1.进给驱动系统在数控机床上的作用(精)

数控机床工作原理简述
数控机床是一种通过计算机控制机床工作的自动化设备。

其工作原理主要包括以下几个方面。

首先，数控机床通过接收计算机发送的指令来控制工作过程。

计算机会将需要加工的工件信息输入到数控机床的控制系统中，控制系统会根据这些信息生成相应的加工程序。

其次，数控机床的控制系统会将加工程序转化为机床能够理解的形式，这一步叫做解译。

解译过程将加工程序中的指令翻译为机床能够识别的运动控制指令，如进给运动、主轴转速等。

然后，数控机床的控制系统将解译后的运动控制指令发送给驱动系统。

驱动系统根据接收到的指令来控制伺服电机、变频器等执行器，实现机床各个部件的运动。

最后，机床的各个部件按照控制系统发送的指令进行相应的运动。

例如，进给轴会按照指定的速度进行直线或圆弧插补运动，主轴会按照设定的转速旋转，实现对工件的加工。

总的来说，数控机床通过计算机控制系统将加工程序转化为机床能够理解的指令，驱动各个执行器实现机床部件的运动，从而实现对工件的精确加工。

这种工作原理不仅提高了加工效率和精度，并且减少了人为操作的错误。

第6章 数控机床的伺服系统
伺服驱动装置
位置控制模块 速度控制单元
工作台 位置检测
速度环 速度检测 位置环
伺服电机
测量反馈
图6-1 闭环进给伺服系统结构
数控机床闭环进给系统的一般结构如图，这是一个双闭环系统，内 环为速度环，外环为位置环。速度环由速度控制单元、速度检测装置等构成。 速度控制单元是一个独立的单元部件，它是用来控制电机转速的，是速度控 制系统的核心。速度检测装置有测速发电机、脉冲编码器等。位置环是由 CNC装置中的位置控制模块、速度控制单元、位置检测及反馈控制等部分组 成。
第6章 数控机床的伺服系统
A C1 B4 2 B 3C A
逆时针转30º
C 4 B
A 1 2 3 A
B
C 1 B
A 2
B 3 C
C
逆时针转30º
4 A
第6章 数控机床的伺服系统
采用三相双三拍控制方式，即通电顺序按AB→BC→CA→AB（逆时针 方向）或AC→CB→BA→AC（顺时针方向）进行，其步距角仍为30。由于 双三拍控制每次有二相绕组通电，而且切换时总保持一相绕组通电，所以 工作比较稳定。
第6章 数控机床的伺服系统
设 A 相首先通电，转子齿与定子 A 、 A′ 对齐（图 3a ）。然后在 A 相继续通电的情 况下接通 B 相。这时定子 B 、 B′ 极对转子 齿 2 、 4 产生磁拉力，使转子顺时针方向转 动，但是 A 、 A′ 极继续拉住齿 1 、 3 ，因 此，转子转到两个磁拉力平衡为止。这时转 子的位置如图 3b 所示，即转子从图 (a) 位 置顺时针转过了 15° 。接着 A 相断电， B 相继续通电。这时转子齿 2 、 4 和定子 B 、 B′ 极对齐（图 c ），转子从图 (b) 的位置又 转过了 15° 。其位置如图 3d 所示。这样， 如果按 A→A 、 B→B→B 、 C→C→C 、 A→A… 的顺序轮流通电，则转子便顺时针 方向一步一步地转动，步距角 15° 。电流 换接六次，磁场旋转一周，转子前进了一个 齿距角。如果按 A→A 、 C→C→C 、 B→B→B 、 A→A… 的顺序通电，则电机 转子逆时针方向转动。这种通电方式称为六 拍方式。

