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。 包括工艺准备、刀具选择、加工方案(走刀路线、切削用量等)及补偿方案等各方面信息。加工实际经验的积累,也是获得工艺信息的有效途径。 3)辅助信息—-泛指除几何、工艺信息之外的其它信息,其作用主要为控制机床辅助动作。 如主轴的启、停与调速、换向，冷却液的开、关,零件的夹紧与松开，以及找刀、换刀等各种信息。 2、数控机床用计算机简介 数控的实质是计算机控制。计算机技术的高速发展，开辟了数字技术综合应用的新领域，促进了生产过程自动化的不断发展。 1)电子计算机的组成：电子计算机由软件和硬件两大部分组成。
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
数控机床的基本构造及工作原理 数控机床是一种利用计算机控制的自动化机械设备。它是在传统机床 的基础上发展而来，具有高精度、高效率和多功能特点。下面将对数控机 床的基本构造和工作原理进行详细介绍。 一、数控机床的基本构造 1.机床主体部分：机床主体通常由床身、立柱、横梁和工作台等组成。床身是整个机床的基础，用于安装和支撑其他各个部件。立柱起支撑和导 向作用，横梁用于支撑和传递载荷，工作台用于支撑工件。 2.传动系统：传动系统将电机产生的动力传递给刀具或工件，实现切 削加工。常见的传动方式包括电机驱动螺杆、齿轮传动和皮带传动等。 3.控制系统：控制系统是数控机床的核心部分，用于实现机床的自动 化操作。它由计算机、数控装置、伺服控制器和编码器等组成。计算机是 控制系统的主控部分，负责接收和处理指令。数控装置将计算机的指令转 化为电信号，控制伺服控制器和驱动器工作。伺服控制器接收数控装置的 信号，输出相应的电流给驱动器，驱动刀具或工件运动。 4.动力系统：动力系统提供机床的驱动力，通常由电机提供动力。根 据不同的切削工况和需求，可以采用不同类型的电机，如交流伺服电机、 直流伺服电机和步进电机等。 5.刀具或工件换刀系统：刀具或工件换刀系统用于实现自动化换刀操作，提高生产效率。根据不同的切削任务和工艺要求，可以配置不同的换 刀方式，如手动换刀、自动换刀和带刀库的换刀等。 二、数控机床的工作原理
1.编程：要进行数控加工，首先需要编写加工程序。加工程序是由一 系列指令组成的文本文件，用于描述切削路径、刀具换向、进给速度、切 削深度等参数。 2.坐标系转换：在编写加工程序时，需要定义一个坐标系，用于描述 刀具或工件的位置和运动。通常使用直角坐标系或极坐标系。在实际运行时，数控系统会将编程坐标转换为机床坐标，以控制机床的运动。 3.运动控制：数控系统根据加工程序生成的指令，通过伺服控制器控 制电机运动，实现刀具或工件在空间中的运动。伺服控制器接收数控装置 发出的指令，输出相应的电流给驱动器，驱动电机旋转。通过控制电机的 转速和方向，可以实现刀具或工件在不同方向上的运动。 4.切削操作：当机床达到预定的运动轨迹后，刀具开始进行切削操作。数控系统通过控制电机的速度和进给速度，实现刀具对工件的切削和修整。切削过程中，数控系统会不断监测切削力、温度和质量等参数，以确保切 削过程的稳定和准确性。 5.自动换刀：在切削过程中，如果需要更换刀具或工件，数控系统会 自动执行换刀程序，将新的刀具安装到机床上。换刀程序通常包括刀具的 选取、刀具的装卸和工件的定位等操作。 总结： 数控机床具有高精度、高效率和多功能特点，广泛应用于各种制造行业。它的基本构造包括机床主体部分、传动系统、控制系统、动力系统和 刀具或工件换刀系统。数控机床的工作原理是通过数控系统控制机床各个 运动轴向的运动，实现刀具或工件在预定轨迹上的高精度切削。
