数控机床特点

数控机床开环、闭环、半闭环系统的特点？
1、开环数控系统特点
没有位置测量装置，信号流是单向的（数控装置至进给系统），故系统稳定性好。

无位置反馈，精度相对闭环系统来讲不高，其精度主要取决于伺服驱动系统和机械传动机构的性能和精度。

一般以功率步进电动机作为伺服驱动元件。

这类系统具有结构简单、工作稳定、调试方便、维修简单、价格低廉等优点，在精度和速度要求不高、驱动力矩不大的场合得到广泛应用。

一般用于经济型数控机床。

2、半闭环数控系统特点
它是从驱动装置（常用伺服电动机）或丝杠引出，采样旋转角度进行检验，不是直接检测运动部件的实际位置。

半闭环环路内不包括或只包括少量机械传动环节，因此可获得稳定的控制性能，其系统的稳定性虽不如开环系统，但比闭环要好。

由于丝杠的螺距误差和齿轮间隙引起的运动误差难以消除。

因此，其精度较闭环差，较开环好。

但可对这类误差进行补偿，因而仍可获得满意的精度。

半闭环系统结构简单、测试方便、精度也较高，因而在现代CNC机床中得到了广泛的应用。

3、闭环数控系统特点
它是直接对运动部件的实际位置进行检测。

从理论上讲，可以消除整个驱动和传动环节的误差、间隙和失动量。

具有很高的位置控制精度。

由于位置环内许多机械传动环节的摩擦特性、刚性和间隙都是非线性的，故很容易造成系统的不稳定，使闭环系统的设计、安装和调试都相当困难。

该系统主要用于精度要求很高的镗床、超精车床、超精磨床以及较大型的数控机床等。

金属切削机床：对金属材料的坯料或工件，用切削、特种加工等方法进行加工，使之获得要求的几何形状、尺寸精度和表面质量的机器。

1952年，试制成功世界上第一台数控机床试验性样机。

它是由大型立式仿型铣床改装而成的三坐标数控铣床，其数控装置采用电子管元件，体积庞大，可作直线插补。

1957年投入使用。

1959年，美国克耐·杜列克公司（Keaney & Trecker）首次成功开发了加工中心（Machining Center－MC）。

数控机床主要由以下七个基本部分组成：介质：数控机床加工零件所需的控制信息和数据的载体（1）控制，即用来存放加工程序的载体，也称程序载体；早期用穿孔带、穿孔卡、磁带或磁盘制成。

（2）输入装置：将程序载体上的控制代码转换成电平信号，送数控装置的内部存储器。

如光电阅读机、磁带机、软驱、MDI、计算机输入（3）数控装置：NC机床的核心部件，它将输入的电信号译码和寄存，进行数据的运算和处理，实现刀具运动轨迹的插补运算，输出机床动作的控制指令。

主要包括运算器、控制器、存储器等，早期由逻辑元件的固定硬接线电路组成。

（4）强电控制装置：接受NC内部PLC输出的M、S、T信号，经功率放大驱动执行部件。

是介于数控装置和机床机械、液压部件之间的辅助控制系统。

（5）伺服系统：接受数控装置输出的进给指令脉冲，经转换和功率放大，带动机床的移动部件或执行部件产生指令规定的运动，是一个位置控制系统，要求准确的控制机床刀具或工作台的位置。

由伺服驱动装置（位置和速度控制单元）、伺服电机和检测反馈装置组成。

它是整个数控系统的执行部分。

（6）检测反馈装置：测量运动部件的实际位移和速度，并转换成数字反馈信号后送回NC装置，从而构成机床伺服控制的闭合路径。

通常安装在机床的工作台或丝杠上。

（7）机床：主轴、床身、立柱、导轨、滚珠丝杠、工作台、刀架（库）等机床的机械构件。

1.2.1 按工艺用途分类1、普通数控机床 NC：包括：切削类.成型类.特种加工类.测量绘图类等2、数控加工中心机床 Machining Center－MC：结构：普通NC机床＋刀库和自动换刀装置（ATC）特点：一次装夹后能完成多个工序，又称多工序数控机床3、多坐标数控机床：结构特点：可以进行多坐标轴的联动控制，常用4～6轴,多则可达24轴4、计算机群控： Direct Numerical Control －DNC即直接数控1.2.2 按运动方式分类1．点位控制数控机床点位控制NC机床能控制工件相对于刀具运动，从一个位置精确地移动到另一个位置，在移动过程中不进行任何切削加工。

