伺服电动机应用举例
伺服电机计算选择应用实例
伺服电机计算选择应用实例1． 选择电机时的计算条件 本节叙述水平运动伺服轴（见下图）的电机选择步骤。
例：工作台和工件的 W ：运动部件（工作台及工件）的重量（kgf ）=1000 kgf 机械规格 μ ：滑动表面的摩擦系数=0.05π ：驱动系统（包括滚珠丝杠）的效率=0.9 fg ：镶条锁紧力（kgf ）=50 kgfFc ：由切削力引起的反推力（kgf ）=100 kgfFcf ：由切削力矩引起的滑动表面上工作台受到的力（kgf ）=30kgfZ1/Z2： 变速比=1/1 例：进给丝杠的（滚珠 Db ：轴径=32 mm 丝杠）的规格 Lb ：轴长=1000 mm P ：节距=8 mm例：电机轴的运行规格 Ta ：加速力矩（kgf.cm ）Vm :快速移动时的电机速度(mm -1)=3000 mm -1 ta :加速时间(s)=0.10 sJm :电机的惯量(kgf.cm.sec 2) Jl :负载惯量(kgf.cm.sec 2)ks :伺服的位置回路增益(sec -1)=30 sec -1 1.1 负载力矩和惯量的计算 计算负载力矩 加到电机轴上的负载力矩通常由下式算出:Tm = + TfTm :加到电机轴上的负载力矩(Nm) F :沿坐标轴移动一个部件(工作台或刀架)所需的力(kgf) L :电机转一转机床的移动距离=P ×(Z1/Z2)=8 mmTf:滚珠丝杠螺母或轴承加到电机轴上的摩擦力矩=2Nm无论是否在切削，是垂直轴还是水平轴，F 值取决于工作台的重量，摩擦系数。
若坐标轴是垂直轴，F 值还与平衡锤有关。
对于水平工作台，F 值可按下列公式计算： 不切削时： F = μ（W+fg ） 例如： F=0.05×(1000+50)=52.5 (kgf) Tm = (52.5×0.8) / (2×μ×0.9)+2=9.4(kgf.cm)= 0.9(Nm)切削时:F = Fc+μ(W+fg+Fcf) 例如: F=100+0.05×(1000+50+30)=154(kgf) Tmc=(154×0.8) / (2×μ×0.9)+2=21.8(kgf.cm)=2.1(Nm)为了满足条件1，应根据数据单选择电机，其负载力矩在不切削时应大于0.9（Nm ），最高转速应高于3000（min -1）。
伺服电机的作用和应用范围
伺服电机的作用和应用范围1.什么是伺服电机伺服电机是一种能够精确控制位置、速度和加速度的电机。
它通过与传感器和控制系统配合，实现对电机运动的精确控制。
伺服电机通常由电机本体、编码器、控制器和供电系统等组成，通过运动控制系统的指令来调节电机的实际运动情况。
2.伺服电机的作用伺服电机具有以下几个重要的作用：2.1精确控制位置和速度伺服电机通过与编码器配合，可以实现对电机的位置和速度进行高度精确的控制。
这种精确控制能力使得伺服电机在需要精确位置和速度控制的应用中得以广泛应用，比如机械加工、自动化设备等。
2.2快速响应和高动态性能伺服电机具有快速响应和高动态性能的特点，能够迅速调整运动方式和运动参数。
这使得伺服电机在需要快速响应和高动态性能的应用中得到广泛应用，比如机器人、自动化生产线等。
2.3负载稳定伺服电机能够根据负载变化自动调整输出力矩，使得系统在负载变化时保持稳定。
这种负载稳定性使得伺服电机在需要负载变化时保持稳定输出的应用中得到广泛应用，比如摄影器材、印刷设备等。
3.伺服电机的应用范围伺服电机广泛应用于各个领域，以下是几个常见的应用范围：3.1机床行业伺服电机在机床行业中具有重要的应用，可以实现对刀具的精确控制，从而实现高精度的加工。
伺服电机通过控制刀具的位置和速度，能够实现复杂曲线的加工，提高加工质量和效率。
