位置反馈装置在数控机床中的作用

❶ 位置传感器在数控机床中具体怎么应用啊。就是说安装、性能、维护一些方面。只要一种传感器，比如磁栅光栅

传感器有 旋转编码器， 光栅尺，感应同步器，旋转变压器， 磁栅 ，等。
位置编码器：主轴位置编码器和主轴同时转动，主轴编码器功能：速度反馈、位置反馈，一般数控车床都要进行螺纹加工，每转进给加工，就需要进给轴和主轴转速之间进行插补，因此就需要反馈速度和旋转方向。在加工中心上换刀时主轴准停也需要反馈一转脉冲信号使主轴每次都停止固定位置上。以上的只要有一转脉冲信号的编码器就可以了。数车上进行CS加工一般会按两个编码器，一个是主轴伺服电机自身的编码器实现速度反馈，一个是主轴上的编码器实现主轴任意角度位置反馈。主轴位置编码有A,*A,B,*B信号,和每转输出一个Z相脉冲信号（1转信号）代表零位参考位。由于A、B两相相差90度，可通过比较A相在前还是B相在前，以判别编码器的正转与反转，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。作用是显示机床主轴转速，切削螺纹，主轴定向，主轴定位，CS轴加工等。 在半闭环的数控机床上，主轴编码器作速度和位置反馈。在全闭环的数控机床上，主轴编码器作速度反馈，光栅尺作位置反馈。

❷ 数控机床的位置控制系统有什么作用

位置控制系统的作用：
控制机床刀具或工作台精确移动，达到改变工件形状，加工出版合格产品的权目的。

使用注意
1、数控机床的使用环境：对于数控机床最好使其置于有恒温的环境和远离震动较大的设备（如冲床）和有电磁干扰的设备；
2、电源要求；
3、数控机床应有操作规程：进行定期的维护、保养，出现故障注意记录保护现场等；
4、数控机床不宜长期封存，长期会导致储存系统故障，数据的丢失；
5、注意培训和配备操作人员、维修人员及编程人员

❸ 数控机床由哪几部分组成各部分的主要功能是什么

数控机床一般由控制介质、数控系统、伺服系统、强电控制柜、机床本体和各类辅助装置组成。

1、控制介质：亦称信息载体，是人与数控机床之间联系的中间媒介物质，反映了数控加工中全部信息。

2、数控系统：是机床实现自动加工的核心。主要由输入装置、监视器、主控制系统、可编程控制器、各类输入/输出接口等组成。

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。主要由伺服电动机、驱动控制系统和位置检测与反馈装置等组成。伺服电动机是系统的执行元件，驱动控制系统则是伺服电动机的动力源。

4、强电控制柜：主要用于安装机床强电控制的各种电气元器件，起到桥梁连接作用，控制机床辅助装置的各种交流电动机、液压系统电磁闻或电磁离台器等。

5、机床本体：指其机械结构实体。与传统的普通机床相比，数控机床的整体布局、外观造型、传动机构、工具系统及操作机构等方面都发生了很大的变化。

6、辅助装置：主要包括自动换刃装置、自动交换工作台机构APC 、工件夹紧放松机构、回转工作台、液压控制系统、润滑装置、切削液装置、排屑装置、过载和保护装置等。

❹ 简述数控机床的闭环控制系统中检测反馈环节的作用

在闭环控制系统中设置检测反馈环节的作用是为了提高数控机床的定位精度和内重复定位精度（回转容或直线运动）。
与开环系统不同的是，我们通常采用磁栅或光栅作为传感器设置在检测、反馈环节中，指令、运动、检测、差异比较（指令和实际比较）、反馈、差异移动、。。。。，反复循环，直到达到设定的精度为止。

❺ 试述数控系统在数控机床控制中的作用

数控机床比普通车床从原理上来讲就是多了个数控系统，除了些保护装置就是些显示装置，（压力保护、限位保护、过载保护、显示灯、显示屏........）这些只是方便操作的东西，并不是关键东西。关键是增加了伺服控制系统（伺服驱动器、伺服电机、编码器）这三件是配套使用的，最少有三套（主轴、X轴、Z轴）如果是多轴数控系统可能还会有其它轴的。作用：伺服驱动器主要是处理信号，它把从面板输入的信号或从其它传感器接收的信号进行处理，转化为可执行信号传送给伺服电机或显示在屏幕上。伺服电机的作用就是执行伺服驱动器发出的运动指令，从而带动机床运转。编码器的作用就是记录伺服电机执行的状况，并将结果反馈给伺服驱动器，以实现对机床运转位置的跟踪。他们三个主要部件呈三角形连接。共同保证设备运转。

