增強(qiáng)故障自診斷、自恢復(fù)和保護(hù)功能，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)硬件、軟件和各種外部設(shè)備進(jìn)行故障診斷、報(bào)警。當(dāng)發(fā)生加工超程、dao損、干擾、斷電等各種意外時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)。

    數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)是制造業(yè)信息化發(fā)展的一種趨勢(shì)。數(shù)控技術(shù)誕生后的50多年間的信息交換都是基于ISO6983標(biāo)準(zhǔn)，即采用G、M代碼對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行描述，顯然，這種面向過(guò)程的描述方法已越來(lái)越不能滿足現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)高速發(fā)展的需要。為此，上正在研究和制定一種新的CNC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一種不依賴于具體系統(tǒng)的中性機(jī)制，能夠描述產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)制造過(guò)程，乃至各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品信息的標(biāo)準(zhǔn)化。

數(shù)控機(jī)床加工工件時(shí)，*根據(jù)計(jì)算機(jī)發(fā)出的指令自動(dòng)進(jìn)行加工，不允許頻繁測(cè)量和進(jìn)行手動(dòng)補(bǔ)償，這就要求機(jī)床結(jié)構(gòu)具有較高的靜剛度與動(dòng)剛度，同時(shí)要提高結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性，提高機(jī)械進(jìn)給系統(tǒng)的剛度并消除其中的間隙，消除爬行。這樣可以避免振動(dòng)、熱變形、爬行和間隙影響被加工工件的精度。

    同時(shí)數(shù)控機(jī)床由一般數(shù)控機(jī)床向數(shù)控加工中心發(fā)展。加工中心可使工序集中在一臺(tái)機(jī)床上完成，減少了機(jī)床數(shù)量，壓縮了半成品庫(kù)存量，減少了工序的輔助時(shí)間，提高了生產(chǎn)率和加工質(zhì)量。繼數(shù)控加工中心出現(xiàn)之后，又出現(xiàn)了由數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人（或工件交換機(jī)）和工件臺(tái)架組成的加工單元，工件的裝卸、加工實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化控制

1、數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)有哪些？

2、數(shù)控機(jī)床對(duì)dao具和夾具有什么要求？

3、數(shù)控機(jī)床由哪些部分組成？各組成部分有什么作用？

新課的教學(xué)內(nèi)容 第五、六節(jié) 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì),數(shù)控機(jī)床綜合應(yīng)用了當(dāng)代科技成果而發(fā)展起來(lái)的新型機(jī)械加工機(jī)床。40 年 來(lái)，數(shù)控機(jī)床在品種、數(shù)量、加工范圍與加工精度等方面有了驚人的發(fā)展，大規(guī)模 集成電路和微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展和完善，使數(shù)控系統(tǒng)的價(jià)格逐年下降，而精度和可靠 性卻大大提高。 數(shù)控機(jī)床不僅表現(xiàn)為數(shù)量迅速增長(zhǎng)，而且在質(zhì)量、性能和控制方式上也有明顯 改善。目前，數(shù)控機(jī)床正朝著以下幾個(gè)方面發(fā)展。

