数控机床的组成及工作原理

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1、第2章数控机床的组成及工作原理本章主要内容：机床数控系统的组成及工作原理。机床数控系统的分类：按加工功能分类，按伺服系统类型分类，按数控装置类型分类，按数控系统功能水平分类，数控机床的坐标系。本章内容的重点：机床数控系统的组成及工作原理，按机床运动轨迹的数控机床分类，伺服系统的分类，数控机床的坐标系。本章内容的难点：数控机床的坐标系。2.1概述数字控制-------用计算机以数字指令方式对控制对象加以控制的一种方法。数控机床-------一种装了程序控制系统（数控系统）的机床。数控技术中常见的英文缩写及中文名称NC------数字控制CNC-----计算机数字控

2、制MNC-----微型计算机数字控制DNC-----直接数字控制（分布式数字控制）PLC-----可编程序逻辑控制器CAD-----计算机辅助设计CAM-----计算机辅助制造FMS-----柔性制造单元CIMS----计算机集成制造系统CAPP----计算机辅助工艺规划数控系统组成及工作过程2.2数控机床的组成程序载体输入装置数控装置伺服驱动装置辅助控制装置检测装置机床（进给运动、主运动、辅助操作）主轴驱动装置1程序及程序载体根据加工工艺编制程序单，并存放在程序载体上，以便输入到数控装置上。程序载体通常有穿孔纸带，磁盘（软盘），U盘等。2输入装置将程序载体上的

3、数控代码变成响应的电脉冲信号，传送并存入数控装置内。输入装置通常有光电阅读机、磁盘驱动器（软驱）等，USB（通用串行总线）控制器。3计算机数控装置及强电控制装置数控装置是一种装备了数控系统软件的专用计算机，是数控机床的核心。a，接收输入装置送来的脉冲信号，经编译、运算和逻辑处理后，输出相应的信号和指令经强电控制装置编译、判断、功率放大后驱动机床相应部件完成规定动作。b，行程开关、监控检测等开关信号经强电控制装置反馈到数控装置进行处理。4伺服驱动系统及位置检测装置伺服驱动系统：由伺服驱动电路（伺服驱动器）和伺服驱动装置（伺服电机），它根据数控装置发来的指令驱动机床

4、的执行部件动作。有开环、半闭环、闭环之分。位置检测装置：在半闭环、闭环系统中间接或直接测量执行部件的实际位移，与指令位移进行比较，以便随时纠正偏差。5机床的机械部件与普通机床相似，包括基础部分（支撑部件）、主运动部件、进给运动执行部件和辅助装置，但具有以下特点：传动结构更为简单，传动链较短，传动及变速系统要便于实现自动化，采用电主轴，伺服传动系统；车床用电主轴铣床用电主轴同步齿形带传动5机床的机械部件与普通机床相似，包括基础部分（支撑部件）、主运动部件、进给运动执行部件和辅助装置，但具有以下特点：机械结构具有较高的动态刚度、阻尼精度、更好的耐磨性及抗震性、热变形

5、小（如：采用花岗岩床身、树脂水泥床身）；5机床的机械部件与普通机床相似，包括基础部分（支撑部件）、主运动部件、进给运动执行部件和辅助装置，但具有以下特点：采用高精度、高效传动部件（如：滚珠丝杆、直线滚动导轨，圆柱滚动导轨，直线电机等）；滚动导轨滚珠丝杆5机床的机械部件与普通机床相似，包括基础部分（支撑部件）、主运动部件、进给运动执行部件和辅助装置，但具有以下特点：采用刀库，自动换刀装置。链式刀库(带机械手)2.3数控机床的基本工作原理CRT显示器零件图数控程序数控手册N1G18N2G51……数控机床数控装置操作面板数控机床的工作原理零件图纸CAD造型模块CAM处

6、理模块输入工艺参数后置处理模块数控机床零件的几何图形输入到计算机中，建立起零件的三维几何模型，通过数控编程模块，指定刀具半径、加工方式及切削用量等工艺参数，就能自动地计算出数控加工刀具中心轨迹数据，再通过调用相应的数控机床后置处理程序，就可生成数控加工程序进行加工，并可在屏幕上动态地模拟刀的加工情况。它具有速度快、精度高、直观性好、使用简便、便于进行干涉碰撞检查等优点。CAD/CAM自动编程三维造型CAD数控自动编程CAM数控加工模拟CAMCAD/CAM流程数控系统的主要工作有输入、译码、数据处理、插补、伺服输出、管理程序等。(一)输入将数控加工程序和数据输入到

7、数控系统。数控加工程序和数据可以通过磁盘驱动器、光电阅读机，或由计算机通过通讯端口传输而来。通常有两种不同的输入工作方式：1，一次将程序读入数控系统内的存储器；2，边传输边加工，将程序读入一部分到缓冲区，进行加工，同时再读取下一段程序。(二)译码输入的加工程序包含有零件的几何信息G指令(直线或圆弧，起点、终点坐标等)、加工工艺信息S指令与F指令(主轴转速、进给量等)、刀具信息T指令(刀具半径补偿、长度补偿)和辅助信息M指令(主轴正反转、开停，冷却液开停，换刀等)。译码程序将加工程序的代码翻译成计算机内部能识别的机器代码。(三)数据处理数据处理程序包括刀具补偿、速

8、度计算以及辅助功能的处理