三、 典型数控机床的主轴部件
主轴部件是数控机床的关键部件，其 精度、刚度和热变形对加工质量有直接的 影响。本节主要介绍数控车床、数控铣床 和加工中心的主轴部件结构。
在自动换刀过程时，能自动松开 和夹紧刀具夹紧是主轴部件典型
结构。
要求恒功率调速范围尽可能大，以便在尽 可能低的速度下，利用其全功率。
变速范围负载波动时，速度应稳定。
AD-15B FANUC αP18/6000i电机功能曲线图
控制功能的多样化 • 同步控制功能：CNC车床车螺纹用； • 主轴准停功能：加工中心自动换刀、自动装卸 、 CNC车床车螺纹用；（主轴实现定向控制） • 恒线速切削功能：CNC车床和CNC磨床在进行 端面加工时，为了保证端面加工的粗糙度要求 ，要求接触点处的线速度为恒值；(AD-15B以车 代磨，零件表面粗糙度能达到0.8，铝件0.4) • C轴控制功能：车削中心。
对加工中心除上述要求外，还应有：(在机械 结构方面) 刀具的自动夹紧装置 主轴的准停装置 主轴孔的清理装置等
1、主轴端部的结构
端部用于安装刀具或夹持工件的夹具， 因此，要保证刀具或夹具定位（轴向、定 心）准确，装夹可靠、牢固，而且装卸方 便。
目前，主轴的端部形状已标准化。
图2-9（a）所示为车床主轴端部，卡盘靠前端 的短圆锥面和凸缘端面定位，用端面键传递扭 矩，卡盘装有固定螺栓。卡盘装于主轴端部时， 螺栓从凸缘的孔中穿过，转动快卸卡盘将数个 螺栓同时拴住，再拧紧螺母将卡盘固定在主轴 端部。主轴为空心轴，前端为莫式锥孔，用于 安装顶尖或心轴。 图2-9（b）所示为铣镗床主轴端部（用拉杆从 主轴后端拉紧，铣刀上有螺纹孔） 图2-9（c）所示为外圆磨床砂轮主轴端部
20215302021530may3020213020215302021530202151212202151213主轴电动机202151214202151215主轴电动机202151216转速较高变速范围不大的小型数控机床常用它通过一级带传动实现变速不用齿轮变速受电动机调速范围的限制适用于高速低扭矩特性要求的主轴鑫盛ad15ad25202151217鑫盛ad15454500rmin454500rpm202151218202151219两个电动机分别驱动主轴图21c调速电动机直接驱动主轴图21de一种为

