項目一認(rèn)識數(shù)控機床維修實驗臺1.11.2認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件認(rèn)識數(shù)控維修實驗臺任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.5任務(wù)實施1.1.7知識和技能拓展1.1.1任務(wù)要求1.1.3任務(wù)準(zhǔn)備1.1.6任務(wù)總結(jié)評價1.1.2知識與能力目標(biāo)1.1.4任務(wù)方案簡述數(shù)控機床以下各主要組成部分的名稱與作用，如下表所示。任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.1任務(wù)要求序號簡圖名稱作用1

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簡述數(shù)控機床以下各主要組成部分的名稱與作用，如下表所示。任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.1任務(wù)要求序號簡圖名稱作用3

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任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.5任務(wù)實施1.1.7知識和技能拓展1.1.1任務(wù)要求1.1.3任務(wù)準(zhǔn)備1.1.6任務(wù)總結(jié)評價1.1.2知識與能力目標(biāo)1.1.4任務(wù)方案（1）了解GSK928TC實訓(xùn)系統(tǒng)的各主要組成部件。（2）了解和掌握GSK928TC數(shù)控實訓(xùn)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和功能特性。（3）了解數(shù)控系統(tǒng)的組成，各主要組成部件的主要功能。任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.2知識與能力目標(biāo)任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.5任務(wù)實施1.1.7知識和技能拓展1.1.1任務(wù)要求1.1.3任務(wù)準(zhǔn)備1.1.6任務(wù)總結(jié)評價1.1.2知識與能力目標(biāo)1.1.4任務(wù)方案（一）知識準(zhǔn)備

（1）數(shù)控機床的基本概念數(shù)控技術(shù)，簡稱數(shù)控（NumericalControl—NC），是利用數(shù)字化信息對機械運動及加工過程進行控制的一種方法。由于現(xiàn)代數(shù)控都采用了計算機進行控制，因此也可以稱為計算機數(shù)控（ComputerNumericalControl–CNC）。數(shù)控機床種類繁多，有鉆、銑、鏜床類、車削類、磨削類、電加工類、鍛壓類、激光加工類和其它特殊用途的專用機床等等，對于采用數(shù)控技術(shù)進行控制的機床，我們稱之為數(shù)控機床（NC機床）。它是一種綜合應(yīng)用了計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)、精密測量技術(shù)和機床設(shè)計等先進技術(shù)的典型機電一體化產(chǎn)品，是現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ)。數(shù)控機床的水平代表了當(dāng)前數(shù)控技術(shù)的性能、水平和發(fā)展方向。任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.3任務(wù)準(zhǔn)備（一）知識準(zhǔn)備（2）數(shù)控機床的組成數(shù)控機床主要有數(shù)控裝置、輸入輸出設(shè)備、伺服系統(tǒng)、測量反饋裝置、輔助控制及強電控制裝置和機床本體等幾部分組成，如下圖所示。任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.3任務(wù)準(zhǔn)備（2）數(shù)控機床的組成1）數(shù)控裝置數(shù)控裝置是數(shù)控系統(tǒng)的核心，是由硬件和軟件兩大部分組成。數(shù)控裝置由輸入裝置、控制器、運算器和輸出裝置組成。它接受從機床輸入裝置（軟盤、硬盤、紙帶閱讀機、磁帶機以及網(wǎng)絡(luò)或串口傳輸?shù)龋┹斎氲目刂菩盘柎a，經(jīng)過輸入、緩存、譯碼、寄存、運算、存儲等轉(zhuǎn)變成控制指令實現(xiàn)直接或通過可編程邏輯控制器（PLC）對伺服驅(qū)動系統(tǒng)的控制。作用是根據(jù)輸入的零件加工程序進行相應(yīng)的處理，然后輸出控制命令到相應(yīng)的執(zhí)行部件。如上圖所示。輸入裝置：接收外部的輸入程序并存儲；控制器：控制和協(xié)調(diào)數(shù)控裝置各部分協(xié)調(diào)工作；運算器：接收控制信息，對集合信息進行插補運算并向輸出裝置發(fā)出進給脈沖；輸出裝置：將脈沖輸出給伺服系統(tǒng)。任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.3任務(wù)準(zhǔn)備（2）數(shù)控機床的組成1）數(shù)控裝置不同的數(shù)控機床研制機構(gòu)，生產(chǎn)了不同的數(shù)控系統(tǒng)。即使機床的運動相同，由于其數(shù)控系統(tǒng)的不同，其程序控制代碼會有所不同。廣州數(shù)控GSK928TC數(shù)控系統(tǒng)如右圖所示。世界上比較著名的數(shù)控系統(tǒng)有日本FANUC（法那科）、德國SIEMENS（西門子）、德國HEIDENHAIN（海德漢）系列數(shù)控系統(tǒng)。我國數(shù)控系統(tǒng)的有華中數(shù)控、廣州數(shù)控等。任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.3任務(wù)準(zhǔn)備廣州數(shù)控GSK928TC系統(tǒng)及系統(tǒng)主板（2）數(shù)控機床的組成

