浅谈数控机床原理、分类与选择正文

CNC数控机床的原理和应用随着科技的不断进步和发展，工业生产也在不断向着自动化和智能化的方向发展。

CNC数控机床就是在这一背景下应运而生的，它能够大大提高生产效率和生产质量，也成为了工业生产中不可或缺的一部分。

本文将从CNC数控机床的原理和应用两个方面，详细介绍CNC数控机床的相关内容。

1. CNC数控机床的原理CNC数控机床是一种高精度、高效率的机床，它采用数字计算机控制技术，在加工过程中实现自动化、高精度、高效率的加工。

CNC数控机床与传统机床最大的不同点在于控制系统的不同，CNC数控机床通过计算机程序自动生成加工程序，再经过控制器和执行机构的控制来实现加工。

接下来，我们将从控制系统、加工程序等几方面来详细了解CNC数控机床的原理。

1.1 控制系统CNC数控机床的控制系统分为硬件和软件两部分。

硬件包括计算机、控制器、驱动器、传感器等，而软件则包括操作系统、加工程序、G代码等。

计算机是CNC数控机床的核心，它负责生成加工程序、运行控制器、控制执行机构等工作。

控制器则负责将计算机生成的指令传输给执行机构和传感器，以达到加工的目的。

驱动器则是将控制器的电信号转化为机床驱动系统所需的运动控制信息，从而控制机床的运动。

传感器则可以对工件进行检测和测量，从而与控制器沟通，实现自动化控制。

1.2 加工程序加工程序是CNC数控机床最重要的部分，它是由计算机根据工件要求自动生成的。

加工程序通常包括直线、圆弧、螺旋等基本图形的描绘，以及加工参数、进给速度、主轴转速、切削深度等控制指令。

1.3 G代码G代码是指控制机床进行加工的指令，是CNC数控机床的重要组成部分。

它包括了机床控制、运动控制、切削参数等多个部分，具体内容由加工程序自动生成。

2. CNC数控机床的应用CNC数控机床是现代工业生产中不可或缺的一部分，它广泛应用于机械制造、工业自动化、汽车制造、航空航天、船舶制造等领域。

下面我们将从机械制造、汽车制造、船舶制造三个方面，来详细了解CNC数控机床的应用。

数控机床的工作原理及工作过程一、工作原理数控机床是一种通过数字信号来控制机床运动和加工过程的机床。

它采用计算机控制系统，通过预先编程的方式来控制机床的运动轨迹、速度和加工参数，从而实现零件的加工。

数控机床的工作原理主要包括以下几个方面：1. 数字信号生成：首先，通过计算机编程软件编写加工程序，将加工过程中需要的各种指令和参数转化为机床能够识别和执行的数字信号。

2. 控制系统：数控机床的控制系统由硬件和软件组成。

硬件包括计算机、数控装置、伺服驱动器等，用于接收和处理数字信号，并将其转化为机床的运动控制信号。

软件则负责编写加工程序和控制机床的运动轨迹、速度等参数。

3. 运动控制：数控机床的运动控制主要包括位置控制、速度控制和加速度控制。

通过数控装置和伺服驱动器，将数字信号转化为电信号，控制机床各个轴向的运动，实现零件的加工。

4. 加工过程监控：数控机床能够实时监测加工过程中的各项参数，如刀具位置、切削力、加工速度等，并将监测结果反馈给控制系统。

控制系统根据反馈信息进行调整，保证加工过程的准确性和稳定性。

二、工作过程数控机床的工作过程通常包括以下几个步骤：1. 加工程序编写：操作人员使用计算机编程软件，根据零件的加工要求编写加工程序。

加工程序包括刀具路径、切削参数、加工顺序等信息。

2. 加工程序传输：将编写好的加工程序通过网络或存储介质传输到数控机床的控制系统中。

控制系统接收到加工程序后，进行解析和处理。

3. 机床准备：操作人员根据加工程序的要求，安装合适的刀具和夹具，并进行机床的调整和校准。

确保机床处于正常工作状态。

4. 参数设置：操作人员根据加工程序的要求，设置加工参数，包括切削速度、进给速度、切削深度等。

这些参数会影响到加工过程中的切削质量和效率。

5. 启动机床：操作人员将加工程序加载到数控机床的控制系统中，并启动机床。

控制系统会根据加工程序的要求，控制机床各个轴向的运动，实现零件的加工。

6. 加工监控：在加工过程中，操作人员需要实时监控机床的运行状态和加工质量。

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数控论文范文一：数控机床技术论文【摘要】文章首先介绍了数控机床的优点与缺点，接着阐述了数控机床的种类，最后指出了数控机床控制技术的发展与数控机床控制技术的发展趋势。

