数控车床的结构与工作原理

数控车床的结构与工作原理数控车床是一种应用数字控制技术的现代机械加工设备，它可以高效、精准地加工各种金属材料。数控车床结构复杂，但其工作原理的理解对于机械加工领域的工程师和技术人员来说至关重要。本文将介绍数控车床的结构和工作原理，帮助读者更好地了解这种现代机械设备。

一、数控车床结构

数控车床的结构由三个主要部分组成：数控系统、机床本体和夹具。下面逐一介绍：

1、数控系统

数控系统是实现数控车床操作的核心部分，它包含了计算机、数控控制器、电机、传感器和运动控制元件等重要部件。计算机用于编写和储存加工程序，数控控制器则根据程序来控制车床的动作，电机带动切削工具进行切削，传感器测量工件和切削工具位置坐标，而运动控制元件则负责控制各个部件的实际运动。

2、机床本体

机床本体是数控车床的主要结构部件，它包括床身、主轴箱、床盘、滑板、刀塔、主轴和进给系统等核心部分。床身是车床的主体，负责支持和固定所有其他部件；主轴箱则负责运转主轴；床盘则驱动工件与刀具之间的协作运动及其相对位置的转换；滑板则支撑沿程序指示加工切削运动轨迹的X轴和Z轴运动；刀塔则供给刀具进行切削加工；主轴是连接了主轴箱和刀具的部件，它可以按照加工程序控制转速和方向，实现不同工件的加工需求；进给系统则负责为车床提供进给运动，以完成切削加工的最终任务。

3、夹具

夹具用于固定和支撑加工件，它是数控车床加工的重要辅助装置。夹具的种类和类型根据加工件的形态和尺寸而异，目的是最大限度地满足加工过程的要求。

二、数控车床工作原理

了解数控车床的工作原理，我们需要知道数控系统的四个基本步骤，包括数据输入、加工程序编写、程序校验和加工执行。下面将逐一进行阐述：

1、数据输入

数据输入是指将几何图形数据和机床参数等信息输入数控系统中。几何图形数据由CAD系统生成，包括零件轮廓线、孔位、表面形状等信息。而机床参数则包括主轴转速、进给速度、切削力等信息。这些数据通过U盘、网络、数码喷墨打印机等方式输入到数控系统中，成为加工指令的基础数据。

2、加工程序编写

加工程序编写是对几何图形数据和机床参数进行数学建模和计算以生成工作程序的过程。在此过程中，CAD软件用于建立工件的几何图形，而CAM软件则用于将几何图形转化为可识别的加工程序。加工程序中包含CPU解析的机器指令，用于控制机床各元件的运动，从而实现加工工件所需的各种机械动作。

3、程序校验

程序校验是指对编写的加工程序进行检查，以保证程序的正确性和可靠性。首先要进行的是语法分析，该步骤可以检查程序中所有的指令语法是否正确、格式是否规范、程序语言是否符合规范要求等。接下来是程序安全性检查，包括程序是否超速、是否超过机床极限负荷、是否会发生卡弯等问题。最后还要进行程序仿真，该步骤模拟实际运行，以验证程序的加工效果和精度等问题。

4、加工执行

加工执行是实现加工程序控制数控车床进行各种切削加工动作的过程。在加工执行期间，数控系统会通过电机控制器驱动刀具和工件进行相应的运动，通过传感器进行实时数据反馈，通过运动控制元件进行运动轨迹控制，实现精确切削加工。

三、总结

数控车床是一种非常重要的机械加工设备，其结构复杂，但工作原理理解后，可以更好地掌握它的操作和应用。了解数控车床的结构和工作原理，可以帮助我们更好地发挥其优势，提高机械加工质量和效率。

数控机床工作原理及组成

数控机床工作原理及组成 1．1．1 数控机床工作原理 数控机床是采用了数控技术的机床，它是用数字信号控制机床运动及其加工过程。具体地说，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，然后输入数控系统，经过译码、运算，发出指令，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，这种机床即为数控机床。 1．1．2 数控机床的种类 由于数控系统的强大功能，使数控机床种类繁多．其按用途可分为如下三类。 ①金属切削类数控机床。金属切削类数控机床包括数控车床、数控铣床、数控磨床、数控钻床、数控镗床、加工中心等。 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、数控冲床和数控压力机等。 ③数控特种加工机床。数控特种加工机床包括数控线切割机床、数控电火花加工机床、数控激光加工机床，数控淬火机床等。 1．1．3 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)、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、机床本体及测量装置组成。图1—1是数控机床的硬件构成。 (1)输入和输出装置 输入和输出装置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． 输入装置的作用是将程序载体上的数控代码变成相应的电脉冲信号，传送并存入数控装置内。目前，数控机床的输入装置有键盘、磁盘驱动器、光电阅读机等，其相应的程序载体 第1页