❻ 数控机床主要构成部件有哪些各实现什么功能

1、操作面板
它是操作人员与数控装置进行信息交流的工具。
2、控制介质与输入输出设备
控制介质是记录零件加工程序的媒介
输入输出设备是cnc系统与外部设备进行交互装置。交互的信息通常是零件加工程序。即将编制好的记录在控制介质上的零件加工程序输入cnc系统或将调试好了的零件加工程序通过输出设备存放或记录在相应的控制介质上。
3、
cnc装置(cnc单元)
组成：计算机系统、位置控制板、plc接口板，通讯接口板、特殊功能模块以及相应的控制软件。
作用：根据输入的零件加工程序进行相应的处理（如运动轨迹处理、机床输入输出处理等），然后输出控制命令到相应的执行部件(伺服单元、驱动装置和plc等)，所有这些工作是由cnc装置内硬件和软件协调配合，合理组织，使整个系统有条不紊地进行工作的。cnc装置是cnc系统的核心
4、
伺服单元、驱动装置和测量装置
伺服单元和驱动装置
主轴伺服驱动装置和主轴电机
进给伺服驱动装置和进给电机
测量装置
位置和速度测量装置。以实现进给伺服系统的闭环控制。
作用
保证灵敏、准确地跟踪cnc装置指令：
进给运动指令：实现零件加工的成形运动（速度和位置控制）。
主轴运动指令，实现零件加工的切削运动（速度控制）
5、
plc、机床i/o电路和装置
plc
(programmable
logic
controller)：用于完成与逻辑运算有关顺序动作的i/o控制，它由硬件和软件组成；
机床i/o电路和装置：实现i/o控制的执行部件(由继电器、电磁阀、行程开关、接触器等组成的逻辑电路；
功能：
接受cnc的m、s、t指令，对其进行译码并转换成对应的控制信号，控制辅助装置完成机床相应的开关动作
接受操作面板和机床侧的i/o信号，送给cnc装置，经其处理后，输出指令控制cnc系统的工作状态和机床的动作。
二、数控机床机械部分：数控机床的主体，是实现制造加工的执行部件。
组成：由主运动部件、进给运动部件（工作台、拖板以及相应的传动机构）、支承件（立柱、床身等）以及特殊装置（刀具自动交换系统工件自动交换系统）和辅助装置（如排屑装置等）。

❼ 位置检测装置在数控机床控制中起什么作用

数控机床的加工精度主要与机械精度，数控系统和伺服系统有关，这几个环节的精度都必须达到要求。
分辨率是机床能识别的最小单位，直接决定机床精度的好坏。主要由数控系统和伺服系统决定。

❽ 数控机床运行原理与数控机床维修探讨

数控机床运行原理与数控机床维修探讨

数控机床是机电一体化的典型产品，是集机床、计算机、电动机及拖动、动控制、检测等技术为一体的自动化设备。下面随我来认识下数控机床运行原理与数控机床维修知识吧。

1.1 控制介质

数控机床工作时，不用人去直接操作机床，但又要执行人的意图，这就必须在任何数控机床之间建立某种联系，这种联系的中间媒介物称之为控制介质。在普通机床上加工零件时，由工人按图样和工艺要求进行加工。在数控机床加工时，控制介质是存储数控加工所需要的全部动作和刀具相对于工件位置等信息的信息载体，它记载着零件的加工工序。数控机床中，常用的控制介质有穿孔纸带、穿孔卡片、磁带和磁盘或其他可存储代码的载体，至于采用哪一种，则取决于数控装置的类型。早期时，使用的是8单位(8孔)穿孔纸带，并规定了标准信息代码ISO(国际标准化组织制定)和EIA(美国电子工业协会制定)两种代码。

