数控系统的组成及工作原理
数控系统的组成及工作原理
数控机床的主轴驱动系统和进给驱动系统，分别采用交、直流主轴电动机、伺 服电动机驱动，这两类电动机调速范围大，并可无级调速，因此使主轴箱、进 给变速及传动系统大为简化，箱体结构简单，齿轮。轴承和轴类零件数量大为 减少甚至不用齿轮，由电动机直接带动主轴或进给丝杠。
4、高传动效率和无间隙传动装置
数控机床在高进给速度下，工作要求平稳，并有高定位精度。因此，对进 给系统中的机械传动装置和元件要求具有高寿命、高刚度、无间隙、高灵 敏度和低摩擦阻力的特点。目前，数控机床进给驱动系统中常用的机械装 置主要有3种：滚珠丝杠副、静压蜗杆——蜗母条机构和预加载荷双齿轮－ 齿条。
机床基础部件又叫机床大件，通常是指床身、底座、立柱、横梁、滑座、工作 台等。它是整台机床的基础和框架。机床的其他零、部件，或者固定在基础件 上，或者工作时在它的导轨上运动。
数控机床机械结构的主要特点
1、高刚度和高抗振性
机床刚度时机床的性能之一，它反映了机床结构抵抗变形的能力。 提高数控机床结构刚度的措施 1）提高机床构件的静刚度和固有频率 改善薄弱环节的结构或布局，以 减少所承受的弯曲载荷和转矩负载。 2）改善机床结构的阻尼特性 3）用新材料和钢板焊接结构 2、减少机床的热变形的影响 3、驱动系统机械结构简化
分辨率是指两个相邻的分散细节之间可以分辨的最小间隔。 数控装置每发出一个脉冲，反映到机床坐标轴上的位移量，通常称为脉冲当量
3、效率指标 1）最高主轴转速和最大加速度
2）最大快移速度 4、可靠性指标
1）平均无故障工作时间 2）平均修复时间 3）固有可用度
二、数控机床的功能 1、控制功能
2、插补功能 3、准备功能 4、进给功能
数控机床的工作原理
数控机床加工工件，首先要将被加工工件的几何信息和工艺信息数字化，用 规定的代码格式编写加工程序，并储存到程序载体，然后用相应的输入装置 将所编的程序指令输入到CNC单元，CNC单元将程序译码、运算之后，向机 床各个坐标的伺服系统和辅助控制装置发出信号，以驱动机床的各运动部件， 并控制所需要的辅助动作，最后加工出合格的工件
数控ppt课件完整版
contents •数控技术概述•数控机床结构与分类•数控编程基础•数控加工工艺与刀具选择•数控机床操作与维护•数控技术发展趋势与展望目录01数控技术概述数控技术的定义与发展数控技术的定义采用数字化信息对机床运动及其加工过程进行控制的技术。
数控技术的发展历程从手动控制到数字控制，经历了多个阶段的发展，包括电子管、晶体管、集成电路、计算机等技术的应用。
数控技术的现状与趋势当前数控技术已经广泛应用于制造业各个领域，未来将继续向智能化、高精度、高效率等方向发展。
数控系统的组成与工作原理数控系统的组成01数控系统的工作原理02数控系统的特点03机械制造领域航空航天领域汽车制造领域其他领域数控技术的应用领域02数控机床结构与分类为确保加工精度和稳定性，数控机床采用高刚度材料和结构。
通过先进的制造工艺和装配技术，实现高精度加工。
采用高性能伺服驱动系统和高速主轴，提高加工效率。
配备自动换刀装置、自动排屑装置等，实现自动化加工。
高刚度高精度高速度高自动化按工艺用途分类按运动方式分类按伺服系统类型分类常见数控机床类型介绍数控车床数控铣床加工中心数控磨床03数控编程基础数控编程的概念是将零件的加工信息，按照数控系统规定的代码和格式，编制成加工程序文件，并输入到数控装置中，由数控装置控制机床进行自动加工的过程。
0203分析零件图样和工艺要求确定加工方案数控编程的步骤01选择合适的数控机床选择合适的刀具、夹具和量具编制加工程序01 02 03机床坐标系工件坐标系用于控制机床的直线插补、圆弧插补等加工动作。
M指令用于控制机床的辅助功能，如换刀、冷却液开/关等。
G指令VSS指令01F指令02T指令03数控编程的常用指令与格式地址符+数字程序段格式一个完整的程序段由若干个字组成，每个字由地址符和数字组成，程序段结束以分号或回车符表示。
