维修第1章数控机床基础(2)
数控机床操作入门
目录第一章绪论近来来，数控技术的发展十分迅速，数控机床的普及率越来越高，在机械制造业中得到了广泛的应用。
制造业的工程技术人员和数控机床的操作与编程技术人员对数控机床及其操作与编程技术的需求越来越大。
数控机床是一种完全新型的自动化机床，是典型的机电一体化产品。
数控技术集计算机技术、成组技术、自动控制技术、传感检测技术、液压气动技术以及精密机械等高新技术于一体，是现代化制造技术的基础技术和共性技术。
随着数控机床的广泛应用，急需培养大批能熟练掌握现代数控机床编程、操作、维修的工程技术人员。
为普及与提高数控加工新技术，本教程针对目前广泛运用的FANUC和SIEMENS两种系统进行操作介绍。
第二章数控车床结构第一节数控车床简介数控车床分为立式数控车床和卧式数控车床两种类型。
立式数控车床用于回转直径较大的盘类零件的车削加工。
卧式数控车床用于轴向尺寸较长或小型盘类零件的车削加工。
相对于立式数控车床来说，卧式数控车床的结构形式较多、加工功能丰富、使用面广。
本教程主要针对卧式数控车床进行介绍。
卧式数控车床按功能可进一步分为经济型数控车床、普通数控车床和车削加工中心。
1．经济型数控车床采用步进电动机和单片机对普通车床的车削进给系统进行改造后形成的简易型数控车床，成本较低，但自动化程度和功能都比较差，车削加工精度也不高，适用于要求不高的回转类零件的车削加工。
2．普通数控车床根据车削加工要求在结构上进行专门设计并配备通用数控系统而形成的数控车床，数控系统功能强，自动化程度和加工精度也比较高，适用于一般回转类零件的车削加工。
这种数控车床可同时控制两个坐标轴，即X轴和Z轴。
3．车削加工中心在普通数控车床的基础上，增加了C轴和动力头，更高级的机床还带有刀库，可控制 X、Z和 C三个坐标轴，联动控制轴可以是（X、Z）、（、C）或（Z、C）。
由于增加了C轴和铣削动力头，这种数控车床的加工功能大大增强，除可以进行一般车削外，还可以进行径向和轴向铣削、曲面铣削、中心线不在零件回转中心的孔和径向孔的钻削等加工。
电大：数控机床题及答案
电大：数控机床题及答案1-4(总8页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--数控机床》作业（一）附答案第一章数控机床简介一、填空题 1、数控机床由_________、________、_________、_________和_________组成。
2、数控机床采用_________技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。
3、突破传统机床结构的最新一代的数控机床是_______机床。
4、世界上第一台数控机床是由____国制造的。
二、选择题 1、闭环控制系统的位置检测装置装在（）（A）传动丝杠上（B）伺服电动机轴上（C）数控装置上（D）机床移动部件上 2、数控钻、镗床一般常采用（）（A）直线控制系统（B）轮廓控制系统（C）点位控制系统（D）曲面控制系统 3、数控机床中把零件加工程序转换成脉冲信号的组成部份是（）（A）控制介质（B）数控系统（C）机床本体（D）伺服电机 4、适合于加工形状特别复杂（曲面叶轮）、精度要求较高的零件的数控机床是（）（A）加工中心（B）数控铣床（C）数控车床（D）数控线切割机床三、问答题简述数控机床的发展趋势。
简述数控机床各组成部分的作用。
四、判断题 1、开环控制系统用于高精密加工中心。
（） 2、数控机床的联动轴数和可控轴数是两个不同的概念，数控机床的联动轴数一般要大于可控轴数。
