第1章 数控机床的结构特点
睐第1章数控机床的结构特点
1.1数控机床的组成
1.1.1 数控机床的整体结构
数控机床的组成，从大的方面划分，主要由信息载体、计算机数控装置、坐标伺服系统、辅助控制系统、位置和速度检测反馈系统以及过程检测的自适应控制系统等六部分组成。数控机床的组成框图如图1.1所示。
图1.1 数控机床的组成框图
图1-5数控机床的组成及框图
1．信息载体
它是把加工零件通过建立数学模型及数学处理后，按规范编制成工艺流程，形成程序文件，然后通过计算机存储到软盘或磁盘上，再将软盘或磁盘的程序输送到数控系统中。或者通过键盘将加工程序输送到数控系统中，也可通过DNC接口用通用计算机直接将加工程序输送到数控系统中。
这些软盘、磁盘、键盘或通用计算机就是信息载体。我们把可用不同形式将零件的加工程序记录在上面，并可传输给数控装置的这种载体称为信息载体，也可称为控制介质。
在早期的数控机床上，常用纸带、穿孔卡片、磁带等作为信息载体。
2．计算机数控装置
加工程序由输入装置传送到数控系统中后，经过中央处理单元、运算器、存储器、控制器等，又通过数控系统软件、机床参数等的支持，再经过输出装置，分配到坐标伺服系统和辅助控制系统中去。
同时又将坐标伺服系统中的位置检测信号、速度检测信号和自适应控制的温度、转矩、振动、摩擦、切削力及液压、气压、中心润滑等系统的压力多因素变化过程检测的反馈信息，经与给定值和最佳参数反复比较、处理后，再输出给坐标伺服系统和辅助控制系统。
这里的输入/输出装置、中央处理单元（CPU）、运算器、存储器和控制器等组成的装置称为计算机数控装置。
3．坐标伺服系统
由伺服控制电路、功率放大器、交流伺服电机或线性电机、位置和速度检测装置等组成，将数控装置发出的脉冲信号转换成机床的各坐标运动，这种系统称为坐标伺服系统。
坐标伺服系统中的位置检测装置和速度检测装置，对坐标运行的直线位置、角向位置的准确性和直线运行速度、角向回转速度进行检测、修正。其中包括主轴转换成伺服坐标的角向位置检测和回转运行的速度检测。坐标伺服系统中的坐标运行位置精度和运行速度将直接影响数控机床的加工精度和生产效率。
4．辅助控制装置
辅助控制装置的作用，就是通过接收数控装置发出的辅助控制指令，经输入/输出接口电路转换成强电（动力能源）信号，用来控制机床主轴的启动、停止，主轴的无级调速，机械手、刀库、换刀的动作，刀塔的动作，尾座的动作，工作台的交换、定位、夹紧，冷却液装置的动作，排屑器的动作，液压装置的动作，气压装置的动作及中心润滑装置的动作等。
辅助控制装置用辅助指令来控制数控机床各开关量，能使机床在运行过程中形成一套完整或较完整的逻辑工作状态。
数控机床由数控装置、伺服驱动装置、检测反馈装置、和机床本体四大部分组成。
1.1.2计算机数控系统（简称CNC）的组成
计算机数控系统（CNC）主要由微型计算机、外围设备和机床控制装置三大部分组成。1．微型计算机
微型计算机是CNC 系统的核心，是CNC的主体设备，是软件得以施展、完成各项控制功能的硬件保证。它主要由微处理器（CPU）、存储器和接口电路组成。
图1.2 CNC系统的组成框图
CPU由运算器和控制器组成，任务完成对数控系统的运算和管理。
存储器用于存储系统软件和加工程序，在EPROM中存放系统程序，在RAM中存放零件加工程序。
输入/输出(I/O)接口电路完成CPU与机床和外围设备的联系。
2．外围设备
外围设备（简称外设）由操作面板、键盘、显示器、磁盘驱动器、可编程控制器（PLC 机）以及外部存储器等组成。这些外围设备通过I/O接口与计算机相连，形成了计算机与外围设备的双向通信，同时在计算机的统一指挥下对机床各部分进行控制。
操作面板分两大部分，一部分用来安装操作计算机及数控装置的各按键、按钮开关和
标准计算机键盘、固定鼠标。另一部分用来安装操纵机床的各种控制开关、按键、手摇脉冲发生器、机床工作状态指示器、各种信号灯。
键盘输入各种操作指令，工件的加工程序用手动方式(MDI)直接输入到数控系统中存储起来，还可控制数控机床操作。
显示器用来显示CNC系统的相关信息。
软盘驱动器将软盘上存储的加工工件程序通过软盘驱动器输入到数控系统的存储器中存储起来。
可编程控制器对数控机床的顺序动作进行逻辑控制，并分为内置和外置两种。3．机床控制装置
CNC系统是通过对伺服系统的机构进行控制，来实现对各线性坐标和旋转坐标的直线位置、角向位置的坐标运动速度控制的。为了提高这些线性坐标和旋转坐标的位置精度和运行速度的准确性，常常采用半闭环和闭环伺服检测系统来检测机床坐标运行的实际位置，用测速电机来检测伺服电机的速度，以提高控制精度。
因此，在机床坐标位置和速度控制中要具有位置反馈和速度反馈系统。
机床逻辑状态检测输入接口电路，用于输入机床上安装的与自适应控制相关的传感元器件和液压、气压、检测元件的输出信号。机床逻辑状态控制输出接口电路，用于控制机床的各开关量，包括各辅助装置的开关量。
位置控制一般是指控制机床的位移轴的移动位置，比如CNC发出指令，控制轴
通过伺服电机，传动装置等移动到指定位置，通过位置检测装置（编码器或者光栅）
反馈回CNC，是否准确到达，同时进行位置的补正。就是CNC通过指令让它能控
制移动的东西移动到了它要求的地方，同时检查实际到了没有。
1.1.3 主机的组成
主机即数控机床的机床部分。当主轴驱动系统和坐标伺服系统接收到计算机系统发出的动作信号以后，开始驱动机床的主轴、工作台和刀具去定位或按程序中所指定的轨迹进行动作，并配以必要的机械、液压、气压、冷却液、中心润滑等动作，按照要求的形状和尺寸去完成零件的切削加工。
图1.3 数控机床主机的组成框图
1．主传动系统
数控机床的主传动方式有以下三种。
①在大、中型数控机床上常采用变速齿轮的传动方式，这样可以加大主轴的输出扭矩，以满足主轴低速旋转时对大输出扭矩特性的要求。
②在小型数控机床和部分数控机床上采用同步齿形带作为主传动，用这种传动方式可以减少主传动的振动和噪声。但是，它的输出扭矩要比齿轮传动时的输出扭矩小得多。
③这些年来，在许多数控机床上开始大量使用电主轴，即数控机床的主轴直接与交流调速电机的转子刚性连接，使主轴与电机成为一个整体。这样大大简化了主轴箱体与主轴结构，有效地提高了主轴部件的刚度。
1. 带有变速齿轮的主传动
这是大、种型数控机床采用较多的一种方式。通过少数几对齿轮减速，扩大了输出扭矩，以满足主轴对输出扭矩特性的要求。一部分小型数控机床业采用此种传动方式，以获得强力切屑时所需要的扭矩。滑移齿轮的移位大都采用液压拨叉或直接由液压油缸带动齿轮实现。
2. 通过皮带传动的主传动
这主要应用在小型数控机床上，可以避免齿轮传动是引起的振动与噪声。但它只能使用与要求的扭矩特性的主轴。
3. 由调速电机直接驱动的主传动
这种主传动方式大大简化了主轴箱体与主轴的结构，有效地提高了主轴部件的刚度。但主轴输出扭矩小，电机发热对主轴的精度影响较大。
2．坐标进给系统
数控机床闭环控制的进给系统，通常由位置比较放大单元、驱动单元、机械传动装置及位置检测元件（目前大多采用光栅尺）等几部分组成。图 1.6所示为数控机床闭环控制进给系统的组成框图。
图1.6 数控机床闭环控制进给系统的组成框图
1.开环进给伺服系统中没有测量装置。数控装置根据程序所要求的进给速度，方向和位移量输出一定频率和数量的进给指令脉冲，经驱动电路放大后，每一个进给指令脉冲驱动功率步进电机旋转一个步距角。经减速齿轮、丝杆螺母付转化成工作台的当量直线位移。如果工作台的实际位移增多或减少数控装置将不予理会，不会补发指令脉冲加以补偿。
2.闭环进给伺服系统，数控装置将位移指令与位置检测装置（如光栅尺、直线感应同步器等）测得的实际位置反馈信号，随时进行比较。根据其差值与指令进给位移的要求，按照一定的规律转换后，随时对驱动电机的转速进行校正。使得工作台的实际位移量与指令位移量相一致。
