数控系统组成、原理与维修

contents •数控技术概述•数控机床结构与分类•数控编程基础•数控加工工艺与刀具选择•数控机床操作与维护•数控技术发展趋势与展望目录01数控技术概述数控技术的定义与发展数控技术的定义采用数字化信息对机床运动及其加工过程进行控制的技术。

数控技术的发展历程从手动控制到数字控制，经历了多个阶段的发展，包括电子管、晶体管、集成电路、计算机等技术的应用。

数控技术的现状与趋势当前数控技术已经广泛应用于制造业各个领域，未来将继续向智能化、高精度、高效率等方向发展。

数控系统的组成与工作原理数控系统的组成01数控系统的工作原理02数控系统的特点03机械制造领域航空航天领域汽车制造领域其他领域数控技术的应用领域02数控机床结构与分类为确保加工精度和稳定性，数控机床采用高刚度材料和结构。

通过先进的制造工艺和装配技术，实现高精度加工。

采用高性能伺服驱动系统和高速主轴，提高加工效率。

配备自动换刀装置、自动排屑装置等，实现自动化加工。

高刚度高精度高速度高自动化按工艺用途分类按运动方式分类按伺服系统类型分类常见数控机床类型介绍数控车床数控铣床加工中心数控磨床03数控编程基础数控编程的概念是将零件的加工信息，按照数控系统规定的代码和格式，编制成加工程序文件，并输入到数控装置中，由数控装置控制机床进行自动加工的过程。

0203分析零件图样和工艺要求确定加工方案数控编程的步骤01选择合适的数控机床选择合适的刀具、夹具和量具编制加工程序01 02 03机床坐标系工件坐标系用于控制机床的直线插补、圆弧插补等加工动作。

M指令用于控制机床的辅助功能，如换刀、冷却液开/关等。

G指令VSS指令01F指令02T指令03数控编程的常用指令与格式地址符+数字程序段格式一个完整的程序段由若干个字组成，每个字由地址符和数字组成，程序段结束以分号或回车符表示。

04数控加工工艺与刀具选择先进行粗加工，再进行精加工，逐步提高加工精度。

先粗后精原则一次装夹原则工序集中原则基准统一原则尽可能在一次装夹中完成多道工序，减少装夹次数，提高加工效率。

参考资料：/%C5%C9%BF%CB652/blog/item/040742fc5ab3e50eb17e c577.html一、ＣＮＣ系统的基本构成ＣＮＣ系统是一种用计算机执行其存储器内的程序来实现部分或全部数控功能的数字控制系统。

由于采用了计算机，使许多过去难以实现的功能可以通过软件来实现，大大提高了ＣＮＣ系统的性能和可靠性。

ＣＮＣ系统的控制过程是根据输入的信息，进行数据处理、插补运算，获得理想的运动轨迹信息，然后输出到执行部件，加工出所需要的工件。

ＣＮＣ系统由硬件和软件组成，软件和硬件各有不同的特点。

软件设计灵活，适应性强，但处理速度慢；硬件处理速度快，但成本高。

ＣＮＣ的工作是在硬件的支持下，由软件来实现部分或大部分的数控功能。

二、ＣＮＣ系统的硬件结构ＣＮＣ系统的硬件结构可分为单微处理器结构和多微处理器结构两大类。

早期的ＣＮＣ系统和现有的一些经济型ＣＮＣ系统采用单微处理器结构。

随着ＣＮＣ系统功能的增加，机床切削速度的提高，单微处理器结构已不能满足要求，因此许多ＣＮＣ系统采用了多微处理器结构，以适应机床向高精度、高速度和智能化方向的发展，以及适应计算机网络化及形成ＦＭＳ和ＣＩＭＳ的更高要求，使ＣＮＣ系统向更高层次发展。

