闭环控制数控机床的特点范文
时间：2023-12-29 17:46:31
导语：如何才能写好一篇闭环控制数控机床的特点，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
一、数控车床的特点与发展现状
作为数控机床家族中数量最多，应用最为广泛的数控车床，长期以来为用户创造了大量的价值。数控车床以其广泛的应用，较高的市场占有率，良好的性能，一直以来被认为是一款性价比极高的数控机床产品。数控车床主要是完成回转零件的表面加工。数控车床的结构并不复杂，包括车床床身、防护、数控系统、伺服进给系统、主轴部分、导轨、机械传动机构、逻辑控制刀架、液压部分、卡盘、台尾、对刀装置、传感检测设备等。伺服进给系统是数控车床非常重要的部分，是数控车床完成加工的重要运动控制核心部分，也是本文的研究核心。伺服进给系统主要包括伺服驱动器、伺服电机、丝杠、导轨、减速机、滑板滑鞍、电机支撑架、联轴器、位置检测反馈光栅尺等。在数控系统的控制下，伺服系统按照指定的CNC指令要求，进行相关的运动、检测，通过驱动电气部分电路和电机，按照CNC要求的各种位移指令，完成插补切削。数控车床比普通车床的优势之处就在于其具有数控系统以及伺服系统。
现阶段，我国各种数控车床设备都能够制造生产。我国制造的数控车床设备一部分处于世界的领先地位，一部分却要落后世界同行业的国家达到10到15年。值得欣慰的、是，这种情况在不断地发展变化，近些年来我国的数控车床制造行业发展迅猛，并且己经出现了很多可喜的成果。作为国内机床行业的领军企业―沈阳机床集团，成功的收购了具有100多年机床制造发展史的、世界著名的德国希斯机床公司，其意义重大。
二、数控车床伺服系统调整的叙述
数控车床与数控加工中心相比，结构相对并不复杂，其通常的机床机械结构主要包括主轴、X轴、Z轴、刀塔、尾台等。影响其加工工件质量高低的主要因素来源于主轴、X轴、Z轴。作为数控车床完成插补加工的主要机构―X轴、Z轴伺服的研究，长久以来一直是众多伺服研究的重要内容。
早期的数控车床的两轴电机为步进电机，步进电机的控制属于开环控制，没有反馈，往往由于丢脉冲等问题，带来加工尺寸的偏差与不稳定。而现代伺服的控制基本已经发展为伺服驱动控制。伺服控制的特点是增加了电机的反馈，加之伺服电机编码器的精准分度，使得对于伺服电机的反馈控制更加精确。这就构成了半闭环控制。
如果再给伺服轴加装光栅尺，就可以形成全闭环控制，这种控制精度更加准确。从理论上，可以达到非常高的控制精度。但在实际应用中，全闭环的控制由于受成本的制约，使用的不多，大多数数控车床，特别是市场占有率最高的经济型数控车床，主要使用的就是半闭环控制。在半闭环控制方式下，如何使数控系统、伺服驱动器完成对伺服电机的控制能够适应外部机械结构的差异，达到最好的加工效果，就成为伺服调整中电气优化调整的重点。
三、数控车床的伺服系统调整特点与发展现状
数字控制机床―数控机床，它是一种使用编制好的加工程序自动进行加工的机电设备。数控机床的种类非常多，除了包括数控车床、数控磨床、数控锉床、数控刨床、数控铣床、数控立式车床等完成单一加工的数控机床外，还包括立式车铣加工中心、卧式铣键加工中心、龙门键铣加工中心、数控车铣锉加工中心、数控纵切机床等完成复合加工的数控机床设备。此外，在近些年来新兴的电火花机床、激光切割机、水切割机床、线切割机床、并联数控机床、自动化复合机床生产线等，也发展得很快。一体化”
数控机床与普通机床相比，具有很多优点：由于数控系统可以对零件的加工过程进行细致入微的程序编程，因此对加工对象改变与转换的适应性更强，其特点决定了它尤其适合某些复杂单件零件的加工。由于控制上已不再采用机械光杠等传动，而是采用先进的伺服控制，这就有效的保证了很高的加工精度和相对非常稳定的加工质量。
数控机床加工的另一个显著特点是，可以完成以往普通机床的无法完成的复杂加工。由于采用数控编程，使数控机床的加工更加适合频繁更换零件的加工，新的用户订单需要加工不同的零件，只需对程序进行修改即可。同时又可以将编好的程序复制给其他机床，可以对多台机床同时改动程序，便于使用数控机床扩大零件的批量生产。由于数控机床的设计及控制特点，使得数控机床的控制自动化程度非常高，这样与普通车床相比，有效的减轻了操作者的劳动强度。
现代的数控系统，在文本文件的处理、接口传输、代码处理等问题上具备通用性，这就方便了很多工厂管理系统与机床的组网管理和监控，提高了生产自动化程度。结构复杂，对数控机床的保养维护人员的维护技能提出了新的标准。由于数控机床的设计逐渐完善，PLC控制程序的应用日趋成熟，以及大量检测设备、先进传感器的应用，使得数控机床的控制和使用变得更加可靠与完善。
篇2
【摘要】文章首先介绍了数控机床的特点，接着阐述了数控机床的种类，最后指出了数控机床控制技术的发展与数控机床控制技术的发展趋势。
【关键词】数控机床特点发展
数控机床是机电一体化的典型产品，数控机床控制技术是集计算机及软件技术、自动控制技术、电子技术、自动检测技术、液压与气动技术和精密机械等技术为一体的多学科交叉的综合技术。随着科学技术的高速发展，机电一体化技术迅猛发展，数控机床在企业普遍应用，对生产线操作人员的知识和能力要求越来越高。
一、数控机床的特点
对零件的适应性强，可加工复杂形状的零件表面。在同一台数控机床上，只需更换加工程序，就可适应不同品种及尺寸工件的自动加工，这就为复杂结构的单件、小批量生产以及试制新产品提供了极大的便利，特别是对那些普通机床很难加工或无法加工的精密复杂表面(如螺旋表面)，数控机床也能实现自动加工。
加工精度高，加工质量稳定。目前，数控机床控制的刀具和工作台最小移动量(脉冲当量)普遍达到0.0001mm，而且数控系统可自动补偿进给传动链的反向间隙和丝杠螺距误差，使数控机床达到很高的加工精度。此外，数控机床的制造精度高，其自动加工方式避免了生产者的人为操作误差，因此，同一批工件的尺寸一致性好，产品合格率高，加工质量稳定。
生产效率高。由于数控机床结构刚性好，允许进行大切削用量的强力切削，从主轴转速和进给量的变化范围比普通机床大，因此在加工时可选用最佳切削用量，提高了数控机床的切削效率，节省了机动时间。与普通机床相比，数控机床的生产效率可提高2—3倍。
良好的经济效益。使用数控机床进行单件、小批量生产时，可节省划线工时，减少调整、加工和检验时间，节省直接生产费用；同时还能节省工装设计、制造费用；数控机床加工精度高，质量稳定，减少了废品率，使生产成本进一步下降。此外，数控机床还可实现一机多用，所以数控机床虽然价格较高，仍可获得良好的经济效益。
自动化程度高。数控机床自动化程度高，可大大减轻工人的劳动强度，减少操作人员的人数，同时有利于现代化管理，可向更高级的制造系统发展。
二、数控机床的种类
数控机床的种类很多，主要分类：
1、按工艺用途分类。按工艺用途，数控机床可分类如下。普通数控机床：这种分类方式与普通机床分类方法一样，铣床、数控锚床、数控钻床、数控磨床、数控齿轮加工机床等。加工中心机床：数控加工中心是在普通数控机床上加装一个刀库和自动换刀装置而构成的数控机床，它可在一次装夹后进行多种工序加工。