3.2机器人领域伺服电机在机器人领域中被广泛应用，机器人的运动控制需要高度精确的位置和速度控制，伺服电机能够满足这个需求。
伺服电机可以控制机器人的关节和末端执行器的位置和速度，从而实现机器人的灵活操作。
3.3医疗设备医疗设备通常对精确控制和安全性要求较高，伺服电机能够提供高精度和可靠性的运动控制。
伺服电机在医疗设备中的应用包括影像设备、手术机器人和康复设备等。
3.4自动化生产线在自动化生产线中，伺服电机能够实现对输送带、机械臂和搬运设备等的精确控制，提高生产效率和产品质量。
伺服电机通过与传感器和控制系统配合，可以实现对生产线上各个环节的精确控制。
伺服电机计算选择应用实例全解
伺服电机计算选择应用实例1． 选择电机时的计算条件 本节叙述水平运动伺服轴（见下图）的电机选择步骤。
例：工作台和工件的W ：运动部件（工作台及工件）的重量（kgf ）=1000 kgf 机械规格 μ ：滑动表面的摩擦系数=0.05π ：驱动系统（包括滚珠丝杠）的效率=0.9 fg ：镶条锁紧力（kgf ）=50 kgfFc ：由切削力引起的反推力（kgf ）=100 kgfFcf：由切削力矩引起的滑动表面上工作台受到的力（kgf ） =30kgfZ1/Z2： 变速比=1/1例：进给丝杠的（滚珠 Db ：轴径=32 mm 丝杠）的规格 Lb ：轴长=1000 mm P ：节距=8 mm例：电机轴的运行规格 Ta ：加速力矩（kgf.cm ）Vm :快速移动时的电机速度(mm -1)=3000 mm -1 ta :加速时间(s)=0.10 sJm :电机的惯量(kgf.cm.sec 2) Jl :负载惯量(kgf.cm.sec 2)ks :伺服的位置回路增益(sec -1)=30 sec -11.1 负载力矩和惯量的计算 计算负载力矩 加到电机轴上的负载力矩通常由下式算出:Tm = + Tf Tm :加到电机轴上的负载力矩(Nm) F :沿坐标轴移动一个部件(工作台或刀架)所需的力(kgf) L :电机转一转机床的移动距离=P ×(Z1/Z2)=8 mmTf:滚珠丝杠螺母或轴承加到电机轴上的摩擦力矩=2NmF ×L2πη无论是否在切削，是垂直轴还是水平轴，F值取决于工作台的重量，摩擦系数。
若坐标轴是垂直轴，F值还与平衡锤有关。
对于水平工作台，F值可按下列公式计算：不切削时：F = μ（W+fg）例如：F=0.05×(1000+50)=52.5 (kgf)Tm = (52.5×0.8) / (2×μ×0.9)+2=9.4(kgf.cm)= 0.9(Nm)切削时:F = Fc+μ(W+fg+Fcf)例如:F=100+0.05×(1000+50+30)=154(kgf)Tmc=(154×0.8) / (2×μ×0.9)+2=21.8(kgf.cm)=2.1(Nm)为了满足条件1，应根据数据单选择电机，其负载力矩在不切削时应大于0.9（Nm），最高转速应高于3000（min-1）。
伺服电机在机器人中的应用
伺服电机在机器人中的应用
伺服电机是一种能够通过控制信号或反馈信号精准控制输出转速
和位置的电动机。
在机器人领域，伺服电机被广泛应用，因为机器人
需要精准的位置和速度控制来完成各种任务，并且需要可靠的运行和
长寿命。
机器人中的伺服电机主要分为两种：旋转型伺服电机和线性型伺
服电机。
旋转型伺服电机主要用于机器人关节的控制，可以让机器人
拥有更灵活的运动能力，如运用在工业机器人上，其中的多个链接部
件就可以使用旋转型伺服电机控制以完成各种动作。
而线性型伺服电
机则用于机器人的直线运动，如激光雕刻机和3D打印机等。
伺服电机在机器人控制中的作用非常关键，因为机器人的控制需
要非常精准的转速和位置控制，否则机器人的运动就会出现误差，从
而无法完成任务。
