数控技术及应用项目1数控机床基础知识

《数控机床基础知识概述》一、引言数控机床作为现代制造业的关键设备，在工业生产中发挥着至关重要的作用。

它融合了机械、电子、计算机、自动控制等多学科技术，具有高精度、高效率、高自动化程度等特点。

本文将对数控机床的基础知识进行全面的阐述与分析，包括基本概念、核心理论、发展历程、重要实践以及未来趋势。

二、基本概念1. 定义数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床。

该系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件。

2. 组成部分数控机床主要由机床本体、数控系统、驱动装置、辅助装置等部分组成。

（1）机床本体包括床身、立柱、主轴箱、工作台等机械部件，为加工提供基础支撑。

（2）数控系统是数控机床的核心，它接收输入的程序指令，经过处理后控制机床的运动和加工过程。

数控系统通常由硬件和软件组成，硬件包括中央处理器、存储器、输入输出接口等，软件包括系统软件和应用软件。

（3）驱动装置包括主轴驱动和进给驱动，负责将数控系统的控制信号转换为机床的运动。

主轴驱动控制主轴的旋转速度和方向，进给驱动控制工作台或刀具的移动速度和方向。

（4）辅助装置包括自动换刀装置、冷却系统、排屑装置等，为加工过程提供辅助支持。

3. 工作原理数控机床的工作原理是通过数控系统将零件加工程序转换为机床的运动指令，驱动装置根据指令控制机床的运动，实现对零件的加工。

具体过程如下：（1）编程人员根据零件图纸编制加工程序，通常使用数控编程语言如 G 代码、M 代码等。

（2）将加工程序输入到数控系统中，数控系统对程序进行译码、预处理等操作。

（3）数控系统根据程序指令控制驱动装置，驱动装置带动机床的主轴和工作台等运动部件进行相应的运动。

（4）在加工过程中，数控系统通过传感器等装置实时监测机床的运行状态，并根据反馈信息进行调整和控制，以保证加工精度和质量。

三、核心理论1. 插补原理插补是数控机床实现复杂曲线加工的关键技术。

数控机床基础知识第一节概述一、什么是数控机床数字控制机床（Numerical Control Machine Tools）简称数控机床，这是一种将数字计算技术应用于机床的控制技术。

它把机械加工过程中的各种控制信息用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。

经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。

数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品。

二、数控机床的加工原理数控机床加工工件的过程如图1-1所示。

图1-1数控机床的加工过程1）在数控机床上加工工件时，首先要根据加工零件的图样与工艺方案，用规定的格式编写程序单，并且记录在程序载体上；2）把程序载体上的程序通过输入装置输入到数控装置中去；3）数控装置将输入的程序经过运算处理后，向机床各个坐标的伺服系统发出信号；4）伺服系统根据数控装置发出的信号，通过伺服执行机构（如步进电动机、直流伺服电动机、交流伺服电动机），经传动装置（如滚珠丝杠螺母副等），驱动机床各运动部件，使机床按规定的动作顺序、速度和位移量进行工作，从而制造出符合图样要求的零件。

由上述数控机床的工作过程可知，数控机床的基本组成包括加工程序载体、数控装置、伺服驱动装置、机床主体和其他辅助装置。

下面分别对各组成部分的基本工作原理进行概要说明。

1.加工程序载体数控机床工作时，不需要工人直接去操作机床，要对数控机床进行控制，必须编制加工程序。

零件加工程序中，包括机床上刀具和工件的相对运动轨迹、工艺参数（进给量主轴转速等）和辅助运动等。

将零件加工程序用一定的格式和代码，存储在一种程序载体上，如穿孔纸带、盒式磁带、软磁盘等，通过数控机床的输入装置，将程序信息输入到CNC单元。

2.数控装置数控装置是数控机床的核心。

现代数控装置均采用CNC（Computer Numerical Control）形式，这种CNC 装置一般使用多个微处理器，以程序化的软件形式实现数控功能，因此又称软件数控（Software NC）。

数控基础必备知识点总结1. 数控系统的基本组成数控系统是由数控设备、数控装置、数控软件、数控执行器以及数控系统的辅助设备等组成的。

其中，数控设备主要包括数控机床、数控车床、数控铣床、数控磨床等；数控装置主要包括数控控制器、数控伺服系统、编程装置等；数控软件主要包括数控系统软件、数控编程软件等；数控执行器主要包括数控伺服电机、数控主轴电机等；数控系统的辅助设备主要包括故障诊断设备、数控工具设备等。

2. 数控技术的发展历程数控技术是源于工业革命，经过了数十年的发展，已经成为了工业生产中不可或缺的一部分。

数控技术的发展经历了从机械式数控系统到电气式数控系统，再到液压式数控系统，最终发展成了如今的数字化数控系统。

数字化数控系统以其高精度、高效率、高稳定性等优势，得到了广泛的应用，成为了工业生产中的主流技术。

3. 数控编程的基本原理数控编程是数控技术中最核心的内容之一，它是通过对工件的加工轨迹进行精确的描述和规划，然后将其转换成适合数控机床执行的指令，在数控系统中生成所需的加工程序。