数控机床工作原理 数控机床是一种自动控制的机床，通过计算机编程控制机床进行加工。它不仅具有普通机床的加工功能，还能够实现高效、精确的加工过程。数 控机床的工作原理主要包括机床结构、运动系统、控制系统等方面。 一、机床结构 数控机床结构一般包括床身、工作台、主轴、传动系统等部分。床身 是机床的主体部分，承担着整个机床的重量，具有良好的刚性和稳定性。 工作台上安放着工件，主轴安装在立柱上，承担切削和转速控制功能。传 动系统一般由电机、减速器、皮带等构成，用于带动主轴和工作台等部件 的运动。 二、运动系统 数控机床的运动系统通过电机和传动装置实现。运动系统包括进给运 动和主轴运动两部分。 1.进给运动：数控机床的进给运动由进给电机和进给轴完成，进给轴 的运行速度和位置可以通过控制系统进行调整。进给运动一般包括线性进 给和旋转进给。线性进给通过滑块和导轨实现，而旋转进给通过滚珠丝杠 和螺母实现。 2.主轴运动：主轴运动由主轴电机和主轴轴承等部件完成。主轴电机 通过传动装置驱动主轴旋转，主轴轴承支撑主轴的转动。主轴的转速和位 置也可以通过控制系统进行调节，从而实现不同的加工需求。 三、控制系统
数控机床的控制系统是整个机床的核心部分，控制系统通过计算机编 程控制机床的运动和加工过程。 1.控制器：控制器是数控机床的中央处理单元，负责接收和解析G代码，控制各个部件的动作和运动。控制器可以是单独的主机，也可以是集 成在机床内部的控制装置。 2.编程：数控机床的编程是通过G代码进行的。G代码是一种数值控 制语言，用于描述加工过程中各个轴的运动、速度、位置等信息。 3.传感器：传感器用于检测工件的位置、尺寸和形状等信息，并将这 些信息反馈给控制系统进行处理。常见的传感器包括光电、接触式传感器等。 4.伺服系统：伺服系统用于控制进给电机和主轴电机的运动。伺服系 统可以根据控制信号调整电机的转速和位置，从而实现精确的运动控制。 数控机床的工作原理是通过控制系统对机床的运动进行精确的控制， 从而实现对工件的精确加工。在操作数控机床时，首先需要编写加工程序，包括加工路径、速度、进给量等信息。然后将程序输入控制器，通过控制 器进行解析，并发送控制信号给电机和传动装置，进而控制机床的运动。 在加工过程中，传感器可以实时检测工件的位置和尺寸等信息，反馈给控 制系统进行实时控制。通过这种方式，数控机床可以实现高效、精确的加 工过程，提高生产效率和加工质量。 总之，数控机床的工作原理主要包括机床结构、运动系统、控制系统 等方面的内容。通过精确的运动控制和加工程序控制，数控机床能够实现 高效、精确的加工过程，提高生产效率和加工质量，广泛应用于制造业的 各个领域。
数控机床的工作原理及基本结构 数控机床是一种通过数字控制系统实现自动化加工的机床。其工作原 理是通过将加工程序编码为数字信号，由数控系统控制机床进行加工操作。数控机床的基本结构主要包括数控装置、执行机构和传动机构。 数控装置是数控机床的控制核心，其功能是编程、存储、计算和控制。编程是将加工过程描述为特定格式的程序代码，存储是将程序代码保存在 数控装置中，计算是根据程序代码进行数学运算，控制是通过输出控制信 号控制机床执行具体操作。数控装置通常由数控主轴驱动器、数控伺服驱 动器和数控系统组成。 执行机构是数控机床进行加工操作的部分，包括主轴、工作台和刀架。主轴是主要进行切削加工的部分，可以通过数控主轴驱动器控制主轴转速 和进给速度。工作台是用于装夹和固定工件的部分，可以通过数控伺服驱 动器控制工作台的运动。刀架是用于刀具固定和切削动作的部分，可以通 过数控伺服驱动器控制刀架的运动。 传动机构是传递数补百控机床各部分运动的机构，包括伺服驱动系统、传感器、传动装置和工具切换系统。伺服驱动系统通过输入旋转或直线运 动的指令，控制执行机构的运动。传感器用于测量机床各部分的运动状态，如位置、转速和力等。传动装置用于传递数控装置的输出信号，驱动执行 机构进行运动。工具切换系统用于更换不同形状或尺寸的切削工具，以适 应不同加工需求。 1.编写加工程序：根据零件的尺寸、形状和加工要求，使用专门的编 程语言编写加工程序，描述整个加工过程和刀具路径。