2、按运动方式分类。按运动方式，数控机床可分类点位控制数控机床。数控系统只控制刀具从要有数控钻床、数控坐标锤床、数控冲剪床等。直线控制数控机床：数控系统除了控制点与点之间的准确位置以外，还要保证两点之间移动的轨迹是一条直线，而且对移动的速度也要进行控制。这类机床主要有简易数控车床、数控销、铣床等。轮廓控制数控机床：数控系统能对两个或两个以上运动坐标的位移及速度进行连续相关的控制，使合成的运动轨迹能满足加工的要求。这类机床主要有数控车床、数控铣床等。
3、按伺服系统的控制方式分类。按伺服系统的控制方式，数控机床可分类如下。开环控制系统的数控机床。闭环控制系统的数控机床。半闭环控制系统的数控机床。
4、按数控系统的功能水平分类。技功能水平分类，数控系统可分类如下。经济性数控机床。经济性数控机床大多指采用开环控制系统的数控机床价格便宜，适用于自动化程度要求不高的场合。中档数控机床。这类数控机床功能较全，价格适中，应用较广。高档数控机床。这类数控机床功能齐全，价格较贵。
三、数控机床控制技术的发展
机械设备最早的控制装置是手动控制器。目前，继电器—接触器控制仍然是我国机械设备最基本的电气控制形式之一。到了20世纪奶年代至50年代，出现了交磁放大机—电动机控制，这是一种闭环反馈系统，系统的控制精度和快速性都有了提高。20世纪60年代出现了晶体管——晶闸管控制，由晶闸管供电的直流调速系统和交流调速系统不仅调运性能大为改善，而且减少了机械设备和占地面积，耗电少，效率局，完全取代了交磁放大机—电动机控制系统。
在20世纪的60年代出现丁一种能够根据需要方便地改变控制程序，结构简单、价格低廉的自动化装置—顺序控制器。随着大规模集成电路和微处理器技术的发展及应用，在20世纪70年代出现了一种以微处理器为核心的新型工业控制器——可编程序控制器。这种器件完全能够适应恶劣的工业环境，由于它具备了计算机控制和继电器控制系统两方面的优点，故目前已作为一种标准化通用设备普通应用于工业控制。
随着计算机技术的迅速发展，数控机床的应用日益广泛，井进一步推动了数控系统的发展，产生了自动编程系统、计算机数控系统、计算机群控系统和天性制造系统。计算机集成制造系统及计算机辅助设计、制造一体化是机械制造一体化的高级阶段，可实现产品从设计到制造的全部自动化。
篇3
【关键词】机电，数控机床
在数控机床上由于机床空间及机床的其他局限了数控加工的灵活性，这样就要求我们要懂得如何改进加工工艺，提高数控机床的应用范围和加工性能。从而达到提高生产效率和产品质量。 数控加工作为一种高效率高精度的生产方式，尤其是形状复杂精度要求很高的模具制造行业，以及成批大量生产的零件。因此数控加工在航空业、电子行业还有其他各行业都广泛应用。然而在数控加工从零件图纸到做出合格的零件需要有一个比较严谨的工艺过程，必须合理安排加工工艺才能快速准确的加工出合格的零件来，否则不但浪费大量的时间，而且还增加劳动者的劳动强度，甚至还会加工出废品来。
一般数控机床的加工工艺和普通机床的加工工艺是大同小异的，只是数控机床能够通过程序自动完成普通机床的加工动作，减轻了劳动者的劳动强度，同时能比较精准的加工出合格的零件。由于数控加工整个加工过程都是自动完成的，因此要求我们在加工零件之前就必须把整个加工过程有一个比较合理的安排，其中不能出任何的差错，否则就会产生严重的后果。
数控机床一般由输入输出设备、CNC装置（或称CNC单元）、伺服单元、驱动装置（或称执行机构）、可编程控制器PLC及电气控制装置、辅助装置、机床本体及测量反馈装置组成。
⑴机床本体。数控机床的机床本体与传统机床相似，由主轴传动装置、进给传动装置、床身、工作台以及辅助运动装置、液压气动系统、系统、冷却装置等组成。但数控机床在整体布局、外观造型、传动系统、刀具系统的结构以及操作机构等方面都已发生了很大的变化，这种变化的目的是为了满足数控机床的要求和充分发挥数控机床的特点。
⑵CNC单元。CNC单元是数控机床的核心，CNC单元由信息的输入、处理和输出三个部分组成。CNC单元接受数字化信息，经过数控装置的控制软件和逻辑电路进行译码、插补、逻辑处理后，将各种指令信息输出给伺服系统，伺服系统驱动执行部件作进给运动。
⑶输入/输出设备。输入装置将各种加工信息传递于计算机的外部设备。在数控机床产生初期，输入装置为穿孔纸带，现已淘汰，后发展成盒式磁带，再发展成键盘、磁盘等便携式硬件，极大方便了信息输入工作，现通用DNC网络通讯串行通信的方式输入。 输出指输出内部工作参数（含机床正常、理想工作状态下的原始参数，故障诊断参数等），一般在机床刚工作状态需输出这些参数作记录保存，待工作一段时间后，再将输出与原始资料作比较、对照，可帮助判断机床工作是否维持正常。
⑷伺服单元。伺服单元由驱动器、驱动电机组成，并与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。它的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。对于步进电机来说，每一个脉冲信号使电机转过一个角度，进而带动机床移动部件移动一个微小距离。每个进给运动的执行部件都有相应的伺服驱动系统，整个机床的性能主要取决于伺服系统。
⑸驱动装置。驱动装置把经放大的指令信号变为机械运动，通过简单的机械连接部件驱动机床，使工作台精确定位或按规定的轨迹作严格的相对运动， 最后加工出图纸所要求的零件。和伺服单元相对应，驱动装置有步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机等。伺服单元和驱动装置可合称为伺服驱动系统，它是机床工作的动力装置，CNC装置的指令要靠伺服驱动系统付诸实施，所以，伺服驱动系统是数控机床的重要组成部分。
⑹可编程控制器。可编程控制器 （PC，Programmable Controller） 是一种以微处理器为基础的通用型自动控制装置，专为在工业环境下应用而设计的。由于最初研制这种装置的目的是为了解决生产设备的逻辑及开关控制， 故把称它为可编程逻辑控制器（ PLC， Programmable Logic Controller）。当PLC用于控制机床顺序动作时，也可称之为编程机床控制器（ PMC， Programmable Machine Controller ）。PLC己成为数控机床不可缺少的控制装置。CNC和PLC协调配合，共同完成对数控机床的控制。
⑺测量反馈装置。测量装置也称反馈元件，包括光栅、旋转编码器、激光测距仪、磁栅等。通常安装在机床的工作台或丝杠上，它把机床工作台的实际位移转变成电信号反馈给CNC装置，供CNC装置与指令值比较产生误差信号，以控制机床向消除该误差的方向移动。
数控机床的控制。
数控车床的分类：数控车床的品种和规格繁多，一般可以用下面三种方法分类。 ⑴按控制系统分。目前市面上占有率较大的有法拉克、华中、广数、西门子、三菱等。⑵按运动方式分类： ①点位控制数控机床； ②点位/直线控制数控机床；③连续控制数控机床。⑶按控制方式分类。按控制方式分类可以分为开环控制数控机床、闭环控制数控机床和半闭环控制数控机床。
篇4
【关键词】数控机床；检测反馈；装置
1前言
