数控机床的系统组成及其功能
数控机床的组成及各部分基本功能
数控机床的组成及各部分基本功能英文回答：Components of CNC Machine and Their Basic Functions.A CNC machine, short for Computer Numerical Control machine, is a computer-controlled machine that automates a variety of manufacturing processes. It consists of several key components, each playing a specific role in the overall operation of the machine.1. Machine Base:The machine base provides a stable foundation for the entire machine. It houses the control system, drive motors, and other essential components.2. Bed:The bed is a rigid structure that supports theworkpiece and cutting tools during machining operations. It ensures precise movement of the workpiece and tools.3. Table:The table is mounted on the bed and moves in the X and Y directions to position the workpiece. It can be manually or automatically indexed for precise positioning.4. Spindle:The spindle is a rotating shaft that holds the cutting tool. It transmits power from the drive motor to the tool and rotates it at high speeds.5. Tool Changer:The tool changer automatically switches out cutting tools during machining operations. It stores a variety of tools and retrieves them as needed.6. Controller:The controller is the central processing unit of the CNC machine. It interprets the G-code program, generates control signals for the motors, and monitors the machine's status.7. Hydraulic or Pneumatic System:The hydraulic or pneumatic system provides power for the machine's actuators. These actuators control the movement of the table, spindle, and tool changer.8. Cooling System:The cooling system dissipates heat generated during machining operations. It protects the cutting tools, workpiece, and machine components from thermal damage.9. Lubrication System:The lubrication system ensures that all moving parts are properly lubricated. It reduces friction and wear,extending the life of the machine components.10. Enclosure:The enclosure surrounds the machining area and protects the operator from flying chips and other hazards. It also reduces noise levels and contains emissions.中文回答：数控机床的组成及各部分基本功能。
