數(shù)控機(jī)床期末復(fù)習(xí)指導(dǎo)

《數(shù)控機(jī)床》期末復(fù)習(xí)指導(dǎo)

第一部分考核內(nèi)容和要求

第一章緒論

重點(diǎn)掌握：

1.數(shù)控機(jī)床的基本概念。

2.數(shù)控機(jī)床的基本組成。

3.數(shù)控機(jī)床的分類(lèi)形式。

掌握：

1.數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)。

2.數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展方向。

了解：

1.數(shù)控機(jī)床的基本工作原理。

第二章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)

重點(diǎn)掌握：

1.數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的主要組成及特點(diǎn)。

2.數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)。

3.數(shù)控機(jī)床對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)的要求，進(jìn)給系統(tǒng)的組成。

4.滾珠絲杠螺母副的作用、工作原理及其特點(diǎn)。

5.自動(dòng)換刀裝置常用刀庫(kù)類(lèi)型、選刀方式和換刀裝置形式。

6.數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌的類(lèi)型及特點(diǎn)。

掌握：

1.數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的變速方式。

2.進(jìn)給系統(tǒng)采用齒輪傳動(dòng)裝置的作用，及消除傳動(dòng)齒輪間隙的方法。

3.常用滾珠絲杠螺母副軸向間隙調(diào)整方法。

4.數(shù)控機(jī)床對(duì)導(dǎo)軌的要求。

了解：

1.數(shù)控機(jī)床主軸部件的作用。

2.數(shù)控機(jī)床上常用工作臺(tái)、位置檢測(cè)裝置、輔助裝置的形式和特點(diǎn)。

第三章數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)

重點(diǎn)掌握：

1.數(shù)控系統(tǒng)的基本組成，及各部分的作用。

2.數(shù)控機(jī)床可編程控制器的控制對(duì)象、常見(jiàn)類(lèi)型及與數(shù)控系統(tǒng)的連接方式。

掌握：

1.數(shù)控機(jī)床對(duì)伺服系統(tǒng)的要求。

2.數(shù)控系統(tǒng)的功能和特點(diǎn)。

了解：

1.伺服電動(dòng)機(jī)的選型。

第四章典型數(shù)控機(jī)床

重點(diǎn)掌握：

1.數(shù)控車(chē)床的特點(diǎn)、分類(lèi)、組成及結(jié)構(gòu)布局特點(diǎn)。

2.數(shù)控銃床的特點(diǎn)、分類(lèi)、組成及結(jié)構(gòu)布局特點(diǎn)。

3.加工中心的特點(diǎn)、分類(lèi)、組成及結(jié)構(gòu)布局特點(diǎn)。

4.電火花加工的特點(diǎn)、適用范圍、局限性。

掌握：

1.經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床和全功能數(shù)控車(chē)床的特點(diǎn)。

2.數(shù)控銃床和加工中心的區(qū)別。

3.立式加工中心和臥式加工中心的特點(diǎn)和加工范圍。

4.數(shù)控線切割機(jī)床的特點(diǎn)、分類(lèi)和基本原理。

5.電火花加工的基本原理。

了解：

1.并聯(lián)機(jī)床的概念及特點(diǎn)。

2.數(shù)控電火花線切割機(jī)床的組成。

第五章數(shù)控機(jī)床的性能測(cè)試與評(píng)價(jià)方法

重點(diǎn)掌握：

1.數(shù)控機(jī)床的精度檢驗(yàn)內(nèi)容和評(píng)價(jià)方法。

2.幾何精度檢驗(yàn)、定位精度檢驗(yàn)、切削精度檢驗(yàn)的概念、及其精度檢驗(yàn)內(nèi)

容。

3、數(shù)控機(jī)床的日常管理內(nèi)容。

掌握：

1.激光干涉儀的作用、工作原理。

2.球桿儀的作用、工作原理。

3.三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的作用、工作原理。

了解：

1.數(shù)控機(jī)床的性能檢驗(yàn)內(nèi)容和評(píng)價(jià)方法。

第六章數(shù)控機(jī)床的選用與維護(hù)輔導(dǎo)資料

重點(diǎn)掌握：

1.數(shù)控機(jī)床的基本使用條件、日常維護(hù)和保養(yǎng)常識(shí)。

2.數(shù)控機(jī)床故障診斷的分類(lèi)

掌握：

1.數(shù)控機(jī)床的選型條件。

2.數(shù)控機(jī)床故障診斷一般步驟及常用方法。

了解：

1.數(shù)控機(jī)床的安裝與調(diào)試的內(nèi)容。

第二部分期末復(fù)習(xí)指導(dǎo)

第1章數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介

一、復(fù)習(xí)要點(diǎn)

本章的學(xué)習(xí)要掌握以下幾個(gè)方面的主要內(nèi)容。

1、數(shù)控機(jī)床概述

數(shù)控機(jī)床解決了在普通機(jī)床加工中存在的一系列缺點(diǎn)和不足，為單件、小批量生產(chǎn)的

精密復(fù)雜零件提供了自動(dòng)化加工手段。

（1）數(shù)控機(jī)床的基本概念

1）數(shù)字控制：用數(shù)字化信號(hào)進(jìn)行控制的一種方法，簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)控。

2）數(shù)控機(jī)床：采用數(shù)字控制技術(shù)對(duì)機(jī)床的加工過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)控制的一類(lèi)機(jī)床。

3）數(shù)控系統(tǒng)：一種自動(dòng)輸入載體上事先給定的數(shù)字量（零件加工程序），并將其譯碼,

再進(jìn)行必要的信息處理和運(yùn)算后，控制機(jī)床動(dòng)作和加工零件的控制系統(tǒng)。

4）計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)：由計(jì)算機(jī)承擔(dān)數(shù)控中的命令發(fā)生器和控制器的數(shù)控系統(tǒng)。

（2）數(shù)控機(jī)床的基本工作原理

首先把加工零件所需的所有機(jī)床動(dòng)作的幾何信息和工藝信息以程序的形式記錄到某種

存儲(chǔ)介質(zhì)上，由輸入部分送入數(shù)控裝置中，數(shù)控裝置對(duì)程序進(jìn)行處理和運(yùn)算，發(fā)出控制信

號(hào)指揮機(jī)床的伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)機(jī)床動(dòng)作，使刀具與工件及其它輔助裝置嚴(yán)格地按照加工程序

規(guī)定的順序、軌跡和參數(shù)有條不紊地工作，從而加工出零件的全部輪廓。

（3）數(shù)控機(jī)床的基本組成和作用

數(shù)控機(jī)床一般由控制介質(zhì)、數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、機(jī)床本體、反饋裝置和各類(lèi)輔助裝

置組成。

1）控制介質(zhì)：是將零件加工信息傳送到數(shù)控裝置中去的信息載體，是人與數(shù)控機(jī)床之

間聯(lián)系的中間媒介物質(zhì)，反映了數(shù)控加工中的全部信息。

2）數(shù)控系統(tǒng)：是機(jī)床實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加工的核心，是整個(gè)數(shù)控機(jī)床的靈魂所在。主要由輸入

裝置、監(jiān)視器、數(shù)控裝置、可編程控制器、各種輸入/輸出接口等組成。

3）伺服系統(tǒng)：是數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床本體之間的電傳動(dòng)聯(lián)系環(huán)節(jié)。主要由伺服電動(dòng)機(jī)、伺

服驅(qū)動(dòng)控制器組成。

4）反饋裝置：由測(cè)量部件和響應(yīng)的測(cè)量電路組成，其作用是檢測(cè)速度和位移，并將信

息反饋給數(shù)控裝置，構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)。開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)沒(méi)有反饋裝置。

5）機(jī)床本體：是數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)體，是用于完成各種切割加工的機(jī)械部分。

（4）數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)

數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)有：

①數(shù)控機(jī)床加工零件的適應(yīng)性強(qiáng)、靈活性好；

②加工出來(lái)的產(chǎn)品精度高、質(zhì)量穩(wěn)定；

③數(shù)控機(jī)床的使用不但提高生產(chǎn)效率，經(jīng)濟(jì)效益明顯，有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化；

④能改善工人的勞動(dòng)條件，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

2、數(shù)控機(jī)床的分類(lèi)

（1）按工藝用途分類(lèi)

數(shù)控機(jī)床按工藝用途分為：金屬切削類(lèi)數(shù)控機(jī)床、金屬成型類(lèi)數(shù)控機(jī)床、數(shù)控特種加

工機(jī)床、其它類(lèi)型的數(shù)控機(jī)床。

（2）按功能水平分類(lèi)

數(shù)控機(jī)床按功能水平分為：高級(jí)型數(shù)控機(jī)床、普通型數(shù)控機(jī)床和經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床。分

類(lèi)的依據(jù)是主要技術(shù)參數(shù)、功能指標(biāo)和關(guān)鍵部件的功能水平。

（3）按伺服系統(tǒng)分類(lèi)

數(shù)控機(jī)床按伺服控制的方式進(jìn)行分為：開(kāi)環(huán)、半閉環(huán)、全閉環(huán)和混合控制數(shù)控機(jī)床。

1）開(kāi)環(huán)控制數(shù)控機(jī)床

開(kāi)環(huán)控制數(shù)控機(jī)床只有控制信息的前向通道，沒(méi)有檢測(cè)裝置，不具有反饋環(huán)節(jié)。開(kāi)環(huán)

控制精度低，但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)試方便，容易維修，成本較低，仍被廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控

機(jī)床上。

2）全閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床

全閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床的反饋裝置安裝在數(shù)控機(jī)床終端移動(dòng)部件上。閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床

加工精度高，移動(dòng)速度快，但調(diào)試和維修比較復(fù)雜，成本高。常用于高精度和大型數(shù)控機(jī)

床。

3）半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床

半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床的反饋裝置安裝在伺服電動(dòng)機(jī)或絲杠端部。半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床

精度較閉環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床差，但穩(wěn)定性好，成本較低，調(diào)試維修也較容易，兼顧了開(kāi)環(huán)

控制和閉環(huán)控制兩者的特點(diǎn)，為大多數(shù)中小型數(shù)控機(jī)床所采用。

（4）按運(yùn)動(dòng)軌跡分類(lèi)

按數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)軌跡分為點(diǎn)位控制、直線控制和輪廓控制數(shù)控機(jī)床。

1）點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床

點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)床的機(jī)床移動(dòng)部件能實(shí)現(xiàn)由一個(gè)位置到另一個(gè)位置的精確定位，即