１．单微处理器结构图６－３ＣＮＣ系统硬件的组成框图所谓单微处理器结构，即采用一个微处理器来集中控制，分时处理ＣＮＣ系统的各个任务。

某些ＣＮＣ系统虽然采用了两个以上的微处理器，但能够控制系统总线的只是其中的一个微处理器，它占有总线资源，其他微处理器作为专用的智能部件，不能控制系统总线，也不能访问存储器，是一种主从结构，故也被归入单微处理器结构中。

单微处理器结构的ＣＮＣ系统由计算机部分（ＣＰＵ及存储器）、位置控制部分、数据输入／输出等各种接口及外围设备组成。

ＣＮＣ系统硬件的组成框图可参见图６－３。

（１）计算机部分计算机部分由微处理器ＣＰＵ及存储器（ＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ）等组成。

微处理器执行系统程序，首先读取加工程序，对加工程序段进行译码、预处理计算等，然后根据处理后得到的指令，对该加工程序段进行实时插补和对机床进行位置伺服控制；它还将辅助动作指令通过可编程控制器（ＰＬＣ）发给机床，同时接收由ＰＬＣ返回的机床各部分信息并予以处理，以决定下一步的操作。

数控机床系统故障诊断与维修摘要：本文主要介绍了数控机床系统故障诊断与维修相关的知识。

首先，介绍了数控机床的基本概念和应用领域。

然后，探讨了数控机床系统的结构和工作原理，重点介绍了数控系统的主要组成部分。

接着，讨论了数控机床故障的分类和诊断方法。

最后，介绍了数控机床故障维修的基本步骤和注意事项。

关键词：数控机床；系统结构；故障分类；诊断方法；维修步骤正文：一、数控机床的基本概念和应用领域数控机床是一种利用数字控制技术实现数控运动的机床，它可以实现高精度、高效率、高自动化的加工过程。

数控机床广泛应用于航空航天、汽车、电子、微电子、光学等制造领域，成为现代工业生产的重要装备之一。

二、数控机床系统的结构和工作原理数控机床系统主要由数控系统、电气系统、机械系统、液压系统组成。

其中，数控系统是整个系统的核心，它控制着机床的运动、加工和现场控制等操作。

电气系统负责调节机床的电气信号和电动机的转速、转向等参数。

机械系统则是机床的机械部分，包括工作台、主轴、进给机构等。

液压系统主要是用来控制机床液压元件的工作。

三、数控机床故障的分类和诊断方法数控机床的故障分类主要包括电气故障、机械故障、液压故障、数控系统故障等。

诊断方法一般分为四个步骤：信息采集、现象分析、故障定位、原因分析。

四、数控机床故障维修的基本步骤和注意事项数控机床故障维修一般分为五个步骤：现场查看、设备检查、故障排除、恢复正常加工、故障分析。

在进行维修时，需要注意安全措施、操作规程、使用工具等，以避免二次故障的发生。

综上所述，数控机床系统故障诊断与维修是数控技术应用过程中不可避免的一部分，只有熟练掌握故障诊断和维修技巧，才能更好地保障生产效率和质量，为工业现代化做出积极贡献。

