數控機床的控制裝置是什麼

㈠ 數控機床組成及各部分的工作原理。

數控機床是有控制介質、人機交互設備、計算機數控（CNC）裝置、進給伺服系統、主軸驅動系統、可編程式控制制器（PLC）、反饋系統、自適應控制和機床本體等部分組成，其工作原理如下：

1. 控制介質，要對數控機床進行控制，就必須在人與數控機床之間建立某種聯系，這種聯系的中間媒介物質就是控制介質。

2. 人機交互設備，數控機床在加工運行時，通常需要操作人員對數控系統進行干預及對輸入的加工程序進行編輯、修改和調試，數控系統也要顯示數控機床運行狀態等。

3. 計算機數控裝置，數控裝置是數控機床的中樞，目前，絕大部分數控機床採用微型計算機控制。

4. 進給伺服驅動系統，伺服驅動系統的作用是把來自數控裝置的位置控制移動指令變成機床工作部件的運動。

5. 主軸驅動系統，機床的主軸驅動系統和進給伺服驅動系統。

6. 可編程式控制制器，的作用是對數控機床進行輔助控制。

7. 反饋系統，包括位置反饋和速度反饋。

8. 自適應控制器，數控機床工作台的位移量和速度等過程參數可在編寫程序時用指令確定。

9. 機床主體，數控機床主體由床身、立柱和工作台等組成。
   

㈡ 數控機床按控制方式分為哪幾類，各方式什麼場合

一般傳統上不按照控制方式分類。按以下分類方法。

一、按加工工藝方法分類

1．金屬切削類數控機床

與傳統的車、銑、鑽、磨、齒輪加工相對應的數控機床有數控車床、數控銑床、數控鑽床、數控磨床、數控齒輪加工機床等。盡管這些數控機床在加工工藝方法上存在很大差別，具體的控制方式也各不相同，但機床的動作和運動都是數字化控制的，具有較高的生產率和自動化程度。

在普通數控機床加裝一個刀庫和換刀裝置就成為數控加工中心機床。加工中心機床進一步提高了普通數控機床的自動化程度和生產效率。例如銑、鏜、鑽加工中心，它是在數控銑床基礎上增加了一個容量較大的刀庫和自動換刀裝置形成的，工件一次裝夾後，可以對箱體零件的四面甚至五面大部分加工工序進行銑、鏜、鑽、擴、鉸以及攻螺紋等多工序加工，特別適合箱體類零件的加工。加工中心機床可以有效地避免由於工件多次安裝造成的定位誤差，減少了機床的台數和佔地面積，縮短了輔助時間，大大提高了生產效率和加工質量。

2．特種加工類數控機床

除了切削加工數控機床以外，數控技術也大量用於數控電火花線切割機床、數控電火花成型機床、數控等離子弧切割機床、數控火焰切割機床以及數控激光加工機床等。

3．板材加工類數控機床

常見的應用於金屬板材加工的數控機床有數控壓力機、數控剪板機和數控折彎機等。

近年來，其它機械設備中也大量採用了數控技術，如數控多坐標測量機、自動繪圖機及工業機器人等。

二、按控制運動軌跡分類

1．點位控制數控機床

點位控制數控機床的特點是機床移動部件只能實現由一個位置到另一個位置的精確定位，在移動和定位過程中不進行任何加工。機床數控系統只控制行程終點的坐標值，不控制點與點之間的運動軌跡，因此幾個坐標軸之間的運動無任何聯系。可以幾個坐標同時向目標點運動，也可以各個坐標單獨依次運動。

這類數控機床主要有數控坐標鏜床、數控鑽床、數控沖床、數控點焊機等。點位控制數控機床的數控裝置稱為點位數控裝置。

2．直線控制數控機床

直線控制數控機床可控制刀具或工作台以適當的進給速度，沿著平行於坐標軸的方向進行直線移動和切削加工，進給速度根據切削條件可在一定范圍內變化。

直線控制的簡易數控車床，只有兩個坐標軸，可加工階梯軸。直線控制的數控銑床，有三個坐標軸，可用於平面的銑削加工。現代組合機床採用數控進給伺服系統，驅動動力頭帶有多軸箱的軸向進給進行鑽鏜加工，它也可算是一種直線控制數控機床。