（） 3、数控机床适合于生产小批量复杂零件。
（）4、按照数控机床的控制轨迹分类，加工中心属于轮廓控制。
（）《数控机床》作业答案（一）第一章数控机床简介一、填空题 1、控制介质、数控系统、伺服系统、机床本体、反馈装置 2、数字控制 3、并联4、美国二、单选题 1、D2、C 3、B4、A 三、简答题 1、数控机床的发展趋势：（1）高速度与高精度化（2）多功能化（3）智能化（4）高的可靠性 2、数控机床各组成部分的作用：（1）控制介质：是人与数控机床之间联系的中间媒介物质，反映了数控加工中的全部信息。
第一章 数控机床的基本知识
驱动系统
南通航院
其作用是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床移 动部件的运动，包括信号放大和驱动元件。其性能好坏 动部件的运动，包括信号放大和驱动元件。 直接决定加工精度、表面质量和生产率。 直接决定加工精度、表面质量和生产率。 脉冲当量δ 相对于每个脉冲信号， 脉冲当量δ ——相对于每个脉冲信号，机床移动部 相对于每个脉冲信号 件的位移，常见的有：0.01mm、0.005mm、 件的位移，常见的有：0.01mm、0.005mm、 0.001mm
第一章、 第一章、数控机床概述
三、数控机床的基本概念
南通航院
数控机床是由普通机床发展而来的， 数控机床是由普通机床发展而来的，它们之间最主 是由普通机床发展而来的 要的区别是： 要的区别是： 前者可以按事先编制好的加工程序自动地对工件进 行加工； 行加工；而后者的整个加工过程必须通过技术工人的手 工操作来完成。 工操作来完成。 示例：
第一章 数控机床概述
步进电机 常用的伺服元件 直流伺服电机 交流伺服电机
南通航院
编码盘 常用的检测元件 光栅 磁珊
（2）主轴驱动系统
第一章 数控机床概述
4、机床
南通航院
早期采用通用机床，现在采用了新的加强刚性、 早期采用通用机床，现在采用了新的加强刚性、减 小热变形、提高精度等方面的设计措施， 小热变形、提高精度等方面的设计措施，使其发生了很 大的变化。 大的变化。 目前已模块化生产， 目前已模块化生产，分为六大块
第一章
数控机床概述
南通航院
二、自动化加工与数控机床 机床数控技术是以数字化的信息处理实现机床自 动控制的一门技术。 动控制的一门技术。 数控机床把刀具和工件之间的相对位置，机床电 数控机床把刀具和工件之间的相对位置， 动机的启动和停止，主轴变速，工件松开夹紧， 动机的启动和停止，主轴变速，工件松开夹紧，刀具 的选择，冷却泵的启动、 的选择，冷却泵的启动、停止等各种操作和顺序动作 等信息用数码化的数据送入数控装置或计算机， 等信息用数码化的数据送入数控装置或计算机，经过 译码、运算， 译码、运算，发出各种指令控制机床伺服系统或其他 执行元件，使机床自动加工出所需工件。 执行元件，使机床自动加工出所需工件。
第一章数控车床编程基础
2、恒线速控制 编程格式 G96 S～
S后面的数字表示的是恒定的线速度：m/min。 例：G96 S150 表示切削点线速度控制在150 m/min。
3、恒线速取消 编程格式 G97 S～
S 后面的数字表示恒线速度控制取消后的主轴转速。 如S 未指定，将保留G96的最终值。 例：G97 S1000 表示恒线速控制取消后主轴转速1000 r/min。
5、该指令为非模态指令。
X、Z 取值原则：
1、方便数学计算和简化编程； 2、容易找正对刀； 3、不要与机床、工件发生碰撞； 4、方便拆卸工件； 5、空行程不要太长；