为磁盘、穿孔纸带。输出装置是显示器，有CRT显示器或彩色液晶显示器两种。输出装置的作用是：数控系统通过显示器为操作人员提供必要的信息。显示的信息可以是正在编辑的程序、坐标值，以及报警信号等。 (2)数控装置(CNC装置) 数控装置是计算机数控系统的核心，是由硬件和软件两部分组成的。它接受的是输入装置送来的脉冲信号，信号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。这些控制信号中最基本的信号是各坐标轴(即作进给运动的各执行部件)的进给速度、进给方向和位移量指令(送到伺服驱动系统驱动执行部件作进给运动)，还有主轴的变速、换向和启停信号，选择和交换刀具的刀具指令信号，控制切削液、润滑油启停、工件和机床部件松开、夹紧、分度工作和转位的辅助指令信号等。 数控装置主要包括微处理器(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。 (3)可编程逻辑控制器(PLC) 数控机床通过CNC和PLC共同完成控制功能，其中CNC主要完成与数字运算和管理等有关的功能，如零件程序的编辑、插补运算、译码、刀具运动的位置伺服控制等；而PLC主要完成与逻辑运算有关的一些动作，它接收CNC的控制代码M(辅助功能)、S(主轴转速)、T(选刀、换刀)等开关量动作信息，对开关量动作信息进行译码，转换成对应的控制信号，控制辅助装置完成机床相应的开关动作，如工件的装夹、刀具的更换、切削液的开关等一些辅助动作。它还接收机床操作面板的指令，一方面直接控制机床的动作(如手动操作机床)，另一方面将一部分指令送往数控装置用于加工过程的控制。 在FANUC系统中专门用于控制机床的PLC，记作PMC，称为可编程机床控制器。 (4)伺服单元 伺服单元接收来自数控装置的速度和位移指令。这些指令经伺服单元变换和放大后，通过驱动装置转变成机床进给运动的速度、方向和位移。因此，伺服单元是数控装置与机床本体的联系环节，它把来自数控装置的微弱指令信号放大成控制驱动装置的大功率信号。伺服单元分为主轴单元和进给单元等，伺服单元就其系统而言又有开环系统、半闭环系统和闭环系统之分。 (5)驱动装置 驱动装置把经过伺服单元放大的指令信号变为机械运动，通过机械连接部件驱动机床工作台，使工作台精确定位或按规定的轨迹作严格的相对运动，加工出形状、尺寸与精度符合要求的零件。目前常用的驱动装置有直流伺服电动机和交流伺服电动机，且交流伺服电动机正逐渐取代直流伺服电动机。 伺服单元和驱动装置合称为伺服驱动系统，它是机床工作的动力装置，计算机数控装置的指令要靠伺服驱动系统付渚实施，伺服驱动装置包括主轴驱动单元(主要控制主轴的速度)，进给驱动单元(主要是进给系统的速度控制和位置控制)。伺服驱动系统是数控机床的重要组成部分。从某种意义上说，数控机床的功能主要取决于数控装置，而数控机床的性能主要取决于伺服驱动系统。 (6)机床本体 机床本体即数控机床的机械部件，包括主运动部件、进给运动执行部件

数控机床的结构组成及原理

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。 综上所述，数控机床的结构组成及原理主要包括机床主体部分、控制系统部分和辅助装置部分。机床主体部分包括床身、主轴箱和工作台等；控制系统部分包括数控装置和伺服系统等；辅助装置部分包括刀具变位装置、冷却液供给装置和操作平台等。这些部件和装置通过相互配合和协同工作，实现数控机床的自动化加工功能，提高加工精度和效率。