主要教學(xué)內(nèi)容及步驟

（一）數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)的發(fā)展 數(shù)控機(jī)床加工工件時(shí)，*根據(jù)計(jì)算機(jī)發(fā)出的指令自動(dòng)進(jìn)行加工，不允許頻繁 測(cè)量和進(jìn)行手動(dòng)補(bǔ)償，這就要求機(jī)床結(jié)構(gòu)具有較高的靜剛度與動(dòng)剛度，同時(shí)要提高 結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性，提高機(jī)械進(jìn)給系統(tǒng)的剛度并消除其中的間隙，消除爬行。這樣可 以避免振動(dòng)、熱變形、爬行和間隙影響被加工工件的精度。 同時(shí)數(shù)控機(jī)床由一般數(shù)控機(jī)床向數(shù)控加工中心發(fā)展。加工中心可使工序集中在 一臺(tái)機(jī)床上完成，減少了機(jī)床數(shù)量，壓縮了半成品庫(kù)存量，減少了工序的輔助時(shí)間， 提高了生產(chǎn)率和加工質(zhì)量。 繼數(shù)控加工中心出現(xiàn)之后，又出現(xiàn)了由數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人（或工件交換機(jī)） 和工件臺(tái)架組成的加工單元，工件的裝卸、加工實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化控制，如圖 1-7 所示。 工業(yè)機(jī)器人 工作臺(tái)架 數(shù)控機(jī)床 單元控制器 圖 1-7 加工單元示意圖 為實(shí)現(xiàn)工件自動(dòng)裝卸，以鏜銑床為基礎(chǔ)的數(shù)控加工中心可使用兩個(gè)可交換工作 臺(tái)。一個(gè)工作臺(tái)加工工件時(shí)，另一個(gè)工作臺(tái)由工人裝夾待加工的工 件，在計(jì)算機(jī)控制下，自動(dòng)地把待加工工件送去加工，并自動(dòng)卸下加工好的工件， 工件由自動(dòng)輸送車(chē)搬運(yùn)，如圖 1-8 所示。如果這種加工中心有較多的交換工作臺(tái)， 便可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間無(wú)人看管加工。這種型式的數(shù)控機(jī)床稱為柔性制造單元（FMC） 。 

電路板 A16B-1600-0400
電路板 A16B-1211-0180
電路板 A16B-1211-0120
電路板 A16B-1211-0091
驅(qū)動(dòng)小板 A20B-1004-0850
驅(qū)動(dòng)小板 A20B-2900-0620（A20B-1004-0850
驅(qū)動(dòng)小板 A20B-2900-0630（A20B-1004-0850
POWER MATE系統(tǒng)主板 A20B-2100-0030（A02B-0166-B501）
POWER MATE系統(tǒng)小板 A20B-2900-0142（A02B-0166-B501）

（一）計(jì)算機(jī)控制性能的發(fā)展 目前，數(shù)控系統(tǒng)大都采用多個(gè)微處理器（CPU）組成的微型計(jì)算機(jī)作為數(shù)控裝置 （CNC）的核心，因而使數(shù)控機(jī)床的功能增強(qiáng)。但隨著人們對(duì)數(shù)控機(jī)床的精度和進(jìn)給 速度要求進(jìn)一步提高，要求計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度就更高。現(xiàn)在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)使用的 16 位 CPU 不能滿足這種要求， 所以國(guó)外各大公司競(jìng)相開(kāi)發(fā)有 32 位微機(jī)處理器的計(jì)算 機(jī)數(shù)控系統(tǒng)。這種控制系統(tǒng)更像通用的計(jì)算機(jī)，可以使用硬盤(pán)作為外存儲(chǔ)器并且允 許使用高級(jí)語(yǔ)言，例如 C 語(yǔ)言和 PASCAL 語(yǔ)言編程。 計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)還可含有可編程控制器（PC） ，可*代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器邏輯控 制，取消了龐大的電氣控制箱。

（二）伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展主要教學(xué)內(nèi)容及步驟

zui早的數(shù)控機(jī)床采用步進(jìn)電機(jī)和液壓轉(zhuǎn)矩放大器（又稱電液脈沖馬達(dá)）作為驅(qū) 動(dòng)電機(jī)。功率型步進(jìn)電機(jī)出現(xiàn)后，因?yàn)槠涔β瘦^大，可直接驅(qū)動(dòng)機(jī)床，使用方便， 逐漸取代了電脈沖馬達(dá)。 60 年代初期，美國(guó)和歐洲采用液壓伺服系統(tǒng)。同期，日本首先研制出一種新型 小慣量直流伺服電機(jī)，其動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，不亞于液壓伺服系統(tǒng)，同時(shí)，用來(lái)驅(qū)動(dòng)直流 伺服電機(jī)的大功率晶閘管整流器的價(jià)格下降，所以在 60 年代中后期數(shù)控機(jī)床上普遍 采用小慣量直流伺服電機(jī)。 小慣量直流伺服電機(jī)zui大的特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速高，用于機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動(dòng)時(shí)，必須使用齒 輪減速箱，為了省去齒輪箱，70 年代，美國(guó)蓋梯茨公司首先研制成功了大慣量直流 伺服電機(jī)，又稱寬調(diào)速直流伺服電機(jī)，可以直接與機(jī)床的絲杠相連。目前，許多數(shù) 控機(jī)床都是使用大慣量直流伺服電機(jī)。   