2、 预置工件坐标系
指令：工件坐标系选择G54～G59
格式
G54 G55 G56 G57
G58 G59
它是先测定出欲预置的工件原点相对于机床原点的偏置 值，并把该偏置值通过参数设定的方式预置在机床参数 数据库中。
的变化而变化的。
说明
1、一旦执行G92指令建立坐标系，后序的绝对值指令坐标 位置都是此工件坐标系中的坐标值。
2、G92指令必须跟坐标地址字，须单独一个程序段指定。 且一般写在程序开始。
3、执行此指令并不会产生机械位移，只是让系统内部用新 的坐标值取代旧的坐标值，从而建立新的坐标系
4、执行此指令之前必须保证刀位点与程序起点（或对刀点） 符合。
数控系统的主要功能
8、操作功能：程序单段、跳段、连续运行、暂停、机械锁
住、模拟仿真
9、程序管理功能：对程序的检索、编程、修改、插入、
删除、锁住、存储通信
10、图形显示功能：刀具轨迹动态显示、缩放、旋转、 11、辅助编程功能：固定循环、镜像、子程序、宏程序 12、自诊断报警功能：故障自我诊断、监视、异常报警 13、通信与通信协议功能：RS232接口、DNC接口
第1章数控车工入门知识
本章概述Байду номын сангаас
本章主要讲述了数控车床的发展历程，从产生到发展， 本章主要讲述了数控车床的发展历程，从产生到发展，还简 述了数控车床的分类; 述了数控车床的分类;最后讲解了数控车床的组成及特点和数 控车床的工作过程及加工对象. 控车床的工作过程及加工对象.
教学目标
1.了解数控机床的产生和发展历程。 了解数控机床的产生和发展历程。 了解数控机床的产生和发展历程 2.了解车床的分类。 了解车床的分类。 了解车床的分类 3.掌握数控车床的组成及特点。 掌握数控车床的组成及特点。 掌握数控车床的组成及特点 4.了解车床的工作原理。 了解车床的工作原理。 了解车床的工作原理 5.掌握数控车床的主要加工对象。 掌握数控车床的主要加工对象。 掌握数控车床的主要加工对象
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第1章 数控车工入门知识 章
1.1数控机床的发展历程 数控机床的发展历程 1.2数控车床的分类 数控车床的分类 1.3数控车床的组成及特点 数控车床的组成及特点 1.4数控车床的工作过程及加工对象 数控车床的工作过程及加工对象 1.5练习 练习
1.1数控机床的发展历程 数控机床的发展历程
1.1.1数控与数控机床的概念 1.1.1数控与数控机床的概念
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1.1数控机床的发展历程 数控机床的发展历程
实际上，数控机床的产生与计算机的诞生密切相关。1946年， 实际上，数控机床的产生与计算机的诞生密切相关。1946年 世界上第一台电子计算机产生了， 世界上第一台电子计算机产生了，人们开始设想能否用电子 计算机来协助人类解决复杂零件的加工问题。1952年试制成 计算机来协助人类解决复杂零件的加工问题。1952年试制成 功了世界上第一台由电子计算机控制的三坐标立式铣床。 功了世界上第一台由电子计算机控制的三坐标立式铣床。后 经过改进并发展自动编程技术研究， 1955年进人实用 来，经过改进并发展自动编程技术研究，于1955年进人实用 阶段，投产了100台类似产品，这对于加工复杂曲线、曲面和 阶段，投产了100台类似产品，这对于加工复杂曲线、 100台类似产品 美国飞机工业的发展起了重要的作用。 美国飞机工业的发展起了重要的作用。 