2.存储和计算：将编写好的加工程序输入数控装置中，通过数控系统进行存储和计算。数控系统根据加工程序进行数学运算，计算出每个工序的切削速度、进给速度、切削深度等参数。 3.执行加工操作：数控系统将计算出的加工参数转换为控制信号，发送给数控装置中的伺服驱动器和主轴驱动器。伺服驱动器通过控制执行机构的运动，使机床的主轴和工作台按照预定程序进行切削和定位。 4.监控和调整：在加工过程中，数控系统通过传感器和编码器实时监测机床的运动状态和切削力。如果发现异常情况，数控系统会及时发出警报并调整加工参数，以确保加工的精度和质量。 总之，数控机床通过数字控制系统实现自动化加工，其工作原理是将加工程序编码为数字信号，由数控系统控制执行机构和传动机构进行加工操作。数控机床的基本结构主要包括数控装置、执行机构和传动机构。在工作过程中，数控机床通过存储、计算、控制和监控等功能，实现高效、精确和稳定的加工操作。
数控机床组成、工作原理以及特点 第一节数控机床的组成 数控机床是机电一体化的典型产品，是集机床、计算机、电动机及拖动、动控制、检测等技术为一体的自动化设备。数控机床的基本组成包括控制介质、数控装置、伺服系统、反馈装置及机床本体见图2 - 1。 图2-1 数控机床组成 一、控制介质 数控机床工作时，不要人去直接操作机床，但又要执行人的意图，这就必须在任何数控机床之间建立某种联系，这种联系的中间媒介物称之为控制介质。 在普通机床上加工零件时，由工人按图样和工艺要求进行加工。在数控机床加工时，控制介质是存储数控加工所需要的全部动作和刀具相对于工件位置等信息的信息载体，它记载着零件的加工工序。数控机床中，常用的控制介质有穿孔纸带、穿孔卡片、磁带和磁盘或其他可存储代码的载体，至于采用哪一种，则取决于数控装置的类型。早期时，使用的是8单位（8孔）穿孔纸带，并规定了标准信息代码ISO（国际标准化组织制定）和EIA（美国电子工业协会制定）两种代码。 二、数控装置 数控装置是数控机床的核心。其功能是接受输入装置输入的数控程序中的 加工信息，经过数控装置的系统软件或逻辑电路进行译码、运算和逻辑处理后， 发出相应的脉冲送给伺服系统，使伺服系统带动机床的各个运动部件按数控程序预定要求动作。一般由输入输出装置、控制器、运算器、各种接口电路、CRT显示器等硬件以及相应的软件组成。数控装置作为数控机床“指挥系统”，能完成信息的输入、存储、变换、插补运算以及实现各种控制功能。它具备的主要功能如下： 1）多轴联动控制。
2）直线、圆弧、抛物线等多种函数的插补。 3）输入、编辑和修改数控程序功能。 4）数控加工信息的转换功能：ISO/EIA代码转化，米英制转换，坐标转换，绝对值和相对值的转换，计数制转换等。 5）刀具半径、长度补偿，传动间隙补偿，螺距误差补偿等补偿功能。 6）实现固定循环、重复加工、镜像加工等多种加工方式选择。 7）在CRT上显示字符、轨迹、图形和动态演示等功能。 三、伺服系统 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，它根据数控装 置发来的速度和位移指令控制执行部件的进给速度、方向和位移量。每个进给运动的执行部件都配有一套伺服系统。伺服系统的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换为机床移动部件的运动，它相当于手工操作人员的手，使工作台（或溜板）精确定位或按规定的轨迹作严格的相对运动，最后加工出符合图样要求的零件。伺服系统由伺服驱动电动机和伺服驱动装置组成，它是数控系统的执行部分。驱动机床执行机构运动的驱动部件，包括主轴驱动单元（主要是速度控制）、进给驱动单元（主要有速度控制和位置控制）、主轴电动机和进给电动机等。一般来说，数控机床的伺服驱动系统，要求有好的快速响应性能，以及能灵敏且准确地跟踪指令功能。数控机床的伺服系统有步进电动机伺服系统、直流伺服系统和交流伺服系统，现在常用的是后两者，都带有感应同步器、编码器等位置检测元件，而交流伺服系统正在取代直流伺服系统。 