五、数控机床系统故障维修的总结与展望数控机床作为现代制造业的重要装备，已成为实现高精度、高效率、高自动化生产的关键技术。

然而，由于其复杂的结构和工作原理，故障和维修也成为了其使用和维护过程中难以避免的问题。

数控车床控制技术与机床维修1. 引言数控车床是机械加工领域中的一种重要设备，通过计算机控制来完成零件加工。

数控车床的控制技术和机床的维修是数控车床的两个重要方面。

本文将探讨数控车床控制技术的原理和机床的维修方法。

2. 数控车床控制技术数控车床的控制技术基于计算机数控系统，主要包括硬件控制部分和软件控制部分。

2.1 硬件控制部分硬件控制部分包括数控系统，伺服系统和传感器。

数控系统是整个数控车床控制的核心，它负责接收计算机指令，解析指令，并将指令转换为信号发送给伺服系统和传感器。

伺服系统是用来控制刀具和工件运动的，它接收数控系统发送的信号，通过驱动电机控制刀具和工件的运动。

传感器用来获得加工过程中的信息，如刀具位置、工件尺寸等，以便数控系统做出相应的控制。

2.2 软件控制部分软件控制部分主要包括数控编程和数控操作。

数控编程是将工件加工的要求通过一定的编程语言转化为机床能够识别和执行的指令序列，包括插补计算、速度规划和轨迹生成等。

数控操作是根据加工要求，使用数控系统对数控车床进行操作和监控。

3. 机床维修机床维修是确保数控车床正常运行和保持其性能的重要工作。

机床维修主要包括故障诊断、故障处理和预防性维护等。

3.1 故障诊断当数控车床出现故障时，首先需要进行故障诊断。

故障诊断包括识别故障现象、收集故障信息、分析故障原因和确定故障位置等。

常见的故障类型包括硬件故障和软件故障，如控制系统故障、伺服系统故障、传感器故障等。

3.2 故障处理故障处理是根据故障诊断结果，采取相应的措施修复故障。

对于硬件故障，可以进行零部件更换或修复；对于软件故障，可以进行系统重启或升级。

3.3 预防性维护为了减少故障发生的可能性和延长机床的使用寿命，需要进行定期的预防性维护。

预防性维护包括清洁和润滑机床、紧固螺丝、检查电气连接等。

另外，还需要根据机床的使用情况，定期进行校准和调整。

4. 结论数控车床的控制技术和机床的维修是数控车床运行和保持性能的重要方面。

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。

西门子数控系统调试,编程和维修概要（一）——西门子数控系统调试,编程和维修概要西门子公司数控系统产品结构数控系统的基本构成西门子数控系统调试,编程和维修概要（二）——西门子数控系统调试,编程和维修概要西门子840D系统的组成SINUMERIK840D是由数控及驱动单元（CCU或NCU），MMC,PLC模块三部分组成，由于在集成系统时，总是将SIMODRIVE611D驱动和数控单元（CCU或NCU）并排放在一起，并用设备总线互相连接，因此在说明时将二者划归一处。

●人机界面人机交换界面负责NC数据的输入和显示,它由MMC和OP组成：MMC（Man Machine Communication）包括：OP（Operation panel）单元，MMC,MCP（Machine Control Panel）三部分。

MMC实际上就是一台计算机，有自己独立的CPU,还可以带硬盘，带软驱；OP单元正是这台计算机的显示器，而西门子MMC的控制软件也在这台计算机中。

1.MMC我们最常用的MMC有两种：MCC100.2和MMC103,其中MMC100.2的CPU为486,不能带硬盘；而MMC103的CPU为奔腾，可以带硬盘，一般的，用户为SINUMERIK810D配MMC100.2,而为SINUMERIK840D配MMC103. ※PCU（PC UNIT）是专门为配合西门子最新的操作面板OP10、OP10S、OP10C、OP12、OP15等而开发的MMC模块，目前有三种PCU模块——PCU20、PCU50、PCU70, PCU20对应于MMC100.2，不带硬盘，但可以带软驱；PCU50、PCU70对应于MMC103,可以带硬盘，与MMC不同的是：PCU50的软件是基于WINDOWS NT的。

PCU的软件被称作HMI,HMI有分为两种：嵌入式HMI和高级HMI。

一般标准供货时，PCU20装载的是嵌入式HMI,而PCU50和PCU70则装载高级HMI.2.OPOP单元一般包括一个10.4〞TFT显示屏和一个NC键盘。

关于数控机床的维修与维护随着科技的不断发展和进步，数控技术在机械加工领域中越来越普及。

数控机床是由计算机控制系统、机床主体、电气系统、液压系统、润滑系统以及工具和刀具组成的高科技产品。

由于其高精度、高效率、高自动化水平等优势，被广泛应用于汽车、航空、航天等领域。

那么，在使用数控机床时，我们还需要考虑数控机床的维护和维修问题。

保持切削液的清洁数控机床的机床主体，是由工作台、主轴箱、导轨、球螺丝轮和伺服电机等组成，其中切削液是起到润滑、降温、清洗等多种作用的重要物质。

切削液在工作中，会吸附、固定、带入残留金属颗粒、沙子、碎屑等杂质，若经常不更换切削液，就会导致杂质积累越来越多，使切削液粘度变大，切削液不能正常的流动和降温，甚至会影响工件加工质量、生锈。