加工中心机床特点及应用范围加工中心机床是一种高效、高精度、多功能的数控机床，主要应用于金属、非金属等各种材料的精密加工。

它具有以下几个特点：1. 高速高效。

加工中心机床采用了高速切削技术，在加工过程中能够实现高速、高精度和高效的操作。

2. 多功能。

加工中心机床不仅能够进行铣削加工，还可以进行钻孔、螺纹加工等各种加工工艺。

3. 自动化程度高。

加工中心机床采用数控技术，能够实现自动化加工操作，大大提高了生产效率。

4. 精度高。

加工中心机床采用先进的加工技术和精密的测量设备，能够实现高精度的加工操作。

加工中心机床在机械制造、航空航天、汽车制造、电子器件、医疗设备等领域有着广泛的应用范围。

以下是其应用范围的详细介绍：1. 机械制造领域。

加工中心机床在机械制造领域的应用较为广泛，可以用于各种机械零件的加工，如轴承、齿轮、机床零件等。

2. 航空航天领域。

加工中心机床在航空航天领域的应用也比较广泛，可以用于制造飞机、火箭等各种航空器件。

3. 汽车制造领域。

加工中心机床在汽车制造领域也有着广泛的应用，可以用于制造发动机、车轮、刹车片等各种汽车零部件。

4. 电子器件领域。

加工中心机床可以用于制造电子器件零部件，如手机、电视、计算机等各种电子设备中的零件。

5. 医疗设备领域。

加工中心机床可以用于制造医疗设备零部件，如手术器械、人工关节等。

综上所述，加工中心机床的特点是高速高效、多功能、自动化程度高和精度高，应用范围广泛，适用于各种材料的精密加工，可以提高生产效率和产品质量，受到各个领域的广泛关注和应用。

数控机床刀具的特点
1）具有良好的稳定切削性能刀具刚性好、精度高，能进行高速切削和强力切削。

2）刀具有较高的寿命刀具大量采用硬质合金材料或高性能材料（如陶瓷刀片、立方氮化硼刀片、石复合刀片和涂层刀片等，高速钢刀具采用较多的则是高钴、高钒、含铝的高性能高速钢和粉末冶金高速钢）。

3）刀具（刀片）互换性好、能快速换刀刀具能实现自动、快速更换，缩短辅助时间。

4）刀具有较高的精度刀具监控适用于对较高精度工件的加工，特别是当采用可转位刀片时，由于刀具刀体和刀片重复定位精度高，因而能获得良好的加工质量。

5）刀具有可靠的卷屑和断屑性能使用数控机床不能随意停机处理切屑，加工中出现的长切屑会影响操的安全和加工效率。

6）刀具有调整尺寸的功能刀具可机外预调（对刀）或机内补偿，以减少换刀调整时间。

7）刀具能实现系列化、标准化和模块化刀具系列化、标准化和模块化有利于编程、刀具管理和降低成本。

8）多功能复合及专用化。

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随着电子技术、计算机技术及自动化、精密仪器与测量等技术的发展与综合应用，产生了机电一体化的新型机床——数控机床。

数控机床是一种利用信息处理技术进行自动加工控制的机电一体化加工装备。

不同数控机床的用途有所不同，其中数控车床是国内使用量最大、覆盖面最广的一种数控机床。

数控车床主要用来对旋转体零件进行车削、镗削、钻削、铰削、攻丝等工序的加工，一般采用计算机程序对各类控制信息进行处理，如可自动完成内外圆柱面、圆锥面、球面、螺纹、槽及端面等工序的切削加工，还可处理逻辑电路难以处理的各种复杂信息。