四、反馈装置 反馈装置是闭环（半闭环）数控机床的检测环节，该装置可以包括在伺服系统中，它由检测元件和相应的电路组成，其作用是检测数控机床坐标轴的实际移动速度和位移，并将信息反馈到数控装置或伺服驱动中，构成闭环控制系统。 检测装置的安装、检测信号反馈的位置，决定于数控系统的结构形式。无测量 反馈装置的系统称为开环系统。由于先进的伺服系统都采用了数字式伺服驱动技术（称为数字伺服），伺服驱动和数控装置间一般都采用总线进行连接。反馈信号在大多数场合都是与伺服驱动进行连接，并通过总线传送到数控装置，只有在少数场合或采用模拟量控制的伺服驱动（称为模拟伺服）时，反馈装置才需要直接和数控装置进行连接。伺服电动机内装式脉冲编码器、旋转变压器、感应同步器、测速机、光栅和磁尺等都是
数控机床的基本组成与工作原理 数控机床是一种通过计算机控制的自动化机械设备，它在现代制造业中起着至关重要的作用。本文将介绍数控机床的基本组成和工作原理。 一、数控机床的基本组成 1. 主机部分：数控机床的主机部分由机床本体、主轴和伺服系统组成。机床本体是数控机床的主体结构，包括床身、工作台、滑枕等。主轴是机床用来转动刀具或工件的主要部件。伺服系统则负责控制主轴和工作台的运动。 2. 数控系统：数控机床的核心部分是数控系统，它由硬件和软件两部分组成。硬件包括数控装置、输入输出设备和传感器等，而软件则是指数控程序和数控编程软件。数控系统负责接收和处理指令，控制机床的运动。 3. 刀具系统：数控机床的刀具系统包括刀具、刀柄和刀库等。刀具是用来加工工件的工具，刀柄则负责固定刀具。刀库是用来存放刀具的地方，可以根据需要自动更换刀具。 4. 辅助设备：数控机床还需要一些辅助设备来完成加工任务。常见的辅助设备有冷却液系统、夹具和自动送料装置等。冷却液系统用来冷却刀具和工件，夹具用来固定工件，而自动送料装置则负责将工件送入机床。 二、数控机床的工作原理 数控机床的工作原理可以简单概括为以下几个步骤： 1. 编写数控程序：操作人员首先需要编写数控程序，该程序包含了加工工件所需的各种指令和参数。数控程序可以通过专门的数控编程软件编写，然后通过输入设备输入到数控系统中。
2. 加工准备：在开始加工之前，操作人员需要进行加工准备工作。这包括选择 合适的刀具和夹具，调整机床的工作台和主轴位置，以及设置好冷却液系统和自动送料装置等。 3. 启动数控系统：当加工准备完成后，操作人员可以启动数控系统。数控系统 将根据编写的数控程序，控制机床的运动。它会发送指令给伺服系统，控制主轴和工作台的运动，同时监测加工过程中的各种参数。 4. 加工工件：一旦数控系统启动，机床就会开始自动加工工件。数控系统会根 据编写的数控程序，控制刀具的进给速度、切削深度和切削速度等。同时，它还会监测刀具和工件的温度、振动等参数，以确保加工质量。 5. 完成加工任务：当加工完成后，数控系统会发送停止指令，机床停止工作。 操作人员可以取出加工好的工件，并进行检查和质量评估。 总结： 数控机床是现代制造业中不可或缺的设备，它通过计算机控制实现自动化加工。数控机床的基本组成包括主机部分、数控系统、刀具系统和辅助设备等。数控机床的工作原理是通过编写数控程序，控制机床的运动和加工过程。数控机床的应用不仅提高了生产效率，还提高了加工质量和精度，对于推动制造业的发展起到了重要作用。
数控车床的结构与工作原理数控车床是一种应用数字控制技术的现代机械加工设备，它可以高效、精准地加工各种金属材料。数控车床结构复杂，但其工作原理的理解对于机械加工领域的工程师和技术人员来说至关重要。本文将介绍数控车床的结构和工作原理，帮助读者更好地了解这种现代机械设备。 一、数控车床结构 数控车床的结构由三个主要部分组成：数控系统、机床本体和夹具。下面逐一介绍： 1、数控系统 数控系统是实现数控车床操作的核心部分，它包含了计算机、数控控制器、电机、传感器和运动控制元件等重要部件。计算机用于编写和储存加工程序，数控控制器则根据程序来控制车床的动作，电机带动切削工具进行切削，传感器测量工件和切削工具位置坐标，而运动控制元件则负责控制各个部件的实际运动。