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
数控系统的基本硬件结构
数控系统的基本硬件结构一、基本硬件组成数控系统(CNC)通常由微机基本系统、人机界面接口、通信接口、进给轴位置掌握接口、主轴掌握接口以及帮助功能掌握接口等部分组成。
二、微机基本系统通常微机基本系统是由微处理器CPU、存储器(EPROM、RAM)、定时器、中断掌握器、输入输出接口等组成。
（1）微处理器CPU 它是整个数控系统的核心，常用的有8位、16位、32位的CPU。
对于中、低档的数控系统，一般采纳8位或16位CPU，对于高档的数控系统，一般采纳32位CPU。
（2）存储器它分为只读存储器(ROM)和随机存储器(RAM)。
ROM主要用来存储数控系统的掌握软件，RAM主要用来存储用户的零件加工程序和数据等。
存储器容量的大小，由数控系统的简单程度和用户的需求来打算，如图2－2所示。
CPU中断向量存放区系统掌握软件数据暂存区刀具参数表G53-G59参数表丝杠间隙值螺距误差表系统参数表零件加工程序名目零件加工程序存放区图2－2（3）定时器与中断掌握器它用于计算机系统的定时掌握与多级中断管理。
三、接口1. 人机界面接口2. 通信接口一般CNC装置带有RS232C串行接口或DNC通信接口，可实现DNC 方式的数控加工。
高档的CNC装置还配有FMS等高性能通信接口，按制造自动化协议（manufacturing automation protocol, MAP）等通信，可实现车间或工厂生产自动化。
3. 进给轴的位置掌握接口实现进给轴的位置掌握包括三个方面的内容：一是进给速度的掌握，二是插补运算，三是位置闭环掌握。
进给轴位置掌握接口包括模拟量输出接口和位置反馈计数器接口。
模拟量输出接口采纳数模转换器DAC，输出模拟电压，用以掌握速度伺服单元。
模拟电压的正负和大小分别打算了电动机的转动方向和转速。
位置反馈计数器接口能检测并记录位置反馈元件（如光电编码器）所发回的信号，从而得到进给轴的实际位置。
4. 主轴掌握接口主轴S功能可分为无级变速、有级变速和分段无级变速三大类。
数控车床的基本构成
数控车床的基本构成
数控车床的基本构成主要包括以下几个方面：
1. 主机部分：数控车床的主机部分包括床身、主轴、刀架和进给系统等。
床身是数控车床的基础结构，用于支撑和固定各个部件。
主轴是数控车床的主要运动部件，负责驱动工件和刀具进行转动。
2. 刀架部分：刀架是安装和切削刀具的部件，数控车床通常可以配备多个刀架，用于进行不同类型的切削操作。
刀架一般包括刀架座、刀架滑板和刀杆等。
3. 控制系统：控制系统是数控车床的重要组成部分，用于控制机床的运动和切削操作。
数控车床的控制系统通常包括机床控制器、数控系统和编程单元等，可以通过编程和输入指令来实现自动化加工。
4. 进给系统：进给系统是数控车床实现工件和刀具相对运动的部分。
进给系统一般包括进给电机、导轨、丝杠和滚珠螺杆等，通过控制进给电机来实现工件的直线运动。
5. 辅助设备：数控车床的辅助设备包括冷却系统、强制润滑系统和自动换刀系统等。
冷却系统用于冷却刀具和工件，减少摩擦和热量的产生。
强制润滑系统用于对机床进行润滑和冷却，保证机床的正常运转。
自动换刀系统可以实现自动更换刀具，提高加工效率和精度。
总之，数控车床的基本构成主要包括主机部分、刀架部分、控制系统、进给系统和辅助设备等。
这些部分相互协调，共同实现数控车床的自动化加工和精确控制。
数控机床电气控制系统的组成
数控机床电气控制系统的组成在今天这个科技飞速发展的时代，数控机床可谓是工业界的“明星”。
想象一下，机器自动精准地完成各种复杂的加工任务，简直让人惊叹不已！不过，要让这些机床跑起来，可少不了它们的电气控制系统。
今天咱们就来聊聊这个神秘又有趣的系统，看看它到底是由哪些“拼图”组成的。
1. 数控系统1.1 控制器数控机床的核心，非控制器莫属。
就像是机器的大脑，负责处理所有的数据和指令。
