13.磨床
磨床是用磨具或磨料加工工件各種表面的精密加工機(jī)床，通常，磨具旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)。
磨床特點(diǎn)：
（1）切削工具砂輪是由無數(shù)細(xì)小、尖硬、鋒利的非金屬磨粒粘接而成的多刃工具，并且做高速旋轉(zhuǎn)的主運(yùn)動(dòng)。
（2）萬能性強(qiáng)，適應(yīng)性更廣。
（3）磨床種類多，范圍廣，能適應(yīng)磨削各種加工表面、工件形狀及生產(chǎn)批量的要求。
（4）磨削加工余量小，生產(chǎn)率高，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和半自動(dòng)化，可廣泛應(yīng)用于流水線和自動(dòng)生產(chǎn)線中。
（5）磨削加工精度高，表面質(zhì)量高。
常見的普通磨床有：外圓磨床、內(nèi)圓磨床和平面磨床。
外圓磨床由床身、工作臺(tái)、頭架、尾架、砂輪架以及液壓操縱系統(tǒng)組成?？赡ハ鞴ぜ耐鈭A柱面和外圓錐面。其中萬能外圓磨床構(gòu)造與普通外圓磨床基本相同， 所不同的是它的砂輪架上、頭架上和工作臺(tái)上都裝有轉(zhuǎn)盤，并增加了內(nèi)圓磨具等附件，故萬能外圓磨床還能磨削內(nèi)圓柱面及錐度較大的內(nèi)外圓錐面。
內(nèi)圓磨床由床身、工作臺(tái)、頭架、砂輪架、滑臺(tái)組成，主要用于磨削內(nèi)圓柱面、內(nèi)圓錐面及端面等。
平面磨床用來磨削工件的平面。主要由床身、工作臺(tái)、立柱、滑座、砂輪架等部件組成。平面磨床的工作臺(tái)一般是電磁工作臺(tái)，工件安放在電磁工作臺(tái)上，靠電磁吸力吸住工件。
14.特種加工機(jī)床
特種加工機(jī)床是利用電能、電化學(xué)能、光能、聲能等特種加工方法加工工件的機(jī)床。主要用于一般切削方法難以加工（如材料性能特殊、形狀復(fù)雜）的工件。
電火花加工是利用兩極間脈沖放電時(shí)產(chǎn)生的電腐蝕現(xiàn)象對(duì)材料進(jìn)行加工的。常見的有電火花成形加工機(jī)床和電火花切割加工機(jī)床。其特點(diǎn)是：
（1）可加工任何硬、脆、韌、高熔點(diǎn)、高純度的導(dǎo)電材料。
（2）加工時(shí)機(jī)床和刀具間不存在顯著機(jī)械力作用。
（3）加工中不受熱的影響。
（4）同一臺(tái)機(jī)床可進(jìn)行粗、半精加工、精加工。
（5）便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
超聲波加工是利用工具作超聲頻振動(dòng)沖擊磨料，進(jìn)行撞擊和拋磨工件，從而達(dá)到加工目的。其特點(diǎn)是：
（1）超聲波加工適于加工各種硬脆材料。
（2）易于加工出各種復(fù)雜形狀的型孔、型腔和成形表面。
（3）由于切削力小，適于加工薄壁等不能承受較大機(jī)械應(yīng)力的零件。
激光加工是利用光能經(jīng)過透鏡聚焦后達(dá)到很高的能量密度，依靠光熱效應(yīng)來加工各種材料。其特點(diǎn)是：
（1）不受材料性能限制，幾乎所有材料均能加工。
（2）加工時(shí)不需刀具，屬于非接觸加工。
（3）加工速度極高，熱影響區(qū)小，易實(shí)現(xiàn)加工過程自動(dòng)化。
（4）可通過透明介質(zhì)進(jìn)行加工。
15.組合機(jī)床
組合機(jī)床是以通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件對(duì)一種或若干種工件按預(yù)定的工序進(jìn)行加工的機(jī)床。
與其他機(jī)床相比有下列特點(diǎn)：
（1）設(shè)計(jì)制造周期短。
（2）自動(dòng)化程度高。
（3）通用化程度高。
（4）能穩(wěn)定地保證加工精度。
（5）易于聯(lián)成自動(dòng)線。
在組合機(jī)床上，可以完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、攻絲、車削、銑削、磨削及滾壓等工序。組合機(jī)床既有專用機(jī)床生產(chǎn)率高、結(jié)構(gòu)簡單的特點(diǎn)，又具有通用機(jī)床易于更新調(diào)整，以適應(yīng)新的加工對(duì)象的特點(diǎn)。
16.組合機(jī)床自動(dòng)線
由若干臺(tái)組合機(jī)床及輔助設(shè)備組成的自動(dòng)化生產(chǎn)線稱為組合機(jī)床自動(dòng)線。
組合機(jī)床自動(dòng)線是用工件自動(dòng)傳送系統(tǒng)及自動(dòng)控制系統(tǒng)，把按加工工序合理排列的若干臺(tái)組合機(jī)床或自動(dòng)機(jī)床和其他輔助設(shè)備聯(lián)系起來的自動(dòng)生產(chǎn)線。
組合機(jī)床自動(dòng)線的基本結(jié)構(gòu)有下列幾部分：
（1）組合機(jī)床或自動(dòng)機(jī)床。
（2）傳送機(jī)構(gòu)。
（3）自動(dòng)線的操縱機(jī)構(gòu)。
組合機(jī)床自動(dòng)線能減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，減少操作人員，減少輔
助運(yùn)輸工具和減少占地面積，能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低產(chǎn)品成本。
五、數(shù)控機(jī)床及工業(yè)機(jī)器人
（一）考試目的 通過對(duì)本部分內(nèi)容的考核，測試考生對(duì)數(shù)控機(jī)床及其計(jì)算機(jī)
數(shù)字控制系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，以及工業(yè)機(jī)器人等相關(guān)設(shè)備、相關(guān)技術(shù)熟悉的情況，考核考生對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備、系統(tǒng)的必要基礎(chǔ)知識(shí)掌握的程度。
（二）考試基本要求
1.掌握以下內(nèi)容：
（1）數(shù)控機(jī)床的組成；
（2）單微處理器結(jié)構(gòu)和多微處理器結(jié)構(gòu)CNC裝置的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，以及他們之間的區(qū)別；
（3）PLC的特點(diǎn)；
（4）應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床中的兩種PLC的型式、特點(diǎn)和區(qū)別；
（5）常用的反應(yīng)式、永磁感應(yīng)子式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的主要區(qū)別；
（6）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)和轉(zhuǎn)速的計(jì)算；
（7）直流主軸電動(dòng)機(jī)、交流主軸電動(dòng)機(jī)、永磁直流伺服電動(dòng)機(jī)、永磁同步交流伺服電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，以及它們之間的區(qū)別；
（8）CNC裝置的控制流程及CNC軟件的特點(diǎn)。
2.熟悉以下內(nèi)容：
（1）數(shù)控機(jī)床的各種分類方法；
（2）CNC裝置所具有的功能；
（3）PLC的組成、技術(shù)指標(biāo)；
（4）伺服系統(tǒng)的分類以及數(shù)控機(jī)床對(duì)伺服系統(tǒng)的要求；
（5）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理、特點(diǎn)及主要性能指標(biāo)；
（6）直流主軸電動(dòng)機(jī)的性能及速度控制方法；
（7）永磁直流伺服電動(dòng)機(jī)的性能及速度控制方法；
（8）交流主軸電動(dòng)機(jī)的性能及速度控制方法；
（9）永磁同步交流伺服電動(dòng)機(jī)的性能及速度控制方法；
（10）柔性制造單元的結(jié)構(gòu)形式，柔性制造單元與加工中心的區(qū)別；
（11）工業(yè)機(jī)器人的特性參數(shù)和技術(shù)要求。
3.了解以下內(nèi)容：
（1）數(shù)控機(jī)床及其產(chǎn)生和發(fā)展；
（2）數(shù)控機(jī)床加工與普通機(jī)床加工的區(qū)別；
（3）采用數(shù)控機(jī)床的原因和必然性；
（4）數(shù)控機(jī)床再生改造應(yīng)該考慮的問題；
（5）開放式CNC裝置的組成方式；
（6）PLC在工業(yè)控制中的應(yīng)用；
（7）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)對(duì)驅(qū)動(dòng)電源的要求，驅(qū)動(dòng)電源的組成和功能；
（8）工業(yè)機(jī)器人的組成、分類及編程方式；
（9）柔性制造系統(tǒng)的基本功能、組成及其柔性。
（三）要點(diǎn)內(nèi)容
1.數(shù)控機(jī)床及其產(chǎn)生和發(fā)展
數(shù)控機(jī)床是一種采用計(jì)算機(jī)，利用數(shù)字化信息進(jìn)行控制的，具有高附加值的，技術(shù)密集型機(jī)電一體化產(chǎn)品。
數(shù)控機(jī)床自上個(gè)世紀(jì)50年代問世以來，得到了迅速發(fā)展，不斷地更新?lián)Q代。我國的數(shù)控機(jī)床行業(yè)起步于1958年。到目前為止，我國在開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造具 有自主版權(quán)的中、高檔CNC系統(tǒng)方面取得了可喜的成果。我國的數(shù)控產(chǎn)品覆蓋了車、銑（包括仿型銑）、鏜銑、鉆、磨、加工中心及齒輪機(jī)床、折彎機(jī)、火焰切割 機(jī)、柔性制造單元等，品種達(dá)300多種。中、低檔CNC系統(tǒng)已達(dá)到小批量生產(chǎn)能力。