       （五）計(jì)算機(jī)群控 計(jì)算機(jī)群控可以簡(jiǎn)單地理解為，驅(qū)動(dòng)小板 A20B-1004-0850用一臺(tái)大型通用計(jì)算機(jī)直接控制一群機(jī)床，簡(jiǎn) 稱 DNC 系統(tǒng)。根據(jù)機(jī)床群與計(jì)算機(jī)聯(lián)接的方式不同，可以分為間接型、直接型和計(jì) 算機(jī)網(wǎng)絡(luò)三種不同方式。 間接型 DNC 是使用主計(jì)算機(jī)控制每臺(tái)數(shù)控機(jī)床，加工程序全部存放在主計(jì)算機(jī) 主要教學(xué)內(nèi)容及步驟 內(nèi)，加工工件時(shí)，由主計(jì)算機(jī)將加工程序分送到每臺(tái)數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置中，每臺(tái) 數(shù)控機(jī)床還保留插補(bǔ)運(yùn)算等控制功能。 在直接型 DNC 中，機(jī)床群中每臺(tái)機(jī)床不再安裝數(shù)控裝置，只有一個(gè)由伺服驅(qū)動(dòng) 電路和操作面板組成的機(jī)床控制器。加工過(guò)程所需要的插補(bǔ)運(yùn)算等功能全部集中， 由主計(jì)算機(jī)完成。這種系統(tǒng)內(nèi)的任何一臺(tái)數(shù)控機(jī)床都不能脫離主計(jì)算機(jī)單獨(dú)工作。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) DNC 系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)各個(gè)數(shù)控機(jī)床工作，zui終可 以將該系統(tǒng)與整個(gè)工廠的計(jì)算機(jī)聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)，形成一個(gè)較大的、較完整的制造系統(tǒng)。