因此，伺服电机不仅需要有高精度的控制能力，还
需要有较高的抗干扰和可靠性。
除了机器人控制外，伺服电机还可以应用于机器人教育，让学生
们更好地理解机器人控制原理和技术，以便未来参与机器人行业的发展。
在选购伺服电机时，需要考虑机器人应用的具体需求和性能要求。
首先，需要选用合适的电机型号和规格，如旋转角度、可扭矩和最大
负载等；其次，需要选用合适的伺服系统和控制器，以确保电机运行
可靠、稳定和高精度。
此外，还需要注意机器人的供电和维护，以确保机器人伺服电机处于最佳状态。
总之，伺服电机在机器人中起着至关重要的作用，它提供了可靠的、高精度的位置和转速控制，为机器人的智能化和自主化发展奠定了基础。
因此，在机器人应用中，合理选择和使用伺服电机将会大大提升机器人的控制性能和运行效率。
伺服电机的原理与应用实例
伺服电机的原理与应用实例1. 什么是伺服电机伺服电机是一种具有闭环控制系统的电机，通过反馈控制技术可以实现精确的位置、速度和力矩控制。
伺服电机通常由电机、编码器、控制器和功率放大器等组成。
它广泛应用于工业自动化领域，例如数控机床、机械手臂、印刷设备等。
2. 伺服电机的工作原理伺服电机的工作原理基于反馈控制系统。
其基本原理如下：1.位置反馈–伺服电机常用的位置反馈器件是编码器，它可以测量电机转轴的角度或位置。
编码器将电机转轴的位置信息反馈给控制器，控制器据此控制电机输出相应的转矩，使得电机转轴能够达到预定的位置。
2.速度控制–伺服电机可以根据编码器的角度变化速度来计算电机的转速。
控制器会比较编码器的实际速度与设定速度之间的差异，并调整电机输出的转矩，使得电机能够保持所需的转速。
3.力矩控制–伺服电机的控制器可以根据载荷的变化调整电机的输出力矩。
当负载变动时，控制器会通过编码器的反馈信号对电机的输出力矩进行实时调整，以保证电机能够稳定输出所需的力矩。
3. 伺服电机的应用实例伺服电机广泛应用于各种工业自动化领域。
以下是几个典型的应用实例：3.1 数控机床•在数控机床中，伺服电机通常用于驱动主轴、进给轴和伺服轴等。
•伺服电机可以精确控制主轴的转速，使其可以实现高速、高精度的切削加工。
•伺服电机还可以控制进给轴的移动速度和位置，以实现复杂的零件加工。
3.2 机械手臂•伺服电机在机械手臂中的应用十分广泛。
•伺服电机可以实现机械手臂的高精度运动和灵活的动作。
•机械手臂的关节通常由伺服电机驱动，以实现准确的位置和姿态控制。
3.3 印刷设备•在印刷设备中，伺服电机常用于控制印刷轴的位置和速度。
•伺服电机可以精确控制印刷轴的转动，使得印刷色彩更加准确。
•伺服电机还可以实现印刷设备的高速运转和自动化控制。
4. 总结伺服电机是一种具有闭环控制系统的电机，通过反馈控制技术实现精确的位置、速度和力矩控制。
它在工业自动化领域有着广泛的应用，包括数控机床、机械手臂、印刷设备等。
伺服电机应用场景
伺服电机应用场景伺服电机是一种广泛应用于工业和自动化领域的电动机。
它们具有精确的位置控制、高速度和高扭矩输出的能力。
伺服电机通过测量输出轴的位置，与设定的位置进行比较，并根据比较结果来调整电机的行为，实现精准的位置控制。
伺服电机在许多应用场景中发挥着重要作用。
下面将介绍几个典型的应用场景。
1. 机器人技术机器人技术广泛应用于制造业、医疗保健、农业和服务行业等多个领域。
伺服电机通过提供精确的位置控制和快速的响应时间，使得机器人能够执行精细的操作和复杂的任务。
在制造业中，伺服电机驱动机器人进行装配、焊接和涂装等工艺；在医疗保健领域，伺服电机用于手术机器人和康复设备，帮助医生实施精确的手术和提供精准的康复治疗。
2. 自动化设备伺服电机在各种自动化设备中广泛应用，例如数控机床、印刷设备、包装机械等。