2）伺服系統(tǒng)

伺服系統(tǒng)是數(shù)控裝置與主機之間的連接環(huán)節(jié)，它是接受數(shù)控裝置插補生成的進給脈沖信號，經(jīng)過信號放大后，驅(qū)動機床主機的執(zhí)行機構(gòu)，實現(xiàn)機床的運動進給。伺服系統(tǒng)包括主軸驅(qū)動裝置（主要控制主軸的速度）、主軸電機、進給驅(qū)動裝置（主要是進給系統(tǒng)的速度控制和位置控制）、和進給電機等。目前常用的有交、直流伺服電機和步進電機等。且交流伺服電機正逐漸取代直流伺服電機。伺服驅(qū)動工作過程如圖所示。任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.3任務(wù)準(zhǔn)備伺服驅(qū)動工作過程（2）數(shù)控機床的組成

2）伺服系統(tǒng)①進給伺服模塊：組成：進給伺服驅(qū)動裝置和進給電機，如下圖所示為步進電機驅(qū)動裝置及步進電機。作用：保證靈敏、準(zhǔn)確地跟蹤CNC裝置指令；實現(xiàn)零件加工的成形運動（速度和位置控制）。任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.3任務(wù)準(zhǔn)備步進電機驅(qū)動裝置及步進電機（2）數(shù)控機床的組成

2）伺服系統(tǒng)

②主軸驅(qū)動模塊

組成：主軸驅(qū)動裝置和主軸電機。

作用：執(zhí)行主軸運動指令，實現(xiàn)零件加工的切削運動（速度控制）。

常見的主軸控制方式：

a．普通籠型異步電動機配齒輪變速箱

這是最經(jīng)濟的一種方法主軸配置方式，但只能實現(xiàn)有級調(diào)速，由于電動機始終工作在額定轉(zhuǎn)速下，經(jīng)齒輪減速后，在主軸低速下輸出力矩大，重切削能力強，非常適合粗加工和半精加工的要求。缺點是噪音比較大，由于電機工作在工頻下，主軸轉(zhuǎn)速范圍不大，不適合有色金屬和需要頻繁變換主軸速度的加工場合。任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.3任務(wù)準(zhǔn)備（2）數(shù)控機床的組成

2）伺服系統(tǒng)

常見的主軸控制方式：

b．普通籠型異步電動機配變頻器

可以實現(xiàn)主軸的無級調(diào)速，主軸電動機只有工作在約500轉(zhuǎn)/分鐘以上才能有比較滿意的力矩輸出，否則，特別是車床很容易出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)的情況，一般會采用兩擋齒輪或皮帶變速，但主軸仍然只能工作在中高速范圍，另外因為受到普通電動機最高轉(zhuǎn)速的限制，主軸的轉(zhuǎn)速范圍受到較大的限制。這種方式適用于需要無級調(diào)速但對低速和高速都不要求的場合，例如數(shù)控鉆銑床。國內(nèi)生產(chǎn)的簡易型變頻器較多，主軸變頻器及主軸電動機如圖所示。任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.3任務(wù)準(zhǔn)備主軸變頻器及主軸電動機（2）數(shù)控機床的組成

