第七章标准型数控系统
简述数控系统的组成及各部分的主要功能
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数控ppt课件完整版
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数控技术在未来制造业中的地位和作用
提高生产效率
数控技术能够显著提高加工精度和生产效率，降低生产成本，提 升企业竞争力。
促进产业升级
数控技术的应用将推动制造业向高端化、智能化、绿色化方向发 展，促进产业升级和转型。
增强国家经济实力
数控技术作为制造业的核心技术之一，其发展水平和应用程度将 直接影响国家经济实力和国际竞争力。
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数控加工工艺与刀具选择
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数控加工工艺的制定原则
先粗后精原则
先进行粗加工，再进行精加工，逐步 提高加工精度。
一次装夹原则
尽可能在一次装夹中完成多道工序， 减少装夹次数，提高加工效率。
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工序集中原则
将相互关联的加工工序集中在一起进 行，便于保证加工精度和提高生产效 率。
基准统一原则
尽可能选择统一的定位基准和测量基 准，以减少误差和提高加工精度。
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数控加工刀具的类型与特点
铣刀
车刀
用于铣削平面、台阶面、沟槽等，具有多 种结构和形状，可根据加工需求进行选择 。
用于车削外圆、内孔、端面等，可分为外 圆车刀、内孔车刀、切断车刀等。
钻头
镗刀
用于钻孔加工，可分为麻花钻、中心钻、 深孔钻等，具有不同的结构和特点。
数控ppt课件完整版
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contents
目录
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• 数控技术概述 • 数控机床结构与分类 • 数控编程基础 • 数控加工工艺与刀具选择 • 数控机床操作与维护 • 数控技术发展趋势与展望
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数控机床的插补运算
其中 为进给步长,由于CNC系统的插补周期已知,为Ｔ实时插补当前的速度为 ,则当前插补周期的无约束进给步长为:与直线插补对NURBS插补的优点01
在NURBS 插补时，在NC 程序指令中，只有三类定义NURBS 的数值，没有必要用大童的微小直线段的指令。此外，由于不是直线插补，而NC 自身可以进行NURBS 曲线插补，可以得到光滑的加工形状，从根本上解决直线插补加工所带来的问题。NURBS 插补的优点主要体现在:
01
03
02
2.插补的预处理 插补就是求出每个周期下一个插补点的坐标,用递推算法最为合理,为避免每步插补的重复递推,以免影响插补的实时性,经典的DeBoor递推算法的显示表示方法最为合适。在不影响精度的情况下,为避免繁琐的计算,采用三次NURBS曲线。其第ｉ段曲线用下式表示:
0≤t≤1，i=0,1,2,3……n-3
插补在数控技术中的重大作用
插补控制功能是数控制造系统的一个重要组成部分，是数控技术中的核心技术。它的性能直接代表制造系统的先进程度，它的好坏直接影响着数控加工技术的优劣，是目前数控技术急需提高和完善的环节之一。
插补的含义 插补，就是根据零件轮廓的几何形状、几何尺寸以及轮廓加工的精度要求和工艺要求，在零件轮廓的起点和终点之间插入一系列中间点（折线端点）的过程，即所谓“数据点的密化过程”，其对应的算法称为插补算法。
数控机床的插补运算
目录
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数控技术的发展历程
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插补的含义
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3
NURBS插补
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4
曲面插补
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高速高精度采样插补技术
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数控技术的发展趋势
数控系统原理图
数控系统原理图
数控系统原理图示如下：
[图 1]
该系统由主控制器、执行机构、传感器和输入设备等部分组成。
主控制器负责接收输入设备传来的指令，并根据设定的程序进行运算和控制。
执行机构则根据主控制器发出的信号，完成相应的运动和加工操作。
主控制器中包含算法处理单元、存储器和接口控制矩阵等部分。
算法处理单元负责根据输入指令和存储器中的程序，进行运算并生成控制信号。
存储器用于存储各类程序和数据，以供算法处理单元使用。
接口控制矩阵则负责将算法处理单元生成的信号转化为执行机构能够理解的形式。
执行机构主要包括主轴、刀具和工件夹持装置等。
主轴负责传动刀具进行加工操作，刀具则完成具体的切削或加工动作，工件夹持装置则固定工件，保证加工的稳定性和精度。