数控编程的基本原理包括了确定加工坐标系、编写数控程序、确认工艺参数、选择工具、设置加工路径等。

4. 数控机床的基本结构数控机床是数控系统的重要组成部分，其基本结构包括了机床主体、动力系统、控制系统、刀具系统、夹紧系统、润滑系统等。

数控机床具有高精度、高效率、高灵活性的特点，广泛应用于汽车、航空、航天、模具等领域。

5. 数控加工的基本工艺数控加工是利用数控机床进行金属材料的切削加工，其基本工艺包括了铣削加工、车削加工、镗削加工、钻削加工等。

数控加工具有高加工精度、高速度、高适应性等特点，被广泛应用于模具制造、航空航天等领域。

6. 数控编程语言数控编程语言是数控程序的表达方式，主要有ISO基本数控语言、EIA基本数控语言、DIN基本数控语言等。

不同的数控编程语言适用于不同的加工领域，能够实现从简单的零件加工到复杂的曲面加工。

7. 数控检测技术数控检测技术是指通过对数控加工过程中的各种参数进行检测和分析，以确保加工质量、提高加工效率的技术。

高一数控机械基础知识点数控机械是当今工业领域的重要装备之一，它以计算机数控系统为核心，通过程序控制机床运动，实现精密加工。

作为高一学生，了解数控机械基础知识，有助于我们在未来的学习和职业发展中有更好的准备。

下面将介绍一些高一数控机械的基础知识点。

一、数控机床的基本构成数控机床是数控加工的核心工具，它由机床本体、数控装置、刀具和夹具等组成。

1. 机床本体：机床本体是数控机床的物理结构，包括床身、工作台、主轴箱等。

不同类型的数控机床有不同的结构和功能，如铣床、车床、钻床等。

2. 数控装置：数控装置是数控机床的核心部件，它由数控主机、外围设备和控制器等组成。

数控主机用来执行加工程序，外围设备用来输入和输出数据，控制器用来控制整个数控系统的运行。

3. 刀具和夹具：刀具是数控机床上用来切削材料的工具，夹具用来固定工件。

选择适合的刀具和夹具对加工质量和效率有重要影响。

二、数控机床操作与编程了解数控机床的操作与编程是我们学习数控机械的基础，它包括了解数控机床的开机与关机流程，以及编写、编辑和执行数控程序的方法。

1. 数控机床的开机流程：首先检查机床的供电和冷却系统，然后启动数控装置，接下来对机床进行自动复位和手动操作，最后进行刀具和工件的装夹。

2. 数控机床的关机流程：先将刀具卸下，然后关闭冷却系统和数控装置，最后关闭机床的供电。

3. 数控机床的编程：数控编程是通过编写数控程序来实现工件的加工。

数控程序一般由几个部分组成，包括程序头、程序体和程序尾。

在编写程序时，需要了解数控指令的格式和功能，如直线插补、圆弧插补、进给速度等。

4. 数控机床的操作：数控机床的操作包括手动操作和自动操作。

手动操作是通过操纵面板来控制机床的各个运动轴，用于机床的调试和校准。

自动操作是通过执行数控程序来实现工件的批量加工。

三、数控机床的优势和应用领域数控机床具有多种优势，使其广泛应用于各个领域。

1. 高精度：数控机床具有高精度、高稳定性的特点，能够实现微小尺寸的精密加工。

学习数控机床技术需要掌握以下几个方面：
1. 基础知识：了解数控机床的基本原理、组成、分类、应用范围等基础知识，以及常用数学计算和编程方法。

2. 操作技能：学习数控机床的操作技能，包括机床的调试、刀具的选择与安装、加工工艺的制定、程序的编写和调试等。

3. 维护与维修：了解数控机床的维护和维修知识，包括机床的日常保养、常见故障的诊断和排除、电路和传感器的维修等。

4. 质量控制：掌握数控机床加工的质量控制方法，包括加工精度控制、加工表面质量检查、常见误差分析等。

5. 生产管理：了解数控机床在生产管理方面的应用，包括生产计划的制定、生产进度的控制、人员培训和安全管理等。

6. 技术创新：了解数控机床技术的创新和发展趋势，掌握新技术和新方法，提高技术水平和创新能力。

学习数控机床技术需要系统地学习相关知识和技能，并且需要通过实践来不断提升自己的技能水平。

建议选择正规的培训机构或者学校进行系统学习和实践，同时也可以通过参加行业交流会或者技术论坛等方式，与行业内的专业人士交流学习经验和技巧。

项目一数控机床概述任务2 数控机床工作原理及组成一、数控机床工作原理数控机床是采用了数控技术的机床，它用数字信号控制机床运动及其加工过程，具体来说，是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，然后输入数控装置，经过译码、运算，发出指令，经伺服放大、伺服驱动和反馈，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。