人们把电子计算机以数字指令方式控制机床动作的技术称为 数字控制技术，简称数控，采用数控技术的机床， 数字控制技术，简称数控，采用数控技术的机床，称为数控 机床。国际信息联盟第五技术委员会对数控机床做了如下定 机床。 数控机床是一个装有程序控制系统的机床。 义:数控机床是一个装有程序控制系统的机床。该系统能够逻 辑地处理具有‘使用号码或其他符号编码指令规定的程序。 辑地处理具有‘使用号码或其他符号编码指令规定的程序。 定义中的控制系统就是数控系统。 定义中的控制系统就是数控系统。
参考答案-《数控加工基础(第四版)习题册》-A02-3481
一、判断题 1. × 2. √ 3.√ 二、选择题 1. D 2. A 3. C 三、简答题 答案（略）。 四、仿真练习 答案（略）。
§5—3 数控铣床/加工中心仿真加工实例
答案（略）。
12
1. C 2. D 3. B 4. B 5. B 6. B 7. C
四、简答题
答案（略）。
§1—3 数控机床坐标系
一、填空题 1. 右手笛卡儿直角 2. 增大 3. 传递切削力的主轴 4. 工件 刀具 5. A、B、C 6.直径方向 7. 工件 8. 卡盘后端面 9. 最大 10. 限位 11. Z 轴 12. 定位 13. 起 14. 刀位 15. 换刀
2
二、判断题 1. × 2. √ 3. × 4. × 5. × 6. √ 7. × 8. × 9. × 10. × 11. √ 12. √ 13. √ 14. √ 15. √ 16. √ 17. × 18. × 19. × 20. × 21. √ 三、选择题 1. B 2. D 3. C 4. C 5. C 6. A 7. B 8. C 9. C 10. D 四、名词解释 答案（略）。 五、简答题 答案（略）。 六、作图题 答案（略）。
三、简答题
答案（略）。
§3—2 数控车床编程基础
一、填空题 1. 混合 2. 工件 3. 坐标 正 负 4. 直径 半径 5. mm 6. 快 速 7. 机床参数 8. 折 9. 直线插补 10. 顺时针 逆时针 11. 起 12. 正 负 13. G32 X（U） Z（W） F ； 14. 一 15. 圆弧半径 16. G01/G00 17. G41 G42 18．G40 19. 取消 20. G02/G03 直线 21. G90 X（U）__ Z（W）__ F__； 22. 起 X 23. 车削圆锥面时起点半径与终点半径的差值 24. G94 X（U）__ Z（W）__ F__； 25. 径 轴 Z X 26. 锥螺纹始点与 终点的半径差 螺纹导程 27. X 向背吃刀量 精加工程序的第一个程序段的段 号 精加工程序的最后一个程序段的段号 X 向精加工余量（直径量） Z 向精 加工余量 28. 粗加工每次背吃刀量（正值，Z 向） X 向精加工余量（直径量） Z 向精加工余量 29.粗切时 X 向切除的总余量（半径值） 粗切时 Z 向切除的 总余量 循环次数 30. 刀具完成一次轴向切削后在 X 方向的偏移量 Z 轴 方向的每次切削进给的背吃刀量 切削到终点的退刀量 31. 镗孔 端面深孔 钻 32. 切槽过程中径向每次切入量 沿径向切完一个刀宽后退出，在 Z 向的 移动量 刀具切到槽底后，在槽底沿 Z 方向的退刀量 33. 精车重复次数 螺 纹尾端倒角量 刀尖角度 二、判断题 1. × 2. × 3. √ 4. × 5. √ 6.√ 7. × 8. × 9. × 10.
数控基础知识
任务2 数控机床的组成和工作原理
•
1.