04数控加工工艺与刀具选择先进行粗加工，再进行精加工，逐步提高加工精度。
先粗后精原则一次装夹原则工序集中原则基准统一原则尽可能在一次装夹中完成多道工序，减少装夹次数，提高加工效率。
数控系统的结构和工作原理
伺服放大器，则再从COP10A 到 COP10B。 FANUC 0iC I/O：I/O Link NC上的口为JD1A， 接I/O单元上JD1B，如再有一个I/O单元，从上一
单元JD1A接至下一个单元JD1B。CB104— CB107为4根扁平电缆,每根50芯,通向机床面板和
机床
FSSB和I/O Link体现 FANUC 公司硬件结构思想, 主运动信息和辅助运动信息分离
四、SIEMENS（西门子）802D系统结构
一、数控系统主要部件
数控控制器 伺服（主轴）放大器、电机（反馈） I/O装置 机床
二、数控机床装配过程
1、机床厂选型购置 2、电器、机械连接 3、PLC编程（辅助功能） 4、参数确定（主运动） 5、联调
三、FANUC 0iC 系统的结构
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
FSSB 主运动信息
I/O Link 辅助运动信息
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数控机床是利用数字控制系统来控制机床进行加工的一种先进的机械设备。
它通过预先编写好的数控程序来控制机床的运动，实现对工件的加工。
本文将详细介绍数控机床的工作原理及工作过程。
一、工作原理数控机床的工作原理主要包括数控系统、伺服系统、传感器和执行机构等几个关键部分。
1. 数控系统：数控系统是数控机床的核心部件，它由硬件和软件组成。
硬件部分包括中央处理器、存储器、输入设备和输出设备等，软件部分则包括数控程序和操作界面等。
数控系统负责接收操作者输入的指令，并将其转化为机床能够理解的控制信号，从而控制机床的运动。
2. 伺服系统：伺服系统是数控机床中的关键部分，它负责控制机床的运动轴。
伺服系统由伺服电机、编码器和驱动器等组成。
伺服电机接收数控系统发出的控制信号，通过编码器反馈机床的实际位置，驱动器则根据反馈信号调整电机的转速和转向，从而实现机床的精确运动。
3. 传感器：传感器用于检测机床的状态和工件的位置等信息，并将其转化为电信号传输给数控系统。
常见的传感器包括光电传感器、接近开关和压力传感器等。
传感器的准确性和可靠性对于数控机床的工作精度和稳定性至关重要。
4. 执行机构：执行机构是数控机床的动力部分，它负责将数控系统发出的控制信号转化为机床的实际运动。
常见的执行机构包括伺服电机、液压缸和气动缸等。
执行机构的性能和可靠性直接影响到机床的工作效率和加工质量。
二、工作过程数控机床的工作过程主要包括数控程序的编写、数控系统的设置和机床的加工操作等几个步骤。
1. 数控程序的编写：数控程序是数控机床工作的指令集，它由一系列的代码和参数组成。
编写数控程序需要根据工件的加工要求和机床的特性来确定加工路径、刀具的选择和切削参数等。
编写好的数控程序可以通过输入设备导入到数控系统中。
2. 数控系统的设置：在进行加工操作之前，需要对数控系统进行设置。
设置包括选择合适的数控程序、设定工件的初始位置和坐标系、调整刀具的补偿和设定加工速度等。
数控机床的工作原理及应用
数控机床的工作原理及应用
一、数控机床的工作原理
1. 数控机床通过计算机控制,按照加工程序对工件进行自动化加工。
2. 在计算机存储器内预先编制加工程序,并将程序以数字信号的形式输入数控设备。
3. 数控设备将数字信号解码,变换为机床可以执行的位置、速度等控制信号。
4. 这些信号通过执行机构驱动机床的主轴、Fixture等进行自动加工。
5. 在加工程序控制下,机床精确执行各种turning、drilling、milling等动作。
6. 通过程序可以重复加工复杂工件,不需要人工直接操作。