传感器用于检测执行机构的运动状态和加工过程中的参数，并将检测到的信号反馈给主控制器。
主控制器根据传感器反馈的信息，可以实时调整和控制执行机构的运动，保证加工的准确性和质量。
输入设备用于操作和输入加工程序。
例如数字显示屏、键盘和鼠标等。
用户可以通过输入设备选择程序、设定加工参数和操作方式等。
以上是数控系统的原理图说明。
高端数控系统的标准
高端数控系统的标准
高端数控系统的标准可以从不同角度和目的进行划分，主要包括以下几个方面：
1. 功能标准：高端数控系统应具备全面的功能，能够实现复杂的加工操作，包括多轴控制、刀具路径规划、宏指令编程等。
2. 精度标准：高端数控系统应能够实现高精度的加工，具备稳定的定位精度和重复定位精度。
3. 可靠性标准：高端数控系统应具备较高的稳定性和可靠性，能够长时间连续运行，并具备良好的抗干扰能力。
4. 用户界面标准：高端数控系统的操作界面应友好、直观，操作便捷，支持图形化编程和可视化监控。
5. 性能指标标准：高端数控系统的核心是实现高精度、高效率的加工，并且具备稳定可靠的性能。
这包括加工精度要求、快速响应能力、加工效率、故障率要求、接口兼容性等。
6. 安全标准：高端数控系统通常用于自动化加工生产线，因此对安全性有很高的要求。
这包括硬件和软件的安全性、数据安全、操作安全等。
7. 可维护性标准：高端数控系统应易于维护和升级，具备易用的维护界面和工具，以及完善的故障诊断和恢复能
力。
8. 扩展性标准：高端数控系统应具备可扩展性，能够适应不同规模和复杂度的加工需求，支持多种不同类型的机床和辅助设备。
9. 开放性标准：高端数控系统应具备开放性，能够与其他设备和系统进行集成和互联互通，支持标准的通信协议和数据格式。
10. 节能环保标准：高端数控系统应符合节能环保的要求，采用先进的节能技术和材料，降低能源消耗和排放，同时考虑环保和可持续发展的需求。
这些标准是衡量高端数控系统性能和质量的重要依据，也是选择合适的高端数控系统的重要参考。
机床数控系统的组成
机床数控系统的组成机床数控系统是现代机床的核心技术之一，它由多个组成部分构成，共同实现对机床的自动化控制和加工操作。
本文将从硬件和软件两个方面介绍机床数控系统的组成。
一、硬件组成1.主轴驱动系统：主轴驱动系统是机床数控系统的核心部分，它负责控制主轴的转速和运动方向。
主轴驱动系统通常由伺服电机、减速器、编码器等组成，通过对电机的控制，实现对主轴的精确控制。
2.进给驱动系统：进给驱动系统用于控制工件在加工过程中的运动轴向，包括直线进给轴和旋转进给轴。
直线进给轴通常由伺服电机、滚珠丝杠等组成，用于控制工件的直线运动；旋转进给轴通常由伺服电机、齿轮传动等组成，用于控制工件的旋转运动。
3.运动控制卡：运动控制卡是机床数控系统的核心控制器，它负责接收数控指令，并将其转换为电信号，通过与主轴驱动系统和进给驱动系统的配合，实现对机床的精确控制。
运动控制卡通常具备高速数据处理能力和多个输入输出接口，以满足机床复杂加工过程的控制需求。
4.传感器：传感器是机床数控系统的重要组成部分，用于实时监测机床的运行状态和工件加工过程中的各种参数。
常见的传感器包括位置传感器、力传感器、温度传感器等，它们通过与运动控制卡的连接，将采集到的数据反馈给数控系统，以实现对机床的自动化调节和控制。
5.人机界面：人机界面是机床数控系统与操作人员之间的交互界面，用于输入加工参数、监视加工过程和显示加工结果等。
人机界面通常由触摸屏、键盘、显示器等组成，操作人员可以通过它们与数控系统进行交互，并实时了解机床的工作状态。
二、软件组成1.数控系统软件：数控系统软件是机床数控系统的核心程序，它负责解释和执行数控指令，控制机床的运动和加工过程。
数控系统软件通常由操作系统、驱动程序、插补算法等组成，它们共同实现对机床的高精度控制和加工操作。
2.加工程序：加工程序是机床数控系统的另一重要组成部分，它是由一系列数控指令组成的程序，用于描述工件的加工路径和加工过程。
《数控机床电气控制》教学大纲
《机床数控原理与系统》教学大纲一、课程基本信息二、课程目标与任务本课程是数控技术应用与数控设备维修专业的主干必修课程。
本课程任务是使学生熟悉数控机床控制系统的组成、各组成部分的功能及数控机床工作原理。
通过对数控原理和典型数控系统的分析和介绍，使学生掌握数控装置、伺服系统、检测装置、可编程控制器在数控机床上的功能和应用，并掌握这些部件与机床本体配接的知识。
学完本课程，学生应具有初步分析现场生产问题、进行数控机床简单设计、进行数控机床调试和维修的能力。
三、课程教学内容与要求备注：以下涉及的章节与特定教材无关，仅表示知识顺序。
第一章数控机床控制技术概述（General description ）第二章计算机数控装置(CNC controls)第三章位置检测装置(Position detectors)第四章驱动电机与驱动装置(Motors and drives)第五章数控机床伺服系统(Servo systems)第六章数控系统的组成及典型数控系统介绍(Typical CNC controls)第七章辅助功能与PLC(PLCs in the CNC machine)第九章数控机床控制技术应用实例(Examples of CNC application)四、课内实践教学要求课内实践教学项目及学时分配五、教学时数分配“机床数控原理与系统”课程学时分配表六、本课程与其它课程的联系“机床数控原理与系统”课程内容体系结构由两门先修课程“数控机床操作与编程” 、“ 机床电气控制与PLC” 、一门主干课程“机床数控原理与系统”、一门辅助课程“数控技术专业英语”和一门后续课程“数控机床故障诊断与维护”组成，按数控技术应用和数控设备维修两个专业方向在不同学期开设。
