数控技术及装备
数控技术和装备的发展趋势
技术 ； ） （ 信息处理 、 工 、 ２ 加 传输技术 ； ） （ 自动控 制 ３
技术 ； ） （ 伺服驱 动技术 ；５传 感器技 术 ； ） ４ （） （ 软件 ６
技术等。
１数控技术的发晨趋势 数控技 术的应用不但 给传统制造 业带来 了 革命性的变化 ， 制造业成为工业化 的象征 ， 使 而 且随 着数 控技 术 的不控技木和装备的发展趋势
摘 要： 简要 介 绍 了 ＂今 世 界 数 控 技 术 及 装 备 发 展 的 趋 势 及 我 国数 控 装 备 技 术 发 展 和 产 业 化 的现 ３ －
状， 在此基础上讨论 了在世界各 国生产技 术快速发展的今天 ， 发展我 国数控技 术及 装备、 高我 国制造 提 业信息化水平和 国际竞争 能力 的重要性 ， 并从 竞增方面提 出了发展我 国数控技 术及 装备的几点看法。
而且效率 也大幅度提高。一般认为 ， ｌ台 ５轴 联
动 机床 的效 率可 以等于 ２台 ３轴联 动机 床 ， 特 别 是使 用立方氮化硼 等超硬材料铣 刀进行高速 铣 削淬硬 钢零件 时 ， ５轴联动加工可 比 ３轴联 动 加工发 挥更高 的效益 。但 过去 因 ５轴联动数控 系统 、 主机结构复 杂等原因 ， 其价格 要 比 ３轴联 动数控 机床高 出数倍 ， 加之编程技术 难度较大 ， 制约 了 ５轴联动机床 的发展。 当前 由于电主轴 的出现 ，使得 实现 ５轴联 动加工 的复合主轴头结构 大为简化 ，其制造难 度 和成 本大幅度降低 ，数 控系统 的价 格差距缩 小 。因此 促进 了复合 主轴 头类型 ５轴 联动机床 和复合加工机床 （ ５面加工机床 ） 含 的发展 。 １３智能化 、 放式 、 ． 开 网络 化成 为 当代数控 系统发展 的主要 趋势 ２ 世纪的数控装备将是具有 一定智能化 的 １ 系统 ，智 能化 的内容包括在 数控系统 中的各个 方面 ：为追求 加工效率和加 工质量方 面的智能 化， 如加工 过程的 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 操作方面 的智 能化 ， 如智 能化 的 自动编程 、 智能 化的人机界 面等 ； 还有智 能诊 断 、 智能监 控方面 的 内容 、 方便系统 的诊断及维修 等。 数控系统开放化 已经成 为数 控系统 的未来 之路。所谓开 放式数控系统 就是 数控系统 的开 发可以在统一 的运行平台上 ，面向机床 厂家和 最终用 户 ， 通过 改变 、 增加 或剪裁 结构 对象 （ 数 控 功能 ）形成 系列化 ， ， 并可 方便 地将用 户 的特 殊 应用和技术诀 窍集成到控制 系统 中，快 速实
数控车实训报告实训器材
一、前言数控车床实训是机械制造专业学生掌握数控车削技术的重要环节。
通过实训，学生可以熟悉数控车床的操作方法、编程技巧和加工工艺，提高实际操作能力。
本文将详细介绍数控车实训过程中所使用的器材。
二、实训器材1. 数控车床数控车床是实训过程中的主要设备，其种类繁多，包括卧式数控车床、立式数控车床、龙门数控车床等。
实训中常用的数控车床为卧式数控车床，具有加工精度高、自动化程度高等特点。
2. 编程软件编程软件是数控车床实训过程中必不可少的工具，用于编写和编辑数控加工程序。
常用的编程软件有Fanuc、Siemens、Heidenhain等品牌，实训中一般使用Fanuc编程软件。
3. 刀具刀具是数控车床加工过程中的核心工具，其种类繁多，包括外圆车刀、内孔车刀、螺纹车刀、端面车刀等。
实训中常用的刀具有外圆车刀、内孔车刀、螺纹车刀等。
4. 工件材料工件材料是实训过程中需要加工的对象，常用的工件材料有碳素钢、合金钢、不锈钢、铸铁等。
实训中根据加工要求选择合适的工件材料。
5. 工具夹具工具夹具用于固定工件，保证加工精度。
实训中常用的工具夹具有三爪自定心卡盘、四爪卡盘、拨盘、心轴等。
6. 测量工具测量工具用于检验工件尺寸精度和形状精度，常用的测量工具有游标卡尺、千分尺、万能角度尺、水平仪等。
7. 安全防护用品安全防护用品用于保护实训人员的人身安全，常用的安全防护用品有安全帽、工作服、防护眼镜、手套等。
8. 电气设备电气设备包括电源、控制柜、变频器等，用于为数控车床提供动力和控制信号。
9. 辅助设备辅助设备包括冷却液泵、液压系统、气动系统等，用于为数控车床提供冷却、润滑和气动动力。
三、实训器材的作用1. 数控车床：提供加工平台，实现工件的高精度加工。
2. 编程软件：方便快捷地编写和编辑数控加工程序。
3. 刀具：实现各种加工要求，提高加工效率。
4. 工件材料：提供加工对象，检验实训成果。
5. 工具夹具：保证工件定位精度，提高加工质量。
数控机床技术在大型装备制造中的应用案例
数控机床技术在大型装备制造中的应用案例数控机床技术，作为现代制造业中关键的装备之一，广泛应用于大型装备的制造过程中。
数控机床以其高度自动化、精度高、效率优越等优势，为大型装备制造提供了有效支持。
本文将重点介绍数控机床技术在大型装备制造中的应用案例。
首先，在大型航空航天装备制造领域，数控机床技术发挥了重要作用。
以飞机制造为例，飞机是大型装备中要求精度高、工艺复杂的典型代表，而数控机床正能够满足这些要求。
在飞机零部件的加工制造中，数控机床可以精确控制刀具的运动轨迹和加工深度，确保零部件的精度和质量；同时，数控机床还能够实现多种加工工艺的自动转换，提高生产效率。
通过数控机床的应用，大大提升了飞机制造的精密度和生产效率，为航空航天装备制造的发展做出了重要贡献。
其次，在大型汽车装备制造中，数控机床技术同样扮演着重要角色。
汽车制造是一个高度自动化、精密化的领域。
在汽车零部件的制造加工中，数控机床可以实现不同类型零件的高精度加工，如发动机缸体、汽车底盘部件等。
同时，数控机床的自动化程度高，可以实现连续加工、不间断生产，提高生产效率。
汽车制造领域中，越来越多的企业采用数控机床技术，其高效、高质、高稳定的特性，为大型汽车装备制造提供了强有力的支持。