1.2 数控装置

数控装置是数控机床的核心。其功能是接受输入装置输入的数控程序中的加工信息，经过数控装置的系统软件或逻辑电路进行译码、运算和逻辑处理后，发出相应的脉冲送给伺服系统，使伺服系统带动机床的各个运动部件按数控程序预定要求动作。一般由输入输出装置、控制器、运算器、各种接口电路、CRT显示器等硬件以及相应的软件组成。数控装置作为数控机床“指挥系统”，能完成信息的输入、存储、变换、插补运算以及实现各种控制功能。

1.3 伺服系统

机床上的执行部件和机械传动部件组成数控机床的进给系统，它根据数控装置发来的速度和位移指令控制执行部件的进给速度、方向和位移量。每个进给运动的执行部件都配有一套伺服系统。伺服系统的.作用是把来自数控装置的脉冲信号转换为机床移动部件的运动，它相当于手工操作人员的手，使工作台(或溜板)精确定位或按规定的轨迹作严格的相对运动，最后加工出符合图样要求的零件。

1.4 反馈装置

反馈装置是闭环(半闭环)数控机床的检测环节，该装置可以包括在伺服系统中，它由检测元件和相应的电路组成，其作用是检测数控机床坐标轴的实际移动速度和位移，并将信息反馈到数控装置或伺服驱动中，构成闭环控制系统。检测装置的安装、检测信号反馈的位置，决定于数控系统的结构形式。无测量反馈装置的系统称为开环系统。由于先进的伺服系统都采用了数字式伺服驱动技术(称为数字伺服)，伺服驱动和数控装置间一般都采用总线进行连接。反馈信号在大多数场合都是与伺服驱动进行连接，并通过总线传送到数控装置，只有在少数场合或采用模拟量控制的伺服驱动(称为模拟伺服)时，反馈装置才需要直接和数控装置进行连接。伺服电动机内装式脉冲编码器、旋转变压器、感应同步器、测速机、光栅和磁尺等都是NC机床常用的检测器件。

2.1 数控机床主轴伺服系统故障检查及维修

在维修主回路采用错位选触无环流可逆调速驱动系统的数控车床中所遇到的部分故障及处理方法。

(1)故障现象：1.8m卧车在点动时，花盘来回摆动。

检查：测量驱动控制系统中的±20V直流稳压电源的纹波为4V峰峰值，大大超过了规定的范围。

处理：将电压板中的100MF和1000MF滤波电容换下焊上新电容，并测量纹波只有几个毫伏后将电源板安装好，开机试运行，故障消除。

(2)故障现象：配套某系统的数控车床，当主轴在高速(3000r/min以上)，机床出现异常振动。

处理：检查机床的主轴驱动是否连接，发现机床的主轴驱动器的接地线连接不良后，将接地线重新连接，机床可恢复正常。

2.2 机床PLC初始故障的诊断

机床PLC初始故障的诊断为了保护机床和维修方便，PLC有显示和检测机床故障的能力。一旦发生故障，维修人员就能根据机床的故障显示号去确定故障类别，予以排除。但在实际加工过程中，我们发现有时PLC同时显示几个故障，它们是由某一个故障引起的连锁故障，排除了初始的引发故障，其他故障报警就消失了。可是从机床PLC显示的所有报警故障中，维修人员并不知道哪个故障是初始引发故障，维修人员只能逐个故障去查，这就增加了维修难度。机床PLC初始故障诊断功能，通过PLC程序，准确判断出初始故障的报警号。维修中，首先排除初始故障，其他引发故障自行消失，这样就极大地方便了机床的维修，提高了机床维修的快速性和准确性。初始故障诊断原理设计的PLC程序不单单是把各个故障都能检测和显示出来，还能把最关键的初始故障自动判断出来。

2.3 数控设备检测元件故障及维修

检测元件是数控机床伺服系统的重要组成部分，它起着检测各控制轴的位移和速度的作用，它把检测到的信号反馈回去，构成闭环系统。测量方式可分为直接测量和间接测量：直接测量就是对机床的直线位移采用直线型检测元件测量，直接测量常用的检测元件一般包括：直线感应同步器、计量光栅、磁尺激光干涉仪。间接测量就是对机床的直线位移采用回转型检测元件测量，间接测量常用的检测元件一般包括：脉冲编码器、旋转变压器、圆感应同步器、圆光栅和圆磁栅。 在数控设备的故障中，检测元件的故障比例是比较高的，只要正确的使用并加强维护保养，对出现的问题进行深入分析。就一定能降低故障率，并能迅速解决故障，保证设备的正常运行。