二、数控系统的组成
1. 程序存储器:存储加工程序,如打孔程序、铣槽程序。
2. 程序译码器:将程序转换为机床可执行的控制信号。
3. 驱动器:控制主轴转速、进给速率等。
4. 执行机构:带动主轴、Fixture等机械运动。
5. 反馈系统:监测执行效果,除错。
三、数控机床的应用
1. 高效自动化加工,提高加工精度。
2. 可连续不断地24小时运行,提高产量。
3. 加工复杂工件,实现多轴联动加工。
4. 编写灵活的加工程序,满足多品种和变批量需求。
5. 降低加工成本,广泛应用于航空、航天、汽车等制造业。
6. 一台数控机床可替代多台普通机床,降低设备投资。
综上所述,数控机床通过执行存储的数字化程序实现自动化加工,可连续高效加工复杂工件,大幅提高加工效率和质量,是现代制造业不可缺少的先进设备。
数控机床的原理及组成结构
数控机床的原理及组成结构
数控机床又称为数控加工中心，是一种利用计算机控制的机床。
它通过预先输入的指令，实现对工件的自动加工，具有高精度、高稳定性和高效率的特点。
数控机床的原理主要包括三个方面：数控系统、伺服系统和执行系统。
1. 数控系统：数控系统负责接收输入的工艺程序，对指令进行解析和处理，并发送控制信号给伺服系统和执行系统。
数控系统由硬件和软件两部分组成，硬件包括主控板、接口板、数控终端等，软件包括操作系统、数控编程软件等。
2. 伺服系统：伺服系统负责将数控系统发送的控制信号转换为电信号，通过电机驱动系统，控制工件在加工过程中的运动。
伺服系统由伺服电机、伺服控制器和传感器等部件组成，它可以实现对工件运动的精确控制。
3. 执行系统：执行系统是指实际进行加工的部分，包括机床本体、刀具系统和夹具系统等。
它根据数控系统发送的指令，控制切削工具在工件上进行切削、铣削、镗削等操作。
执行系统的结构包括主轴、进给系统、工作台、刀库等。
总的来说，数控机床的组成结构主要包括数控系统、伺服系统和执行系统三个方面，它们相互配合，实现对工件的自动加工。
数控系统的组成
数控系统的组成数控系统是一种很强大的机械加工技术，它可以大大提高加工精度和效率，在传统机械加工技术中，它显示出自己无可替代的地位。
因此，越来越多的人开始关注数控系统的组成和工作原理，本文首先介绍数控系统的构成，然后介绍其工作原理。
数控系统的基本构成数控系统是一种集成的自动控制系统，它由计算机控制器，运动控制系统，工作台和联勤机床等主要部件组成。
它们之间的关系如图1所示。
计算机控制器是数控系统的核心，它负责接收用户的输入，控制和监控系统的运行，并传递指令给运动控制系统。
一般计算机控制器由中央处理器和存储器组成，它们在计算机指令的基础上，运行内部程序，实现控制和监控系统的功能。
运动控制系统是数控系统的基础，它负责机床的运动控制，多种动力发动机的驱动和控制，以及传感器的输入和信息的处理。
它由步进电机驱动器，以及与之相连的各种传感器，放大器，位置检测器组成，能够检测和控制机床的运动。
工作台是用来安装机床和工件的构件，主要由横梁，立柱，滑榫，研磨头，刀库等部分组成。
它具有一些基本功能，如固定，零件定位，运动控制，传动等，保证了机床和工件的稳定定位。
联勤机床是一种多功能、复合结构的机床，由主轴，夹头，多种动力装置组成，可以实现铣、钻、拉弯、削、磨、烫等加工功能。
数控系统工作原理数控系统的工作原理主要是计算机控制器接收用户的加工计划，把加工计划转换成控制程序，然后把控制程序传递给运动控制系统，由运动控制系统按照控制程序控制联勤机床进行加工，最后实现加工要求。
综上所述，数控系统是由计算机控制器，运动控制系统，工作台和联勤机床等主要部件组成的集成自动控制系统，它以计算机控制为核心，通过运动控制系统控制联勤机床，实现对工件的加工。
数控车的工作原理
数控车的工作原理数控车（Numerical Control Lathe）是一种利用计算机控制系统来实现自动化加工的机床。
它通过预先编写好的程序来控制机床的运动，实现对工件的精确加工。