科学技术是第一生产力。人类历史上发生过三次工业革命，都对世界的生产技术与生产方式带来突发性的改变。尤其是第三次工业革命之后，计算机的出现，企业开始走机械化生产，传统的手工制造业也逐步被取代。信息技术的快速发展以及互联网的普及，数控技术也开始快速的发展。如今，数控机床的技术也比过去先进很多，尤其是一些大企业，拥有世界一流的数控机床技术，为企业的生产研发提供了巨大的技术支持。数控机床，中文全称为数字控制机床，它的英文名称为Computernumericalcontrolmachinetools，数控机床属于一种的称。从功能上看，数控机床是一种自动化机床，这种机床装有是程序控制系统。数控机床的里面的控制系统能可以非常科学地处理具有控制编码或者其他符号指令规定的程序，这种处理方式具有一定逻辑性，数控机床里面的控制系统，还可以将其译码，最终用代码化的数字来标志，借助相关的信息载体输进相应的数控装置。数控机床的功能，还包括可以通过经运算处理由数控装置发送各类控制信号，控制系统能够很好地控制机床的动作，并且根据相关的按图纸规定的形状与尺寸，实现零件加工的自动化，大大提升了生产的效率。数控机床，作为机电一体化的高科技产品，它是一种将机床、信息技术、电动机及拖动、动控制、检测等相关技术为一体的自动化设备，在现代生产中，数控机床发挥着非常重要的作用。数控机床在当今的生产中，非常科学有效地解决了各种实际生产的复杂、精密以及小批量、多品类等复杂的加工问题，作为一种具有高效能、柔性度非常高的自动化机床，它已经是很好地代表了当今机床控制技术的发展最新方向。
2数控机床的检测反馈装置介绍
2．1数控机床检测反馈装置原理介绍
在数控机床中，反馈装置是其重要的一个部分，反馈装置系统是闭环或者半闭环类型的数控机床检测环节，这个反馈装置能够包含在伺服系统中，一般来说是由检测元件以及其相对应的电路构成的。总的来说，检测反馈装置的作用是能够检测数控机床坐标轴的具体移动速率以及位移，同时能够很快速的将数据以及信息及时反馈到数控装置以及伺服驱动里面，从而形成完善的闭环控制系统。一般来说，数控系统的结构方式会直接决定检测位置的安装，同时也会直接决定检测信号反馈的位置。数控机床的重要构成部分———反馈装置，它可以直接影响到生产加工的精度，对于实际的生产效率产生重要的作用，最终对于自动化程度也产生了比较关键的影响。检测反馈装置的关键功能主要是将检测到的位移及速度测量信号当做反馈的信号，同时检测装置会将这些信号转化为相对应数据符号，接着检测装置将这些信号发送回电脑，在电脑里面讲这些信号与数控装置里面发出的各种脉冲指令信号开始相关的对比，假如出现误差，检测装置就会开始扩大后控制驱动以及执行相关部件，以致可以让其向偏差可以消除的方向变动，逐步减少偏差，最终可以实现零偏差。
2．2数控机床对位置检测反馈装置的要求
由于数控机床经常要进行大规模的作业，它对于位置检测反馈装置是要求比较高的，否则数控机床在实际运作中容易出现故障。通常来说，检测反馈装置受到温度以及湿度方面干扰会比较小，要求能够满足相关的精度要求，同时能够长期稳定地维持一定的精度。检测反馈装置要满足机床运作的相关要求，检测反馈装置抗干扰性要比较强，同时能够适应数控机床运作环境的标准。检测反馈装置要能够与电脑方便连接，同时检测反馈装置要方便使用维护以及安装，同时要讲究经济适用。
3数控机床的检测反馈装置的注意事项
3．1培养优秀的技术人才
数控机床的检测反馈装置技术不断发展，很多大企业从国外引进先进的技术，但是国内的相关技术人才比较紧缺。在实际机床运作中，很多技术人员对于新的检测反馈装置技术不熟悉，因此操作方面也偶尔出现一些错误，严重影响了机床的运作效率。因此，要让数控机床的检测反馈装置技术很好地应用到实际生产中，就要加大力度对技术人才的培养。企业方面，可以对现有数控机床技术人才进行培训，加强技术人员对检测反馈装置知识的学习，包括数控机床对检测反馈装置的要求，检测反馈装置的工作原理等。
3．2做好检测反馈装置的使用及维护工作
数控机床的使用必须按照相关的规定，遵守安全手册才能进行。但是在实际中，很多企业的数控机床使用程序比较混乱，一些技术人员并没有按照相关的步骤进行操作，一些检测反馈装置很多时候是因为操作不当而无法工作，甚至使用寿命也开始缩短。其次，检测反馈装置的维护工作未做好，一些装置容易受到损坏。因此，企业要完善数控机床的检测反馈装置的使用与维护相关制度，完善数控机床的使用流程，定期对检测反馈装置的保养，延长相关设备的使用寿命。
4结语
总的来说，数控机床相关技术发展非常迅速，数控机床的检测反馈装置在实际运作中显得非常重要。本课题重点阐述了数控机床的检测反馈装置的工作原理，以及数控机床对检测反馈装置的要求，提出了检测反馈装置必须要具有较强的抗干扰性，能够适应数控机床运作环境的相关要求，并提到了检测反馈装置的应该经济适用。作为企业，要使用数控机床的反馈装置，就要加强对优秀的技术人才的培养，尤其是要加强对现有检测反馈装置技术知识的学习，深入了解与熟悉数控机床对检测反馈装置的要求，学习检测反馈装置的工作原理等。本课题最后提出了要做好检测反馈装置的使用及维护，定期对检测反馈装置的保养，延长相关设备的使用寿命。
参考文献:
［1］乔强．数控机床精度检测装置及误差分析研究［D］．太原:四川大学，2000．
［2］邢曦．数控机床伺服单元检测装置的研究［D］．沈阳:沈阳工业大学，2009．
［3］刘祖其，刘国群．数控机床精度检测装置及分析［J］．数字技术与应用，2010(06):96．
［4］贾继虔．数控机床的位置检测装置及其应用［J］．组合机床与自动化加工技术，2002(07):43～44．
篇5
盗传必究
一、单项选择题
题目1
如图1所示是属于（
）系统。
图1
选择一项：
a.
半闭环数控
b.
混合控制数控
c.
全闭环数控
d.
开环数控
题目2
数控车床一般有2根数控轴，通常是（
）轴。
选择一项：
a.
X、Z
b.
X、Y
c.
Y、Z
d.
A、B
题目3
图2某直线进给系统示意图中（1）代表的是（
）
图2
选择一项：
a.
滚珠丝杠
b.
导轨
c.
齿条
d.
光杠
题目4
下列叙述中，（
）不是数控机床对导轨的基本要求。
选择一项：
a.
耐磨性能一般
b.
足够的刚度
c.
导向精度高
d.
良好的摩擦特性
题目5
目前在高精度数控机床中常使用（
）作为位置检测装置。
选择一项：
a.
感应同步器
b.
激光干涉仪
c.
光栅尺
d.
磁尺
题目6
在数控铣床的运动分配与部件布局中，一般需要对工件的多个侧面进行加工，则主轴应布局成（
）。
选择一项：
a.
倾斜式
b.
其它方式
c.
立式
d.
卧式
题目7
数控机床的控制可分为两大部分：一部分是（
）控制，另一部分是数控机床加工过程的顺序控制。
选择一项：
a.
其它方式
b.
工件坐标系的原点
c.
工件坐标系原点相对机床坐标系原点的偏移量
d.
坐标轴运动的位置
题目8
车削中心是以（
）为主体，并配置有刀库、换刀装置、分度装置、铣削动力头和机械手等，以实现多工序复合加工的机床。在工件一次装夹后，它可完成回转类零件的车、铣、钻、铰、攻螺纹等多种加工工序。
选择一项：
a.
全功能数控车床
b.
镗铣加工中心
c.
经济型数控车床
d.
卧式加工中心
题目9
一般并联机床要实现6自由度加工，通常是一种（
）杆并联机构。
选择一项：
a.
6
b.
5
c.
4
d.
3
题目10
机床切削精度检查实质上是对机床的（
）在切削加工条件下的一项综合检查。
选择一项：
a.
几何精度
b.
几何精度和定位精度
c.
位置精度
d.