除了航天和汽车领域，数控机床技术在大型工程机械、电力装备等领域同样得到广泛应用。
以大型工程机械为例，如挖掘机、铣刨机等，这些设备通常要求高精度、大力矩、高刚性等特点，而数控机床能够满足这些要求。
通过数控机床的应用，可以实现对零部件的精密加工和装配，提高设备的性能和质量。
在电力装备制造中，数控机床可以实现对电机、发电机及其他配套部件的制造，保证了电力装备的稳定性和高效性。
总之，数控机床技术在大型装备制造中的应用案例丰富多样。
无论是航空航天、汽车、工程机械还是电力装备等领域，数控机床都能够发挥关键作用。
通过数控机床的精密加工，可以实现零件的高质量、高精度生产，提高整个装备制造过程的效率和质量。
《数控技术及装备》课程教学大纲
《数控技术及装备》课程教学大纲适用于四年制本科机械设计制造及其自动化专业（建材机械方向）学分：1.5总学时：24理论学时：18 实验／实践学时：6/0一、课程的性质、任务和要求《数控技术及装备》是机械设计制造及其自动化专业的选修课程。
本课程共24学时，1.5学分。
《数控技术及装备》课程的主要任务是：通过该课程的学习，要求掌握数控加工技术的基础知识、数控加工编程技术（包括手工编程和计算机辅助编程技术）、熟悉数控机床的操作，重点掌握计算机数控装置硬件和软件结构、插补原理、刀具补偿原理；数控装置的驱动和位置检测原理。
熟悉数控机床的机械结构。
学习本课程后，应达到下列基本要求：1．正确设计被加工零件的数控加工工艺，正确的选择刀具、切削参数和数控机床。
2．正确编制被加工零件的数控加工程序。
3．熟悉数控机床的基本操作。
4．在掌握计算机数控装置的硬件和软件工作原理、伺服驱动系统、位置检测装置、数控机床机械结构的基础上，初步具有数控机械设计的能力。
二、本课程与其它课程的关系、主要参考教材本课程的先修课程：微机原理及应用、机械设计。
参考教材：[1]《数字控制技术与数控机床》，扬有君，机械工业出版社，1999[2]《现代数控技术及应用》，刘启中，机械工业出版社，2000[3]《伺服系统中的传感器》，曲家骐，机械工业出版社，2000[4]《数控机床》，易红，机械工业出版社，2005三、课程内容（一）数控技术概述主要内容：数控机床的基本概念，数控机床的特点，数控机床的工作原理及组成，数控机床的种类及应用范围，现代数控技术在机械制造中的应用和发展。
重点：数控机床的工作原理及组成（二）数控加工技术基础知识主要内容：数控加工的工艺处理，数控机床的刀具与工具系统，数控编程的基础知识。
重点：工艺处理（三）数控编程技术主要内容：数控车床编程，数控铣床和加工中心编程，数控加工的计算机辅助编程技术。
重点：数控编程（四）数控机床操作主要内容：数控系统面板，数控机床的操作模式，数控机床的对刀操作，刀具参数设置与自动换刀，数控机床的安全操作。
数控技术和装备的发展趋势及对策
量 时，一 个非常重要 的指标就是装备 工业现 代化 的程度 以及水平 ． 在装备 工业 中，数控的装备 以及技 术是 非常重要 的。本篇文章对 当 今 的数控装备 以及技 术的发展趋势进行 了简单的分析 ，同时对我 国 的数控装备 与技术 现状潋覆发展的趋 势进行 分析 ， 提 出相应的对策 提 升我 国的数控装备 以及技术 的水平。
科技论 坛
数控技术和装备 的发展趋势及对策
朱剑 军
（ 昌河飞机工业 （ 集团 ） 有 限责任公 司 ）
【 摘 要 】目前 ，在对 国民经济现代 化的程度 以及水平进行衡 过对结构 的对象进行 增加 、改变或者是裁剪形成系列化 ，能够使用
户的技术 以及特殊 的应用 在控制的系统 中进行集成 ，实现不 同的档 次 以及不 同的品种 的系统 ，使产品具备鲜明 的个性 。 目 前 ，对数控
的技术进行研究 ， 核 心是 使开放性数控的系统具备规范的体系 、规
范的配置 以及规范的结构 ，同时还包括软件 以及功能库 的开发 。 ２数控 的装 备以及 技术在 我国的发展状 况 ２ ． １发展 的历程 在我国，数控的装备 以及技术开始于 ２ ０世纪 ６ ０年代 ，发展 的 历程 包括三个阶段： 封闭发展 的阶段 ，也就 是从 开始的时间到改革开放 ，在这段时 间内，因为我 国的基础较弱 以及外 国在 技术的方面实行封锁，数控 的设备 以及 技术在发展的方面是十分缓慢的 。 初步建立 的阶段 ，也就 是第六个 五年计划 至第八个五年计划， 在这段 时间 内，我国实行 了改革开放 ，国家对数 控的装备 以及技术 高度 的重视 ，同时国际的环境 以及研发 的环境在 逐渐 的改善，数控 的装备 以及技术在 发展 的方面十分迅猛，取得了的进步是显著的。 市场 竞争的阶段 ，也就是第九个五年 计划 的时期，在这段时间 内，数控 的装 备以及技术取得的成绩是非常 明显 的。在第九个五年 计划 的末期 ，国内的市场 中，国产 的数控 设备占据 了一半以上 。 ２ ． ２成绩 ‘ （ １ ） 数控的装备 以及技术在发展方面具备 了坚实 的基础 ， 对现 代的数控设备 以及技 术能够基本的掌握 。目前 ，我 国在数控 的装备 以及技术方面 ，对基 础的技术 已经初步掌握 ，大 多数 的技术 已经实 现 了产业化 以及商业化 。 （ ２ ） 数控产 业的基地 已经初步的形成。 在 设备以及技术基本掌 握 以及技术产业化 的情况 下，许多生产数控系统 的厂家 已经建立 ， 数控产业的基 地 已经初步 的形成 。 （ ３ ） 建立了研 发的队伍。 在数控 的装备 以及技术发展 的过程 中， 已经初步的建立 了研发 的队伍 ，能够对 数控的装备 以及技术进行研 发的工作。
数控技术及装备 PPT课件
1、早期的数控系统：
输入、运算、插补、控制功能均由电子管、晶体管、中小规模集成电路组成的逻
辑电路实现。不同的数控机床需要设计专门的逻辑电路，可靠性差，功能和灵活性差。 1974
年美日等研究出了以微处理器为核心的数控系统，之后8位、16位、32位、64位的CNC被应用。
2、当前的数控系统：输入、运算、插补、控制功能等均由运动控制芯片完成；