伺服电机通过提供高精度的位置和速度控制，使得这些设备能够高效、准确地完成各种加工和操作任务。
在数控机床中，伺服电机驱动刀具进行精细的切削与加工，实现复杂零件的高精度加工；在印刷设备中，伺服电机精准控制张力和位置，保证印刷品的品质和精度。
3. 纺织机械纺织机械行业对于伺服电机的需求也非常大。
伺服电机能够提供高速度和高扭矩输出，适应纺织机械中不同工艺的需求。
在纺纱过程中，伺服电机可以精确控制纱线的张力，确保纱线的质量和稳定性；在织布机和绣花机中，伺服电机能够精确控制织物的速度和细节，实现高精度的织造和刺绣。
4. 包装与输送系统在包装和输送系统中，伺服电机能够提供高速度和准确的位置控制，使得产品能够准确并快速地进行包装和输送。
在自动灌装线中，伺服电机可以精确控制液体的流量和灌装量，实现高效的灌装操作；在输送线中，伺服电机可以精确控制产品的位置和速度，确保产品的顺利输送和堆垛。
总结：伺服电机在机器人技术、自动化设备、纺织机械以及包装与输送系统等多个领域都有着广泛的应用。
它们通过提供精确的位置控制、高速度和高扭矩输出，能够满足不同应用场景的需求。
伺服电机 s1工作制 -回复
伺服电机s1工作制-回复伺服电机是一种能够精确控制位置和速度的电动机，广泛应用于机械自动化领域。
其中，s1工作制是伺服电机常见的一种工作模式，它具有高精度、高效率、低噪音等优点。
本文将从伺服电机的工作原理、s1工作制的特点、适用范围、应用举例等方面逐步解析。
一、伺服电机的工作原理伺服电机是通过控制器对电机进行精确控制，使其按照预定的角度或位置进行运动。
其工作原理基于反馈控制，主要由电机、编码器、控制器和驱动器组成。
电机作为执行器，通过驱动器提供的电流驱动转动，编码器则用于反馈电机当前的位置或速度信息给控制器。
控制器根据预设目标值与反馈信号进行比较，通过不断调整输出信号，实现对电机位置和速度的准确控制。
二、s1工作制的特点s1工作制是伺服电机最常见的工作模式之一，其特点主要包括以下几个方面：1. 高精度：s1工作制要求伺服电机在稳态时，速度、位置等参数与设定值完全一致，具有非常高的精度要求。
2. 高效率：s1工作制充分发挥了伺服电机的高效能优势，通过精准的控制能够最大化地提高机械系统的效率。
3. 低噪音：s1工作制要求伺服电机在运行过程中产生的噪音控制在较低的水平，以保证机械系统的运作环境舒适。
4. 长时间运行：s1工作制通常应用于需要长时间连续工作的场景，伺服电机能够在高负荷状态下保持稳定运行，并且不会因长时间工作而过热。
三、s1工作制的适用范围s1工作制适用于对位置和速度要求较高、且需要长时间稳定运行的自动化设备。
具体而言，它可以广泛应用于各种机械加工设备、自动包装机、印刷机械、电子设备和舞台灯光等领域。
例如，在自动化加工过程中，伺服电机可以通过控制精确的位置和速度，使机械刀具精准切割工件，提高加工质量和效率。
在舞台灯光控制中，伺服电机可以保证灯光的平滑转动和准确定位，实现舞台效果的高度可控性。
四、s1工作制的应用举例1. CNC机床：CNC机床是一种广泛采用伺服电机的自动化加工设备。
在CNC加工过程中，伺服电机驱动工作台和刀架等运动部件，通过精确的控制，实现工件的精确加工和多轴同步动作。
伺服电机在轨道交通中的应用
伺服电机在轨道交通中的应用
一、引言
随着城市化进程的加快和人们对出行需求的增加，轨道交通成为了现代城市中不可或缺的重要交通工具。
而伺服电机作为一种先进的电机控制技术，在轨道交通领域也得到了广泛的应用。
本文将重点探讨伺服电机在轨道交通中的应用及其作用。
二、伺服电机在地铁中的应用
地铁作为城市中最为便捷的公共交通工具，其准确、高效的运行离不开伺服电机的精准控制。