七、教学法建议•建议改过去“教师填鸭式”的教学为“教师指导式”的教学。
可采用学生自学老师提问、学生上讲台或黑板讲解或答题等方式，鼓励学生各抒己见，时刻注意学生的反应，避免满堂灌，增加师生互动。
《数控技术第3版》_(习题解答)机工版
数控技术第三版章节练习答案第一章绪论1.1数控机床的工作流程是什么？答：数控机床由输入装置、CNC装置、伺服系统和机床的机械部件构成。
数控加工程序的编制-输入-译码-刀具补偿-插补-位置控制和机床加工1.2 数控机床由哪几部分组成？各部分的基本功能是什么？答：组成：由输入输出设备、数控装置、伺服系统、测量反馈装置和机床本体组成输入输出设备：实现程序编制、程序和数据的输入以及显示、存储和打印数控装置：接受来自输入设备的程序和数据，并按输入信息的要求完成数值计算、逻辑判断和输入输出控制等功能。
伺服系统：接受数控装置的指令，驱动机床执行机构运动的驱动部件。
测量反馈装置：检测速度和位移，并将信息反馈给数控装置，构成闭环控制系统。
机床本体：用于完成各种切削加工的机械部分。
1.3．什么是点位控制、直线控制、轮廓控制数控机床？三者如何区别？答：（1）点位控制数控机床特点：只与运动速度有关，而与运动轨迹无关。
如：数控钻床、数控镗床和数控冲床等。
（2）直线控制数控机床特点：a.既要控制点与点之间的准确定位，又要控制两相关点之间的位移速度和路线。
b.通常具有刀具半径补偿和长度补偿功能，以及主轴转速控制功能。
如：简易数控车床和简易数控铣床等。
（3）连续控制数控机床（轮廓控制数控机床）：对刀具相对工件的位置，刀具的进给速度以及它的运动轨迹严加控制的系统。
具有点位控制系统的全部功能，适用于连续轮廓、曲面加工。
1.4．数控机床有哪些特点？答：a．加工零件的适用性强，灵活性好；b．加工精度高，产品质量稳定；c．柔性好；d．自动化程度高，生产率高；e．减少工人劳动强度；f．生产管理水平提高。
适用范围：零件复杂、产品变化频繁、批量小、加工复杂等1.5．按伺服系统的控制原理分类，分为哪几类数控机床？各有何特点？答：（1）开环控制的数控机床；其特点：a.驱动元件为步进电机；b.采用脉冲插补法：逐点比较法、数字积分法；c.通常采用降速齿轮；d. 价格低廉，精度及稳定性差。
数控车床使用说明书
YCK-6032/6036数控车床使用维修说明书目录前言 .......................................... 错误!未定义书签。
第一章机床特点及性能参数. (2)1.1机床特点 (2)第二章机床的吊运与安装 (5)2.1 开箱 (5)2.2 机床的吊运 (6)2.3 机床安装 (6)2.3.1 场地要求 (6)2.3.2电源要求 (7)第三章机床的水平调整 (7)第四章机床试运行 (8)4.1 准备工作 (8)4.2 上电试运行 (8)第五章主轴系统 (9)5.1 简介 (9)5.2 主轴系统的机构及调整 (10)5.2.1 皮带张紧 (10)5.2.2 主轴调整 (11)5.3 动力卡盘 (11)第六章刀架系统 (11)第七章进给系统 (11)第八章液压系统 (11)8.1 液压系统原理 (12)8.2 液压油 (12)第九章润滑系统 (12)9.1 移动部件的润滑 (12)9.2 转动部件润滑 (12)9.3 润滑油 (12)第十章机车冷却系统及容屑装置 (13)第十一章机床电气系统 (14)11.1主要设备简要 (14)11.2 操作过程： (15)11.3 安全保护装置： (15)11.4 维修： (15)第十二章维护、保养及故障排除 (17)前言欢迎您购买我厂产品，成为我厂的用户。
本说明所描述的是您选用的我厂YCK-6032/6036标准型全功能数控车床。
该车床结构紧凑，自动化程度高，是一种经济型自动化加工设备，主要用于批量加工各种轴类、套类及盘类零件的外圆、内孔、切槽，尤其适用轴承行业轴承套圈等多工序零件加工。
该机床采用45°斜床身，流畅的排屑性能及精确的重复定位功能，可实现一台设备同时完成多道工序，提高了劳动效率，为工厂节省了人力资源，并且尺寸精度大大提高，一次装料可进行多次循环加工，可实现一人操作，看护多台机床。
避免了传统车床自动送料车床的二次加工，使得多工序的产品能够一次性加工完成，实现了大批量多品种高精度零件的自动化生产。
简述机床数控系统各构成部分及其功用
简述机床数控系统各构成部分及其功用
机床数控系统是指集数字电子技术、计算机技术、自动控制技术于一体的一种新型机床控制系统，它由多个构成部分组成，每个部分都有不同的功能和作用。
一、数控系统的硬件构成部分
1. 数控装置：主要由微型计算机、存储器、输入输出设备等组成，用于实现对机床的控制。
2. 数控伺服系统：用于实现对机床运动轴的控制，包括伺服驱动器、编码器、电机等。
3. 机床传动系统：用于将伺服系统发出的电信号转换为机床的实际运动和加工。
4. 工件夹紧系统：用于夹紧工件，以保证工件加工的精度和安全性。
5. 冷却液系统：用于冷却切削液和零部件，以延长机床寿命和提高加工质量。
二、数控系统的软件构成部分
1. 数控系统程序：用于将数控指令翻译成机床可以执行的指令。
2. 编程软件：用于编写数控程序。
3. 操作软件：用于操作数控系统，包括输入指令、调整参数、监控加工过程等。
4. 诊断、调试软件：用于检测数控系统的工作状态和进行故障排除。
总之，机床数控系统是以数控装置为核心，辅以数控伺服系统、机床传动系统、工件夹紧系统、冷却液系统等多个构成部分，通过软件控制实现加工工件的过程。
数控机床的安装、调试及验收PPT(29张)