3/30/2020
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4.3 CNC装置的软件结构
1、CNC装置的软硬件界面（软硬件的功能界面） 2、CNC装置的软件系统特点(合理软件的主要内容) 3、CNC装置软件结构模式（软件的合理结构） 4、国际标准的软件结构（发展趋势、设计优势）
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4.4 CNC装置的插补原理
1、CNC装置的插补原理 2、脉冲增量法直线插补 3、脉冲增量法圆弧插补 4、数字积分法直线插补 5、刀具补偿原理、进给速度控制、PLC
控功能，具有良好的“柔性”，可通过改变软件来更改或扩展功能。
2）CNC装置组成： 由硬件、软件组成，软件在硬件的支持下运行，二者缺一不可。
3）CNC装置控制内容： 对机床控制而言，主要有运动控制和逻控制两种基本形式。 a、运动控制：有位移、速度、加速度三要素及其组合控制，如：机床各伺
服轴的插补运动控制、速度控制、加减速控制、主轴速度控制、主轴定位控制、 主轴与进给轴的插补控制等。
2、并行处理的方法： 资源分时共享处理、资源重叠流水 处理 3、任务性质的划分：
4、软件结构模式：指系统软件的组织管理方式，即系统任务的
划分方式、任务调度机制、任务间的信息交换机制、系统集成方 法等。
三种模式：前后台型结构模式；中断型结构模式； 基于实时操作系统的结构模式
数控技术和装备发展趋势及对策
数控技术和装备发展趋势及对策摘要：数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备。
数控发展趋势高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力关键词：数控技术发展趋势马克思曾经说过”各种经济时代的区别，不在于生产什么，而在于怎样生产，用什么劳动资料生产”。
制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。
总之，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。
数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，其技术范围覆盖很多领域：（1）机械制造技术；（2）信息处理、加工、传输技术；（3）自动控制技术；（4）伺服驱动技术；（5）传感器技术；（6）软件技术等。
1 数控技术的发展趋势数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业（it、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。
从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面[1～3]。
1.1高速、高精加工技术及装备的新趋势效率、质量是先进制造技术的主体。
高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。
为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会（cirp）将其确定为21世纪的中心研究方向之一。
1.2 5轴联动加工和复合加工机床快速发展采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。
数控技术和装备发展趋势及对策
数控技术和装备发展趋势及对策随着现代制造业的快速发展，数控技术和装备的重要性越来越高。
数控技术和装备的发展趋势主要包括以下几个方面：一、高效性和精度要求提高制造业对生产效率和产品质量的要求越来越高。
这对数控技术和装备提出了更高的要求，需要增加生产效率和提高产品质量，进一步提高生产效益。
高效率和精度是数控技术和装备的核心竞争力，随着大数据技术的应用，数控技术和装备的高效性和精度会更加突出。
二、智能化和自动化程度提高随着机械电子技术和计算机技术的不断发展，数控技术和装备的机械自动化程度进一步提高，自动化生产线配备更高端的工控系统、智能传动装备、高速传感器和工业控制器，数控技术和装备自身要带有智能化、自主决策和可编程的特点，才能适应未来的发展趋势。
三、高端化和专业化发展制造业不断升级和转型，要求数控技术和装备具有高端的技术含量和专业的技能，能够快速的响应市场需求。
数控技术和装备的高端化发展需要与专业化发展相结合，不断探索新的完全自动化、智能化制造产业模式，提高数控技术和装备与市场需求的匹配性。
四、绿色化和环保化随着全球环保意识的提高，制造业对环保化的要求也越来越高。
数控技术和装备可以逐步实现材料、能源和水的节约和循环利用，优化制造过程，减少污染物排放和对环境的影响，实现新一代制造业的绿色化和环保化。
为了适应数控技术和装备的发展趋势，生产和管理应该采取以下对策：一、提升人才培养数控技术和装备需要拥有更多的高级技术人才来应对市场需求的变化，提高企业核心竞争力。
因此企业可以通过引进人才、加强培训，建立科研与实践结合、产学研一体化的人才培养体系，培养更多高级专业人才。
二、开发优秀数控产品企业应该重视研发工作，开发能够适应市场需求的新型数控产品。
可以采取设立新型研发院所、参与行业协会会议等方式，加强社会交流和技术国际化合作等措施，推动研发工作并提高成果转化率和市场竞争力。
三、提高信息化水平企业应该加强管理信息化，推进工艺、生产、采购、销售等方面的信息化建设，加强数据分析，提高生产效率和质量水平。
论我国数控技术和装备发展动态与趋势
了数 控技 术 的机 床 ，或 者说 是 装备 了数 控 系统 的机 年增加 了近 ５倍 ，较 ２ ０ 年也翻 了一番 多。２ ０ ０１ ０ ４年