数控机床的工作原理及应用
一、数控机床的工作原理
1. 数控机床通过计算机控制,按照加工程序对工件进行自动化加工。

2. 在计算机存储器内预先编制加工程序,并将程序以数字信号的形式输入数控设备。

3. 数控设备将数字信号解码,变换为机床可以执行的位置、速度等控制信号。

4. 这些信号通过执行机构驱动机床的主轴、Fixture等进行自动加工。

5. 在加工程序控制下,机床精确执行各种turning、drilling、milling等动作。

6. 通过程序可以重复加工复杂工件,不需要人工直接操作。

二、数控系统的组成
1. 程序存储器:存储加工程序,如打孔程序、铣槽程序。

2. 程序译码器:将程序转换为机床可执行的控制信号。

3. 驱动器:控制主轴转速、进给速率等。

4. 执行机构:带动主轴、Fixture等机械运动。

5. 反馈系统:监测执行效果,除错。

三、数控机床的应用
1. 高效自动化加工,提高加工精度。

2. 可连续不断地24小时运行,提高产量。

3. 加工复杂工件,实现多轴联动加工。

4. 编写灵活的加工程序,满足多品种和变批量需求。

5. 降低加工成本,广泛应用于航空、航天、汽车等制造业。

6. 一台数控机床可替代多台普通机床,降低设备投资。

综上所述,数控机床通过执行存储的数字化程序实现自动化加工,可连续高效加工复杂工件,大幅提高加工效率和质量,是现代制造业不可缺少的先进设备。

答：
显示器没有显示，按电源启动开关接触器不闭合，分析原因：
(1)电源启动按钮损坏，常开触点不闭合或电源开关按钮坏。(2)电源启动交流接触器损坏。(3)系统开关电源损坏。(4)显示器（CRT、CLD)损坏。(5)连接线有短路、断路现象
14．对零件图进行数控加工工艺性分析时，主要审查和分析哪些问题?
（3）用手摇脉冲发生器移动。首先选择要移动的轴，然后系统即可根据手摇脉冲发生
备战数控技能大赛和职业技能鉴定专题研讨会 试题集 2006 年 8 月
器的转动方向和发出的脉冲个数控制相应轴的移动。
2．你知道哪些刀具半径补偿指令，其格式如何？
刀具半径补偿G4l、G4Z、G40
G41、G42分别为刀具半径证、负补偿，当刀具磨损后，可以通过改变预置寄存器中刀具半径值，使用刀具半径补偿指令加工出合适的工件，而不必重新计算刀位点的轨迹点坐标。刀具半径补偿程序段中，必须有G00或GO1功能才有效。
(3)审查和分析定位基准的可靠性。数控加工工艺特别强调定杭加工，尤其是正反两面都采用数控加工的零什，以同一基准定位十分必要。否则很难保证两次安装后两个面上的轮廓位置和尺寸协调。
15．在编写加工程序时，利用子程序有什么优点?
答：
在一个加工程序的若干位置上，如果存在某一固定顺序且重复出现的内容，为了简化程序可以把这些重复的内容抽出，按一定格式编成子程序，然后像主程序一样将它们输入到程序存储器中。主程序在执行过程中如果需要某一子程序，可以通过调用指令来调用子程序，执行完子程序又可返回到主程序，继续执行后面的程序段。为了进一步简化程序，子程序还可调用另一个子程序，这称为子程序的嵌套。
备战数控技能大赛和职业技能鉴定专题研讨会 试题集 2006 年 8 月