② 主轴转速和进给量的实际偏差，不 应超过标牌指示值–2％～+6％。
③ 机床主传动系统的空运转功率（不 包括主电机的空载功率）不应超过设计文 件的规定。
④ 对主轴连续进行不少于5次的锁刀、 松刀和吹气动作试验，动作应灵活、可靠、 准确。
⑤ 用中速连续对主轴进行10次的正、 反转的起动、停止（包括制动）和定向操 作试验，动作应灵活、可靠。
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17、一个人只要强烈地坚持不懈地追求，他就能达到目的。你在希望中享受到的乐趣，比将来实际享受的乐趣要大得多。
•
18、无论是对事还是对人，我们只需要做好自己的本分，不与过多人建立亲密的关系，也不要因为关系亲密便掏心掏肺，切莫交浅言深，应适可而止。
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19、大家常说一句话，认真你就输了，可是不认真的话，这辈子你就废了，自己的人生都不认真面对的话，那谁要认真对待你。
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14、一个人的知识，通过学习可以得到;一个人的成长，就必须通过磨练。若是自己没有尽力，就没有资格批评别人不用心。开口抱怨很容易，但是闭嘴努力的人更加值得尊敬。
•
15、如果没有人为你遮风挡雨，那就学会自己披荆斩棘，面对一切，用倔强的骄傲，活出无人能及的精彩。
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16、成功的秘诀在于永不改变既定的目标。若不给自己设限，则人生中就没有限制你发挥的藩篱。幸福不会遗漏任何人，迟早有一天它会找到你。
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13、认识到我们的所见所闻都是假象，认识到此生都是虚幻，我们才能真正认识到佛法的真相。钱多了会压死你，你承受得了吗?带，带不走，放，放不下。时时刻刻发悲心，饶益众生为他人。
•
14、梦想总是跑在我的前面。努力追寻它们，为了那一瞬间的同步，这就是动人的生命奇迹。
数控系统的组成
三、刀具半径补偿
１．补偿的类型：
分为左补偿和右补偿两种情形。 刀具半径左补偿：沿着加工方向，当刀具位于工
件左侧时，称刀具半径左补偿。加工时用G41指 令调用。 刀具半径右补偿：沿着加工方向，当刀具位于工 件右侧时，称刀具半径右补偿。加工时用G42指 令调用。
刀具半径补偿图例：
２．刀具补偿的步骤：
控制器结构简图：
１．硬件构成（3） ：
外围设备主要包括操作面板、键盘、显示器、光电阅读机、 纸带穿孔机和外部存储器等。
操作面板：由于不同数控机床的动作不同，所配备的操作 面板是不同的。一般操作面板具有如下按钮和开关：
进给轴手动控制按钮，用于手动调整时移动各坐标轴。 主轴启停与主轴倍率选择按钮：用于主轴的启停与正、反
插补程序：根据加工程序所提供的加工信息，如 曲线的种类（直线、圆弧或其它曲线）、起终点 （直线的起点、终点，圆弧的起点、终点及圆 心）、加工方向（顺时针、逆时针），对这些信 息进行插补运算，决定每一个脉冲到来时的移动 方向及步长，以及曲线与曲线之间如何过渡等。
２．软件构成（3）：
速度控制程序：根据给定的速度值控制插补运算 的频率，保证预定的进给速度。并能根据反馈值 的正与负自动地调节速度的大小。
诊断程序：通过识别程序中的一些标志符来判断故 障的类型和所在地。
二．机床数控系统的基本工作原理
1 ．数控系统工作原理框图：
１．程序的输入：
分为手动输入和自动输入两种方式。手动输入通 常用键盘输入；自动输入可用穿孔纸带、磁带或 用通讯的方式。
２．译码：
主要是将标准程序格式翻译成便于计算机处理数 据的格式（高级语言→机器语言）。
3．刀具半径补偿原理（2）：
X X X
切直线时刀补的计算：设上段
数控系统的构成、工作原理和功能
数控系统的构成、工作原理和功能一、数控装置数控（NC）装置是数控装备的控制核心，通常由一台专用计算机和输入输出设备构成，如下图所示。
▲数控（NC）装置的组成1、信息信息、程序可以通过键盘人工编程输入，也可以在专门的编程系统中完成程序编制，将信息、程序存储在移动硬盘、光盘、U盘上输入数控系统，在通信控制的数控机床上，程序还可以由计算机接口传送。
2、专用计算机它由信息输入装置、运算器、控制器和输出装置组成。
专用计算机对信息进行处理，如计算各执行元件的移动量，另外通过固定、内置的逻辑单元操作程序控制动作信息（如：电动机开停、电动机正反转、刀具更换、检测等）。
3、伺服系统伺服系统控制驱动装备的执行元件，实现伺服电动机的起动、回转、编码检测、反馈、控制回转位置、减速、停止等。
通过上述组成部分可以看出，数控装置的工作过程是：将信息、程序通过专用计算机的输入装置，由控制器中的译码器对输入的信息进行识别，将识别结果向专用计算机的输出装置发出控制信号，执行规定的操作；最后由输出装置实现对伺服系统的数据输出，以实现对伺服系统的控制。
数控装置根据输入的指令进行译码、处理、计算和控制实现数控功能。
该类装置是20世纪50～70年代随着计算机技术发展而产生的一种控制技术。
从本质上讲，数控装置所具有的功能都是采用专用的硬件电路来实现的，因此也称为硬件数控装置。
从现代计算机技术和装备技术要求的角度来讲，这种专用数控装置结构复杂，功能扩展困难并受到一定限制，适应性及灵活性差，设计、制造周期长，制造成本高，稳定可靠性较差。
现代数控装置已发展成为计算机数控装置，也称为软件数控装置。