床 ，是高 度机 电一体 化 的产 品。 数控金属切 削机床产量达 到 ５ ６ １ １台，同期 国内数控 ８ 机床 的消费量 接近 ７万 台。 我 国数控机 床已进 入快速 发展和应 用 的新 阶段 ， 数 控装备 的可供 品种 有近 １ ０ ０种 ．且每年仍 以 ２ ０ ５ ０
高 精度 数控所 占比例 很小 ：在 国 内数控 装备市 场 中 ，简单 的经济
型 数控机 床 占 了近 ７ ％ ，在 中、 ０
高 档 数 控 装 备 的 研 制 方 面 远 落
后于 国际水 平 ，其应 用也 依赖 于 从 国外进 口。２ ０ ０ ４年进 口数控 机床 金额达到创 纪录 的 ４ ．８亿 １０ 美元。
维普资讯
论我 国数控技术和装备
发展动态 与趋 势
■ 文 ／李劲松 数字控制 （ ｕ ｒ ａ Ｃ ｎ ｏ，简称 Ｎ 是近代发 数 控系统 的研制 和开发 。经 过几十 年 的引进 、消化 、 Ｎ ｍｅｉ ｌ ｏｔ ｌ ｃ ｒ Ｃ） 展起 来 的一 种 自动控 制 技术 ，它 是用 数字 化信 号对 科 技 和产 业化 攻 关 ，我 国 的数控 系统 技术 实 现 了质
机床 运 动及 其加 工过 程 进行 控 制 的一种 技术 。计 算 的飞 跃 ．出现 了一 些具有一 定规模 的 ， 能批量 生产数 机数字控制 （ ｏ ｐｔｒＮ ｍｅｉ ｌＣ ｎｒｌ Ｃ ｍ ｕ ｕ ｒ ａ ｏｔ ，简称 Ｃ Ｃ 控装 备 、数 控 系统 的企 业 ，如 中 国珠 峰 公 司 的中华 ｅ ｃ ｏ Ｎ ） 则 是采 用 了数 字计 算机 进 行数 字控 制 的 自动控 制技 型 ，北京航天机床 数控系统集 团公司的航天型 ，华中 术。 数控 公 司 的华 中型和 沈 阳高 档数 控 国家 工程 研究 中
数控技术和装备的应用与发展
数控技术和装备的应用与发展随着科技的不断进步和发展，数控技术和装备的应用越来越广泛，同时也得到了迅速的发展。
一、数控技术和装备的概念数控技术和装备指的是利用计算机集成制造技术和现代机械制造技术相结合，对数控机床、数控系统等进行组合和应用的一种现代制造技术。
该技术通过各种电子元器件和传感器感应加工场景，实现加工过程中的测量、控制等操作，相比于传统的人工生产工艺，数控技术可以大幅度提高精度和生产效率。
二、数控技术和装备的发展历史数控技术和装备的历史可以追溯到20世纪50年代。
起初，数控技术的研究主要侧重于底层硬件的开发和设计，如电路设计、传感器制造等方面。
然而，随着数字控制系统的进一步发展，数控设备的功能和性能也越来越完善。
同时，控制器的微电子技术不断创新和发展，使得数控技术逐步成熟和普及。
三、数控技术和装备的应用领域数控技术和装备的应用领域非常广泛，可以涉及到工业制造、航空航天、汽车制造、医疗设备、电子设备等众多领域。
特别是在飞机制造、航天探测和汽车工业等高精度制造领域，数控技术和装备表现得尤为突出。
四、数控技术对制造业的影响数控技术的推广和应用，对制造业的影响是具有深远意义的。
首先，数控技术和装备可以提高生产效率和质量。
数控机床不仅能够提高工艺稳定性和加工精度，而且还具备高速度、高精度、高自动化的特点，可以大幅度降低生产成本和劳动强度。
其次，数控技术可以为制造企业带来源源不断的利润空间。
在竞争激烈的市场环境下，制造企业如果不能适应数控技术的趋势，很容易被其他更加先进的生产企业所取代，从而失去自己的市场份额和竞争优势。
最后，数控技术的普及可以推动工业高质量发展，加快制造业转型升级。
现代制造业的发展趋势是朝着高精密和高端的方向不断迈进，而数控技术的引入可以帮助企业更好地实现资源配置和生产组织调度，从而升级和提升企业自身能力。
五、数控技术未来发展趋势如今，随着全球制造业的转型加速，数控技术正成为一个十分热门的领域。
数控技术和装备的发展趋势与对策
绿色设 计 绿色材 料 绿色工 艺 绿色包 装 绿色处 理
通过绿色模块化设计,在产品设计制造中可以缩短设 计周期、缩短制造周期、降低研发与制造成本、提 高产品质量、提高管理效率及提高综合竞争能力。 如CJK6032A数控车床根据绿色可拆卸性设计思想, 采用镶钢-塑料导轨,可降低改造和维护志本,机床床 身可重复使用.导轨材料为聚四氟乙烯（PTEE）中 填充青铜粉和石墨制成软带，既可提高热导率，耐 磨性，压缩强度，拉伸弹性模量和风度，又能降低 线胀系数，改善导轨尺寸稳定性。数控快速点磨削 技术是一种可以实现符合绿色制造模式的绿色加工 技术，砂轮与工件处于点接触状态，实际磨削速度 高；磨削力极小，工件变形小，加工精度高；磨削 发热量少，散热冷却效果好，甚至可发实现“冷态” 加工；采用CNC两坐标联动，有更大的柔性。基于 绿色设计思想的现代数控机床设计,已成为机床设计 研究的一个热点,也为人类诠释了一种全新的设计与 生产理念
2.5加速数控机床的全国产业化，打好市场翻身仗
数控产业化的最终成功将体现在数控机床的 全国产化和市场占有率上。总体战略指导下， 采取抓两头（低价位数控机床和高速高效数 控机床）、带中间（普通数控机床）、促重 型（重型关键装备）的方针，将是在国内市 场上快速收复失地，在国际市场上稳步进军， 最终打赢国产数控机床市场翻身仗的一种有 效战术和策略。
2.1 以科技创新为先导
回顾这几十年的发展，可以看到我们在数控领域的进步主要 还是按国外一些模式，按部就班地发展，真正创新的成分不 多。例如，在国外模拟伺服快过时时，我们开始搞模拟伺服， 还没等我们占稳市场，技术上就已经落后了；在国外将脉冲 驱动的数字式伺服打入我国市场时，我们就跟着搞这类所谓 的数字伺服，但至今没形成大的市场规模；近来国外将数字 式伺服发展到用（通过光缆等）与数控装置连接时，我们又 跟着发展此类系统，前途仍不乐观。这种老是跟在别人后面 走，使我们的产品在性能价格比上已越来越无多大势，因此 要进一步扩大市场占有率，难度就很大了。为改变这种现状 , 我们必须大力加强数控领域的科技创新，努力研究具有中国 特色的实用的先进数控技术，逐步建立自己独立的、先进的 技术体系。在此基础上大力发展符合中国国情的数控产品， 从而形成从数控系统、数控功能部件到种类齐全的数控机床 整机的完整的产业体系。