2.數(shù)控加工與普通機(jī)床加工的區(qū)別
數(shù)控機(jī)床是高效的自動(dòng)化機(jī)床。數(shù)控機(jī)床加工不同于普通機(jī)床加工，在數(shù)控機(jī)床上加工零件，是將加工過程所需要的各種操作（如主軸的起停、換向及變速，工 件或刀具的送進(jìn)，刀具選擇，冷卻液供給等）以及零件的形狀、尺寸按規(guī)定的編碼方式寫成數(shù)控加工程序，輸入到數(shù)控裝置中。再由數(shù)控裝置對(duì)這些輸入的信息進(jìn)行 處理和運(yùn)算，并控制伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，使坐標(biāo)軸協(xié)調(diào)移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)刀具與工件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，完成零件的加工。當(dāng)被加工工件改變時(shí)，除了重新裝夾工件和更換刀具 外，只需更換程序。而在普通機(jī)床上加工零件，是由操作者根據(jù)圖紙要求，手動(dòng)操作機(jī)床，不斷改變刀具與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)參數(shù)（位置、速度等），使刀具從工件上切 除多余材料，最終獲得符合技術(shù)要求的尺寸、形狀、表面質(zhì)量及位置要求的零件。
3.采用數(shù)控機(jī)床的原因和必然性
數(shù)控機(jī)床的前期投資費(fèi)用以及維修（技術(shù)）費(fèi)用比較高.對(duì)管理及操作人員素質(zhì)的要求也比較高。但是采用數(shù)控機(jī)床不僅節(jié)約勞動(dòng)力，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，還可以 提高產(chǎn)品質(zhì)量，對(duì)開發(fā)新產(chǎn)品和促進(jìn)老產(chǎn)品更新?lián)Q代，加速流動(dòng)資金周轉(zhuǎn)和縮短交貨期都起很大作用。合理選用數(shù)控機(jī)床可以降低企業(yè)的生產(chǎn)成本、提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì) 效益與競爭力。因此，普通機(jī)床正在大量地被數(shù)控機(jī)床取代。數(shù)控機(jī)床已經(jīng)是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)必不可少的設(shè)備。采用數(shù)控機(jī)床，提高機(jī)械工業(yè)的數(shù)控化率是當(dāng)前機(jī)械制 造業(yè)技術(shù)改造和技術(shù)更新的必由之路。
4.數(shù)控機(jī)床的組成
數(shù)控機(jī)床由CNC系統(tǒng)和機(jī)床主機(jī)及輔助裝置組成。
CNC系統(tǒng)由程序、輸入輸出設(shè)備、CNC裝置及主軸、進(jìn)給控制單元組成。零件加工程序是CNC系統(tǒng)的重要組成部分。輸入輸出設(shè)備主要用于零件加工程序 的編制、存儲(chǔ)、打印、顯示等。不同檔次的CNC系統(tǒng)其輸入輸出設(shè)備的復(fù)雜程度也不一樣。CNC裝置是CNC系統(tǒng)的核心部件，它由計(jì)算機(jī)（包括硬件和軟 件）、可編程序控制器（PIC）和接口電路組成。
主軸控制單元與交、直流主軸電動(dòng)機(jī)及其進(jìn)給檢測元件組成主軸驅(qū)動(dòng)裝置，用于控制主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)在寬范圍內(nèi)速度連續(xù)可調(diào)，并在每種速度下都能提供切削所需要的功率。
進(jìn)給控制單元與進(jìn)給伺服電動(dòng)機(jī)（功率步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或交、直流伺服電動(dòng)機(jī)）及其檢測元件組成進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置，用于控制機(jī)床各坐標(biāo)軸的切削進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，提供切削過程中所需要的扭矩，并可以任意調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)速度。再配以位置控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)工作臺(tái) （或刀具）位置的精確控制，這就是進(jìn)給伺服軀動(dòng)系統(tǒng)。
為了滿足數(shù)控機(jī)床高自動(dòng)化、高效率、高精度、高速度、高可靠性的要求，與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床主機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)需滿足高剛度和高抗振性、小的機(jī)床熱變 形等要求，為此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料選用上采取一系列措施；此外，在數(shù)控機(jī)床中多采用高效率、無間隙、低摩擦傳動(dòng)，并采用高性能、寬調(diào)速范圍交、直流服電動(dòng)機(jī) 和主軸電動(dòng)機(jī)，以盡量簡化機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。
輔助裝置是保證數(shù)控機(jī)床功能充分發(fā)揮所需要的配套部件，包括：電器、液壓、氣動(dòng)元件及系統(tǒng)，冷卻、排屑、防護(hù)、潤滑、照明、儲(chǔ)運(yùn)等一系列裝置，交換工作臺(tái)，數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)，數(shù)控分度頭，刀具及其監(jiān)控檢測裝置等。
5.數(shù)控機(jī)床的分類
按照能夠控制刀具與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)的軌跡可以把數(shù)控機(jī)床分為點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床和輪廓控制數(shù)控機(jī)床。點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床只控制工作臺(tái)（或刀具）從一點(diǎn)精確地 移動(dòng)到另一點(diǎn)，移動(dòng)過程中不進(jìn)行加工。采用這種控制方案的有數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控沖床等。輪廓控制數(shù)控機(jī)床不僅控制工作臺(tái)（或刀具）的起點(diǎn)和終點(diǎn)坐 標(biāo)，而且還要控制軌跡上每一點(diǎn)的速度和位置，因而能夠加工曲線（或曲面）。數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床、數(shù)控電加工機(jī)床、加工中心等都采用這種控制方 案。
按照伺服系統(tǒng)的控制方式可以把數(shù)控機(jī)床分為開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床、閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床和半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。開環(huán)控制方式與閉環(huán)、半閉環(huán)控制方式的區(qū)別是明 顯的。閉環(huán)和半閉環(huán)控制方式都有反饋控制系統(tǒng)，都包括位置、速度控制單元，都采用交、直流伺服電動(dòng)機(jī)作為執(zhí)行元件，都有位置、速度檢測器，速度檢測器都可 以安裝在電動(dòng)機(jī)的軸端。區(qū)別是：閉環(huán)控制其位檢測器安裝在機(jī)床工作臺(tái)上，環(huán)內(nèi)包括絲杠、螺母副、工作臺(tái)等傳動(dòng)部件，設(shè)計(jì)、調(diào)試難度大，但控制精度高。而半 閉環(huán)控制其位檢測器安裝在電動(dòng)機(jī)軸端或絲杠的軸端，一般位置測量和速度測量用一個(gè)檢測器。由于環(huán)中包括的傳動(dòng)部件少，設(shè)計(jì)、調(diào)試難度小，但控制精度不如閉 環(huán)的高。
按照加工方式可以把數(shù)控機(jī)床分為金屬切削類、金屬成型類、特種加工類和其他類等數(shù)控機(jī)床。
數(shù)控機(jī)床還可以按其功能水平分高、中、低三檔。
6.數(shù)控機(jī)床再生改造應(yīng)該考慮的問題
（1）正確估計(jì)被改造數(shù)控機(jī)床的剩余價(jià)值。在對(duì)舊數(shù)控機(jī)床進(jìn)行改造時(shí)，必須仔細(xì)分析這臺(tái)數(shù)控機(jī)床哪些部分還可利用，哪些必須更新。一般要求可利用的剩 余價(jià)值不應(yīng)低于總價(jià)值的三分之一。一般來說，舊數(shù)控機(jī)床中剩余價(jià)值較大的是機(jī)械部分及配套附件，數(shù)控系統(tǒng)往往都需要更新。
（2）對(duì)是否值得改造做出判斷。設(shè)備技術(shù)改造力求投資少，一般不應(yīng)超過同類新設(shè)備購置費(fèi)用的40%-60%。
（3）對(duì)舊數(shù)控機(jī)床進(jìn)行再生改造時(shí)，應(yīng)避免只搞局部改造，而應(yīng)做全面配套改造。