二、计算机数控系统以小型通用计算机或微型计算机的系统控制程序来实现部分或全部数控功能，简称为计算机数控（CNC）。
CNC系统是现代的主流数字控制系统。
用CNC系统控制的数控机床，简称CNC机床。
1、CNC装置的组成CNC装置由硬件和软件两大部分组成。
（1）硬件由CPU、存储器、总线、输入/输出接口、MDI/CRT接口、位置控制、通信接口等组成。
国家职业技能鉴定考试——数控车工中级考试题库
数控车工中级参考资料一、填空题：1、剖面图主要用于表达构件的某一断面结构形状.2、要清晰表达零件的内部形状应选用剖视图.3、图样标注尺寸线时必须用细实线画出，尺寸线的两端必须有箭头 .4、基孔制配合中的孔称为基准孔,基本偏差为H ，下偏差为0 。
5、表面粗糙度中轮廓算术平均偏差Ra 应用最为广泛。
6、切屑的形成过程中存在着金属材料的弹性变形和塑性变形。
7、切削有色金属和铜合金时，为避免腐蚀,不宜采用含硫的切削液。
8、在切削外圆时，背向力消耗的功率为0 .9、选择精基准时,选用加工表面的设计基准为定位基准，称基准重合原则.10、米制圆锥的锥度是1:20 .11、管螺纹的公称直径用管子孔径表示。
12、运动副是指两个构件直接接触,并能产生一定相对运动的联结.13、加工中，若车刀的主偏角为75º,副偏角为6º，其刀尖角为99°.14、在车床上加工轴，用三爪卡盘安装工件,它的定位是自动定位，一般不需找正。
15、主偏角是在基面中测量的主切削刃与假定工作平面的夹角.16、刀具的磨损程度通常以刀具耐用度来表示.17、刀尖圆弧半径增大时,会使径向力增大.18、数控机床指令中，G94对应的进给率单位是mm/min。
G95对应的进给率单位是mm/r.19、数控机床的坐标系分为机床坐标系和工件坐标系。
20、程序段中的字是指组成程序段的元素。
21、数控车床加工中，通常规定Z轴向卡盘移动的方向为负值.22、量块是检定和校准各种长度测量器具。
23、码盘又称编码器,通常装在被检测轴上.24、数控机床的大惯量直流伺服电动机的特点是转子惯量大、调速范围宽、承载能力强，动态响应好和低速性能好.25、数控机床没有进给箱,为了加工螺纹，必须在主轴后端连接主轴脉冲编码器以建立起主运动和进给运动的联系，严格保证主轴回转运动和进给运动的运动关系。
26、采用数控技术控制的机床，或者说装备了数控系统的机床称为数控机床 .27、数字控制英文简称NC ,计算机数控系统英文简称 CNC 。
数控系统组成及工作过程
数控系统组成及工作过程数控系统是数控机床的核心部件，它负责控制机床的运动以实现加工零件的任务。
一个数控系统通常由硬件部分和软件部分组成。
下面将详细介绍数控系统的组成和工作过程。
数控系统的组成：1.计算机：数控系统通常有一台或多台计算机，用于执行数控程序，实时计算运动轨迹，并控制机床的运动。
计算机通常由控制器、界面电路和输入输出设备组成。
2.控制器：控制器是数控系统的核心部件，它负责接收计算机发送的指令，并将其转换为机床可执行的控制信号。
控制器通常包括中央处理器（CPU）、存储器、输入输出接口等。
3.输入输出设备：数控系统的输入设备通常有键盘、鼠标、手柄等，用于操作员输入相关指令。
输出设备通常有显示屏、打印机等，用于显示和输出相关信息。
4.位置传感器：位置传感器用于测量机床各个轴的位置，常见的位置传感器有光栅尺、编码器等。
5.电机：电机负责驱动机床的各个轴运动，常见的电机有步进电机、伺服电机等。
6.执行机构：执行机构是机床上的各个部件，如刀具、夹具等，它们与电机通过传动装置相连，实现机床的各种运动。
7.通信线缆：通信线缆用于连接各个部件，传输信息和信号。
数控系统的工作过程：1.准备工作：操作员通过输入设备输入相关指令，包括程序的加载、坐标系的选择、工件的夹持方式等。
2.程序解释与分析：控制器接收到指令后，将其解释为机床可执行的指令序列，并分析指令的意义和顺序。
3.运动轨迹计算：控制器根据指令序列和机床的位置传感器信息，计算出每个轴的运动轨迹和速度，以实现加工路径的控制。
4.控制信号生成：控制器将计算出的运动轨迹转换为控制信号，通过输出接口发送给电机和执行机构。
5.机床运动控制：电机接收到控制信号后，根据要求进行相应的运动，驱动执行机构完成加工动作。
6.位置反馈与调整：机床的位置传感器实时反馈机床轴的位置信息给控制器，控制器根据反馈信息对机床的位置进行调整，确保加工精度和稳定性。
7.状态监测与报警：数控系统会监测机床和系统的工作状态，一旦出现异常，会及时报警并采取相应措施。
广数数控系统对比选择
广数数控系统对比选择目前，数控系统种类繁多，按数控系统的性能价格比分为:经济型数控系统、标准型数控系统、全功能型数控系统和特殊型数控系统四大类产品。
经济型数控系统也称简易数控系统。
其特点是价格便宜、精度适中、功能简化、针对性强，比较适用于老设备技朮改造和产品更新。
标准型数控系统的特点是功能较全，价格适中，适用于中档的数控机床，应用较广。
多功能型数控系统的特点是功能齐全，价格较贵。
适用于加工复杂零件的大中型机床以及FMS、CIMS中使用的数控机床。
特殊型数控系统适用于各类特种加工机床，如:电加工机床，超精加工机床等。
依据经济实用原则。
对中小型车床的改造广泛采用步进电机驱动的开环控制系统。
用经济型数控系统改造后车床的控制原理。
改造后车床可以自动车削圆柱面、圆锥面、端面、球面、螺纹等。
目前，国内生产的经济型数控系统有多种类型。
经济型数控系统主要包括数控装置、坐标轴驱动(或伺服)系统、主轴驱动系统、刀架及辅助功能的强电控制与驱动系统、接口等。
经济型数控装置有步进电机驱动的开环数控装置、直流电机驱动的半闭环数控装置和点位式经济型数控装置三种。