2）伺服系統(tǒng)

常見的主軸控制方式：

b．普通籠型異步電動機配變頻器

目前進口的通用變頻器，除了具有U/f曲線調(diào)節(jié)，一般還具有無反饋矢量控制功能，會對電動機的低速特性有所改善，配合兩級齒輪變速，基本上可以滿足車床低速（100—200轉(zhuǎn)/分鐘）小加工余量的加工，但同樣受最高電動機速度的限制。這是目前經(jīng)濟型數(shù)控機床比較常用的主軸驅(qū)動系統(tǒng)。任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.3任務(wù)準(zhǔn)備主軸變頻器及主軸電動機（2）數(shù)控機床的組成

2）伺服系統(tǒng)

常見的主軸控制方式：

c．伺服主軸驅(qū)動系統(tǒng)伺服主軸驅(qū)動系統(tǒng)具有響應(yīng)快、速度高、過載能力強的特點，還可以實現(xiàn)定向和進給功能，當(dāng)然價格也是最高的，通常是同功率變頻器主軸驅(qū)動系統(tǒng)的2--3倍以上。伺服主軸驅(qū)動系統(tǒng)主要應(yīng)用于加工中心上，用以滿足系統(tǒng)自動換刀、剛性攻絲、主軸C軸進給功能等對主軸位置控制性能要求很高的加工。任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.3任務(wù)準(zhǔn)備（2）數(shù)控機床的組成

3）測量反饋裝置測量反饋裝置是通過現(xiàn)代化的測量元件，如脈沖編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器、光柵尺和激光等，將執(zhí)行元件（如電機、刀架等）或工作臺等的速度和位移量檢測出來，經(jīng)過相應(yīng)的電路將所測得信號反饋回伺服驅(qū)動裝置或數(shù)控裝置，構(gòu)成半閉環(huán)或全閉環(huán)系統(tǒng)，補償進給電機的速度或執(zhí)行機構(gòu)的運動誤差，以達到提高運動機構(gòu)精度的目的。脈沖編碼器及光柵尺如圖所示。任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.3任務(wù)準(zhǔn)備脈沖編碼器及光柵尺（2）數(shù)控機床的組成

4）機床本體機床本體就是數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)件，包括床身、箱體、立柱、導(dǎo)軌、工作臺、主軸、進給機構(gòu)、刀具交換機構(gòu)等，如圖所示。此外，為保證數(shù)控機床功能的充分發(fā)揮，還有一些輔助系統(tǒng)，如冷卻、潤滑、液壓（或氣動）、排屑、防護系統(tǒng)等。任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.3任務(wù)準(zhǔn)備數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)（2）數(shù)控機床的組成

5)輔助控制及強電控制裝置（機床I/O電路和裝置）輔助控制及強電控制裝置是實現(xiàn)開關(guān)量I/O控制的執(zhí)行部件，即由繼電器、電磁閥、行程開關(guān)、接觸器等電器組成的邏輯電路。GSK928TC實驗臺的輔助控制及強電控制裝置如圖所示。任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.3任務(wù)準(zhǔn)備GSK928TC實驗臺的輔助控制及強電控制裝置（2）數(shù)控機床的組成

5)輔助控制及強電控制裝置（機床I/O電路和裝置）功能：a．接受CNC的M、S、T指令，對其進行譯碼并轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的控制信號，控制輔助裝置完成機床相應(yīng)開關(guān)動作b．接受操作面板和機床側(cè)的I/O信號，送給CNC裝置，經(jīng)其處理后，輸出指令控制CNC系統(tǒng)的工作狀態(tài)和機床的動作。任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.3任務(wù)準(zhǔn)備GSK928TC實驗臺的輔助控制及強電控制裝置（3）數(shù)控機床的工作原理1）數(shù)控機床的工作過程任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.3任務(wù)準(zhǔn)備傳統(tǒng)加工與數(shù)控加工的比較圖（3）數(shù)控機床的工作原理2）數(shù)控機床的工作原理數(shù)控系統(tǒng)的主要任務(wù)是進行刀具和工件之間相對運動的控制，右圖初步描繪了數(shù)控系統(tǒng)的主要工作過程。任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.3任務(wù)準(zhǔn)備傳統(tǒng)加工與數(shù)控加工的比較圖（3）數(shù)控機床的工作原理2）數(shù)控機床的工作原理