（4）再生改造要與企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)狀況相適應(yīng)。設(shè)備改造的宗旨是以有限的投入創(chuàng)造出較大的經(jīng)濟(jì)效益，因此不一定要把設(shè)備改造成一流水平。
7.CNC裝置所具有的功能
CNC裝置的基本功能包括控制功能、準(zhǔn)備功能、插補(bǔ)功能、進(jìn)給功能、主軸功能、輔助功能、刀具功能、字符顯示功能及診斷功能等；還有一些功能屬于CNC裝置的選擇功能，如補(bǔ)償功能、固定循環(huán)功能、圖形顯示功能、通信功能、在線自動(dòng)編程功能等。
8.單微處理器結(jié)構(gòu)和多微處理器結(jié)構(gòu)CNC裝置的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及區(qū)別
CNC裝置的硬件有單微處理器和多微處理器結(jié)構(gòu)兩種結(jié)構(gòu)形式。
單微處理器結(jié)構(gòu)CNC裝置采用以總線為中心的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，微處理器通過總線與存儲(chǔ)器、PLC、位置控制器及各種接口相連。CNC裝置的接口包括與機(jī)床側(cè)的信號(hào)輸入輸出接口、與上位計(jì)算機(jī)的通信接口及與標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出設(shè)備的接口。
單微處理器CNC裝置只有一個(gè)微處理器。有的CNC裝置雖然有兩個(gè)或兩個(gè)以上微處理器，但只有一個(gè)微處理器能夠控制總線，占有總線資源，其他微處理器 不能控制系統(tǒng)總線，不能訪問主存儲(chǔ)器，只作為智能部件工作，這種CNC裝置也屬于單微處理器結(jié)構(gòu)。由于只有一個(gè)微處理器，因此多采用集中控制、分時(shí)處理的 方式完成數(shù)控的各項(xiàng)功能。由于所有數(shù)控功能由一個(gè)微處理器完成，因此CNC裝置的功能將受微處理器釣字長、數(shù)據(jù)寬度、尋址能力和運(yùn)算速度等因素的限制。 CNC裝置的檔次主要由微處理器的品質(zhì)決定。
按印刷電路板插接方式的不同單微處理器結(jié)構(gòu)CNC裝置分為大板結(jié)構(gòu)和模塊化結(jié)構(gòu)。
多微處理器結(jié)構(gòu)CNC裝置采用模塊化結(jié)構(gòu)，有多個(gè)微處理器，每個(gè)微處理器分管各自的任務(wù)，形成特定的功能單元，即功能模塊?；竟δ苣K包括CNC管 理模塊、CNC插補(bǔ)模塊、位置控制模塊、存儲(chǔ)器模塊、PLC模塊和指令、數(shù)據(jù)的輸入輸出及顯示模塊。進(jìn)一步擴(kuò)展功能，可增加相應(yīng)模塊。多微處理器結(jié)構(gòu) CNC裝置各模塊之間的互連和通信除了采用共享總線結(jié)構(gòu)外，還采用共享存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。
多微處理器結(jié)構(gòu)CNC裝置采用積木方式組成CNC裝置，具有良好的適應(yīng)性和擴(kuò)展性。插件模塊更換方便，可使故障對(duì)系統(tǒng)的影響降到最低。運(yùn)算速度高，更適合多軸控制、高進(jìn)給速度、高精度、高效率的數(shù)控要求。
單微處理器結(jié)構(gòu)和多微處理器結(jié)構(gòu)CNC裝置的區(qū)別歸納如下：
（1）單微處理器結(jié)構(gòu)CNC裝置只有一個(gè)微處理器能夠控制總線，占有總線資源，而多微處理器結(jié)構(gòu)CNC裝置有多個(gè)微處理器。
（2）單微處理器結(jié)構(gòu)CNC裝置采用以總線為中心的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，而多微處理器結(jié)構(gòu)CNC裝置各模塊之間的互連和通信除了采用共享總線結(jié)構(gòu)外，還采用共享存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。
（3）單微處理器結(jié)構(gòu)CNC裝置有大板和模塊兩種結(jié)構(gòu)形式，而多微處理器結(jié)構(gòu)CNC裝置都采用模塊化結(jié)構(gòu)形式。
（4）單微處理器結(jié)構(gòu)CNC裝置的功能受微處理器的字長、數(shù)據(jù)寬度、尋址能力和運(yùn)算速度等因素的限制，用于控制功能不十分復(fù)雜的數(shù)控機(jī)床中。多微處理器結(jié)構(gòu)CNC裝置適合多軸控制、高進(jìn)給速度、高精度、高效率的數(shù)控機(jī)床。
（5）與單微處理器結(jié)構(gòu)CNC裝置相比，多微處理器結(jié)構(gòu)CNC裝置具有更好的適應(yīng)性和擴(kuò)展性。使故障對(duì)系統(tǒng)的影響更低。
9.開放式CNC裝置的組成方式
CNC裝置的開放化是制造業(yè)最終用戶、機(jī)床生產(chǎn)廠家以及CNC生產(chǎn)／—家共同的需求。開放化具體體現(xiàn)在：系統(tǒng)組成內(nèi)部的開放化，亦即系統(tǒng)內(nèi)部硬、軟的 公開化；系統(tǒng)組成各部分之間的開放化，即使各組成部分（如CNC、伺服驅(qū)動(dòng)、主軸驅(qū)動(dòng)等）之間的接口標(biāo)準(zhǔn)化。其組成方式一般有：
（1）PC連接型CNC，是一種將現(xiàn)有CNC與PC通過串行通信連接起來的一種形式。
（2）PC內(nèi)藏型；CNC，即在CNC內(nèi)部加裝 PC，PC與CNC之間通過專用總線連接。
（3）CNC內(nèi)藏型PC，即在通用PC的擴(kuò)展槽中插入專用CNC，專用CNC具有包括加工軌跡生成等幾乎所有的CNC處理功能。
（4）全軟件型NC，即CNC的全部功能都由PC完成，并通過裝在PC擴(kuò)展槽中的接口卡進(jìn)行伺服驅(qū)動(dòng)控制。
10.CNC裝置的控制流程及CNC軟件的特點(diǎn)
CNC裝置需要執(zhí)行兩種控制，即NC控制和輔助控制。因此，CNC軟件要處理兩種信息，即低速輔助信息和高速軌跡信息。各種控制指令、參數(shù)及加工數(shù)據(jù) 通過輸入設(shè)備送入CNC裝置的存儲(chǔ)器中，加工時(shí)從存儲(chǔ)器中調(diào)出零件加工程序，按程序段進(jìn)行譯碼，將零件加工程序轉(zhuǎn)變?yōu)镃NC裝置能夠接受的代碼。譯碼后分 成兩路；一路是低速輔助信息，包括輔助功能M、主軸轉(zhuǎn)速功能s和刀具功能T，該路信息通過PLC處理并輸出；另一路是高速軌跡信息，通過預(yù)處理（刀具補(bǔ)償 處理和速度處理）后，進(jìn)行插補(bǔ)計(jì)算、位置控制，控制伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)軸的協(xié)同移動(dòng)。
CNC軟件的特點(diǎn)是多任務(wù)并行處理：CNC系統(tǒng)軟件需要完成多項(xiàng)任務(wù)，包括輸入、I／O處理、顯示、診斷等管理任務(wù)和譯碼、刀具補(bǔ)償、速度處理、插 補(bǔ)、位置控制等控制任務(wù)。在許多情況下CNC裝置中的管理和控制的某些任務(wù)必須同時(shí)執(zhí)行，即所謂的并行處理。
11.PLC的組成、技術(shù)指標(biāo)
可編程序控制器PLC實(shí)質(zhì)上是一種專用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，其組成包括硬件和軟件兩大部分。其硬件包括基本組成部分、I/O擴(kuò)展部分和外部設(shè)備三大部分。 基本部分包括CPU及存儲(chǔ)器、輸入輸出接口、電源等；I/O擴(kuò)展部分是為系統(tǒng)擴(kuò)展輸.A輸出點(diǎn)數(shù)而設(shè)計(jì)的；外部設(shè)備是開發(fā)PLC控制系統(tǒng)（設(shè)計(jì)、調(diào)試應(yīng)用 程序）的輔助設(shè)備，主要有編程器、EPROM寫入器、磁帶機(jī)、打印機(jī)、監(jiān)視器等。PLC軟件包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件由PLC生產(chǎn)廠家編制，一般 固化在ROM中，隨機(jī)提供給用戶。應(yīng)用軟件由用戶根據(jù)控制需要編寫，可存儲(chǔ)在帶鋰電池保護(hù)的RAM中、EPROM模塊（盒）中或盒式磁帶中。PLC機(jī)插入 裝有用戶程序的EPROM模塊，則執(zhí)行EPROM模塊中的程序。PLC機(jī)沒有EPROM模塊插入，則執(zhí)行RAM中的程序。
PLC的主要技術(shù)指標(biāo)包括存儲(chǔ)容量、掃描速度、I/O點(diǎn)數(shù)、編程語言等。
12.PLC的特點(diǎn)
PLC的特點(diǎn)有控制程序可變，具有良好的柔性；采用面向過程的語言編程，編程方便；功能完善；擴(kuò)展方便，配置靈活；系統(tǒng)構(gòu)成簡單，安裝調(diào)試方便；可靠性高等。正因?yàn)樗哂猩鲜鎏攸c(diǎn)才在數(shù)控機(jī)床及機(jī)械制造中得到廣泛應(yīng)用。
13.應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床中的兩種PLC的型式、特點(diǎn)、區(qū)別
可編程序控制器應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床中有兩種型式，即內(nèi)裝型和獨(dú)立型。
內(nèi)裝型PLC的特點(diǎn)是：
（1）其性能指標(biāo)由所屬的CNC裝置的性能規(guī)格確定。它的硬件和軟件被作為CNC裝置的基本功能統(tǒng)一設(shè)計(jì)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、適配性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