二、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)、可编程逻辑控制器（PLC，FANUC 称之为PMC）、伺服驱动装置、主轴控制单元、机床本体、检测反馈装置及辅助装置组成，如图1-2-1所示。

图1-2-1 数控机床的组成图1-2-2所示为典型的数控装置构成（FANUC 0i Mate-D）。

图1-2-2 FANUC 0i Mate-D数控装置1. 输入/输出设备输入/输出设备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。

图1-2-3所示为MDI键盘，用于手动编辑程序、输入参数等功能。

图1-2-4所示为彩色液晶显示器（LCD），为操作人员显示加工程序、坐标值以及报警信号等必要的信息。

图1-2-5所示为机床操作面板，用于直接控制机床的动作或加工过程。

此外还可以通过CF卡、RS232接口、以太网（如图1-2-6所示）传输程序及参数等数据。

图1-2-3 MDI键盘图1-2-4 LCD（液晶显示器）图1-2-5 机床操作面板图1-2-6 FANUC 0i Mate-F数控装置接口2. 数控系统（CNC）数控系统（如图1-2-7）是计算机数控系统的核心，它是由硬件和软件两部分组成的。

硬件主要包括微处理器（CPU）、存储器、局部总线、外围逻辑电路以及与CNC系统其他组成部分联系的接口等，软件包括管理软件和控制软件。

图1-2-7 FANUC 0i Mate-F数控系统接口CNC 系统的作用如下：它接收输入装置送来的信息，经过数控装置的系统软件或逻辑电路进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种信号和指令，控制机床的各个部分，使其进行规定的、有序的动作。

第一章概论1、数控技术、数控机床、数控系统的概念数控技术是机械、电子、自动控制理论、计算机和检测技术密切结合的机电一体化高新技术；数控技术是现代制造技术的一种；数控技术是现代制造业的基础、集中体现；数控技术是现代制造业信息化的重要组成部分。

数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。

●数控技术，也叫计算机数控技术（Computerized Numerical Control 简称：CNC），它是采用计算机实现数字程序控制的技术。

这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。

由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可以通过计算机软件来完成。

●数控机床是数字控制机床（Numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。

数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是数控技术应用的典型产品。

1）简单说来所谓数控机床就是运用计算机对机床的机械加工过程进行数字化的自动控制。

2）具体来说：数控机床是通过将机床的各种动作的操作步骤、工件的形状尺寸以及机床的其他功能编制程序，精确控制机床运动部件的位移量，并且按加工的动作顺序要求自动控制机床各个部件的动作来完成机械加工工作的。

控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。

经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。

●数控系统（Numerical Control System）是数字控制系统的简称，根据计算机存储器中存储的控制程序，执行部分或全部数值控制功能，并配有接口电路和伺服驱动装置的专用计算机系统。

是数控机床的核心部分。

单元01 数控铣床基础知识一、安全知识1.安全文明生产（1）概念安全生产：安全生产是指在生产中，保证设备和人身不受伤害。

进行安全教育、提高安全意识、做好安全防护工作是生产的前提和重要保障。

如：进入车间要穿工作服，袖口要扎紧，不准穿高跟鞋、凉鞋，要戴安全帽，女生要把长发盘在帽子里，操作时站立位置要避开铁屑飞溅的地方等。

文明生产：文明生产是指在生产中，设备和工量刃辅具的正常使用，并保持设备、工量刃辅具和场地的清洁和有序。

设备和工量刃辅具要按照其正常的使用功用和使用方法使用，不能移作它用，不能超出使用范围。

还要注意量具的零配件、附件不要丢失、损坏；机床使用前应按照规范进行润滑等。

要保持设备、工量刃辅具和场地的清洁。

时常用干净的棉纱擦拭双手、擦拭操作面板、工具量具刃具辅具，经常用铁屑钩子或毛刷清理导轨和拖板上的铁屑。

下班后按照规范将机床、地面清扫干净。

保持设备、工量刃辅具和场地的有序。

工量刃辅具的摆放要规范，使用完毕后放回原处。

下班后将工量刃辅具擦拭干净，放入工具箱中。

作好交接班工作，下班时填写交接班记录并锁好工具箱门。

对于公用或借用物品要及时归还。

在批量生产中，毛抷零件、已加工零件、合格零件和不合格零件要按照规定的区域分开放置。

安全生产和文明生产合称安全文明生产。

对于安全生产的操作规范称为安全操作规程，对于文明生产的操作规范称为文明操作规程，二者合称安全文明操作规程。

对于每一种机床都有相应的安全文明操作规程来具体规定相应的安全文明操作要求。

（2）意义保证人身和设备的安全；保证设备、工量刃辅具必备的精度和性能，以及足够的使用寿命。

（3）要求1）牢固树立安全文明生产的意识。

明确数控加工的危险性，如不遵守安全操作规程，就有可能发生人身或设备安全事故。

如不遵守文明操作规程，野蛮生产，就会影响设备、工量刃辅具的使用性能和精度，大大降低使用寿命。

要理解安全操作规程的实质，善于从总结操作结经验和教训，培养安全文明生产意识。