，数控系统是整个系统的核心，它控制着机床的运动、加工和现场控制等操作。
电气系统负责调节机床的电气信号和电动机的转速、转向等参数。
机械系统则是机床的机械部分，包括工作台、主轴、进给机构等。
液压系统主要是用来控制机床液压元件的工作。
三、数控机床故障的分类和诊断方法数控机床的故障分类主要包括电气故障、机械故障、液压故障、数控系统故障等。
诊断方法一般分为四个步骤：信息采集、现象分析、故障定位、原因分析。
四、数控机床故障维修的基本步骤和注意事项数控机床故障维修一般分为五个步骤：现场查看、设备检查、故障排除、恢复正常加工、故障分析。
在进行维修时，需要注意安全措施、操作规程、使用工具等，以避免二次故障的发生。
综上所述，数控机床系统故障诊断与维修是数控技术应用过程中不可避免的一部分，只有熟练掌握故障诊断和维修技巧，才能更好地保障生产效率和质量，为工业现代化做出积极贡献。
五、数控机床系统故障维修的总结与展望数控机床作为现代制造业的重要装备，已成为实现高精度、高效率、高自动化生产的关键技术。
然而，由于其复杂的结构和工作原理，故障和维修也成为了其使用和维护过程中难以避免的问题。
《数控机床原理》课件
02
数控机床的工作原理
数控装置的工作原理
数控装置是数控机床的指挥中心，它按照输入的程序 指令，经过计算和处理后，输出脉冲信号给伺服系统
，控制机床各部分按规定的动作进行加工。
输标02入题
数控装置主要由输入输出装置、数控装置和主控制装 置组成。
01
03
数控装置根据输入的加工程序进行计算和处理，输出 脉冲信号给伺服系统。
数控机床的环保措施
01
02
03
减少噪音污染
优化机械部件的设计和装 配工艺，降低数控机床运 行时的噪音。
控制废气排放
采用低污染的液压和润滑 系统，减少废气的排放。
废弃物处理
建立废弃物分类处理系统 ，对油污、金属屑等废弃 物进行妥善处理，以减少 对环境的污染。
数控机床的能效管理与节能技术
能源监测与控制
确定加工工艺
根据图纸和加工要求，确定加 工的顺序、刀具、切削参数等
。
建立坐标系
根据工件和机床的实际情况， 建立合适的坐标系，以便描述 刀具的运动轨迹。
编写加工程序
根据加工工艺和坐标系，使用 数控编程语言编写加工程序。
程序调试和优化
在数控机床上对加工程序进行 试运行，检查程序的正确性和 加工效果，根据需要进行调整
通过能源监测系统实时监 测数控机床的能耗情况， 实现能源的有效控制和管 理。
高效传动系统
采用高效传动部件，如高 精度轴承和齿轮，降低机 械损失和能耗。
空调节能技术
合理利用数控机床内部的 空调系统，保持适宜的工 作温度，降低能耗。
感谢您的观看
THANKS
写加工程序；自动编程指利用 CAD/CAM软件，通过计算机辅
助计算和生成加工程序。
数控机床的基本概念
第一章、概述第一节、数控机床的基本概念1.1、数控机床分类数控机床的种类、型号繁多，按机床的运动方式进行分类，现代数控机床可分为点位控制（Position Control）、二维轮廓控制（2D Contour Control）和三维轮廓控制（3D Contour Control）数控机床三大类。
点位控制数控机床的数控装置只能控制刀具从一个位置精确地移动到另一个位置，在移动过程中不作任何加工。
这类机床有数控钻床、数控镗床、数控冲孔机床等。
二维轮廓控制数控机床的数控系统能同时对两个坐标轴进行连续轨迹控制，加工时不仅要控制刀具运动的起点和终点，而且要控制整个加工过程中的走刀路线和速度。
二维轮廓控制数控机床也称为两坐标联动数控机床。
三维轮廓控制数控机床的数控系统能同时对三个或三个以上的坐标轴进行连续轨迹控制。
三维轮廓控制数控机床又可进一步分为三坐标联动、四坐标联动和五坐标联动数控机床。
1.2、数控加工及数控编程数控加工（NC Machining）——根据零件图样及工艺要求等原始条件编制零件数控加工程序（简称为数控程序），输入数控系统，控制数控机床中刀具与工件的相对运动，从而完成零件的加工。
数控程序（NC Program）——输入NC或CNC机床，执行一个确定的加工任务的一系列指令，称为数控程序或零件程序。
数控编程（NC Programming）——生成用数控机床进行零件加工的数控程序的过程，称为数控编程。