2.4 数控机床主传动系统故障诊断与维修

在数控机床在加工时，可能由于断续切削、加工余量不均匀、运动部件不平衡以切削过程中的自振动等原因引起冲击力和交变力，使主轴产生振动，影响加工精度和表面粗糙度，严重时甚至可能破坏刀具主轴系统中的零件，使其无法工作。主轴系统的发热使其中所有零件产生热变形，降低传动效率，破坏零部件之间的相对位置精度和运动精度，从而造成加工误差。因此，主轴部件组要具有较高的固有频率，较好的动平衡，且要保持合适的配合精度，并要进行循环润滑。

主轴发热主轴轴承预紧力过大，造成主轴回转时摩擦过大，引起主轴温度急剧升高。可以通过重新调整主轴轴承预紧力加以排除;主轴轴承磨损或损坏，也会造成主轴回转时摩擦过大，引起主轴温度急剧升高。可以通过更换新轴承加以排除;主轴润滑油脏或有杂质，也会造成主轴回转时阻力过大，引起主轴温度升高。通过清洗主轴箱，重新换油加以排除;主轴轴承润滑油脂耗尽或润滑油脂过多，也会造成主轴回转时阻力、摩擦过大，引起主轴温度升高。通过重新涂抹润滑脂加以排除。主轴强力切削时停转主轴电动机与主轴连接的传动带过松，造成主轴传动转矩过小，强力切削时主轴转矩不足，产生报警，数控机床自动停机。通过重新调整主轴传动带的张紧力，加以排除;主轴电动机与主轴连接的传动带表面有油，造成主轴传动时传动带打滑，强力切削时主轴转矩不足，产生报警，数控机床自动停机。通过用汽油或酒精清洗后擦干净加以排除。

主轴工作时噪声过大是主轴部件动平衡不良，使主轴回转时振动过大，引起工作噪声。需要机床生产厂家的专业人员对所有主轴部件重新进行动平衡检查与调试;主轴传动齿轮磨损，使齿轮啮合间隙过大，主轴回转时冲击振动过大，引起工作噪声。需要机床生产厂家的专业人员对主轴传动齿轮进行检查、维修或更换;主轴支承轴承拉毛或损坏，使主轴回转间隙过大，回转时冲击、振动过大，引起工作噪声。需要机床生产厂家的专业人员对轴承进行检查、维修或更换;主轴传动带松弛或磨损，使主轴回转时摩擦过大，引起工作噪声。通过调整或更换传动带加以排除。

数控机床故障产生的原因是多种多样的，有机械问题、数控系统的问题、传感元件的问题、驱动元件的问题、强电部分的问题、线路连接的问题等。在检修过程中，要分析故障产生的可能原因和范围，然后逐步排除，直到找出故障点，切勿盲目的乱动，否则，不但不能解决问题。还可能使故障范围进一步扩大。总之，在面对数控机床故障和维修问题时，首先要防患于未然，不能在数控机床出现问题后才去解决问题，要做好日常的维护工作和了解机床本身的结构和工作原理，这样才能做到有的放矢

3 结论

在数控机床维修中推广应用新技术、新工艺、新材料，做好数控的技术改造和局部改装设计管理工作，搞好数控机床维修用工、检、量具的管理，搞好数控设备维修的质量管理等工作。只有这样，才能做好数控机床的维修工作，保障数控机床的正常运行，从而保障企业生产的顺利运行。所以，无论是CNC系统，机床强电，还是机械、液压、气路等，只要有可能引起该故障的原因，都要尽可能全面地列出来，进行综合判断和筛选，然后通过必要的实验达到确诊和最终排除故障的目的。