数控车的工作原理主要包括数控系统、传动系统、执行系统和监控系统等几个方面。
一、数控系统。
数控系统是数控车的核心部件，它由控制器、编程器、输入设备和输出设备等组成。
控制器是数控系统的主要部件，它接收编程器输入的加工程序，并根据程序指令来控制机床的运动。
编程器用来编写和输入加工程序，通常采用G代码和M代码来描述机床的运动轨迹和加工工艺。
输入设备用来输入加工程序和相关参数，输出设备用来显示加工过程和结果。
二、传动系统。
传动系统是数控车实现加工运动的关键部件，它由主轴驱动系统、进给系统和辅助运动系统等组成。
主轴驱动系统用来驱动主轴旋转，实现工件的旋转加工。
进给系统用来控制刀具在工件上的进给运动，实现工件的线性加工。
辅助运动系统用来实现机床各个部件的辅助运动，如刀架的升降、横向移动等。
三、执行系统。
执行系统是数控车实现加工动作的执行部件，它由主轴驱动装置、进给装置和辅助运动装置等组成。
主轴驱动装置用来驱动主轴旋转，实现工件的旋转加工。
进给装置用来控制刀具在工件上的进给运动，实现工件的线性加工。
辅助运动装置用来实现机床各个部件的辅助运动，如刀架的升降、横向移动等。
四、监控系统。
监控系统是数控车实现加工过程的监控和管理部件，它由显示装置、报警装置和诊断装置等组成。
显示装置用来显示加工过程和结果，报警装置用来监测机床运行状态并发出报警信号，诊断装置用来对机床进行故障诊断和维护。
总结：数控车的工作原理是通过数控系统来控制机床的运动，实现对工件的精确加工。
数控系统通过预先编写好的加工程序来控制机床的运动，传动系统实现加工运动，执行系统执行加工动作，监控系统监控加工过程。
数控车的工作原理是现代制造业中不可或缺的重要技术，它提高了加工精度和效率，降低了人工成本，推动了制造业的发展。
- 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)。
6
精选PPT
１．硬件构成（2） ：
外围设备主要包括操作面板、键盘、显示器、光电阅读机、 纸带穿孔机和外部存储器等。
操作面板：由于不同数控机床的动作不同，所配备的操作 面板是不同的。一般操作面板具有如下按钮和开关：
进给轴手动控制按钮，用于手动调整时移动各坐标轴。
N60 X40．0；
N70 Z-18．0；
（刀补进行）
N80 X80．0；
N90 G40 G00 X85．0 Z10．0； （刀补取消）
N100 G28 U0 W0；
（返回参考点）
N110 M30；
21
精选PPT
3．刀具半径补偿原理（1）：
基本思想：刀具半径补偿的计算就是根据零件轮廓和刀 具半径值计算出刀具中心的运动轨迹。对于数控系统来 说，工件轮廓主要是直线和圆弧或将其它轮廓用极限的 方法转换成直线或圆弧。对直线轮廓而言，刀补中心轨 迹是一条平行于工件轮廓且与轮廓等长的直线，用两点 （起点、终点）即可决定其直线方程；对圆弧轮廓而言， 刀补中心轮廓应是一条与工件轮廓同心且包角相同的一 段圆弧，用刀补圆弧的起点、终点坐标及圆弧半径即可 决定该圆弧方程。
诊断程序：通过识别程序中的一些标志符来判断故 障的类型和所在地。
11
精选PPT
二．机床数控系统的基本工作原理
12
精选PPT
1 ．数控系统工作原理框图：
13
精选PPT
１．程序的输入：
分为手动输入和自动输入两种方式。手动输入通 常用键盘输入；自动输入可用穿孔纸带、磁带或 用通讯的方式。
14
精选PPT
19
精选PPT
刀具半径补偿图例：
20
精选PPT
刀具半径补偿示例：
%0010
N20 T0101；
（转1号刀，执行1号刀补）
N30 M03 S1000；
（主轴按1000r／rain正转）
N40 G00 X0．0 Z10．0；
（快速点定位）
N50 G42 G01 X0．0 Z0．0 F100 （刀补建立）
9
精选PPT
２．软件构成（2）：