本章介绍数控车床及车削中心的组成、分类、特点以及插补原理，以增强读者对数控机床的认识，同时为后续的数控编程奠定基础。

数控车床的组成及分类数控车床的加工范围及特点SIEMENS 数控车床编程与实训2 数控机床的分类数控机床的插补原理1.1 数控车床的组成及分类1.1.1 组成及分类概述数控车床主要由计算机数控系统和数控车床本体组成，其中，计算机数控系统主要由输入装置、数控装置、伺服系统和位置检测反馈装置组成。

数控车床可分为卧式和立式两大类。

卧式车床又有水平导轨和倾斜导轨两种。

档次较高的数控卧车一般都采用倾斜导轨。

按刀架数量分类又可分为单刀架数控车床和双刀架数控车床，前者是两坐标控制，后者是4坐标控制。

双刀架卧车多数采用倾斜导轨。

1.1.2 相关知识 1.1.2.1 数控车床组成现代数控车床的数控系统都采用模块化结构，伺服系统中的伺服单元和驱动装置为数控系统的一个子系统，输入/输出装置也为数控系统的一个功能模块，所以数控车床主要由计算机数控系统和数控车床本体组成，如图1-1所示。

输入/输出装置 车床本体位置检测反馈装置图1-1 数控车床的组成1．输入装置数控车床是按照编程人员编制的程序运行的。

通常编程人员将程序以一定的格式或代码存储在一种载体上，如穿孔带或磁盘等，通过数控车床的输入装置输入到数控装置中。

此外，还可以使用数控系统中的RS232接口或DNC 接口与计算机进行信号的高速传输。

数控机床技术特征与发展【关键词】数控机床；技术；发展从20世纪中叶数控技术出现以来，数控机床给机械制造业带来了革命性的变化。

数控加工具有如下特点：加工柔性好，加工精度高，生产率高，减轻操作者劳动强度、改善劳动条件，有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。

数控机床是一种高度机电一体化的产品，适用于加工多品种小批量零件、结构较复杂、精度要求较高的零件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不允许报废的关键零件、要求精密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要求100%检验的零件。

数控机床的特点及其应用范围使其成为国民经济和国防建设发展的重要装备。

进入21世纪，我国经济与国际全面接轨，进入了一个蓬勃发展的新时期。

机床制造业既面临着机械制造业需求水平提升而引发的制造装备发展的良机，也遭遇到加入世界贸易组织后激烈的国际市场竞争的压力，加速推进数控机床的发展是解决机床制造业持续发展的一个关键。

随着制造业对数控机床的大量需求以及计算机技术和现代设计技术的飞速进步，数控机床的应用范围还在不断扩大，并且不断发展以更适应生产加工的需要。

本文简要分析了数控机床高速化、高精度化、复合化、智能化、开放化、网络化、多轴化、绿色化等发展趋势，并提出了我国数控机床发展中存在的一些问题。

装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业（如信息技术及其产业、航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备。