数控机床的组成及基本工作原理

数控机床的组成及基本工作原理 数控机床是现代制造业中不可或缺的重要设备，它为工业生产提供了高效、精密的加工能力。本文将介绍数控机床的组成、基本工作原理及其在制造业中的应用。 一、数控机床的组成 数控机床是由数控系统和机床两部分组成的，其中数控系统是核心部件，而机床则就是实际的加工设备。 1.数控系统 数控系统是指由电子计算机、数控器、编程设备和各种传感器、执行机构等组成的一套指令控制系统。数控系统的作用是接受人工编制的程序，将其转化为机床能够执行的指令，并监测和控制机床的运动状态，以实现加工件的精确加工。 数控系统一般分为三大部分： - 编程设备 编程设备包括了计算机、数字化编程仪、手持编程器等。编程设备是整个数控系统的输入端，也是人与系统进行交互的界面。通过编程设备，操作员可以将加工工件的尺寸、形状、位置等信息输入计算机，然后生成加工程序。 - 数控器

数控器是一种智能终端，它位于机床的操作台上，是机床和数控系统之间的桥梁。数控器可以解释加工程序，生成指令，控制机床各轴的运动速度和位置，并发出加工信号。 - 机床自动控制系统 机床自动控制系统主要包括了传感器、执行机构、伺服系统和主轴控制系统等部分。通过这些控制系统，实现机床零件的自动加工、自动运输，从而达到自动化生产的目的。 2. 机床 机床是数控系统的实际执行部位，它是将加工程序指令转化为具体的物理运动来实现零件加工的装备。机床的主要部分包括：主轴、刀库、工作台和各种传动装置等。 二、数控机床的基本工作原理 数控机床将人工编写的加工程序转译为机器能够识别的指令（G代码），并由数控系统发送激励信号给机床各个相关部位，使机床的各个运动轴按预定速度和方向运动，切削刀具按预定轨迹在工作件表面切削，以达到工件和预期尺寸、精度等要求。 数控机床的基本工作流程为： 1. 制定加工方案和程序 制定加工方案和程序，确定加工零件的尺寸、形状、位置、表面质量等要求，编写并输入到数控系统中。 2. 设定机床参数

数控机床的基本构造及工作原理

数控机床的基本构造及工作原理 数控机床是一种利用计算机控制的自动化机械设备。它是在传统机床 的基础上发展而来，具有高精度、高效率和多功能特点。下面将对数控机 床的基本构造和工作原理进行详细介绍。 一、数控机床的基本构造 1.机床主体部分：机床主体通常由床身、立柱、横梁和工作台等组成。床身是整个机床的基础，用于安装和支撑其他各个部件。立柱起支撑和导 向作用，横梁用于支撑和传递载荷，工作台用于支撑工件。 2.传动系统：传动系统将电机产生的动力传递给刀具或工件，实现切 削加工。常见的传动方式包括电机驱动螺杆、齿轮传动和皮带传动等。 3.控制系统：控制系统是数控机床的核心部分，用于实现机床的自动 化操作。它由计算机、数控装置、伺服控制器和编码器等组成。计算机是 控制系统的主控部分，负责接收和处理指令。数控装置将计算机的指令转 化为电信号，控制伺服控制器和驱动器工作。伺服控制器接收数控装置的 信号，输出相应的电流给驱动器，驱动刀具或工件运动。 4.动力系统：动力系统提供机床的驱动力，通常由电机提供动力。根 据不同的切削工况和需求，可以采用不同类型的电机，如交流伺服电机、 直流伺服电机和步进电机等。 5.刀具或工件换刀系统：刀具或工件换刀系统用于实现自动化换刀操作，提高生产效率。根据不同的切削任务和工艺要求，可以配置不同的换 刀方式，如手动换刀、自动换刀和带刀库的换刀等。 二、数控机床的工作原理