第二节、数控机床的坐标系统数控机床的坐标系统，包括坐标系、坐标原点和运动方向，对于数控加工及编程，是一个十分重要的概念。
每一个数控编程员和数控机床的操作者，都必须对数控机床的坐标系统有一个完整且正确的理解，否则，程序编制将发生混乱，操作时更会发生事故。
2.1、坐标系数控机床的坐标系采用右手直角坐标系，其基本坐标轴为X、Y、Z直角坐标，相对于每个坐标轴的旋转运动坐标为A、B、C。
2.2、坐标轴及其运动方向不论机床的具体结构是工件静止、刀具运动，还是工件运动、刀具静止，数控机床的坐标运动指的是刀具相对静止的工件坐标系的运动。
数控机床的基础知识介绍
第1章 绪 论教学提示：数控机床是采用数字控制技术对机床各移动部件相对运动进行控制的机床，它是典型的机电一体化产品，是现代制造业的关键设备。
计算机、微电子、信息、自动控制、精密检测及机械制造技术的高速发展，加速了数控机床的发展。
目前数控机床正朝着高速度、高精度、高工序集中度、高复合化和高可靠性等方向发展，同时其应用范围也越来越广泛。
教学要求：本章主要讲述数控机床的基本概念和特点、主要技术参数、分类以及技术与发展水平等。
本章内容是数控机床的基本知识和内容，要求学生理解并掌握数控机床的基本概念、组成与特点以及分类，了解其发展趋势和在先进制造技术中的作用。
1.1 概 述1.1.1 数控机床的定义数控即数字控制(Numerical Control ，NC)。
数控技术是指用数字信号形成的控制程序对一台或多台机械设备进行控制的一门技术。
数控机床，简单的说，就是采用了数控技术的机床。
即将机床的各种动作、工件的形状、尺寸以及机床的其他功能用一些数字代码表示，把这些数字代码通过信息载体输入给数控系统，数控系统经过译码、运算以及处理，发出相应的动作指令，自动地控制机床的刀具与工件的相对运动，从而加工出所需要的工件。
实际上，数控机床就是一种具有数控系统的自动化机床。
所以说数控机床是最典型的机电一体化产品。
1.1.2 数控机床的组成及特点1. 数控机床的组成 数控机床主要由程序介质、数控装置、伺服系统、机床主体四部分组成，如图1.1所示。
图1.1 数控机床的组成机床数控技术其中，程序介质用于记载机床加工零件的全部信息。
如零件加工的工艺过程、工艺参数、位移数据、切削速度等。
常用的程序介质有磁带、磁盘等。
也有一些数控机床采用操作面板上的按钮和键盘将加工程序直接输入或通过串行接口将计算机上编写的加工程序输入到数控系统。
在计算机辅助设计与计算机辅助制造(CAD/CAM)集成系统中，加工程序可不需要任何载体而直接输入到数控系统。
数控机床操作员的基础知识要求
数控机床操作员的基础知识要求数控机床操作员是制造业中重要的一员，他们的工作是操作数控机床，进行机械加工生产。
作为一个合格的数控机床操作员，需要具备一定的基础知识。
下面是数控机床操作员应具备的一些基础知识要求。
一、数控机床的基本概念数控机床是通过计算机控制的自动机床，它具有高精度、高效率的特点，在现代制造业中得到广泛应用。
数控机床由机床本体、数控装置和刀具等组成，通过计算机编程，实现对工件进行加工。
二、数控编程基础知识数控编程是数控机床操作员必备的技能之一。
数控编程是将工件的加工要求转化为机床能够理解和执行的指令，通常采用G代码和M代码进行编程。
数控编程需要掌握坐标系、进给速度、刀具半径补偿等基本要素，熟悉各种加工指令的使用方法。
三、数控机床的操作技能数控机床操作技能是数控机床操作员的核心竞争力之一。
数控机床操作技能包括机床的开机与关机操作、手动操作、自动操作等，熟练掌握各种操作技巧，能够熟练调整数控机床的各项参数，确保机床能够正常运行和加工。
四、数控机床的维护保养数控机床的维护保养对于机床的正常运行至关重要。
数控机床操作员需要掌握机床的日常维护保养技巧，包括对机床进行清洁、润滑、紧固等操作，及时排除机床故障，确保机床的稳定性和使用寿命。
五、数控机床的安全知识在操作数控机床的过程中，安全是首要考虑的因素之一。
数控机床操作员需要具备一定的安全知识，熟悉机床的安全操作规程，正确使用防护设备，遵守操作规范，切勿违反安全操作规定，确保人身安全和机床的正常运行。