马克思曾经说过“各种经济时代的区别，不在于生产什么，而在于怎样生产，用什么劳动资料生产”。

制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。

当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。

随着社会的进步和科技的发展，现代机械制造工程领域方面越来越多地采用智能化、自动化，新设备、新技术的应用越来越普遍。

数控加工工艺的特点数控机床加工工艺与普通机床加工工艺相比，具有如下特点1．数控加工工艺内容要求十分具体、详细所有工艺问题必须事先设计和安排好，并编入加工程序中。

数控加工工艺不仅包括详细的切削加工步骤和所用工装夹具的装夹方案，而且包括刀具的型号、规格、切削用量、其他特殊要求以及标有数控加工坐标位置的工序图等。

另外，在自动编程中还需要确定各种详细的加工工艺参数。

2．数控加工工艺要求更严密、精确数控加上过程中可能遇到的所有问题必须事先精心考虑到，否则会导致严重的后果。

如攻螺纹时，数控机床不知道孔中是否已挤满铁屑，是否需要退刀清理铁屑再继续加工。

遇到这种情况，通常需要在工艺中提前考虑到，采取一系列工艺措施加以解决。

又如普通机床加工时，可以多次“试切”来满足零件的精度要求：而数控机床加工，严格按照规定尺寸进给，要求准确无误。

因此，数控加工工艺设计要求更加严密、精确。

3 制定数控加工工艺要进行零件图形的数学处理和计算编程尺寸设定值编程尺寸并不是零件图上设计尺寸的简单再现，而是需要对零件图进行数学处理和计算。

此时，编程尺寸设定值要根据零件尺寸公差要求和零件的形状几何关系重新调整计算，才能确定合理的编程尺寸。

4．考虑进给速度对零件形状精度的影响选挥切削用量时要考虑进给速度对加工零件形状精度的影响。

在数控加工中，刀具的移动轨迹足由插补运算完成的。

根据插补原理可知，在数控系统已定的条件下，进给速度越快，则插补精度越低，从而导致工件的轮廓形状精度就越差。

尤其是在高精度加工时，这种影响更加明显。

5．强调刀具选择的重要性复杂形面的加工编程通常采用自动编程方式。

自动编程时，必须先选定刀具再牛成刀具中心运动轨迹，因此，对于不具有刀具补偿功能的数控机床来说，若刀具预先选择不当，所编程序只能推倒重来。

6。

数控加工工艺的加工工序相对集中由于数控机床特别是功能复合化的数控机床，一般都带有自动换刀装置，因而在加工过程中能够自动换刀，一次装夹即可完成多迢工序或全部工序的加工。

数控机床的组成分类及特点数控机床的组成①控制介质人和数控机床联系的媒介物。

控制介质可以是穿孔带，也可以是穿孔卡、磁带、磁盘或其他可以储存代码的载体，有些直接集成在CAD/CAM中。

②数控装置数控装置是数控机床的中枢，在普通数控机床中一般由输入装置、存储器、控制器、运算器和输出装置组成。

数控装置接收输入介质的信息，并将其代码加以识别、储存、运算，输出相应的指令脉冲以驱动伺服系统，进而控制机床动作。

在计算机数控机床中，由于计算机本身即含有运算器、控制器等上述单元，因此其数控装置的作用由一台计算机来完成。

③伺服系统其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，包括信号放大和驱动元件。

其性能好坏直接决定加工精度、表面质量和生产率。

④机床早期采用通用车床，现在采用了新的加强刚性、减小热变形、提高精度等方面的技术使其发生了很大的变化。

数控机床的分类数控机床规格繁多，据不完全统计已有400多个品种规格。

可以按照多种原则来进行分类。

但归纳起来，常见的是以下面4种方法来分类的。

①按工艺用途分类一般数控机床、数控加工中心、多坐标数控机床②按运动轨迹分类点位控制数控机床、点位直线控制数控机床、轮廓控制数控机床③按伺服系统的控制方式分类开环控制数控机床、闭环控制数控机床、半闭环控制数控机床④按数控装置分类硬件控制数控机床、软件控制数控机床数控机床的特点①采用了高性能的主轴及伺服传动系统，机械结构得到简化，传动链较短；②为了使连续性自动化加工，机械结构具有较高的动态刚度及耐磨性，热变形小；③更多的采用高效率、高精度的传动部件，如滚珠丝杠、直线滚动导轨等；④加工中心带有刀库、自动换刀装置⑤采用辅助装置：冷却、排屑、防护、润滑、储运等装置数控机床的优势①适应性强，适合加工单件小批量、复杂零件②加工零件一致性好、重复精度高③只要改变程序就可改变加工件，不需要大量复杂工装夹具④可以采用复合工艺⑤高自动化、高效率⑥有利于生产管理的现代化。

随着电子技术、计算机技术及自动化、精密仪器与测量等技术的发展与综合应用，产生了机电一体化的新型机床——数控机床。

数控机床是一种利用信息处理技术进行自动加工控制的机电一体化加工装备。

不同数控机床的用途有所不同，其中数控车床是国内使用量最大、覆盖面最广的一种数控机床。

数控车床主要用来对旋转体零件进行车削、镗削、钻削、铰削、攻丝等工序的加工，一般采用计算机程序对各类控制信息进行处理，如可自动完成内外圆柱面、圆锥面、球面、螺纹、槽及端面等工序的切削加工，还可处理逻辑电路难以处理的各种复杂信息。