1.编程：要进行数控加工，首先需要编写加工程序。加工程序是由一 系列指令组成的文本文件，用于描述切削路径、刀具换向、进给速度、切 削深度等参数。 2.坐标系转换：在编写加工程序时，需要定义一个坐标系，用于描述 刀具或工件的位置和运动。通常使用直角坐标系或极坐标系。在实际运行时，数控系统会将编程坐标转换为机床坐标，以控制机床的运动。 3.运动控制：数控系统根据加工程序生成的指令，通过伺服控制器控 制电机运动，实现刀具或工件在空间中的运动。伺服控制器接收数控装置 发出的指令，输出相应的电流给驱动器，驱动电机旋转。通过控制电机的 转速和方向，可以实现刀具或工件在不同方向上的运动。 4.切削操作：当机床达到预定的运动轨迹后，刀具开始进行切削操作。数控系统通过控制电机的速度和进给速度，实现刀具对工件的切削和修整。切削过程中，数控系统会不断监测切削力、温度和质量等参数，以确保切 削过程的稳定和准确性。 5.自动换刀：在切削过程中，如果需要更换刀具或工件，数控系统会 自动执行换刀程序，将新的刀具安装到机床上。换刀程序通常包括刀具的 选取、刀具的装卸和工件的定位等操作。 总结： 数控机床具有高精度、高效率和多功能特点，广泛应用于各种制造行业。它的基本构造包括机床主体部分、传动系统、控制系统、动力系统和 刀具或工件换刀系统。数控机床的工作原理是通过数控系统控制机床各个 运动轴向的运动，实现刀具或工件在预定轨迹上的高精度切削。

数控机床工作原理

数控机床工作原理 数控机床是一种自动控制的机床，通过计算机编程控制机床进行加工。它不仅具有普通机床的加工功能，还能够实现高效、精确的加工过程。数 控机床的工作原理主要包括机床结构、运动系统、控制系统等方面。 一、机床结构 数控机床结构一般包括床身、工作台、主轴、传动系统等部分。床身 是机床的主体部分，承担着整个机床的重量，具有良好的刚性和稳定性。 工作台上安放着工件，主轴安装在立柱上，承担切削和转速控制功能。传 动系统一般由电机、减速器、皮带等构成，用于带动主轴和工作台等部件 的运动。 二、运动系统 数控机床的运动系统通过电机和传动装置实现。运动系统包括进给运 动和主轴运动两部分。 1.进给运动：数控机床的进给运动由进给电机和进给轴完成，进给轴 的运行速度和位置可以通过控制系统进行调整。进给运动一般包括线性进 给和旋转进给。线性进给通过滑块和导轨实现，而旋转进给通过滚珠丝杠 和螺母实现。 2.主轴运动：主轴运动由主轴电机和主轴轴承等部件完成。主轴电机 通过传动装置驱动主轴旋转，主轴轴承支撑主轴的转动。主轴的转速和位 置也可以通过控制系统进行调节，从而实现不同的加工需求。 三、控制系统

数控机床的控制系统是整个机床的核心部分，控制系统通过计算机编 程控制机床的运动和加工过程。 1.控制器：控制器是数控机床的中央处理单元，负责接收和解析G代码，控制各个部件的动作和运动。控制器可以是单独的主机，也可以是集 成在机床内部的控制装置。 2.编程：数控机床的编程是通过G代码进行的。G代码是一种数值控 制语言，用于描述加工过程中各个轴的运动、速度、位置等信息。 3.传感器：传感器用于检测工件的位置、尺寸和形状等信息，并将这 些信息反馈给控制系统进行处理。常见的传感器包括光电、接触式传感器等。 4.伺服系统：伺服系统用于控制进给电机和主轴电机的运动。伺服系 统可以根据控制信号调整电机的转速和位置，从而实现精确的运动控制。 数控机床的工作原理是通过控制系统对机床的运动进行精确的控制， 从而实现对工件的精确加工。在操作数控机床时，首先需要编写加工程序，包括加工路径、速度、进给量等信息。然后将程序输入控制器，通过控制 器进行解析，并发送控制信号给电机和传动装置，进而控制机床的运动。 在加工过程中，传感器可以实时检测工件的位置和尺寸等信息，反馈给控 制系统进行实时控制。通过这种方式，数控机床可以实现高效、精确的加 工过程，提高生产效率和加工质量。 总之，数控机床的工作原理主要包括机床结构、运动系统、控制系统 等方面的内容。通过精确的运动控制和加工程序控制，数控机床能够实现 高效、精确的加工过程，提高生产效率和加工质量，广泛应用于制造业的 各个领域。

数控机床的基本组成与工作原理

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。 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