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。

《数控技术》复习题作业题目必须独立完成！第一章数控技术概论一、填空题1. 将程序载体上的数控代码变成相应电脉冲信号的装置称为_CNC装置_。

2. 开环数控系统的驱动电动机常采用___步进电机__。

3. 数控机床按工艺用途的不同，可分为_金属切削类_、_金属成型类_、__特种加工类_和__其他类型__。

4. 数控机床按有无位置检测装置，可分为_开环_和_闭环_数控机床。

位置检测元件安装在最终移动部件上的数控机床是_闭环_控制。

位置检测元件安装在电动机轴上的数控机床是_半闭环_控制。

5. CNC是计算机数控的简称，FMS是柔性制造系统的简称。

MDI是手动输入方式的简称。

CIMS是计算机集成制造系统简称。

6. 闭环(或半闭环)系统与开环系统的最主要的区别是前者带有_位置_检测装置。

闭环和半闭环系统的主要区别是位置检测元件_安装部位_不同。

7. 数控机床由_输入/输出设备_、_计算机数控装置_、_伺服系统_和_机床本体_等部分组成。

8. 每个脉冲信号使机床移动部件的位移量叫_脉冲当量_。

9. 数控机床常用的伺服电动机有_步进电机_、_直流伺服电机_和_交流伺服电机_。

10.数控机床按控制方式分类可分为_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_。

二、判断题1. 数控机床的联动轴数与控制轴数是不同的概念，联动轴数一般多于控制轴数。

(×)2. 数控机床特别适用于精度要求高、形状复杂零件的大批量生产。

(×)3. 数控技术一般只能应用于机床的轨迹控制，不能应用于其他机械设备的运动轨迹控制和逻辑控制。

(×)4. 开环数控机床数控装置发出的指令流是单向的，所以系统稳定性不好、精度不高。

(×)三、单选题1. 零件程序是数控机床自动加工零件的___C___。

A.输入介质B.存储载体C.加工指令2.在数控机床中，____B____等功能一般是由PLC完成的。

(P74)A.位置控制B. 选刀、换刀C.插补3.开环数控系统的驱动电动机应采用____A____。

数控车的工作原理数控车（Numerical Control Lathe）是一种利用计算机控制系统来实现自动化加工的机床。

它通过预先编写好的程序来控制机床的运动，实现对工件的精确加工。

数控车的工作原理主要包括数控系统、传动系统、执行系统和监控系统等几个方面。

一、数控系统。

数控系统是数控车的核心部件，它由控制器、编程器、输入设备和输出设备等组成。

控制器是数控系统的主要部件，它接收编程器输入的加工程序，并根据程序指令来控制机床的运动。

编程器用来编写和输入加工程序，通常采用G代码和M代码来描述机床的运动轨迹和加工工艺。

输入设备用来输入加工程序和相关参数，输出设备用来显示加工过程和结果。

二、传动系统。

传动系统是数控车实现加工运动的关键部件，它由主轴驱动系统、进给系统和辅助运动系统等组成。

主轴驱动系统用来驱动主轴旋转，实现工件的旋转加工。

进给系统用来控制刀具在工件上的进给运动，实现工件的线性加工。

辅助运动系统用来实现机床各个部件的辅助运动，如刀架的升降、横向移动等。

三、执行系统。

执行系统是数控车实现加工动作的执行部件，它由主轴驱动装置、进给装置和辅助运动装置等组成。

主轴驱动装置用来驱动主轴旋转，实现工件的旋转加工。

进给装置用来控制刀具在工件上的进给运动，实现工件的线性加工。

辅助运动装置用来实现机床各个部件的辅助运动，如刀架的升降、横向移动等。

四、监控系统。

监控系统是数控车实现加工过程的监控和管理部件，它由显示装置、报警装置和诊断装置等组成。

显示装置用来显示加工过程和结果，报警装置用来监测机床运行状态并发出报警信号，诊断装置用来对机床进行故障诊断和维护。

总结：数控车的工作原理是通过数控系统来控制机床的运动，实现对工件的精确加工。

数控系统通过预先编写好的加工程序来控制机床的运动，传动系统实现加工运动，执行系统执行加工动作，监控系统监控加工过程。

数控车的工作原理是现代制造业中不可或缺的重要技术，它提高了加工精度和效率，降低了人工成本，推动了制造业的发展。

数控车床工作原理
数控车床工作原理是通过计算机控制系统来实现工件的自动加工。

它由主轴、进给系统、电气控制系统和计算机控制系统等组成。

主轴是数控车床的核心部件，其主要作用是提供转速和转矩。

通过电机驱动，使主轴旋转，实现工件的加工。

进给系统控制工件在加工过程中的移动，它包括进给电机、滚珠丝杠、导轨等。

进给电机将电能转换为机械能，通过滚珠丝杠将旋转运动转化为直线运动，使工件能够在加工过程中沿着一定的轨迹移动。

电气控制系统主要负责控制数控车床的各种运动，包括主轴的启停、转速的调节、进给轴的前进、后退等。

它由电气元件、开关、按钮等组成，可以通过控制面板进行操作。

计算机控制系统是数控车床的指挥中心，它通过预先编好的加工程序来控制机床的运动。