控制器能接收来自计算机的程序，分析出机器应该怎么动，真的是个小天才！想象一下，你给它发个指令，它立马就能做出反应，分分钟就能把一块金属变成你想要的形状。
控制器的“聪明才智”让机器变得活灵活现，不再是个死板的工具。
1.2 操作面板再说说操作面板，这可是人机互动的“桥梁”。
操作面板就像是机器的脸，让操作员能轻松地与它沟通。
通过触摸屏、按钮等，操作员可以设置参数，查看状态，甚至手动控制机器。
试想一下，当你在操作面板前，轻轻一按，机床就开始转动，那感觉就像是在指挥一场音乐会，简直爽歪歪！2. 驱动系统2.1 电动机驱动系统是数控机床的动力源泉，而电动机就是这其中的“大力士”。
这家伙负责将控制器的指令转化为实际的运动，没它可不行。
电动机有各种类型，比如步进电动机和伺服电动机，每种都有自己的拿手绝活。
就像在打游戏，不同角色有不同的技能，而电动机就是为机床“加油”的那一位，让它能快准狠地完成各种任务。
2.2 驱动器接下来是驱动器，它就像电动机的“教练”，负责控制电动机的运行状态。
驱动器会根据控制器发来的信号，调整电动机的转速和方向，确保机床始终在正确的轨道上前行。
想象一下，如果电动机是个跑步运动员，那驱动器就是在旁边不停喊着“加油”的教练，让运动员能发挥出最佳水平，争取到达终点。
3. 反馈系统3.1 传感器反馈系统可是数控机床的“眼睛”，它的好坏直接影响到加工的精度。
传感器负责实时监测机床的运行状态，捕捉位置、速度等信息，然后把这些数据反馈给控制器。
数控机床工作原理及组成
数控机床工作原理及组成1．1．1 数控机床工作原理数控机床是采用了数控技术的机床，它是用数字信号控制机床运动及其加工过程。
具体地说，将刀具移动轨迹等加工信息用数字化的代码记录在程序介质上，然后输入数控系统，经过译码、运算，发出指令，自动控制机床上的刀具与工件之间的相对运动，从而加工出形状、尺寸与精度符合要求的零件，这种机床即为数控机床。
1．1．2 数控机床的种类由于数控系统的强大功能，使数控机床种类繁多．其按用途可分为如下三类。
①金属切削类数控机床。
金属切削类数控机床包括数控车床、数控铣床、数控磨床、数控钻床、数控镗床、加工中心等。
②金属成形类数控机床。
金属成形类数控机床有数控折弯机、数控弯管机、数控冲床与数控压力机等。
③数控特种加工机床。
数控特种加工机床包括数控线切割机床、数控电火花加工机床、数控激光加工机床，数控淬火机床等。
1．1．3 数控机床的组成数控机床一般由输入输出设备、数控装置(CNC)、伺服单元、驱动装置(或称执行机构)、可编程控制器(PLC)及电气控制装置、辅助装置、机床本体及测量装置组成。
图1—1是数控机床的硬件构成。
(1)输入与输出装置输入与输出装置是机床数控系统与操作人员进行信息交流、实现人机对话的交互设备．输入装置的作用是将程序载体上的数控代码变成相应的电脉冲信号，传送并存入数控装置内。
目前，数控机床的输入装置有键盘、磁盘驱动器、光电阅读机等，其相应的程序载体第1页为磁盘、穿孔纸带。
输出装置是显示器，有CRT显示器或彩色液晶显示器两种。
输出装置的作用是：数控系统通过显示器为操作人员提供必要的信息。
显示的信息可以是正在编辑的程序、坐标值，以及报警信号等。
(2)数控装置(CNC装置)数控装置是计算机数控系统的核心，是由硬件与软件两部分组成的。
它接受的是输入装置送来的脉冲信号，信号经过数控装置的系统软件或逻辑电路进行编译、运算与逻辑处理后，输出各种信号与指令，控制机床的各个部分，使其进行规定的、有序的动作。
数控机床的组成和分类
二、 数控机床的基本类型
2. 按伺服系统控制方式分类 （1）开环伺服系统
特点：不带位置测量元件，对执行机构的动作情况不进 行检查，控制精度较低，成本较低。如：步进电机伺服 系统。其精度主要取决于伺服元件和机床传动元件。
开环控制系统框图
二、 数控机床的基本类型
3.伺服驱动系统（装置） （1）伺服驱动装置包括： 主轴驱动单元-实现速度控制； 进给驱动单元-实现速度控制和位置控制； 回转工作台和刀库伺服控制装置+相应的伺服电机； 安装在伺服电机（或机床的执行部件）上的速度、位移 检测元件及其电路； （常用的检测装置-测速电机、旋转变压器、脉冲编码 器、感应同步器、光栅、磁性检测元件、霍尔检测元件）
数控机床的组成和分类
一、数控机床的组成
数控机床由信息输入、信息运算及控制、伺服驱动系统、 机床本体、机电接口等五大部分组成。
CRT
信
磁盘
息
运
手摇脉冲
算
发生器
控
制
信息
接口
机电 接口
冷却液电动机限位开关
位
速
机
置
度Leabharlann 床控控本