2、机床本体 机床本体是数控车床的主要结构部件，它包括床身、主轴箱、床盘、滑板、刀塔、主轴和进给系统等核心部分。床身是车床的主体，负责支持和固定所有其他部件；主轴箱则负责运转主轴；床盘则驱动工件与刀具之间的协作运动及其相对位置的转换；滑板则支撑沿程序指示加工切削运动轨迹的X轴和Z轴运动；刀塔则供给刀具进行切削加工；主轴是连接了主轴箱和刀具的部件，它可以按照加工程序控制转速和方向，实现不同工件的加工需求；进给系统则负责为车床提供进给运动，以完成切削加工的最终任务。 3、夹具 夹具用于固定和支撑加工件，它是数控车床加工的重要辅助装置。夹具的种类和类型根据加工件的形态和尺寸而异，目的是最大限度地满足加工过程的要求。 二、数控车床工作原理
了解数控车床的工作原理，我们需要知道数控系统的四个基本步骤，包括数据输入、加工程序编写、程序校验和加工执行。下面将逐一进行阐述： 1、数据输入 数据输入是指将几何图形数据和机床参数等信息输入数控系统中。几何图形数据由CAD系统生成，包括零件轮廓线、孔位、表面形状等信息。而机床参数则包括主轴转速、进给速度、切削力等信息。这些数据通过U盘、网络、数码喷墨打印机等方式输入到数控系统中，成为加工指令的基础数据。 2、加工程序编写 加工程序编写是对几何图形数据和机床参数进行数学建模和计算以生成工作程序的过程。在此过程中，CAD软件用于建立工件的几何图形，而CAM软件则用于将几何图形转化为可识别的加工程序。加工程序中包含CPU解析的机器指令，用于控制机床各元件的运动，从而实现加工工件所需的各种机械动作。
数控车床的组成及工作原理 1.数控车床的组成 虽然数控车床种类较多，但一般均由车床主体、数控装置和伺服系统三大部分组成。图12-3是数控车床的基本组成方框图。 图12-3 数控车床的基本组成方框图 （1）车床主体 除了基本保持普通车床传统布局形式的部分经济型数控车床外，目前大部分数控车床均已通过专门设计并定型生产。 1）主轴与主轴箱 a）主轴数控车床主轴的回转精度，直接影响到零件的加工精度；其功率大小、回转速度影响到加工的效率；其同步运行、自动变速及定向准停等要求，影响到车床的自动化程度。 b）主轴箱具有有级自动调速功能的数控车床，其主轴箱内的传动机构已经大大简化；具有无级自动调速(包括定向准停)的数控车床，起机械传动变速和变向作用的机构已经不复存在了，其主轴箱也成了"轴承座"及"润滑箱"的代名词；对于改造式(具有手动操作和自动控制加工双重功能)数控车床，则基本上保留其原有的主轴箱。 2）导轨 数控车床的导轨是保证进给运动准确性的重要部件。它在很大程度上影响车床的刚度、精度及低速进给时的平稳性，是影响零件加工质量的重要因素之一。除部分数控车床仍沿用传统的滑动导轨(金属型)外，定型生产的数控车床已较多地采用贴塑导轨。这种新型滑动导轨的摩擦系数小，其耐磨性、耐腐蚀性及吸震性好，润滑条件也比较优越。 3）机械传动机构 除了部分主轴箱内的齿轮传动等机构外，数控车床已在原普通车床传动链的基础上，作了大幅度的简化。如取消了挂轮箱、进给箱、溜板箱及其绝大部分传动机构，而仅保留了纵、横进给的螺旋传动机构，并在驱动电动机至丝杠间增设了(少数车床未增设)可消除其侧隙的齿轮副。 a）螺旋传动机构数控车床中的螺旋副，是将驱动电动机所输出的旋转运动转换成刀架在纵、横方向上直线运动的运动副。构成螺旋传动机构的部件，一般为滚珠丝杠副，如图12-4所示。
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数控机床各个组成部分的工作原理及结构(总9页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除
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