在加工前，操作人员需要编写相应的加工程序，并将其输入到计算机控制系统中。

计算机控制系统根据程序要求，通过电气控制系统控制机床的运动，从而实现工件的自动加工。

总而言之，数控车床工作原理是通过计算机控制系统，实现主轴和进给系统的协调工作，从而实现工件的自动加工。

通过预先编写好的加工程序，计算机控制系统可以高效、精确地控制机床的运动，提高加工效率和加工质量。

200%
0
500
1000
1500 n
图6﹒8永磁直流伺服电机工作曲线
Ⅰ区为连续工作区； Ⅱ区为断续工作区，由负 载-工作周期曲线决定工作时间；Ⅲ区为瞬时加 减速区
0 1 3 tR 6 10 30 60 100 tR(min)
图6﹒9负载-工作周期曲线
2021/7/16
4．主轴直流伺服电机的工作原理和特性
（2）电气伺服系统 伺服电机（步进电机、直流电机和交流电机） 优点：操作维护方便，可靠性高。
1）直流伺服系统 进给运动系统采用大惯量宽调速永磁直流伺 服电机和中小惯量直流伺服电机；主运动系统采用他激直流伺 服电机。优点：调速性能好。缺点：有电刷，速度不高。
2）交流伺服系统 交流感应异步伺服电机（一般用于主轴伺服系 统） 和永磁同步伺服电机（一般用于进给伺服系统）。 优点：结构简单、不需维护、适合于在恶劣环境下工作。动 态响 应好、转速高和容量大。
速度控制 调节与驱动
实际 位置 反馈
实际 速度 反馈
检测与反馈 单元
机械执行部件 电机
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6.1.2 伺服系统的分类
从理论上讲，可以消除整个驱动和传动环节的误差、间 隙和失动量。具有很高的位置控制精度。
由于位置环内的许多机械传动环节的摩擦特性、刚性和 间隙都是非线性的，故很容易造成系统的不稳定，使闭 环系统的设计、安装和调试都相当困难。
指令 位置控制
速度控制
伺服电机 速度检测
位置检测
（3）半闭环伺服系统 指令 位置控制
速度控制
伺服电机 脉冲编码器
工作台
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6.1.2 伺服系统的分类
开环数控系统 没有位置测量装置，信号流是单向的（数控装置 →进给系统），故系统稳定性好。

M j max
• 当步进电机励磁绕组相数大于3时，多相通电多数 能提高输出转矩。
• 所以功率较大的步进电机多数采用多于三相的励磁 绕组，且多相通电。
3、启动转矩Mq
AB C Mq
e
当电机所带负载ML<Mq时，电机可不失步的启动。
2、最高启动频率和最高工作频率
最高启动频率fg： 步进电机由静止突然启动，并不失步地进 入稳速运行，所允许的启动频率的最高值。 最高启动频率fg与步进电机的惯性负载J有 关。
故电动机的转速n为：
n f (r/s) 60 f (r/min) f ——控制脉冲的频率
mzk
mzk
SB-58-1型五定子轴向分相反应式步进电机。
• 定子和转子都分为5段，呈轴向分布；有16个 齿均匀分布在圆周上，
• 齿距=360º/16=22.5º；各相定子彼此径向错开 1/5个齿的齿距；
如按5相5拍通电，则步距角为：
4）电动机定子绕组每改变一次通电方式——称为一拍 5）每输入一个脉冲信号，转子转过的角度——步距角αº • 上述通电方式称为：三相单三拍。（三相三拍） • 单——每次通电时，只有一相绕组通电； • 双——每次通电时，有两相绕组通电； • 三拍——经过三次切换绕组的通电状态为一个循环； • 除此之外的通电方式还有： • 三相双三拍： AB—BC—CA—AB • 三相单双六拍： A—AB—B—BC—C—CA—A
第三节 数控机床的检测装置
1、检测装置的作用
• 检测装置是数控机床闭环伺服系统的重要组成部分 • 其作用是：检测位移和速度，发送反馈信号，构成
（1） 直线进给系统 已知：进给系统的脉冲当量δmm；步进电机的
步距角αº；滚珠丝杠的导程t mm；
求： 齿轮传动比 i。

第四章进给运动的控制本章对数控机床进给运动控制的有关问题做了论述。

在对开环步进电动机的环分、速度控制、自动升降速控制介绍的同时，重点对闭环位置控制的结构与原理、位置控制的数学模型和特性、轮廓误差以及数控装置与进给驱动之间的信号连接进行了分析，并根据现代数控系统的特点对进给运动的控制参数和进给运动中的补偿问题进行阐述。

第一节概述一、进给伺服驱动装置的控制性能数控机床用伺服驱动装置分为开环和闭环两大类，闭环型驱动按位置检测的方式可分为半闭环和全闭环两种。

开环控制采用步进电动机作为驱动元件，由于它没有位置反馈回路和速度控制回路, 简化了线路，因此设备投资低, 调试维修都很方便，但进给速度和精度较低，被广泛应用于中、低档数控机床及一般的机床改造中。

闭环型采用直流或交流伺服电动机驱动。

半闭环位置检测方式一般将位置检测元件安装在电动机轴上(一般已由电动机生产厂家装好)，用以精确控制电动机的角度，然后通过滚珠丝杠等传动机构，将角度转换成工作台的直线位移。