插补程序：根据加工程序所提供的加工信息，如 曲线的种类（直线、圆弧或其它曲线）、起终点 （直线的起点、终点，圆弧的起点、终点及圆 心）、加工方向（顺时针、逆时针），对这些信 息进行插补运算，决定每一个脉冲到来时的移动 方向及步长，以及曲线与曲线之间如何过渡等。
10
3
精选PPT
一．CNC数控系统基本构成
4
精选PPT
数控系统构成可以用下面的框图表示：
硬件系统
微机部分 外围设备部分 机床控制部分
CNC数控系统
系统软件 软件系统
应用软件
输入数据处理程序 插补运算程序 速度控制程序 管理程序 诊断程序
5
精选PPT
１．硬件构成（1） ：
微机部分：是CNC的核心，主要由CPU、存储 器和接口电路组成。
17
精选PPT
刀具半径补偿图例：
18
精选PPT
２．刀具补偿的步骤：
刀具半径补偿的建立：刀具由起刀点以进给速度接近工 件，刀具中心在法线方向与待加工工件偏离一刀具半径。 偏置方向由G41及G42确定。
刀具半径补偿的进行：一旦建立刀补，刀具始终偏离工 件轮廓一定距离，直到取消刀补为止。
刀具半径补偿的取消：刀具撤离工件，回到退刀点，取 消刀具半径补偿。退刀点应位于零件轮廓之外，可以与 起刀点相同，也可以不相同。
22
精选PPT
3．刀具半径补偿原理（2）：
X X X
切直线时刀补的计算：设上段
Y
Y
Y
程序加工完Байду номын сангаас后，刀具中心位
X
R
sin
R
Y X 2Y2
于O’，现需计算刀补后直线终 点的坐标（X‘，Y‘）。设终点
8
精选PPT
２．软件构成（1）：
输入数据处理程序：接受加工程序，对程序进行 译码，对数据进行处理。加工程序给定的是待加 工工件的轮廓，而实际上，应该控制刀具中心的 运动轨迹。这就存在一个轮廓转换的问题。只要 告诉系统所使用的刀具并将刀具相应的参数输入 系统中，该转换工作由输入数据处理程序自动完 成。
数控系统的主要工作过程是根据输入的信息（加工程序），进行数 据处理（刀具长度和半径补偿）和插补运算（确定刀具或工件的运 动轨迹），从而获得理想的运动轨迹信息。
为了适应工业自动化的需要以及网络、远程控制的需要，CNC(分布 式数控)通常备有RS232、RS422串行通信接口，高档CNC还具有DNC （分布式数控）或MAP（制造自动化协议）接口。有些生产厂家还 纷纷采用MAP工业控制网络。
主轴启停与主轴倍率选择按钮：用于主轴的启停与正、反 转以及主轴调速。自动加工启停按钮：用于自动加工过程 的启动于停止。
条件程序段选择开关：用于条件程序段是否执行。
倍率选择开关：用于选择进给速度的倍率及点动量。
另外还有一些状态指示等、报警装置等。
7
精选PPT
１．硬件构成（3） ：
机床数控系统 主要是通过对伺服机构的控制来实现对机床移动 部件的控制。包括速度和位移的控制以及它们反 馈装置的控制。
数控机床与使用维修
第二讲 数控系统的组成及工作原理
山西工程职业技术学 院机械系 姚瑞敏
1
精选PPT
本讲主要内容
CNC数控系统基本构成 机床数控系统的基本工作原理 刀具半径补偿原理
2
精选PPT
引言
计算机数控系统是一种包含计算机在内的数字控制系统。它是一种 位置控制系统，主要用于控制刀具和工件之间的相对位置。
精选PPT
２．软件构成（3）：
速度控制程序：根据给定的速度值控制插补运算的 频率，保证预定的进给速度。并能根据反馈值的正 与负自动地调节速度的大小。
管理程序：负责对数据输入、数据处理、插补运算 等各种程序进行调度管理；对诸如面板命令、时钟 信号、故障信号等引起的中断进行处理；子程序的 调用；共享资源的分时享用等。
２．译码：
主要是将标准程序格式翻译成便于计算机处理数 据的格式（高级语言→机器语言）。
15
精选PPT
三、刀具半径补偿
16
精选PPT
１．补偿的类型：
分为左补偿和右补偿两种情形。 刀具半径左补偿：沿着加工方向，当刀具位于工
件左侧时，称刀具半径左补偿。加工时用G41指 令调用。 刀具半径右补偿：沿着加工方向，当刀具位于工 件右侧时，称刀具半径右补偿。加工时用G42指 令调用。