.常用数控系统的结构及工作原理

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。

数控机床的结构组成及原理数控机床是一种通过计算机控制的机床，可以实现多种复杂的加工操作。

它的结构组成及原理可以大致分为机床主体部分、控制系统部分和辅助装置部分。

一、机床主体部分1.床身：床身是整个数控机床的基础部分，承载整个机床的各个部件和装置，同时具有足够的刚性和稳定性。

床身通常由大型整体铸件制成，常见的有平面床、斜床和立式床等。

床身上设有导轨、滑块和滚珠丝杠等装置，用于支撑和导向主轴箱、工作台等。

2.主轴箱：主轴箱是数控机床的重要部件之一，通常由主轴、主轴动力装置、主轴箱座、电动机及其驱动装置等组成。

主轴箱用来传递动力，使主轴旋转，是实现机床加工功能的关键部分。

3.工作台：工作台是数控机床上用于夹持工件的装置，它可以沿各个方向进行移动和转动。

工作台通常由工作台体、刀架座、刀具变位装置等组成。

工作台的移动和转动由驱动装置控制，实现对工件的定位和加工。

二、控制系统部分1.数控装置：数控装置是整个机床的控制中心，由硬件部分和软件部分组成。

硬件部分包括主机、输入输出设备、接口电路等，软件部分是指数控机床的控制程序。

数控装置能够根据加工要求，自动生成加工程序，并控制机床的各个动作。

2.伺服系统：伺服系统是数控机床的动力系统，主要由伺服电机、传动机构和测量装置等组成。

伺服电机通过控制系统接收指令，根据要求实现各个轴向的运动。

传动机构将电机运动传递到工作台或刀架等部位，测量装置用于检测轴向运动的位置和速度。

三、辅助装置部分1.刀具变位装置：刀具变位装置是数控机床上用来实现刀具的换刀和夹紧的装置。

它能够实现快速的刀具换向和自动夹紧，提高机床的加工效率。

2.冷却液供给装置：冷却液供给装置是用于给切削过程提供冷却润滑的装置，它能够保持刀具的正常工作温度，延长刀具的使用寿命，并提高加工质量。

3.操作平台：操作平台是供操作人员进行操作和监控的地方，它通常设有显示屏、键盘、手柄等操作设备，用于输入指令、调整参数以及监控加工过程。

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。

简述数控机床的工作原理数控机床是一种高精度、高效率、高自动化程度的机床，其工作原理是将数字信号转换为机床运动指令，通过控制系统控制各个执行机构实现工件的加工。

本文将从数控机床的基本结构、控制系统、加工过程等方面简述其工作原理。

一、数控机床的基本结构数控机床主要由机床主体、数控装置、执行机构、测量系统和辅助装置等组成。

其中，机床主体是指数控机床的机械部分，包括床身、主轴、进给机构等；数控装置是指数控机床的控制部分，包括控制器、输入设备、输出设备等；执行机构是指数控机床的动力部分，包括主轴驱动、进给驱动等；测量系统是指数控机床的检测部分，包括测量传感器、编码器等；辅助装置是指数控机床的辅助部分，包括冷却液系统、废屑输送系统等。

二、数控机床的控制系统数控机床的控制系统是指数控装置及其控制算法。

数控装置按照功能可分为系统控制器、数据输入设备、数据输出设备和辅助设备。

系统控制器是数控机床的核心部分，它负责将输入设备输入的数字信号转换成机床运动指令，并通过输出设备将指令传递给执行机构，从而实现工件的加工。

系统控制器的控制算法包括插补算法、轨迹控制算法、路径规划算法和运动控制算法等。

插补算法是将输入的数字信号转换为机床运动指令的核心算法，它通过对数字信号进行插补计算，生成机床的运动轨迹。

轨迹控制算法是指控制机床主轴的运动，它通过控制主轴马达的转速和转向实现工件的旋转加工。

路径规划算法是指规划机床加工路径的算法，它通过对工件的几何形状和加工要求进行分析，生成最优的加工路径。

运动控制算法是指控制机床进给运动的算法，它通过控制进给马达的转速和转向实现工件的直线运动。

三、数控机床的加工过程数控机床的加工过程包括工件的设计、程序的编写、加工的准备和加工的执行等步骤。

其中，工件的设计是指根据加工要求和工件的几何形状，设计出工件的CAD模型。

程序的编写是指将CAD模型转换成数字信号，用于控制数控机床进行加工。

加工的准备是指根据程序要求，调整数控机床的各项参数，使其符合加工要求。

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。