如果滚珠丝杠精度足够高，间隙小，精度一般是可以满足要求的。

加之传动链上有规律的误差（如间隙及螺距误差等）可以由数控装置加以补偿，进一步提高精度，因此在精度要求适中的中小型数控机床上，半闭环控制得到广泛应用。

半闭环方式的优点是其闭环环路短(不包括传动机构)，因而系统容易达到较高的位置增益，不发生振荡现象。

且其快速性好，动态精度高，传动机构的非线性因素对系统的影响小。

但如果传动机构的误差过大或其误差不稳定，则数控系统难以补偿。

如由传动机构的扭曲变形所引起的弹性间隙，因其与负载力矩有关，故无法补偿。

由制造与安装所引起的重复定位误差以及由于环境温度与丝杠温度变化所引起的丝杠螺距误差也是不能补偿的。

因此要进一步提高精度，只有采用全闭环控制方式。

全闭环方式直接从机床的移动部件上获取位置实际移动值，因此其检测精度不受机械传动精度的影响。

但不能认为全闭环方式可以降低对传动机构的要求，因闭环环路包括了机械传动机构，其闭环动态特性不仅与传动部件的刚性、惯性有关，还取决于阻尼、油的粘度、滑动面摩擦系数等因素。

变挡机构
电磁离合器变挡机构：电磁离合器可以通过控制线圈的通 断，来控制传动链接续和切断，便于实现电气自动控制。 其缺点是体积较大，产生的磁通易使机械零件磁化。在数 控机床主轴传动中，使用电磁离合器可简化变速机构，通 过安装在各传动轴上离合器的吸合与分离，形成不同的运 动组合传动链，实现主轴变速。数控机床常使用无滑环摩 擦片式电磁离合器和牙嵌式电磁离合器。摩擦片式电磁离 合器采用摩擦片传递转矩，允许不停车变速。但如果速度 过高，会产生大量的摩擦热。牙嵌式电磁离合器将摩擦面 加工成一定的齿形，可提高传递转矩，缩小离合器的径向 和轴向尺寸，使主轴结构更加紧凑，减少摩擦势，但牙嵌 式电磁离合器必须在低速时才能变速。
数控机床对伺服系统的基本要求
5）低速大转矩 机床加工的特点是，在低速时进行重切削。
因此，要求伺服系统在低速时要有大的转 矩输出。进给坐标的伺服控制属于恒转矩 控制，在整个速度范围内都要保持这个转 矩；主轴坐标的伺服控制在低速时为恒转 矩控制，能提供较大转矩；在高速时为恒 功率控制，具有足够大的输出功率。
数控机床对伺服系统的基本要求
2）稳定性好 稳定性是指系统在给定输入或外界干扰作
用下，能在短暂的调节过程后，达到新的 或者恢复到原来的平衡状态，对伺服系统 要求有较强的抗干扰能力。稳定性是保证 数控机床正常工作的条件，直接影响数控 加工的精度和表面粗糙度。
数控机床对伺服系统的基本要求
3）快速响应 快速响应是伺服系统动态品质的重要指标，它反
削速度与主轴转速的关系可知，若保持切削速v恒定不变， 当切削直径D逐渐减小时，主轴转速n必须逐渐增大。
数控装置必须设计相应的控制软件来完成主轴转速的调整。 车削端面过程中，切削直径变化的增量为
Di 2Fti

数控机床总复习一、单项选择题1．数控机床指的是（ C ）。

A.装有PLC的专用机床B.带有坐标轴位置显示的机床C.装备了CNC系统的机床D.加工中心2．按照机床运动的控制轨迹分类，加工中心属于（ A ）的数控机床。

A.轮廓控制B.直线控制C.点位控制D.远程控制3.数控加工中心的主轴部件上设有准停装置，其作用是（ C ）A.提高加工精度B.提高机床精度C.保证自动换刀、提高刀具重复定位精度，满足一些特殊工艺要求4.数控线切割加工，丝电极接脉冲电源（ B ）A．正极 B.负极 C.不确定，可接正极、可接负极5．通常所说的数控系统是指（ B ）。