数控技术与装备的发展现状及趋势初探
文章编 号 ：０ ９９ ４ （００ ２—２ ４０ １０ — １Ｘ ２ １）９ ０５ － １
数 控产业 被称 为是支 撑 国民经济 的龙 头产业 ， 国家 的命脉 产业 。数控 是 技术则是 数控产业 的核 心因素， 它是 通过数字 信息对机 械运动和 工作过进 行控 制的技 术， 数控装备 是一种 以机 电一体 化为特 点的产 品， 由数控 技术融 合改 是 造传 统制 造技 巧 而 形成 的 。二者 的 发展 关 系 到一 国工 业 和 国力 的消 长 。 １ 技 术 国内外 发展 现 状 数控 开放 结构的应 用数控 技术 有 了 ５ 年 的发展 史， 数 控装备 的 出现 使得 加 Ｏ 工 精度 、速度及 效率 有 了很 大 的提高 。 由于出现数 控系 统 的出现， 制造 者试 图使数控系 统能具 有设计师 的作 用。 即智能化 ， 以在操 作系统 中输入 已有 的 可 技术数 据， 而使其 能将 图片做 交互 处理， 从 并可 以 自行检查 故障， 进行维 护处 理 。于是， 开放结 构的数 控系 统就 应运 而生 了。开放 结构 的数 控系统 是一 种 具有 人机 界面和 开 发平 台的 数控 系统 ， 以 自主 地执 行和 表 达 自己 的思路 。 可 设备生产 者对 开放系统 进行 了强 化， 增加一定 的硬件和 软件来构成 富有特色 的 系统 。 目前， 放系统 有两 种基本 结构 ：Ｃ Ｃ Ｐ 主 板结 构 和 Ｐ ＋ 动控制 开 Ｎ＋ Ｃ Ｃ 运 板 结构 。上世纪 ９ ０年代初 ， 开放 结构 就被 投入使 用 了， 可靠性 是倍受 数控 其 系 统生产厂 家青睐 的主 要原因 。而高精度 高速 度的加 工始终 是系统 功能 首先 的追求 。开放性 的增加 有许 多方 法， 主流 数控 系统 生产厂 家往往 采取 一种 但 有效 地方法来 提高 了人机 界面的功 能， 给用户提 供方 便， 那就是 在不 改变系统 基本 结构 的前提下上 增加 一块 Ｐ 板 ， ｃ 并把 Ｐ 和 Ｃ Ｃ 系在一起 。ＦＮ Ｃ 统 ｃ Ｎ联 ＡＵ 系 就是 比较 典型 的一 个 。这种装 置 有显着 的优 点：工 作性 能优 越， 界面 开放 ， 因此 在广 大 的市场 ， 受到用 户 的普 遍欢 迎 采用软 件伺服 驱动技术 伺服技 术作 为数控系统 的关键 部分， 它优点 很多， 如 ：稳 定 性 较强 ；精度 高 ；最 具 代表 性 的 就 是直 流 力 矩 伺 服 电机 。直 流 力矩伺服 电机是 美国 Ｇ Ｔ Ｙ 公 司在上世 纪 ７ 年代 发 明的， ＡＴＳ ０ 它的 出现 使直 流 电 机 驱动被 大量 运用在 数控 设各上 。接着 ， 闭系 统就逐 渐取 代 了非封 闭式系 封 统 。但直 流 电机存 在 以下 缺 点 ： 电动 机 容 量和 转 速 易 受 到环 境 条 件 的影 响 ；换 向器 、 电刷不 便 于操 作 ， 护程 序 也较 为 繁杂 。虽 然 交流 异 步 电机 维 的价 格便宜 、结构 简单， 致命 的是控 制性 能较差 ， 但 因此 长时 间无法面 世 ， 在 数控技 术上 一直是 一项 空 白。 电子 科技 的不 断进步 ， 使得 交流 异步机 的矢 量 控制法 面世， 随后对 其进行 的深 入研 究使 矢量控 制 实用化 。从 ７ ０年代末 起， 数 控机床 的驱动 电机 的主轴是 异步 电机 。可 以把直流 电机进 行改造 成永磁 无 刷 电机 。这 种 电机 的最 大 的优 点就 是具有 良好 的伺服 性能 。２ Ｏ世纪 ８ 年 代 ０ 初， 这种 设备 就开 始应用 在数 控系 统上 。９ ０年代 ， 多公 司为 了进 一步提 高 许 加工 精度和速 度， 又研 制 了直 线 电机 。它 以磁 板和线 卷滑座 做两个 非接触 元， 使得 系统 运转 效 率提 高 。高速度 是 直线 电机 得 以流 行 的主要 原 因 。伺服技 术对现 代数控 系统 的发展与 完善， 起到 了重要 的作用 ， 也有 了重大突 破：交流 驱动 的出现， 以其 高效 的运转取 代 了直流 驱动， 数字 控制代替 模拟控制， 以突 可 破 时空 的限制 。这 两种突 破直接 导 致 了数 字驱动 系统 的 出现， 被用作 数控机 床 的伺 服进 给和 主轴 装 置 。伺 服 系统 性 能的 改善 、可靠 性 的提 高取 决 于很 多因素 ， 电子技术 及控 制 理论 的发 展， 会在 理论 上为 伺服 系统 的更 新提 供参 数 。微处理 器等微 电子 技术 的进 步， 件运 算和处 理 能力 的提 高。尤其 值得 软 强调 的是 Ｄ Ｐ的应用， 大提高 了系统 的计算 机运行 效率， 大地推动 了高精 Ｓ 大 极 高 速加 工 技 术 的发 展 。 普遍 采用 Ｃ Ｃ Ｎ 系统 连 网 网络通信 在数 控系统 分级式 控制 过程 中起着 关 键性的作 用 。众所 周知， 息通 信 与共享是 网络 的主要任 务， 信 这种通 信通 常分 三 级：工 厂级， 间级， 车 现场 级 。现场 级 与车 间单元 控 制级 主要 完成 连线 控 制 、保障 通信 连 网的 畅通 、确保 现场 设 备高 效率 完成 生 产任 务 。并将 现场 设备 生产 运行情 况 以数据信 息 的方式 传送 到工厂 管理层 。同时通 过它 ， 工厂 管理 层可 以传 达 生产 管理 计划 及 调度 命令 。这 种系 统 的缺 点也 是显 而 易见 的 ，如 ：信 息 收 集 能 力 较弱 、系 统 缺 乏 开放 性 、可 集 成性 弱 、专 业 性 不 强 、可 靠 性较 差 、维 护 难度 大 。现场 总线 是 以独立 的 、数 字 化 、智 能 化 的测量和控制 设备作为 网络节点， 它们通 过总线相连 接， 实现 信息 的相 互交换， 来 自动 操 作 网络 系 统与 控 制系 统 。现 场 总线 技术 是 现场 设 备 的远 程 控 制 、 参 数化和 故障 诊断 的集合 体， 它有诸 多 明显 的优 点 ：开放性 好 、可互操 作性 强 、可 互换 性好 、集成 性好 ，这决 定 了数控 系 统 设备 层信 息 集成 的运行 情 况 。 它对 提 高 生 产效 率 、降 低 生 产 成本 有 着 重 要 的 作 用 。 ２ ４ 科技 博 览 ５ Ｉ