準(zhǔn)確控制移動(dòng)部件的終點(diǎn)位置，但并不考慮其運(yùn)動(dòng)軌跡，在移動(dòng)過(guò)程中刀具不切削工件。

這類(lèi)機(jī)床主要有數(shù)控鉆床、數(shù)控鎮(zhèn)床和數(shù)控沖床等。

2）直線控制數(shù)控機(jī)床

直線控制數(shù)控機(jī)床可控制刀具或工作臺(tái)以適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給速度，沿著平行于坐標(biāo)軸的方向

進(jìn)行直線移動(dòng)和切削加工，進(jìn)給速度根據(jù)切削條件可在一定范圍內(nèi)變化。這類(lèi)機(jī)床主要有

簡(jiǎn)易的數(shù)控車(chē)床、數(shù)控銃床等。

3）輪廓控制的數(shù)控機(jī)床

輪廓控制數(shù)控機(jī)床能夠?qū)蓚€(gè)或兩個(gè)以上運(yùn)動(dòng)的位移及速度進(jìn)行連續(xù)相關(guān)的控制，使

合成的平面或空間的運(yùn)動(dòng)軌跡能滿(mǎn)足零件輪廓的要求。它不僅能控制機(jī)床移動(dòng)部件的起點(diǎn)

與終點(diǎn)坐標(biāo)，而且能控制整個(gè)加工輪廓每一點(diǎn)的速度和位移，將工件加工成要求的輪廓形

狀。數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)具有插補(bǔ)運(yùn)算功能。兩軸以上聯(lián)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床、加工中心均采用輪廓控制。

（5）可控軸數(shù)和聯(lián)動(dòng)軸數(shù)的區(qū)別

輪廓控制數(shù)控機(jī)床根據(jù)它所控制的聯(lián)動(dòng)坐標(biāo)軸數(shù)不同，又可以分為二軸聯(lián)動(dòng)、二軸半

聯(lián)動(dòng)、三軸聯(lián)動(dòng)、四軸聯(lián)動(dòng)、五軸聯(lián)動(dòng)等。

可控軸數(shù)是指機(jī)床數(shù)控裝置能夠控制的坐標(biāo)數(shù)目，即數(shù)控機(jī)床有幾個(gè)運(yùn)動(dòng)方向采用了

數(shù)字控制。聯(lián)動(dòng)軸數(shù)是指機(jī)床數(shù)控裝置控制各坐標(biāo)軸協(xié)調(diào)動(dòng)作的坐標(biāo)軸數(shù)目。

3、數(shù)控機(jī)床的發(fā)展歷程和發(fā)展方向

自1952年，美國(guó)研制成功第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床以來(lái)，數(shù)控機(jī)床先后經(jīng)歷了5個(gè)發(fā)展階段。

最新一代的數(shù)控機(jī)床：并聯(lián)機(jī)床，是數(shù)控機(jī)床在結(jié)構(gòu)上取得的重大突破。

當(dāng)今的數(shù)控機(jī)床正在不斷采用最新技術(shù)成就，朝著高速化、高精度化、多功能化、智

能化、系統(tǒng)化與高可靠性等方向發(fā)展。

二、典型例題及解析

1、數(shù)控機(jī)床按運(yùn)動(dòng)軌跡分類(lèi)可分為數(shù)控機(jī)床、數(shù)控機(jī)床和數(shù)

控機(jī)床。

2、是指機(jī)床數(shù)控裝置控制各坐標(biāo)軸協(xié)調(diào)動(dòng)作的坐標(biāo)軸數(shù)目。

3、（）是數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床本體之間的電傳動(dòng)聯(lián)系環(huán)節(jié)。

（A）控制介質(zhì)（B）數(shù)控裝置

（C）輸出裝置（D）伺服系統(tǒng)

4、適合于加工形狀特別復(fù)雜（曲面葉輪）、精度要求較高的零件的數(shù)控機(jī)床是（）。

（A）加工中心（B）數(shù)控銃床

（C）數(shù)控車(chē)床（D）數(shù)控線切割機(jī)床

5、簡(jiǎn)要說(shuō)明數(shù)控機(jī)床的基本組成。

答案：

1、點(diǎn)位控制、直線控制、輪廓控制

2、聯(lián)動(dòng)軸數(shù)

3、D

4、A

5、數(shù)控機(jī)床由控制介質(zhì)、數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、機(jī)床本體、反饋裝置和各類(lèi)輔助裝置組成。

第2章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)

一、復(fù)習(xí)要點(diǎn)

1、數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的組成及特點(diǎn)

（1）數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的基本組成

數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)由主傳動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)、基礎(chǔ)支承件、輔助裝置等組成。

（2）數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)

1）高的靜、動(dòng)剛度及良好的抗振性能

數(shù)控機(jī)床要在高速和重負(fù)荷條件下工作，機(jī)床支承件的變形都會(huì)直接或間接地引起刀

具和工件之間的相對(duì)位移，從而引起工件的加工誤差。因此，這些支承件均應(yīng)具有很高的

靜、動(dòng)剛度及良好的抗振性能。提高數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)剛度的措施有：

①提高數(shù)控機(jī)床構(gòu)件的靜剛度和固有頻率；

②改善數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)的阻尼特性；

③采用新材料和鋼板焊接結(jié)構(gòu)。

2）良好的熱穩(wěn)定性

機(jī)床在切削熱、摩擦熱等內(nèi)外熱源的影響下，各個(gè)部件將發(fā)生不同程度的熱變形，使

工件與刀具之間的相對(duì)位置關(guān)系遭到破壞，從而影響工件的加工精度。減少機(jī)床熱變形影

響的常用措施有：

①控制溫升；

②改善機(jī)床布局和結(jié)構(gòu)；

③熱位移補(bǔ)償。

3）高的靈敏度

數(shù)控機(jī)床通過(guò)數(shù)字信息來(lái)控制刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，它要求在相當(dāng)大的進(jìn)給速度范

圍內(nèi)都能達(dá)到較高的精度，因而運(yùn)動(dòng)部件應(yīng)具有較高的靈敏度。

4）高效化裝置、高人性化操作

許多數(shù)控機(jī)床采用多主軸、多刀架及自動(dòng)換刀等裝置，壓縮輔助時(shí)間提高生產(chǎn)率。

2、數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)

數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)是指將主軸電動(dòng)機(jī)的原動(dòng)力通過(guò)該傳動(dòng)系統(tǒng)變成可供切削加工

用的切削力矩和切削速度。

（1）數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)

①轉(zhuǎn)速高、功率大；

②變速范圍寬；

③主軸變換迅速可靠；

④主軸組件的耐磨性高。

（2）數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的變速方式

數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)變速方式有：帶有變速齒輪的主傳動(dòng)、通過(guò)帶傳動(dòng)的主傳動(dòng)、用

兩個(gè)電動(dòng)機(jī)分別驅(qū)動(dòng)主軸、由調(diào)速電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的主傳動(dòng)。

1）帶有變速齒輪的主傳動(dòng)

通過(guò)少數(shù)幾對(duì)齒輪降速，擴(kuò)大輸出扭矩，以滿(mǎn)足主軸低速時(shí)對(duì)輸出扭矩特性的要求。

大、中型數(shù)控機(jī)床采用這種變速方式。

2）通過(guò)帶傳動(dòng)的主傳動(dòng)

電動(dòng)機(jī)本身的調(diào)速就能夠滿(mǎn)足要求，不用齒輪變速，可以避免齒輪傳動(dòng)引起的振動(dòng)與

噪聲。常用的是三角帶和同步齒形帶。這種傳動(dòng)主要應(yīng)用于轉(zhuǎn)速較高、變速范圍不大的機(jī)

床。

3）用兩個(gè)電動(dòng)機(jī)分別驅(qū)動(dòng)主軸

這是上述兩種方式的混合傳動(dòng)，具有上述兩種性能。高速時(shí)電動(dòng)機(jī)通過(guò)皮帶輪直接驅(qū)

動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，低速時(shí)，另一個(gè)電動(dòng)機(jī)通過(guò)兩級(jí)齒輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，齒輪起到降速和擴(kuò)

大變速范圍的作用，這樣就使恒功率區(qū)增大，擴(kuò)大了變速范圍?？朔说退贂r(shí)轉(zhuǎn)矩不夠且

電動(dòng)機(jī)功率不能充分利用的問(wèn)題。但兩個(gè)電機(jī)不能同時(shí)工作，也是一種浪費(fèi)。

4）由調(diào)速電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的主傳動(dòng)

調(diào)速電機(jī)與主軸用聯(lián)軸器同軸聯(lián)接，這種方式大大簡(jiǎn)化了主傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，有效地

提高了主軸部件的剛度，但主軸輸出扭矩小，電機(jī)發(fā)熱對(duì)主軸精度影響較大。

5）內(nèi)裝式電主軸

內(nèi)裝式電主軸即主軸與電機(jī)轉(zhuǎn)子合二為一，把機(jī)床主傳動(dòng)鏈的長(zhǎng)度縮短為零，實(shí)現(xiàn)了

機(jī)床的“零傳動(dòng)”。

內(nèi)裝式電主軸的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)更緊湊，重量輕，慣量小，可提高啟動(dòng)、停止的響應(yīng)特性,

并利于控制振動(dòng)和噪聲。缺點(diǎn)同樣是熱變形問(wèn)題。

(3)數(shù)控機(jī)床的主軸部件

數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)主要是主軸部件的結(jié)構(gòu)，主軸部件既要滿(mǎn)足精加工時(shí)

精度較高的要求，又要具備粗加工時(shí)高效切削的能力。因此在旋轉(zhuǎn)精度、剛度、抗振性和

熱變形等方面，都有很高的要求。

主軸端部的結(jié)構(gòu)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。

主軸軸承的支撐形式主要取決于主軸轉(zhuǎn)速特性的速度因素和對(duì)主軸剛度的要求，主要

有三種配置形式：前、后支承采用不同軸承、前支承采用多個(gè)高精度向心推力球軸承、前、

后支承采用單列和雙列圓錐滾子軸承。

主軸的潤(rùn)滑與冷卻的作用是控制主軸發(fā)熱，是保證主軸正常工作的必要手段。

刀具自動(dòng)裝卸裝置及(主軸孔內(nèi)的)切屑清除裝置用于加工中心的自動(dòng)換刀。

主軸準(zhǔn)停裝置又稱(chēng)主軸定位功能。即當(dāng)主軸停止時(shí)，控制其停于固定的位置。是自動(dòng)