（2）它有與CNC共用微處理器和具有專用微處理器兩種類型：前者利用CNC微處理器的余力來完成PLC的功能，I/O點(diǎn)數(shù)較少；后者由于有獨(dú)立的微處理器，多用于順序程序復(fù)雜及動(dòng)作速度要求快的場合。
（3）它與CNC其他電路同裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，共用一個(gè)電源和地線。
（4）它的硬件電路可與CNC其他電路制作在同一塊印刷電路板上，也可以單獨(dú)制成一塊附加印刷電路板。
（5）它對(duì)外沒有單獨(dú)配置的I/O接口電路，而是使用CNC裝置本身的I/O接口電路。
（6）采用內(nèi)裝型PLC，擴(kuò)大了CNC內(nèi)部直接處理的窗口通信功能，可以采用梯形圖編輯和傳送高級(jí)控制功能，且造價(jià)低，提高了CNC的性能／價(jià)格比。
獨(dú)立型PLC的特點(diǎn)是：
（1）可根據(jù)數(shù)控機(jī)床對(duì)控制功能的要求靈活選購或自行開發(fā)。
（2）有自己的I／O接口電路，PLC與CNC裝置、PLC與機(jī)床側(cè)的連接都通過I/O接口電路連接。PLC本身采用模塊化結(jié)構(gòu)，裝在插板式籠箱內(nèi)，I／O點(diǎn)數(shù)可通過I／O模塊或插板的增減靈活配置。（3）可以擴(kuò)大CNC的控制功能，可以形成兩個(gè)以上的附加軸控制。
（4）在性能／價(jià)格比上不如內(nèi)裝型PLC。
由內(nèi)裝型和獨(dú)立型PLC的特點(diǎn)不難看出它們之間的區(qū)別：
（1）內(nèi)裝型PLC其硬件和軟件被作為CNC裝置的基本功能統(tǒng)一設(shè)計(jì)，其性能指標(biāo)由所屬的CNC裝置的性能，規(guī)格確定。而獨(dú)立型PLC是根據(jù)數(shù)控機(jī)床對(duì)控制功能要求進(jìn)行靈活選購或自行開發(fā)的單獨(dú)的PLC機(jī)。
（2）內(nèi)裝型PLC可以與CNC共用一個(gè)微處理器，而獨(dú)立型PLC不與CNC共用一個(gè)微處理器。
（3）內(nèi)裝型PLC與CNC其他電路同裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，共用一個(gè)電源和地線。而獨(dú)立型PLC本身采用模塊化結(jié)構(gòu)，單獨(dú)裝在插板式籠箱內(nèi)，I/O點(diǎn)數(shù)可通過I/O模塊或插板的增減靈活配置。
（4）內(nèi)裝型PLC對(duì)外沒有單獨(dú)配置的I/O接口電路，面是使用CNC裝置本身的I/O接口電路。而獨(dú)立型PLC有自己的I/O接口電路，PLC與CNC裝置、PLC與機(jī)床側(cè)的連接都通過I/O接口電路連接；
（5）獨(dú)立型PLC可以擴(kuò)展CNC的控制功能，可以形成兩個(gè)以上的附加軸控制。而內(nèi)裝型PLC則不可以。
（6）在性能／價(jià)格比上，內(nèi)裝型PIE高于獨(dú)立型。
14.PLC在工業(yè)控制中的應(yīng)用
PLC廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制中，可以應(yīng)用PLC進(jìn)行順序控制和開關(guān)邏輯控制、閉環(huán)過程控制、組合數(shù)字控制，可以組成多級(jí)控制系統(tǒng)及控制機(jī)器人等，PLC也可以用于位置控制中。
15。伺服系統(tǒng)的分類以及數(shù)控機(jī)床對(duì)伺服系統(tǒng)的要求
按照控制對(duì)象和使用目的的不同，數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)可分為進(jìn)給伺服系統(tǒng)、主軸伺服系統(tǒng)和輔助伺服系統(tǒng)。按照伺服系統(tǒng)調(diào)節(jié)理論，數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服系統(tǒng)可 分為開環(huán)、閉環(huán)和半閉環(huán)系統(tǒng)；按驅(qū)動(dòng)部件的動(dòng)作原理又可將其分為電液控制系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)。電氣控制系統(tǒng)又有步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、直流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系 統(tǒng)和交流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。按照反饋控制方式，數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)有脈沖比較、相位比較、幅值比較和全數(shù)字等伺服系統(tǒng)之分。
數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)該滿足高精度、快速響應(yīng)、調(diào)速范圍寬、低速大轉(zhuǎn)矩、可靠性高等要求。數(shù)控機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不僅應(yīng)該具有寬的調(diào)速范圍， 而且能在盡可能寬的調(diào)連范圍內(nèi)保持恒功率輸出。另外，為了滿足不同數(shù)控機(jī)床的加工要求，主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還應(yīng)該滿足一些特殊要求。例如，為了能在數(shù)控車床上加 工螺紋要求主軸驅(qū)動(dòng)與進(jìn)給驅(qū)動(dòng)實(shí)行同步控制；為了保證端面加工的表面粗糙度，要求數(shù)控車床、數(shù)控磨床等機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)具有恒線速切削功能；加工中心的主軸 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具有高精度的主軸停位控制功能，以便進(jìn)行自動(dòng)換刀；有的數(shù)控機(jī)床還要求主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有角度控制功能。
16.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理及特點(diǎn)
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種同步電動(dòng)機(jī)，定子磁場在空間旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子跟隨磁場同步旋轉(zhuǎn)。定子磁場的激磁磁勢為脈沖式，使磁場以一定頻率步進(jìn)式旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子也就一步 一步旋轉(zhuǎn)?？梢?，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成角位移（或直線位移）的執(zhí)行元件。給步進(jìn)電動(dòng)機(jī)供電的電源是脈沖電源，而不是直流電源或正弦交流電 源。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)有：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速主要取決于脈沖的頻率，轉(zhuǎn)子總的角位移取決于總的脈沖數(shù)，轉(zhuǎn)于的轉(zhuǎn)向取決于分配脈沖的相序。其步距值不受各 種干擾因素的影響。步距誤差不長期積累，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)每走一步所轉(zhuǎn)過的角度（實(shí)際步距值）與理論步距值之間總有一定的誤差。從某一步到任何一步，即走任意步 數(shù)后，也總會(huì)有一定的累積誤差，但每轉(zhuǎn)一圈的累積誤差為零。但步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的過載能力比較差。
17.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)有：
（1）步距精度。我國生產(chǎn)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距精度一般在±10~±30分的范圍，有些可達(dá)±2—±5分。
（2）靜轉(zhuǎn)矩。用以衡量步進(jìn)電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載的能力。
（3）起動(dòng)頻率。是使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)能夠由靜止定位狀態(tài)不失步地起動(dòng)，并進(jìn)入正常運(yùn)行的控制脈沖頻率。在電動(dòng)機(jī)空載情況下，稱為空載起動(dòng)頻率。在有負(fù)載情況下，不失步起動(dòng)所允許的頻率將大大降低。
（4）連續(xù)運(yùn)行頻率。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，其轉(zhuǎn)速將跟隨控制脈沖頻率連續(xù)上升而不失步的控制脈沖的頻率稱為連續(xù)運(yùn)行頻率的工作頻率。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的連續(xù)運(yùn)行頻率隨負(fù)載的增大而下降，但步進(jìn)電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行頻率遠(yuǎn)高于其起動(dòng)頻率。