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❾ 数控机床对检测元件及位置检测装置有什么要求

直接测量和间接测量
1．直接测量
直接测量是将检测装置直接安装在执行部件上，如光栅、感应同步器等用来直接测量工作台的直线位移，位置检测装置安装在执行部件(即末端件)上直接测量执行部件末端件的直线位移或角位移，可以构成闭环进给伺服系统。测量方式有直线光栅、直线感应同步器、磁栅、激光干涉仪等测量执行部件的直线位移。由于此种检测方式是采用直线型检测装置对机床的直线位移进行测量，因此，其优点是直接反映工作台的直线位移量；缺点是要求检测装置与行程等长，对大型的数控机床来说，这是一个很大的限制。
2．间接测量
间接测量装置是将检测装置安装在滚珠丝杠或驱动电动机轴上，通过检测转动件的角位移来间接测量执行部件的直线位移。
位置检测装置安装在执行部件前面的传动元件或驱动电动机轴上，测量其角位移，经过传动比变换以后才能得到执行部件的直线位移量，这样可以构成闭环伺服进给系统，如将脉冲编码器装在电动机轴上。
间接测量使用可靠、方便，无长度限制；其缺点是，在检测信号中加入了直线转变为旋转运动的传动链误差，从而影响测量精度。一般需对数控机床的传动误差进行补偿，才能提高定位精度。
除了以上位置检测装置，伺服系统中往往还包括检测速度的元件，用以检测和调节发动机的转速。常用的元件是测速发电机。
位置检测装置是数控机床伺服系统的重要组成部分。它的作用是检测位移和速度，发送反馈信号，构成闭环或半闭环控制。数控机床的加工精度主要由检测系统的精度决定。不同类型的数控机床，对位置检测元件，检测系统的精度要求和被测部件的最高移动速度各不相同。现在检测元件与系统的最高水平是：被测部件的最高移动速度高至240m/min时，其检测位移的分辨率（能检测的最小位移量）可达1μm，如24m/min时可达0.1μm。最高分辨率可达到
0.01μm。
数控机床对位置检测装置有如下要求：
（1）受温度，湿度的影响小，工作可靠，能长期保持精度，抗干扰能力强。
（2）在机床执行部件移动范围内，能满足精度和速度的要求。
（3）使用维护方便，适应机床工作环境。
（4）成本低。

❿ 数控机床基础知识

数控机床基本概念

1.1.1 数控技术与数控

数控技术，简称数控(Numerical Control—NC)，是利用数字化信息对机械运动及加工过程进行控制的一种方法。由于现代数控都采用了计算机进行控制，因此，也可以称为计算机数控(Computerized Numerical Control—CNC)。

为了对机械运动及加工过程进行数字化信息控制，必须具备相应的硬件和软件。用来实现数字化信息控制的硬件和软件的整体成为数控系统(Numerical Control System)，数控系统的核心是数控装置(Numerical Controller)。

采用数控技术进行控制的机床，称为数控机床(NC机床)。它是一种综合应用了计算机技术、自动控制技术、精密测量技术和机床设计等先进技术的典型机电一体化产品，是现代制造技术的基础。控制机床也是数控技术应用最早、最广泛的领域，因此，数控机床的水平代表了当前数控技术的性能、水平和发展方向。

数控机床种类繁多，有钻 铣 镗床类、车削类、磨削类、电加工类、锻压类、激光加工类和其他特殊用途的专用数控机床等等，凡是采用了数控技术进行控制的机床统称为NC机床。

带有自动换刀装置ATC(Automatic Tool Changer—ATC)的数控机床(带有回转刀架的数控车床除外)称为加工中心(Machine Center—MC)。它通过刀具的自动交换，工件可以一次装、夹完成多工序的加工，实现了工序集中和工艺的复合，从而缩短了辅助加工时间，提高了机床的效率;减少了工件安装、定位次数，提高了加工精度。加工中心是目前数控机床中产量最大、应用最广的数控机床。

在加工中心的基础上，通过增加多工作台(托盘)自动交换装置(Auto Pallet Changer—APC)以及其他相关装置，组成的加工单元称为柔性加工单元(Flexible Manufacturing Cell—FMC)。FMC不仅是现了工序的集中和工艺的复合，而且通过工作台(托盘)的自动交换和较完善的自动监测、监控功能，可以进行一定时间的无人化加工，从而进一步提高了设备的加工效率。FMC既是柔性制造系统FMS(Flexible Manufacturing System)的基础，又可以作为独立的自动化加工设备使用，因此其发展速度较快。