六、相关专业知识数控机床操作员还需要具备一定的相关专业知识，例如材料学、机械学、工艺学等方面的知识。
熟悉不同材料的特性和加工工艺，能够根据加工要求选择合适的工艺和刀具，并进行合理的加工方案设计。
总结：以上是数控机床操作员应具备的基础知识要求，通过学习和实践，不断提高自己的技能水平，才能成为一个优秀的数控机床操作员。
在实际工作中，可以结合实际需求，不断学习和掌握更多的知识和技能，提高自身的竞争力，在制造业中获得更多的机会和发展。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
伺服系统是数控装置与机床本体间的传动联系环节，可 以将来自数控装置的脉冲信号转换为机床移动部件的
运动，使工作台精确定位或按规定的轨迹做严格的相
对运动，最后加工出符合图纸的零件。
构成: 驱动装置、伺服电动机、传动丝杠等
工作过程：
（弱电
强电）
脉冲信号 伺服单元放大器
工作台、主轴移动
电动机运转 丝杠转动
数控机床的基本概念
数控机床的基本概念
第二节 数控机床的组成
1. 数控机床的主要组成部分
NC程序
控制 介质
数控编程
数控 装置
伺服 系统
动力传动部分
机床 本体
检测 装置
构成数控机床的四大部分
数控机床的基本概念
1) NC程序(控制介质）：包含加工过程中的所
有信息，主要有：
① 几何信息：确定加工零件的几何形状， 如位移、圆 心、曲面法矢量等 .
世界上比较著名的数控系统有:
日本 --- FANUC
系列数控系统
德国 --- SIEMENS HEIDENHAIN
系列数控系统 系列数控系统
荷兰 --- PHILPIS CNC-532 数控系统等
现数控系统发展的趋势: 统一、简捷、可读性强
数控机床的基本概念
3) 伺服系统 (数控机床运动的动力装置)
直
7
线
4
5
插
补
2 3a
B
7
6
5
圆
4
3
弧
插
R
21
补
A
O1
X
O
X
数控机床的基本概念
控制器
指指
指 指
指指
指指指指
指指指指
输入装置
运算器
指指指指
输输输输 输出装置
数控系统
数控装置工作流程示图
数控机床的基本概念
不同的数控机床研制机构, 生产了不同的数 控系统,即机床的同一运动,由于其数控系统的 不同,其程序控制代码不同。
硬件数控技术：以硬件作为控制器 靠硬件完成运算;功能简单;存储量小
计算机控制(CNC): 以计算机作为控制器 靠软件完成运算;功能强;存储量大
3) 数控系统对机床控制的类别:
顺序控制: 换刀、主轴调速、冷却液关启、工作台限位等
数字控制: 进给传动控制，即对刀具、工作台的运行的 顺序、位移量度以至速度实现控制。
插补概念：在数控加工时，数控装置需要在规定加工轮廓的起点 和终点之间进行中间点的坐标计算，然后按计算结果向各坐标轴
分配适量的脉冲数，从而得到相应轴方向上的数控运动。这种坐 标点的“密化计算”称作插补。完成插补运算的装置称为插补器。
插补类型: 直线(一次); 圆弧(二次)；空间样条曲线(三次)
Y
Y
6A
第二章
数控机床的基本概念
数控机床的基本概念
第一节 数控机床的定义
1、定义：数控机床（Numerical Control Machine Tools）
是采用数字技术形式控 制的机床。 即凡是用数字化的代码将加工过程中所需的各种操作和 步骤以及刀具与工件之间的相对位移等信息用数字化的 指令(记录在程序介质上)表示出来， 并送入计算机或数 控系统经过译码、运算及处理，控制机床的刀具与工件 的相对运动，加工出所需工件的一类机床即为数控(NC) 机床。
数控机床的基本概念
概括起来数控机床优点如下：
1) .有利于提高加工精度，保证同批零 件的一致性； 2) . 可以提高生产效率，一般可提高加工效率3~5倍； 3) .适合于复杂形状零件加工；（只提高了编程难度，
而无须各种工装） 4) .有利于实现管理和机械加工的自动化。
5. 数控机床的缺点:
1) .设备造价昂贵，机时费用高 2) .工作环境要求苛刻（温度、湿度、灰尘等） 3) .操作、编程、维修保养人员素质要求高
② 辅助功能信息：说明加工条件，如刀具几何参数、 进给速度和主轴转速、开关冷却液、 程序结束等.