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。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。 ⑸驱动装置 驱动装置把经放大的指令信号变为机械运动，通过简单的机械连接部件驱动机床，使工作台精确定位或按规定的轨迹作严格的相对运动，最后加工出图纸所要求的零件。和伺服单元相对应，驱动装置有步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机等。 伺服单元和驱动装置可合称为伺服驱动系统，它是机床工作的动力装置，CNC装置的指令要靠伺服驱动系统付诸实施，所以，伺服驱动系统是数控机床的重要组成部分。 ⑹可编程控制器 可编程控制器 (PC，Programmable Controller) 是一种以微处理器为基础的通用型自动控制装置，专为在工业环境下应用而设计的。由于最初研制这种装置的目的是为了解决生产设备的逻辑及开关控制，故把称它为可编程逻辑控制器( PLC， Programmable Logic Controller)。当PLC用于控制机床顺序动作时，也可称之为编程机床控制器( PMC，Programmable Machine Controller )。PLC己成为数控机床不可缺少的控制装置。CNC 和PLC协调配合，共同完成对数控机床的控制。 ⑺测量反馈装置 测量装置也称反馈元件，包括光栅、旋转编码器、激光测距仪、磁栅等。通常安装在机床的工作台或丝杠上，它把机床工作台的实际位移转变成电信号反馈给CNC装置，供CNC 装置与指令值比较产生误差信号，以控制机床向消除该误差的方向移动。 2、工作原理 使用数控机床时，首先要将被加工零件图纸的几何信息和工艺信息用规定的代码和格式

数控机床的基本组成与工作原理

数控机床的基本组成与工作原理 数控机床是一种通过计算机控制的自动化机械设备，它在现代制造业中起着至关重要的作用。本文将介绍数控机床的基本组成和工作原理。 一、数控机床的基本组成 1. 主机部分：数控机床的主机部分由机床本体、主轴和伺服系统组成。机床本体是数控机床的主体结构，包括床身、工作台、滑枕等。主轴是机床用来转动刀具或工件的主要部件。伺服系统则负责控制主轴和工作台的运动。 2. 数控系统：数控机床的核心部分是数控系统，它由硬件和软件两部分组成。硬件包括数控装置、输入输出设备和传感器等，而软件则是指数控程序和数控编程软件。数控系统负责接收和处理指令，控制机床的运动。 3. 刀具系统：数控机床的刀具系统包括刀具、刀柄和刀库等。刀具是用来加工工件的工具，刀柄则负责固定刀具。刀库是用来存放刀具的地方，可以根据需要自动更换刀具。 4. 辅助设备：数控机床还需要一些辅助设备来完成加工任务。常见的辅助设备有冷却液系统、夹具和自动送料装置等。冷却液系统用来冷却刀具和工件，夹具用来固定工件，而自动送料装置则负责将工件送入机床。 二、数控机床的工作原理 数控机床的工作原理可以简单概括为以下几个步骤： 1. 编写数控程序：操作人员首先需要编写数控程序，该程序包含了加工工件所需的各种指令和参数。数控程序可以通过专门的数控编程软件编写，然后通过输入设备输入到数控系统中。

2. 加工准备：在开始加工之前，操作人员需要进行加工准备工作。这包括选择 合适的刀具和夹具，调整机床的工作台和主轴位置，以及设置好冷却液系统和自动送料装置等。 3. 启动数控系统：当加工准备完成后，操作人员可以启动数控系统。数控系统 将根据编写的数控程序，控制机床的运动。它会发送指令给伺服系统，控制主轴和工作台的运动，同时监测加工过程中的各种参数。 4. 加工工件：一旦数控系统启动，机床就会开始自动加工工件。数控系统会根 据编写的数控程序，控制刀具的进给速度、切削深度和切削速度等。同时，它还会监测刀具和工件的温度、振动等参数，以确保加工质量。 5. 完成加工任务：当加工完成后，数控系统会发送停止指令，机床停止工作。 操作人员可以取出加工好的工件，并进行检查和质量评估。 总结： 数控机床是现代制造业中不可或缺的设备，它通过计算机控制实现自动化加工。数控机床的基本组成包括主机部分、数控系统、刀具系统和辅助设备等。数控机床的工作原理是通过编写数控程序，控制机床的运动和加工过程。数控机床的应用不仅提高了生产效率，还提高了加工质量和精度，对于推动制造业的发展起到了重要作用。

