【正文】 主軸運(yùn)動和普通車床一樣，主運(yùn)動主要完成切削任務(wù)，其動力約占整臺機(jī)床動力的 70～ 80％。這些信息和指令最基本的包括：各坐標(biāo)軸的進(jìn)給速度、進(jìn)給方向和進(jìn)給位移量，各狀態(tài)控制的 I/O信號等。 （ 2）數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)具有較高的剛度，阻尼精度及耐磨性，熱變形小。主要由伺服電動機(jī)、驅(qū)動控制系統(tǒng)和位置檢測與反饋裝置等組成。 控制介質(zhì) 數(shù)控系統(tǒng) 輔助裝置 反饋裝置 機(jī)電接口 伺服系統(tǒng) 位置檢測 速度檢測 被控對象 機(jī) 床 控制 系統(tǒng) 圖 1 1 數(shù)控設(shè)備組成示意圖 概述 （一）控制介質(zhì) 控制介質(zhì)又稱信息載體，是人與數(shù)控機(jī)床之間的媒介物質(zhì)，反映了數(shù)控加工中全部信息。如果一種設(shè)備的控制過程是以數(shù)字形式來描繪的，其工作過程是可編程序的，并能在程序控制下自動地進(jìn)行，那么這種設(shè)備就稱為數(shù)控設(shè)備。現(xiàn)代的數(shù)控裝置普遍采用通用計(jì)算機(jī)作為數(shù)控裝置的主要硬件，包括微型機(jī)系統(tǒng)的基本組成部分， CPU、 存儲器、局部總線以及輸入輸出接口等；軟件部分就是我們所說的數(shù)控系統(tǒng)軟件。 （六）機(jī)床本體 數(shù)控機(jī)床的本體是指機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)體。位置檢測裝置的精度直接決定了數(shù)控機(jī)床的加工精度。 （ 3）生產(chǎn)周期較短，特別適合小批量、單件的加工。如對機(jī)械傳動鏈進(jìn)行預(yù)緊和反向間隙調(diào)整；采用高精度的位置檢測裝置；采用高性能的伺服驅(qū)動裝置和伺服電動機(jī)，提高數(shù)控系統(tǒng)的運(yùn)算速度等。 概述 第 Ⅲ 類：電源及保護(hù)電路。 概述 機(jī)床 坐標(biāo)軸進(jìn) 給電動機(jī) 主軸驅(qū)動 電動機(jī) 限位開關(guān) 機(jī)電器件 （電磁鐵離合器等） 輔助功能（齒 輪箱、回轉(zhuǎn)刀架、 換刀裝置等） 輔助電動機(jī) 電動機(jī)速度控制 坐標(biāo)軸進(jìn)給 X 、 Y 、 Z 速度 電 源 電 源 電 源 速度 主軸驅(qū)動 位置測量 傳感器激勵 位置指示 操作面板 機(jī)床控 制設(shè)備 控制裝置 電源控制 （變壓器、 保護(hù)裝置 等） 聯(lián)鎖 停止命令 開 / 關(guān)指令 信號 總電源 保護(hù)接地線 數(shù)控裝置 接口分類 圖 1 4 數(shù)控裝置、數(shù)控設(shè)備和機(jī)床間的連接 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 概述 數(shù)控機(jī)床的分類 數(shù)控機(jī)床的種類規(guī)格很多，分類方法也各不相同，常見的分類有以下幾種方式。其特點(diǎn)是能同時控制兩個以上的軸，具有插補(bǔ)功能。 ㎜。 概述 （ 3）半閉環(huán)控制系統(tǒng) 半閉環(huán)控制系統(tǒng)是在開環(huán)系統(tǒng)的絲杠上或進(jìn)給電動機(jī)的軸上裝有角位移檢測裝置，如圓光柵，光電編碼器及旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器等。 概述 經(jīng)濟(jì)型低檔數(shù)控系統(tǒng)一般采用單板機(jī)、單片機(jī)作為控制機(jī)，用步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格便宜，適用于自動化程度要求不高的場合。對于自動編程，目前已較多的采用計(jì)算機(jī) CAD/CAM圖形交互式自動編程，通過計(jì)算機(jī)有關(guān)處理后，自動生成的數(shù)控程序，可通過接口直接輸入數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)。只有通過插補(bǔ)運(yùn)算，使兩個或兩個以上坐標(biāo)軸協(xié)調(diào)的工作，才能合成所需要的目標(biāo)位置的幾何軌跡，或加工出需要的零件形狀。 計(jì)算機(jī)數(shù)控用軟件實(shí)現(xiàn)了許多數(shù)控功能，使數(shù)控系統(tǒng)具有更大的適應(yīng)性、柔性好計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢在數(shù)控系統(tǒng)中得到充分發(fā)揮。 