1．2 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，S 4、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分钟自述所查内容） 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。 反馈系统包括半闭环、闭环两种系统。 6、机床的机械部件 1)主运动部件
数控机床的组成和工作原理 一、程序编制及程序载体 数控程序是数控机床自动加工零件的工作指令。在对加工零件进行工艺分析的基础上，确定零件坐标系在机床坐标系上的相对位置，即零件在机床上的安装位置；刀具与零件相对运动的尺寸参数；零件加工的工艺路线、切削加工的工艺参数以及辅助装置的动作等。得到零件的所有运动、尺寸、工艺参数等加工信息后，用由文字、数字和符号组成的标准数控代码，按规定的方法和格式，编制零件加工的数控程序单。编制程序的工作可由人工进行；对于形状复杂的零件，则要在专用的编程机或通用计算机上进行自动编程（APT）或CAD/CAM 设计。 编好的数控程序，存放在便于输入到数控装置的一种存储载体上，它可以是穿孔纸带、磁带和磁盘等，采用哪一种存储载体，取决于数控装置的设计类型。 数控机床的基本结构 二、输入装置 输入装置的作用是将程序载体（信息载体）上的数控代码传递并存入数控系统内。根据控制存储介质的不同，输入装置可以是光电阅读机、磁带机或软盘驱动器等。数控机床加工程序也可通过键盘用手工方式直接输入数控系统；数控加工程序还可由编程计算机用 RS232C或采用网络通信方式传送到数控系统中。 零件加工程序输入过程有两种不同的方式：一种是边读入边加工（数控系统内存较小时），另一种是一次将零件加工程序全部读入数控装置内部的存储器，加工时再从內部存储器中逐段逐段调出进行加工。 三、数控装置
数控装置是数控机床的核心。数控装置从内部存储器中取出或接受输入装置送来的一段或几段数控加工程序，经过数控装置的逻辑电路或系统软件进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种控制信息和指令，控制机床各部分的工作，使其进行规定的有序运动和动作。 零件的轮廓图形往往由直线、圆弧或其他非圆弧曲线组成，刀具在加工过程中必须按零件形状和尺寸的要求进行运动，即按图形轨迹移动。但输入的零件加工程序只能是各线段轨迹的起点和终点坐标值等数据，不能满足要求，因此要进行轨迹插补，也就是在线段的起点和终点坐标值之间进行“数据点的密化”，求出一系列中间点的坐标值，并向相应坐标输出脉冲信号，控制各坐标轴（即进给运动的各执行元件）的进给速度、进给方向和进给位移量等。 四、驱动装置和位置检测装置 驱动装置接受来自数控装置的指令信息，经功率放大后，严格按照指令信息的要求驱动机床移动部件，以加工出符合图样要求的零件。因此，它的伺服精度和动态响应性能是影响数控机床加工精度、表面质量和生产率的重要因素之一。驱动装置包括控制器（含功率放大器）和执行机构两大部分。目前大都采用直流或交流伺服电动机作为执行机构。 位置检测装置将数控机床各坐标轴的实际位移量检测出来，经反馈系统输入到机床的数控装置之后，数控装置将反馈回来的实际位移量值与设定值进行比较，控制驱动装置按照指令设定值运动。 五、辅助控制装置 辅助控制装置的主要作用是接收数控装置输出的开关量指令信号，经过编译、逻辑判别和运动，再经功率放大后驱动相应的电器，带动机床的机械、液压、气动等辅助装置完成指令规定的开关量动作。这些控制包括主轴运动部件的变速、换向和启停指令，刀具的选择和交换指令，冷却、润滑装置的启动停止，工件和机床部件的松开、夹紧，分度工作台转位分度等开关辅助动作。 由于可编程逻辑控制器（PLC）具有响应快，性能可靠，易于使用、编程和修改程序并可直接启动机床开关等特点，现已广泛用作数控机床的辅助控制装置。 六、机床本体 数控机床的机床本体与传统机床相似，由主轴传动装置、进给传动装置、床身、工作台