定位精度
二、判断题
题目11
人机界面是数控机床操作人员与数控系统进行信息交换的窗口。
选择一项：
对
错
题目12
如图所示（
激光干涉仪），可用于数控机床的直线运动定位精度检验。
选择一项：
对
错
题目13
改善数控机床结构的阻尼特性，可以提高数控机床的结构刚度。
选择一项：
对
错
题目14
加工中心集中了金属切削设备的优势，具备多种工艺手段。有自动换刀装置，能实现工件一次装卡后完成铣、镗、钻、铰、锪、攻螺纹等多道工序或全部工序的加工。
选择一项：
对
错
题目15
CNC不是由计算机承担数控中的命令发生器和控制器。
选择一项：
对
错
题目16
数控机床无需保护接地。
选择一项：
对
错
题目17
滑动导轨比滚动导轨的定位精度高。
选择一项：
对
错
题目18
数控回转工作台不是机床的一个旋转坐标轴，不能与其他的坐标轴联动。
选择一项：
对
错
题目19
当改变加工零件时，在数控机床上只要改变加工程序，就可继续加工新零件。
选择一项：
对
错
题目20
通常一台数控机床的联动轴数一般会大于可控轴数。
选择一项：
对
错
题目21
经济型数控车床常采用水平床身，优点是加工工艺性好，其刀架水平放置，有利于提高刀架的运动精度，但这种结构床身下部空间小，排屑困难。
选择一项：
对
错
题目22
数控机床进给系统采用齿轮传动副时，为了提高传动精度应该有消齿侧间隙措施。
选择一项：
对
错
题目23
卧式加工中心主轴的轴线为垂直设置。
选择一项：
对
错
题目24
数控电火花加工机床属于接触加工。
选择一项：
对
错
题目25
在采用ATC后，数控加工的辅助时间主要用于刀具的选刀和换刀。
选择一项：
对
错
题目26
在加工中心上，工件一次安装定位后，可完成多工序加工，避免了因多次安装造成的误差。
选择一项：
对
错
题目27
开环控制数控机床的特点是结构简单、调试方便、容易维修、成本较低，但其控制精度不高。
选择一项：
对
错
题目28
图示加工中心的自动换刀装置采用的是鼓轮式刀库。
选择一项：
对
错
题目29
数控系统是数控机床装备的核心关键部件，特别是对于高档数控机床，它是决定机床装备的性能、功能、可靠性和成本的关键因素。
选择一项：
对
错
题目30
按照工艺用途分类，数控铣床属于金属切削类数控机床。
选择一项：
对
错
题目31
数控机床解决了在普通机床加工中存在的一系列缺点和不足，它的特点有加工精度高、对加工对象的适应性强
、自动化程度高、劳动强度低、生产效率高等。
选择一项：
对
错
题目32
变速范围窄是数控机床主传动系统具有的特点。
选择一项：
对
错
题目33
数控机床必须有检测速度和位移的反馈装置。
选择一项：
对
错
题目34
数控设备的选用只需要考虑其加工精度就可以了。
选择一项：
对
错
题目35
数控机床的故障按故障内容分类，可分为可重复性故障和电气故障。
选择一项：
对
错
题目36
数控机床进给系统中采用传动齿轮副时，不存在齿侧间隙，所以不需要消除齿轮传动间隙的措施。
选择一项：
对
错
题目37
数控机床采用通过带传动的主传动系统，可以避免齿轮传动引起的振动和噪声。
选择一项：
对
错
题目38
可编程控制器是数控机床实现自动加工的核心，是整个数控机床的灵魂所在。
选择一项：
对
错
题目39
数控机床能否充分发挥作用，起到应有的经济效益，是与生产管理、技术水平、人员配套、基础元部件的及时供应等有密切关系的。
选择一项：
对
错
三、填空题
题目40
数控系统是数控机床装备的核心关键部件，特别是对于高档数控机床，它是决定机床装备的性能、功能、可靠性和成本的关键因素。
题目41
按照工艺用途分类，数控铣床属于金属切削类数控机床。
题目42
滚珠丝杠螺母副的特点是摩擦损失小，传动效率高；灵敏度高，传动平稳；磨损小，寿命长，精度保持性好。
题目43
图示加工中心的自动换刀装置采用的是鼓轮式刀库。
题目44
如图所示卧式加工中心采用的是机械手换刀方式的换刀装置。
题目45
对数控铣床的斜线铣削精度检验属于切削精度检验。
题目46
数控机床安装位移检测装置的作用是为了提高机床的定位精度和加工精度
题目47
立式加工中心是指主轴轴线与工作台垂直
设置的加工中心，主要适用于加工板类、盘类、模具及小型壳体类复杂零件。
题目48
车削中心是以
全功能型数控车床
为基本体，并在其础上进一步增加动力铣、钻、镗，以及副主轴的功能，以实现多工序复合加工的机床。
题目49
传统的车、铣、钻加工中，刀具硬度必须比工件硬度大，而数控电火花线切割机床的电极丝不必比工件材料硬，可以加工硬度很高或很脆，用一般切割法难以加工或无法加工的材料。
题目50
卧式加工中心常采用T型床身布局，
T形床身布局的优点是刚性好，提高了工作台的承载能力，易于保证加工精度，有较长的工作行程
题目51
当今的数控机床正在不断采用最新技术成就，朝着高速化、高精度化、多功能化、智能化、与
高可靠性
等方向发展。
题目52
滚珠丝杠螺母副的传动间隙会影响滚珠丝杠反向传动精度和轴向刚度。
题目53
消除轴向间隙的常采用双螺母结构，利用两个螺母的相对轴向位移，使两个滚珠螺母中的滚珠分别贴紧在螺旋轨道的两个相反的侧面上。常用方法有：双螺母垫片调隙式式、弹簧自动调整式、齿差调隙式。
题目54
对机床热源进行强制冷却，是减少数控机床热变形对加工精度影响的有效措施。
题目55
图示安装在加工中心摆动工作台上的检测仪器叫球杆仪，它的工作原理是将其两端分别安装在机床的主轴与工作台上或者安装在车床的主轴与刀塔上，测量两轴插补运动形成的圆形轨迹，并将这一轨迹与标准圆形轨迹进行比较，从而评价机床产生误差的种类和幅值。
题目56
滚珠丝杆的传动效率比普通滑动丝杆的传动效率高
题目57
图示数控车床的主传动系统采用的是带传动轮廓控制的变速方式。
题目58
欲加工一条与X轴成70°的直线轮廓，应采用轮廓控制数控机床。
题目59
车削中心是以全功能型数控车床为基本体，并在其础上进一步增加动力铣、钻、镗，以及副主轴的功能，以实现多工序复合加工的机床。
题目60
图示加工中心的自动换刀装置采用的是链式刀库。
题目61
一般情况下，数控电火花加工机床可以加工导电材料。
题目62
在全闭环控制系统的数控机床中，必须利用位置检测装置把机床运动部件的实际位移量随时检测出来，与给定的控制值进行比较，从而控制驱动元件准确运转，使工作台或刀具按规定的轨迹和坐标移动。
题目63
人机界面是数控机床操作人员与数控系统进行信息交换的窗口。
题目64
数控机床的故障按故障内容分类，可分为机械故障和电气故障两大类。
题目65
对加工中心的回转轴原点的返回精度检验，属于定位精度检验。
题目66
数控铣床采用T型床身布局的最显著优点是刚性高
题目67
加工中心按功能特征进行分类，可分为镗铣加工中心、钻削加工中心和复合加工中心等。
题目68
数控机床的导轨按接触面的摩擦性质可分为滑动导轨；
滚动导轨；静压导轨
题目69
数控机床的主传动系统的特点：转速高功率大；变速范围宽；主轴变换迅速可靠；
主轴组件的耐磨性高
题目70
卧式加工中心是指主轴轴线与工作台平行设置的加工中心,主要适用于加工箱体类零件。
题目71
在国内外近年来生产的高速数控机床中，越来越多地采用电主轴。从而把机床主传动链的长度缩短为零，实现了机床的“零传动”。
题目72
数控电火花线切割机床加工的特点有金属材料的硬度和韧性不影响加工速度。
题目73
经济型数控车床常采用水平床身，它的优点是加工工艺性好，其刀架水平放置，有利于提高刀架的运动精度，但这种结构床身下部空间小，排屑困难。
题目74
气动装置作为数控机床的辅助装置，工作速度快和工作频率高，对环境要求适应性好，装置结构简单，工作介质不污染环境。
题目75
导向精度高，良好的摩擦特性，足够的钢度是数控机床对导轨的基本要求。
题目76
三轴立式数控铣床或加工中心上，附加具有一个旋转轴的数控回转工作台，可实现
四轴联动加工。
题目77
光栅是数控机床上常用的一种位移传感器。
题目78
数控铣床立柱采用热对称结构可以减少热变形对加工件的精度影响。
题目79
数控电火花线切割机床属于放电加工
题目80
在数控机床上采用如图所示的半闭环控制系统，由于大部分机械传动环节未包括在系统闭环环路内，因此可获得较稳定的控制特性。
题目81
基础支撑件是整台数控机床的基础和框架，支承机床的各主要部件，并使它们在静止或运动
中保持相对正确的位置。
题目82
一般采用开环控制的经济型数控机床没有位移检测装置。
题目83
在数控铣床的运动分配与部件布局中，一般需要对工件的多个侧面进行加工，则主轴应布局成卧式
题目84
图示数控车床采用倾斜床身结构，这种布局结构具有机床外形美观，占地面积小，易于排屑和冷却液的排流，便于操作者操作和观察，易于安装上下料机械手，实现全面自动化等特点。
题目85
数控机床精度检验中，定位精度的检验是表明所测量的机床各运动部位在数控装置控制下，运动所能达到的精度。
题目86
数控机床进给传动系统采用滚珠丝杠螺母副时，进行消除其轴向间隙的调整的主要目的是提高反向传动精度和轴向刚度
题目87
数控机床的导轨按触面的摩擦性质可分为
滑动导轨，滚动导轨和静压导轨三种。
题目88