    （六）柔性制造系統(tǒng)（FMS） 柔性制造系統(tǒng)（FMS） 柔性制造系統(tǒng)是一種把自動(dòng)化加工設(shè)備、物流自動(dòng)化加工處理和信息流自動(dòng)處 理融為一體的智能化加工系統(tǒng)。進(jìn)入 80 年代之后，柔性制造系統(tǒng)得到迅速發(fā)展。 柔性制造系統(tǒng)由三個(gè)基本部分，1．加工子系統(tǒng) 根據(jù)工件的工藝要求，加工子系統(tǒng)差別很大。如圖 1-11 是一個(gè) FMS 組成實(shí)例。 加工子系統(tǒng)由數(shù)控車(chē)床（單元 1） 、數(shù)控端面外圓磨床（單元 2） 、數(shù)控車(chē)床（單元 3） 、 立式加工中心（單元 4） 、臥式加工中心（單元 5）組成，五個(gè)加工單元配有四臺(tái)工 業(yè)機(jī)器人，單元 2 還配有中心孔清洗機(jī)。該系統(tǒng)可以加工伺服電機(jī)的軸類、法蘭盤(pán) 類、支架體類、殼體類共 14 種零件。 2．物流子系統(tǒng) 該系統(tǒng)由自動(dòng)輸送小車(chē)、各種輸送機(jī)構(gòu)、機(jī)器人、工件裝卸站。工件存儲(chǔ)工位、 dao具輸入輸出站、dao庫(kù)等構(gòu)成。物流子系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)的控制下自動(dòng)完成dao具和工件 的輸送工作。如圖 1-11 中物流子系統(tǒng)由四個(gè)機(jī)器人、自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)、工件出入托盤(pán)站， 機(jī)床前托盤(pán)站等五個(gè)和一輛自動(dòng)搬運(yùn)車(chē)組成。 3．信息流子系統(tǒng) 由主計(jì)算機(jī)、分級(jí)計(jì)算機(jī)及其接口、外圍設(shè)備和各種控制裝置的硬件和軟件組 成。信息流子系統(tǒng)的主要功能是實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)之間的信息，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行管理， 確保系統(tǒng)的正常工作。對(duì)一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，只有通過(guò)計(jì)算機(jī)分級(jí)管理才能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行 更有成效的管理，保證在工作時(shí)各部分保持協(xié)調(diào)*。 *管理計(jì)算機(jī) 物流控制計(jì)算機(jī) 信息傳送網(wǎng)絡(luò) 單元控制計(jì)算機(jī) 單元控制計(jì)算機(jī) 單元控制計(jì)算機(jī) 單元1 單元2 單元3 單元4 單元5 圖 1-11 一個(gè)ＦＭＳ組成實(shí)例 對(duì) FMS，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一般分為三級(jí)，*級(jí)為主計(jì)算機(jī)，又稱為管理計(jì)算機(jī)。管 理計(jì)算機(jī)根據(jù)調(diào)度作業(yè)命令或根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)反饋信號(hào)（如故障、報(bào)警信號(hào)）運(yùn)行“作業(yè) 調(diào)度軟件” 實(shí)現(xiàn)各種工況的作業(yè)調(diào)度計(jì)劃， ， 并對(duì)下一級(jí)計(jì)算機(jī)發(fā)出相應(yīng)的控制指令， 第二級(jí)為過(guò)程控制計(jì)算機(jī)，包括計(jì)算機(jī)群控（DNC） 、dao具管理計(jì)算機(jī)和工件管理計(jì) 算機(jī)，其作用是接受主計(jì)算機(jī)的指令，根據(jù)指令對(duì)下屬設(shè)備實(shí)施具體管理。第三級(jí) 由各設(shè)備的控制計(jì)算機(jī)構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)具體的程序動(dòng)作。 如圖 1-11 中信息流子系統(tǒng)由*管理計(jì)算機(jī)、物流控制計(jì)算機(jī)、單元控制計(jì)算 機(jī)、各數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人中的數(shù)控裝置以及信息傳送網(wǎng)絡(luò)組成。 三、課堂小結(jié) 通過(guò)本次課的教學(xué)，必須熟練掌握自適應(yīng)控制與普通閉環(huán)控制之間的區(qū)別，數(shù) 控機(jī)床按工藝方法分類。

電路板 A16B-1600-0400
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電路板 A16B-1211-0120
電路板 A16B-1211-0091

驅(qū)動(dòng)小板 A20B-2900-0620（A20B-1004-0850
驅(qū)動(dòng)小板 A20B-2900-0630（A20B-1004-0850
POWER MATE系統(tǒng)主板 A20B-2100-0030（A02B-0166-B501）
POWER MATE系統(tǒng)小板 A20B-2900-0142（A02B-0166-B501）
POWER MATE系統(tǒng)小板 A20B-2902-0235（A02B-0166-B501）
POWER MATE系統(tǒng)小板 A20B-2901-0480（A02B-0166-B501）
POWER MATE系統(tǒng)按鍵板 N860-1603-T051（A86L-0001-0171
POWER MATE系統(tǒng)I/O板 A16B-2201-0070
電路板 A20B-1000-0200
驅(qū)動(dòng)控制板 A20B-2001-0890
驅(qū)動(dòng)板 A16B-2203-0450
驅(qū)動(dòng)板 A16B-2203-0990
電路板 A16B-1210-0591
按鍵面板 N860-3755-T901
驅(qū)動(dòng)板 A16B-2203-0637
PMC板 A16B-1211-0901
I/O板 A16B-1212-0221
I/O板 A16B-1212-0220
0M主板 A20B-2000-0170
16B系統(tǒng)小板 A20B-2902-0235