对于数控车床改造一般选用步电机驱动开环数控装置。
选择时主要考虑以下性能:CPU类型、用户容量、控制轴或联动轴数、设定单位、插补类型、编程尺寸及编程标准，G、M、S、T、F功能、刀具补偿功能、间隙补偿功能及循环功能、显示方式及显示信息的形式、绝对编程、增量编程、程序输入方式以及报警、诊断等。
根据需要选择相应的性能。
步进电机驱动单元的性能参数主要有:步进电机性能参数及安装尺寸，控制箱与电机的接线型式等。
系统的快速进给速度、空载起动频率，静态转矩，系统升频降频时间，起动矩频特性、起动惯频特性、运行矩频特性。
驱动电路的型式主要有:高低压驱动电路、斩波驱动电路、调频调压驱动电路、细分驱动电路、电流检测型功率放大电路等。
不同的电路型式、其工作性能不同，根据加工需要合理选择。
刀架控制与驱动系统主要考虑刀架型式(如四位或八位电动刀架，或转塔六位刀架等)，定位精度及重复定位精度，换刀时间、刀具选择时刀架的转向、夹紧力，刀杆尺寸及装夹刀具结构型式等性能参数。
国家开放大学《机械CADCAM》章节自测参考答案
A.MRP B.MRP-Ⅲ C.MRP-Ⅱ D.MAP1.0 4.物料需求计划的对象是（ ）。 A.关键工作中心 B.工作中心 C.最终产品 D.物料
第 8 章 CAD/CAM 的集成 一、选择题 1.下列不属于狭义 CAD/CAM 集成系统组成的是（ ）。
A.CAE 模块 B.CAD 模块 C.CAQ 模块 D.CAPP 模块 2.下列不属于 CAD/CAM 集成系统的结构类型的是（ ）。 A.计算机辅助质量管理系统 B.数据驱动型系统 C.传统型系统 D.改进型系统 3.产品数据管理系统的一般体系结构包含四个层次：用户界面层、功能模块及开发工具层、 框架核心层和（ ）。 A.中央处理层 B.系统支撑层 C.传送层 D.调度层 4.（ ）是 PDM 系统中最基本、最核心的功能，是实现 PDM 系统其他相关功能的基础。 A.产品结构与配置管理
第 2 章 CAD/CAM 系统 一、单选题 1.下列不属于图形输入设备的是（ ）。
A.鼠标器 B.键盘 C.打印机 D.图形输入板 2.CAD/CAM 系统中软件分为几大类，他们是（ ）。 A.系统软件、应用软件、绘图软件 B.系统软件、支撑软件、功能软件 C.系统软件、支撑软件、应用软件 D.系统软件、功能软件、应用软件 3.几何建模软件属于（ ）软件。 A.功能软件 B.应用软件 C.系统软件 D.支撑软件 4.应用软件可分为（ ）等系统。 A.检索型、自动型、交互型、智能型 B.检索型、自动型、独立型、智能型 C.检索型、自动型、交互型、独立型 D.检索型、独立型、智能型、交互型 5.下面不属于 CAD 图形输入设备的是（ ）。
数控考试资料教材
《数控技术》课程学习概述第一章：数控技术的几个概念数控机床的组成及工作原理数控机床的特点、分类及适用范围第二章及第三章：数控编程的内容及步骤数控加工程序的结构基本指令的使用数控编程的工艺分析简单零件的编程第四章：CNC装置的硬件结构形式CNC装置的软件结构特点及形式刀补的概念及C刀补的特点第五章：插补的概念及分类逐点比较法及DDA插补的原理及过程数据采样插补的周期第六章：伺服系统的分类及特点步进电机的工作原理开环系统的传动计算提高开环系统伺服精度的方法常用检测装置的基本原理几种闭环（半闭环）系统的基本工作原理第七章：数控机床对机械结构的基本要求主传动系统的常用形式对进给传动系统的基本要求消除齿轮间隙的方法丝杠螺母副的形式及滚珠丝杠的预紧导轨副的种类及特点自动换刀的几种形式自动换刀系统中刀库的类型及刀具的识别第八章：故障的概念及故障规律数控机床机械故障的诊断方法数控机床系统故障诊断的方法第九章：数控机床的发展趋势DNC、FMC、FMS、CIMS、AC练习与思考1、数控机床由哪些部分组成？数控装置的作用是什么？数控机床一般由控制介质、数控装置、伺服系统、机床本体四部分组成。
数控装置的作用是把控制介质、数控装置、伺服系统、机床本体四部分组成。
数控装置的作用是把控制介质存储的代码通过输入和读带，转换成代码信息，用来控制运算器和输出装置，由输出装置输出放大的脉冲来驱动伺服系统，使机床按规定要求运行。
2、简述数控机床常用的分类方法。
按控制的运动轨迹分有点位控制数控机床、直线控制数控机床和轮廓控制数控机床；按伺服系统的类型分有开环伺服系统数控机床、闭环伺服数控机床和半闭环伺服数控机床；按工艺方法分有金属切削类、金属成型类和特种加工类数控机床。
数控机床按功能水平还可分为高、中、低档三类。
3、NC机床适用于加工哪些类型零件，不适用于哪些类型的零件，为什么？NC机床适用于加工形状复杂，加工精度要求高的零件；用数学模型描述的复杂曲线或曲面轮廓零件；具有难测量、难控制进给、难控制尺寸的不开敞内腔的壳体或盒型零件；必须在一次装夹中合并完成铣、镗、锪、铰或攻丝等多工序的零件。
控制系统题
是非题：1、（F ）直线型检测装置有感应同步器、光栅、旋转变压器。
2、（F ）常用的间接测量元件有光电编码器和感应同步器。
3、（T ）直线型检测元件有感应同步器、光栅、磁栅、激光干涉仪。
4、（T ）旋转型检测元件有旋转变压器、脉冲编码器、测速发电机。
5、（T ）开环进给伺服系统的数控机床，其定位精度主要取决于伺服驱动元件和机床传动机构精度、刚度和动态特性。
6、（F ）增量式位置检测装置的测量信号通常是二进制形式。
7、（ T ）绝对式码盘具有断电记忆功能。
8、（T ）采用增量式位置检测装置的机床，每次开机时，CRT显示的坐标值为零。
9、（F）BCD码盘的特点是任何两个相邻数码间只有一位是变化的。