在FMC和加工中心的基础上，通过增加物流系统、工业机器人以及相关设备，并由中央控制系统进行集中、统一控制和管理，这样的制造系统称为柔性制造系统FMS(Flexible Manufacturing System)。FMS不仅可以进行长时间的无人化加工，而且可以实现多品种零件的全部加工和部件装配，实现了车间制造过程的自动化，它是一种高度自动化的先进制造系统。

随着科技发展，为了适应市场需求多变的形势，对现代制造业来说，不仅需要发展车间制造过程的自动化，而且要实现从市场预测、生产决策、产品设计、产品制造直到产品销售的全面自动化。将这些要求综合、构成的完整的生产制造系统，称为计算机集成制造系统(Computer Integrated Manufacturing System-—CIMS)。CIMS将一个更长的生产、经营活动进行了有机的集成，实现了更高效益、更高柔性的智能化生产，是当今自动化制造技术发展的最高阶段。在CIMS中，不仅是生产设备的集成，更主要的是以信息为特征的技术集成和功能集成。计算机是集成的工具，计算机辅助的自动化单元技术是集成的基础，信息和数据的交换及共享是集成的桥梁，最终形成的产品，可以看成是信息和数据的物质体现。

1.1.2 数控系统及其组成

数控系统的基本组成

数控系统是所有数控设备的核心。数控系统的主要控制对象是坐标轴的位移(包括移动速度、方向、位置等)，其控制信息主要来源于数控加工或运动控制程序。因此，作为数控系统的最基本组成应包括：程序的输入/输出装置、数控装置、伺服驱动这三部分。

输入/输出装置输入/输出装置的作用是进行数控加工或运动控制程序、加工与控制数据、机床参数以及坐标轴位置、检测开关的状态等数据的输入、输出。键盘和显示器是任何数控设备都必备的'最基本的输入/输出装置。此外，根据数控系统的不同，还可以配光电阅读机、磁带机或软盘驱动器等。作为外围设备，计算机是目前常用的输入/输出装置之一。

数控装置数控装置是数控系统的核心。它由输入/输出接口线路、控制器、运算器和存储器等部分组成。数控装置的作用是将输入装置输入的数据，通过内部的逻辑电路或控制软件进行编译、运算和处理，并输出各种信息和指令，以控制机床的各部分进行规定的动作。

在这些控制信息和指令中，最基本的是坐标轴的进给速度、进给方向和进给位移量指令。它经插补运算后生成，提供给伺服驱动，经驱动器放大，最终控制坐标轴的位移。它直接决定了刀具或坐标轴的移动轨迹。

此外，根据系统和设备的不同，如：在数控机床上，还可能有主轴的转速、转向和起、停指令;刀具的选择和交换指令;冷却、润滑装置的起、停指令;工件的松开、夹紧指令;工作台的分度等辅助指令。在数控系统中，它们是通过接口，以信号的形式提供给外部辅助控制装置，由辅助控制装置对以上信号进行必要的编译和逻辑运算，放大后驱动相应的执行器件，带动机床机械部件、液压气动等辅助装置完成指令规定的动作。

伺服驱动伺服驱动通常由伺服放大器(亦称驱动器、伺服单元)和执行机构等部分组成。在数控机床上，目前一般都采用交流伺服电动机作为执行机构;在先进的高速加工机床上，已经开始使用直线电动机。另外，在20世纪80年代以前生产的数控机床上，也有采用直流伺服电动机;对于简易数控机床，也有用作为执行器件。伺服放大器的形式决定于执行器件，它必须与驱动电动机配套使用。

以上是数控系统最基本的组成部分。随着数控技术的发展和机床性能水平的提高，对系统的功能要求也日益增强，为了满足不同机床的控制要求，保证数控系统的完整性和统一性，并方便用户使用，常用较为先进的数控系统，一般都带有内部可编程控制器作为机床的辅助控制装置。此外，在金属切削机床上，主轴驱动装置也可以成为数控系统的一个部分;在闭环数控机床上，测量、检测装置也是数控系统必不可少的。对于先进的数控系统，有时甚至采用计算机作为系统的人机界面和数据的管理、输入/输出设备，从而使数控系统的功能更强、性能更完善。

