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1、教 师 备 课 教 案 首 页选用教材数控机床第一章 数控机床基础知识批准审阅第2节 数控机床组成结构、工作原理授课时数2授课对象教 具数控机床挂图授课方法讲授（引导、对比与推理）讲授内容1. 数控机床的组成2. 数控机床的工作原理3. 数控机床的工作过程难点、重点1. 数控机床的组成结构2. 数控机床的基本工作原理授课提示讲、授课重点内容与提纲复习提问3min新课引入1min数控机床组成部分。（重点）8min复习：数控机床的定义？数控机床的特点与应用范围？学习一门技术，除了应掌握其基本的概念，更需要了解该技术的设备结构与原理。只有这样才能更好的掌握技能，更快的提高自己。数控技术的基本设备是数
2、控机床。12数控机床的组成、工作原理一、数控机床的组成1、组成结构数控机床一般分为五个部分（1） 输入输出装置软驱、键盘、显示器等用以进行信息交换的设备（2） 数控装置（CNC）数控机床的核心，用以接受输入装置传送的信息，经过编译、运算和逻辑处理，输出控制数控机床的指令。教 师 备 课 教 案 附 页授课提示讲、授课重点内容与提纲教学后记画出图，强调信息流向。并小结（10min）简单描述各部分作用，强（3） 伺服系统（伺服单元、驱动单元）与位置检测装置接受数控系统（装置）的指令信号，经过运算比较将指令信息进行功率放大，驱动伺服驱动装置，带动各轴的准确移动。（4） 可编程控制器与强电控制装置介于
3、数控装置与机床机械、液压部件之间的控制系统，接受数控装置输出的主运动变速、刀具选择交换、辅助装置动作等指令信号，经运算放大后直接驱动相应的电气动作，以完成规定的动作。（5） 机床本体 机床的机械部件：主运动部件，进给运动执行部件，辅助装置部件等。切削加工的主体设备。数控机床各部分结构关系如图所示2、主要组成部件：(1)操作面板 它是操作人员与数控装置进行信息交流的工具。教 师 备 课 教 案 附 页授课提示讲、授课重点内容与提纲教学后记化学生对组成理解（10min） 组成：按钮站、状态灯、按键阵列（功能与计算机键盘一样）和显示器；。 它是数控机床特有部件(2)控制介质与输入输出设备 控制介质是
4、记录零件加工程序的媒介输入输出设备是CNC系统与外部设备进行交互装置。交互的信息通常是零件加工程序。即将编制好的记录在控制介质上的零件加工程序输入CNC系统或将调试好了的零件加工程序通过输出设备存放或记录在相应的控制介质上(3)通讯 现代的数控系统除采用输入输出设备进行信息交换外，一般都具有用通讯方式进行信息交换的能力。它们是实现CAD/CAM的集成、FMS和CIMS的基本技术。采用的方式有： 串行通讯（RS-232等串口）、 自动控制专用接口和规范（DNC方式，MAP协议等） 网络技术（internet，LAN等）(4）CNC装置(CNC单元) 组成：计算机系统、位置控制板、PLC接口板，通
5、讯接口板、特殊功能模块以及相应的控制软件。教 师 备 课 教 案 附 页授课提示讲、授课重点内容与提纲教学后记对各部分作用、功能适当讲解，主要与普通机床对比讲解作用：根据输入的零件加工程序进行相应的处理（如运动轨迹处理、机床输入输出处理等），然后输出控制命令到相应的执行部件(伺服单元、驱动装置和PLC等)，所有这些工作是由CNC装置内硬件和软件协调配合，合理组织，使整个系统有条不紊地进行工作 CNC装置是CNC系统的核心（5）伺服单元、驱动装置和测量装置 伺服单元和驱动装置 主轴伺服驱动装置和主轴电机 进给伺服驱动装置和进给电机 测量装置 位置和速度测量装置。以实现进给伺服系统的闭环控制。 作
6、用 保证灵敏、准确地跟踪CNC装置指令： 进给运动指令：实现零件加工的成形运动（速度和位置控制）。 主轴运动指令，实现零件加工的切削运动（速度控制）（6）PLC、机床I/O电路和装置 PLC (Programmable Logic Controller)：用于完成与逻辑运算有关顺序动作的I/O 教 师 备 课 教 案 附 页授课提示讲、授课重点内容与提纲教学后记借助前面图表讲解基础强化学生的理解记忆。小结（10min）控制，它由硬件和软件组成； 机床I/O电路和装置：实现I/O控制的执行部件(由继电器、电磁阀、行程开关、接触器等组成的逻辑电路； 功能：接受CNC的M、S、T指令，对其进行译码并
7、转换成对应的控制信号，控制辅助装置完成机床相应的开关动作，接受操作面板和机床侧的I/O信号，送给CNC装置，经其处理后，输出指令控制CNC系统的工作状态和机床的动作。（7）机床 机床：数控机床的主体，是实现制造加工的执行部件。 组成：由主运动部件、进给运动部件（工作台、拖板以及相应的传动机构）、支承件（立柱、床身等）以及特殊装置（刀具自动交换系统 工件自动交换系统）和辅助装置（如排屑装置等）。二、数控机床的工作原理将编制好的数控指令通过操作面板及输入输出装置（控制介质）输入到数控系统（CNC）中，CNC通过译码、数字运算及逻辑运算完成插补、刀补、位置控制运算后，将相应的控制信号发送到PLC、进给伺服单元，并通过PLC、进给伺服单元以及相应的教 师 备 课 教 案 附 页授课提示讲、授课重点内容与提纲教学后记简单总结与作业布置（3min）板书设计驱动控制装置，控制机床主轴、进给轴、辅助装置的协调运动，完成零件的自动加工。数控机床加工与普通机械加工最大的不同在于实现自动化控制的原理与方法不同.数控机床采用数字化信息实现自动控制,普通机械加工采用测量的尺寸数据等实现自动化控制.小结：1. 数控机床的组成结构2. 数控机床的主要构件作用3. 数控机床的工作原理作业：1. 简述数控机床的主要组成部分2. 简述数控机床的工作过程（授课提纲板书）（机床结构与组成、原理共用的图）6