10、（T ）光电编码器也可用于数字式测速。
11、（F ）直线控制系统的车床能加工圆锥、圆弧。
12、（F ）点位控制系统的机床在加工时需要不断进行插补运算。
13、（F ）磁栅的磁头和录音机的磁头是一样的。
14、（F ）反射光栅一般用透明的光学玻璃制成。
15、（F ）进给直流伺服电动机常采用SCR控制方式。
16、（F ）交流伺服电动机通常为三相交流异步电动机。
17、（T ）步进电动机有步距误差但没有累积误差。
18、（F ）小惯量直流伺服电动机是通过提高输出力矩来提高力矩/ 惯量比。
19、（T ）大惯量直流伺服电动机是通过提高输出力矩来提高力矩/ 惯量比。
20、（T ）位置控制一般采用位置控制芯片或位置控制模板。
21、（T ）编码器主轴定向控制可在0~360 度间任意定向。
22、（F ）圆弧轮廓加工时，联动坐标轴的增益相等则会加工成椭圆形。
23、（F ）系统的增益愈高愈好。
24、（F ）全数字式伺服系统的位置环控制在数控系统中进行。
25、（F ）经济型数控系统是建立在微机基础上的，功能齐全。
26、（T ）一般对信号的隔离常采用光电隔离。
27、（T ）输入的零件程序是先存放到缓冲器，再经缓冲器到达零件程序存储器。
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本章学习目标：
单微处理器和多微处理器CNC装置的硬件组成 掌握多微处理器CNC装置的两种典型结构 掌握标准型数控系统的软件组成及结构 理解并行处理技术的实现方式了解多任务性与并行处理技术常采用 的两种方法：资源分时共享和时间重叠流水处理 熟悉前后台型软件和中断型结构模式各自的特点
7.1.1 单微处理器CNC结构
（2）系统总线。 总线是CPU与各组成部件、接口等之间的信息公共传输线，是由一组组传送数字信息 的物理导线组成的，是CNC装置内部数据或信息交换的通道，由数据总线（DB）、地址总 线（AB）、控制总线（CB）组成。 数据总线（DB）：是各部分之间数据交换的通道。它是双向总线，表示数据可输入处理器, 也可从处理器输出。线的根数与数据宽度相等，数据走向由地址总线
7.1.2 多微处理器CNC结构
CNC管理模 块（CPU） 输入输出模 块（CPU） 可编程控制 模块 操作面板显 示模块
CNC插补模 块（CPU） 主存储器模 块（CPU） 位置控制模 块（CPU） 主轴控制模 块（CPU）
系 统 总 线
图7-2 多微处理器共享总线结构框图
7.1.2 多微处理器CNC结构 （2）共享存储器结构。在该结构中，采 用多端口存储器来实现各CPU之间的连接 和信息交换，每个端口都配有一套数据、 地址、控制线，以供端口访问。由多端控 制逻辑电路解决访问冲突，其结构如图73所示。当CNC系统功能复杂要求CPU数 量增多时，由于各个CPU争用共享存储器 时会造成信息传输的阻塞，从而降低系统 的效率，其扩展功能较为困难。
和控制总线决定。
地址总线（AB）：用来确定数据总线上传输的数据的来源或目的地。它是单向总线，传送 的是地址信号。 控制总线（CB）：用来确定数据总线上信息流的时间序列。它是单向总线，传送的是一 些控制信号。例如数据传输的读写控制以及中断复位等信号。
7.1.1 单微处理器CNC结构
（3）存储器：包括只读可编程存储器和随机读写存储器。 存储器用于存放系统程序、应用程序和运行中所需要的 各种数据。有了它，数控系统才有记忆功能，才能保留 各种数据、参数和程序，才能自动快速地工作。目前数 控系统多用半导体存储器和磁泡存储器。系统程序存放 在只读存储器EPROM中，通过专用的写入器写入程序， 即使断电程序也不丢失。程序只能被CPU读出，不能随 机写入。运算的中间结果存放在随机存储器RAM中，它 能随机读写，断电后信息就消失。加工零件程序、数据 和参数存放在有后备电池的CMOS RAM或磁泡存储器中， 它能随机读出。根据操作的零件写入或修改、断电后信 息仍能保留。
7.1.2 多微处理器CNC结构
（4）存储器模块。该模块是用来存放程序和数据的主存储器。 每个CPU控制模块中还有局部存储器，它也是功能模块间进行 数据传送的共享存储器。目前常用的存储器主要有电子盘、硬 盘、CF卡、SD卡等。它们用来存放下列数据和参数： 系统软件、系统固有数据。 系统的配置参数（系统所能控制的进给轴数、轴的定义、系统 增益等）。 用户的零件加工程序。 CNC装置中，常采用电子存储器件作为外存储器，具有较好的 可靠性。 （5）可编程控制器PLC模块。主要用来实现M、S、T等辅助功 能。 （6）位置控制模块。是实现数控机床CNC装置与伺服驱动系统 连接的接口模块，是进给伺服系统的重要组成部分。执行件的 位移值通过检测元件测得并进行模拟转换，然后作为反馈信号 输入比较电路，经与位置给定值比较进行自动的加减速调节去 控制伺服电机运行。
7.1.2 多微处理器CNC结构
（1）CNC系统管理模块。该模块对微处理要求最高。它是实 现CNC系统协调工作的主体软件，负责管理和组织整个CNC 系统各功能协调工作。主要包括系统的初始化、中断管理、 总线裁决、系统出错识别和处理、系统软硬件诊断等功能。 （2）CNC插补模块。该模块完成零件程序的译码、坐标计算 和转换、刀具半径补偿和进给速度处理等插补前的预处理， 然后按给定的插补类型和轨迹坐标进行插补计算，为各坐 标轴提供位置给定值。 （3）输入输出模块。该模块完成CNC装置与外界数据和信息 的交换，也就意味着CNC装置中的CPU通过该模块从外部输 入设备获取数据，CNC装置中的数据也可通过该模块输送到 外部设备。 输入设备有外部输入面板、纸带阅读机；输出设备有打印 机、纸带穿孔机；输入输出设备有读卡器、磁带机、录音 笔等；通信接口有RS-232、网络接口等。