換刀時(shí)所必須的功能。

(4)高速主軸單元

高速主軸單元是高速切削機(jī)床最重要的部件，也是實(shí)現(xiàn)高速和超高速加工的關(guān)鍵技術(shù)

之一。高速主軸單元包括主軸動(dòng)力源、主軸、軸承和機(jī)架等幾個(gè)部分。高速主軸單元的特

點(diǎn)是動(dòng)平衡性高，剛性好，回轉(zhuǎn)精度高，有良好的熱穩(wěn)定性，能傳遞足夠的力矩和功率，

能承受高的離心力，帶有準(zhǔn)確的測(cè)溫裝置和高效的冷卻裝置。高速主軸單元的類(lèi)型主要有

電主軸、氣動(dòng)主軸、水動(dòng)主軸等，現(xiàn)代高速機(jī)床主軸多數(shù)采用的是內(nèi)裝式電主軸。

3、數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)

數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)是指將伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)楣ぷ髋_(tái)直線運(yùn)動(dòng)的整個(gè)機(jī)械傳

動(dòng)鏈，主要包括減速齒輪、連軸器、絲杠螺母副、絲杠支承、導(dǎo)軌副等。

為確保數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的傳動(dòng)精度、系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，對(duì)進(jìn)給傳動(dòng)系

統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)總的要求是消除間隙，減少摩擦，減少運(yùn)動(dòng)慣量、提高部件精度和剛度。

(1)傳動(dòng)齒輪副

1)傳動(dòng)齒輪副的作用

進(jìn)給系統(tǒng)采用齒輪傳動(dòng)裝置，是為了使絲杠、工作臺(tái)的慣性在系統(tǒng)中占有較小比重；

同時(shí)可使高轉(zhuǎn)速低轉(zhuǎn)矩的伺服驅(qū)動(dòng)裝置的輸出變?yōu)榈娃D(zhuǎn)速大扭矩，從而適應(yīng)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件

的需要；另外，在開(kāi)環(huán)系統(tǒng)中還可計(jì)算所需的脈沖當(dāng)量。

2)傳動(dòng)齒輪副的缺點(diǎn)

傳動(dòng)齒輪副存在間隙，在開(kāi)環(huán)系統(tǒng)中會(huì)造成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的位移值滯后于指令值；反向時(shí),

會(huì)出現(xiàn)反向死區(qū)，影響加工精度。在閉環(huán)系統(tǒng)中，由于有反饋?zhàn)饔茫瑴罅侩m可得到補(bǔ)償;

但反向時(shí)，會(huì)使伺服系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩而不穩(wěn)定。

3)消除齒輪傳動(dòng)間隙的措施

1)剛性調(diào)整法

柔性調(diào)整法是指調(diào)整之后齒側(cè)間隙不能自動(dòng)補(bǔ)償?shù)恼{(diào)整方法。剛性調(diào)整法有偏心軸套

調(diào)整法、錐度齒輪調(diào)整法。

2)柔性調(diào)整法

柔性調(diào)整法是指調(diào)整之后齒側(cè)間隙仍可自動(dòng)補(bǔ)償?shù)恼{(diào)整方法。柔性調(diào)整法有軸向壓簧

調(diào)整法、周向彈簧調(diào)整法。

(2)滾珠絲杠螺母副

1）滾珠絲杠螺母副的作用

是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)，一般用于各類(lèi)中小型數(shù)控機(jī)床的直線進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)。

2）滾珠絲杠螺母副的結(jié)構(gòu)

滾珠絲杠副是由絲杠、螺母、滾珠等零件組成的機(jī)械元件。滾珠的循環(huán)方式有外循環(huán)

和內(nèi)循環(huán)兩種。

3）滾珠絲杠螺母副的工作原理

在絲杠和螺母上都有半圓弧形的螺旋槽，當(dāng)它們套裝在一起時(shí)便形成了滾珠的螺旋滾

道。螺母上有滾珠回路管道，將幾圈螺旋滾道的兩端連接起來(lái)構(gòu)成封閉的循環(huán)滾道，并在

滾道內(nèi)裝滿(mǎn)滾珠。當(dāng)絲杠旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾珠在滾道內(nèi)既自轉(zhuǎn)又沿滾道循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)。因而迫使螺母

（或絲杠）軸向移動(dòng)。

4）滾珠絲杠螺母副的特點(diǎn)

①傳動(dòng)效率高、摩擦損失??；

②靈敏度高，傳動(dòng)平穩(wěn)，不易產(chǎn)生低速爬行現(xiàn)象，隨動(dòng)精度和定位精度高；

③磨損小，壽命長(zhǎng)，精度保持性好；

④可通過(guò)預(yù)緊和間隙消除措施提高軸向剛度和反向精度；

⑤運(yùn)動(dòng)具有可逆性，因此不能自鎖，絲杠立式使用時(shí)，應(yīng)增加制動(dòng)裝置；

⑥制造工藝復(fù)雜，成本高。

5）滾珠絲杠的傳動(dòng)間隙的調(diào)整

滾珠絲杠的傳動(dòng)間隙是軸向間隙。為了保證反向傳動(dòng)精度和軸向剛度，必須消除軸向

間隙。消除軸向間隙的常采用雙螺母結(jié)構(gòu)，利用兩個(gè)螺母的相對(duì)軸向位移，使兩個(gè)滾珠螺

母中的滾珠分別貼緊在螺旋軌道的兩個(gè)相反的側(cè)面上。常用方法有：墊片調(diào)隙式、齒差調(diào)

隙式、螺紋調(diào)隙式。利用這種方法預(yù)緊消除軸向間隙時(shí)，應(yīng)注意預(yù)緊力不宜過(guò)大。

4、數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌

導(dǎo)軌是數(shù)控機(jī)床的重要部件之一，它很大程度上決定數(shù)控機(jī)床的剛度、精度與精度保

持性。導(dǎo)軌主要用來(lái)支承和引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)部件沿一定的軌道運(yùn)動(dòng)。

（1）數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌的組成

在導(dǎo)軌副中，運(yùn)動(dòng)的一方叫做動(dòng)導(dǎo)軌，不動(dòng)的一方叫做支承導(dǎo)軌。

（2）數(shù)控機(jī)床對(duì)導(dǎo)軌的基本要求

①導(dǎo)向精度高；

②耐磨性能好；

③足夠的剛度；

④良好的摩擦特性：

⑤工藝性好。

（3）數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌的類(lèi)型與特點(diǎn)

數(shù)控機(jī)床采用的導(dǎo)軌型式主要有滑動(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌三種。

種類(lèi)滑動(dòng)導(dǎo)軌滾動(dòng)導(dǎo)軌靜壓導(dǎo)軌

金屬對(duì)金屬金屬對(duì)塑料液體靜壓氣體靜壓

摩擦系數(shù)摩擦系數(shù)較大，摩擦系數(shù)較小摩擦系數(shù)小摩擦系數(shù)小摩擦系數(shù)更小

變化范圍也大0.04~0.06

剛度接觸剛度高剛度較高無(wú)預(yù)加載荷時(shí)比滑動(dòng)導(dǎo)軌低25%,比滑動(dòng)導(dǎo)軌低，低

有加載荷時(shí)比滑動(dòng)導(dǎo)軌略高。比滾動(dòng)導(dǎo)軌高

運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性低速時(shí)易出現(xiàn)無(wú)爬行現(xiàn)象無(wú)爬行現(xiàn)象運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)爬行現(xiàn)象

爬行現(xiàn)象

抗振性抗振性高吸振抗振性較差吸振性好

速度中、高中任意低、中

應(yīng)用普通機(jī)床現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床要求定位精度高、運(yùn)動(dòng)均勻、靈重型數(shù)控機(jī)床數(shù)控磨床和三

采用敏的數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)測(cè)量機(jī)

1）滑動(dòng)導(dǎo)軌

滑動(dòng)導(dǎo)軌的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、剛度好、抗振性高等?；瑒?dòng)導(dǎo)軌的缺點(diǎn)是靜

摩擦系數(shù)大，且動(dòng)摩擦系數(shù)隨速度變化而變化，摩擦損失大，降低了運(yùn)動(dòng)部件的定位精度。

數(shù)控機(jī)床目前多數(shù)采用貼塑導(dǎo)軌。貼塑滑動(dòng)導(dǎo)軌的特點(diǎn)是摩擦特性好、耐磨性好、運(yùn)動(dòng)平

穩(wěn)、減振性好、工藝性好。

2）滾動(dòng)導(dǎo)軌

滾動(dòng)導(dǎo)軌的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，低速移動(dòng)時(shí)不易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象；定位精度高;

摩擦阻力小，移動(dòng)輕便，磨損小，精度保持性好，壽命長(zhǎng)。滾動(dòng)導(dǎo)軌的缺點(diǎn)是抗振性較差,

對(duì)防護(hù)要求較高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造比較困難，成本較高。滾動(dòng)導(dǎo)軌的滾動(dòng)體有三種形式：

滾珠、滾柱、滾針。

3）靜壓導(dǎo)軌

靜壓導(dǎo)軌分為液體靜壓導(dǎo)軌和氣體靜壓導(dǎo)軌。靜壓導(dǎo)軌的優(yōu)點(diǎn)是不產(chǎn)生磨損，機(jī)械效

率高，精度保持性好，摩擦系數(shù)小，低速不易產(chǎn)生爬行，抗震性好，噪音低。液體靜壓導(dǎo)

軌的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，液壓裝置比較大，且需要專(zhuān)門(mén)的供油系統(tǒng)。氣體靜壓導(dǎo)軌的缺點(diǎn)是

防塵要求高。

5、數(shù)控機(jī)床的工作臺(tái)

工作臺(tái)是數(shù)控機(jī)床的重要部件，其形式尺寸往往表征數(shù)控機(jī)床的規(guī)格和性能。

數(shù)控機(jī)床的工作臺(tái)形式主要有工作臺(tái)、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、擺動(dòng)工作臺(tái)、直接驅(qū)動(dòng)的回轉(zhuǎn)工

作臺(tái)。

1）一般所講的工作臺(tái)完成直線運(yùn)動(dòng)，是不會(huì)轉(zhuǎn)的，形狀為矩形。

2）回轉(zhuǎn)工作臺(tái)可實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的分度運(yùn)動(dòng)和圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

3）擺動(dòng)工作臺(tái)可以在數(shù)控?fù)u臂之間在一定角度范圍內(nèi)進(jìn)行擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。