复杂修形齿轮精密数控加工关键技术与装备研究内容
复杂修形齿轮精密数控加工关键技术与装备研究内容齿轮作为机械传动中不可或缺的元件，其精密加工对于提高机械传动效率和可靠性至关重要。
而复杂修形齿轮则是一种具有特殊形状的齿轮，其加工难度更大，对于加工技术和装备的要求也更高。
本文将探讨复杂修形齿轮精密数控加工的关键技术与装备研究内容。
一、数控加工技术在复杂修形齿轮加工中的应用数控加工技术是现代制造业中的重要技术手段，其在复杂修形齿轮加工中的应用可以大大提高加工精度和效率。
数控加工技术通过计算机控制加工设备的运动轨迹和加工参数，实现对复杂修形齿轮的精密加工。
其中，数控车床和数控磨齿机是常用的数控加工设备。
二、复杂修形齿轮加工的关键技术1. 齿轮加工仿真技术齿轮加工仿真技术可以通过计算机模拟齿轮加工过程，预测加工误差和变形情况，从而优化加工方案和减少加工试验。
在复杂修形齿轮加工中，齿轮加工仿真技术可以帮助确定合适的刀具路径和切削参数，提高加工精度和效率。
2. 刀具磨制技术复杂修形齿轮的加工需要使用特殊形状的刀具，而刀具的磨制对于加工质量和效率有着重要影响。
刀具磨制技术需要考虑刀具的形状、刃磨角度和刃磨精度等因素，以确保刀具能够准确地复制齿轮的形状。
3. 加工参数优化技术复杂修形齿轮的加工参数优化是提高加工精度和效率的关键。
通过对加工参数进行优化，可以减少加工误差和变形，提高齿轮的精度和表面质量。
加工参数优化技术需要考虑切削速度、进给速度、切削深度等因素，并结合数控加工设备的特点进行调整。
三、复杂修形齿轮精密数控加工装备的研究内容1. 数控车床数控车床是复杂修形齿轮加工中常用的加工设备之一。
其研究内容包括数控系统的开发和优化、刀具刃磨装置的设计和改进、加工参数的优化等。
数控车床的研究旨在提高加工精度和效率，满足复杂修形齿轮的加工需求。
2. 数控磨齿机数控磨齿机是复杂修形齿轮加工中另一种常用的加工设备。
其研究内容包括磨齿机床结构的改进和优化、磨削工艺的研究和改进、磨削刀具的设计和制造等。
数控技术与装备 第三版 韩建梅主编 第一章课后习题
数控技术与装备课后习题第三版韩建梅主编第一章数控技术概述1.什么是数字控制技术？什么叫数控机床？简述数控机床产生的背景。
数字控制:（Numerical Control）是一种借助数字、字符或其它符号对某一工作过程（如加工、测量、装配等）进行编程控制的自动化方法。
数字控制技术：（Numerical Control technology）是指用数字量及字符付出指令并实现自动控制的技术，是制造业实现自动化、柔性化和集成化生产的基础技术。
数控机床:（Numerical Control Machine Tools）是采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。
通过数字（代码）指令来自动完成机床各个部件运动。
背景：20世纪40年代航空技术的不断发展对各种飞行器的制造提出了越来越高的要求，1952年美国空军委托帕森斯公司与麻省理工学院，成功研制世界第一台三坐标立式数控铣床，标志着机械制造数字控制时代的开始。
2.数控机床的加工特点有哪些？试述数控机床的使用范围。
特点：加工精度高质量稳定、生产效率高、适应性强、良好的经济效益、自动化程度高劳动强度小、有利于实行现代化生产管理。
使用范围：多品种，中小批量生产零件、形状结构比较复杂的零件、需要频繁改型的零件、需要最短生产周期的零件。
3.数控机床由哪几部分组成？各部分基本功能是什么？组成：一般由数控系统、伺服系统、主传动系统、强电控制装置、辅助装置和机床本体组成。
功能：数控系统：机床实现自动加工的和弦，主要由操作系统、主控制系统、可编程控制器、各类I/O接口等组成。
主要功能有：多坐标控制和多种函数的插补功能、多程序输入功能，以及编辑和修改功能、信息转换功能、补偿功能、多种加工方法选择功能、显示功能、自诊断功能，通信和联网功能。
伺服系统：是数控系统的执行部分，有伺服电动机、驱动装置及位置检测反馈装置组成，并与机床上执行部分和机械传动部分组成数控机床的进给系统。
数控机床的先进制造技术及其应用
数控机床的先进制造技术及其应用随着现代制造业的发展和进步，数控机床作为现代制造业的重要装备得到了广泛的应用。
其中，数控机床的先进制造技术起到了至关重要的作用。
本文将会探讨数控机床的先进制造技术及其应用，以期展现出数控机床的制造水平和技术实力。
1. 数控机床的先进制造技术1.1 加工中心技术加工中心技术是数控机床的核心技术之一，主要包括铣削、钻孔及攻丝等多项加工工艺。
加工中心技术的应用是相对于传统的手工加工与半自动化的机械加工而言的。
加工中心技术的主要特点是高速高效，准确性高，制造精度极高。
这其中包括了各种传感器、智能系统、高速精密控制技术等众多的先进技术。
1.2 电火花加工技术电火花加工技术是利用电火花放电将金属或其他材料进行切割，以实现高效、高精度加工的一种技术。
电火花加工技术在数控机床中的应用，可以大大提高生产效率和加工精度，同时保证了产品质量。
1.3 激光加工技术激光加工技术同样是现代数控机床的重要技术之一。
激光加工技术可以实现高速高精度的切割、打孔、修边等多项加工工艺。
激光加工技术的应用，不仅可以提高生产效率，还可以保证制品的成型精度和质量，同时能够满足工业生产的多样化需求。
2. 数控机床的应用2.1 高端装备制造数控机床是现代高端装备制造必不可少的生产工具。
数控机床的加工精度、生产效率和产品质量，能够满足高端装备制造的多样化需求。
例如：飞机零部件制造、精密零件加工等。
2.2 汽车制造数控机床的应用在汽车制造中也非常广泛。
汽车中许多的组件和零部件都是通过数控机床加工出来的。