3.半闭环控系统机床，将位置检测装置安装在驱动电机的端部或是丝杆的端部，虽然没有直接测量出工作台的实际位移，但通过间接测量高精度丝杆的角速度，或驱动电机的角速度从而得到工作台的实际位置。最后对工作台的实际位移量进行补偿。
3．工作台
工作台可以是固定在某一个加工区间的位置上，也可以是在这个加工区间的位置上作回转运动，还可以作为一台数控机床的附件，安装在固定工作台上，在有些加工中心上，工作台可以进行交换，可以是两个工作台进行交换，也可以是多个工作台进行交换，如此成为柔性(适应新产品变化的能力)制造单元的一个组成部分。4．换刀装置和刀塔
（1）换刀装置
换刀装置由机械手、刀库、主轴定向机构和主轴拉刀机构组成。在有些加工中心的换刀装置上只有刀库和主轴换刀机构，省去了机械手。机械手作为刀库与主轴之间取刀、放刀的装置，起着传递作用。在没有机械手的加工中心上，是由刀库和主轴的相互配合完成换刀动作的。
刀库的形式一般有鼓轮式（或称斗笠式）、链式和箱体式等几种，也是目前加工中心上常用的几种形式。
机械手在刀库上准确选刀，往往采取刀具编号方式、刀座编号方式和计算机记忆方式。
1.换刀过程
(1)装刀：刀具装入刀库
任选刀座装刀方式。刀具安置在任意的刀座内，需将该刀具所在刀座号记下来。
固定刀座装刀方式。刀具安置在设定的刀座内。
(2)选刀
从刀库中选出指定刀具的操作。
1)顺序选刀：选刀方式要求按工艺过程的顺序(即刀具使用顺序)将刀具安置在刀座中，使用时按刀具的安置顺序逐一取用，用后放回原刀座中。
2)随意选刀：
①刀具编码方式采用刀套的锥柄和锥柄的尾部编码两种方式
②刀座编码选刀：对刀库各刀座编码，把与刀座编码对应的刀具一一放入指定的刀座中，编程时用地址T指出刀具所在刀座编码。
③计算机记忆选刀
刀具号和存刀位置或刀座号对应地记忆在计算机的存储器或可编程控制器的
存储器内，刀具存放地址改变，计算机记忆也随之改变。在刀库装有位置检测装置，刀具可以任意取出，任意送回。
(3)换刀
1)主轴上的刀具和刀库中的待换刀具都是任选刀座。
刀库→选刀→到换刀位→机械手取出刀具→装入主轴，同时将主轴取下的刀具装入待换刀具的刀座。
2)主轴上的刀具放在固定的刀座中，待换刀具是任选刀座或固定刀座。
选刀过程同上，换刀时从主轴取下刀具送回刀库时，刀库应事先转动到接收主轴刀具的位置。
3)主轴上的刀具是任选刀座，待换刀具是固定刀座。
选刀同上，从主轴取下的刀具送到最近的一个空刀位。
8421的编码方式4个位置分别代表数字8、4、2、1见下表
（2）刀塔
刀塔（又称刀架）是数控车床或车削中心上的重要部件，是在车削过程中，为满足车削工艺的需要进行自动换刀的装置。在车削中心的刀塔上还可安装若干个动力装置，以便在车削的同时，又可完成铣削和钻削工序。常用的刀塔可分为六工位、
八工位、十二工位等形式。
刀塔上的动力刀具是由交流伺服电机进行驱动的。它通过同步齿形皮带、传动轴、齿轮、离合器等将动力传递到动力刀夹，再通过刀夹内部的齿轮传动，刀具可旋转，实现动力刀具的主动切削。
5．液压系统
数控机床的液压系统，常用来控制主轴的拉刀机构、主轴箱或工作台的平衡装置、主轴的立、卧转换装置，对具有齿轮调速装置的主传动机构进行速度变挡。液压系统还对工作台的夹紧、工作台的交换、机械手的动作、刀库的动作、机械定向机构等进行控制。
在数控车床上，三爪卡盘的夹紧与放松、高压夹紧（加工普通零件采用较大夹紧力）与低压夹紧（加工薄壁零件采用较小夹紧力）之间的转换; 回转刀盘的松开与夹紧、刀盘的转位选刀; 尾架套筒的伸缩等辅助加工动作，均是机床自动完成的，无需操作者参与。
一些数控机床主运动传动系统带有齿轮变速机构，其滑移齿轮的移位大都采用液压拨叉或直接由液压缸带动滑移齿轮变换啮合位置，实现主轴自动变速。
在加工中心的刀具自动交换装置中，盘式刀库刀盘的抬起→转位选刀→定位;链式刀库的移动;主轴夹紧与松开刀具、机械手的抓刀与插刀、机械手转位等换刀动作，都是按顺序自动完成的。
图1.8 液压系统控制框图
6．气动系统
数控机床的气动系统常用来控制机械手的动作、刀库的动作、交换工作台的动作；对有些数控车床来说，还完成主轴卡盘的夹紧、尾顶尖的动作；在有些数控坐标磨床上，气动系统还控制砂轮的高速运转，因为砂轮的高速运转是由气动轴承完成的。气动系统还对主轴锥孔进行吹气清洁，对各坐标的光栅尺进行吹气清洁。气
动系统也用于润滑系统中的喷雾润滑、冷却液系统的高压冷却等。
加工中心气动系统的设计与加工中心的类型、结构、要求完成的功能等有关。结合气压传动的特点，一般在要求力或力矩不太大的情况下采用气压传动。
图1.9 气动系统控制框图
7．润滑系统
润滑系统分中心润滑系统和齿轮箱润滑两部分。中心润滑系统是由计算机通过辅助控制装置进行控制的，主要对主轴轴承、各坐标轴承、导轨、滚珠丝杠螺母副、机械手、刀库以及所有滑动、滚动面等部位润滑。
图1.10 中心润滑系统润滑部位框图
8．冷却液系统
冷却液系统是由计算机通过辅助控制装置进行控制的，主要是在切削时对刀具和工件进行冷却。同时，冷却液还可由高压系统经过主轴中心，再经刀柄的中心、刀具的中心对深孔加工进行有效的冷却。这种冷却方式往往用于加工中心、数控钻
床的钻削加工。冷却液系统的工作部位框图如图1.11所示。
图1.11 冷却液系统的工作部位框图
在一些大中型的数控机床上，冷却液还作为清洁装置对工件、工作台、坐标轴、防护罩及工作室内表面进行冲洗清洁。这样也可以有效地将切削热量由冷却液及时带走，减少机床和工件的热变形。在有些数控机床上还利用冷却液经过滤后对主轴进行内冷，这种情况大多用在电主轴上。
9．制冷系统
制冷系统是由计算机通过辅助控制装置进行控制的，主要用于对液压系统的液压油进行冷却，或者对用于主轴的冷却液进行冷却。制冷系统的工作部位框图如图1.12所示。
在有些数控机床上，将被冷却过的液压油、冷却液或水通过电器柜，用风扇将冷气吹进电器柜内，达到使电器柜内的控制单元或模块、电源等散发热量的目的。这些数控机床的电器柜、液压油或冷却液都是用压缩机进行制冷的。
图1.12 制冷系统的工作部位框图
10．自动排屑装置
自动排屑装置（又称排屑器）也是由计算机通过辅助控制装置进行控制的，主要用来排出机床在加工过程中的切屑。排屑分为自动定时排屑和手动不定时排屑两种方式。
所谓定时自动排屑，即在加工过程中事先设定将排屑指令编入到程序中，使其定时排屑。所谓手动不定时排屑，即在加工过程中不定时地由操作人员根据排屑情况进行手工操作（MDI方式下）计时排屑。
排屑器有链式、板式、螺旋式等几种结构形式。
1.2 数控机床的结构及特点
1.2.1 加工中心的结构和特点
加工中心即多工序加工机床，它可通过一次装夹，按工步要求一次完成铣削、钻削、镗孔、铰孔、攻丝和轮廓等工序的加工。现以比较典型的宁江机床厂生产的THM(精密)6350 卧式可交换工作台加工中心为例，分析其结构和特点。
1．性能
THM6350卧式加工中心的主体结构如图1.13所示。该机床为双工位四轴三联动或四轴四联动卧式可交换工作台加工中心。刀库容量为32把或60把ISO40型刀具。机电一体化布局，全封闭罩壳结构，采用直线滚动导轨，运动平稳、灵活、刚性好、承载能力强、使用寿命长。
线性坐标的定位精度可达0.008mm，重复定位精度可达0.004mm。回转坐标的连续分度定位精度可达10角秒(角度单位，1度=60′=3600″角秒)，重复定位精度可达7.2角秒。主轴采用高精度轴承，并设有主轴锥孔清洁吹气装置。机械手为凸轮式单臂双爪随机交换方式，可满足15kg以下刀具的交换，换刀时间为2.5s。
选用FANUC 0M控制系统(日本法兰克)或FAGOR 8055M控制系统(西班牙法格)，具有X、Y、Z、B四个坐标轴。坐标采用交流伺服电机和光栅尺闭环监测系统；主轴驱动采用交流驱动或电主轴交流驱动；具有工件检测功能和刀具检测功能，可对工件位置尺寸和工具的磨损或破损情况进行检测，实现刀具的寿命管理；机床操作面板按人机工程要求设计；控制系统配有RS232通信接口，可实现DNC(群控)连网功能。