数控机床各个部件的热变形会影响工件的加工精度，对机床热源进行强制冷却是减少热变形对加工精度影响的有效措施。
题目89
采用经济型数控系统的机床
具有的特点是采用步进电机伺服系统
CPU可采用单片机只配备必要的
数控系统
四、简答题
题目90
数控车床的机械结构组成及结构有什么特点。
答：数控车床机械结构，由主轴传动机构、进给传动机构、工作台、床身等部分组成，数控车床本体结构特点包括下面几个方面：
（1）采用高性能的主轴部件。具有传递功率大、刚度高、抗振性好及热变形小等优点。
（2）进给伺服传动采用高性能传动件，具有传动链短、结构简单、传动精度高等特点，一般采用滚珠丝杠副、直线滚动导轨副等。
（3）有较完善的刀具自动交换和管理系统。工件在车床上一次安装后，能自动的完成或接近完成工件各面的加工工序。
（4）车床的机械结构还有辅助装置，主要包括刀具自动交换机构、装置、切削液装置、排屑装置、过载与限位保护功能等部分。
题目91
数控机床对进给系统有哪些要求？
答：数控机床对进给系统的要求：
（1）运动件间的摩擦阻力小；
（2）消除传动系统中的间隙；
（3）传动系统的精度和刚度高；
（4）减少运动惯性，具有适当的阻尼。
题目92
经济型数控车床的有什么特点？
答：1）一般是在普通车床的基础上进行改进设计；
2）并采用步进电动机驱动的开环伺服系统；
3）其控制部分采用单板机、单片机或档次比较低的数控系统来实现；
4）此类车床结构简单，价格低廉；
5）功能简单。
题目93
数控机床的主轴变速方式主要有哪些？
答：（1）带有变速齿轮的主传动；
（2）通过带传动的主传动；
（3）用两个电动机分别驱动主轴；
（4）由调速电动机直接驱动的主传动；
（5）内装式电主轴。
题目94
加工中心和数控铣床的最大区别是什么？
答：加工中心和数控铣床的最大区别是：加工中心有自动换刀装置，可以自动选刀和换刀，能实现工件一次装卡后完成铣、镗、钻、铰、锪、攻螺纹等多道工序或全部工序的加工。避免了因多次安装造成的误差。
题目95
滚珠丝杠螺母副在数控机床上的作用是什么？滚珠丝杠螺母副的特点有哪些？
答：滚珠丝杠螺母副的作用：是将旋转运动转换为直线运动，主要用于各类中小型数控机床的直线进给传动系统。
滚珠丝杠螺母副的特点：
①
传动效率高、摩擦损失小；
②
灵敏度高，传动平稳，不易产生低速爬行现象，随动精度和定位精度高；
③
磨损小，寿命长，精度保持性好；
④
给予适当预紧，可消除丝杠和螺母的螺纹间隙，反向就可以消除空程死区，提高反向传动精度和轴向刚度；
⑤
运动具有可逆性，因此不能自锁，丝杠立式使用时，应增加制动装置；
⑥
制造工艺复杂，成本高。
题目96
数控机床机械结构的主要组成有哪几部分？每部分的功能是什么？
答：数控机床的机械结构主要由：主传动系统、进给传动系统、基础支承件、辅助装置四部分组成。
每部分的功能是：
①主传动系统：其功用是将驱动装置的运动及动力传给执行件，以实现主切削运动。
②进给传动系统：其功用是将伺服驱动装置的运动与动力传给执行件，以实现进给切削运动。
篇6
关键词：数控机床；工作原理；故障维修；特点；组成
中图分类号：TP24 文献标志码：A 文章编号：1000-8772（2013）05-0192-02
数控机床是数字控制机床（Computernumericalcontrolmachinetools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作。按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。
1 数控机床的组成及原理
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。数控机床的基本组成包括控制介质、数控装置、伺服系统、反馈装置及机床本体，见下图。
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 数控机床主要故障分析及维修
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。
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；主轴轴承油脂耗尽或油脂过多，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
篇7
数控关键技术的运用能够提升数控机床的生产效率，实现数控机床的自动化、智能化作业，从而优化生产工艺，不断提升生产质量。
在数控机床中，智能集成数控关键技术的运用能够有效地提升零部件生产的效率和质量，提升零部件生产工艺的水准。随着计算机技术的不断进步，传统的数控机床技术已经难以适应生产的需要，智能集成计算机数控关键技术成为发展的趋势，并逐步运用在实际的数控机床的零部件加工和生产中。
1 新型数控关键技术中的智能要素
在新型数控系统中，现有的数控关键技术突破了传统的数控技术的弊端和不足之处，增加了很多智能化的要素，进一步提升了数控机床的生产效率，优化了数控机床的生产工艺。例如特征技术，图形用户接口以及高级的语言概念和数据库结构都应该包含于此。
1.1 任务规划的智能化
任务智能化是指数控机床将接受的任务，变为数控机床随环境的变化而不断调整的目标任务。这样一来在数控机床加工零部件时，可以根据自身的相关性能而随时做出改变，以有效地提升零部件的生产工艺，减少不合格率，综合提升其生产性能。
1.2 自适应的人机界面
在数控机床中，利用智能集成化的数控关键技术能够极大地提升其自动性和自主性，从而优化其管理模式及生产模式，提升数控机床的运作效率，提升数控机床的运作水平，不断提升其运作能力。
特别是在智能化的主导因素下，利用数控关键技术能够提升机床作业的人机互动性，便于数控机床可以自动化识别不同的人员，根据不同人员的使用习惯及方法来进行一定的自我适应，提升数控机床运作的整体实力和水平。
1.3 加工环节的智能控制
提升了数控机床的智能化运转，最明显的体现在于，在数控机床的运转过程中，利用智能化的因素能够有效地提升数控机床加工环节中的质量和效率。在数控机床中，加工环节是非常关键的，也是非常核心的区域，提升加工环节的质量，能够有效地提升数控机床的运转效率，提升加工环节的质量，能够实现最大程度的再生产能力。
在加工环节中，智能化数控关键技术，能够使得数控机床的加工自动化和智能化。数控机床可以自主地识别程序交代的任务，然后根据目标进行深加工，在保障加工质量的前提下，智能化数控关键技术还植入了一定的自检程序，及时检测出数控机床生产中的不符合质量或不达标准的零部件。
此外，在数控机床的加工环节，智能化数控关键技术还可以对所生产的零部件进行一定的检测与分析，以此来获取这些零部件中存在的影响质量的因素，及时采用关键的措施来纠正这些不良因素。
1.4 故障自动诊断功能
提升数控机床的故障检测能力，能够不断优化数控机床的故障检测水平，以此来提升数控机床的运作效率和运作质量。当数控机床在运转的过程中，智能集成化数控关键技术能够及时找出故障的原因，及时分析出故障发生的具置，根据数控机床中的故障及相关特征来查明其主要诱发原因，并根据不同的原因采取针对性的措施，以此来提升数控机床的整体运作能力。
在数控机床中，通过智能集成化系统自动检测出来的故障，数控关键技术会根据故障的特点和原因，自动或指导排除故障。
2 智能集成数控特点与关键技术
在数控机床中，智能集成数控关键技术能够极大地提升数控机床的运作能力，能够极大地提升数控机床的生产效率，确保数控机床的生产质量，保障数控机床的整体运作水平，从而提升数控机床生产零部件的质量，减少零部件的不合格率。在数控机床中，智能集成数控关键技术无论是在技术标准还是在集成智能等方面都采用了新的方法，其技术标准越来越高，智能集成水平也在不断提升中，与传统方法相比，智能集成数控关键技术消除了传统方法的后置处理器。
2.1智能识别产品的特征并进行生产
在数控机床的生产过程中，根据零部件的特征来进行自动化的生产与制造。一般而言，在数控机床中，零部件的生产模型是固定的，是通过技术考核，是符合质量标准的。智能集成数控关键技术能够使得零部件在生产作业的过程中，自动化地根据模型的特点和特征来进行零部件的生产，自动剔除零部件材料中不符合形状和特点的多余材料，从而提升数控机床的生产效率，从而不断改良数控机床的生产工艺。
在数控机床中，智能识别零部件的生产工艺后，为了提升零部件的批量生产能力，还需要对零部件的设计模型或者零部件的初始模型通过相关的技术标准，通过智能识别零部件的一些特征，如孔洞、卡槽等来生成符合STEP的标准文件，以此来作为初始文件进行批量的零部件生产，以此来综合性地提升生产效率。此外，这种标准化的文件也是数控机床后续加工工艺的初始点和设计参考标准。
此外，在数控机床中，智能集成数控关键技术能够极大地优化生产工艺，不断提升生产标准的科学性，智能识别数控机床零部件的特征，特别是一些精细的特征，在复制信息的基础上，对零部件的相关特征进行复制和临摹，并依据智能集成所遵循的标准来形成一定的标准文件，作为后续工艺流程设计的基础。
2.2 CAD和CAM的智能集成接口