a．在接通電源后，數(shù)控裝置和可編程控制器都將對數(shù)控系統(tǒng)各組成部分的工作狀態(tài)進行檢查和診斷，并設(shè)置初態(tài)。b．當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)具備了正常工作的條件時，開始進行加工控制信息的輸入。c．輸入實際使用刀具的參數(shù)，及實際工件原點相對機床原點的坐標(biāo)位置。d．對輸入的加工控制信息進行預(yù)處理，即進行譯碼和預(yù)計算（刀補計算、坐標(biāo)變換等）。任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.3任務(wù)準(zhǔn)備（3）數(shù)控機床的工作原理2）數(shù)控機床的工作原理e．要產(chǎn)生的運動軌跡在幾何數(shù)據(jù)中由各曲線段起、終點及其連接方式（如直線和圓弧等）等主要幾何數(shù)據(jù)給出，數(shù)控裝置中的插補器能根據(jù)已知的幾何數(shù)據(jù)進行插補處理。f．由數(shù)控裝置發(fā)出的開關(guān)命令在系統(tǒng)程序的控制下，在各加工程序段插補處理開始前或完成后，適時輸出給機床控制器。g．在機床的運行過程中，數(shù)控系統(tǒng)要隨時監(jiān)視數(shù)控機床的工作狀態(tài)，通過顯示部件及時向操作者提供系統(tǒng)工作狀態(tài)和故障情況。任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.3任務(wù)準(zhǔn)備（4）數(shù)控機床的分類數(shù)控機床的分類主要有四種分類方式。按加工工藝分類、按控制系統(tǒng)的功能水平分類、按伺服裝置的功能水平分類、按數(shù)控機床的檔次分類。1）按加工工藝分類①普通數(shù)控機床：數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床、數(shù)控鉆床等。②加工中心：帶刀庫和自動換刀裝置，如車削中心、加工中心等。③其它：三坐標(biāo)測量機、機械手（工業(yè)機器人）、自動繪圖機等。任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.3任務(wù)準(zhǔn)備（4）數(shù)控機床的分類2）按控制功能分類①點位控制的數(shù)控機床特點：僅能實現(xiàn)刀具相對于工件從一點到另一點的精確定位運動；對軌跡不作控制要求；運動過程中不進行任何加工。適用范圍：數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控沖床和數(shù)控測量機。

任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.3任務(wù)準(zhǔn)備（4）數(shù)控機床的分類2）按控制功能分類②輪廓控制數(shù)控特點：具有控制幾個進給軸同時諧調(diào)運動(坐標(biāo)聯(lián)動)，使工件相對于刀具按程序規(guī)定的軌跡和速度運動，在運動過程中進行連續(xù)切削加工的數(shù)控系統(tǒng)。適用范圍：數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心等用于加工曲線和曲面零件的機床。現(xiàn)代的數(shù)控機床基本上都是裝備的這種數(shù)控系統(tǒng)。任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.3任務(wù)準(zhǔn)備（4）數(shù)控機床的分類3）按伺服系統(tǒng)的特點分類