机床配有双工位或六工位可自动交换工作台，工件装卸方便、操作简单、节约工件和工装装夹时间，进一步提高了生产效率。
2．结构特点
THM6350加工中心的主机主要由机床床体、可交换工作台、机械手换刀系统、刀库、主轴拉刀机构、排屑器、液压系统、气动系统、冷却液系统和中心润滑系统等组成。CNC系统主要由微型计算机、坐标伺服系统、主轴驱动系统、辅助控制装置、I/O接口电路等组成。
图1.13 THM6350加工中心外形
机床的传动系统如图1.14所示。传动系统主要分为坐标轴的伺服进给驱动系统和回转坐标轴的分度系统。另外，还有双工位工作台的交换系统、刀库分度系统和机械手传动系统。
（1）主轴系统的结构特点
如图1.14所示，主传动系统是由交流主轴驱动电机通过一对圆弧齿轮13、15与圆弧同步齿形带14直接驱动主轴旋转。主轴的定向是由交流主轴电机所带编码器来实现的。主轴转速可在80～8000r/min范围内进行无级调速。
主轴箱安装在双立柱的框架之间，由直线滚动导轨、滚珠丝杠副实现主轴箱（y 坐标）的上下运动。y轴的伺服电机带有失电制动器，作为断点刹车用，以免主轴箱下滑。
主轴交流调速电机和主轴的拉刀机构安装在主轴箱后部。主轴箱采用平衡油缸和蓄能器等组成的液压平衡装置来完成主轴箱上下运行时的平衡，以提高y坐标轴的运动精度，同时要减轻y轴交流伺服电机的负载。
主轴组件（如图1.15所示）由主轴2、主轴前支承轴承组4、主轴后支承轴承组22、主轴卸荷装置24、主轴拉刀装置23和主轴支承套7等零部件组成。
主轴的拉刀机构由蝶形弹簧29组成，通过拉杆32、拉杆前端的钢球拉爪6将刀柄拉钉5夹紧在主轴锥孔内，夹紧力约6000～6400N，拉刀夹紧力的大小是由主轴后端螺母16调节的。主轴松刀是由装在主轴组后端的液压油缸19向前推动主轴拉杆实现刀具的松开。
主轴拉杆松刀顶出的位置是通过液压油缸的外螺纹调节，并由锁紧螺母21锁紧，
主轴刀具的夹紧、松开位置是由两个无触点开关发讯的。
主轴锥孔的清洁是由气动系统通过气管23从主轴拉杆中心孔吹入主轴锥孔的。主轴刀具冷却是由冷却系统通过主轴支承套上的四路冷却孔9送入主轴前端的冷却喷嘴3对刀具进行冷却的。
（2）直线坐标的结构特点
如图1.14所示，x、y、z三个直线坐标的运行分别由三个交流坐标伺服电机通过弹性联轴器12、17和2分别与滚珠丝杠副4、10和16连接，来驱动这三个直线坐标的位移。这三个坐标全部采用闭环检测伺服系统。
x、y、z坐标轴的传动结构如图1.16所示。三个直线坐标轴均采用交流伺服电机通过弹性联轴节3，对滚珠丝杠9进行直接驱动，这种结构传动简单、可靠，传动效率高。
三个坐标轴的滚珠丝杠均采用两端固定，并进行丝杠预拉伸的结构。轴承值为60°角接触，重预加负荷的成组轴承。螺母4用于压紧左边支承轴承组，螺母15用于对丝杠进行预拉伸，并通过螺母10将右边支承轴承组固定。
（3）回转坐标B轴的结构特点
如图1.14所示，回转坐标B轴为周围连续分度系统，此时b坐标的运行是由交流伺服电机通过一对圆弧齿轮23、25与圆弧同步齿形带24再与联轴器26相连，然后又与蜗杆、蜗轮27相连，实现旋转工作台b轴的连续分度。
如图1.17所示，回转连续分度工作台安装在B坐标轴的大轴承1上，b轴轴承安装在右滑台上，其回转工作台的精度主要取决于B轴轴系的精度，工作台的分度定位精度和重复定位精度由安装在B轴轴系下的圆光栅尺来检测。回转分度工作台周围有四个浮动式液压夹紧油缸2，用于B轴分度后的夹紧，以承受工作台的切削扭矩负荷。
（4）双工位工作台托板交换装置的结构特点
双工位工作台的托板交换传动系统如图1.14所示，它是由托板交换装置中的升降油缸同时将双工位工作台的托板抬起，使两托板与锥形定位销6脱开，再由托板交换装置中的回转油缸将两托板交换装置回转180°，使两托板交换，最后托板交换装置中的升降油缸落下到位，实现了工作台两托板的自动交换。
双工位托板交换装置提供了一个手动装卸工位，如图1.13所示。托板交换后，一个托板放置在回转工作台上，并在加工区进行加工；另一个托板放置在手动装卸工位上，用于工件的装卸。装卸工位是一个可回转360°的托架，以便工件的装卸。在装卸工件和调整工件的同时，机床可加工另一个工件，这样既可以进一步提高机床的效率，又可以方便、安全地进行工件或夹具的装卸工作。
（5）自动换刀系统的结构特点
①刀库
②机械手
T1 T2
两位五通：换向、两种回油方式。
1.2.2 数控车床的结构及特点
下面以卧式数控车床为例（以下简称数控车床），分析其结构和特点。
1．性能
数控车床具有x坐标和z坐标二联动功能，并配备有多工位的转塔刀架，实现加工过程的自动换刀。导轨有滑动导轨和滚动导轨两种形式，再配备上滚珠丝杠副可提高机床坐标轴的位置精度，从而提高零件的加工精度。
主轴卡盘可实现加工零件的自动装夹，并可根据需要调整夹紧力。尾座的运动分两种方式：一种为人工调整其与主轴或被加工零件的距离；另一种是用手动操作或编程的方法移动尾座到所需要的距离。尾顶尖伸出的距离可由在MDI方式下操作脚踏开关来控制。
目前，数控车床的CNC 系统大都选用FANUC OTD（日本法兰克）系列、SIMENS 810TD(德国西门子)系列、SINUMERIK 840DT(德国西门子)系列和FAGOR 8025T(西班牙法格)系列等。坐标采用交流伺服电机和光栅尺闭环检测系统，或编码器半闭环检测系统。主轴驱动采用交流驱动或电主轴交流驱动。机床操作面板达到人机工程的要求。控制系统配有RS232通信接口，可实现DNC连网功能。
2．结构特点
数控车床主要由机床床体、主轴装置、刀塔、尾座、x和z坐标传动装置、排屑器以及液压系统、气动系统、冷却液系统和中心润滑系统等组成。CNC系统主要由微型计算机、坐标伺服系统、主轴驱动系统、辅助控制装置及I/O接口电路等组成。
典型的数控车床的传动系统如图1.22所示。传动系统主要分主传动系统和坐标传动系统两部分。数控车床大都采用45°和30°两种斜床身，以便达到足够的刚性和热稳定性。
45度斜床身这种结构的机床，起码有二个优点：
1：加工精度高。
数控机床的拖板传动丝杆都是高精度的滚珠丝杆，丝杆与螺母之间的传动间隙很小，但也不是说没有间隙，而只要有间隙，当丝杆向着一个方向运动后再反向传动时，难免会产生反向间隙，有反向间隙就会影响加工精度，而这种45度床身的机床由于有重力的作用，重力直接作用于丝杆的轴向，传动时的反向间隙几乎为零。如果你还不明白，你可以找一个普通螺母与螺丝，竖直向上，拧动螺丝，再反向退回，就会明白螺母始终往一边压着丝杆，所以就不会有反向间隙，假如让螺母与螺丝平放，就不会有这种效果了。
2：机床刚性好，切削时不易引起振动。
因为这种机床的刀具是在工件的斜上方切削，切削力与主轴工件产生的重力相一致，所以主轴运转相对平稳，不易引起切削振动，而普通数控车床在切削时，刀具与工件产生的切削力是向上的，与主轴工件产生的重力不一致，所以就容易引起振动。
3：铁屑由于重力的关系不易产生緾绕刀具，利于排屑。
3．液压系统的原理特点
图1.27所示为某进口数控车床主轴卡盘夹紧、放松的液压原理图。
主轴卡盘夹紧、放松液压油路由一个三位四通电磁换向阀1来控制油缸6，以达到主轴卡盘的夹紧和放松。当液压油通过可调节5～40bar(巴1MPa=10bar巴)压力的减压阀2和压力表3后，经过三位四通电磁换向阀（左边吸合工作），液压油进入卡盘夹紧、放松油缸的右腔，推动活塞向左移动，使卡盘夹紧工件。
当液压油经过三位四通电磁换向阀（右边吸合工作）时，液压油进入卡盘夹紧、放松油缸的左腔，推动活塞向右移动，从而使卡盘放松。压力继电器4和5用来检测油缸活塞左移或者右移时液压油路的压力。