本章介绍数控车床及车削中心的组成、分类、特点以及插补原理，以增强读者对数控机床的认识，同时为后续的数控编程奠定基础。

本章要点数控车床的组成及分类数控车床的加工范围及特点数控机床的分类数控机床的插补原理1.1 数控车床的组成及分类1.1.1 组成及分类概述数控车床主要由计算机数控系统和数控车床本体组成，其中，计算机数控系统主要由输入装置、数控装置、伺服系统和位置检测反馈装置组成。

数控车床可分为卧式和立式两大类。

卧式车床又有水平导轨和倾斜导轨两种。

档次较高的数控卧车一般都采用倾斜导轨。

按刀架数量分类又可分为单刀架数控车床和双刀架数控车床，前者是两坐标控制，后者是4坐标控制。

双刀架卧车多数采用倾斜导轨。

1.1.2 相关知识1.1.2.1 数控车床组成现代数控车床的数控系统都采用模块化结构，伺服系统中的伺服单元和驱动装置为数SIEMENS数控车床编程与实训2 控系统的一个子系统，输入/输出装置也为数控系统的一个功能模块，所以数控车床主要由计算机数控系统和数控车床本体组成，如图1-1所示。

输入/输出装置车床本体位置检测反馈装置图1-1 数控车床的组成1．输入装置数控车床是按照编程人员编制的程序运行的。

通常编程人员将程序以一定的格式或代码存储在一种载体上，如穿孔带或磁盘等，通过数控车床的输入装置输入到数控装置中。

此外，还可以使用数控系统中的RS232接口或DNC接口与计算机进行信号的高速传输。

数控机床控制技术基础数控11-1班级第1章绪论一、数控机床的组成和工作原理1、数字控制技术：简称数控（NC）技术，是指用数字化信息对设备运行和生产过程进行控制的一种自动控制技术。

2、数控机床的组成（1）程序载体（2）输入输出装置（3）CNC单元（4）伺服系统（5）可编程序控制器（PLC）（6）位置反馈系统（7）机床本体3、数控机床的工作原理（1）工艺规划（2）数学处理（3）编制程序单（4）输入程序（5）程序校验与试运行二、数控机床的特点及分类1、数控机床的特点优点：（1）对零件的适应性强，可加工复杂形状的零件表面（2）加工精度高，加工质量稳定（3）生产效率高（4）良好的经济效益（5）自动化程度高缺点：（1）价格较高，设备首次投资大（2）对操作、维修人员的技术要求较高（3）加工复杂形状的零件时，手工编程的工作量大2、数控机床的应用范围数控机床的应用范围正在不断扩大，但目前它还不能完全代替普通机床，也还不能以最经济的方式解决机械加工中的所有问题。

数控机床最适合加工具有以下特点的工件：（1）多品种小批量零件；（2）形状结构复杂的零件；（3）需要频繁改型的零件；（4）价格昂贵、不允许报废的零件；（5）批量较大精度要求高的零件。

3、数控机床的分类（1）按工艺用途分类：普通数控机床、加工中心机床、数控特种加工机床。

（2）按运动方式分类：点位控制数控机床、直线控制数控机床、轮廓控制数控机床。

（3）按伺服系统的控制方式分类：开环、闭环、半闭环控制系统的数控机床。

（4）按数控系统的功能水平分类：经济性数控机床、中档数控机床、高档数控机床三、数控机床控制技术1、数控机床控制技术是集机械技术（精密机械为主）、电子技术、信息技术（包括传感检测）、计算机及软件技术和自动控制等技术为一体的多学科交叉的综合技术。

2、数控机床控制技术的发展趋势（1）高速化和高精度化（2）数控系统智能化、信息化（3）数控系统开放化第2章液压控制技术一、概述液压传动是利用密闭系统中的受压液体作为工作介质来传递运动和动力的一种传动方式。