A.主轴驱动和进给驱动系统B.数控装置和驱动装置C.数控装置和主轴驱动装置D.数控装置和辅助装置6．在开环数控机床进给系统中，下列电机唯一可用的是（ C ）。

A.直流伺服电机B.交流伺服电机C.步进电机D.大惯量电机。

7. 加工中心的定位精度会影响工件上被加工孔的（A）。

A．位置精度B．孔径尺寸精度C．形状精度C系统软件必须完成管理和控制两大任务，下面任务中哪个不属于控制任务？（ A ）A.诊断B.插补C.位控D.译码9．四轴数控机床三联动的含义是（ D ）。

A.四轴中只有三个轴可以运动B.有四个控制轴、其中任意四个轴可以联动C.数控系统能控制机床四轴联动D.有四个控制轴、其中任意三个轴可以联动10. 数控机床上直流电动机最常用的调速方法是（ A ）A. 调压调速法；B. 调励磁磁场调速法；C. 电枢电路串电阻法；D. 电枢电路串电感法11. 数控机床采用伺服电机实现无级变速仍采用齿轮传动主要目的是增大（ D ）。

A．输入速度B．输入扭矩C．输出速度D．输出扭矩12.数控机床的数控装置包括( C )。

A.光电读带机和输入程序载体；B.步进电机和伺服系统C.输入、信息处理和输出单元；D.位移、速度传感器和反馈系统13. 加工中心加工的既有平面又有孔系的零件常见的是（ B ）零件。

数控机创进给系统数控机床的进给传动系统常用伺服进给系统来工作。

伺服进给系统的作用是根据数控系统传来的指令信息，进行放大以后控制执行部件的运动，不仅控制进给运动的速度，同时还要精确控制刀具相对于工件的移动位置和轨迹。

因此，数控机床进给系统，尤其是轮廓控制系统，必须对进给运动的位置和运动的速度两方面同时实现自动控制。

数控机床进给系统的设计要求除了具有较高的定位精度之外，还应具有良好的动态响应特性，系统跟踪指令信号的响应要快，稳定性要好。

一个典型的数控机床闭环控制的进给系统组成：位置比较、放大元件、驱动单元、机械传动装置和检测反馈元件等几部分。

机械传动装置：是指将驱动源旋运动变为工作台直线运动的整个机械传动链，包括减速装置、丝杠螺母副等中间传动机构。

第一节概述一、数控机床对进给传动系统的要求1．减少摩擦阻力：在数控机床进给系统中，普遍采用滚珠丝杠螺母副、静压丝杠螺母副，滚动导轨、静压导轨和塑料导轨。

2．减少运动惯量3．高的传动精度与定位精度设计中，通过在进给传动链中加入减速齿轮，以减小脉冲当量(即伺服系统接收一个指令脉冲驱动工作台移动的距离)，预紧传动滚珠丝杠，消除齿轮、蜗轮等传动件的间隙等办法，可达到提高传动精度和定位精度的目的。

4．宽的进给调速范围：伺服进给系统在承担全部工作负载的条件下，应具有很宽的调速范围，以适应各工件材料、尺寸和刀具等变化的需要，工作进给速度范围可达3～6000mm／min(调速范围1：2000)。

5．响应速度要快：所谓快响应特性是指进给系统对指令输入信号的响应速度及瞬态过程结束的迅速程度，即跟踪指令信号的响应要快；定位速度和轮廓切削进给速度要满足要求；工作台应能在规定的速度范围内灵敏而精确地跟踪指令，进行单步或连续移动，在运行时不出现丢步或多步现象6．无间隙传动：进给系统的传动间隙一般指反向间隙，即反向死区误差，它存在于整个传动链的各传动副中，直接影响数控机床的加工精度。