当油压小于可调节范围5～40bar的压力时，将给CNC系统回答信号，显示器上将提示报警。如果油压符合要求，系统将正常工作。单向阀7的作用是当机床突然断电时产生背压，对油路起保护作用。
4．中心润滑系统的原理特点
数控车床的中心润滑系统比较简单，当中心润滑装置的电机、油泵经定时启动后，主要对x坐标轴和z坐标轴的滑动导轨或滚动导轨进行润滑，同时还对这两个坐标轴的滚珠丝杠螺母及支承点的轴承进行润滑。转塔刀架的各运动部位、尾座的各运动部位也由中心润滑系统供油进行润滑。
5．自动排屑装置及冷却液系统的原理特点
数控车床的自动排屑装置（也称自动排屑器），一般都是落地安装在机床的正面，常常选用链式结构和板式结构，并具有正反转功能。排屑时可手动操作，也可在机床加工零件时一直运动，以达到及时排屑的目的。
数控车床与加工中心一样，排屑装置和冷却装置配合使用，是密不可分的。冷却系统将冷却液打入刀塔管路，从刀盘的各刀位附近喷出，以达到冷却刀具和工件的目的。同时也可提高被加工工件的表面质量和切削效率。可通过MDI方式手动进行冷却液的开启，也可通过加工程序来设定冷却液的自动开启。
1.2.3 数控坐标镗床的结构及特点
数控坐标镗床属于精密型机床，主要用于各类孔系的钻孔、镗孔，同时又可进行轻铣削加工。现代数控坐标镗床多数又配有刀库和机械手，可以进行自动换刀。同时，在以加工孔系为主的基础上实现钻削、铣削、铰孔、攻丝和轮廓加工，实现一次装夹完成多工序的加工，完全胜任加工中心的功能。
但是作为数控坐标镗床，在机床的结构设计上与其他加工中心还有很大差异，它的精度指标是加工中心不能比拟的，而制造成本又大大高于普通加工中心。
第1章 数控机床的结构特点
睐第1章数控机床的结构特点 1.1数控机床的组成 1.1.1 数控机床的整体结构 数控机床的组成，从大的方面划分，主要由信息载体、计算机数控装置、坐标伺服系统、辅助控制系统、位置和速度检测反馈系统以及过程检测的自适应控制系统等六部分组成。数控机床的组成框图如图1.1所示。 图1.1 数控机床的组成框图 图1-5数控机床的组成及框图 1．信息载体 它是把加工零件通过建立数学模型及数学处理后，按规范编制成工艺流程，形成程序文件，然后通过计算机存储到软盘或磁盘上，再将软盘或磁盘的程序输送到数控系统中。或者通过键盘将加工程序输送到数控系统中，也可通过DNC接口用通用计算机直接将加工程序输送到数控系统中。
这些软盘、磁盘、键盘或通用计算机就是信息载体。我们把可用不同形式将零件的加工程序记录在上面，并可传输给数控装置的这种载体称为信息载体，也可称为控制介质。 在早期的数控机床上，常用纸带、穿孔卡片、磁带等作为信息载体。 2．计算机数控装置 加工程序由输入装置传送到数控系统中后，经过中央处理单元、运算器、存储器、控制器等，又通过数控系统软件、机床参数等的支持，再经过输出装置，分配到坐标伺服系统和辅助控制系统中去。 同时又将坐标伺服系统中的位置检测信号、速度检测信号和自适应控制的温度、转矩、振动、摩擦、切削力及液压、气压、中心润滑等系统的压力多因素变化过程检测的反馈信息，经与给定值和最佳参数反复比较、处理后，再输出给坐标伺服系统和辅助控制系统。 这里的输入/输出装置、中央处理单元（CPU）、运算器、存储器和控制器等组成的装置称为计算机数控装置。 3．坐标伺服系统 由伺服控制电路、功率放大器、交流伺服电机或线性电机、位置和速度检测装置等组成，将数控装置发出的脉冲信号转换成机床的各坐标运动，这种系统称为坐标伺服系统。 坐标伺服系统中的位置检测装置和速度检测装置，对坐标运行的直线位置、角向位置的准确性和直线运行速度、角向回转速度进行检测、修正。其中包括主轴转换成伺服坐标的角向位置检测和回转运行的速度检测。坐标伺服系统中的坐标运行位置精度和运行速度将直接影响数控机床的加工精度和生产效率。 4．辅助控制装置 辅助控制装置的作用，就是通过接收数控装置发出的辅助控制指令，经输入/输出接口电路转换成强电（动力能源）信号，用来控制机床主轴的启动、停止，主轴的无级调速，机械手、刀库、换刀的动作，刀塔的动作，尾座的动作，工作台的交换、定位、夹紧，冷却液装置的动作，排屑器的动作，液压装置的动作，气压装置的动作及中心润滑装置的动作等。 辅助控制装置用辅助指令来控制数控机床各开关量，能使机床在运行过程中形成一套完整或较完整的逻辑工作状态。 数控机床由数控装置、伺服驱动装置、检测反馈装置、和机床本体四大部分组成。 1.1.2计算机数控系统（简称CNC）的组成 计算机数控系统（CNC）主要由微型计算机、外围设备和机床控制装置三大部分组成。1．微型计算机
数控机床的结构组成
教学设计（讲稿）
教学内容与设计 【上课思路】 1、强调实验纪律，用电安全。 2、爱护实验设备，注意实验室的卫生清洁。 3、复习数控机床控制系统组成。 4、学生分组，然后在不通电的情况下观察实验台结构组成。 5、教师找每个组的学生代表回答实验台各个部件名称作用，然后教师再详细讲解示范，学生分组练习。 6、实验台通电后，教师示范维修实验台的基本操作，之后学生分组练习。 7、考核。 【告知】 能力目标和知识目标。 【本次课的任务】 一、认识德西数控维修实验台的结构组成 1、回顾数控机床控制系统组成 2、实验台机械结构 学生分2批实验，这样每个实验台上的人数要少一些，提高学习效果。 2min 25min 教师先提出问题，学生思考后，各组代表回答，教师总结 教师先讲解实验台上的机械面板和电气面板的组成并说明其原理，然后学生自己练习，若学生有问题教师及时指导
3、实验台电气组成 二、数控维修实验台的基本操作 实验一各轴返回参考点练习 ?按下方式选择开关的参考点返回 ?按下轴和方向选择开关，指定要返回参考点的轴和方向。持续按下这一开 关直到刀具返回到参考点。 ?注意：返参时，钮子开关“机床/面板”应拨在机床侧，为什么？ 实验二用手动连续进给 ?按下方式选择开关的手动连续进给（JOG）开关 ?按下进给轴及其方向选择开关，刀具将以参数（No.1423）中设定的速度沿 指定轴的选定方向连续移动。释放开关，刀具运动停止。 ?进行JOG手动进给运动时，进给速度可以通过JOG进给速度倍率旋钮进 行调整 ?按下进给轴和方向选择开关的同时按下快速移动开关，刀具将以参数中设 定JOG快移速度移动。 ?按下快移倍率选择按钮，实际快速移动速度将按参数（No.1424）中设定的 JOG快速进给速度乘以选定的倍率所得速度值执行。 ?注意：进给倍率不要打的过高，以免出现危险！ 实验三手轮进给控制各轴（数控车床实验台的手轮不能使用） ?按下方式选择的手轮方式选择开关 ?按下手轮进给轴选择开关，选择要移动的轴向。 ?通过手轮进给量选择开关，设定旋转手摇脉冲发生器一个刻度时，刀具移 动的距离。 ?转动手轮的方向将影响刀具的移动方向。利用参数切换手轮回转方向与坐 标轴正负向的关系 实验四各轴超程报警的解除 ?首先确认哪轴超程、正向还是负向超程 ?利用JOG及手轮使超程轴回到有效范围内，按RESET键 【总结】 本次实验主要是认识数控维修实验台中的器件，熟悉数控机床的基本操作，本次课的内容是数控维修的基本知识，要求学生们熟练的掌握。 【布置作业】 实验报告。 15min 学生练习数控常用基本操作，如果学生已经进行了数控加工实习，则该部分内容将十分简单 3分钟
数控机床的组成
1.1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1-1 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。 三、伺服系统 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，它根据数控装置发来的速度和位移指令控制执行部件的进给速度、方向和位移量。每个进给运动的执行部件都配有一套伺服系统。伺服系统的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换为机床移动部件的运动，它相当于手工操作人员的手，使工作台（或溜板）精确定位或按规定的