伺服电机可以控制地铁列车的速度、位置等参数，使地铁运行更加稳定和安全。
同时，伺服电机还可以帮助地铁提高能效，减少运行成本，提升服务质量。
三、伺服电机在高铁中的应用
高铁是现代化铁路交通的重要组成部分，其高速、高效的特点也离不开伺服电机的支持。
在高铁的牵引系统中，伺服电机能够提供足够的动力输出，确保高铁列车在高速运行中稳定性和安全性。
此外，伺服电机的高精度控制还可以使高铁具备更好的加速、减速性能，提升整个系统的运行效率。
四、伺服电机在有轨电车中的应用
有轨电车作为城市短途交通工具，其低噪音、环保等特点受到了越来越多的城市居民的欢迎。
伺服电机在有轨电车中的应用可以帮助电
车实现更加精准的车速控制，提高整个系统的能效和运行质量。
同时，伺服电机还可以降低有轨电车的能耗，减少对环境的影响，实现绿色
出行的目标。
五、结语
综上所述，伺服电机在轨道交通中的应用不仅可以提升交通工具的
性能和运行效率，还可以改善城市居民的出行体验，推动城市可持续
发展。
随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展，相信伺服电机在
轨道交通领域的作用将会越来越重要，为城市交通带来更多便利和创新。
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数控机床的伺服系统
概述
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一、 伺服系统的组成 数控机床的伺服系统按其功能可分为：进给伺服系统和主轴伺服系统。 主轴伺服系统用于控制机床主轴的转动。 进给伺服系统是以机床移动部件（如工作台）的位置和速度作为控制 量的自动控制系统，通常由伺服驱动装置、伺服电机、机械传动机构及执 行部件组成。 进给伺服系统的作用：接受数控装置发出的进给速度和位移指令信号， 由伺服驱动装置作一定的转换和放大后，经伺服电机（直流、交流伺服电 机、功率步进电机等）和机械传动机构，驱动机床的工作台等执行部件实 现工作进给或快速运动。 数控机床的进给伺服系统能根据指令信号精确地控制执行部件的运动 速度与位置，以及几个执行部件按一定规律运动所合成的运动轨迹。如果 把数控装置比作数控机床的“大脑”，是发布“命令”的指挥机构，那么 伺服系统就是数控机床的“四肢”，是执行“命令”的机构，它是一个不 折不扣的跟随者。
感应同步器
结构与工作原理 感应同步器和旋转变压器均为电磁式检测装置，属模拟式 测量，二者工作原理相同，其输出电压随被测直线位移或角位移 而改变。 感应同步器按其结构特点一般分为直线式和旋转式两种： 直线式感应同步器由定尺和滑尺组成，用于直线位移测量。 旋转式感应同步器由转子和定子组成，用于角位移测量。 以直线式感应同步器为例，介绍其结构和工作原理。
光栅
结构 光栅种类较多。根据光线在光栅中是透射还是反射分为透射光栅和反 射光栅，透射光栅分辨率较反射光栅高，其检测精度可达1μm以上。从形 状上看，又可分为圆光栅和直线光栅。圆光栅用于测量转角位移，直线光 栅用于检测直线位移。两者工作原理基本相似，本节着重介绍一种应用比 较广泛的透射式直线光栅。 直线光栅通常包括一长和一短两块配套使用，其中长的称为标尺光栅 或长光栅，一般固定在机床移动部件上，要求与行程等长。短的为指示光 栅或短光栅，装在机床固定部件上。两光栅尺是刻有均匀密集线纹的透明 玻璃片，线纹密度为25、50、100、250条/mm等。线纹之间距离相等，该 间距称为栅距，测量时它们相互平行放置，并保持0.05~0.1mm的间隙。
脉冲编码器
脉冲编码器是一种旋转式脉冲发生器，能把机械转角变成电脉冲，是数 控机床上使用很广泛的位置检测装置。脉冲编码器可分为增量式与绝对式两 类。
