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数控机床的组成和工作原理2数控机床的介绍•数控机床是数字控制机床（Computernumericalcontrolmachinetools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够处理具有控制编码的程序，并将其译码，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品。数控机床结构•数控机床主要由控制介质、数控装置、伺服系统和机床本体四个部分组成数控机床的加工过程控制介质•控制介质就是人们控制数控机床的中间媒介，即程序载体。•在使用数控机床之前先要根据零件图和技术要求，将加工时刀具相对于工件的位置，相对运动轨迹，工艺参数，辅助运动等全部动作及顺序，按规定的格式和代码编写出工件的加工程序，并存储在一种载体上，如穿孔纸带、磁带、软磁盘等。数控装置•数控装置是数控机床的核心，其功能是接受输入的加工信息，经过数控装置的系统软件和逻辑电路进行译码、运算和逻辑处理，向伺服系统发出相应的脉冲，并通过伺服系统控制机床运动部件按加工程序指令运动。伺服系统•伺服系统是数控系统的一个重要组成部分，它将数控装置送来的脉冲运动指令信息进行放大，它相当于手工操作人员的手，驱动机床的移动部件（刀架或工作台）按规定的轨迹和速度移动或精确定位，加工出符合图样要求的工件。伺服系统由伺服驱动电路、功率放大电路、伺服驱动装置（电机）等组成，并与机床上执行部件和机械传动部件组成数控机床的进给系统。•每个作进给运动的执行部件，都配有一套伺服驱动系统。机床本体•数控系统的控制对象，是实现加工零件的执行部件。•组成：由主运动部件（主轴、主运动传动机构）、进给运动部件（工作台、拖板及相应的传动机构）、支承件（立柱、床身等）以及特殊装置（工件自动交换系统、自动工作台交换APC系统、自动刀具交换ATC系统）和辅助装置（如冷却、润滑、排屑、转位和夹紧装置等）。数控机床的工作原理•数控机床加工零件的工作过程分以下几个步骤：•根据被加工零件的图样与工艺方案，用规定的代码和程序格式编写加工程序；•所编写程序指令输入数控装置；•数控装置将程序(代码)进行译码、运算之后，向机床各个坐标的伺服机构和辅助控制装置发出信号，以驱动机床的各运动部件，并控制所需要的辅助动作，最后加工出合格的零件。数值计算程序校核工艺分析制备控制介质编程序清单零件图纸输入装置工作台数控装置输出装置伺服机构毛坯工件编程部分机床控制部分数控机床是最典型的数控设备,为了解数控机床的组成,首先必须了解数控机床零件的工作过程,在数控机床上为了进行加工零件,可以通过如下步骤进行:数控机床的特点•1.适应性强•由于数控机床能实现多个坐标的联动，所以数控机床能完成复杂型面的加工，特别是对于可用数学方程式和坐标点表示的形状复杂的零件，加工非常方便。当改变加工零件时，数控机床只需更换零件加工的NC程序，不必用凸轮、靠模、样板或其他模具等专用工艺装备，且可采用成组技术的成套夹具。因此，生产准备周期短，有利于机械产品的迅速更新换代。所以，数控机床的适应性非常强。•2.加工质量稳定对于同一批零件，由于使用同一机床和刀具及同一加工程序，刀具的运动轨迹完全相同，并且数控机床是根据数控程序实现计算机控制自动进行加工，可以避免人为的误差，这就保证了零件加工的一致性好，且质量稳定可靠。•3.生产效率高数控机床本身的精度高、刚性大，可以采用较大的切削用量，有效地节省了机动工时。它还有自动换速、自动换刀和其他辅助操作自动化等功能，使辅助时间大为缩短，而且无需工序间的检验与测量，所以比普通一般来说，数控机床的生产能力约为普通机床的3倍，甚至更高。数控机床的主轴转速及进给范围都比普通机床大。目前数控机床的最高进给速度可达到100m/min以上，最小分辨率达0.01um。•4.加工精度高•数控机床有较高的加工精度，一般在0.005-0.1mm之间，定位精度普遍可达到0.03mm，重复定位精度为0.01mm。数控机床的加工精度不受零件复杂程度的影响，机床传动链的反向齿轮间隙和丝杠的螺距误差等都可以通过数控装置自动进行补偿，其定位精度比较高。同时还可以利用数控软件进行精度校正和补偿。•5.工序集中，一机多用数控机床，特别是带自动换刀刀架、刀库的数控加工中心，在一次装夹的情况下，几乎可以完成零件的全部加工工序，一台数控机床可以代替数台普通机床。这样可以减少装夹误差，节约工序之间的中间环节，如半成品的中间检测、暂存、搬运和装夹等辅助时间，还可以节省机床、车间的占地面积，带来较高的经济效益。•6.生产准备工作复杂•由于整个加工过程采用程序控制，数控加工的前期准备工作较为复杂，包含工艺确定、程序编制等。•7.投资大，维修困难•数控机床是一种高度自动化机床，必须配有数控装置或电子计算机，机床加工精度因受切削用量大、连续加工发热多等影响，使其设计要求比普通机床更加严格，制造要求更精密，因此数控机床的制造成本比较高。此外，数控机床属于典型的机电一体化产品，控制系统比较复杂、技术含量高，一些元器件、部件精密度较高，同时一些进口机床的技术开发受到条件的限制，所以对数控机床的调试和维修比较困难。