【关键词】数控机床控制技术数控机床是机电一体化的典型产品，数控机床控制技术是集计算机及软件技术、自动控制技术、电子技术、自动检测技术、液压与气动技术和精密机械等技术为一体的多学科交叉的综合技术。

随着科学技术的高速发展，机电一体化技术迅猛发展，数控机床在企业普遍应用，对生产线操作人员的知识和能力要求越来越高。

一、数控机床的优点与缺点(一)数控机床的优点对零件的适应性强，可加工复杂形状的零件表面。

在同一台数控机床上，只需更换加工程序，就可适应不同品种及尺寸工件的自动加工，这就为复杂结构的单件、小批量生产以及试制新产品提供了极大的便利，特别是对那些普通机床很难加工或无法加工的精密复杂表面(如螺旋表面)，数控机床也能实现自动加工。

加工精度高，加工质量稳定。

目前，数控机床控制的刀具和工作台最小移动量(脉冲当量)普遍达到0.0001mm，而且数控系统可自动补偿进给传动链的反向间隙和丝杠螺距误差，使数控机床达到很高的加工精度。

此外，数控机床的制造精度高，其自动加工方式避免了生产者的人为操作误差，因此，同一批工件的尺寸一致性好，产品合格率高，加工质量稳定。

生产效率高。

由于数控机床结构刚性好，允许进行大切削用量的强力切削，从主轴转速和进给量的变化范围比普通机床大，因此在加工时可选用最佳切削用量，提高了数控机床的切削效率，节省了机动时间。

与普通机床相比，数控机床的生产效率可提高2—3倍。

良好的经济效益。

使用数控机床进行单件、小批量生产时，可节省划线工时，减少调整、加工和检验时间，节省直接生产费用;同时还能节省工装设计、制造费用;数控机床加工精度高，质量稳定，减少了废品率，使生产成本进一步下降。

数控机床分类大全-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1关于数控机床分类的一些认识导读：随着时代的发展，数控这一行业被越来越多的人们所认识跟了解。

但是很多使用人员与购买者并不是特别清楚数控机床的具体类别以及各自的特点。

下面华亚数控将为大家细心的解读数控机床的分类，以及特点，让更多人认识以及了解数控机床。

1、按机床运动的控制轨迹分类⑴点位控制的数控机床点位控制只要求控制机床的移动部件从一点移动到另一点的准确定位，对于点与点之间的运动轨迹的要求并不严格，在移动过程中不进行加工，各坐标轴之间的运动是不相关的。

为了实现既快又精确的定位，两点间位移的移动一般先快速移动，然后慢速趋近定位点，以保证定位精度，如下图所示，为点位控制的运动轨迹。

具有点位控制功能的机床主要有数控钻床、数控铣床、数控冲床等。

随着数控技术的发展和数控系统价格的降低，单纯用于点位控制的数控系统已不多见。

⑵直线控制数控机床直线控制数控机床也称为平行控制数控机床，其特点是除了控制点与点之间的准确定位外，还要控制两相关点之间的移动速度和路线（轨迹），但其运动路线只是与机床坐标轴平行移动，也就是说同时控制的坐标轴只有一个（即数控系统内不必有插补运算功能），在移位的过程中刀具能以指定的进给速度进行切削，一般只能加工矩形、台阶形零件。

其有直线控制功能的机床主要有比较简单的数控车床、数控铣床、数控磨床等。

这种机床的数控系统也称为直线控制数控系统。

同样，单纯用于直线控制的数控机床也不多见。

⑶轮廓控制数控机床轮廓控制数控机床也称连续控制数控机床，其控制特点是能够对两个或两个以上的运动坐标的位移和速度同时进行控制。

为了满足刀具沿工件轮廓的相对运动轨迹符合工件加工轮廓的要求，必须将各坐标运动的位移控制和速度控制按照规定的比例关系精确地协调起来。

因此在这类控制方式中，就要求数控装置具有插补运算功能．所谓插补就是根据程序输入的基本数据（如直线的终点坐标、圆弧的终点坐标和圆心坐标或半径），通过数控系统内插补运算器的数学处理，把直线或圆弧的形状描述出来，也就是一边计算，一边根据计算结果向各坐标轴控制器分配脉冲，从而控制各坐标轴的联动位移量与要求的轮廓相符合在运动过程中刀具对工件表面进行连续切削，可以进行各种直线、圆弧、曲线的加工．轮廓控制的加工轨迹。