简述数控铣削的工艺特点数控铣削是一种利用数控机床进行金属材料加工的方法。

相比传统的手动或者普通机床铣削，数控铣削具有许多独特的工艺特点。

首先，数控铣削具有高精度和高重复性。

数控机床可以通过预先编程来确定工件的精确位置和尺寸，使得铣削加工具有更高的精度。

而且，在一个程序的指导下，机床可以重复进行相同的加工操作，确保每个工件的精确度一致。

其次，数控铣削具有高效率和高自动化程度。

相比手动铣削，数控铣削不需要人工参与每个步骤，只需要将工件固定好并进行程序设置，机床就可以自动进行加工。

这大大提高了生产效率，减少了人力成本。

第三，数控铣削具有多样化的加工形式。

数控机床可以根据预先设置的程序在不同的方向上进行切削，实现复杂形状的加工。

而且，通过更换不同的刀具和夹具，数控铣削可以适应不同材料的加工需求，满足多样化的加工要求。

第四，数控铣削具有灵活性和便捷性。

在数控机床上，可以通过简单的程序修改来进行不同的加工操作。

而且，数控机床可以实时监测加工过程并根据需要进行调整，使得加工过程更加灵活和便捷。

第五，数控铣削具有良好的加工稳定性和可靠性。

数控机床可以通过精确的控制系统和传感器实时监测工件和刀具的状态，在遇到异常情况时及时停止加工，避免产生工件破损或者刀具损坏等问题。

这保证了加工过程的稳定性和可靠性。

另外，数控铣削还具有节约资源和环保的优势。

由于数控铣削可以根据需要精确控制切削量，因此可以减少切削力和切削热量的生成，降低能源消耗和环境污染。

总结起来，数控铣削具有高精度、高重复性、高效率和高自动化程度等多种特点。

它可以适应不同材料的加工需求，满足多样化的加工要求。

此外，它还具有灵活性、便捷性、加工稳定性和可靠性，节约资源和环保等优势。

数控铣削在现代工业领域中越来越广泛应用，成为工件加工的重要手段之一。

第一章概论1．什么是计算机数控技术（CNC）计算机数控技术是利用计算机采用数字指令信号对机电产品或设备进行控制的一种自动控制技术2．与传统机床相比,数控机床具有哪些特点?自动化程度高，加工精度高，生产率高，对工件的适应性强，有利于生产管理信息化3．数控机床的发展趋势如何智能化、开放化、网络化、高速化、精密化、复合化4．什么叫工件坐标系在数控加工中，工件坐标系与机床坐标系有何关系5．工件坐标系是为编程人为设定的坐标系. 工件坐标系各轴要与机床坐标系平行,加工工件时,通过对刀实现工件坐标系与机床坐标系重合.6．数控机床按伺服系统控制方式可分成哪几类各有什么特点7．分类:开环控制数控机床特点：机床结构简单，成本低，但加工精度低；闭环控制数控机床机床加工精度高，但结构复杂，成本高；半闭环控制数控机床机床加工精度、结构复杂程度、成本适中。

8．数控机床按运动轨迹控制方式可分成哪几类各有什么特点9．分类:点位控制数控机床特点：CNC系统无插补器，可实现定位精度、定位时间、移动速度，对运动轨迹无精度要求；连续控制数控机床这类机床带有插补器，以精确实现各种曲线或曲面的加工。

10．如何确定立式数控铣床坐标系的各轴?Z轴：平行于主轴，远离工件的运动方向为正方向；X轴：位于与主轴垂直的平面内，由刀具向立柱看，X轴的正向指向右边；Y轴：由确定的X轴、Z轴，按右手定则来确定。

11．如何确定立式数控车床坐标系的各轴?Z轴：平行于主轴，远离工件的运动方向为正方向；X轴：垂直主轴轴线且平行于横向滑板，使刀具远离工件的方向为X轴的正向；8 什么是数控机床它由哪些部分组成答：数控机床是一种利用数控技术，准确按照事先安排的工艺流程，自动实现规定动作的金属加工机床。

它由输入介质、数控装置、伺服系统、反馈系统和机床等部分组成。

题型变换：数控机床的输入介质是指（③）①光电阅读机②穿孔机③穿孔带、磁带和软磁盘④零件图纸和加工程序单9 用框图说明一般数控机床的工作原理。