磨床是用磨具或磨料加工工件各種表面的精密加工機(jī)床，通常，磨具旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)。
磨床特點(diǎn)：
（1）切削工具砂輪是由無數(shù)細(xì)小、尖硬、鋒利的非金屬磨粒粘接而成的多刃工具，并且做高速旋轉(zhuǎn)的主運(yùn)動(dòng)。
（2）萬能性強(qiáng)，適應(yīng)性更廣。
（3）磨床種類多，范圍廣，能適應(yīng)磨削各種加工表面、工件形狀及生產(chǎn)批量的要求。
（4）磨削加工余量小，生產(chǎn)率高，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和半自動(dòng)化，可廣泛應(yīng)用于流水線和自動(dòng)生產(chǎn)線中。
（5）磨削加工精度高，表面質(zhì)量高。
常見的普通磨床有：外圓磨床、內(nèi)圓磨床和平面磨床。
外圓磨床由床身、工作臺(tái)、頭架、尾架、砂輪架以及液壓操縱系統(tǒng)組成?？赡ハ鞴ぜ耐鈭A柱面和外圓錐面。其中萬能外圓磨床構(gòu)造與普通外圓磨床基本相同， 所不同的是它的砂輪架上、頭架上和工作臺(tái)上都裝有轉(zhuǎn)盤，并增加了內(nèi)圓磨具等附件，故萬能外圓磨床還能磨削內(nèi)圓柱面及錐度較大的內(nèi)外圓錐面。
內(nèi)圓磨床由床身、工作臺(tái)、頭架、砂輪架、滑臺(tái)組成，主要用于磨削內(nèi)圓柱面、內(nèi)圓錐面及端面等。
平面磨床用來磨削工件的平面。主要由床身、工作臺(tái)、立柱、滑座、砂輪架等部件組成。平面磨床的工作臺(tái)一般是電磁工作臺(tái)，工件安放在電磁工作臺(tái)上，靠電磁吸力吸住工件。
14.特種加工機(jī)床
特種加工機(jī)床是利用電能、電化學(xué)能、光能、聲能等特種加工方法加工工件的機(jī)床。主要用于一般切削方法難以加工（如材料性能特殊、形狀復(fù)雜）的工件。
電火花加工是利用兩極間脈沖放電時(shí)產(chǎn)生的電腐蝕現(xiàn)象對(duì)材料進(jìn)行加工的。常見的有電火花成形加工機(jī)床和電火花切割加工機(jī)床。其特點(diǎn)是：
（1）可加工任何硬、脆、韌、高熔點(diǎn)、高純度的導(dǎo)電材料。
（2）加工時(shí)機(jī)床和刀具間不存在顯著機(jī)械力作用。
（3）加工中不受熱的影響。
（4）同一臺(tái)機(jī)床可進(jìn)行粗、半精加工、精加工。
（5）便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
超聲波加工是利用工具作超聲頻振動(dòng)沖擊磨料，進(jìn)行撞擊和拋磨工件，從而達(dá)到加工目的。其特點(diǎn)是：
（1）超聲波加工適于加工各種硬脆材料。
（2）易于加工出各種復(fù)雜形狀的型孔、型腔和成形表面。
（3）由于切削力小，適于加工薄壁等不能承受較大機(jī)械應(yīng)力的零件。
激光加工是利用光能經(jīng)過透鏡聚焦后達(dá)到很高的能量密度，依靠光熱效應(yīng)來加工各種材料。其特點(diǎn)是：
（1）不受材料性能限制，幾乎所有材料均能加工。
（2）加工時(shí)不需刀具，屬于非接觸加工。
（3）加工速度極高，熱影響區(qū)小，易實(shí)現(xiàn)加工過程自動(dòng)化。
（4）可通過透明介質(zhì)進(jìn)行加工。
15.組合機(jī)床
組合機(jī)床是以通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件對(duì)一種或若干種工件按預(yù)定的工序進(jìn)行加工的機(jī)床。
與其他機(jī)床相比有下列特點(diǎn)：
（1）設(shè)計(jì)制造周期短。
（2）自動(dòng)化程度高。
（3）通用化程度高。
（4）能穩(wěn)定地保證加工精度。
（5）易于聯(lián)成自動(dòng)線。
在組合機(jī)床上，可以完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、攻絲、車削、銑削、磨削及滾壓等工序。組合機(jī)床既有專用機(jī)床生產(chǎn)率高、結(jié)構(gòu)簡單的特點(diǎn)，又具有通用機(jī)床易于更新調(diào)整，以適應(yīng)新的加工對(duì)象的特點(diǎn)。
16.組合機(jī)床自動(dòng)線
由若干臺(tái)組合機(jī)床及輔助設(shè)備組成的自動(dòng)化生產(chǎn)線稱為組合機(jī)床自動(dòng)線。
組合機(jī)床自動(dòng)線是用工件自動(dòng)傳送系統(tǒng)及自動(dòng)控制系統(tǒng)，把按加工工序合理排列的若干臺(tái)組合機(jī)床或自動(dòng)機(jī)床和其他輔助設(shè)備聯(lián)系起來的自動(dòng)生產(chǎn)線。
組合機(jī)床自動(dòng)線的基本結(jié)構(gòu)有下列幾部分：
（1）組合機(jī)床或自動(dòng)機(jī)床。
（2）傳送機(jī)構(gòu)。
（3）自動(dòng)線的操縱機(jī)構(gòu)。
組合機(jī)床自動(dòng)線能減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，減少操作人員，減少輔
助運(yùn)輸工具和減少占地面積，能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低產(chǎn)品成本。
五、數(shù)控機(jī)床及工業(yè)機(jī)器人
（一）考試目的 通過對(duì)本部分內(nèi)容的考核，測試考生對(duì)數(shù)控機(jī)床及其計(jì)算機(jī)
數(shù)字控制系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，以及工業(yè)機(jī)器人等相關(guān)設(shè)備、相關(guān)技術(shù)熟悉的情況，考核考生對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備、系統(tǒng)的必要基礎(chǔ)知識(shí)掌握的程度。
（二）考試基本要求
1.掌握以下內(nèi)容：
（1）數(shù)控機(jī)床的組成；
（2）單微處理器結(jié)構(gòu)和多微處理器結(jié)構(gòu)CNC裝置的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，以及他們之間的區(qū)別；
（3）PLC的特點(diǎn)；
（4）應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床中的兩種PLC的型式、特點(diǎn)和區(qū)別；
（5）常用的反應(yīng)式、永磁感應(yīng)子式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的主要區(qū)別；
（6）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)和轉(zhuǎn)速的計(jì)算；
（7）直流主軸電動(dòng)機(jī)、交流主軸電動(dòng)機(jī)、永磁直流伺服電動(dòng)機(jī)、永磁同步交流伺服電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，以及它們之間的區(qū)別；
（8）CNC裝置的控制流程及CNC軟件的特點(diǎn)。
2.熟悉以下內(nèi)容：
（1）數(shù)控機(jī)床的各種分類方法；
（2）CNC裝置所具有的功能；
（3）PLC的組成、技術(shù)指標(biāo)；
（4）伺服系統(tǒng)的分類以及數(shù)控機(jī)床對(duì)伺服系統(tǒng)的要求；
（5）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理、特點(diǎn)及主要性能指標(biāo)；
（6）直流主軸電動(dòng)機(jī)的性能及速度控制方法；
（7）永磁直流伺服電動(dòng)機(jī)的性能及速度控制方法；
（8）交流主軸電動(dòng)機(jī)的性能及速度控制方法；
（9）永磁同步交流伺服電動(dòng)機(jī)的性能及速度控制方法；
（10）柔性制造單元的結(jié)構(gòu)形式，柔性制造單元與加工中心的區(qū)別；
（11）工業(yè)機(jī)器人的特性參數(shù)和技術(shù)要求。
3.了解以下內(nèi)容：
（1）數(shù)控機(jī)床及其產(chǎn)生和發(fā)展；
（2）數(shù)控機(jī)床加工與普通機(jī)床加工的區(qū)別；
（3）采用數(shù)控機(jī)床的原因和必然性；
（4）數(shù)控機(jī)床再生改造應(yīng)該考慮的問題；
（5）開放式CNC裝置的組成方式；
（6）PLC在工業(yè)控制中的應(yīng)用；
（7）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)對(duì)驅(qū)動(dòng)電源的要求，驅(qū)動(dòng)電源的組成和功能；
（8）工業(yè)機(jī)器人的組成、分類及編程方式；
（9）柔性制造系統(tǒng)的基本功能、組成及其柔性。
（三）要點(diǎn)內(nèi)容
1.數(shù)控機(jī)床及其產(chǎn)生和發(fā)展
數(shù)控機(jī)床是一種采用計(jì)算機(jī)，利用數(shù)字化信息進(jìn)行控制的，具有高附加值的，技術(shù)密集型機(jī)電一體化產(chǎn)品。
數(shù)控機(jī)床自上個(gè)世紀(jì)50年代問世以來，得到了迅速發(fā)展，不斷地更新?lián)Q代。我國的數(shù)控機(jī)床行業(yè)起步于1958年。到目前為止，我國在開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造具 有自主版權(quán)的中、高檔CNC系統(tǒng)方面取得了可喜的成果。我國的數(shù)控產(chǎn)品覆蓋了車、銑（包括仿型銑）、鏜銑、鉆、磨、加工中心及齒輪機(jī)床、折彎機(jī)、火焰切割 機(jī)、柔性制造單元等，品種達(dá)300多種。中、低檔CNC系統(tǒng)已達(dá)到小批量生產(chǎn)能力。