因此，应尽量消除传动间隙，减小反向死区误差。

3．滚珠丝杆副间隙的调整（1）
为了保证滚珠丝杠反向传动精度和轴向刚 度，必须消除滚珠丝杆螺母副轴向间隙。消 除间隙的方法常采用双螺母结构，利用两个 螺母的相对轴向位移，使每个螺母中的滚珠 分别接触丝杆滚道的左右两侧。用这种方法 预紧消除轴向间隙时，预紧力一般应为最大 轴向负载的l/3。当要求不太高时，预紧力可 小于此值。
2．斜齿轮传动消除间隙（2）
•轴向垫片调整法 如图所示是斜齿 轮垫片错齿消隙结构。宽齿轮4同时 与两个相同薄片齿轮1和2啮合，薄 片齿轮由平键和轴联接，互相不能 相对回转。斜齿轮1和2的齿形拼装 后一起加工，并与键槽保持确定的 相对位置。装配时在两薄齿轮之间 装入厚度为δ的垫片3，使薄片齿轮 1、2的螺旋线产生错位，其左右两 齿面分别与宽齿轮4的齿贴紧，消除 齿侧间隙。
数控机床的结构特点：
1.动、静刚度高 数控机床要在高速和重负荷条件下工 作，机床的床身、底座等支撑件的 变形都会影响刀架和工件之间的相 对位移，引起加工误差。机床应合 理选择结构形式、合理安排结构布 局、采用补偿变形措施和合理选用 材料来提高支撑件的静刚度和动刚 度。
2.抗震性好
机床工作时可能产生两种形态的振动：强迫振 动和自激振动。
2．斜齿轮传动消除间隙（1）
•基本思想 斜齿轮传动消除侧隙的方法与直 齿圆柱齿轮传动中双片薄齿轮消除间隙的思 路相似，也是用两个薄片齿轮和一个宽齿轮 啮合，只是通过不同的方法使两个薄片齿轮 沿轴向移动合适的距离后，相当于两薄片斜 齿圆柱齿轮的螺旋线错开了一定的角度。两 个齿轮与宽齿轮啮合时分别负责不同的方向 （正向和反向），起到消除侧隙的作用。
同步齿形带传动是一种新型的带传动。他利用齿形带的 齿形与带轮的轮齿依次啮合传递运动和动力，因而兼有带 传动、齿轮传动及链 传动的优点，且无相对滑动，平均 传动比较准确，传动精度高，而且齿形带的强度高、厚度 小、重量轻、故可用于高速传动。

《数控机床》作业参考答案（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、自适应控制（AC）二、单选题1、C2、D3、A4、D5、B三、判断题1、×2、√3、×4、√5、√四、简答题1、简述数控机床的发展趋势。

答：（1）高速度与高精度化：为实现这一指标，主要采取以下的措施：①数控系统采用位数、频率更高的微处理器；②采用全数字交流伺服系统，大大提高了系统的定位精度、进给速度；③机床静、动摩擦的非线性补偿技术；④应用高速大功率电主轴；⑤配置高速、功能强的内装式可编程控制器；⑥采用高性能和可靠的新型功能部件—电滚珠丝杠；（2）多功能化：数控机床采用一机多能；数控机床具有前台加工、后台编辑的前后台功能；数控机床除具有通讯口、DNC功能外，还具有网络功能；（3）智能化：数控机床引进自适应控制技术；采用故障自诊断、自修复功能；具有刀具寿命自动检测和自动换刀功能；数控机床引进模式识别技术；（4）高的可靠性：为实现这一指标，主要采取以下的措施：①提高系统的硬件质量；②采用硬件结构模块化、标准化、通用化方式；③增强故障自诊断、自恢复和保护功能。

2、简述数控机床各组成部分的作用。

答：数控机床一般由以下几个部分组成：（1）控制介质：控制介质是将零件加工信息传送到数控装置中去的信息载体，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。

常见的控制介质有穿孔纸带、穿孔卡、磁盘、磁带等。

（2）数控系统：数控系统是机床实现自动加工的核心，是整个数控机床的灵魂所在，主要由输入装置、监视器、主控制系统、可编程控制器、各种输入/输出接口等组成。

主控制系统主要由CPU、存储器、控制器等组成，是数控系统的核心，一般称它为数控装置（CNC装置）。

（3）伺服系统：是数控系统和机床本体之间的电传动联系环节，主要由伺服电机、伺服驱动控制器组成。

伺服电机是系统的执行元件，驱动控制系统则是伺服电机的动力源。