数
控 机
图3
床
的
组
成
JCS-018A型立式加工中心外观图
1-X轴伺服电机 2-换刀机械手 3-数控柜 4-盘式刀库 5-主轴箱
6-操作面板 7-驱动电源柜 8-工作台 9-鞍座 10-床身
任务2 数控机床的组成和工作原理
2.数控机床的工作原理 •
任务3 数控机床的分类
任务1 数控机床的坐标系统
•
2.机床坐标轴的确定
立式数控机床坐标系统
卧式数控机床坐标系统
任务1 数控机床的坐标系统
3.机床坐标系•与工件坐标系
任务2 程序结构
•
1.数控编程的步骤
任务2 程序结构
2.数控机• 床程序的结构
文字地址程序段格式 程序段格式：N__G__X（U）__Z（W）__F__M__S__T__； 其中：N__表示程序段顺序号；
过 其它各运动部件的控制与操作；
程 （5）首件试切加工，检验零件的合格性，并修改程
序；
（6）在机床上加工出合格的零件。
任务2 数控机床的组成和工作原理
数控机床由数控程•序、输入装置、数控装置（CNC）、伺 服驱动及位置检测、辅助控制装置、机床本体等几部分组成
。
1. （1）数控程序是数控机床自动加工零件的工作指令；
任务4 车削工艺基础
•
3.工序的划分
（1）普通零件按工序集中的原则划分工序； （2）薄壁类零件按粗、精加工分序原则划分工序。
4.加工顺序的确定
(1)先粗加工后精加工； (2)由近及远； (3)内外表面加工交叉进行； (4)最后加工槽、螺纹等表面。
任务4 车削工艺基础
机床数控原理(1章2章)
《机床数控原理》复习题第一章一、单选题：（每题1分）C表示（）A.硬件系统B.计算机数控系统C.计算机辅助设计D.计算机辅助制造2.微机数控系统的英文简写是（）A.NCCC.MNCD.CAM3.下列指令中，不属于插补指令的是（）A.G00B. G01C. G02D. G034.逆时针圆弧插补指令的是（）A.G00B. G01C. G02D. G035.取消刀具半径补偿指令的是（）A.G40B. G41C. G42D. G436.G41指令的是（）A.取消刀具半径补偿B. 刀具半径左补偿C. 刀具半径右补偿D. 刀具长度正补偿7.增量值输入方式指令的是（）A.G90B. G91C. G92D. G938.G92指令的是（）A.绝对值输入方式B. 增量值输入方式C. 预置寄存D. 按时间倒数给定进给速度9.进给速度0.5137mm/min用三位数代码法表示为（）A. F0.51B. F513C. F315D. F0.513710.进给速度1728mm/min用F717指定是采用了（）A. 三位数代码法B. 二位数代码法C. 一位数代码法D. 直接指定法11.主轴转速1500mm/min用三位数代码法表示为（）A. F15B. F150C. F715D. F150012.主轴转速5000mm/min用F750指定是采用了（）A. 三位数代码法B. 二位数代码法C. 一位数代码法D. 直接指定法13.主轴转速5000mm/min用F5000指定是采用了（）A. 三位数代码法B. 二位数代码法C. 一位数代码法D. 直接指定法14.M01是指（）A.程序停止B. 计划的停止C. 程序结束D. 主轴顺时针方向转15.程序结束指令的是（）A.M00B. M01C. M02D. M0316.CAD是指（）A.柔性制造系统B.计算机数控系统C.计算机辅助设计D.计算机辅助制造17. 计算机辅助制造的英文缩写是（）CB.MNCC.CADD.CAM18.柔性制造系统中，完成产品加工等工序的子系统称为（）A.柔性制造单元B. 加工单元C. 物料运储系统D. 控制系统19.由工业机器人、无人输送小车及自动仓库等完成，完成零件及毛坯的自动搬运和储藏任务的子系统称为（）A.柔性制造系统B. 加工单元C. 物料运储系统D. 控制系统20. 柔性制造系统的英文缩写是（）A.FMCB.FMSC.FAC二、名词解释：（每题2分）1.NC:C:3.MNC:4.