2.數(shù)控加工與普通機(jī)床加工的區(qū)別
數(shù)控機(jī)床是高效的自動(dòng)化機(jī)床。數(shù)控機(jī)床加工不同于普通機(jī)床加工，在數(shù)控機(jī)床上加工零件，是將加工過程所需要的各種操作（如主軸的起停、換向及變速，工 件或刀具的送進(jìn)，刀具選擇，冷卻液供給等）以及零件的形狀、尺寸按規(guī)定的編碼方式寫成數(shù)控加工程序，輸入到數(shù)控裝置中。再由數(shù)控裝置對(duì)這些輸入的信息進(jìn)行 處理和運(yùn)算，并控制伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，使坐標(biāo)軸協(xié)調(diào)移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)刀具與工件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，完成零件的加工。當(dāng)被加工工件改變時(shí)，除了重新裝夾工件和更換刀具 外，只需更換程序。而在普通機(jī)床上加工零件，是由操作者根據(jù)圖紙要求，手動(dòng)操作機(jī)床，不斷改變刀具與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)參數(shù)（位置、速度等），使刀具從工件上切 除多余材料，最終獲得符合技術(shù)要求的尺寸、形狀、表面質(zhì)量及位置要求的零件。
3.采用數(shù)控機(jī)床的原因和必然性
數(shù)控機(jī)床的前期投資費(fèi)用以及維修（技術(shù)）費(fèi)用比較高.對(duì)管理及操作人員素質(zhì)的要求也比較高。但是采用數(shù)控機(jī)床不僅節(jié)約勞動(dòng)力，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，還可以 提高產(chǎn)品質(zhì)量，對(duì)開發(fā)新產(chǎn)品和促進(jìn)老產(chǎn)品更新?lián)Q代，加速流動(dòng)資金周轉(zhuǎn)和縮短交貨期都起很大作用。合理選用數(shù)控機(jī)床可以降低企業(yè)的生產(chǎn)成本、提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì) 效益與競爭力。因此，普通機(jī)床正在大量地被數(shù)控機(jī)床取代。數(shù)控機(jī)床已經(jīng)是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)必不可少的設(shè)備。采用數(shù)控機(jī)床，提高機(jī)械工業(yè)的數(shù)控化率是當(dāng)前機(jī)械制 造業(yè)技術(shù)改造和技術(shù)更新的必由之路。
4.數(shù)控機(jī)床的組成
數(shù)控機(jī)床由CNC系統(tǒng)和機(jī)床主機(jī)及輔助裝置組成。
CNC系統(tǒng)由程序、輸入輸出設(shè)備、CNC裝置及主軸、進(jìn)給控制單元組成。零件加工程序是CNC系統(tǒng)的重要組成部分。輸入輸出設(shè)備主要用于零件加工程序 的編制、存儲(chǔ)、打印、顯示等。不同檔次的CNC系統(tǒng)其輸入輸出設(shè)備的復(fù)雜程度也不一樣。CNC裝置是CNC系統(tǒng)的核心部件，它由計(jì)算機(jī)（包括硬件和軟 件）、可編程序控制器（PIC）和接口電路組成。
主軸控制單元與交、直流主軸電動(dòng)機(jī)及其進(jìn)給檢測元件組成主軸驅(qū)動(dòng)裝置，用于控制主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)在寬范圍內(nèi)速度連續(xù)可調(diào)，并在每種速度下都能提供切削所需要的功率。
進(jìn)給控制單元與進(jìn)給伺服電動(dòng)機(jī)（功率步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或交、直流伺服電動(dòng)機(jī)）及其檢測元件組成進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置，用于控制機(jī)床各坐標(biāo)軸的切削進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，提供切削過程中所需要的扭矩，并可以任意調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)速度。再配以位置控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)工作臺(tái) （或刀具）位置的精確控制，這就是進(jìn)給伺服軀動(dòng)系統(tǒng)。
為了滿足數(shù)控機(jī)床高自動(dòng)化、高效率、高精度、高速度、高可靠性的要求，與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床主機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)需滿足高剛度和高抗振性、小的機(jī)床熱變 形等要求，為此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料選用上采取一系列措施；此外，在數(shù)控機(jī)床中多采用高效率、無間隙、低摩擦傳動(dòng)，并采用高性能、寬調(diào)速范圍交、直流服電動(dòng)機(jī) 和主軸電動(dòng)機(jī)，以盡量簡化機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。
輔助裝置是保證數(shù)控機(jī)床功能充分發(fā)揮所需要的配套部件，包括：電器、液壓、氣動(dòng)元件及系統(tǒng)，冷卻、排屑、防護(hù)、潤滑、照明、儲(chǔ)運(yùn)等一系列裝置，交換工作臺(tái)，數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)，數(shù)控分度頭，刀具及其監(jiān)控檢測裝置等。
5.數(shù)控機(jī)床的分類
按照能夠控制刀具與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)的軌跡可以把數(shù)控機(jī)床分為點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床和輪廓控制數(shù)控機(jī)床。點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床只控制工作臺(tái)（或刀具）從一點(diǎn)精確地 移動(dòng)到另一點(diǎn)，移動(dòng)過程中不進(jìn)行加工。采用這種控制方案的有數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控沖床等。輪廓控制數(shù)控機(jī)床不僅控制工作臺(tái)（或刀具）的起點(diǎn)和終點(diǎn)坐 標(biāo)，而且還要控制軌跡上每一點(diǎn)的速度和位置，因而能夠加工曲線（或曲面）。數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床、數(shù)控電加工機(jī)床、加工中心等都采用這種控制方 案。
按照伺服系統(tǒng)的控制方式可以把數(shù)控機(jī)床分為開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床、閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床和半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。開環(huán)控制方式與閉環(huán)、半閉環(huán)控制方式的區(qū)別是明 顯的。閉環(huán)和半閉環(huán)控制方式都有反饋控制系統(tǒng)，都包括位置、速度控制單元，都采用交、直流伺服電動(dòng)機(jī)作為執(zhí)行元件，都有位置、速度檢測器，速度檢測器都可 以安裝在電動(dòng)機(jī)的軸端。區(qū)別是：閉環(huán)控制其位檢測器安裝在機(jī)床工作臺(tái)上，環(huán)內(nèi)包括絲杠、螺母副、工作臺(tái)等傳動(dòng)部件，設(shè)計(jì)、調(diào)試難度大，但控制精度高。而半 閉環(huán)控制其位檢測器安裝在電動(dòng)機(jī)軸端或絲杠的軸端，一般位置測量和速度測量用一個(gè)檢測器。由于環(huán)中包括的傳動(dòng)部件少，設(shè)計(jì)、調(diào)試難度小，但控制精度不如閉 環(huán)的高。
按照加工方式可以把數(shù)控機(jī)床分為金屬切削類、金屬成型類、特種加工類和其他類等數(shù)控機(jī)床。
數(shù)控機(jī)床還可以按其功能水平分高、中、低三檔。
6.數(shù)控機(jī)床再生改造應(yīng)該考慮的問題
（1）正確估計(jì)被改造數(shù)控機(jī)床的剩余價(jià)值。在對(duì)舊數(shù)控機(jī)床進(jìn)行改造時(shí)，必須仔細(xì)分析這臺(tái)數(shù)控機(jī)床哪些部分還可利用，哪些必須更新。一般要求可利用的剩 余價(jià)值不應(yīng)低于總價(jià)值的三分之一。一般來說，舊數(shù)控機(jī)床中剩余價(jià)值較大的是機(jī)械部分及配套附件，數(shù)控系統(tǒng)往往都需要更新。
（2）對(duì)是否值得改造做出判斷。設(shè)備技術(shù)改造力求投資少，一般不應(yīng)超過同類新設(shè)備購置費(fèi)用的40%-60%。
（3）對(duì)舊數(shù)控機(jī)床進(jìn)行再生改造時(shí)，應(yīng)避免只搞局部改造，而應(yīng)做全面配套改造。