③ 准备功能信息：说明插补类型、加工坐 标平面、实 现刀具半径补偿等.
NC程序传入NC机床的途径:
键盘手工敲入 、 穿孔纸带 、 拷贝、I/O通讯接口
数控机床的基本概念
2) 数控装置：由输入装置、控制器、运算器和
单位：mm/脉冲 、度/脉冲 常用的脉冲当量：
0.01mm/脉冲、0.005mm/脉冲、0.001mm/脉冲 0.01度/脉冲、 0.005度/脉冲、0.001度/脉冲
脉冲当量决定了NC机床的精度及程序小数点的位数和最 小值。
机床坐标轴运动量Δ=N δ N为整数
数控机床的基本概念
• 数控机床的插补
输出装置组成。
①输入装置：接收外部的输入程序并存储 ②控制器：控制和协调数控装置各部分协调工作
③运算器：接收控制信息，对集合信息进 行插补运算并向输出装置发出进给脉冲 ④输出装置：将脉冲输出给伺服系统
数控机床的基本概念
脉冲当量：
概念：相对于每个脉冲信号，机床移动部件的位移量 （包括移动量和转动量）叫做脉冲当量（用δ来表示）。
MIT 开发了APT编程系统 3) 飞机制造企业对数控机床需求的发展起了推动作用。
飞机结构复杂 、精度要求高、大量复杂曲面形状零件、 产量小、转型快，其生产特点决定了其急需NC设备， 从而为数控机床的发展应用提供了机遇。
数控机床的基本概念
3. 数控技术(NUMERICAL CONTROL）：
1) 概念:以数字化信息实现控制的应用技术 2) 分类:
数控机床的基本概念
2 、数控机床产生的历史背景
1) 40年代后期，美 John T. Parsons 提出了数控机床构想设想 通过控制机床的微小增量运动来加工机翼曲面 即用记录有坐标 位2) 置19的52数年据M的I穿T 孔第卡一来台控数制控机机床床的样动机作研，制以成实功现曲线、曲面的 加工19。53随年后开美始国应空用军初投步入应大用量军费给MIT伺服机构实验室。
4) 机床本体
机床本体指的是数控机床的机械构造实体。它与普通 机床的差别，主要是机械传动的结构和功能部件要求更高
机床本体主要由床身、导轨、各运动部件、工作台、 刀库、排屑器等组成。
5) 检测装置
在机床的坐标轴中安装有光栅尺 等来实时监测运动 部分的位移量,并与理论值比较,以确定需补充的运动脉冲 量。
数控机床的基本概念
4. 数控机床的优点：
传统机械式自动机床、仿形机床的缺点： 1）需要辅助工装 自动机床—需要制作凸轮、挡块等辅助装置 仿形机床—需要制作标准零件 2）加工过程是模拟量传递 3）加工精度低 4）加工零件变更需重新准备辅助装置
数控机床与仿形机床相比显著优点： 当加工对象变化时，只需重新编制程序