数控机床的工作原理及基本结构
数控机床的工作原理及基本结构 一、程序编制及程序载体 数控程序就是数控机床自动加工零件的工作指令。在对加工零件进行工艺分析的基础上,确定零件坐标系在机床坐标系上的相对位置,即零件在机床上的安装位置;刀具与零件相对运动的尺寸参数;零件加工的工艺路线、切削加工的工艺参数以及辅助装置的动作等。得到零件的所有运动、尺寸、工艺参数等加工信息后,用由文字、数字与符号组成的标准数控代码,按规定的方法与格式,编制零件加工的数控程序单。编制程序的工作可由人工进行;对于形状复杂的零件,则要在专用的编程机或通用计算机上进行自动编程(APT)或CAD/CAM设计。 编好的数控程序,存放在便于输入到数控装置的一种存储载体上,它可以就是穿孔纸带、磁带与磁盘等,采用哪一种存储载体,取决于数控装置的设计类型。 数控机床的基本结构
二、输入装置 输入装置的作用就是将程序载体(信息载体)上的数控代码传递并存入数控系统内。根据控制存储介质的不同,输入装置可以就是光电阅读机、磁带机或软盘驱动器等。数控机床加工程序也可通过键盘用手工方式直接输入数控系统;数控加工程序还可由编程计算机用RS232C或采用网络通信方式传送到数控系统中。 零件加工程序输入过程有两种不同的方式:一种就是边读入边加工(数控系统内存较小时),另一种就是一次将零件加工程序全部读入数控装置内部的存储器,加工时再从內部存储器中逐段逐段调出进行加工。 三、数控装置 数控装置就是数控机床的核心。数控装置从内部存储器中取出或接受输入装置送来的一段或几段数控加工程序,经过数控装置的逻辑电路或系统软件进行编译、运算与逻辑处理后,输出各种控制信息与指令,控制机床各部分的工作,使其进行规定的有序运动与动作。 零件的轮廓图形往往由直线、圆弧或其她非圆弧曲线组成,刀具在加工过程中必须按零件形状与尺寸的要求进行运动,即按图形轨迹移动。但输入的零件加工程序只能就是各线段轨迹的起点与终点坐标值等数据,不能满足要求,因此要进行轨迹插补,也就就是在线段的起点与终点坐标值之间进行“数据点的密化”,求出一系列中间点的坐标值,并向相应坐标输出脉冲信号,控制各坐标轴(即进给运动的各执行元件)的进给速度、进给方向与进给位移量等。 四、驱动装置与位置检测装置
数控技术考试试题
数控技术试卷 一、填空题(每空2分，共30分) 1.数控机床的基本组成包括___________、____________、___________、__________、加工程序及机床本体。 https://www.sodocs.net/doc/08834347.html,C系统中常用的插补方法中，脉冲插补法适用于以_________电机作为驱动元件的数据系统；数字增量插补法(数据采样插补法)一般用于_________和_________电机作为驱动元件的数控系统。 3.直流主轴电动机的控制系统可分为两部分：_________控制部分和_________控制部分。 4.进给伺服系统若仅采用比例型位置控制，跟随误差是_________完全消除的。 5.目前应用的插补算法分为两类,一类为__________,另一类为__________. 6.FMC代表__________________，FMS代表__________________，CIMS Array代表__________________。 二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案， 并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题2分，共24分) 1.数控机床有不同的运动形式，需要考虑工件与刀具相对运动关系及坐标系方向，编写程序时，采用（）的原则编写程序。 A.刀具固定不动，工件移动 B. 工件固定不动，刀具移动 C.分析机床运动关系后再根据实际情况定 D. 由机床说明书说明 2.( )是无法用准备功能字G来规定或指定的。 A.主轴旋转方向 B.直线插补 C.刀具补偿 D.增量尺寸 3.在确定数控机床坐标系时，首先要指定的是( ) A.X轴 B.Y轴 C.Z轴 D.回转运动的轴 4.根据加工零件图样选定的编制零件程序的原点是（） A 机床原点B编程原点C加工原点D刀具原点 5.下列刀具中，（）的刀位点是刀头底面的中心。 A. 车刀 B.镗刀 C. 立铣刀 D. 球头铣刀 6.滚珠丝杠副的设计计算和验算，一般不包括( )方面。 A.强度 B.刚度 C.稳定性 D.抗振性 7.光栅利用( )，使得它能测得比栅距还小的位移量。 A.莫尔条纹的作用 B.数显表 C.细分技术 D.高分辨指示光栅 8.当交流伺服电机正在旋转时，如果控制信号消失，则电机将会( )。 A.以原转速继续转动 B.转速逐渐加大 C.转速逐渐减小 D.立即停止转动 9.数控机床伺服系统是以( )为直接控制目标的自动控制系统。 A.机械运动速度 B.机械位移 C.切削力 D.机械运动精度 10.脉冲比较伺服系统中，可逆计数器的作用是( )。 A.计算位置指令脉冲个数 B.计算位置反馈脉冲个数 C.计算位置指令脉冲个数与位置反馈脉冲个数之差 D.计算位置指令脉冲个数与位置反馈脉冲个数之和 11.数控机床坐标轴的重复定位误差应为各测点重复定位误差中的( )。 A.平均值 B.最大值
数控机床的机械结构
数控机床的机械结构 在数控机床发展的最初阶段，其机械结构与通用机床相比没有多大的变化，只是在自动变速、刀架和工作台自动转位和手柄操作等方面作些改变。随着数控技术的发展，考虑到它的控制方式和使用特点，才对机床的生产率、加工精度和寿命提出了更高的要求。数控机床的主体机构有以下特点：1）由于采用了高性能的无级变速主轴及伺服传动系统，数控机床的极限传动结构大为简化，传动链也大大缩短；2）为适应连续的自动化加工和提高加工生产率，数控机床机械结构具有较高的静、动态刚度和阻尼精度，以及较高的耐磨性，而且热变形小；3）为减小摩擦、消除传动间隙和获得更高的加工精度，更多地采用了高效传动部件，如滚珠丝杠副和滚动导轨、消隙齿轮传动副等；4）为了改善劳动条件、减少辅助时间、改善操作性、提高劳动生产率，采用了刀具自动夹紧装置、刀库与自动换刀装置及自动排屑装置等辅助装置。根据数控机床的适用场合和机构特点，对数控机床结构因提出以下要求： 一、较高的机床静、动刚度 数控机床是按照数控编程或手动输入数据方式提供的指令自动进行加工的。由于机械结构（如机床床身、导轨、工作台、刀架和主轴箱等）的几何精度与变形产生的定位误差在加工过程中不能人为地调整与补偿，因此，必须把各处机械结构部件产生的弹性变形控制在最小限度内，以保证所要求的加工精度与表面质量。 为了提高数控机床主轴的刚度，不但经常采用三支撑结构，而且选用钢性很好的双列短圆柱滚子轴承和角接触向心推力轴承铰接出相信忒力轴承，以减小主轴的径向和轴向变形。为了提高机床大件的刚度，采用封闭界面的床身，并采用液力平衡减少移动部件因位置变动造成的机床变形。为了提高机床各部件的接触刚度，增加机床的承载能力，采用刮研的方法增加单位面积上的接触点，并在结合面之间施加足够大的预加载荷，以增加接触面积。这些措施都能有效地提高接触刚度。 为了充分发挥数控机床的高效加工能力，并能进行稳定切削，在保证静态刚度的前提下，还必须提高动态刚度。常用的措施主要有提高系统的刚度、增加阻尼以及调整构件的自振频率等。试验表明，提高阻尼系数是改善抗振性的有效方法。钢板的焊接结构既可以增加静刚度、减轻结构重量，又可以增加构件本身的阻尼。因此，近年来在数控机床上采用了钢板焊接结构的床身、立柱、横梁和工作台。封砂铸件也有利于振动衰减，对提高抗振性也有较好的效果。 二、减少机床的热变形 在内外热源的影响下，机床各部件将发生不同程度的热变形，使工件与刀具之间的相对运动关系遭到破环，也是机床季度下降。对于数控机床来说，因为全部加工过程是计算