按數(shù)控系統(tǒng)的進給伺服系統(tǒng)有無位置測量裝置可分為開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)和閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，在閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)中根據(jù)位置測量裝置安裝的位置又可分為全閉環(huán)和半閉環(huán)兩種。按伺服系統(tǒng)的特點分類數(shù)控機床分為開環(huán)控制的數(shù)控機床、半閉環(huán)控制的數(shù)控機床、閉環(huán)控制的數(shù)控機床。①開環(huán)控制的數(shù)控機床開環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)原理框圖如圖所示。任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.3任務(wù)準(zhǔn)備電機機械執(zhí)行部件A相、B相C相、…f、nCNC插補指令脈沖頻率f脈沖個數(shù)n換算脈沖環(huán)形分配變換功率放大開環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)控制原理框圖（4）數(shù)控機床的分類3）按伺服系統(tǒng)的特點分類①開環(huán)控制的數(shù)控機床開環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)無位置反饋，精度相對閉環(huán)系統(tǒng)來講不高，其精度主要取決于進給驅(qū)動系統(tǒng)和機械傳動機構(gòu)的性能和精度。一般以功率步進電機作為伺服驅(qū)動元件。這類系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、工作穩(wěn)定、維修簡單、價格低廉等優(yōu)點，在精度和速度要求不高、驅(qū)動力矩不大的場合得到廣泛應(yīng)用。一般用于經(jīng)濟型數(shù)控機床。特點：結(jié)構(gòu)簡單，步進驅(qū)動，無位置速度反饋；沒有位置測量裝置，信號流是單向的（數(shù)控裝置T進給系統(tǒng)），故系統(tǒng)穩(wěn)定性好，但精度較低。任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.3任務(wù)準(zhǔn)備電機機械執(zhí)行部件A相、B相C相、…f、nCNC插補指令脈沖頻率f脈沖個數(shù)n換算脈沖環(huán)形分配變換功率放大（4）數(shù)控機床的分類3）按伺服系統(tǒng)的特點分類②半閉環(huán)控制的數(shù)控機床半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的位置采樣點如圖所示，是從驅(qū)動裝置(常用伺服電機)或絲杠引出，采樣旋轉(zhuǎn)角度進行檢測，不是直接檢測運動部件的實際位置。任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.3任務(wù)準(zhǔn)備半閉環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)控制原理框圖（4）數(shù)控機床的分類3）按伺服系統(tǒng)的特點分類②半閉環(huán)控制的數(shù)控機床半閉環(huán)環(huán)路內(nèi)不包括或只包括少量機械傳動環(huán)節(jié)，因此可獲得穩(wěn)定的控制性能，其系統(tǒng)的穩(wěn)定性雖不如開環(huán)系統(tǒng)，但比閉環(huán)要好。由于絲杠的螺距誤差和齒輪間隙引起的運動誤差難以消除。因此，其精度較閉環(huán)差，較開環(huán)好。但可對這類誤差進行補償，因而仍可獲得滿意的精度。半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)試方便、精度也較高，因而在現(xiàn)代CNC機床中得到了廣泛應(yīng)用。特點：精度較高，采用交流或直流伺服驅(qū)動及伺服電機，有角位移、角速度檢測裝置，結(jié)構(gòu)緊湊。任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.3任務(wù)準(zhǔn)備（4）數(shù)控機床的分類3）按伺服系統(tǒng)的特點分類③閉環(huán)控制的數(shù)控機床全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的位置采樣點如圖的虛線所示，直接對運動部件的實際位置進行檢測。任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.3任務(wù)準(zhǔn)備閉環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)控制原理框圖位置控制調(diào)節(jié)器速度控制調(diào)節(jié)與驅(qū)動檢測與反饋單元位置控制單元速度控制單元++--電機機械執(zhí)行部件CNC插補指令實際位置反饋實際速度反饋（4）數(shù)控機床的分類3）按伺服系統(tǒng)的特點分類③閉環(huán)控制的數(shù)控機床從理論上講，可以消除整個驅(qū)動和傳動環(huán)節(jié)的誤差、間隙和失動量。具有很高的位置控制精度。由于位置環(huán)內(nèi)的許多機械傳動環(huán)節(jié)的摩擦特性、剛性和間隙都是非線性的，故很容易造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定，使閉環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計、安裝和調(diào)試都相當(dāng)困難。該系統(tǒng)主要用于精度要求很高的鏜銑床、超精車床、超精磨床以及較大型的數(shù)控機床等。特點：精度高，采用交流或直流伺服驅(qū)動及伺服電機，有直線位移、速度檢測裝置，價格貴，調(diào)試?yán)щy。任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.3任務(wù)準(zhǔn)備位置控制調(diào)節(jié)器速度控制調(diào)節(jié)與驅(qū)動檢測與反饋單元位置控制單元速度控制單元++--電機機械執(zhí)行部件CNC插補指令實際位置反饋實際速度反饋（4）數(shù)控機床的分類4）按控制系統(tǒng)的功能水平分類①經(jīng)濟型：開環(huán)控制、單片機的CNC、數(shù)碼管或單色小液晶顯示、內(nèi)存小于100KB、步進電機驅(qū)動、聯(lián)動軸數(shù)2軸-2軸半、機床快速小于6米/分鐘；精度為0.01mm以上，系統(tǒng)的價格便宜。典型系統(tǒng)有：大方、西門子802S等，主要適用于車床等。②普及型：半閉環(huán)控制、8-32位CPU的CNC、9寸單色顯示器、無圖形彩色顯示、內(nèi)存約150KB、有DNC功能、模擬式直流有刷或直流無刷伺服電機驅(qū)動、聯(lián)動軸數(shù)3-4軸、機床快速：6-16米/分鐘；定位精度為0.005-0.01mm。典型系統(tǒng)有Fanuc0、西門子810、802C系列、華中21M等，主要適用于價格較低的車、銑、加工中心。任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.3任務(wù)準(zhǔn)備（4）數(shù)控機床的分類4）按控制系統(tǒng)的功能水平分類③高檔型：全閉環(huán)控制、32-64位CPU的CNC、彩色或TFT液晶顯示器、圖形顯示、內(nèi)存》150KB、有DNC和網(wǎng)絡(luò)功能、可擴展數(shù)字仿形等功能；良好的用戶編程界面；數(shù)字式交流無刷伺服電機驅(qū)動、聯(lián)動軸數(shù)4軸以上、機床快速進給可達到16米/分鐘以上；定位精度高于0.005mm。典型系統(tǒng)有Fanuc160i、西門子840系列、馬扎克640等，主要適用于高檔高精度的加工中心。任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.3任務(wù)準(zhǔn)備控制系統(tǒng)的功能水平比較可參考下表。任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.3任務(wù)準(zhǔn)備控制系統(tǒng)功能高檔中檔（普及型）低檔（經(jīng)濟型）主軸功能無級變速、C軸功能機械變速分辯率0.1μm1μm10μm進給速度15~100m/min15~24m/min8~15m/min伺服驅(qū)動閉環(huán)半閉環(huán)開環(huán)電機交、直流伺服電機步進電機聯(lián)動軸數(shù)2~4軸或2~5軸2~3軸通信功能MAP，聯(lián)網(wǎng)功能RS232C、RS485無顯示功能三維圖形彩顯CRT圖形顯示數(shù)碼或CRT字符內(nèi)裝PLC有有