制
制
体
速度反馈
位置反馈
数控机床的组成示意图
一、数控机床的组成
1.信息输入 磁盘输入； 手动数据输入（MDI）-按键+显示器CRT； 手摇脉冲发生器（电子手轮）输入-调整机床、对刀； 通讯接口输入-由上位机输入；
（2）板材加工类数控机床：数控压力机、数控折弯机、 数控剪板机等等；
（3）特种加工类数控机床：数控电火花线切割机床、 数控电火花成型机床、数控激光加工机床等等；
机床数控系统的组成
机床数控系统的组成机床数控系统是现代机床的核心技术之一，它由多个组成部分构成，共同实现对机床的自动化控制和加工操作。
本文将从硬件和软件两个方面介绍机床数控系统的组成。
一、硬件组成1.主轴驱动系统：主轴驱动系统是机床数控系统的核心部分，它负责控制主轴的转速和运动方向。
主轴驱动系统通常由伺服电机、减速器、编码器等组成，通过对电机的控制，实现对主轴的精确控制。
2.进给驱动系统：进给驱动系统用于控制工件在加工过程中的运动轴向，包括直线进给轴和旋转进给轴。
直线进给轴通常由伺服电机、滚珠丝杠等组成，用于控制工件的直线运动；旋转进给轴通常由伺服电机、齿轮传动等组成，用于控制工件的旋转运动。
3.运动控制卡：运动控制卡是机床数控系统的核心控制器，它负责接收数控指令，并将其转换为电信号，通过与主轴驱动系统和进给驱动系统的配合，实现对机床的精确控制。
运动控制卡通常具备高速数据处理能力和多个输入输出接口，以满足机床复杂加工过程的控制需求。
4.传感器：传感器是机床数控系统的重要组成部分，用于实时监测机床的运行状态和工件加工过程中的各种参数。
常见的传感器包括位置传感器、力传感器、温度传感器等，它们通过与运动控制卡的连接，将采集到的数据反馈给数控系统，以实现对机床的自动化调节和控制。
5.人机界面：人机界面是机床数控系统与操作人员之间的交互界面，用于输入加工参数、监视加工过程和显示加工结果等。
人机界面通常由触摸屏、键盘、显示器等组成，操作人员可以通过它们与数控系统进行交互，并实时了解机床的工作状态。
二、软件组成1.数控系统软件：数控系统软件是机床数控系统的核心程序，它负责解释和执行数控指令，控制机床的运动和加工过程。
数控系统软件通常由操作系统、驱动程序、插补算法等组成，它们共同实现对机床的高精度控制和加工操作。
2.加工程序：加工程序是机床数控系统的另一重要组成部分，它是由一系列数控指令组成的程序，用于描述工件的加工路径和加工过程。
简述数控车床的结构组成
简述数控车床的结构组成数控车床是一种通过计算机控制的自动化机床，其结构组成包括床身、主轴箱、刀架、进给机构、液压系统、润滑系统、电气系统等部分。
床身是数控车床的基础和支撑部分，一般采用整体铸造或焊接而成，具有良好的刚性和稳定性。
床身上设置有主轴箱、刀架和进给机构等关键部件的安装位置，并通过各种连接件将各部件固定在床身上。
主轴箱是数控车床的核心部分，包括主轴、主轴驱动装置和主轴箱壳体等组成。
主轴是数控车床的动力来源，通过电机驱动实现工件的旋转。
主轴驱动装置负责将电机的旋转转化为主轴的旋转，并具有变速功能以满足不同加工要求。
主轴箱壳体起到保护主轴和主轴驱动装置的作用，同时具有防护、散热和降噪等功能。
刀架是数控车床上刀具的安装和运动部分，包括刀架座、刀架滑架、刀架驱动装置等组成。
刀架座是刀架的安装座，通过各种连接件与床身固定。
刀架滑架负责刀架的移动和定位，可以实现各种切削操作。
刀架驱动装置通过电机驱动刀架的运动，使刀具在工件上进行切削。
进给机构是数控车床的进给系统，包括进给轴、进给伺服装置和进给传动装置等组成。
进给轴负责工件在进给方向上的运动，可以实现不同速度和进给量的控制。
进给伺服装置负责将电机的旋转转化为进给轴的运动，并通过编码器等反馈装置实时监测和控制进给轴的位置和速度。
进给传动装置起到传递动力和运动的作用，一般采用齿轮传动或螺杆传动。
液压系统是数控车床的辅助系统，主要包括液压站、液压缸和液压管路等组成。
液压站负责液压系统的供油和控制，通过油泵将液压油送至液压缸以实现刀架和进给轴等部件的运动。
液压缸负责产生必要的力和压力，通过液压缸的伸缩实现刀架的升降和进给轴的进退。
液压管路起到传递液压油的作用，连接液压站和液压缸等部件。
润滑系统是数控车床的重要辅助系统，负责给各润滑点提供润滑油脂以减少磨损和摩擦，并冷却和清洗工作区域。
润滑系统包括油泵、油箱、油管和润滑装置等组成，通过油泵将润滑油送至润滑点以实现有效的润滑。
数控机床的工作原理组成及主要性能指标