什么叫数控装置5.程序段：6.CAD:7.CAM:8.FMS:9.加工单元：10.物料运储系统三、简答题：（每题4分）1.数控机床由哪几个部分组成？2.什么叫数控装置？3.数控机床按工艺、运动轨迹、伺服系统的控制方式、数控装置如何分类？4.常用功能字有哪些？ 第二章一、单选题：（每题1分） 1. FRN 表示（ ）A.柔性制造系统B.柔性制造单元C.数控系统D.进给速率数控 2. 进给速率数的英文缩写为（ ）A.MNCB.FMSC.FRND.FA 3. 进给速率数FRN 表示（ ） A.22yx v + B.22yx v - C.22yx v + D.22yx v -4.设加工点P(x i ，y i )在第I 象限圆弧外侧或圆弧上，用逐点比较法按逆时针插补，x 坐标需进给一步，移到新的加工点P(x i+1，y i )位置，则新加工点P(x i+1，y i )的加工偏差F i+1，j 为（ ） A. 12+-i ij x F B. 12++i ij x F C. 12+-i ij y F D. 12++i ij y F5.设加工点P(x i ，y i )在第I 象限圆弧内侧，用逐点比较法按逆时针插补，y 坐标需进给一步，移到新的加工点P(x i ，y i+1)位置，则新加工点P(x i ，y i+1)的加工偏差F i ，j+1为（ ） A. 12+-i ij x F B. 12++i ij x F C. 12+-i ij y F D. 12++i ij y F6.逐点比较法插补时，沿X 轴产生的脉冲频率为x f (脉冲/s)，沿Y 轴产生的脉冲频率为y f ，脉冲当量为δ（mm/min ），则X 轴与Y 轴方向的合成速进给度为（ ） A.2260y x f f v +=δB. 2260y x f f v -=δC. )(60y x f f v +=δD. )(60y x f f v -=δ 二、名词解释：（每题2分） 1. 数据密化 2. 逐点比较法 3. 规格化数 4. 非规格化数 5. 半加载6. 全加载7. FRN8. B刀补9. C刀补10. 刀具半径矢量三、简答题：（每题4分）1.逐点比较法插补时，每走一步都经过哪四个节拍？2.使用DDA法必须解决哪些问题？3.进给速度的均匀化措施是什么？提高插补精度的措施是什么？3.什么叫规格化数？什么叫非规格化数？4.什么叫半加载？什么叫全加载？5.什么叫数据采样插补？6.简述粗插补与精插补之间的关系。
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第1章 数控机床基础
1.1.4 数控机床的分类 2、按运动方式分类
（ 1）. 点位控制数控机床 这类数控机床的特点是在刀具相对于工件的移动过
程中不进行切削加工， 只要求刀具从一点移动到另一
点并准确定位， 而对运动的速度和轨迹没有严格的要 求。 如图1.1所示， 刀具从A点到B点可以走①、 ②或
③中的任意一条路经。
1.2.2 数控机床故障诊断技术的发展
2. 自诊断系统 当诊断软件发现数控机床在运行中某一模块有故 障时，系统在CRT上显示的同时，自动寻找备用模块 并接上。
特点：实用但成本比较高，而且只适合总线结构的CNC
系统。
第1章 数控机床基础
1.2.2 数控机床故障诊断技术的发展
3. 人工智能与专家系统
第1章 数控机床基础
图1—28 数控立式钻床
第1章 数控机床基础
数控磨床
数控磨床主要用于加工高硬度、高精度表面，可分为 数控平面磨床、数控内圆磨床、数控轮廓磨床等。
第1章 数控机床基础
加工中心
数控加工中心是具有自动刀 具交换装置，并能进行多种工序 加工的数控机床。在其上工件可 在一次装夹中进行铣、镗、钻、
扩、铰、攻螺纹等多工序的加工
伺服进给类型
开环及步进电动机
半闭环及直、交流伺服
闭环及直、交流伺服
联动轴数 通信功能
2～3轴 无
2～4轴 RS-232C或DNC
5轴或5轴以上 RS-232C、DNC、MAP