总之，数控系统的组成决定于控制系统的性能和设备的具体控制要求，其配置和组成具有很大的区别，除加工程序的输入/输出装置、数控装置、伺服驱动这三个最基本的组成部分外，还可能有更多的控制装置。图1-1的虚线框部分表示计算机数控系统。

NC、CNC、SV与PLC的概念

NC(CNC)、SV与PLC(PC、PMC)是数控设备中最为常用的英文缩写，在实际使用中，在不同的场合具有不同的含义。

NC(CNC)NC与CNC分别是数控(Numerical Control)与计算机数控(Computerized Numerical Control)的常用英文缩写。由于现代数控都采用了计算机控制，因此，可以认为NC和CNC的含义完全等同。在工程应用上，根据使用场合的不同，NC(CNC)通常有三种不同的含义：在广义上代表一种控制技术——数控技术;在狭义上代表一种控制系统的实体——数控系统;此外，还可以代表一种具体的控制装置——数控装置。

SVSV是伺服驱动(Servo Drive，简称伺服)的常用英文缩写。按日本JIS标准规定的术语，它是“以物体的位置、方向、状态作为控制量，追踪目标值的任意变化的控制机构”。简言之，它是一种能够自动跟随目标位置等物理量的控制装置。

在数控机床上，伺服驱动的作用主要有两个方面：一是使坐标轴按照数控装置给定的速度运行;二是使坐标轴按照数控装置给定的位置定位。

伺服驱动的控制对象通常是机床坐标轴的位移和速度;执行机构是伺服或;对输入指令信号进行控制和功率放大的部分常称为伺服放大器(亦称为驱动器、放大器、伺服单元等)，它是伺服驱动的核心。

伺服驱动不仅可以和数控装置配套使用，而且还可以单独作为一个位置(速度)随同系统使用，故也常称为伺服系统。在早期的数控系统上，位置控制部分一般与CNC制成一体，伺服驱动只进行速度控制，因此，伺服驱动又常称为速度控制单元。

PLCPC是可编程序控制器(Programmable Controller)的英文缩写。随着个人计算机的日益普及，为了避免和个人计算机(亦称PC)混淆，现在一般都将可编程序控制器称为可编程序逻辑控制器(Programmalbe Logic Controller——PLC)或可编程序机床控制器(Programmable Machine Controller——PMC)。因此，在数控机床上，PC、PLC、PMC具有完全相同的含义。

PLC具有响应快、性能可靠、使用方便、编程和调试容易等特点，并可直接驱动部分机床电器，因此，被广泛用来作为数控设备的辅助控制装置。目前，大多数数控系统都带有内部PLC，用于处理数控机床的辅助指令，从而大大简化了机床的辅助控制装置。此外，在很多场合，通过PLC的轴控制模块、定位模块等特殊功能模块，还可以直接利用PLC，实现点位控制、直线控制以及简单的轮廓控制，组成数控专用机床或数控生产线。

1.1.3 数控机床的组成与加工原理

数控机床的基本组成

数控机床是最典型的数控设备。为了了解数控机床的基本组成，首先需要分析数控机床加工零件的工作过程。在数控机床上，为了进行零件的加工，可以通过如下步骤进行：

据被加工零件的图样与工艺方案，用规定的代码和程序格式，将刀具的移动轨迹、加工工艺过程、工艺参数、切削用量等编写成数控系统能够识别的指令形式，即编写加工程序。

将所编写的加工程序输入数控装置。

数控装置对输入的程序(代码)进行译码、运算处理，并向各坐标轴的伺服驱动装置和辅助机能控制装置发出相应的控制信号，以控制机床的各部件的运动。

在运动过程中，数控系统需要随时检测机床的坐标轴位置、行程开关的状态等，并与程序的要求相比较，以决定下一步动作，直到加工出合格的零件。

操作者可以随时对机床的加工情况、工作状态进行观察、检查，必要时还需要对机床动作和加工程序进行调整，以保证机床安全、可靠的运行。

由此可知，作为数控机床的基本组成，它应包括：输入/输出装置、数控装置、伺服驱动和反馈装置、辅助控制装置以及机床本体等部分(如图1-1所示)。

图1—1中的虚线框部分统称为数控系统，实现对机床主机的加工控制。目前数控系统大部分采用计算机数控(即CNC)，图中的输入/输出装置、数控装置、伺服驱动和反馈装置构成的机床数控系统，作用在上面已经叙述。下面再简要介绍其他组成部分。