因此，保持切削液的清洁十分重要。

定期更换机油和机滤随着数控机床的的长期使用，机油会因为不断接触空气、高温等原因，变质、变黑、腐蚀，严重的会使机床主轴箱过热，长时间的使用还会导致金属部件生锈、损坏。

因此，我们需要定期更换机油和机滤。

通常情况下，我们需要更换机油时，会将机床上的机油全部放干，同时更换机滤，然后加入新的机油。

在更换时，我们需要按照数控机床制造厂家的要求进行操作。

维护数控系统数控系统是整个数控机床的核心，是由电路板、电源、软件等组成的。

由于数控系统的技术复杂、精度要求高、非常脆弱，因此，我们在使用过程中要定期维护数控系统。

主要的维护方式包括：1.定期清洁电路板、电源、软件等。

2.定期检查数控系统电缆的连接、机头连接和电器端子连接，确保连接良好。

3.检查、更换电池，以确保它能持续以来的数据。

维护伺服电机伺服电机是数控机床非常重要的一个部分，因为它能够实现机床与刀具之间的运动和位置控制，确保机床运行精度和稳定性。

因此，维护伺服电机是非常重要的。

主要的维护方式包括：1.定期检查伺服电机的电缆连接和电子元件的状况。

2.定期检查伺服电机的热保护器，确保不会过热。

数控系统的构成、工作原理和功能一、数控装置数控（NC）装置是数控装备的控制核心，通常由一台专用计算机和输入输出设备构成，如下图所示。

▲数控（NC）装置的组成1、信息信息、程序可以通过键盘人工编程输入，也可以在专门的编程系统中完成程序编制，将信息、程序存储在移动硬盘、光盘、U盘上输入数控系统，在通信控制的数控机床上，程序还可以由计算机接口传送。

2、专用计算机它由信息输入装置、运算器、控制器和输出装置组成。

专用计算机对信息进行处理，如计算各执行元件的移动量，另外通过固定、内置的逻辑单元操作程序控制动作信息（如：电动机开停、电动机正反转、刀具更换、检测等）。

3、伺服系统伺服系统控制驱动装备的执行元件，实现伺服电动机的起动、回转、编码检测、反馈、控制回转位置、减速、停止等。

通过上述组成部分可以看出，数控装置的工作过程是：将信息、程序通过专用计算机的输入装置，由控制器中的译码器对输入的信息进行识别，将识别结果向专用计算机的输出装置发出控制信号，执行规定的操作；最后由输出装置实现对伺服系统的数据输出，以实现对伺服系统的控制。

数控装置根据输入的指令进行译码、处理、计算和控制实现数控功能。

该类装置是20世纪50～70年代随着计算机技术发展而产生的一种控制技术。

从本质上讲，数控装置所具有的功能都是采用专用的硬件电路来实现的，因此也称为硬件数控装置。

从现代计算机技术和装备技术要求的角度来讲，这种专用数控装置结构复杂，功能扩展困难并受到一定限制，适应性及灵活性差，设计、制造周期长，制造成本高，稳定可靠性较差。

现代数控装置已发展成为计算机数控装置，也称为软件数控装置。

二、计算机数控系统以小型通用计算机或微型计算机的系统控制程序来实现部分或全部数控功能，简称为计算机数控（CNC）。

CNC系统是现代的主流数字控制系统。

用CNC系统控制的数控机床，简称CNC机床。

1、CNC装置的组成CNC装置由硬件和软件两大部分组成。

（1）硬件由CPU、存储器、总线、输入/输出接口、MDI/CRT接口、位置控制、通信接口等组成。