数控机床的机械结构汇总
第一节机械结构的主要特点与基本要求 一、数控机床对机械结构的基本要求 从数控技术的特点看，由于数控机床采用了伺服电动机，应用数字技术实现了对机床执行部件动作顺序和运动位移的直接控制，传统机床的变速箱结构被取消了，因而机械结构也大大简化了。数字控制还要求机械系统有较高的传动刚度且没有传动间隙，以确保控制指令的执行和控制品质的实现。同时由于计算机水平和控制能力的不断提高，同一台机床上允许更多功能部件同时执行所需要的各种辅助功能已成为可能，因而数控机床的机械结构比传统机床具有更高的集成化功能要求。 从制造技术发展的要求看，随着新材料和新工艺的出现以及市场竞争对低成本的要求，金属切削加工正朝着切削精度和速度越来越高、生产效率越来越高和系统越来越可靠的方向发展。这就要求在传统机床基础上发展起来的数控机床精度更高、驱动功率更大，机械结构动、静、热态刚度更好，工作更可靠，能实现长时间连续运行和有尽可能少的停机时间。 综合上述原因，数控机床对其基本要求可归纳为要有更高的精度，更好动、静态刚度，以适应高速运动的耐用度和工作可靠性。 二、数控机床机械结构构成 典型数控机床的机械结构主要由基础件、主传动系统、进给传动系统、回转工作台、自动换刀装置及其他机械功能部件等几部分组成。 数控机床的基础件通常是指床身、立柱(或横梁)、工作台、底座等结构件，由于其尺寸较大，俗称“大件”，构成了机床的基本框架。其他部件附着在基础件上，有的部件还需要沿着基础件运动。由于基础件起着支承和导向的作用，因而对基础件的基本要求是刚度好。此外，由于基础件通常固有频率较低，在设计时，还希望它的固有频率能高一些，阻尼能大一些。 和传统机床一样，数控机床的主传动系统将动力传递给主轴，保证系统具有切削所需要的转矩和速度。但由于数控机床具有比传统机床更高的切削性能要求，因而要求数控机床的主轴部件具有更高的回转精度、更好的结构刚度和抗振性能。由于数控机床的主传动常采用大功率的变速电动机，因而主传动链较传统机床短，不需要复杂的变速机构。由于自动换刀的需要，具有自动换刀功能的数控机床主轴在内孔中需要有刀具自动送开和夹紧装置。 数控机床的进给驱动机械结构是直接接受计算机发出的控制指令，实现直线或旋转运动的进给和定位，对机床的运行精度和质量影响最明显。因此，对数控机床传动系统的主要要求是精度、稳定性和快速响应的能力，即要它能尽快地根据控制指令要求，稳定地达到需要的加工速度和位置精度，并尽量小地出现振荡和超调现象。 根据工作要求回转工作台分成两种类型，即数控转台和分度转台。数控转台在加工过程中参与切削，相当于进给运动坐标轴，因而对它的要求和进给传动系统的要求是一样的。分度转台只完成分度运动，主要要求分度精度指标和在切削力作用下保持位置不变的能力。转塔刀架在原理和结构上都和分度转台类似。
数控机床的基本组成与工作原理
数控车床的基本组成与工作原理 一、任务描述 了解CAK40100VL 的基本组成与工作原理 二、任务准备 (一)、安全文明生产(播放插件) (二)、机床结构与工作原理 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。如下图就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,这种变化的目的就是为了满足数控机床的要求与充分发挥数控机床的特点。 ⑵、CNC 单元 CNC 单元就是数控机床的核心,CNC 单元由信息的输入、处理与输出三个部分组成。CNC 单元接受数字化信息,经过数控装置的控制软件与逻辑电路进行译码、插补、逻辑处理后,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 测量反馈装置 进给伺服单元 输入/输出 设 备 计算机 数 控 装 置 机 床 本 体
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就是否维持正常。 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与机械传动部件组成数控机床的进给系统。它的作用就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。与伺服单元相对应,驱动装置有步进电机、直流伺服电机与交流伺服电机等。 伺服单元与驱动装置可合称为伺服驱动系统,它就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,伺服驱动系统就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) 就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就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 与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与工艺信息用规定的代码与格式编写成加工程序; 然后将加工程序输入到数控装置,按照程序的要求,经过数控系统信息处
(完整版)简述数控机床的基本组成部分及其基本功能
简述数控机床的基本组成部分及其基本功能 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。 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）。CNC系统是一种位置控制系统，它是根据输入数据插补出理想的运动轨迹，然后输出到执行部件加工出所需要的零件。因此，数控装置主要由输入、处理和输出三个基本部分构成。而所有这些工作都由计算机的系统程序进行合理地组织，使整个系统协调地进行工作。 3）伺服与测量反馈系统 伺服系统是数控机床的重要组成部分，用于实现数控机床的进给伺服控制和主轴伺服控制。伺服系统的作用是把接受来自数控装置的指令信息，经功率放大、整形处理后，转换成机床执行部件的直线位移或角位移运动。由于伺服系统是数控机床的最后环节，其性能将直接影响数控机床的精度和速度等技术指标，因此，对数控机床的伺服驱动装置，要求具有良好的快速反应性能，准确而灵敏地跟踪数控装置发出的数字指令信号，并能忠实地执行来自数控装置的指令，提高系统的动态跟随特性和静态跟踪精度。 4）机床主体 机床主机是数控机床的主体。它包括床身、底座、立柱、横梁、滑座、工作台、主轴箱、进给机构、刀架及自动换刀装置等机械部件。它是在数控机床上自动地完成各种切削加工的机械部分。 5）数控机床辅助装置 辅助装置是保证充分发挥数控机床功能所必需的配套装置，常用的辅助装置包括：气动、液压装置，排屑装置，冷却、润滑装置，回转工作台和数控分度头，防护，照明等各种辅助装置。
数控机床的组成分类及特点
数控机床的组成分类及特点 数控机床的组成 ①控制介质 人和数控机床联系的媒介物。控制介质可以是穿孔带，也可以是穿孔卡、磁带、磁盘或其他可以储存代码的载体，有些直接集成在CAD/CAM中。 ②数控装置 数控装置是数控机床的中枢，在普通数控机床中一般由输入装置、存储器、控制器、运算器和输出装置组成。数控装置接收输入介质的信息，并将其代码加以识别、储存、运算，输出相应的指令脉冲以驱动伺服系统，进而控制机床动作。在计算机数控机床中，由于计算机本身即含有运算器、控制器等上述单元，因此其数控装置的作用由一台计算机来完成。 ③伺服系统 其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，包括信号放大和驱动元件。其性能好坏直接决定加工精度、表面质量和生产率。 ④机床 早期采用通用车床，现在采用了新的加强刚性、减小热