4）直接驅(qū)動(dòng)的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)是伺服驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)與回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的集成。優(yōu)點(diǎn)是減少傳動(dòng)環(huán)

節(jié)、簡(jiǎn)化機(jī)床的結(jié)構(gòu)等。

6、數(shù)控機(jī)床的位置檢測(cè)裝置

在閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)中，必須利用位置檢測(cè)裝置把機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的實(shí)際位移量隨時(shí)檢測(cè)出

來(lái)，與給定的控制值（指令信號(hào)）進(jìn)行比較，從而控制驅(qū)動(dòng)元件準(zhǔn)確運(yùn)轉(zhuǎn)，使工作臺(tái)（或

刀具）按規(guī)定的軌跡和坐標(biāo)移動(dòng)。它的精度直接影響數(shù)控機(jī)床的定位精度和加工精度。

（1）數(shù)控機(jī)床對(duì)位置檢測(cè)裝置的要求：

①高可靠性和高抗干擾性；

②滿(mǎn)足精度和速度要求；

③使用維護(hù)方便，適合機(jī)床運(yùn)行環(huán)境；

④成本低，壽命長(zhǎng)。

（2）光柵

光柵分為長(zhǎng)光柵（光柵尺）和圓光柵。光柵利用莫爾條紋的作用，使得它能測(cè)得比柵

距還小的位移量.光柵的特點(diǎn)是響應(yīng)速度快，精度高。光柵主要應(yīng)用在高精度數(shù)控機(jī)床上。

7、數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀裝置（ATC）

多工序加工的數(shù)控機(jī)床加工中使用多種刀具，因此必須有自動(dòng)換刀裝置（ATC）,以便

選用不同刀具，完成不同工序的加工工藝。

（1）數(shù)控機(jī)床對(duì)自動(dòng)換刀裝置的要求

①換刀時(shí)間短；

②刀具重復(fù)定位精度高；

③足夠的刀具儲(chǔ)備量；

④占地面積??；

⑤安全可靠等。

（2）數(shù)控機(jī)床的刀庫(kù)

1）刀庫(kù)容量

刀庫(kù)容量是指刀庫(kù)存放刀具的數(shù)量，一般根據(jù)加工工藝要求而定。

2）刀庫(kù)類(lèi)型

刀庫(kù)類(lèi)型一般有鼓輪式刀庫(kù)、鏈?zhǔn)降稁?kù)、格子箱式刀庫(kù)及直線式刀庫(kù)等。鼓輪式刀庫(kù)

的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、簡(jiǎn)單，刀具容量小。鏈?zhǔn)降稁?kù)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，容量大，鏈環(huán)的形

狀也可隨機(jī)床布局制成各種形式而靈活多變，還可將換刀位突出以便于換刀。格子箱式刀

庫(kù)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，容量大，刀庫(kù)空間利用率高，換刀時(shí)間長(zhǎng)，輔助裝置較復(fù)雜。直線

式刀庫(kù)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，刀庫(kù)容量小。

2）選刀方式

按數(shù)控系統(tǒng)的刀具選擇指令，從刀庫(kù)中挑選各工序所需刀具的操作稱(chēng)為自動(dòng)選刀。常

見(jiàn)選刀方式有順序選刀和任意選刀兩種。

（3）數(shù)控車(chē)床的自動(dòng)換刀裝置

數(shù)控車(chē)床的自動(dòng)換刀裝置主要采用回轉(zhuǎn)刀盤(pán)，少數(shù)數(shù)控車(chē)床具有刀庫(kù)形式的自動(dòng)換刀

裝置。

（4）加工中心的自動(dòng)換刀裝置

加工中心常見(jiàn)的換刀裝置有轉(zhuǎn)塔式、刀庫(kù)式、成套更換方式等換刀裝置。轉(zhuǎn)塔式換刀

裝置分為垂直轉(zhuǎn)塔式和水平轉(zhuǎn)塔式；刀庫(kù)式換刀裝置分為無(wú)機(jī)械手換刀方式、機(jī)械手換刀

方式、機(jī)械手和刀具運(yùn)送器等；成套更換方式換刀裝置分為更換轉(zhuǎn)塔頭式、更換主軸箱式、

更換刀庫(kù)式等。

8、數(shù)控機(jī)床的輔助裝置

（1）液壓和氣壓裝置

液壓與氣壓裝置就是用壓力油或加壓空氣作為傳遞能量的載體實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)與控制，它不

僅可以傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)，而且可以控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)的程序和參量，因此被廣泛應(yīng)用于數(shù)控設(shè)

備。

1）液壓和氣壓裝置的作用

數(shù)控機(jī)床液壓和氣壓裝置在數(shù)控機(jī)床中具有如下輔助作用：

①自動(dòng)換刀所需的動(dòng)作。

②機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的平衡。

③機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的制動(dòng)和離合器的控制，齒輪撥叉掛檔等。

④機(jī)床的潤(rùn)滑冷卻。

⑤機(jī)床防護(hù)罩、板、門(mén)的自動(dòng)開(kāi)關(guān)。

⑥工作臺(tái)的松開(kāi)夾緊，交換工作臺(tái)的自動(dòng)交換動(dòng)作。

⑦夾具的自動(dòng)松開(kāi)、夾緊。

⑧工件、工具定位面和交換動(dòng)作臺(tái)的自動(dòng)吹屑、清理定位基面等。

2）液壓傳動(dòng)裝置的特點(diǎn)

液壓傳動(dòng)裝置的特點(diǎn)是機(jī)構(gòu)輸出力大，機(jī)械結(jié)構(gòu)更緊湊、動(dòng)作平穩(wěn)可靠，易于調(diào)節(jié)和

噪聲較小，但要配置液壓泵和油箱，當(dāng)油液滲漏時(shí)污染環(huán)境。

3）氣壓裝置的特點(diǎn)

氣壓裝置的特點(diǎn)是裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作介質(zhì)不污染環(huán)境，工作速度快和動(dòng)作頻率高，

適合于完成頻繁啟動(dòng)的輔助工作，過(guò)載時(shí)比較安全，不易發(fā)生過(guò)載損壞機(jī)件等事故。但輸

出功率小，排氣噪音大。

4）液壓與氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成

液壓與氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)一般由動(dòng)力裝置、執(zhí)行裝置、控制與調(diào)節(jié)裝置、輔助裝置、傳動(dòng)

介質(zhì)等5個(gè)部分組成。

（2）自動(dòng)排屑裝置

自動(dòng)排屑裝置的作用是自動(dòng)分離并收集切削液和切屑，以便自動(dòng)加工順利進(jìn)行和減少

數(shù)控機(jī)床的發(fā)熱。自動(dòng)排屑裝置的類(lèi)型有平板鏈?zhǔn)脚判佳b置、刮板式排屑裝置、螺旋式排

屑裝置等3種。

（3）工件自動(dòng)交換系統(tǒng)

工件自動(dòng)交換系統(tǒng)的作用是減少工件安裝調(diào)整時(shí)間。

1）自動(dòng)托盤(pán)交換裝置（APC）

自動(dòng)托盤(pán)交換裝置可自動(dòng)交換加工的托盤(pán)與托盤(pán)系統(tǒng)中備用的托盤(pán)，以提高交換工件

的效率。

2）自動(dòng)運(yùn)輸小車(chē)

自動(dòng)運(yùn)輸小車(chē)可在柔性生產(chǎn)線的多臺(tái)機(jī)床之間傳送工件。自動(dòng)運(yùn)輸小車(chē)分為有軌小車(chē)

（RGV）和無(wú)軌小車(chē)（AGV）兩種。

二、典型例題及解析

1、在加工中心的基礎(chǔ)上配置自動(dòng)托盤(pán)交換系統(tǒng)，稱(chēng)為。

2、數(shù)控機(jī)床床身采用結(jié)構(gòu)既可以增加靜剛度，減小結(jié)構(gòu)質(zhì)量.又可以增加構(gòu)

件本身的阻尼。

3、在采用ATC后，數(shù)控加工的輔助時(shí)間主要用于（）。

（A）工件安裝及調(diào)整（B）刀具裝夾及調(diào)整（C）刀庫(kù)的調(diào)整

4、滾珠絲杠預(yù)緊的目的是（）。

（A）增加阻尼比，提高抗振性（B）提高運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性

（C）消除軸向間隙和提高傳動(dòng)剛度（D）加大摩擦力，使系統(tǒng)能自鎖

5、數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌有哪些類(lèi)型？各自的特點(diǎn)是什么？

答案：

1、柔性制造單元

2、鋼板焊接

3、A

4、C

5、數(shù)控機(jī)床采用的導(dǎo)軌型式主要有滑動(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌三種。1）滑動(dòng)導(dǎo)

軌的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、剛度好、抗振性高等?；瑒?dòng)導(dǎo)軌的缺點(diǎn)是靜摩擦系

數(shù)大，且動(dòng)摩擦系數(shù)隨速度變化而變化，摩擦損失大，降低了運(yùn)動(dòng)部件的定位精度。

數(shù)控機(jī)床目前多數(shù)采用貼塑導(dǎo)軌。貼塑滑動(dòng)導(dǎo)軌的特點(diǎn)是摩擦特性好、耐磨性好、運(yùn)

動(dòng)平穩(wěn)、減振性好、工藝性好。2）滾動(dòng)導(dǎo)軌的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，低速移動(dòng)

時(shí)不易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象；定位精度高；摩擦阻力小，移動(dòng)輕便，磨損小，精度保持性好，

壽命長(zhǎng)。滾動(dòng)導(dǎo)軌的缺點(diǎn)是抗振性較差，對(duì)防護(hù)要求較高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造比較困難，

成本較高。3）靜壓導(dǎo)軌分為液體靜壓導(dǎo)軌和氣體靜壓導(dǎo)軌。靜壓導(dǎo)軌的優(yōu)點(diǎn)是不產(chǎn)生

磨損，機(jī)械效率高，精度保持性好，摩擦系數(shù)小，低速不易產(chǎn)生爬行，抗震性好，噪

音低。液體靜壓導(dǎo)軌的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，液壓裝置比較大，且需要專(zhuān)門(mén)的供油系統(tǒng)。

氣體靜壓導(dǎo)軌的缺點(diǎn)是防塵要求高。

第3章數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)

一、復(fù)習(xí)要點(diǎn)