从产生元件上分，脉冲编码器有光电式、接触式、电磁感应式三种，从精 度和可靠性来看，光电式较好，数控机床上主要使用的是光电式脉冲编码器。 型号用 脉冲数/转（p/r）分，常用的2000，2500，3000p/r, 现在有10万p/r以 上的产品。
P L C
接口电路
机 主轴 电机 床
主轴伺 服单元
本
进给伺 服单元 进给 电机 位置 检测 体
置
数控机床的逻辑组成
操作面板
输入设备
输出设备
数 控 装 置
P L C
接口电路 主轴伺服 单元 进给伺服单 元 主轴电 机 进给电 机 位置检 测
机 床 本 体
数控机床物理结构 与逻辑结构比较
同类型的加工中心与数控铣床的结构布局相似，主要在刀库的结构和位置上有 区别，一般由床身、主轴箱、工作台、底座、立柱、横梁、进给机构、自动换刀装
2. 间接测量
它是将旋转型检测装置安装在驱动电机轴或滚珠丝杠上，通过 检测转动件的角位移来间接测量机床工作台的直线位移，作为半闭 环伺服系统的位置反馈用。
优点是测量方便、无长度限制。缺点是测量信号中增加了由回 转运动转变为直线运动的传动链误差，从而影响了测量精度。
（二）数字式测量和模拟式测量 1. 数字式测量 它是将被测的量以数字形式来表示，测量信号一般 为脉冲，可以直接把它送到数控装置进行比较、处理。 信号抗干扰能力强、处理简单。 2. 模拟量测量 它是将被测的量用连续变量来表示，如电压变化、 相位变化等。它对信号处理的方法相对来说比较复杂。
旋转变压器
结构与工作原理 旋转变压器是输出电压信号与转子转角成一定函数关系的控制微电 机, 旋转变压器是一种角位移测量装置，由定子和转子组成。 旋转变压器的工作原理与普通变压器基本相似，其中定子绕组作为变压 器的一次侧，接受励磁电压。转子绕组作为变压器的二次侧，通过电磁耦合得 到感应电压，只是其输出电压大小与转子位置有关。 旋转变压器通过测量电动机或被测轴的转角来间接测量工作台的位移。 旋转变压器分为单极和多极形式，先分析一下单极工作情况。
提高数控系统的可靠性 可靠性是数控机床用户最为关注的问题， 提高可靠性通常可采取下列一些措施： （1） 提高线路的集成度。采用大规模集成电路、 专用芯片及混合式集成电路，以减少元器件数量， 精简外部连线和降低功耗。 （2） 建立由设计、试制到生产的完整质量保证 体系。例如采取防电源干扰，输入输出隔离；使 数控系统模块化、通用化及标准化，以便组织批 量生产和维修；在安装制造时注意严格筛选元器 件；对系统可靠性进行全面检查考核等。
位置检测装置按工作条件和测量要求不同，有下面几种分类 方法：
（一）
直接测量和间接测量
1. 直接测量
直接测量是将直线型检测装置安装在移动部件上，用来直接测 量工作台的直线位移，作为全闭环伺服系统的位置反馈信号，而构 成位置闭环控制。其优点是准确性高、可靠性好，缺点是测量装置 要和工作台行程等长，所以在大型数控机床上受到一定限制。
0.1~10 10~24 <10 <10
智能化
数控系统的智能化主要体现在以下几个方面： （1） 应用自适应控制技术
（2） 自动编程技术
（3） 具有故障自动诊断功能
（4） 应用模式识别技术 实现系统自动建模
开放式数控系统 随着数控技术的发展，数控系统变得越来越复杂， 暴露出许多自身固有的缺陷。最大的问题是，这些数 控系统都是专门设计的，它们具有不同的编程语言、 非标准的人机接口、多种实时操作系统、非标准的硬 件接口等，这些缺陷造成了数控系统使用和维护的不 便，也限制了数控技术的进一步发展。为了解决这些 问题，人们提出了“开放式数控系统”的概念。这个 概念最早见于1987年美国的NGC(Next Generation Controller)计划， NGC控制技术通过实现基于相互操 作和分级式的软件模块的“开放式系统体系结构标准 规范（SOSAS）”找到解决问题的办法。一个开放式的 系统体系结构能够使供应商为实现专门的最佳方案去 定制控制系统。由于这样一个富有哲理的概念作为NGC 计划的奠基石，NGC代表了下一代控制技术。