無主CPU32位或64位16位或32位8位控制系統(tǒng)的功能比較表（4）數(shù)控機床的分類5）按聯(lián)動軸數(shù)分類①2軸聯(lián)動（平面曲線）②3軸聯(lián)動（空間曲面，球頭刀）③4軸聯(lián)動（空間曲面）④5軸聯(lián)動及6軸聯(lián)動（空間曲面，端銑刀）聯(lián)動軸數(shù)越多數(shù)控系統(tǒng)的控制算法就越復(fù)雜。任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.3任務(wù)準(zhǔn)備（二）實施設(shè)備準(zhǔn)備

（1）數(shù)控維修實驗臺，如左圖所示。

（2）數(shù)控車機床主機，如圖右圖所示。任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.3任務(wù)準(zhǔn)備數(shù)控維修實驗臺數(shù)控車機床主機任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.5任務(wù)實施1.1.7知識和技能拓展1.1.1任務(wù)要求1.1.3任務(wù)準(zhǔn)備1.1.6任務(wù)總結(jié)評價1.1.2知識與能力目標(biāo)1.1.4任務(wù)方案任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.4任務(wù)方案（1）以3~4人組成學(xué)習(xí)小組為作業(yè)單元，完成項目任務(wù)的實施。（2）以小組討論制訂出任務(wù)實施方案。實驗臺號作業(yè)者學(xué)號組號小組其他成員