1、數(shù)控系統(tǒng)的組成

數(shù)控系統(tǒng)由人機(jī)界面、數(shù)字控制以及機(jī)床邏輯控制這三個(gè)相互依存的功能部件構(gòu)成。

這三個(gè)功能部件是數(shù)控機(jī)床可靠、準(zhǔn)確、高度地加工出高精度、高表面質(zhì)量零件的基本保

證。

1）人機(jī)界面是數(shù)控機(jī)床操作人員與數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行信息交換的窗口。

2）數(shù)字控制是數(shù)控系統(tǒng)的核心，數(shù)字控制包括了軌跡運(yùn)算和位置調(diào)節(jié)兩大主要功能，

以及各種相關(guān)的控制。

3）邏輯控制也叫做可編程控制器機(jī)床接口或PLC,是用來(lái)完成機(jī)床的邏輯控制。

2、數(shù)控系統(tǒng)的功能和特點(diǎn)

（1）數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)

計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)有下述主要特點(diǎn)：

①具有靈活性；②具有通用性；③較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性；④復(fù)雜、高效的數(shù)控功能；

⑤高可靠性；⑥完善的輸入/輸出通道；⑦易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化等。

（2）數(shù)控系統(tǒng)的功能

CNC系統(tǒng)的功能通常包括基本功能和選擇功能。其主要功能如下：①控制功能：

②準(zhǔn)備功能和輔助功能；③點(diǎn)位與連續(xù)移動(dòng)功能；④插補(bǔ)功能；⑤固定循環(huán)加工功能；⑥

進(jìn)給功能；⑦主軸速度控制功能；⑧刀具管理功能；⑨補(bǔ)償功能；⑩人機(jī)對(duì)話功能；（11）程

序編制功能；?輸入、輸出和通信功能；?自診斷功能。

（3）數(shù)控系統(tǒng)的插補(bǔ)原理

插補(bǔ)是數(shù)據(jù)密化的過(guò)程。對(duì)輸入數(shù)控系統(tǒng)的有限坐標(biāo)點(diǎn)(例如起點(diǎn)、終點(diǎn))，計(jì)算機(jī)根

據(jù)曲線的特征，運(yùn)用一定的計(jì)算方法，自動(dòng)地在有限坐標(biāo)點(diǎn)之間生成一系列的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，

以滿(mǎn)足加工精度的要求。

3、數(shù)控機(jī)床上的可編程控制器(PLC)

數(shù)控機(jī)床用PLC可分為內(nèi)裝型和獨(dú)立型兩類(lèi)。PLC處于CNC和MT之間，對(duì)NC側(cè)和MT

側(cè)的輸入、輸出信號(hào)進(jìn)行處理。PLC在數(shù)控機(jī)床中三種配置方式：

①PLC在機(jī)床一側(cè)；

②PLC在電氣控制柜中；

③PLC在電氣控制柜中，而輸入/輸出接口在機(jī)床一側(cè)。

4、伺服系統(tǒng)

(1)數(shù)控機(jī)床對(duì)伺服系統(tǒng)的要求

①可逆運(yùn)行；

②速度范圍寬；

③具有足夠的傳動(dòng)剛性和高的速度穩(wěn)定性；

④快速響應(yīng)并無(wú)超調(diào)；

⑤高精度；

⑥低速大轉(zhuǎn)矩。

(2)伺服系統(tǒng)對(duì)伺服電機(jī)的要求

(1)調(diào)速范圍寬、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)；

(2)有過(guò)載能力；

(3)負(fù)載特性硬；

(4)電機(jī)應(yīng)能承受頻繁啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)。

(3)伺服電機(jī)的特性與選型依據(jù)

伺服電機(jī)是伺服系統(tǒng)的重要組成部分，是系統(tǒng)的執(zhí)行元件，它的作用是把驅(qū)動(dòng)控制線

路的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械運(yùn)動(dòng)。整個(gè)伺服系統(tǒng)的調(diào)速性能、動(dòng)態(tài)特性、運(yùn)行精度等均與伺服

電機(jī)有密切關(guān)系。伺服系統(tǒng)常用伺服電機(jī)有步進(jìn)電機(jī)、直流伺服電機(jī)、交流伺服電機(jī)等。

在機(jī)床選配伺服電機(jī)時(shí)，要根據(jù)機(jī)床的設(shè)計(jì)性能指標(biāo)，以及機(jī)床實(shí)際應(yīng)用條件，來(lái)選

擇合適的伺服電機(jī)。同時(shí)需要考慮該電機(jī)的過(guò)載能力和過(guò)載的條件，并且要考慮機(jī)床傳動(dòng)

系統(tǒng)的絲杠與伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子的慣量匹配。伺服電機(jī)選型的另一個(gè)依據(jù)是伺服電機(jī)的工作制

和定額。伺服電機(jī)的額定功率是以工作制為基準(zhǔn)的。不同工作制的機(jī)械應(yīng)選用相應(yīng)定額的

電動(dòng)機(jī)。

(4)進(jìn)給軸電機(jī)的選型

進(jìn)給釉電機(jī)選型時(shí)要考慮：

①慣量匹配；

②伺服電機(jī)的軸端受力；

③伺服電機(jī)的過(guò)載能力。

進(jìn)給軸電機(jī)選擇依據(jù)首先是在機(jī)床設(shè)計(jì)時(shí)定義的性能指標(biāo)；其次是機(jī)械部件的數(shù)據(jù)；

另外還需要考慮伺服電機(jī)的工作溫升。

(5)主軸電機(jī)

主軸電機(jī)選型時(shí)要考慮：①主軸電機(jī)的特性；②主軸的工作點(diǎn)；③過(guò)載能力；④軸端

受力；⑤主軸總成的動(dòng)平衡；⑥慣量匹配等。

二、典型例題及解析

1、數(shù)控系統(tǒng)通常由人機(jī)界面、數(shù)字控制以及控制這三個(gè)相互依存的功能部件

構(gòu)成。

2、下列功能中，（）是數(shù)控系統(tǒng)目前一般所不具備的。

（A）控制功能（B）進(jìn)給功能

（O插補(bǔ)功能（D）刀具刃磨功能

3、簡(jiǎn)述數(shù)控機(jī)床對(duì)伺服系統(tǒng)的要求。

答案：

1、機(jī)床邏輯控制

2、D

3、數(shù)控機(jī)床對(duì)伺服系統(tǒng)的要求有：①可逆運(yùn)行；②速度范圍寬；③具有足夠的傳動(dòng)剛

性和高的速度穩(wěn)定性；④快速響應(yīng)并無(wú)超調(diào)；⑤高精度；⑥低速大轉(zhuǎn)矩。

第4章典型數(shù)控機(jī)床

一、復(fù)習(xí)要點(diǎn)

1、數(shù)控車(chē)床

（1）數(shù)控車(chē)床的特點(diǎn)

數(shù)控車(chē)床與普通車(chē)床相比，有以下特點(diǎn)：高精度、高效率、高柔性、高可靠性、工藝

能力強(qiáng)、模塊化設(shè)計(jì)。

（2）數(shù)控車(chē)床的類(lèi)型

數(shù)控車(chē)床按數(shù)控系統(tǒng)的功能不同可分為：

1）經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床

一般是在普通車(chē)床的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，并采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)。

其控制部分采用單板機(jī)、單片機(jī)或檔次比較低的數(shù)控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。此類(lèi)車(chē)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)

格低廉。但功能簡(jiǎn)單。

2）全功能型數(shù)控車(chē)床

全功能型數(shù)控車(chē)床控制系統(tǒng)是標(biāo)準(zhǔn)型的，帶有高分辨率的CRT顯示器以及各種顯示、

圖形仿零點(diǎn)、刀具補(bǔ)償?shù)裙δ埽也欢ㄆ谟型ㄐ呕蚓W(wǎng)絡(luò)接口。全功能型數(shù)控車(chē)床采用閉

環(huán)或半閉環(huán)控制的伺服系統(tǒng)，可以進(jìn)行多個(gè)坐標(biāo)軸的控制只有高剛度、高精度和高效率等

特點(diǎn)。

3）車(chē)削中心

車(chē)削中心是以全功能型數(shù)控車(chē)床為主體，并配置有刀庫(kù)、換刀裝置、分度裝置、銃削

動(dòng)力頭和機(jī)械手等，以實(shí)現(xiàn)多工序復(fù)合加工的機(jī)床。在工件一次裝夾后，它可完成回轉(zhuǎn)類(lèi)

零件的車(chē)、銃、鉆、較、攻螺紋等多種加工工序。其功能全面，但價(jià)格較高。

4）FMC車(chē)床

是一個(gè)由數(shù)控車(chē)床、機(jī)器人等構(gòu)成的柔性加工單元。它能實(shí)現(xiàn)工件搬運(yùn)、裝卸的自動(dòng)

化和加工調(diào)整準(zhǔn)備的自動(dòng)化。

（3）數(shù)控車(chē)床本體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

①采用高性能的主軸部件；

②進(jìn)給伺服傳動(dòng)采用高性能傳動(dòng)件，具有傳動(dòng)鏈短、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)精度高等特點(diǎn)；

③有較完善的刀具自動(dòng)交換和管理系統(tǒng)；

④車(chē)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)還有多種輔助裝置，主要包括刀具自動(dòng)交換機(jī)構(gòu)、潤(rùn)滑裝置、切削

液裝置、排屑裝置、過(guò)載與限位保護(hù)功能等部分。

（4）數(shù)控車(chē)床的結(jié)構(gòu)布局特點(diǎn)

數(shù)控車(chē)床的床身結(jié)構(gòu)和導(dǎo)軌有多種形式，主要有水平床身、傾斜床身以及水平床身斜

滑板、立式床身等。水平床身特點(diǎn)是加工工藝性好，其刀架水平放置，有利于提高刀架的

運(yùn)動(dòng)精度，但這種結(jié)構(gòu)床身下部空間小，排屑困難。中小型數(shù)控車(chē)床多采用傾斜床身或水

平床身斜滑板結(jié)構(gòu)，這種布局結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)有：

①機(jī)床外形美觀，占地面積??；

②易于排屑和冷卻液的排流；

③便于操作者操作和觀察；

④易于安裝上下料機(jī)械手，實(shí)現(xiàn)全面自動(dòng)化；

⑤可采用封閉截面整體結(jié)構(gòu)，以提高床身的剛度。

2、數(shù)控銃床

（1）數(shù)控銃床的功能特點(diǎn)