数控铣床各部分的名称、作用和数控机床的工作原理
数控铣床可以分为主要部分和辅助部分。

主要部分包括：
1. 主轴：用于安装刀具，进行铣削加工。

2. 工作台：用于夹持工件，使其固定在加工位置。

3. 滑台：用于支持和移动工作台和刀具。

4. 数控系统：控制机床的运动和加工程序，实现高精度的加工。

5. 电气装置：提供电力和信号传输，使机床正常工作。

辅助部分包括：
1. 冷却液系统：用于冷却刀具和工件，减少摩擦和热量。

2. 刀库：储存和管理各种不同类型的刀具。

3. 自动换刀装置：实现自动更换不同刀具，提高加工效率。

4. 夹具：用于固定工件，确保加工过程中工件的稳定性。

数控机床的工作原理是通过数控系统控制电动机的运转，通过传动系统将动力传递到各个运动轴上，从而实现工件的加工。

数控系统根据预先编好的加工程序，通过数字信号控制电机沿不同轴向进行运动，从而实现工件在各个方向上的加工。

数控系统还可以根据预设的加工参数，控制主轴的转速和进给速度，实现不同材料和加工要求下的精确加工。

通过数控铣床的各个部分的协同工作，实现工件的精密铣削。

数控车床的基本组成和工作原理一、任务描述了解CAK40100VL 的基本组成和工作原理二、任务准备(一）、安全文明生产（播放插件）（二）、机床结构和工作原理1、 机床结构数控机床一般由输入输出设备、CNC 装置（或称CNC 单元)、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、机床本体及测量反馈装置组成。

如下图是数控机床的组成框图.⑴、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、工作台以及辅助运动装置、液压气动系统、润滑系统、冷却装置等组成。

但数控机床在整体布局、外观造型、传动系统、刀具系统的结构以及操作机构等方面都已发生了很大的变化,这种变化的目的是为了满足数控机床的要求和充分发挥数控机床的特点。

⑵、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 电 气 回 路辅 助 装 置 PLC 主轴伺服单元 操 作 面 板 主轴驱动装置 进给驱动装置 测量反馈装置进给伺服单元 输入/输出设 备 计算机 数 控装 置 机床本体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。

⑶输入/输出设备输入装置将各种加工信息传递于计算机的外部设备。

在数控机床产生初期，输入装置为穿孔纸带，现已淘汰，后发展成盒式磁带，再发展成键盘、磁盘等便携式硬件，极大方便了信息输入工作,现通用DNC网络通讯串行通信的方式输入.输出指输出内部工作参数（含机床正常、理想工作状态下的原始参数，故障诊断参数等），一般在机床刚工作状态需输出这些参数作记录保存，待工作一段时间后,再将输出与原始资料作比较、对照，可帮助判断机床工作是否维持正常。

⑷伺服单元伺服单元由驱动器、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。

数控车床加工原理
数控车床是一种自动控制的机床，通过计算机程序控制刀具的运行轨迹和工件的相对运动，实现零件的加工。

数控车床加工原理主要包括以下几个方面：
1. 坐标系：数控车床采用直角坐标系来描述和控制刀具和工件之间的相对位置关系。

通过设定坐标原点和坐标轴方向，确定刀具和工件的中心位置。

2. 刀具轨迹：数控车床通过设定刀具的运动轨迹，实现对工件的加工。

根据不同的刀具形状和加工要求，可以设定直线、圆弧、螺旋线等不同的切削轨迹。

3. 刀具路径：数控车床通过设定刀具的运动路径，确定切削的方向和位置。

刀具路径通常包括径向和切向两个方向，用于控制刀具的进给和主轴转速。

4. 进给控制：数控车床通过设定刀具的进给速度和进给量，控制刀具在工件表面上的移动。

进给控制可以根据加工要求进行调整，以获得不同的切削效果和加工质量。

5. 主轴控制：数控车床通过设定主轴转速，控制切削速度和加工效率。

主轴控制通常根据刀具材料和工件材料的不同，选择适当的转速范围，以获得最佳的加工效果。

总之，数控车床加工原理是通过对刀具和工件的运动轨迹、路径、速度和转速等参数的设定和控制，实现对工件的精确加工。

这种加工方式具有高效、精准、稳定的特点，广泛应用于机械制造、航空航天、汽车工业等领域。

数控机床的分类及主要功能特点数控机床是机械加工工业的重要设备，那么你想知道数控机床的分类是什么，还有各自的功能特点又是什么呢？以下是店铺为你整理推荐数控机床的分类及主要功能特点，希望你喜欢。