任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.5任務(wù)實施1.1.7知識和技能拓展1.1.1任務(wù)要求1.1.3任務(wù)準(zhǔn)備1.1.6任務(wù)總結(jié)評價1.1.2知識與能力目標(biāo)1.1.4任務(wù)方案任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.5任務(wù)實施第1步閱讀與該任務(wù)相關(guān)的知識。第2步填寫下表。序號簡圖名稱作用1

2

任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.5任務(wù)實施第1步閱讀與該任務(wù)相關(guān)的知識。第2步填寫下表。序號簡圖名稱作用3

4

任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.5任務(wù)實施1.1.7知識和技能拓展1.1.1任務(wù)要求1.1.3任務(wù)準(zhǔn)備1.1.6任務(wù)總結(jié)評價1.1.2知識與能力目標(biāo)1.1.4任務(wù)方案（1）自我評估針對能力目標(biāo)，對自己在任務(wù)實施過程中的表現(xiàn)給出分?jǐn)?shù)（滿分100分）及A優(yōu)秀、B良好、C合格、D不合格等級予以客觀評價。任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.6任務(wù)總結(jié)評價知識與能力

問題與建議

自我打分：

分評價等級：

級（2）小組評價小組同學(xué)對該同學(xué)在任務(wù)實施過程中的表現(xiàn)給出分?jǐn)?shù)（單項0～20分）及等級予以客觀、合理評價。任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.6任務(wù)總結(jié)評價獨立工作能力學(xué)習(xí)創(chuàng)新能力小組發(fā)揮作用任務(wù)完成其它分分分分分五項總計得分：

分評價等級：

級（3）教師評價指導(dǎo)老師根據(jù)學(xué)生在學(xué)習(xí)及任務(wù)實施過程中的工作態(tài)度、綜合能力、任務(wù)完成情況予以評價。任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.6任務(wù)總結(jié)評價得分：分，評價等級：級任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.5任務(wù)實施1.1.7知識和技能拓展1.1.1任務(wù)要求1.1.3任務(wù)準(zhǔn)備1.1.6任務(wù)總結(jié)評價1.1.2知識與能力目標(biāo)1.1.4任務(wù)方案（1）新技術(shù)展望：電主軸電主軸是主軸電動機的一種結(jié)構(gòu)形式，驅(qū)動器可以是變頻器或主軸伺服，也可以不要驅(qū)動器。電主軸由于電機和主軸合二為一，沒有傳動機構(gòu)，因此，大大簡化了主軸的結(jié)構(gòu)，并且提高了主軸的精度，但是抗沖擊能力較弱，而且功率還不能做得太大，一般在10KW以下。由于結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢，電主軸主要向高速方向發(fā)展，一般在10000r/min以上。任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.7知識和技能拓展電主軸外觀及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖（1）新技術(shù)展望：電主軸安裝電主軸的機床主要用于精加工和高速加工，例如高速精密加工中心。另外，在雕刻機和有色金屬以及非金屬材料加工機床上應(yīng)用較多。任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.7知識和技能拓展電主軸外觀及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖（2）思考、作業(yè)等1）按伺服系統(tǒng)的特點分類，數(shù)控機床分為那幾類？各有何優(yōu)缺點？2）數(shù)控加工與普通機床加工有何不同？任務(wù)1.1認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件1.1.7知識和技能拓展1.11.2認(rèn)識數(shù)控機床的組成部件認(rèn)識數(shù)控維修實驗臺任務(wù)1.2認(rèn)識數(shù)控維修實驗臺1.2.5任務(wù)實施1.2.7知識和技能拓展1.2.1任務(wù)要求1.2.3任務(wù)準(zhǔn)備1.2.6任務(wù)總結(jié)評價1.2.2知識與能力目標(biāo)1.2.4任務(wù)方案簡述數(shù)控維修實驗臺以下各主要組成部分的名稱及作用，如下圖所示。任務(wù)1.2認(rèn)識數(shù)控維修實驗臺1.2.1任務(wù)要求序號簡圖名稱電路原理圖1