各類(lèi)數(shù)控系統(tǒng)不同，其功能也不相同，除具有各自的特點(diǎn)以外，常具有以下功能：（1）

點(diǎn)位控制功能；（2）連續(xù)輪廓控制功能；（3）刀具半徑自動(dòng)補(bǔ)償功能；（4）刀具長(zhǎng)度自動(dòng)

補(bǔ)償功能；（5）鏡像加工功能：（6）固定循環(huán)功能：（7）特殊功能等。

（2）數(shù)控銃床的類(lèi)型

數(shù)控銃床按機(jī)床主軸的布置形式及機(jī)床的布局特點(diǎn)分為立式、臥式和立臥兩用式三種。

數(shù)控銃床按控?cái)?shù)系統(tǒng)的功能不同，分為簡(jiǎn)易型數(shù)控銃床、普通數(shù)控銃床、數(shù)控仿形銃床、

數(shù)控工具銃床等。

（3）數(shù)控銃床的布局

1）工件的重量和尺寸與布局的關(guān)系

由于加工中需要的運(yùn)動(dòng)僅僅是相對(duì)運(yùn)動(dòng)，對(duì)部件的運(yùn)動(dòng)分配可以有多種方案。根據(jù)工

件的重量和尺寸與布局的關(guān)系可以有四種不同的布局方案：工件進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的升降臺(tái)銃床、

銃頭垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的十字工作臺(tái)銃床、工件一個(gè)方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的龍門(mén)式數(shù)控銃床、銃頭垂

直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的龍門(mén)式數(shù)控銃床。

2）運(yùn)動(dòng)的分配與部件的布局

運(yùn)動(dòng)的分配與部件的布局是銃床總布局的中心問(wèn)題。數(shù)控銃床的運(yùn)動(dòng)數(shù)目，尤其是進(jìn)

給運(yùn)動(dòng)數(shù)目的多少，直接與表面成型運(yùn)動(dòng)和銃床的加工功能相關(guān)。一般需要對(duì)工件的頂面

進(jìn)行加工，則銃床主軸應(yīng)布局成立式的；需要對(duì)工件的多個(gè)側(cè)面進(jìn)行加工，則主軸應(yīng)布局

成臥式的。

3）布局與銃床的結(jié)構(gòu)性能

數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)的總體布局不相同，其結(jié)構(gòu)性能是有差異的。數(shù)控銃床的布局應(yīng)能兼顧

銃床有良好的精度、剛度、抗振性和熱穩(wěn)定性等結(jié)構(gòu)性能。

T形床身布局的優(yōu)點(diǎn)是工作臺(tái)沿前床身方向作X坐標(biāo)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，在全部行程范圍內(nèi)工

作臺(tái)均可支撐在床身上，故剛性較好，提高了工作臺(tái)的承載能力，易于保證加工精度，而

且有較長(zhǎng)的工作行程。

3、加工中心

（1）加工中心的特點(diǎn)和用途

加工中心設(shè)置有刀庫(kù)并能自動(dòng)換刀，這是它與數(shù)控銃床、數(shù)控鍵床等機(jī)床的主要區(qū)別。

加工中心能在一次裝夾后實(shí)現(xiàn)多表面、多特征、多工位的連續(xù)、高效、高精度加工，即工

序集中。

加工中心承擔(dān)精密、復(fù)雜的多任務(wù)加工。加工中心既可以單機(jī)使用，也能在計(jì)算機(jī)輔

助控制下多臺(tái)同時(shí)使用，構(gòu)成柔性生產(chǎn)線，還可以與工業(yè)機(jī)器人、立體倉(cāng)庫(kù)等結(jié)合成無(wú)人

化工廠。

（2）加工中心的類(lèi)型和特點(diǎn)

1）加工中心按主軸在加工時(shí)的空間位置分為臥式加工中心、立式加工中心、五面加

工中心等。

臥式加工中心的主軸軸線為水平設(shè)置。臥式加工中心具有3~5個(gè)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)，常見(jiàn)的

是三個(gè)直線運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)加一個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)（回轉(zhuǎn)工作臺(tái)），它能在工件一次裝夾后完成除安

裝面和頂面以外的其余四個(gè)面的加工。最適合加工箱體類(lèi)工件。

立式加工中心主軸的軸線為垂直設(shè)置。立式加工中心多為固定主柱式，工作臺(tái)為十字

滑臺(tái)方式，一般具有三個(gè)直線運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)，也可以在工作臺(tái)上安裝一個(gè)水平軸（第四軸）的

數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)，用來(lái)加工螺旋線類(lèi)工件。適合于加工盤(pán)類(lèi)工件，配合各種附件后，可滿(mǎn)足各種

工件的加工。

五面加工中心具有立式和臥式加工中心的功能，通過(guò)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)和主軸頭的旋

轉(zhuǎn)，能在工件一次裝夾后，完成除安裝面以外的所有五個(gè)面的加工?？梢允构ぜ男挝徽`

差降到最低，省去二次裝夾的工裝，提高生產(chǎn)效率，降低加工成本。

2）按功能特征分為：鑲銃加工中心、鉆削加工中心、復(fù)合加工中心等。

3）按工作臺(tái)的數(shù)量和功能分為：?jiǎn)喂ぷ髋_(tái)加工中心、雙工作臺(tái)加工中心、多工作臺(tái)加

工中心等。

4、并聯(lián)機(jī)床

并聯(lián)機(jī)床的基本結(jié)構(gòu)是一個(gè)動(dòng)平臺(tái)、一個(gè)定平臺(tái)和六根長(zhǎng)度可變的連桿動(dòng)平臺(tái)上裝有

機(jī)床主軸和刀具，定平臺(tái)（或者與定平臺(tái)固連的工作臺(tái)）上安裝工件，六根桿實(shí)際是六個(gè)滾

珠絲杠螺母副，它們將兩個(gè)平臺(tái)連在一起，同時(shí)將伺服電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng),

從而不斷改變六根桿的長(zhǎng)度，帶動(dòng)動(dòng)平臺(tái)產(chǎn)生六自由度的空間運(yùn)動(dòng)，使刀具在工件上加工

出復(fù)雜的三維曲面。

并聯(lián)機(jī)床在剛性、加工效率等方面，有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。而且機(jī)械結(jié)構(gòu)比同等功能

的傳統(tǒng)機(jī)床簡(jiǎn)單，便于制造，有利于降低制造成本。

5、數(shù)控電加工機(jī)床

（1）電火花加工的特點(diǎn)

①電火花加工屬不接觸加工；

②加工過(guò)程中沒(méi)有宏觀切削力；

③易于實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程自動(dòng)化。

（2）電火花加工的適用范圍

①適合于難切削材料的加工；

②可以加工特殊的零件；

③可以加工復(fù)雜形狀的零件；

④可以改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，改善結(jié)構(gòu)的工藝性。

(3)電火花加工的局限性

①只能用于加工金屬等導(dǎo)電材料；

②加工速度一般較慢：

③存在電極損耗；

④最小角部半徑有限制。

(4)數(shù)控電火花加工機(jī)床

電火花加工的基本原理是基于工具和工件(正、負(fù)電極)之間脈沖性火花放電時(shí)的電蝕

現(xiàn)象來(lái)蝕除多余的金屬，以達(dá)到對(duì)零件的尺寸、形狀及表面質(zhì)量預(yù)定的加工要求。

數(shù)控電火花加工機(jī)床包括主機(jī)、電源箱、工作液循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)等。

(5)電火花線切割加工的特點(diǎn)

①采用直徑不等的細(xì)金屬絲(銅絲或鋁絲等)作工具電極；

②利用計(jì)算機(jī)輔助制圖自動(dòng)編程軟件，可方便地加工復(fù)雜形狀的直紋表面；

③電極絲直徑較細(xì)(①0.025?①0.3),切縫很窄，這樣不僅有利于材料的利用，而且

適合加工細(xì)小零件；

④可以完全或短時(shí)間不考慮電極絲損耗對(duì)加工精度的影響；

⑤依靠計(jì)算機(jī)對(duì)電極絲軌跡的控制和偏移軌跡的計(jì)算，可方便地調(diào)整凹凸模具的配合

間隙，依靠錐度切割功能，有可能實(shí)現(xiàn)凹凸模一次加工成形；

⑥對(duì)于粗、中、精加工，只需調(diào)整電參數(shù)即可，操作方便、自動(dòng)化程度高；

⑦加工對(duì)象主要是平面形狀，對(duì)于臺(tái)階或盲孔型零件目前還無(wú)法進(jìn)行加工，但是當(dāng)機(jī)

床上加上能使電極絲作相應(yīng)傾斜運(yùn)動(dòng)的功能后，可實(shí)現(xiàn)錐面加工；

⑧當(dāng)零件無(wú)法從周邊切入時(shí)，工件上需要鉆穿絲孔。

(6)電火花線切割加工的基本原理

電火花線切割加工是利用移動(dòng)的細(xì)金屬絲(銅絲或鋁絲)作為工具電極(接高頻脈沖電

源的負(fù)極)，對(duì)工件(接高頻脈沖電源的正極)進(jìn)行脈沖火花放電、切割成形。

(7)數(shù)控電火花線切割機(jī)床的分類(lèi)