（4）再生改造要與企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)狀況相適應(yīng)。設(shè)備改造的宗旨是以有限的投入創(chuàng)造出較大的經(jīng)濟(jì)效益，因此不一定要把設(shè)備改造成一流水平。
7.CNC裝置所具有的功能
CNC裝置的基本功能包括控制功能、準(zhǔn)備功能、插補(bǔ)功能、進(jìn)給功能、主軸功能、輔助功能、刀具功能、字符顯示功能及診斷功能等；還有一些功能屬于CNC裝置的選擇功能，如補(bǔ)償功能、固定循環(huán)功能、圖形顯示功能、通信功能、在線自動(dòng)編程功能等。
8.單微處理器結(jié)構(gòu)和多微處理器結(jié)構(gòu)CNC裝置的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及區(qū)別
CNC裝置的硬件有單微處理器和多微處理器結(jié)構(gòu)兩種結(jié)構(gòu)形式。
單微處理器結(jié)構(gòu)CNC裝置采用以總線為中心的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，微處理器通過總線與存儲(chǔ)器、PLC、位置控制器及各種接口相連。CNC裝置的接口包括與機(jī)床側(cè)的信號(hào)輸入輸出接口、與上位計(jì)算機(jī)的通信接口及與標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出設(shè)備的接口。
單微處理器CNC裝置只有一個(gè)微處理器。有的CNC裝置雖然有兩個(gè)或兩個(gè)以上微處理器，但只有一個(gè)微處理器能夠控制總線，占有總線資源，其他微處理器 不能控制系統(tǒng)總線，不能訪問主存儲(chǔ)器，只作為智能部件工作，這種CNC裝置也屬于單微處理器結(jié)構(gòu)。由于只有一個(gè)微處理器，因此多采用集中控制、分時(shí)處理的 方式完成數(shù)控的各項(xiàng)功能。由于所有數(shù)控功能由一個(gè)微處理器完成，因此CNC裝置的功能將受微處理器釣字長、數(shù)據(jù)寬度、尋址能力和運(yùn)算速度等因素的限制。 CNC裝置的檔次主要由微處理器的品質(zhì)決定。
按印刷電路板插接方式的不同單微處理器結(jié)構(gòu)CNC裝置分為大板結(jié)構(gòu)和模塊化結(jié)構(gòu)。
多微處理器結(jié)構(gòu)CNC裝置采用模塊化結(jié)構(gòu)，有多個(gè)微處理器，每個(gè)微處理器分管各自的任務(wù)，形成特定的功能單元，即功能模塊?；竟δ苣K包括CNC管 理模塊、CNC插補(bǔ)模塊、位置控制模塊、存儲(chǔ)器模塊、PLC模塊和指令、數(shù)據(jù)的輸入輸出及顯示模塊。進(jìn)一步擴(kuò)展功能，可增加相應(yīng)模塊。多微處理器結(jié)構(gòu) CNC裝置各模塊之間的互連和通信除了采用共享總線結(jié)構(gòu)外，還采用共享存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。
多微處理器結(jié)構(gòu)CNC裝置采用積木方式組成CNC裝置，具有良好的適應(yīng)性和擴(kuò)展性。插件模塊更換方便，可使故障對(duì)系統(tǒng)的影響降到最低。運(yùn)算速度高，更適合多軸控制、高進(jìn)給速度、高精度、高效率的數(shù)控要求。
單微處理器結(jié)構(gòu)和多微處理器結(jié)構(gòu)CNC裝置的區(qū)別歸納如下：
（1）單微處理器結(jié)構(gòu)CNC裝置只有一個(gè)微處理器能夠控制總線，占有總線資源，而多微處理器結(jié)構(gòu)CNC裝置有多個(gè)微處理器。
（2）單微處理器結(jié)構(gòu)CNC裝置采用以總線為中心的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，而多微處理器結(jié)構(gòu)CNC裝置各模塊之間的互連和通信除了采用共享總線結(jié)構(gòu)外，還采用共享存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。
（3）單微處理器結(jié)構(gòu)CNC裝置有大板和模塊兩種結(jié)構(gòu)形式，而多微處理器結(jié)構(gòu)CNC裝置都采用模塊化結(jié)構(gòu)形式。
（4）單微處理器結(jié)構(gòu)CNC裝置的功能受微處理器的字長、數(shù)據(jù)寬度、尋址能力和運(yùn)算速度等因素的限制，用于控制功能不十分復(fù)雜的數(shù)控機(jī)床中。多微處理器結(jié)構(gòu)CNC裝置適合多軸控制、高進(jìn)給速度、高精度、高效率的數(shù)控機(jī)床。
（5）與單微處理器結(jié)構(gòu)CNC裝置相比，多微處理器結(jié)構(gòu)CNC裝置具有更好的適應(yīng)性和擴(kuò)展性。使故障對(duì)系統(tǒng)的影響更低。
9.開放式CNC裝置的組成方式
CNC裝置的開放化是制造業(yè)最終用戶、機(jī)床生產(chǎn)廠家以及CNC生產(chǎn)／—家共同的需求。開放化具體體現(xiàn)在：系統(tǒng)組成內(nèi)部的開放化，亦即系統(tǒng)內(nèi)部硬、軟的 公開化；系統(tǒng)組成各部分之間的開放化，即使各組成部分（如CNC、伺服驅(qū)動(dòng)、主軸驅(qū)動(dòng)等）之間的接口標(biāo)準(zhǔn)化。其組成方式一般有：
（1）PC連接型CNC，是一種將現(xiàn)有CNC與PC通過串行通信連接起來的一種形式。
（2）PC內(nèi)藏型；CNC，即在CNC內(nèi)部加裝 PC，PC與CNC之間通過專用總線連接。
（3）CNC內(nèi)藏型PC，即在通用PC的擴(kuò)展槽中插入專用CNC，專用CNC具有包括加工軌跡生成等幾乎所有的CNC處理功能。
（4）全軟件型NC，即CNC的全部功能都由PC完成，并通過裝在PC擴(kuò)展槽中的接口卡進(jìn)行伺服驅(qū)動(dòng)控制。
10.CNC裝置的控制流程及CNC軟件的特點(diǎn)
CNC裝置需要執(zhí)行兩種控制，即NC控制和輔助控制。因此，CNC軟件要處理兩種信息，即低速輔助信息和高速軌跡信息。各種控制指令、參數(shù)及加工數(shù)據(jù) 通過輸入設(shè)備送入CNC裝置的存儲(chǔ)器中，加工時(shí)從存儲(chǔ)器中調(diào)出零件加工程序，按程序段進(jìn)行譯碼，將零件加工程序轉(zhuǎn)變?yōu)镃NC裝置能夠接受的代碼。譯碼后分 成兩路；一路是低速輔助信息，包括輔助功能M、主軸轉(zhuǎn)速功能s和刀具功能T，該路信息通過PLC處理并輸出；另一路是高速軌跡信息，通過預(yù)處理（刀具補(bǔ)償 處理和速度處理）后，進(jìn)行插補(bǔ)計(jì)算、位置控制，控制伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)軸的協(xié)同移動(dòng)。
CNC軟件的特點(diǎn)是多任務(wù)并行處理：CNC系統(tǒng)軟件需要完成多項(xiàng)任務(wù)，包括輸入、I／O處理、顯示、診斷等管理任務(wù)和譯碼、刀具補(bǔ)償、速度處理、插 補(bǔ)、位置控制等控制任務(wù)。在許多情況下CNC裝置中的管理和控制的某些任務(wù)必須同時(shí)執(zhí)行，即所謂的并行處理。
11.PLC的組成、技術(shù)指標(biāo)
可編程序控制器PLC實(shí)質(zhì)上是一種專用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，其組成包括硬件和軟件兩大部分。其硬件包括基本組成部分、I/O擴(kuò)展部分和外部設(shè)備三大部分。 基本部分包括CPU及存儲(chǔ)器、輸入輸出接口、電源等；I/O擴(kuò)展部分是為系統(tǒng)擴(kuò)展輸.A輸出點(diǎn)數(shù)而設(shè)計(jì)的；外部設(shè)備是開發(fā)PLC控制系統(tǒng)（設(shè)計(jì)、調(diào)試應(yīng)用 程序）的輔助設(shè)備，主要有編程器、EPROM寫入器、磁帶機(jī)、打印機(jī)、監(jiān)視器等。PLC軟件包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件由PLC生產(chǎn)廠家編制，一般 固化在ROM中，隨機(jī)提供給用戶。應(yīng)用軟件由用戶根據(jù)控制需要編寫，可存儲(chǔ)在帶鋰電池保護(hù)的RAM中、EPROM模塊（盒）中或盒式磁帶中。PLC機(jī)插入 裝有用戶程序的EPROM模塊，則執(zhí)行EPROM模塊中的程序。PLC機(jī)沒有EPROM模塊插入，則執(zhí)行RAM中的程序。
PLC的主要技術(shù)指標(biāo)包括存儲(chǔ)容量、掃描速度、I/O點(diǎn)數(shù)、編程語言等。
12.PLC的特點(diǎn)
PLC的特點(diǎn)有控制程序可變，具有良好的柔性；采用面向過程的語言編程，編程方便；功能完善；擴(kuò)展方便，配置靈活；系統(tǒng)構(gòu)成簡單，安裝調(diào)試方便；可靠性高等。正因?yàn)樗哂猩鲜鎏攸c(diǎn)才在數(shù)控機(jī)床及機(jī)械制造中得到廣泛應(yīng)用。
13.應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床中的兩種PLC的型式、特點(diǎn)、區(qū)別
可編程序控制器應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床中有兩種型式，即內(nèi)裝型和獨(dú)立型。
內(nèi)裝型PLC的特點(diǎn)是：
（1）其性能指標(biāo)由所屬的CNC裝置的性能規(guī)格確定。它的硬件和軟件被作為CNC裝置的基本功能統(tǒng)一設(shè)計(jì)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、適配性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