数控机床的组成及基本工作原理

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、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(方式)； 5)网络通讯、232串口通讯。 3、单元 单元是数控机床的核心，单元由信息的输入、处理和输出三个部分组成。 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：G0*******, 辅助功能：M03，M04 刀具、进给速度、主轴：T，F，S 4、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0.001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。 反馈系统包括半闭环、闭环两种系统。 6、机床的机械部件 1)主运动部件

数控车床的结构与工作原理

数控车床的结构与工作原理数控车床是一种应用数字控制技术的现代机械加工设备，它可以高效、精准地加工各种金属材料。数控车床结构复杂，但其工作原理的理解对于机械加工领域的工程师和技术人员来说至关重要。本文将介绍数控车床的结构和工作原理，帮助读者更好地了解这种现代机械设备。 一、数控车床结构 数控车床的结构由三个主要部分组成：数控系统、机床本体和夹具。下面逐一介绍： 1、数控系统 数控系统是实现数控车床操作的核心部分，它包含了计算机、数控控制器、电机、传感器和运动控制元件等重要部件。计算机用于编写和储存加工程序，数控控制器则根据程序来控制车床的动作，电机带动切削工具进行切削，传感器测量工件和切削工具位置坐标，而运动控制元件则负责控制各个部件的实际运动。

2、机床本体 机床本体是数控车床的主要结构部件，它包括床身、主轴箱、床盘、滑板、刀塔、主轴和进给系统等核心部分。床身是车床的主体，负责支持和固定所有其他部件；主轴箱则负责运转主轴；床盘则驱动工件与刀具之间的协作运动及其相对位置的转换；滑板则支撑沿程序指示加工切削运动轨迹的X轴和Z轴运动；刀塔则供给刀具进行切削加工；主轴是连接了主轴箱和刀具的部件，它可以按照加工程序控制转速和方向，实现不同工件的加工需求；进给系统则负责为车床提供进给运动，以完成切削加工的最终任务。 3、夹具 夹具用于固定和支撑加工件，它是数控车床加工的重要辅助装置。夹具的种类和类型根据加工件的形态和尺寸而异，目的是最大限度地满足加工过程的要求。 二、数控车床工作原理

了解数控车床的工作原理，我们需要知道数控系统的四个基本步骤，包括数据输入、加工程序编写、程序校验和加工执行。下面将逐一进行阐述： 1、数据输入 数据输入是指将几何图形数据和机床参数等信息输入数控系统中。几何图形数据由CAD系统生成，包括零件轮廓线、孔位、表面形状等信息。而机床参数则包括主轴转速、进给速度、切削力等信息。这些数据通过U盘、网络、数码喷墨打印机等方式输入到数控系统中，成为加工指令的基础数据。 2、加工程序编写 加工程序编写是对几何图形数据和机床参数进行数学建模和计算以生成工作程序的过程。在此过程中，CAD软件用于建立工件的几何图形，而CAM软件则用于将几何图形转化为可识别的加工程序。加工程序中包含CPU解析的机器指令，用于控制机床各元件的运动，从而实现加工工件所需的各种机械动作。

数控机床各个组成部分的工作原理及结构

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。 包括工艺准备、刀具选择、加工方案（走刀路线、切削用量等）及补偿方案等各方面信息。 加工实际经验的积累，也是获得工艺信息的有效途径。 3）辅助信息——泛指除几何、工艺信息之外的其它信息，其作用主要为控制机床辅助动作。 如主轴的启、停与调速、换向，冷却液的开、关，零件的夹紧与松开，以及找刀、换刀等各种信息。 2、数控机床用计算机简介 数控的实质是计算机控制。计算机技术的高速发展，开辟了数字技术综合应用的新领域，促进了生产过程自动化的不断发展。