根據(jù)電極絲的運(yùn)行速度，電火花線切割機(jī)床通常分為高速走絲電火花線切割機(jī)床(快

走絲)和低速走絲電火花線切割機(jī)床(慢走絲)兩大類(lèi)。

(8)數(shù)控電火花線切割機(jī)床的組成

數(shù)控電火花線切割機(jī)床由床身、走絲機(jī)構(gòu)、錐度切割裝置、坐標(biāo)工作臺(tái)、脈沖電源、

工作液循環(huán)系統(tǒng)、數(shù)控裝置等部分組成。

(9)走絲機(jī)構(gòu)的作用和組成

走絲機(jī)構(gòu)的作用是使電極以一定速度連續(xù)不斷地通過(guò)放電區(qū)。走絲機(jī)構(gòu)主要由走絲電

動(dòng)機(jī)、絲架和導(dǎo)輪等組成。走絲機(jī)構(gòu)分為快速走絲機(jī)構(gòu)和慢速走絲機(jī)構(gòu)。

(10)工作液循環(huán)系統(tǒng)的作用

工作液循環(huán)系統(tǒng)為機(jī)床的切割加工提供足夠合適的工作液。線切割電極絲很細(xì)，放電

時(shí)發(fā)生熱量和電蝕物如果不迅速及時(shí)排出，電極絲會(huì)因過(guò)熱或極間短路造成斷絲。因此放

電部位電極絲必須用流動(dòng)的工作液充分包圍起來(lái)，將電極上的熱量及電蝕物隨著電極絲移

動(dòng)和工作液的流動(dòng)而被帶出放電部位。

二、典型例題及解析

1、加工中心與數(shù)控銃床、數(shù)控鍵床等機(jī)床的主要區(qū)別是它設(shè)置有,并

具有功能。

2、車(chē)削中心是以（）為主體，并配置有刀庫(kù)、換刀裝置、分度裝置、銃削動(dòng)力頭和

機(jī)械手等，以實(shí)現(xiàn)多工序復(fù)合加工的機(jī)床。在工件一次裝夾后，它可完成回轉(zhuǎn)類(lèi)零件的車(chē)、

銃、鉆、較、攻螺紋等多種加工工序。

（A）鎮(zhèn)銃加工中心（B）臥式加工中心

（C）全功能數(shù)控車(chē)床（D）經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床

3、數(shù)控車(chē)床都具有C軸控制功能。（）

4、（5）簡(jiǎn)述數(shù)控電火花線切割機(jī)床的工作液循環(huán)系統(tǒng)的作用。

答案：

1、復(fù)合

2、C

3、X

4、工作液循環(huán)系統(tǒng)為機(jī)床的切割加工提供足夠合適的工作液。線切割電極絲很細(xì)，放

電時(shí)發(fā)生熱量和電蝕物如果不迅速及時(shí)排出，電極絲會(huì)因過(guò)熱或極間短路造成斷絲。因此

放電部位電極絲必須用流動(dòng)的工作液充分包圍起來(lái)，將電極上的熱量及電蝕物隨著電極絲

移動(dòng)和工作液的流動(dòng)而被帶出放電部位。

第5章數(shù)控機(jī)床的性能測(cè)試與評(píng)價(jià)方法

一、復(fù)習(xí)要點(diǎn)

1、數(shù)控機(jī)床的精度檢驗(yàn)

數(shù)控機(jī)床的精度檢驗(yàn)-一般包括幾何精度檢驗(yàn)、定位精度檢驗(yàn)、切削精度檢驗(yàn)。

1）幾何精度檢驗(yàn)

幾何精度檢驗(yàn)又稱(chēng)靜態(tài)精度檢驗(yàn)，是綜合反映機(jī)床關(guān)鍵零部件經(jīng)組裝后的綜合幾何形

狀誤差。常用的檢測(cè)工具有精密水平儀、精密方箱、直角尺、平尺、平行光管、千分表、

測(cè)微儀及高精度主軸心棒等。

以臥式加工中心為例，要對(duì)下列幾何精度進(jìn)行檢驗(yàn)：①才、KZ坐標(biāo)軸的相互垂直度;

②工作臺(tái)面的平行度；③爪Z軸移動(dòng)時(shí)工作臺(tái)面的平行度；④主軸回轉(zhuǎn)軸線對(duì)工作臺(tái)面的

平行度；⑤主軸在Z軸方向移動(dòng)的直線度；⑥1軸移動(dòng)時(shí)工作臺(tái)邊界與定位基準(zhǔn)的平行度;

⑦主軸軸向及孔徑跳動(dòng)；⑧回轉(zhuǎn)工作臺(tái)精度。

2）定位精度

數(shù)控機(jī)床的定位精度是表明所測(cè)量的機(jī)床各運(yùn)動(dòng)部位在數(shù)控裝置控制下，運(yùn)動(dòng)所能達(dá)

到的精度。根據(jù)實(shí)測(cè)的定位精度數(shù)值，可以判斷出機(jī)床自動(dòng)加工過(guò)程中能達(dá)到的最好的工

件加工精度。檢查定位精度和重復(fù)定位精度使用得比較多的方法是應(yīng)用精密線紋尺和讀數(shù)

顯微鏡（或光電顯微鏡），激光干涉儀在定位測(cè)量中也逐漸用得較多。

數(shù)控機(jī)床定位精度檢測(cè)的主要內(nèi)容有：①直線運(yùn)動(dòng)定位精度：②直線運(yùn)動(dòng)重復(fù)定位精

度；③直線運(yùn)動(dòng)軸機(jī)械原點(diǎn)的返回精度；④直線運(yùn)動(dòng)失動(dòng)量的測(cè)定；⑤直線運(yùn)動(dòng)定位精度;

⑥回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)重復(fù)定位精度；⑦回轉(zhuǎn)軸原點(diǎn)的返回精度；⑧回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)矢動(dòng)量的測(cè)定。

3)切削精度檢驗(yàn)

數(shù)控機(jī)床的切削精度檢驗(yàn)是對(duì)機(jī)床的幾何精度和定位精度在切削加工條件下的一項(xiàng)綜

合檢查。

機(jī)床切削精度檢查可以是單項(xiàng)加工，也可以加工一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的綜合性試件。以普通立式

加工中心為例，其主要單項(xiàng)加工有：①鏢孔精度；②端面銃刀銃削平面的精度(X-Y平面);

③鐐孔的孔距精度和孔徑分散度；④直線銃削精度；⑤斜線銃削精度；⑥圓弧銃削精度。

對(duì)于普通臥式加工中心，則還應(yīng)有：①箱體掉頭鏡孔的同軸度；②水平轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)90°銃四

方時(shí)的加工精度。

2、數(shù)控機(jī)床的性能檢驗(yàn)

數(shù)控機(jī)床的性能檢驗(yàn)包括：主軸性能檢驗(yàn)、進(jìn)給性能檢驗(yàn)、自動(dòng)換刀(ATC)性能檢驗(yàn)、

附屬裝置檢驗(yàn)、潤(rùn)滑裝置檢驗(yàn)、氣、液裝置檢驗(yàn)、機(jī)床噪聲檢驗(yàn)等。

3、數(shù)控機(jī)床的日常管理

數(shù)控機(jī)床能否充分發(fā)揮作用，起到應(yīng)有的經(jīng)濟(jì)效益，是與生產(chǎn)管理、技術(shù)水平、人員

配套、基礎(chǔ)元部件的及時(shí)供應(yīng)等有密切關(guān)系的。

生產(chǎn)管理主要包括如下內(nèi)容：

①數(shù)控機(jī)床的分散或集中使用；

②編程、操作、刀具、維修人員的管理；

③數(shù)控機(jī)床加工零件的計(jì)劃安排；

④刀具管理；

⑤強(qiáng)化日常維護(hù)管理。

4、激光干涉儀

(1)激光干涉儀的工作原理

激光干涉儀是以激光波長(zhǎng)為已知長(zhǎng)度、利用邁克耳遜干涉系統(tǒng)(見(jiàn)激光測(cè)長(zhǎng)技術(shù))測(cè)量

位移的通用長(zhǎng)度測(cè)量工具。激光干涉儀有單頻的和雙頻的兩種。

(2)激光干涉儀的組成

激光干涉儀測(cè)量系統(tǒng)由激光器、環(huán)境補(bǔ)償裝置、光學(xué)鏡組、三腳架及云臺(tái)、接口、計(jì)

算機(jī)等組成。

5、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)

(1)三坐標(biāo)機(jī)的測(cè)量原理

將被測(cè)物體置于三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量空間，可獲得被測(cè)物體上各測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)位置，根

據(jù)這些點(diǎn)的空間坐標(biāo)值，經(jīng)計(jì)算可求出被測(cè)的幾何尺寸、形狀和位置。

(2)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的組成

三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)由主機(jī)、測(cè)頭、電氣系統(tǒng)三大部分組成。

(3)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量軟件

三坐標(biāo)機(jī)的精度與速度主要取決于機(jī)械結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)和測(cè)頭，功能則主要取決于軟

件和測(cè)頭，操作方便性也與軟件密切相關(guān)。根據(jù)軟件功能的不同，坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量軟件可

分為基本測(cè)量軟件、專(zhuān)用測(cè)量軟件和附加功能軟件。

6、球桿儀

(1)球桿儀的工作原理

安裝在可伸縮的纖維桿內(nèi)的高精度位移傳感器可測(cè)量桿長(zhǎng)的變化，球桿兩頭的距離是

設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度，桿的一頭是高精度球，另一頭是帶有磁性的三點(diǎn)接觸的支座，從桿內(nèi)引

出的信號(hào)線將位移傳感器測(cè)得的長(zhǎng)度變化信息送入采集卡，采集的數(shù)據(jù)再輸入計(jì)算機(jī)，通

過(guò)分析采集的數(shù)據(jù)得到機(jī)床的各誤差元素。在測(cè)量過(guò)程中，將支座固定在機(jī)床的工作臺(tái)上,

另一端則連在主軸端，編制程序，使得機(jī)床主軸端相對(duì)于工作臺(tái)作圓周運(yùn)動(dòng)。分析圓周過(guò)

程中球桿儀的桿長(zhǎng)微小變化，可以得到機(jī)床誤差分布情況。

（2）球桿儀的組成

球桿儀測(cè)量系統(tǒng)由球桿儀傳感器組件、球桿、球接頭、磁力座、傳感器接口裝置、計(jì)

算機(jī)等組成。

（3）球桿儀的測(cè)試原理

球桿儀的測(cè)試原理為：利用機(jī)床的兩軸聯(lián)動(dòng)做圓弧插補(bǔ)，通過(guò)分析圓弧的半徑變化和

弧線的軌跡特征來(lái)判斷機(jī)床的誤差元素。

二、典型例題及解析

1、數(shù)控機(jī)床的是表明所測(cè)量的機(jī)床各運(yùn)動(dòng)部位在數(shù)控裝置控制下，運(yùn)動(dòng)所能

達(dá)到的精度。

2、在數(shù)控機(jī)床驗(yàn)收中，以下的檢測(cè)屬于機(jī)床幾何精度檢查的是（）

（A）回轉(zhuǎn)原點(diǎn)的返回精度（B）箱體調(diào)頭鎮(zhèn)孔同軸度

（C）聯(lián)接器緊固檢查（D）主軸軸向跳動(dòng)

3、激光干涉儀是以激光波長(zhǎng)為已知長(zhǎng)度、利用邁克耳遜干涉系統(tǒng)（見(jiàn)激光測(cè)長(zhǎng)技術(shù)）

測(cè)量位移的通用長(zhǎng)度測(cè)量工具。（）

4、簡(jiǎn)述球桿儀的工作原理。

答案：

1、定位精度

2、D

3、V

4、安裝在可伸縮的纖維桿內(nèi)的高精度位移傳感器可測(cè)量桿長(zhǎng)的變化，球桿兩頭的距離

是設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度，桿的一頭是高精度球，另一頭是帶有磁性的三點(diǎn)接觸的支座，從桿內(nèi)