（2）它有與CNC共用微處理器和具有專用微處理器兩種類型：前者利用CNC微處理器的余力來完成PLC的功能，I/O點(diǎn)數(shù)較少；后者由于有獨(dú)立的微處理器，多用于順序程序復(fù)雜及動(dòng)作速度要求快的場合。
（3）它與CNC其他電路同裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，共用一個(gè)電源和地線。
（4）它的硬件電路可與CNC其他電路制作在同一塊印刷電路板上，也可以單獨(dú)制成一塊附加印刷電路板。
（5）它對(duì)外沒有單獨(dú)配置的I/O接口電路，而是使用CNC裝置本身的I/O接口電路。
（6）采用內(nèi)裝型PLC，擴(kuò)大了CNC內(nèi)部直接處理的窗口通信功能，可以采用梯形圖編輯和傳送高級(jí)控制功能，且造價(jià)低，提高了CNC的性能／價(jià)格比。
獨(dú)立型PLC的特點(diǎn)是：
（1）可根據(jù)數(shù)控機(jī)床對(duì)控制功能的要求靈活選購或自行開發(fā)。
（2）有自己的I／O接口電路，PLC與CNC裝置、PLC與機(jī)床側(cè)的連接都通過I/O接口電路連接。PLC本身采用模塊化結(jié)構(gòu)，裝在插板式籠箱內(nèi)，I／O點(diǎn)數(shù)可通過I／O模塊或插板的增減靈活配置。（3）可以擴(kuò)大CNC的控制功能，可以形成兩個(gè)以上的附加軸控制。
（4）在性能／價(jià)格比上不如內(nèi)裝型PLC。
由內(nèi)裝型和獨(dú)立型PLC的特點(diǎn)不難看出它們之間的區(qū)別：
（1）內(nèi)裝型PLC其硬件和軟件被作為CNC裝置的基本功能統(tǒng)一設(shè)計(jì)，其性能指標(biāo)由所屬的CNC裝置的性能，規(guī)格確定。而獨(dú)立型PLC是根據(jù)數(shù)控機(jī)床對(duì)控制功能要求進(jìn)行靈活選購或自行開發(fā)的單獨(dú)的PLC機(jī)。
（2）內(nèi)裝型PLC可以與CNC共用一個(gè)微處理器，而獨(dú)立型PLC不與CNC共用一個(gè)微處理器。
（3）內(nèi)裝型PLC與CNC其他電路同裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，共用一個(gè)電源和地線。而獨(dú)立型PLC本身采用模塊化結(jié)構(gòu)，單獨(dú)裝在插板式籠箱內(nèi)，I/O點(diǎn)數(shù)可通過I/O模塊或插板的增減靈活配置。
（4）內(nèi)裝型PLC對(duì)外沒有單獨(dú)配置的I/O接口電路，面是使用CNC裝置本身的I/O接口電路。而獨(dú)立型PLC有自己的I/O接口電路，PLC與CNC裝置、PLC與機(jī)床側(cè)的連接都通過I/O接口電路連接；
（5）獨(dú)立型PLC可以擴(kuò)展CNC的控制功能，可以形成兩個(gè)以上的附加軸控制。而內(nèi)裝型PLC則不可以。
（6）在性能／價(jià)格比上，內(nèi)裝型PIE高于獨(dú)立型。
14.PLC在工業(yè)控制中的應(yīng)用
PLC廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制中，可以應(yīng)用PLC進(jìn)行順序控制和開關(guān)邏輯控制、閉環(huán)過程控制、組合數(shù)字控制，可以組成多級(jí)控制系統(tǒng)及控制機(jī)器人等，PLC也可以用于位置控制中。
15。伺服系統(tǒng)的分類以及數(shù)控機(jī)床對(duì)伺服系統(tǒng)的要求
按照控制對(duì)象和使用目的的不同，數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)可分為進(jìn)給伺服系統(tǒng)、主軸伺服系統(tǒng)和輔助伺服系統(tǒng)。按照伺服系統(tǒng)調(diào)節(jié)理論，數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服系統(tǒng)可 分為開環(huán)、閉環(huán)和半閉環(huán)系統(tǒng)；按驅(qū)動(dòng)部件的動(dòng)作原理又可將其分為電液控制系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)。電氣控制系統(tǒng)又有步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、直流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系 統(tǒng)和交流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。按照反饋控制方式，數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)有脈沖比較、相位比較、幅值比較和全數(shù)字等伺服系統(tǒng)之分。
數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)該滿足高精度、快速響應(yīng)、調(diào)速范圍寬、低速大轉(zhuǎn)矩、可靠性高等要求。數(shù)控機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不僅應(yīng)該具有寬的調(diào)速范圍， 而且能在盡可能寬的調(diào)連范圍內(nèi)保持恒功率輸出。另外，為了滿足不同數(shù)控機(jī)床的加工要求，主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還應(yīng)該滿足一些特殊要求。例如，為了能在數(shù)控車床上加 工螺紋要求主軸驅(qū)動(dòng)與進(jìn)給驅(qū)動(dòng)實(shí)行同步控制；為了保證端面加工的表面粗糙度，要求數(shù)控車床、數(shù)控磨床等機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)具有恒線速切削功能；加工中心的主軸 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具有高精度的主軸停位控制功能，以便進(jìn)行自動(dòng)換刀；有的數(shù)控機(jī)床還要求主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有角度控制功能。
16.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理及特點(diǎn)
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種同步電動(dòng)機(jī)，定子磁場在空間旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子跟隨磁場同步旋轉(zhuǎn)。定子磁場的激磁磁勢為脈沖式，使磁場以一定頻率步進(jìn)式旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子也就一步 一步旋轉(zhuǎn)?？梢?，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成角位移（或直線位移）的執(zhí)行元件。給步進(jìn)電動(dòng)機(jī)供電的電源是脈沖電源，而不是直流電源或正弦交流電 源。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)有：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速主要取決于脈沖的頻率，轉(zhuǎn)子總的角位移取決于總的脈沖數(shù)，轉(zhuǎn)于的轉(zhuǎn)向取決于分配脈沖的相序。其步距值不受各 種干擾因素的影響。步距誤差不長期積累，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)每走一步所轉(zhuǎn)過的角度（實(shí)際步距值）與理論步距值之間總有一定的誤差。從某一步到任何一步，即走任意步 數(shù)后，也總會(huì)有一定的累積誤差，但每轉(zhuǎn)一圈的累積誤差為零。但步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的過載能力比較差。
17.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)有：
（1）步距精度。我國生產(chǎn)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距精度一般在±10~±30分的范圍，有些可達(dá)±2—±5分。
（2）靜轉(zhuǎn)矩。用以衡量步進(jìn)電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載的能力。
（3）起動(dòng)頻率。是使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)能夠由靜止定位狀態(tài)不失步地起動(dòng)，并進(jìn)入正常運(yùn)行的控制脈沖頻率。在電動(dòng)機(jī)空載情況下，稱為空載起動(dòng)頻率。在有負(fù)載情況下，不失步起動(dòng)所允許的頻率將大大降低。
（4）連續(xù)運(yùn)行頻率。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，其轉(zhuǎn)速將跟隨控制脈沖頻率連續(xù)上升而不失步的控制脈沖的頻率稱為連續(xù)運(yùn)行頻率的工作頻率。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的連續(xù)運(yùn)行頻率隨負(fù)載的增大而下降，但步進(jìn)電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行頻率遠(yuǎn)高于其起動(dòng)頻率。