7.1.1 单微处理器CNC结构
（4）I/O输入/输出接口电路。 CNC装置与机床之间的出入信号一般不能直接连接，只 有通过输入/输出接口电路连接起来，它用来交换数控 装置和外部的信息。对CNC装置来说，由机床向CNC传 送的开关信号和代码信号为输入信号，由CNC向机床传 达的开关信号和代码信号为输出信号。 I/O接口电路的主要任务是进行电平转换和功率放大。 因为控制的设备或电路不一定是TTL电平，而CNC装置 接收或输出的信号是TTL电平，因此有必要进行电平转 换。加上控制的外设设备负载较大，还需要进行功率放 大。输入/输出接口电路的作用还有电隔离和滤波等， 通过将各种执行机构（光电隔离器件或继电器）将机床 与CNC之间的来往信号加以隔离，从而防止噪声引起误 动作。
7.1.1 单微处理器CNC结构
（6）可编程控制器（PLC）。 可编程控制器（Programmable Logical Control，PLC）易 于与自动控制系统相连接，主要是利用其逻辑运算功能取 代传统机床的强电继电器逻辑实现各种开关量的控制。它 的功能完善，除具有模拟量/数字量输入输出和逻辑运算外、 还有数据处理、通信、人机对话、自检、记录、显示、定 时、计数等各种功能，可以方便灵活地构成不同要求、不 同规模的控制系统。目前可编程控制器典型的应用有顺序 控制、过程控制、数据处理以及联网和显示等。数控机床 使用的PLC可分为内装型和独立型两类。大多数数控机床采 用内装型PLC，只有少数机床采用独立型PLC。内装型PLC 是CNC系统的生产厂家实现顺序控制而专门设计的，它与机 床之间的信号传送是通过CNC装置本身的输入/输出接口电 路来实现的，这种类型的PLC一般不能独立工作。独立型 PLC是由专业化生产厂家生产的PLC产品来实现顺序控制， 它独立于CNC装置，能够独立完成规定的控制任务，具有完 备的硬软件功能。
微处理器通过总线与存储器、I/O控制等各种接口电路相连， 构成CNC装置。单微处理器CNC装置内一般只有一个中央处 理器CPU，主要完成CNC装置对存储、插补运算、I/O控制、 CRT显示等多任务的集中控制和分时处理。有的CNC装置内
虽有多个CPU，但只有一个CPU为核心，由它控制总线和访
问主存储器，其他的CPU只是附属的专用智能部分。单微处 理器CNC结构主要由中央处理单元（CPU）、系统总线、存
7.1.2 多微处理器CNC结构
2．多微处理器模块结构类型 多微处理器CNC由于采用模块化结构，可以采 用积木方式组成CNC装置。与单微处理器结构 CNC装置相比，多微处理器结构CNC装置具有更 好的适应性和扩展性，使故障对系统的影响降 到更低。它的运算速度高，更适合多轴控制、 高进给速度、高精度、高效率的数控要求。在 硬件方面，多个微处理器配以相应的接口，插 件模块更换更加方便。 单微处理器结构CNC装置采用以总线为中心的 计算机结构，而多微处理器结构CNC装置各模 块之间的互连和通信除了采用共享总线结构外， 还采用共享存储器结构。
7.1.2 多微处理器CNC结构
（1）共享总线结构。 所有主、从模块均插在总线槽内，以系统总线 为中心的多微处理器结构中，通过共享总线将 各个模块有效地连接在一起，按照标准协议交 换各种数据和控制信息，构成一个完整的实时 多任务系统，实现各种预定的功能。带有CPU 的称为主模块，不带CPU的称为从模块。主模 块有权控制使用总线，但在某一时刻只能有一 个主模块占据总线。在多个主模块同时请求使 用总线时会造成总线竞争。为此必须设有仲裁 电路来进行总线裁决。多微处理器共享总线结 构如图7-2所示。共享总线结构简单，造价低， 系统配置灵活容易实现。由于多个主模块争用 总线时会造成信息传输率下降。
7.1.2 多微处理器CNC结构
1. 多微处理器模块组成 多微处理器CNC结构大都采用模块化结构，有 多个微处理器。每个微处理器分管各自的任务， 形成特定的功能单元，即功能模块。模块化多 微处理器CNC系统的基本功能模块一般有CNC 管理模块、CNC插补模块、输入输出模块、存 储器模块、可编程控制器PLC模块、位置控制 模块等。根据系统的总任务需要进一步扩展功 能可增加相应的模块。
7.1 标准型数控系统的硬件结构
从外部特征来看，CNC系统是由硬件（通用硬件和专用 硬件）和软件（专用）两大部分组成的。硬件是数控系统的 基础，软件在硬件的支持下运行。CNC系统的硬件结构一般 分为单微处理器和多微处理器两大类。
7.1.1 单微处理器CN式。
图7-1
单微处理器CNC的结构
7.1.1 单微处理器CNC结构
（1）中央处理单元（CPU） 中央处理单元CPU是CNC装置的核心，实施对整个系统的运算、 控制和管理。由运算器和控制器两部分组成，主要完成信息处理。它 包括控制和运算两方面的任务。控制任务是根据系统要实现的功能进 行协调、组织和指挥工作，即获取信息、处理信息和发出命令。主要 包括对零件加工程序输入输出的控制、对机床加工现场状态信息的记 忆控制、保持CNC系统内各功能部件的动作以及各部件之间的协调、 开关量I/O控制等。运算任务是完成一系列的数据处理工作，主要包 括译码、刀补计算、速度计算、插补计算和位置控制等。目前CNC装 置中常用的微处理器有8位、16位、32位和64位。
储器、输入/输出接口电路、位置控制单元、可编程控制器
（PLC）、MDI/CRT接口以及通信接口等组成。
7.1.1 单微处理器CNC结构
存储器 输入/输出 I/O接口 总 线 位置控制单元 可编程控制器 通信接口 CRT 机床开关 控制 速度控制 单元 电动机