优化CAD和CAM的集成接口，提升接口的效率和质量，从而依据一定的标准来优化接口的质量，确保数控机床的智能化集成。在数控机床中，通过对加工零部件的信息复制，从而生成了一定标准的加工零部件标准文件。这个标准文件的形成可以在很大程度上优化了两个接口的连接质量，通过连接来实现智能化集成计算机的智能化集成水平。
在数控机床的智能化集成中，加工环节是核心部位，加工环节是关键程序，通过对加工环节零部件的科学生产，特别是对待加工零部件的精准复制相关信息，来制定科学标准的零部件生产文件，这些生产文件是数控机床生产的前提，也是数控机床生产加工的依据。通过这种标准文件可以在很大程度上优化CAD/CAM接口的质量，从而将二者有效的连接在一起。在数控机床中，两者连接的质量直接影响着数控机床数控关键技术的集成质量。
2.3 新的解释器的集成
在数控机床中，智能集成数控关键技术的运用很难在第一时间，全面覆盖到数控机床的整体系统中。因此，在这个中间往往需要一定的过渡环节，从而优化新老标准之间的连接，提升智能集成的数控关键技术水准。
因此在其解释器的集成过程中，必须要兼顾新旧不同的标准文件，既要对STEP AP238文件进行科学的解释，并依据解释结果构建一定的模型，同时也应该对传统的标准文件进行科学的解释。这种兼顾性的集成方法，在一定程度上优化了数控关键技术的智能集成水平，使智能集成达到了一定的水准，避免出现不符合质量标准或者不符合相关工艺的问题。
还能够扩展智能集成的方法，提升智能集成的整体效率。这种兼具新旧不同标准的智能集成方法除了对新的标准文件进行一定的解释外，还可以依据解释而对新的标准文件进行一定的修改，从而确保标准文件符合智能集成的需要。
此外，由于这种标准文件的信息量非常大，不仅具有一定的基础信息，同时还具备其他的零部件的相关信息。正因为标准文件的信息量较大，要求数控关键技术的智能集成必须具备一定的开放性和高标准性。
2.4 全过程闭环控制系统
在数控机床中，智能化数控关键技术在实际的作业过程中，它的整体系统必须是完整的，必须是紧密连接的，只有这样才能综合性地发挥智能集成的整体作用。在数控机床中，智能集成数控关键技术的运用，其作用力最大程度的发挥必须依据一定的闭环系统，通过闭环结构来实现不同功能的无缝对接，通过完整的系统结构来实现智能集成的整体功用。
3 结语
在数控机床中，智能集成的数控关键技术的运用能够极大地提升数控机床的生产工艺，能够有效地提升数控机床的生产效率，确保数控机床的生产质量。数控关键技术的主要智能因素包括明确任务，对任务进行科学细分，还包括可以根据不同使用者的特征进行不同的接口设计，同时还包括故障诊断与分析等。
在数控机床中，智能化数控关键技术主要体现在智能识别产品特征，复制零部件的信息，产生标准文件，作为数控机床生产的主要标准，同时还包括不同接口的智能集成及过渡环节的解释器集成等。
篇8
关键词：钻床 数控 改造
1、引 言
目前，绝大部分企业都是多年累积生产的普通机床，这些机床自动化程度不高，加工精度低，要想在短时期内用自动化程度高的设备大量更新，替代现有的机床，无论从资金还是从生产能力都是不可行的。但尽快将企业现有的部分普通机床实现自动化和精密化改造又势在必行。印刷电路板等类零件上的孔，数目既多，位置精度要求又高，用普通钻床无法加工。为此，在钻床上配备了微机控制的X、Y工作台。X、Y工作台的微机控制系统，能与钻床顺序控制器联接起来，完成全自动的钻孔工序。
2、分 析
2.1 过去的几十年里．金属切削机床的基本动作原理变化不大，但社会生产力特别是微电子技术、计算机技术的应用发展很快。反映到机床控制系统上。它既能提高机床的自动化程度。又能提高加工的精度，现已有一些企业在这方面做了有益的尝试。实践证明，改造后的机床既满足了技术进步和较高生产率的要求．又由于产品精度提高，型面加工范围增多也使改造后的设备适应能力加大了许多。这更加突出了在旧机床上进行数控技术改造的必要性和迫切性。
2.2 由于新型机床价格昂贵，一次性投资巨大， 如果把旧机床设备全部以新型机床替换，我们要花费大量的资金，而替换下的机床又会闲置起来造成浪费，若采用改造技术加以现代化，则可以节省50％ 以上的资金。从具体情况来讲，一套经济型数控装置的价格仅为全功能数控装置的1／3到1／5，一般用户都承担得起。这为资金紧张的中小型企业的技术发展开创了新路，也对实力雄厚的大型企业产生了极大的经济吸引力，起到了事半功倍的积极作用。
2.3市场据国内资料统计订购新的数控机床的交货周期一般较长，往往不能满足生产需要。因此，机床的数控改造就成为满足市场需求的主要补充手段。
2.4生产在机械工业生产中，多品种、中小批量甚至单件生产是现代机械制造的基本特征，占有相当大的比重。要完成这些生产任务，不外乎选择通用机床、专用机床或数控机床．其中数控机床是最能适应这种生产需要的。
从上述分析中不难看出数控技术用于机床改造是建立在微电子现代技术与传统技术相结合的基础之上。通过理论上的推导和实践使用的证明，把微机数控系统引入机床的改造有以下几方面的优点：
（1）可靠性高；（2）柔性强；（3） 易于实现机电一体化；（4）经济性可观。为此在旧的机床上进行数控改造可以提高机床的使用性能，降低生产成本，用较少的资金投入而得到较高的机床性能和较大的经济效益。以ZJA3725×8-2型普通钻床改造为倒ZJA3725×8-2型圆柱立式钻床在我公司机械加工行业用量比较大，这主要是它购置费用低，操作简便实用，故现机加工行业还存在广泛的应用。
该种机床的传动系统主要由两大部分组成：
一是主运动传动链，它的功用是把动力源（主电机）的运动传给主轴，使主轴带动钻头旋转。通过操纵手柄控制，主轴可具有12种转速。
二是进给运动传动链，它的动力源也是主电机通过控制操纵手柄，可使主轴得到4种进给量．但也可手动控制。
改造该种机床，一可以提高原机床的精度和自动化程度，达到快速调整而且仍能保持机床的通用性．二可以提高原机床的功能． 利用微机数控方法准确地加工工件。
3、选 择
本着对机床的改动尽可能少、控制部分要求抗干扰性强、改造成本低的原则。依据有关资料的技术要求，改造之前应对该机床的性能、数据有所掌握．以便针对机床本身的精度高低来确定改造后的精度和改装范围。
一般来讲，普通立式钻床的数控改造主要有两部分，一是设计一套简易微机数控x―Y工作台，固定在钻床的工作台上。二是将控制钻头上、下运动的手柄拆去，改用微机控制步进电机通过一级减速装置使钻头上下运动。根据数控钻床的性能要求，一般钻床的加工精度在0．1～0．02之间。则钻床步进电机的脉冲当量可进为0．01ram／step，步进电机的步距角=1 5。
4、方 案
开发应用微机的机械系统比普通机械要复杂得多。除了机械结构外，还有计算机软件和接口硬件等，而且各个组成部分要一体化，组成一个完整的系统。
4.1硬件部分的构成
4.1.1 X、Y工作台
首先决定X、Y工作台的机械参数，其中最重要的是X轴和Y轴的最大行程和最大的进给速度。下表中列出了X、Y工作台的参数。行程的大小与微机内部的计数器容量有关，而工作台的进给速度与微机的工作速度有关。
4.1.2 步进电动机
下表为步进电动机的参数
电动机的参数
本系统使用的步进电机的步进角为0.9°/步，1转为400步。步进电机轴与滚珠丝杠直接相联。电机轴每转工作台移动5mm。因此，脉冲当量为：
5/400=0.0125(mm/p)
工作台移动最大行程400mm时，步进电机必须转动32000步。即，微机要发出32000个脉冲给步进电机的驱动电路，工作台才能到达最大行程。8位微机只能对0~255数码进行运算，此时的数码可为216=0~65535。
另一方面，X、Y工作台的最大进给速度为1500mm/min(25mm/s)，则微机每秒输出的脉冲数为
400×25/5＝2000(p/s)
即输出脉冲频率为2kHz。如果微机直接向步进电机输出脉冲，则必须每隔0.5ms输出一个脉冲。这完全可以用软件方法（中断）实现。本系统通过具有脉冲输出、计数功能的专用芯片输出脉冲，使计算机软件的编制非常简单。
4.2系统运动方式的确定数控系统按运动方式可分为点位控制系统，点位直线系统，连续控制系统 如果工件相对于刀具移动过程中不进行切削，可选用点位控制方式。数控钻床在工作台移动过程中钻头并不进行钻孔加工， 因此数控装置可采用点位控制方式。对点位系统的要求是快速定位，保证定位精度。
4.3伺服系统的选择伺服系统实现位置伺服控制有开环、闭环、半闭环3种控制方式。开环控制的伺服系统存在着控制精度不能达到较高水平的基本问题． 但是步进电机具有角位移与输入脉冲的严格对应关系。使步距误差不会积累；转速和输入脉冲频率严格的对应关系，而且在负载能力范围内不受电流、电压、负载大小、环境条件的波动而变化的特点。并且步进电机控制的开环系统由于不存在位置检测与反馈控制的问题．结构比较简单，易于控制系统的实现与调试。并且随着电子技术和计算机控制技术的发展。在改善步进电机控制性能方面也取得了可喜的发展。因此，在一定范围内，这种采用步进电机作为驱动执行元件的开环伺服系统可以满足加工要求。适宜于在精度要求不很高的一般数控系统中应用。