引出的信號(hào)線將位移傳感器測(cè)得的長(zhǎng)度變化信息送入采集卡，采集的數(shù)據(jù)再輸入計(jì)算機(jī)，

通過(guò)分析采集的數(shù)據(jù)得到機(jī)床的各誤差元素。在測(cè)量過(guò)程中，將支座固定在機(jī)床的工作臺(tái)

上，另一端則連在主軸端，編制程序，使得機(jī)床主軸端相對(duì)于工作臺(tái)作圓周運(yùn)動(dòng)。分析圓

周過(guò)程中球桿儀的桿長(zhǎng)微小變化，可以得到機(jī)床誤差分布情況。

第6章數(shù)控機(jī)床的選用與維護(hù)輔導(dǎo)資料

一、復(fù)習(xí)要點(diǎn)

1、數(shù)控機(jī)床的選用

應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮數(shù)控設(shè)備的選用：

①機(jī)床的工藝范圍；

②機(jī)床的規(guī)格；

③主電機(jī)功率及進(jìn)給驅(qū)動(dòng)力等；

④加工精度及精度保持性；

⑤設(shè)備運(yùn)行的可靠性；

⑥刀庫(kù)容量與換刀時(shí)間；

⑦附件及附屬裝置的選用；

⑧投資決策；

⑨考慮廠家的售后服務(wù)；

⑩考慮設(shè)備的模塊化程度。

2、數(shù)控機(jī)床的安裝

數(shù)控機(jī)床的安裝內(nèi)容包括：

①對(duì)數(shù)控機(jī)床地基和環(huán)境的準(zhǔn)備；

②數(shù)控機(jī)床的初始就位；

③機(jī)床各部件的組裝連接；

④數(shù)控系統(tǒng)的連接。

3、數(shù)控機(jī)床的調(diào)試

數(shù)控機(jī)床調(diào)試內(nèi)容包括：

①通電試車(chē)；

②機(jī)床精度和功能的調(diào)試；

③機(jī)床試運(yùn)行。

4、數(shù)控機(jī)床的日常維護(hù)和保養(yǎng)

通過(guò)日常的維護(hù)和保養(yǎng)，可以避免或減少數(shù)控機(jī)床的故障，或者提早發(fā)現(xiàn)潛在的故障,

并及時(shí)采取防范措施。所以數(shù)控機(jī)床的日常維護(hù)保養(yǎng)是數(shù)控機(jī)床穩(wěn)定可靠運(yùn)行的基本保證。

數(shù)控機(jī)床的II常維護(hù)內(nèi)容包括：

①數(shù)控機(jī)床的開(kāi)電與關(guān)電；

②與外部計(jì)算機(jī)的聯(lián)機(jī)使用；

③定期保養(yǎng)。

5、數(shù)控機(jī)床的基本使用條件

數(shù)控機(jī)床的基本使用條件包括：

①保證一定的環(huán)境溫度和濕度；

②地基牢靠，有隔震措施；

③工作地點(diǎn)允許的海拔高度為1000m；

④穩(wěn)定的供電電源，有抗干擾措施；

⑤保護(hù)接地。

6、數(shù)控機(jī)床的故障分類(lèi)

數(shù)控機(jī)床故障按故障內(nèi)容分類(lèi)可分為機(jī)械故障和電氣故障；按故障現(xiàn)象分類(lèi)可分為可

重復(fù)性故障和隨機(jī)性故障；按故障性質(zhì)分類(lèi)可分為可恢復(fù)性故障和不可恢復(fù)性故障；按故

障的特征分類(lèi)可分為無(wú)報(bào)警的故障和有報(bào)警的故障，有報(bào)警的故障可分為硬件故障、編程

故障和操作故障；通過(guò)報(bào)警號(hào)的劃分與報(bào)警的類(lèi)型。通常數(shù)控系統(tǒng)的報(bào)警分為系統(tǒng)報(bào)警和

用戶(hù)報(bào)警兩大類(lèi).

7、數(shù)控機(jī)床故障診斷一般步驟

數(shù)控機(jī)床故障診斷一般包括三個(gè)步驟：

1）故障檢測(cè)

這是對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行測(cè)試，檢查是否存在故障。

2）故障判定及隔離

這個(gè)步驟是要判斷故障的性質(zhì)，以縮小產(chǎn)生故障的范圍，分離出故障的部件或模塊。

3）故障定位

將故障定位到產(chǎn)生故障的模塊或元器件，及時(shí)排除故障或更換元件。

8、數(shù)控機(jī)床故障診斷常用方法

數(shù)控機(jī)床故障診斷常用方法包括追蹤法、自診斷、參數(shù)檢查、替換法、測(cè)量法等。

二、典型例題及解析

1、數(shù)控機(jī)床有報(bào)警的故障可分為硬件故障、編程故障和o

2、簡(jiǎn)述數(shù)控機(jī)床的基本使用條件。

答案：

1、操作故障

2、數(shù)控機(jī)床的基本使用條件：（1）保證一定的環(huán)境溫度和濕度；（2）地基牢靠，有

隔震措施；（3）工作地點(diǎn)允許的海拔高度為1000m；（4）穩(wěn)定的供電電源，有抗干擾措施;

（5）保護(hù)接地。

以下為非形考答案了

數(shù)據(jù)庫(kù)測(cè)試

一、單項(xiàng)選擇題（本大題共X小題，每小題X分，共X分）

1.關(guān)于聚集函數(shù)，以下說(shuō)法正確的是（B）。

A.聚集函數(shù)必須要與GROUPBY子句配套使用

B.聚集函數(shù)不一定必須與GROUPBY子句配套使用

C.語(yǔ)句“SELECT班級(jí)，AVG（語(yǔ)文）FROM學(xué)生成績(jī)”語(yǔ)法正確

D.使用GROUPBY子句時(shí)，必須要使用聚集函數(shù)

2.SELECT語(yǔ)句格式中的“|”代表（C）。

A.必不可少B.可以省略

C.多個(gè)選一個(gè)D.無(wú)特別意思

3.fflGROUPBY語(yǔ)句對(duì)數(shù)據(jù)分組后，用來(lái)控制出口關(guān)條件的語(yǔ)句是（C）。

A.SELECTB.WHERE

C.HAVINGD.ORDERBY

4.在“學(xué)生成績(jī)”表中有“學(xué)號(hào)”“班級(jí)”“姓名”“語(yǔ)文”“數(shù)學(xué)”等字段，要統(tǒng)計(jì)各

班的語(yǔ)文平均分和數(shù)學(xué)平均分，以下SQL語(yǔ)句正確的是（A）。

A.SELECT班級(jí),AVG（語(yǔ)文）,AVG（數(shù)學(xué)）FROM學(xué)生成績(jī)GROUPBY班級(jí)

B.SELECT班級(jí),AVG（語(yǔ)文+數(shù)學(xué)）FROM學(xué)生成績(jī)GROUPBY班級(jí)

C.SELECT班級(jí),（語(yǔ)文+數(shù)學(xué)）/2FROM學(xué)生成績(jī)GROUPBY班級(jí)

D.SELECT班級(jí),COUNT（語(yǔ)文）,COUNT（數(shù)學(xué)）FROM學(xué)生成績(jī)GROUPBY班級(jí)

5.把“學(xué)生成績(jī)”數(shù)據(jù)表中語(yǔ)文成績(jī)大于80分的團(tuán)員的語(yǔ)文成績(jī)都再加10分，并改為非

團(tuán)員，下列SQL語(yǔ)句正確的是（B）?

A.UPDATE學(xué)生成績(jī)SET語(yǔ)文=語(yǔ)文+10AND是否團(tuán)員WHERE語(yǔ)文＞80AND是否

團(tuán)員

B.UPDATE學(xué)生成績(jī)SET語(yǔ)文=語(yǔ)文+10,是否團(tuán)員=FalseWHERE語(yǔ)文＞80AND是

否團(tuán)員

C.UPDATE學(xué)生成績(jī)SET語(yǔ)文=語(yǔ)文+10,是否團(tuán)員=FalseWHERE語(yǔ)文＞80AND是

否團(tuán)員=True

D.UPDATE學(xué)生成績(jī)SET語(yǔ)文=語(yǔ)文+10,是否團(tuán)員=FalseWHERE語(yǔ)文＞80,是否團(tuán)

員=016

6.在結(jié)構(gòu)化查詢(xún)語(yǔ)言SQL中，用CREATETABLE命令創(chuàng)建數(shù)據(jù)表指定字段類(lèi)型時(shí)需要用

到類(lèi)型名，以下關(guān)于類(lèi)型名的說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）。

A.Bit用于定義邏輯型數(shù)據(jù)，該類(lèi)型字段只能取0,1兩個(gè)數(shù)值中的一個(gè)，不能為空

B.Charln］用于定義字符型數(shù)據(jù)，當(dāng)存儲(chǔ)的字符串長(zhǎng)度不足時(shí)，用空格補(bǔ)足

C.Int用于定義數(shù)值型數(shù)據(jù)，能存儲(chǔ)任意數(shù)值

D.Datetime用于定義日期型數(shù)據(jù)

7.在SELECT語(yǔ)句中，使用“GROUPBY學(xué)號(hào)”時(shí)，學(xué)號(hào)必須在（C）中出現(xiàn)。

A.WHEREB.FROMC.SELECTD.HAVING

8.關(guān)于語(yǔ)句“DELETEFROM學(xué)生成績(jī)WHERE數(shù)學(xué)ISNULL"，下列說(shuō)法正確的是

（A）,＞

A.刪除“學(xué)生成績(jī)”表中數(shù)學(xué)成績(jī)?yōu)榭盏乃杏涗?/p>

B.語(yǔ)法錯(cuò)誤，改為數(shù)學(xué)=?^）1^

C.刪除數(shù)學(xué)成績(jī)非空的記錄

D.只刪除一條記錄

9.在“學(xué)生情況”數(shù)據(jù)表中，將出生日期早于1993年1月1日的籍貫非浙江的學(xué)生的入學(xué)

成績(jī)加10分的SQL語(yǔ)句是（D）。

A.UPDATE學(xué)生情況SET入學(xué)成績(jī)=入學(xué)成績(jī)+