变形、提高精度等方面的技术使其发生了很大的变化。 数控机床的分类 数控机床规格繁多，据不完全统计已有400多个品种规格。可以按照多种原则来进行分类。但归纳起来，常见的是以下面4种方法来分类的。 ①按工艺用途分类 一般数控机床、数控加工中心、多坐标数控机床 ②按运动轨迹分类 点位控制数控机床、点位直线控制数控机床、轮廓控制数控机床 ③按伺服系统的控制方式分类 开环控制数控机床、闭环控制数控机床、半闭环控制数控机床 ④按数控装置分类 硬件控制数控机床、软件控制数控机床 数控机床的特点 ①采用了高性能的主轴及伺服传动系统，机械结构得到简化，传动链较短； ②为了使连续性自动化加工，机械结构具有较高的动态刚度及耐磨性，热变形小； ③更多的采用高效率、高精度的传动部件，如滚珠丝
数控机床的基本组成
数控机床的基本组成 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)。CNC 系统是一种位置控制系统，它是根据输入数据插补出理想的运动轨迹，然后输出到执行部件加工出所需要的零件。因此，数控装置主要由输入、处理和输出三个基本部分构成。而所有这些工作都由计算机的系统程序进行合理地组织，使整个系统协调地进行工作。 1)输入装置:将数控指令输入给数控装置，根据程序载体的不同，相应有不同的输入装置。主要有键盘输入、磁盘输入、CAD/CAM系统直接通信方式输入和连接上级计算机的DNC(直接数控)输入，现仍有不
少系统还保留有光电阅读机的纸带输入形式。 (1)纸带输入方式。可用纸带光电阅读机读入零件程序，直接控制机床运动，也可以将纸带内容读入存储器，用存储器中储存的零件程序控制机床运动。 (2)MDI手动数据输入方式。操作者可利用操作面板上的键盘输入加工程序的指令，它适用于比较短的程序。 在控制装置编辑状态(EDIT)下，用软件输入加工程序，并存入控制装置的存储器中，这种输入方法可重复使用程序。一般手工编程均采用这种方法。 在具有会话编程功能的数控装置上，可按照显示器上提示的问题，选择不同的菜单，用人机对话的方法，输入有关的尺寸数字，就可自动生成加工程序。 (3)采用DNC直接数控输入方式。把零件程序保存在上级计算机中，CNC系统一边加工一边接收来自计算机的后续程序段。DNC方式多用于采用CAD/CAM软件设计的复杂工件并直接生成零件程序的情况。 2)信息处理:输入装置将加工信息传给CNC单元，编译成计算机能识别的信息，由信息处理部分按照控制程序的规定，逐步存储并进行处理后，通过输出单元发出位置和速度指令给伺服系统和主运动控制部分。CNC系统的输入数据包括:零件的轮廓信息(起点、终点、直线、圆弧等)、加工速度及其他辅助加工信息(如换刀、变速、冷却液开关等)，数据处理的目的是完成插补运算前的准备工作。数据处理程序还包括刀具半径补偿、速度计算及辅助功能的处理等。
数控车床的基本组成和工作原理
网络教育学院 继续教育学院 毕业设计（论文） 题目 函授站（学习中心） 专业级（春）层次专科学生姓名 指导教师 年月日
摘要 世界制造业转移，中国正在逐步成为世界加工厂。美国、德国、韩国等国家已经进入工业化发展的高技术密集时代与微电子时代，钢铁、机械、化工等重工业正逐渐向发展中国家转移。我国目前经济发展已经过了发展初期，正处于重化工业发展中期。 未来10年将是中国机械行业发展最佳时期。美国、德国的重化工业发展期延续了18年以上，美国、德国、韩国四国重化工业发展期平均延续了12年，我们估计中国的重化工业发展期将至少延续10年，直到2015年。因此，在未来10年中，随着中国重化工业进程的推进，中国企业规模、产品技术、质量等都将得到大幅提升，国产机械产品国际竞争力增强，逐步替代进口，并加速出口。目前，机械行业中部分子行业如船舶、铁路、集装箱及集装箱起重机制造等已经受益于国际间的产业转移，并将持续受益；电站设备、工程机械、床等将受益于产业转移，加快出口进程 关键词：数控的产生、数控发展趋势、数控技术。
目录 摘要 (2) 1.数控车床的基本组成和工作 (5) 1.1 任务准备 (5) 1.1.1 机床结构 (5) 1.2 工作原理 (7) 1.3 数控车床的分类 (7) 1.4 数控车床的性能指标 (7) 1.5 数控车床的特点 (9) 2.数控车床编程与操作 (10) 2.1 数控车床概述 (10) 2.1.1数控车床的组 (11) 2.1.2数控车床的机械构成 (11) 2.1.3数控系统 (12) 2.1.4数控车床的特点 (12) 2.1.5数控车床的分类 (13) 2.1.6数控车床（CJK6153）的主要 (13) 2.1.7数控车床（CJK6153）的润滑 (13) 2.数控车床的编程方法 (14)
数控机床的适用范围及结构特点
数控机床的适用范围及结构特点 1. 数控机床的适用范围 一般来说，数控机床特别适合于加工零件较复杂、精度要求高、产品更新频繁、生产周期要求短的场合。数控加工适用范围可用图7-7粗略表示。 图7-7所示为零件复杂及生产批量的不同，三种机床的应用范围的变化，当零件不太复杂，生产批量又较小时，宜采用通用机床；当生产批量很大，宜采用专用机床；而随着零件复杂程度的提高，数控机床越显得适用。目前，随着数控机床的普及，应用范围止由BCD向EFG线复杂性较低的范围扩大。 从图7-7中可看出通用机床、专用机床和数控机床零件加工批量与生产成本的关系。在多品种、中小批量生产情况下，采用数控机床总费用更为合理。 根据数控加工的优缺点及国内外大量应用实践，一般可按适用程度将零件分为三类： （1）最适用类 1）形状复杂，加工精度要求高，用通用机床无法加工或虽然能加工但很难保证产品质量的零件。 2）用数学模型描述的复杂曲线或曲面轮廓零件。 3）有难测量、难控制进给、难控制尺寸的不开敞内腔的壳体或盒型零件。 4）必须在依次装夹中合并完成铣、镗、铰或螺纹等多工序的零件。 （2）较适用类
1）在通用机床加工时极易受人为因素（如：情绪波动、体力强弱、技术水平高低等）干扰，零件价值又高，一旦质量失控会造成重大经济损失的零件； 2）在通用机床上加工时必须制造复杂的专用工装的零件。 3）需要多次更改设计后才能定型的零件。 4）在通用机床上加工需要作长时间调整的零件。 5）用通用机床加工时，生产率很低或体力劳动强度很大的零件。 （3）不适用类 1）生产批量大的零件。 2）装夹困难或完全靠找正定位来保证加工精度的零件。 3）加工余量不稳定，且数控机床上无在线检测系统可自动调整零件坐标位置的零件。 4) 必须用特定的工艺装备协调加工的零件。 2. 数控机床的结构特点 1）主运动常用交流或直流电动机拖动，采用变频调速，简化了主传动系统的机械结构，而且转速高、功率大，速度变换迅速、可靠；能无级变速。合理选择切削用量。 2）主轴部件和支承件均采用了刚度和抗振性较好的新型结构。如采用动静压轴承的主轴部件，采用钢板焊接结构的支承件等。 3）采用了摩擦因数很低的塑料滑动导轨、滚动导轨和静压导轨，以提高机床运动的灵敏性。 4）进给传动中，一方面采用无间隙的传动装置和元件，如滚珠丝杠副、静压蜗杆蜗条副、预加载荷的双齿轮齿条副等。另一方面采用消除间隙措施，如偏心套式、锥度齿轮式及斜齿轮垫片错齿等消隙结构。 5）采用了多主轴、多刀架的结构，以提高单位时间内的切削功率。 6）具有自动换刀和自动交换工件的装置，以减少停机时间。 7）采用自动排屑、自动润滑装置等。
数控机床的典型结构与部件