虽然闭环、半闭环控制为实现高精度的位置伺服控制提供了可能，然而由于在具体的系统中，增加了位置检测、反馈比较及伺服放大等环节，除了在安装调试增加工作量和复杂性外， 从控制理论的角度看，要实现闭环系统的良好稳态和动态性能，其难度也将大为提高。为此，考虑到在昔通立式钻床上进行改造，精度要求不是很高（系统分辨率0．01即可），为了简化结构，降低成本，本文采用步进电机开环伺服系统。
4.4执45-机构传动方式的确定为确保数控系统的传动精度和工作平稳性，在设计机构传动装配时，通常提出低摩擦、低惯量、高刚度、无问隙、高谐振以及有适宜阻尼比的要求。故在设计中应考虑以下几点：
(1)尽量采用低摩擦的传动和导向元件。如采用滚珠丝杠螺母传动副、滚动导轨等。
(2)尽量消除传动间隙。如步进电机上的传动齿轮采用偏心轴套式消庶结构。
(3)缩短传动链。缩短传动链可以提高系统的传动刚度。减小传动链误差。可采用预紧以提高系统的传动刚度。如应用预加负载的滚动导轨和滚珠丝杠传动副，丝杠支承设计成两端轴向固定，并加预拉伸的结构等提高传动刚度。x―Y工作台传动采用滚珠丝杠螺母传动副和滚动导轨。
4.5 计算机系统的选择计算机数控系统一般由微机部分、I／O接口电路、光电隔离电路、伺服电机驱动电路、检测电路等几部分所组成。
在简易数控系统中，大多采用8位微处理器的微型计算机。如何采用Z80CPU或MCS一51单片机组成的微机应用系统。
Z80CPU有芯片价廉，通用性强，维修方便等特点。MCS一51单片机具有集成度高、可靠性好、功能强、速度快和很高的性能价格比等特点。通过比较，对于简易数控机床推荐采用MCS一51系列单片机作为主控制器。
5、实 施
5.1保留原机床主传动链，保留钻床工作台和控制工作台移动手柄，在原工作台上安装一套微机数控的x―Y工作台。由于x―Y工作台的运动部件重量和切削力不大。因此选用有预加载荷的双v形滚珠导轨。采用滚动导轨可减小两个相对运动面的动、静摩擦系数之差，从而提高运动平稳性，减小振动。考虑到电机步距角和丝杠导程只能按标准选取，为达到分辨率0．01要求，需采用齿轮降速传动。
5.2 将控制钻头进给运动的手柄拆去，改用步进电机，步进电机通过一级减速，使齿轮与套筒上的齿条啮台，从而实现了主轴向下进给或向上退出。
5.3 在x、Y工作台的下底板的4个角留有一个凸台，各开一个槽，把螺栓插入原工件台的槽及此槽内用螺母旋紧。
综上所述，本文改造的总体方案确定为：采用8031单片机对数据进行计算处理，由I／O接口输出步进脉冲步进电机经一级齿轮减速后， 带动丝杠转动，从而实现工件的纵向、横向运动，同时为了防止意外事故，保护微机及其它设备，还设置报警、急停电路等。
ZJA3725×8-2数控改造后，进给定位准确，性能参数稳定，显著提高了零件的加工精度和生产效率。针对企业数控机床少，普通机床多的实际状况，此种改造起到事半功倍的效果。
课题：设备技术改造迫切要解决。
参考文献：
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篇9
随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。
长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量，因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见，传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构，限制了CNC向多变量智能化控制发展，已不适应日益复杂的制造过程，因此，对数控技术实行变革势在必行。
2数控技术发展趋势
2.1性能发展方向
(1)高速高精高效化速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的高速高精高效化已大大提高。
(2)柔性化包含两方面：数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大，可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群控系统的柔性，同一群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。
(3)工艺复合性和多轴化以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工，正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工序、多表面的复合加工。数控技术轴，西门子880系统控制轴数可达24轴。
(4)实时智能化早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境，其作用是如何调度任务，以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天，实时系统和人工智能相互结合，人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展，而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展，由此产生了实时智能控制这一新的领域。在数控技术领域，实时智能控制的研究和应用正沿着几个主要分支发展：自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等。例如在数控系统中配备编程专家系统、故障诊断专家系统、参数自动设定和刀具自动管理及补偿等自适应调节系统，在高速加工时的综合运动控制中引入提前预测和预算功能、动态前馈功能，在压力、温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使数控系统的控制性能大大提高，从而达到最佳控制的目的。
2.2功能发展方向
(1)用户界面图形化用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用户对界面的要求不同，因而开发用户界面的工作量极大，用户界面成为计算机软件研制中最困难的部分之一。当前INTERNET、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术也对用户界面提出了更高要求。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用，人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。
(2)科学计算可视化科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据，使信息交流不再局限于用文字和语言表达，而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚拟环境技术相结合，进一步拓宽了应用领域，如无图纸设计、虚拟样机技术等，这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。在数控技术领域，可视化技术可用于CAD/CAM，如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。
(3)插补和补偿方式多样化多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、空间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、2D+2螺旋插补、NANO插补、NURBS插补(非均匀有理B样条插补)、样条插补(A、B、C样条)、多项式插补等。多种补偿功能如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿、与速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及相反点计算的刀具半径补偿等。
(4)内装高性能PLC数控系统内装高性能PLC控制模块，可直接用梯形图或高级语言编程，具有直观的在线调试和在线帮助功能。编程工具中包含用于车床铣床的标准PLC用户程序实例，用户可在标准PLC用户程序基础上进行编辑修改，从而方便地建立自己的应用程序。
(5)多媒体技术应用多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体，使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。在数控技术领域，应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化，在实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值。
2.3体系结构的发展