数控车床工作原理

数控车床工作原理 数控车床是一种广泛应用于机械加工领域的高精度、高效率的机械 设备。它通过计算机编程控制工件在车床上的加工过程，具备自动化 程度高、加工精度高等优点。本文将深入介绍数控车床的工作原理， 帮助读者更好地理解这一先进设备。 一、数控车床的基本构成和工作原理 数控车床主要由床身、主轴、进给装置、刀架、自动刀具变换器、 液压系统、机床主控系统等构成。其工作原理如下： 1. 数控编程 数控车床的工作过程首先需要进行编程。操作人员根据工件要求， 使用专门的编程语言编写相应的加工程序，包括各种切削参数、刀具 路径、进给速度等。编程完成后，将程序上传至数控系统。 2. 数控系统控制 数控系统是数控车床的核心部分，负责接收和解析上传的加工程序，并将其转化为指令信号发送给各个执行机构。数控系统通过控制工件 在加工过程中的各项运动参数，实现精确的加工操作。 3. 主轴驱动 主轴是数控车床的主要驱动部件，负责工件的旋转。主轴由伺服电 机驱动，数控系统通过控制电机的转速和转向，实现对工件的精确加工。

4. 刀具运动 数控车床的刀架配有多个刀具，不同的刀具可用于不同的加工操作。数控系统通过控制刀具的运动轨迹和切削参数，实现对工件的多种加 工方式。 5. 进给装置 进给装置是数控车床实现工件进给运动的关键部件。数控系统通过 控制进给轴的运动速度和定位位置，实现对工件的精确进给。 6. 自动刀具变换器 数控车床的自动刀具变换器能够实现对刀具的自动更换。在加工过 程中，根据编程要求，数控系统能够自动选择合适的刀具，并进行快 速而准确的刀具更换。 二、数控车床的优势和应用领域 数控车床相比传统机床具有以下优势： 1. 高精度 数控系统可以实现对加工过程的精确控制，因此数控车床具有较高 的加工精度和重复定位精度。 2. 高效率 数控车床的自动化程度高，操作简便，大大提高了生产效率。同时，数控系统可以实现多道工序的连续加工，提高了生产效率和加工质量。

数控车床的基本组成和工作原理

工程一 数控车床的根本组成和工作原理 一、任务描述 了解CAK40100VL 的根本组成和工作原理 二、任务准备 〔一〕、平安文明生产〔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、机床本体及测量反应装置组成。如下列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、处理和输出三个局部组成。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 测量反应装置 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，后开展成盒式磁带，再开展成键盘、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拟、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。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。 ⑸驱动装置 驱动装置把经放大的指令信号变为机械运动，通过简单的机械连接部件驱动机床，使工作台精确定位或按规定的轨迹作严格的相对运动，最后加工出图纸所要求的零件。和伺服单元相对应，驱动装置有步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机等。 伺服单元和驱动装置可合称为伺服驱动系统，它是机床工作的动力装置，CNC装置的指令要靠伺服驱动系统付诸实施，所以，伺服驱动系统是数控机床的重要组成局部。 ⑹可编程控制器 可编程控制器 (PC，Programmable Controller) 是一种以微处理器为根底的通用型自动控制装置，专为在工业环境下应用而设计的。由于最初研制这种装置的目的是为了解决生产设备的逻辑及开关控制，故把称它为可编程逻辑控制器( PLC， Programmable Logic Controller)。当PLC用于控制机床顺序动作时，也可称之为编程机床控制器( PMC，Programmable Machine Controller )。PLC己成为数控机床不可缺少的控制装置。CNC 和PLC协调配合，共同完成对数控机床的控制。 ⑺测量反应装置 测量装置也称反应元件，包括光栅、旋转编码器、激光测距仪、磁栅等。通常安装在机床的工作台或丝杠上，它把机床工作台的实际位移转变成电信号反应给CNC装置，供CNC 装置与指令值比拟产生误差信号，以控制机床向消除该误差的方向移动。 2、工作原理 使用数控机床时，首先要将被加工零件图纸的几何信息和工艺信息用规定的代码和格式