數控鏜銑床、加工中心等機床，它的各個坐標方向的進給運動的速度能在一定范圍內進行調整，兼有點位和直線控制加工的功能，這類機床應該稱為點位/直線控制的數控機床。

3．輪廓控制數控機床

輪廓控制數控機床能夠對兩個或兩個以上運動的位移及速度進行連續相關的控制，使合成的平面或空間的運動軌跡能滿足零件輪廓的要求。它不僅能控制機床移動部件的起點與終點坐標，而且能控制整個加工輪廓每一點的速度和位移，將工件加工成要求的輪廓形狀。

常用的數控車床、數控銑床、數控磨床就是典型的輪廓控制數控機床。數控火焰切割機、電火花加工機床以及數控繪圖機等也採用了輪廓控制系統。輪廓控制系統的結構要比點位/直線控系統更為復雜，在加工過程中需要不斷進行插補運算，然後進行相應的速度與位移控制。

現在計算機數控裝置的控制功能均由軟體實現，增加輪廓控制功能不會帶來成本的增加。因此，除少數專用控制系統外，現代計算機數控裝置都具有輪廓控制功能。

三、按驅動裝置的特點分類

1．開環控制數控機床

這類控制的數控機床是其控制系統沒有位置檢測元件，伺服驅動部件通常為反應式步進電動機或混合式伺服步進電動機。數控系統每發出一個進給指令，經驅動電路功率放大後，驅動步進電機旋轉一個角度，再經過齒輪減速裝置帶動絲杠旋轉，通過絲杠螺母機構轉換為移動部件的直線位移。移動部件的移動速度與位移量是由輸入脈沖的頻率與脈沖數所決定的。此類數控機床的信息流是單向的，即進給脈沖發出去後，實際移動值不再反饋回來，所以稱為開環控制數控機床。

開環控制系統的數控機床結構簡單，成本較低。但是，系統對移動部件的實際位移量不進行監測，也不能進行誤差校正。因此，步進電動機的失步、步距角誤差、齒輪與絲杠等傳動誤差都將影響被加工零件的精度。開環控制系統僅適用於加工精度要求不很高的中小型數控機床，特別是簡易經濟型數控機床。

2．閉環控制數控機床

閉環控制數控機床是在機床移動部件上直接安裝直線位移檢測裝置，直接對工作台的實際位移進行檢測，將測量的實際位移值反饋到數控裝置中，與輸入的指令位移值進行比較，用差值對機床進行控制，使移動部件按照實際需要的位移量運動，最終實現移動部件的精確運動和定位。從理論上講，閉環系統的運動精度主要取決於檢測裝置的檢測精度，也與傳動鏈的誤差無關，因此其控制精度高。圖1-3所示的為閉環控制數控機床的系統框圖。圖中A為速度感測器、C為直線位移感測器。當位移指令值發送到位置比較電路時，若工作台沒有移動，則沒有反饋量，指令值使得伺服電動機轉動，通過A將速度反饋信號送到速度控制電路，通過C將工作台實際位移量反饋回去，在位置比較電路中與位移指令值相比較，用比較後得到的差值進行位置控制，直至差值為零時為止。這類控制的數控機床，因把機床工作台納入了控制環節，故稱為閉環控制數控機床。
閉環控制數控機床的定位精度高，但調試和維修都較困難，系統復雜，成本高。