显示功能
数码显示
CRT：图形、人机对话
CRT：三维图形、自诊断
内装PLC
主CPU
无
8位CPU
有
16位、32位CPU
高功能
32位、64位CPU
第1章 数控机床基础
高速、高效、高精度、高可靠性
普通级数控机床的加工精度已由±10μm提高到±5μm； 精密级加工中心的加工精度则从±3～5μm，提高到±1～ 1.5μm，甚至更高； 超精密加工精度进入纳米级(0.001微米)，主轴回转精度 要求达到0.01～0.05微米。加工圆度为0.1微米，加工表面粗 糙度Ra=0.003微米等。
第1章 数控机床基础
1.2数控机床及其诊断技术的发展
1.2.1数控机床的新发展 1.2.2数控机床故障诊断技术的发展
第1章 数控机床基础
1.2.1数控机床的发展趋势
1．高速化与高精度
2．高效化 3．智能化 4．开放化
5. 复合化
第1章 数控机床基础
高速、高效、高精度、高可靠性
切削速度已达到5000－8000m/min以上； 主轴转速在30000转/分(有的高达10万r/min)以上； 工作台的移动速度(进给速度)： 在分辨率为1微米时，达到100m/min(有的到200m/min)以 上，在分辨率为0.1微米时，达到24m/min以上；自动换刀速度 在1秒以内；小线段插补进给速度达到12m/min。
第1章 数控机床基础
工件
刀具
图1.2 直线控制切削加工
第1章 数控机床基础
1.1.4 数控机床的分类 2、按运动方式分类
（3）轮廓控制数控机床
轮廓控制数控机床能够控制机床刀具或工件沿直线、 圆弧或抛物线等曲线轨迹移动， 移动过程中可进行切削 加工， 移动速度根据工艺要求由编程确定， 可实现曲 线或者曲面轮廓加工， 加工示例如图1.3所示。
第1章 数控机床基础
高速、高效、高精度、高可靠性
当前国外数控装置的MTBF值已达6000小时以上，驱动装置 达30000小时以上，但是，可以看到距理想的目标还有差距。
第1章 数控机床基础
智能化、开放式、网络化
智能化
为追求加工效率和加工质量的智能化，如自适应控制，工 艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化， 如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定 模型、自整定等；简化编程、简化操作的智能化，如智能化的 自动编程，智能化的人机界面等；智能诊断、智能监控，方便 系统的诊断及维修等。
4. 神经网络(ANN)诊断 ANN具有联想、容错、记忆、自适应、 自学习和处理复杂多模式故障等特点。这 种方法将被诊断的系统的症状作为网络的 输入，将按一定数学模型所求得的故障原 因作为网络的输出，并且神经网络将经过 学习所得到的知识以分布的方式隐存在网
络上，每个输出神经元对应着一个故障原
因。
第1章 数控机床基础
第1章 数控机床基础
工件
刀具
图1.3 轮廓控制切削加工
第1章 数控机床基础
1.1.4 数控机床的分类 3、按伺服系统分类
按伺服系统的控制方式不同可将数控机床分为： （1）全闭环伺服系统
（2）半闭环伺服系统
（3）开环伺服系统 （4）混合闭环位置伺服系统
第1章 数控机床基础
1.1.4 数控机床的分类 3、按伺服系统分类
第1章 数控机床基础
刀具 A
3 1 2
工 件
B
图1.1 点位控制切削加工
第1章 数控机床基础
1.1.4 数控机床的分类 2、按运动方式分类
（2）直线控制数控机床
这类数控机床不仅要控制机床刀具从一点移动到
另一点， 而且要沿直线轨迹（一般与某一坐标轴平行 或成45°角）以一定速度移动， 移动过程中可进行切 削加工， 加工示例如图1.2所示。
第1章 数控机床基础
性能评价
聪明（闭环智能）加工系统
性能数据 误差模型 误差补偿 加工过程中传感器数据 零件
加工过程间的检验数据 加工完毕后的检验数据
第1章 数控机床基础
智能化、开放式、网络化