数控机床按加工工艺方法分类及特点1.金属切削类数控机床与传统的车、铣、钻、磨、齿轮加工相对应的数控机床有数控车床、数控铣床、数控钻床、数控磨床、数控齿轮加工机床等。

尽管这些数控机床在加工工艺方法上存在很大差别，具体的控制方式也各不相同，但机床的动作和运动都是数字化控制的，具有较高的生产率和自动化程度。

在普通数控机床加装一个刀库和换刀装置就成为数控加工中心机床。

加工中心机床进一步进步了普通数控机床的自动化程度和生产效率。

例如铣、镗、钻加工中心，它是在数控铣床基础上增加了一个容量较大的刀库和自动换刀装置形成的，工件一次装夹后，可以对箱体零件的四面甚至五面大部分加工工序进行铣、镗、钻、扩、铰以及攻螺纹等多工序加工，特别适合箱体类零件的加工。

加工中心机床可以有效地避免由于工件多次安装造成的定位误差，减少了机床的台数和占地面积，缩短了辅助时间，大大进步了生产效率和加工质量。

2.特种加工类数控机床除了切削加工数控机床以外，数控技术也大量用于数控电火花线切割机床、数控电火花成型机床、数控等离子弧切割机床、数控火焰切割机床以及数控激光加工机床等。

3.板材加工类数控机床常见的应用于金属板材加工的数控机床有数控压力机、数控剪板机和数控折弯机等。

近年来，其它机械设备中也大量采用了数控技术，如数控多坐标丈量机、自动绘图机及产业机器人等。

数控机床按控制运动轨迹分类及特点1. 点位控制数控机床点位控制数控机床的特点是机床移动部件只能实现由一个位置到另一个位置的精确定位，在移动和定位过程中不进行任何加工。

机床数控系统只控制行程终点的坐标值，不控制点与点之间的运动轨迹，因此几个坐标轴之间的运动无任何联系。

可以几个坐标同时向目标点运动，也可以各个坐标单独依次运动。

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。

数控机床常见的五种分类第一种按用途分类1.金属切削类数控机床金属切削类数控机床有数控车床、数控铣床、数控钻床、数控镗床、数控磨床、数控插齿机、数控镗铣床、数控凸轮磨床、数控磨刀机、数控曲面磨床等。

磨削中心、加工中心（MC）是带有力库和自动换刀装置的数控机床，如加工中心数控磨床等。

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、数控液压成形机和数控压力机等。

3.数控特种加工机床数控特种加工机床有数控线切割机床、数控电火花加工机床、数控电脉冲机床、数控激光加工机床等。

4.其他类型的数控机床如水射流切割机、鞋样切割机、雕刻机、数控三坐标测量机等。

第二种按运动方式分类1.点位控制数控机床如图3-1所示，点位控制数控机床的特点是数控装置只控制刀具或工作台从某一加工位置移到另一个加工位置的精确坐标位置，然后进行定点加工。

在移动和定位过程中对于轨迹不进行严格控制，且不进行任何切削加工。

机床数控系统只需控制行程终点的坐标值，不管运动轨迹，因此几个坐标轴之间的运动不需任何联系。

为了尽可能地减少移动部件的运动时间，并提高定位精度，移动部件首先快速移动，到接近终点坐标时降速，准确移动到终点定位。

这类数控机床主要有数控坐标镗床、数控钻床、数控冲床、数控点焊机以及数控弯管机等。

其相应的数控装置称之为点位数控装置，点位数控装置的控制系统比较简单。

2.直线控制数控机床如图3-1所示，直线控制数控机床的特点是，机床移动部件不仅要实现由一个位置到另一个位置的精确移动定位，而且能够在移动中以给定的进给速度实现平行坐标轴方向的直线切削加工运动。

直线控制数控机床虽然扩大了点位控制数控机床工艺范围，但它的应用仍然受到了很大的限制。

这类数控机床主要有简易数控车床、数控镗铣床和数控磨床等，相应的数控装置称之为直线数控装置。

图3-1点位控制数控机床3.轮廓控制数控机床轮廓控制数控机床又称为连续控制数控机床或轨迹控制数控机床。