(1)集成化采用高度集成化CPU、RISC芯片和大规模可编程集成电路FPGA、EPLD、CPLD以及专用集成电路ASIC芯片，可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度。应用FPD平板显示技术，可提高显示器性能。平板显示器具有科技含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点，可实现超大尺寸显示，成为和CRT抗衡的新兴显示技术，是21世纪显示技术的主流。应用先进封装和互连技术，将半导体和表面安装技术融为一体。通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来降低产品价格，改进性能，减小组件尺寸，提高系统的可靠性。
(2)模块化硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化。根据不同的功能需求，将基本模块，如CPU、存储器、位置伺服、PLC、输入输出接口、通讯等模块，作成标准的系列化产品，通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减，构成不同档次的数控系统。
(3)网络化机床联网可进行远程控制和无人化操作。通过机床联网，可在任何一台机床上对其它机床进行编程、设定、操作、运行，不同机床的画面可同时显示在每一台机床的屏幕上。
(4)通用型开放式闭环控制模式采用通用计算机组成总线式、模块化、开放式、嵌入式体系结构，便于裁剪、扩展和升级，可组成不同档次、不同类型、不同集成程度的数控系统。闭环控制模式是针对传统的数控系统仅有的专用型单机封闭式开环控制模式提出的。由于制造过程是一个具有多变量控制和加工工艺综合作用的复杂过程，包含诸如加工尺寸、形状、振动、噪声、温度和热变形等各种变化因素，因此，要实现加工过程的多目标优化，必须采用多变量的闭环控制，在实时加工过程中动态调整加工过程变量。加工过程中采用开放式通用型实时动态全闭环控制模式，易于将计算机实时智能技术、网络技术、多媒体技术、CAD/CAM、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体，构成严密的制造过程闭环控制体系，从而实现集成化、智能化、网络化。
3智能化新一代PCNC数控系统
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【关键词】机械制造 1 机械制造技术的发展
在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。当前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体。机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。
2 智能化技术发展趋势
2.1 性能发展方向 。
2.1.1 高速高精度高效化。
速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的高速高精高效化已大大提高。
2.1.2 柔性化。
包含两方面：数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大。可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群拉系统的柔性，同一群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。
2.1.3 工艺复合性和多轴化。
以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工。正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工序、多表面的复合加工。
2.1.4 实时智能化。
早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境，其作用是如何调度任务，以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天，实时系统和人工智能相互结合，人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展，而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展。由此产生了实时智能控制这一新的领域。
2.2 功能发展方向。
2.2.1 用户界面图形化。
用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用户对界面的要求不同，因而开发用户界面的工作量极大，用户界面成为计算机软件研制中最困难的部分之一。当前Internet、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术，也对用户界面提出了更高要求。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用。人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。
2.2.2 科学计算可视化。
科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据，使信息交流不再局限于用文字和语育表达，而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚拟环境技术相结合，进一步拓宽了应用领域，如无图纸设计、虚拟样机技术等，这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。在数控技术领域，可视化技术可用于CAD/CAM，如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。
2.2.3 插补和补偿方式多样化。
多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、空间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、2D+2螺旋插补、NANO插补、NURBS插补（非均匀有理B样条插补）、多项式插补等。多种补偿功能如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿、与速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及相反点计算的刀具半径补偿等。
2.2.4 内装高性能PLC。
数控系统内装高性能PLC控制模块，可直接用梯形圈或高级语言编程，具有直观的在线调试和在线帮助功能，编程工具中包含用于车床铣床的标准PLC用户程序实侧，用户可在标准PLC用户程序基础上进行编辑修改，从而方便地建立自己的应用程序。
2.2.5 多媒体技术应用。
多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体，使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。在数控技术领域。应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化，在实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值。
2.3 体系结构的发展 。
2.3.1 集成化。
采用高度集成化CPU，RISC芯片和大规模可编程集成电路FPGA、EPLD、CPLD以及专用集成电路ASIC芯片，可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度，应用LED平板显示技术，可提高显示器性能。平板显示器具有科技含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点。可实现超大尺寸显示。应用先进封装和互连技术，将半导体和表面安装技术融为一体。通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来降低产品价格，改进性能，减小组件尺寸，掘高系统的可靠性。
2.3.2 模块化 。
硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化，根据不同的功能需求，将基本模块，如CPU、存储器、位置伺服，PLC、输入输出接口、通讯等模块，作成标准的系列化产品，通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减，构成不同档次的数控系统。
2.3.3 网络化 。
机床联网可进行远程控制和无人化操作，联网，可在任何一台机床上对其它机床进行编程、设定、操作、运行。不同机床的画面可同时显示在每一台机床的屏幕上。