开放化
为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生
产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究。
图1.9 半闭环控制数控机床结构图
第1章 数控机床基础
交流伺服 电机
第1章 数控机床基础
1.1.4 数控机床的分类 3、按伺服系统分类
（3） 开环控制数控机床
这类数控机床的运动部件没有位置检测反馈装置，
采用步进电动机驱动， 如图1.7所示。
第1章 数控机床基础
工作台
CNC 数控系统 步进 电动机
1.1.4 数控机床的分类 3、按伺服系统分类
（2）半闭环控制数控机床
将位置检测元件安装在电动机轴端或丝杠轴端，
通过角位移的测量间接计算出机床工作台的实际运行 位移， 与数控装置中的指令位移量相比较， 实现差值
控制， 构成如图1.9所示的半闭环控制。
第1章 数控机床基础
工作台 伺服 驱动 系统 CNC 数控系统 G 位置测量反馈信号 编码器 伺服 电动机
行业被广泛采用。图1—26所示为
数控铣床，随着时代的发展，数 控铣床趋于加工中心。
图1—26 数控铣床
第1章 数控机床基础
数控钻床
数控钻床主要具备钻孔、攻螺 纹等功能，同时也具备简单的铣 削功能，刀库可存放多种刀具。
数控钻床可分为数控立式钻床和
数控卧式钻床。图1—28所示为 一台数控立式钻床外观图。
数控线切割机床的工作原理与 数控电火花成形机床一样，其电极 是电极丝，加工液一般采用去离子 水。图1—30所示为一台数控线切 割机床的外观图。
图1—30 数控线切割机床
第1章 数控机床基础
1.1.4 数控机床的分类
2、按运动方式分类
(1) 点位控制数控机床
(2) 直线机床结构
第1章 数控机床基础
步进电机
步进电机
第1章 数控机床基础
4. 按数控机床的性能分类
（1）低档数控机床 （2）中档数控机床 （3）高档数控机床
第1章 数控机床基础
功 能 系统分辨率/m
低 10
档
中 1
档
高
档
0.1
进给速度/（m· −1） min
8～15
15～24
24～100
第1章 数控机床基础
智能化、开放化、网络化数控机床
信息塔(e-Tower) 机 床信 息化 ， 具 有语音、文本和视 像等通讯功能。与 生产计划调度系统 联网，实时反映机 床工作状态和加工 进度 操 作权 限指 纹 确 认。工件试切时， 可在屏幕上观察加 工过程。故障报警 显示、在线帮助排 除
数码相机
（1）全闭环控制数控机床 这类数控机床的运动部件上安装有位置测量反馈
装置， 由直流或交流伺服电动机驱动， 如图1.8所示。
第1章 数控机床基础
工作台 伺服 驱动 系统 伺服 电动机
CNC 数控系统
位置测量反馈信号
图1.8 全闭环控制数控机床结构
第1章 数控机床基础
光栅尺
光栅尺
第1章 数控机床基础
操作权限 指纹确认
加工任务完成情况和 机床状态可用手机查询
第1章 数控机床基础
模块化、复合化、多轴化
（1）模块化
机床结构模块化，数控功能专门化，机床性能价格比显著
提高并加快优化。为了适应数控机床多品种、小批量的特点，
机床结构模块化，数控功能专门化，机床性能价格比显著提高
并加快优化。 （2）复合化 一次装夹，整体加工。
1.2.2 数控机床故障诊断技术的发展
5、基于实例推理的诊断 6、多传感器信息融合技术 7、智能化集成诊断 8、“基于行为”的智能化故障诊断技术
第1章 数控机床基础
2．模块化、复合化、多轴化
（3）多轴化
随着5轴联动数控系统和编程软件的普及，5轴联动控制的
加工中心和数控铣床已经成为当前的一个开发热点，由于在加
工自由曲面时，5轴联动控制对球头铣刀的数控编程比较简单， 并且能使球头铣刀在铣削3维曲面的过程中始终保持合理的切速， 从而显着改善加工表面的粗糙度和大幅度提高加工效率。因此， 5轴联动机床以其无可替代的性能优势已经成为各大机床厂家积