图1—1数控机床的组成

测量反馈装置它是闭环(半闭环)数控机床的检测环节，其作用是通过现代化的测量元件：脉冲编码器、旋转变压器、感应同步器、光栅、磁尺和激光测量仪等，将执行元件(如、刀架等)或工作台等的实际位移的速度和位移量检测出来，反馈回伺服驱动装置或数控装置，并补偿进给的速度或执行机构的运动误差，以达到提高运动机构精度的目的。检测装置的安装、检测信号反馈的位置，决定于数控系统的结构形式，伺服内装式脉冲编码器、测速机以及直线光栅等都是较常用的检测部件。

由于先进的伺服都采用了数字式伺服驱动技术(称为数字伺服)，伺服驱动和数控装置间一般都采用总线进行连接;反馈信号在大多数场合都是与伺服驱动进行连接，并通过总线传送到数控装置。只有在少数场合或采用模拟量控制的伺服驱动(俗称模拟伺服)时，反馈装置才需要直接和数控装置进行连接。

辅助控制机构、进给传动机构它是介于数控装置和机床机械、液压部件之间的控制部件。其主要作用是接受数控装置输出的主轴转速、转向和启停指令;刀具选择交换;冷却、润滑装置的启停指令;工件和机床部件的松开、夹紧工作台转位等辅助指令信号，以及机床上检测开关的状态等信号，经必要的编译、逻辑判断、功率放大后直接驱动相应的执行元件，带动机床机械部件、液压气动等辅助装置完成指令规定的动作。它通常由PLC和强电控制回路构成，PLC在结构上可以与CNC一体化(内置式PLC)，也可以相对独立(外置式PLC)。

机床本体就是数控机床的机械结构件，也是由主传动系统、进给传动系统、床身、工作台以及辅助运动装置、液压气动系统、润滑系统、冷却装置、排屑、防护系统等部分组成。但为了满足数控的要求，充分发挥机床性能，它在总体布局、外观造型、传动系统结构、刀具系统以及操作性能方面都已发生了很大的变化。机床机械部件包括床身、箱体、立柱、导轨、工作台、主轴、进给机构、刀具交换机构等。

数控加工的原理

在传统的金属切削机床上，加工零件时需要操作者根据图样的要求，通过不断改变刀具的运动轨迹和运动速度等参数，使刀具对工件进行切削加工，最终加工出合格零件。

数控机床的加工，其实质是应用了“微分”原理。其工作原理与过程可以简述如下(图1-2)：

数控装置根据加工程序要求的刀具轨迹，将轨迹按机床对应的坐标轴，以最小移动量(脉冲当量)进行微分(图1-2中的△X、△Y)，并计算出各坐标轴需要移动的脉冲数。

通数控装置的“插补”软 件或“插补”运算器，把要求的轨迹用以“最小移动单位”为单位的等效折线进行拟合，并找出最接近理论轨迹的拟合折线。

③数控装置根据拟合折线的轨迹，给相应的坐标轴连续不断地分配进给脉冲，并通过伺服驱动使机床坐标轴按分配的脉冲运动。图1-2数控加工原理示意图

由上可见：第一，只要数控机床的最小移动量(脉冲当量)足够小，所用的拟合折线就可以等效代替理论曲线。第二，只要改变坐标轴的脉冲分配方式，即可以改变拟合折线的形状，从而达到改变加工轨迹的目的。第三，只要改变分配脉冲的频率，即可改变坐标轴(刀具)的运动速度。这样就实现了数控机床控制刀具移动轨迹的根本目的。

以上根据给定的数学函数，在理想轨迹(轮廓)的已知点之间，通过数据点的密化，确定一些中间点的方法，称为插补。能同时参与插补的坐标轴数，称为联动轴数。显然，当数控机床的联动轴数越多，机床加工轮廓的性能就越强。因此，联动轴的数量是衡量数控机床性能的重要技术指标。