数控车床的基本组成和工作原理

数控车床的基本组成和工作原理 数控车床是一种通过计算机程序控制刀具移动和工件旋转等运动的机床，能够精确加工各类轴对称的零部件。它是现代制造业中重要的加工设备，具有高精度、高效率、灵活性强等优点。下面将介绍数控车床的基本组成和工作原理。 一、基本组成 1.床身：数控车床的床身是整个机床的基础架构，承载整个机床的各个部件和组件。床身一般由铸铁制成，具有高强度和抗振性能。 2.主轴箱：主轴箱安装在床身上，负责驱动工件的旋转运动。主轴由电机驱动，在主轴箱内通过轴承支撑和转动。 3.刀架：刀架负责调节和控制刀具的位置和运动。数控车床一般配备多个刀架，用于安装不同类型和规格的刀具。刀架配有电动或液压驱动装置，可以实现刀具的快速切换和自动换刀。 4.工作台：工作台是放置和夹持工件的平台。数控车床的工作台可以实现不同方向的移动和旋转，以便于刀具的切削和工件的加工。 5.伺服系统：伺服系统由数控装置、伺服电机和测量装置等组成，用于控制刀具和工件的运动。数控装置是数控车床的大脑，根据预先编写的切削程序计算和控制刀具运动轨迹、进给速度和加工参数等。 6.冷却系统：冷却系统用于为数控车床提供冷却液，以冷却工件和刀具，减少摩擦和热量的产生，保护工件和刀具不受损坏。 二、工作原理

1.切削程序编写：在进行切削之前，需要先编写切削程序。切削程序是指通过计算机软件编写的程序，包含了刀具运动轨迹、进给速度、切削深度等加工参数的信息。 2.加工设备准备：在进行数控加工之前，需要进行刀具的安装和工件夹持。安装刀具时，需要选择合适的刀具规格和类型，并进行刀具刀柄的装夹。工件夹持时，需要使用合适的夹具将工件固定在工作台上。 3.参数设置：设置数控装置的各项参数，包括切削深度、进给速度、切削速度、加工路径等。这些参数的设置根据切削程序和工件的要求进行调整。 4.启动加工：当设置完成后，启动数控装置，数控装置根据切削程序的要求，计算刀具的运动轨迹和运动速度，控制伺服系统的动作。 5.加工监控：在加工过程中，数控装置会实时监测加工状态和切削参数，通过传感器和测量装置获取加工信息，并进行反馈控制。如果发现切削参数超出设定范围或出现异常情况，数控装置会自动停机报警。 6.加工结束：当工件加工完成后，数控装置会自动停止刀具和工件的运动，并进行报警提示。然后工件可以进行取出和下一步的加工工序。 数控车床通过数字化、自动化的方式，实现了工件的高精度加工。它适用于各类金属材料的切削加工，广泛应用于航空、航天、汽车、模具等行业。数控车床的发展已经在不断提高加工效率，减少加工成本，进一步推动了制造业的发展。

数控机床各个组成部分的工作原理及结构

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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

数控车床的组成及工作原理

数控车床的组成及工作原理

数控车床的组成及工作原理 1.数控车床的组成 虽然数控车床种类较多，但一般均由车床主体、数控装置和伺服系统三大部分组成。图12-3是数控车床的基本组成方框图。 图12-3 数控车床的基本组成方框图 （1）车床主体 除了基本保持普通车床传统布局形式的部分经济型数控车床外，目前大部分数控车床均已通过专门设计并定型生产。 1）主轴与主轴箱 a）主轴数控车床主轴的回转精度，直接影响到零件的加工精度；其功率大小、回转速度影响到加工的效率；其同步运行、自动变速及定向准停等要求，影响到车床的自动化程度。 b）主轴箱具有有级自动调速功能的数控车床，其主轴箱内的传动机构已经大大简化；具有无级自动调速(包括定向准停)的数控车床，起机械传动变速和变向作用的机构已经不复存在了，其主轴箱也成了"轴承座"及"润滑箱"的代名词；对于改造式(具有手动操作和自动控制加工双重功能)数控车床，则基本上保留其原有的主轴箱。 2）导轨 数控车床的导轨是保证进给运动准确性的重要部件。它在很大程度上影响车床的刚度、精度及低速进给时的平稳性，是影响零件加工质量的重要因素之一。除部分数控车床仍沿用传统的滑动导轨(金属型)外，定型生产的数控车床已较多地采用贴塑导轨。这种新型滑动导轨的摩擦系数小，其耐磨性、耐腐蚀性及吸震性好，润滑条件也比较优越。 3）机械传动机构 除了部分主轴箱内的齿轮传动等机构外，数控车床已在原普通车床传动链的基础上，作了大幅度的简化。如取消了挂轮箱、进给箱、溜板箱及其绝大部分传动机构，而仅保留了纵、横进给的螺旋传动机构，并在驱动电动机至丝杠间增设了(少数车床未增设)可消除其侧隙的齿轮副。