数控机床的工作原理、组成及主要性能指标数控机床的工作原理、组成及主要性能指标数控机床的基本操作（以BEIJING—FANUC0i 数控系统为例）数控机床的工作原理数控机床是用数字信息进行控制的机床。
凡是用代码化的数字信息将刀具移动轨迹信息记录在程序介质上，然后送人数控系统经过译码和运算，控制机床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机床。
数控加工的基本过程。
在数控机床加工工件前，要分析零件图，拟定零件加工工艺方案，明确加工工艺参数，然后按编程规则编制数控加工程序。
当加工零件的几何信息和工艺信息转换为数字化信息后，可以用不同方法输入到机床的数控系统中，经检查无误即可启动机床，运行数控加工程序数控装置自动完成数控加工程序发出的各种控制指令。
如果不出现故障，直到加工程序运行结束，零件加工完毕为止。
数控加工的控制过程与计算机控制打印机的打印过程，特别是与计算机控制绘图机的绘图过程非常相似。
数字控制是相对于模拟控制而言的。
数字控制系统或计算机数字控制系统用字长来表示不同精度信息，可进行复杂的算术运算、逻辑运算和信息处理，通过改变软件（而非电路或机械机构）实现信息处理方式和过程的转换，具有很好的柔性功能。
cNc系统方便、可靠、精度高，广泛应用于机械运动的轨迹、检测和辅助运动控制等各方面，其中，轨迹控制是机床和工业机器人的主要控制内容。
数控机床的组成数控机床一般由输人输出设备、数控装置（cNc）伺服单元、驱动装置（或称执行机构）、可编程控制器（眦）及电气控制装置、辅助装置、机床本体及测量装置组成。
（1）输入和输出装置。
是机床数控系统和操作人员进行信息交流、实现人机对话的交互设备。
输人装置的作用是将程序载体上的数控代码变成相应的电脉冲信号，传送并存人数控装置内。
目前，数控机床的输入装置有键盘、磁盘驱动器、光电阅读机等，其相应的程序载体为磁盘、穿孔纸带。
输出装置是显示器，有CRT显示器或彩色液晶显示器两种。
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数控机床的系统组成及其功能数控机床是一种高度自动化的机床，它利用数字控制技术来加工金属或其他材料。
数控机床的系统组成包括以下几个主要部分：
1.数控装置：数控装置是数控机床的核心部件，它通过接收输入的加工程序，
将加工过程转化为一系列的指令，控制机床的各个部件进行精确的运动。
数控装置一般由计算机硬件、控制软件和输入输出接口等组成。
2.进给系统：进给系统是数控机床的重要部分，它负责将动力传递给机床的各
个运动部件，包括工作台、主轴、刀架等。
进给系统通常由电动机、丝杠、齿轮、轴承等组成，通过改变电动机的转速和旋转方向来控制机床的运动速度和方向。
3.主轴系统：主轴系统是数控机床的关键部件，它负责驱动刀具进行切削加
工。
主轴系统一般由电动机、主轴、轴承、刀具夹头等组成，通过调节电动机的转速和旋转方向来控制刀具的旋转速度和旋转方向。
4.辅助装置：数控机床的辅助装置包括冷却系统、润滑系统、排屑系统、照明
系统等，它们分别负责提供冷却液、润滑油、排除切屑、照明等工作。
这些辅助装置对于保证机床的正常运转和加工过程的顺利进行至关重要。
5.控制系统：控制系统是数控机床的基础部分，它通过接收操作者输入的指
令，将加工过程转化为一系列的数控指令，控制机床的各个部件进行精确的运动。
控制系统通常由控制器、操作面板、传感器等组成，通过调节电动机的转速和旋转方向来控制刀具的旋转速度和旋转方向。
数控机床的功能非常广泛，它可以加工各种类型的零件，包括金属和非金属材料，如钢、铸铁、有色金属、塑料等。
数控机床可以完成多种加工操作，如车削、铣削、钻孔、攻丝、磨削等。
此外，数控机床还可以进行精确的测量和检验，确保加工出的零件符合精度要求。
除了自动化和高精度，数控机床还具有高效率的特点。
由于数控机床可以同时控制多个坐标轴，因此它可以一次装夹多个工件，减少装夹和测量时间，提高生产效率。
此外，数控机床还可以进行在线监测和故障诊断，及时发现并解决问题，减少停机时间和维修成本。
总之，数控机床是一种高度自动化、高精度和高效率的机床，它的系统组成包括数控装置、进给系统、主轴系统、辅助装置和控制系统等。
这些部件协同工作，实现精确的加工和控制。
数控机床的功能非常广泛，它可以完成多种加工操作，并进行精确的测量和检验。
由于数控机床具有高效率和高精度的特点，它已经成为现代制造业中不可或缺的重要设备之一。