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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、
< br>U
盘；
4)
通信。
2
、输人
/
输
出装置
1)
2)
3)
4)
5)
对于穿孔纸带，配用光电阅读机；
（过时、淘汰）
；
对于盒式磁带，配用录放机；
< br>（过时、淘汰）
；
对于软磁盘，配用软盘驱动器和驱动卡；
现代数控机床，还可以通过手动方式
(MDI
方式
)
；
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。
< br>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。
< br>
准备功能：
G00,G01,G02,G03,
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，<
/p>
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。
< br>
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。<
/p>
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
1
2)
进给部件（工作台、刀架）
3)
基础支承件（床身、立柱等）
4)
辅助部分，如液压、气动、冷却和润滑部分等
5)
储备刀具的刀库，自动换刀装置
(ATC)
对于加工中心类的数控机床，
还有存
放刀具的刀库、
交换刀具的机械手等部件，
数控机
床机械部件的组成与普通机床相似，
但传动结构要求更为简单，在精度、刚度
、抗震性等方
面要求更高，而且其传动和变速系统更便于实现自动化扩展。
伺
置
服
检
机
床
驱
测
动
装
数
及
置
主
进
辅
控
位
程
输
运
给
助
装
序
入
动
运
动
置
编
装
机
动
作
辅
电
制
置
助
控
构
机
机
CNC
控
制
构
构
制
装
及
置
强
图
1-1
数控机床的组成
二、工
作步骤（合上书，闭眼想
1
分钟）
在数控机床上加工零件要经过以下的步骤：
< br>（
1)
准备
阶段
：
根据加工零件的图纸，确定有关加工数据（刀具轨迹坐标点、加工的切削用量、刀具尺寸
信息等）。根据工艺方案、选用的夹具、刀具的类型等选择有关其他辅助信息。
。将与加工零件有关的信息：
工件与刀具相对运动轨迹的尺寸参数
（进给执行部
件的进给尺寸）
切削加工的工艺参数（主运动和进给运动的速度、
切削深度等）
各种辅助操作（主运动变速、刀具变换、冷却润滑
液启停、工件夹紧松开）
（
2
）编程
阶段
2
根据加工工艺信息，
用机床数控系统
能识别的语言编写数控加工程序
（对加工工艺过程的描
述），并
填写程序单。
（
3
< br>）准备信息载体
根据已编好的程序单，将程序存放在信息载体（穿孔带、磁带、磁盘等）上，通过信息载体
将全部加工信息传给数控系统。若数控加工机床与计算机联网时，可直接将信息载入数控系统。
（
4
）加工
阶段
当
执行程序时，机床数控系统（
CNC
）将加工程序语句译码、运
算，转换成驱动各运动部件
的动作指令，在系统的统一协调下驱动各运动部件的适时运动
，自动完成对工件的加工。
总的说
来，
数控机床就是将与加工零件有关的信息，
用规定的文字、<
/p>
数字和符号组成的
代码，
按一定的格式编
写成加工程序单，
将加工程序通过控制介质输入到数控装置中，
由数
控装置经过分析处理后，发出各种与加工程序相对应的信号和指令控制机床进行自动
加工。
3
RS
-232
端
具
有
DB9
针
式
（
DTE
）
和
DB9
< br>孔
式
（
DCE
< br>）两
种
接
口
可
供
选
择
。
用
户
在
订<
/p>
购
时
，
根
据
需
要
选
择
RS-232
串
口
类
型
。
图
RS-232
接口形状
图
RS-232
实
物
金坛四海电机（步进电机及驱动器）
130BYG
永磁感应子式步进电机
图
步
进
电
机
驱
动
器
图
驱
动
器
接
线
实
物
图
4