伺服电动机应用举例
由伺服电动机组成的伺服驱动系统，按被控对象可分为 ⑴转矩控制方式； ⑵速度控制方式； ⑶位置控制方式； ⑷混合控制方式； 图2-47
直流电动机
各种类型数控机床
用数控机床加工一个零件的过程见图 加工程序
数 控 装 置
数控系统
伺 服 系 统
机床
零件图
用数控机床加工工件时，首先由编程人员按照零件的几何形状 和加工工艺要求将加工过程编成加工程序。数控系统读入加工程序 后，将其翻译成机器能够理解的控制指令，再由伺服系统将其变换 和放大后驱动机床上的主轴电机和进给伺服电机转动，并带动机床 的工作台移动，实现加工过程。数控系统实质上是完成了手工加工 中操作者的部分工作。
数控装置的物理结构（FANUC-6MB）
单微处理机数控装置典型产品： 右：FANUC 150i-M系列 下：华中世纪星
三、基于PC的和网络型数控装置
图4-5 基于网络的数控系统结构图
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位置检测装置
位置检测装置是数控机床的重要组成部分。在闭环、半闭环控 制系统中，它的主要作用是检测位移和速度，并发出反馈信号，构 成闭环或半闭环控制。 数控机床对位置检测装置的要求如下： （1） 工作可靠，抗干扰能力强； （2） 满足精度和速度的要求； （3）易于安装，维护方便，适应机床工作环境； （4） 成本低。
数控技术在自动化制造系统中的地位
公司级管理计算机
工厂级管理计算机 车间级管理计算机
工厂级管理计算机 车间级管理计算机 通信控制
CRT监视操作站 数据高速公路
数控设备 1
数控设备 N
数控装置的硬件结构
由单片机组成的数控装置
MCS-51单片机是美国INTE公司于1980年推出的产品， MCS-51单片机可以算是相当成功的产品，一直到现在， MCS-51系列或其兼容的单片机仍是应用的主流产品，各高 校及专业学校的培训教材仍与MCS-51单片机作为代表进行 理论基础学习。我们也以这一代表性的机型进行系统的讲 解。 MCS-51系列单片机主要包括8031、8051和8751等通用产 品，其典型系统有（广州数控设备厂产品）：
基于网络的数控系统 网络的任务主要是进行通讯，共享信息。数控机 床作为车间的基本设备，它的通讯范围是： （1）数控系统内部的CNC装置与数字伺服间的 通信， 主要通过SERCOS链式网络传送数字伺服控制信息； （2）数控系统与上级主计算机间的通信； （3）与车间现场设备及I/O装置的通信，主要通过 现场总线，如PROFIBUS等进行通讯； （4）通过因特网与服务中心的通信，传递维修数据； （5）通过因特网与另一个工厂交换制造数据。
（3） 增强故障自诊断功能和保护功能。由于元 器件失效、编程及人为操作失误等原因，数控系 统完全可能出现故障。数控系统一般具有故障预 报和自恢复功能。此外，应注意增强监控和保护 功能，例如有的系统设有刀具破损检测、行程范 围保护和断电保护等功能，以避免损坏机床或报 废工件。由于采用了各种有效的增强可靠性的措 施，现代数控系统的平均无故障时间可达到 MTBF=10000~36000小时。
二、单微处理机数控装置
纸带机 接口 CPU RS232 接口 CRT /M DI接口 手摇轮 接口
ROM 接口 RAM 接口
PLC 接口
M单元 M
位控 单元
D/A 速度 单元 M
位控 单元
D/A 速度 单元 M
主轴 单元