同样的，数控机床的加工精度和生产效率，也可以进一步提高汽车制造业的生产效率和质量。
2.3 塑料加工制造塑料制品是现代生活中必不可少的物品，而塑料制品生产的核心就是塑料加工制造。
而数控机床在塑料加工制造中也扮演着极为重要的角色。
数控机床的应用，可以提高塑料制品的生产效率和制品的质量。
3. 结语随着科技的进步和发展，数控机床的先进制造技术和应用也愈加广泛和深入。
浅析数控技术和装备的发展趋势
生 产 问题 。在 我 国 的现 阶段 离 实际 的需 求 是有 相 当大 的 差距 。 目前 ，要 是 套进 口的交 流 伺服 电动 机 和伺 服 系统 的 价格 是 非常 昂贵 的 ，主 轴伺 服 系
发展 阶段 的 ， 国 内有相 当 多的 用户 使用 这种 低 价 位 的设 备 。 由于 国外 的进 口技术 和装 备 ，本 身就 在价 格 上高 出 一截 ， 很难 降到 让广 大 用户 接 受 的范 围 ，所 以 ，发 展低 价位 的数 控 技术 和装 备 ，在 我 国有 着 非常 广泛 的市场 。
一
力力 度发 展 高端 的技 术 和装 备 。尤 其是 开 发 高速 高效 的数 控 机床 ，在 很 多
方面 可 以有 效地 提 高生 产效 率 。 比如 ，通 过提 高 加工 工 艺的 复合 ，能有 效
统 的价 格 就很 高 ，这 已经 成 为 降低 国产 数控 装 备成 本 的 一个瓶 颈 。 因此 ， 必 须大 力 的发 展 国产 数控 系 统 ，让 数控 设 备用 国产 的伺服 控 制系 统 ，从而
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浅 析 数 控 技 术 和 装 备 的发 展 趋 势
王
（ 龙江技师学院 黑
勇
鸡 西 １８１０ ５ ０）
黑 龙江
摘
要： 在当今世 界，装备 工业的技 术水平和 现代化程 度就决 定着整个 国民经济 的水平和 现代化程 度 。数控 技术和 装备是发 展新兴高 新技术产 业和尖端工 业
数控 技 术顾 名思 义就 是用 数 字信 息对 机械 运动 和 工 作过程 进 行控 制 的 技 术 ，数 控装 备是 用 数控 技 术为基 础 的 新技 术对 传 统制 造产 业 和 新兴 的制 造 产业 的渗 透 形成 的机 电一体 化 。数 控在 我 国 的现 阶段 ，已经 取得 了相 当 大 的进 步 。因 为我 们必 须认 识 到 “ 学技 术 是第 一 生产 力 ” ，只有 加 大 力 科 度 来 提 高数 控 领 域 的科 技 创新 ，研 究 开 发 符 合 我 国国 情 的先 进 的数 控 技 术 ，一 步 一步 的建 立起 独 立 自主产 权 的技 术 。我 国近 年 的发 展 己经 奠 定 了 数控 技术 和装 备的 发展 基础 ， 已经基 本掌 握 了现 代 化的 数控 技术 。 １加速 数控 技术 和装 备 的国产 化 在 我国 的 目前情 况 ，必须 要大 力 的发展 低 价位 的 数控 技术 和装 各 ，所
什么是数控技术和数控装备？
什么是数控技术和数控装备？一、什么是数控技术和数控装备？数控技术（NumericalControl，NC）是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。
它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。
数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。
1908年，穿孔的金属薄片互换式数据载体问世；19世纪末，以纸为数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明；1938年，香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输，奠定了现代计算机，包括计算机数字控制系统的基础。
数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。
1952年，第一台数控机床问世，成为世界机械工业史上一件划时代的事件，推动了自动化的发展。
现在，数控技术也叫计算机数控技术（ComputerNumericalControl），目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。
这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。
由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可通过计算机软件来完成。
二、数控技术是制造业信息化的重要组成部分数控装备是指应用数控技术对工作机械的工作过程进行控制的装备。
它是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴产业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，其技术范围覆盖很多领域：(1)机械制造技术；(2)信息处理、加工、传输技术；(3)自动控制技术；(4)伺服驱动技术；(5)传感器技术；(6)软件技术等。
其特点是高精度、高效率、高柔性和高超的信息处理和传输能力。
数控设备包括：车、铣、加工中心、镗、磨、冲压、电加工以及各类专机，形成庞大的数控制造设备家族，每年全世界的产量有10～20万台，产值上百亿美元。
数控技术应用最早、最成功的应用行业是制造业，现在数控技术的已广泛应用于国民经济各行业（如轻工、农业、能源、交通、材料、医疗、环保、信息、国防工业等）的生产装备和成套技术装备。
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N
S1 R2
S
T1 S1 R2 T1 S1 R2 T1
（1）未通电流
（2）S 线卷通电流