概述 這類系統(tǒng)結(jié)合了 PC機(jī)的分析運(yùn)算能力、大容量存儲功能、圖文顯示優(yōu)勢及組網(wǎng)的靈活性，使得數(shù)控系統(tǒng)的使用，具備了較為開放的模式。但由于當(dāng)時 CPU的位數(shù)少，速度低（ 4位、 8位，到 70年代末才有 16位，時鐘頻率 16位也只有 ）， 數(shù)控系統(tǒng)一些實(shí)時性很強(qiáng)的功能，如插補(bǔ)運(yùn)算、位置控制等不得不仍舊依靠硬件來實(shí)現(xiàn)，故當(dāng)時硬件品質(zhì)的高低，就決定了 CNC品質(zhì)的高低，進(jìn)入 80年代中期及以后，由于微電子技術(shù)的飛躍發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)在高速化、多功能化、智能化、高精度化和高可靠性等方面得到了提高。現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)控制軸數(shù)為 3～ 15軸，有的多達(dá) 20～ 24軸，同時控制軸數(shù)（聯(lián)動）為 3～ 6軸。 （ 5） CNC的智能化 在現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)中，引進(jìn)了自適應(yīng)控制技術(shù)。 概述 （ 7）標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和模塊化 現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的性能越來越完善，功能越來越多樣化，促使數(shù)控系統(tǒng)的硬件和軟件結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，通用化和模塊化。 5μ m， 有的可達(dá)到177。 （ 2）采用高分辨力的位置檢測裝置 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的位置檢測大多采用高分辨力的光柵和光電編碼器，必要時采用細(xì)分電路，進(jìn)一步提高分辨力。 概述 計(jì)算機(jī)直接數(shù)控系統(tǒng)（ CIMS） 計(jì)算機(jī)直接數(shù)控系統(tǒng)就是用一臺中央計(jì)算機(jī)直接控制和管理一群數(shù)控設(shè)備進(jìn)行零件加工或裝配的系統(tǒng)，因此，也稱它為計(jì)算機(jī)群控系統(tǒng)。雖然 CIMS涉及的領(lǐng)域相當(dāng)廣泛，但數(shù)控機(jī)床仍然是 CIMS不可缺少的基本工作單元。中央計(jì)算機(jī)不僅用于編制零件的程序以控制數(shù)控機(jī)床的加工過程，而且能控制工件與刀具的輸送，同時還具有生產(chǎn)管理、工況監(jiān)控及刀具壽命管理等能力，形成了一條由計(jì)算機(jī)控制的數(shù)控機(jī)床自動生產(chǎn)線。 概述 （ 4）前饋控制 傳統(tǒng)的伺服系統(tǒng)是將指令位置和實(shí)際位置的偏差乘以位置環(huán)增益作為速度指令，經(jīng)伺服驅(qū)動裝置拖動伺服電動機(jī)，這種方式總是存在著位置跟蹤滯后誤差，使得在加工拐角及圓弧時加工情況惡化。 數(shù)控系統(tǒng)智能化、信息化 由于微電子技術(shù)、超大規(guī)模集成電路等各種技術(shù)的發(fā)展，使數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化變?yōu)榭赡堋? （ 8）開放性 基于 PC機(jī)的開放式數(shù)控系統(tǒng)已成為數(shù)控技術(shù)發(fā)展的重要方向，通過制定必要的技術(shù)規(guī)范，在通用 PC機(jī)的基礎(chǔ)上，一方面使硬件的體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有兼容性；另一方面使軟件、接口等技術(shù)規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，為機(jī)床制造廠或用戶提供一個良好的開放性和開發(fā)環(huán)境。如測量工件狀態(tài)、調(diào)整刀具切削用量、進(jìn)行尺寸控制，以滿足加工精度及表面粗糙度的要求等。 概述 （ 2）配置高速、功能強(qiáng)的可編程序控制器（ PLC） 數(shù)控系統(tǒng)除了對位置進(jìn)行信息控制外，還要對 I/O狀態(tài)量進(jìn)行控制，數(shù)控系統(tǒng)中高速和強(qiáng)功能的