第2章数控机床的典型结构与部件 2.1 数控机床的结构特点及要求 2.1.1数控机床的结构特点 由于数控机床的控制方式和使用特点，使数控机床与普通机床在机械传动和结构上有显著的不同，其特点有： （1）采用高性能的无级变速主轴及伺服传动系统，机械传动结构大为简化，传动链缩短。 （2）采用刚度和抗振性较好的机床新结构，如动静压轴承的主轴部件、钢板焊接结构的支承件等。 （3）采用在效率、刚度、精度等各方面较优良的传动元件，如滚珠丝杠螺母副、静压蜗杆副以及塑料滑动导轨、滚动导轨、静压导轨等。 （4）采用多主轴、多刀架结构以及刀具与工件的自动夹紧装置、自动换刀装置和自动排屑、自动润滑冷却装置等，以改善劳动条件、提高生产率。 （5）采取减小机床热变形的措施，保证机床的精度稳定，获得可靠的加工质量。 2.1.2数控机床的结构要求及措施 1．提高机床的静、动刚度 在数控机床加工过程中，加工精度除了取决于数控系统，还取决于数控机床本身的精度。而由机床床身、导轨工作台、刀架和主轴箱的几何精度和变形所产生的误差取决于它们的结构刚度，并且这些误差在加工过程不能进行人为的调整和补偿。因此，必须把移动件的重量和切削力引起的弹性变形控制在最小限度之内，以保证加工精度和表面质量。 为了提高机床的静刚度，在机床结构上常采用以下措施。 1）为提高机床主轴的刚度，常采用三支承结构，并且选用刚性好的双列短圆柱滚子轴承和角接触向心推力轴承，以减小主轴的径向和轴向变形。
2）为提高机床整体的刚度，常采用筋板结构。表2-1给出了方形截面立柱 在加筋前后的静刚度比值。从表中可以看出，加筋板后相对弯曲刚度和扭转刚度 均提高。 表2-1 方形截面立柱加筋前后的静刚度比值 加筋形式相对质量相对弯曲刚度相对扭曲刚度 1 1 1 1.24 1.17 1.38 1.34 1.21 8.86 1.63 1.32 17.7 3）在大型数控机床中，移动载荷对机床边形有较大的影响。常采用液压平 衡和重快平衡来减少构件的变形，如图2-1所示，利用重块有效地减小主轴箱左 右移动对横梁变形的影响。 图2-1重快平衡结构示意图 4）在数控车床中，为了提高刀架的刚度，要合理设计转台的大小和刀具的 数目，并且尽可能地减少a/b，（如图2-2所示，a为支点到切削力的距离，b为 支点到夹紧力的距离）。此外，在刀具外伸量一定的情况下，增大刀架底座的尺 寸是提高刚度的有效途径。
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
简述数控机床的基本组成部分及其基本功能
精品文档 . 简述数控机床的基本组成部分及其基本功能 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。 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）。CNC系统是一种位置控制系统，它是根据输入数据插补出理想的运动轨迹，然后输出到执行部件加工出所需要的零件。因此，数控装置主要由输入、处理和输出三个基本部分构成。而所有这些工作都由计算机的系统程序进行合理地组织，使整个系统协调地进行工作。 3）伺服与测量反馈系统 伺服系统是数控机床的重要组成部分，用于实现数控机床的进给伺服控制和主轴伺服控制。伺服系统的作用是把接受来自数控装置的指令信息，经功率放大、整形处理后，转换成机床执行部件的直线位移或角位移运动。由于伺服系统是数控机床的最后环节，其性能将直接影响数控机床的精度和速度等技术指标，因此，对数控机床的伺服驱动装置，要求具有良好的快速反应性能，准确而灵敏地跟踪数控装置发出的数字指令信号，并能忠实地执行来自数控装置的指令，提高系统的动态跟随特性和静态跟踪精度。 4）机床主体 机床主机是数控机床的主体。它包括床身、底座、立柱、横梁、滑座、工作台、主轴箱、进给机构、刀架及自动换刀装置等机械部件。它是在数控机床上自动地完成各种切削加工的机械部分。 5）数控机床辅助装置 辅助装置是保证充分发挥数控机床功能所必需的配套装置，常用的辅助装置包括：气动、液压装置，排屑装置，冷却、润滑装置，回转工作台和数控分度头，防护，照明等各种辅助装置。
数控机床的组成、工作原理与结构特点
1、前言 数控技术集传统的机械制造技术、计算机技术、成组技术与现代控制技术、传感检测技术、信息处理技术、网络通讯技术、液压气动技术、光机电技术于一体，是现代先进制造技术的基础和核心。把传统制造业推进到了信息化制造时代，是现代工业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础，是一种知识密集型和资金密集型的技术。数控车床己经成为现代企业的必需品。随着数控技术的不断成熟和发展及市场日益繁荣，其竞争也越来越激烈，人们对数控车床选择也有了更加广阔的范围，对的数控机床技术的掌握也越来越高。本设计着重对MJ-520型数控车床构造及性能做初步了解及FANUC-0TE系统程序的编制及加工工艺的应用做细致的介绍。 数控加工是机械制造业中的先进加工技术，在生产企业中，数控机床的使用越来越广泛。随着数控技术的发展，数控机床不仅在航空、造船、军工等领域广泛使用，而且也进入了汽车、机床等民用机械制造行业。目前，在机械制造行业中，单件小批量的生产所占的比例越来越大，机械产品的精度和质量也在不断的提高。因此，数控机床被广泛使用。 2、课题的现实意义 数控机床正在各行各业中得到广泛的应用。因此研究和设计数控机床有很强的现实意义。微机控制技术正在发挥出巨大的优越性。 根据教案要求，结合自己的资料掌握状况，选择数控机床工艺编程及操作加工作为毕业设计课题。 毕业设计是学生必须要经历的一个重要的实践环节。通过本环节的锻炼力争能把以前所学的知识融会贯通，从而达到温故而知新的目的，提高解决实际工程课题的能力。 3、数控编程的概念
众所周知，在普通机床上加工零件时，一般是由工艺人员按照设计图样事先制定好零件的加工工艺规程。在工艺规程中制定出零件的加工工序、切削用量、机床的规格及刀具夹具等内容。操作人员按工艺规程的各个步骤操作机床，加工出图样所给定的零件。也就是说零件的加工过程是由人来完成的。例如开车、停车、改变主轴转速、改变进给方向和速度、切削液的开、关等都是由工人手工操作的。 再有凸轮控制的自动车床或由仿形机床加工零件时，虽然不需要人对它进行操作，但必须根据零件的特点及工艺要求，设计出凸轮的运动曲线或靠模，由凸轮或靠模控制机床运动，最后加工出零件。在这个加工过程中，虽然避免了操作者直接操纵机床，但每一个凸轮机构或靠模，只能加工一种零件。当改变加工零件时，就要更换凸轮、靠模。因此，只能用于大批量、专业化生产中。 数控机床和以上两种机床是不一样的。它是按照事先便好的加工程序，自动的对被加工零件进行加工。我们把零件的加工工艺路线、工业参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数（主轴转数、进给量、背吃刀量等）以及辅助功能（换刀、主轴正传、反转、切削液开、关等），按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单，然后输入到数控机床的系统中，从而指挥机床加工零件。这种从零件图的分析到制成控制介质的全部过程叫做数控程序的编制。 从以上分析可以看出，数控机床与普通机床加工零件的区别在于数控机床是按照程序自动加工零件，而普通机床要由人来操作，我们只要改变控制机床动作的程序就可以达到加工不同零件的目的。因此，数控机床特别是用于加工小批量且行装复杂、要求精度高的零件。 从外观看，数控机床都有CRT屏幕，我们可以从屏幕上看到加工程序、各种工艺参数等内容。从内部结构看，数控机床没有变速箱，它的主运动和进给运动都是由直流或交流无机变速伺服电动机来完成的。另外，数控机床一般都有工件测量系统，在加工过程中，可以减少对工件进行人工测量的次数。 数字控制是用数字、字母和其他控制字符进行编程，来实现机械设备自动化的一种形式。号码，字母和符号是为特定的工作环境或工作而设定的一种适当的内编码。根据程序指示的改变，机械的加工也随之改变方式。更易改写程序的优越性使NC系统更适合加工微小体积的产品。与更换生产设备相比，通过编辑新的程序来实现产品的加工要容易得多。