（3）T 线卷通电流
根据上面的分析，交流伺服电机和同步电机的构造相似。根据弗来名左手定则，在磁场中通电 导线产生运动。它的控制是通过放大器把直流变成可变频的交流，它和一般异步机，同步机 不同，这种变频器的输出频率是受安装在同步机转子轴上的位置传感器所控制。每当电机转 过一对磁极，逆变器的交流电输出相应交变一个周期，这是一种“ 自控式变频器 ”，它保 证变频器的输出频率和电机的转速始终保持同步，而不失步。
数控机床伺服驱动及控制技术
伺服电机的控制原理（3） 直流电机与交流电机的区别
构造
DC 电机 AC 电机 定子为磁场部分，转子为旋转线卷部 定子为旋转线卷部分，转子为磁场部 分。 分， 靠机械换流 旋变，编码器，感应同步器等 测量转子位置，控制换流 绝对编码器
换流 传感器 工作原理
输出转矩大小决定于定子磁势与转子 输出转矩大小决定于定子磁势与转子 磁势的夹角，这夹角由炭刷的位置决 磁势的夹角，这夹角由转子位置决定 定 有火花，不易高速，机械换流容易损 无火花，高速可高转矩输出。可达到 坏，定期换炭刷。 无维修。
伺服电机的控制原理（2）
数控机床伺服驱动及控制技术
主轴电机的控制原理（3）
左图为目前数控系统中使用的控制图 共用一个电源和一个再生控制
数控机床伺服驱动及控制技术
伺服放大器的发展（1）
相位控制
70年代早期： 以低频响应和大的转子惯量 保证鲁棒性和稳定性
PWM控制
70年代末期： 采用PWM， 提高了响应性， 中低惯量的直流电机仍得到应用。
测速机
旋变
比较器
数控机床伺服驱动及控制技术
伺服电机的控制原理（1）
直流电机的原理
N
S N
S
直流电机工作原理：根据弗来名左手定则，在磁场中通电导线产生运动。
线卷通电流，炭刷在几何中心线，产生的转子磁场与定子磁场相垂直。为了保持线卷的转向不变。 其中的电流交变。
数控机床伺服驱动及控制技术
伺服电机的控制原理（2） 交流电机的原理如下：
数控机床伺服驱动及控制技术
主轴电机的控制原理（2）
主轴矢量控制原理：
根据矢量控制的原理，I0与I2之间要求正交 那么从上面的电路图可以看出： 1×M’×I0＝(r2’/s)×I2， 所以 s× 1＝(r2’/M’)×(I2/I0)=(r2/L2)×(I2/I0)
这就是矢量控制的条件。
数控机床伺服驱动及控制技术
特性
数控机床伺服驱动及控制技术
伺服电机的控制原理（4）
实际的FANUC伺 服电机结构图
纵剖面图 1，定子 2，磁铁 3，通风孔 4，轴 实际的FANUC伺服电机是8极的，其转速为N （ min-1 ）， N＝(2f/8)x60=15f, 例如，当f=80Hz, N=15x80=1200 （ min-1 ）;
F/V为频率电压变换器
数控机床伺服驱动及控制技术
伺服电机的控制原理（7）
关于编码器：FANUC的交流伺服电机要求根据转子的位置旋转，由于编码器装在转子上，也就是利用转子的 位置控制定子的电流。使定子电流产生的磁势领前于转子磁势90∘ 。 其内装编码器分两部分：绝对值部分和增量部分。以下是绝对值部分，利用格雷码编码。提高了抗干扰的 能力。
数控机床伺服驱动及控制技术
伺服电机的控制原理（8）
只采用格雷码的编码器精度不高，每360 ∘电角度 很难保证电机的电流为平滑正弦波形。为此增加细分部分。 利用增量式脉冲编码器，比如每360 ∘电角度内有2000P脉冲，那么每格雷码为2000P/16＝215P，
细分原理
三相正弦电流的产生
数控机床伺服驱动及控制技术
横剖面图 1，定子 2，磁铁 3，压板 4，绕组 5，编码器 6，出线
数控机床伺服驱动及控制技术
伺服电机的控制原理（5）
交流伺服速度控制原理
Torque
VCMD A 乘计算 SIN θ
R S
A A PWM IGBT
驱 动
乘计算 F/V
T
A
SIN（θ－240 ∘）
转子位置计算 三角波 θ PC M
A为放大器
数控机床伺服驱动及控制技术
控制式
数控机床电机驱动主要指对机床的工作台和主轴的控制。其控制方式有三种，如 下表
方式 开环
1
位置传感器
特点 控制简单，精度 不高
半闭环
2
脉冲编码器，旋转变压器
控制方便，调试 简单，精度较高
闭环
3
直线传感器（感应同步器， 控制调试比较复 磁尺，直线光栅，激光） 杂，精度高 旋转变压器＋（感应同步器， 控制调试复杂， 磁尺，直线光栅，激光） 精度高，适合较 大型机床
伺服电机的控制原理（9）
PWM控制：如右图。利用 三角波的载波得到近似的正弦波 输出。其载波的频率为 1－3kHz。三相 伺服电机就是利用这种方波供电。因此 电压波形不是正弦，而电流却是正弦。
数控机床伺服驱动及控制技术
主轴电机的控制原理（1）
主轴矢量控制原理：
感应电动机的定子旋加1的三相交流电压，产生1旋转 的磁场。假设定子为相互正交以角速度1旋转的两绕组 1－1‘ 和 2－2 组成。 1－1 流过励磁电流分量 I0 产生 旋转磁通2，转子绕组 3－ 3感应电流，因而2－2 绕组 也感应电流I2；电机的转矩T为： T 2 I2 I0 I2 电机的等效电路如下：
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伺服放大器的发展（2）
伺服进给采用同步机 主轴压頻及滑差控制
80年代早期： 由于同步电机的高响应 及急仃时的动态制动而采用。 异步电机变频时具有宽的恒 功率调速范围而得到应用。
数控机床伺服驱动及控制技术
伺服放大器的发展（3）
矢量控制及采用DSP
80年代后期：由于矢量算法的解决； DSP在控制电机中的应用； 以及IGBT具有更好的特性 产生了数字伺服。
混合式
4
数控机床伺服驱动及控制技术
开环控制
工作台
NC指令 步进电机驱动器 步进电机
数控机床伺服驱动及控制技术
半闭环控制
工作台
NC指令 位置控制 速度控制 电机
传感器
数控机床伺服驱动及控制技术
全闭环控制
工作台 NC指令 位置控制 速度控制 电机
测速发电机
数控机床伺服驱动及控制技术
混合式控制
工作台 NC指令 位置控制 速度控制 电机