3．半閉環控制數控機床
半閉環控制數控機床是在伺服電動機的軸或數控機床的傳動絲杠上裝有角位移電流檢測裝置（如光電編碼器等），通過檢測絲杠的轉角間接地檢測移動部件的實際位移，然後反饋到數控裝置中去，並對誤差進行修正。通過測速元件A和光電編碼盤B可間接檢測出伺服電動機的轉速，從而推算出工作台的實際位移量，將此值與指令值進行比較，用差值來實現控制。由於工作台沒有包括在控制迴路中，因而稱為半閉環控制數控機床。

半閉環控制數控系統的調試比較方便，並且具有很好的穩定性。目前大多將角度檢測裝置和伺服電動機設計成一體，這樣，使結構更加緊湊。

4．混合控制數控機床

將以上三類數控機床的特點結合起來，就形成了混合控制數控機床。混合控制數控機床特別適用於大型或重型數控機床，因為大型或重型數控機床需要較高的進給速度與相當高的精度，其傳動鏈慣量與力矩大，如果只採用全閉環控制，機床傳動鏈和工作台全部置於控制閉環中，閉環調試比較復雜。混合控制系統又分為兩種形式：

（1）開環補償型。它的基本控制選用步進電動機的開環伺服機構，另外附加一個校正電路。用裝在工作台的直線位移測量元件的反饋信號校正機械繫統的誤差。

（2）半閉環補償型。它是用半閉環控制方式取得高精度控制，再用裝在工作台上的直線位移測量元件實現全閉環修正，以獲得高速度與高精度的統一。其中A是速度測量元件（如測速發電機），B是角度測量元件，C是直線位移測量元件。

㈢ 數控裝置的核心是什麼

核心是計算機數字控制裝置。

它通過系統控制軟體配合系統硬體，合理地組織、管理數控系統的輸入、數據處理、插補和輸出信息，控制執行部件，使數控機床按照操作者的要求進行自動加工。

CNC系統採用了計算機作為控制部件，通常由常住在其內部的數控系統軟體實現部分或全部數控功能，從而對機床運動進行實時控制。只要改變計算機數控系統的控制軟體就能實現一種全新的控制方式。

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數控系統的產生

數控系統是數字控制系統，簡稱(Digital or Numerical Control System)，早期是由硬體電路構成的，稱為硬體數控（Hard NC）。

1970年代以後，硬體電路元件逐步由專用的計算機代替稱為計算機數控系統（Computerized Numerical Control，簡稱CNC）。

計算機數控系統是用計算機控制加工功能，實現數值控制的系統。CNC系統根據計算機存儲器中存儲的控製程序，執行部分或全部數值控制功能，並配有介面電路和伺服驅動裝置的專用計算機系統。

通過利用數字、文字和符號組成的數字指令來實現一台或多台機械設備動作控制，它所控制的通常是位置、角度、速度等機械量和開關量

㈣ 數控機床電氣控制系統的組成

數控機床電氣控制系統概述
(1)數據輸入裝置：將指令信息和各種應用數據輸入數控系統的必要裝置。它可以CNC鍵盤(一般輸入操作)，數控系統配備的硬碟及存儲卡、個人計算機等等。
(2)數控系統：是數控機床的中樞，它將接到的全部功能指令進行解碼、運算，然後有序地發出各種需要的運動指令和各種機床功能的控制指令，直至運動和功能結束。
(3)可編程邏輯控制器：是機床各項功能的邏輯控制中心。它將來自CNC的各種運動及功能指令進行邏輯排序，使它們能夠准確地、協調有序地安全運行；同時將來自機床的各種信息及工作狀態傳送給CNC，使CNC能及時准確地發出進一步的控制指令，如此實現對整個機床的控制。
PLC多集成於數控系統中，這主要是指控制軟體的集成化，而PLC硬體則在規模較大的系統中往往採取分布式結構。PLC與CNC的集成是採取軟體介面實現的，一般系統都是將二者間各種通信信息分別指定其固定的存放地址，由系統對所有地址的信息狀態進行實時監控，根據各介面信號的現時狀態加以分析判斷，據此作出進一步的控制命令，完成對運動或功能的控制。
(4)主軸驅動系統：接受來自CNC的驅動指令，經速度與轉矩(功率)調節輸出驅動信號驅動主電動機轉動，同時接受速度反饋實施速度閉環控制。它還通過PLC將主軸的各種現實工作狀態通告CNC用以完成對主軸的各項功能控制。
(5)進給伺服系統：接受來自CNC對每個運動坐標軸分別提供的速度指令，經速度與電流(轉矩)調節輸出驅動信號驅動伺服電機轉動，實現機床坐標軸運動，同時接受速度反饋信號實施速度閉環控制。它也通過PLC與CNC通信，通報現時工作狀態並接受CNC的控制。
(6)機床電器部分：包括所有的電動機、電磁閥、制動器、各種開關等。它們是實現機床各種動作的執行者.
(7)速度測量：通常由集裝於主軸和進給電動機中的測速機來完成。它將電動機實際轉速匹配成電壓值送回伺服驅動系統作為速度反饋信號，與指令速度電壓值相比較，從而實現速度的精確控制。
(8)位置測量：現代機床多採用光柵尺和數字脈沖編碼器作為位置測量元件。它們對機床坐標軸在運行中的實際位置進行直接或間接的測量，將測量值反饋到CNC並與指令位移相比較直至坐標軸到達指令位置，從而實現對位置的精確控制。
機床電氣控制系統的由：數控系統，電源模塊, 伺服驅動器，伺服電機，伺服主軸驅動器（或變頻器），伺服主軸電機（或 變頻主軸電機）, PLC 輸入輸出模塊, 強電櫃的機床電器元器件，各種電動機、電磁閥，機床操作面板等組成。

㈤ 數控銑床由哪些部分組成數控裝置的作用是什麼

數控銑床由：床身來部分自，銑頭部分，工作台部分，橫進給部分，升降台部分，冷卻、潤滑部分。
數控裝置：（習慣稱為數控系統）是數控機床的中樞，在普通數控機床中一般由輸入裝置、存儲器、控制器、運算器和輸出裝置組成。 數控裝置接收輸入介質的信息，並將其代碼加以識別、儲存、運算，輸出相應的指令脈沖以驅動伺服系統，進而控制機床動作。

數控銑床是在一般銑床的基礎上發展起來的一種自動加工設備，兩者的加工工藝基本相同，結構也有些相似。數控銑床有分為不帶刀庫和帶刀庫兩大類。其中帶刀庫的數控銑床又稱為加工中心。

㈥ 數控機床的控制核心是什麼

數字控制系統:控制機床按所給程序加工的系統

㈦ 數控機床的三種控制系統的名稱，反饋信號是什麼物理量各包含哪些環節各採用什麼電動機作為驅動元件

按伺服控制方式分：

1.開環控制數控機床：這類機床不帶位置檢測反饋裝置，通常用步進電機作為執行機構。輸入數據經過數控系統的運算，發出脈沖指令，使步進電機轉過一個步距角，再通過機械傳動機構轉換為工作台的直線移動，移動部件的移動速度和位移量由輸入脈沖的頻率和脈沖個數所決定。

2.半閉環控制數控機床：在電機的端頭或絲杠的端頭安裝檢測元件（如感應同步器或光電編碼器等），通過檢測其轉角來間接檢測移動部件的位移，然後反饋到數控系統中。由於大部分機械傳動環節未包括在系統閉環環路內，因此可獲得較穩定的控制特性。其控制精度雖不如閉環控制數控機床，但調試比較方便，因而被廣泛採用。

3.閉環控制數控機床：這類數控機床帶有位置檢測反饋裝置，其位置檢測反饋裝置採用直線位移檢測元件，直接安裝在機床的移動部件上，將測量結果直接反饋到數控裝置中，通過反饋可消除從電動機到機床移動部件整個機械傳動鏈中的傳動誤差，最終實現精確定位。