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簡述數(shù)控維修實驗臺以下各主要組成部分的名稱及作用，如下圖所示。任務(wù)1.2認(rèn)識數(shù)控維修實驗臺1.2.1任務(wù)要求序號簡圖名稱電路原理圖3

4

任務(wù)1.2認(rèn)識數(shù)控維修實驗臺1.2.5任務(wù)實施1.2.7知識和技能拓展1.2.1任務(wù)要求1.2.3任務(wù)準(zhǔn)備1.2.6任務(wù)總結(jié)評價1.2.2知識與能力目標(biāo)1.2.4任務(wù)方案（1）了解機床常用電氣元件及其功能。（2）了解GSK928TC數(shù)控維修實驗臺的基本結(jié)構(gòu)。任務(wù)1.2認(rèn)識數(shù)控維修實驗臺1.2.2知識與能力目標(biāo)任務(wù)1.2認(rèn)識數(shù)控維修實驗臺1.2.5任務(wù)實施1.2.7知識和技能拓展1.2.1任務(wù)要求1.2.3任務(wù)準(zhǔn)備1.2.6任務(wù)總結(jié)評價1.2.2知識與能力目標(biāo)1.2.4任務(wù)方案（一）知識準(zhǔn)備（1）GSK928TC數(shù)控維修實驗臺的基本結(jié)構(gòu)GSK928TC數(shù)控維修實驗臺如圖所示。任務(wù)1.2認(rèn)識數(shù)控維修實驗臺1.2.3任務(wù)準(zhǔn)備數(shù)控維修實驗臺正面數(shù)控維修實驗臺背面數(shù)控維修實驗臺（一）知識準(zhǔn)備（1）GSK928TC數(shù)控維修實驗臺的基本結(jié)構(gòu)1）數(shù)控維修實驗臺正面實驗臺正面由數(shù)控系統(tǒng)面板、電源開關(guān)（斷路器）、啟動停止按鈕、急停開關(guān)、故障點設(shè)置按鈕組成。如圖所示。任務(wù)1.2認(rèn)識數(shù)控維修實驗臺1.2.3任務(wù)準(zhǔn)備（a）數(shù)控系統(tǒng)面板（b）電源開關(guān)（斷路器）數(shù)控維修實驗臺正面（一）知識準(zhǔn)備（1）GSK928TC數(shù)控維修實驗臺的基本結(jié)構(gòu)1）數(shù)控維修實驗臺正面實驗臺正面由數(shù)控系統(tǒng)面板、電源開關(guān)（斷路器）、啟動停止按鈕、急停開關(guān)、故障點設(shè)置按鈕組成。如圖所示。任務(wù)1.2認(rèn)識數(shù)控維修實驗臺1.2.3任務(wù)準(zhǔn)備（c）啟動停止按鈕（d）急停開關(guān)數(shù)控維修實驗臺正面（e）故障點設(shè)置按鈕（一）知識準(zhǔn)備（1）GSK928TC數(shù)控維修實驗臺的基本結(jié)構(gòu)

2）數(shù)控維修實驗臺背面實驗臺背面由數(shù)控系統(tǒng)接口、開關(guān)電源、強電板組成。任務(wù)1.2認(rèn)識數(shù)控維修實驗臺1.2.3任務(wù)準(zhǔn)備數(shù)控維修實驗臺背后（a）數(shù)控系統(tǒng)接口、開關(guān)電源（b）強電板（一）知識準(zhǔn)備（2）機床電氣常用電氣元件及其功能1）小型斷路器小型斷路器主要用于照明電系統(tǒng)和機床控制回路，如左圖所示，右圖為斷路器的電路圖形符號。任務(wù)1.2認(rèn)識數(shù)控維修實驗臺1.2.3任務(wù)準(zhǔn)備小型斷路器外形斷路器的電路圖形符號（一）知識準(zhǔn)備（2）機床電氣常用電氣元件及其功能1）小型斷路器機床上常用DZ30-32、DZ47-60等系列小型斷路器。以DZ30-32為例，主要適用范圍：DZ30-32系列小型斷路器，主要用于交流50Hz或者60Hz、額定電壓230V、額定電流至32A，作為線路不頻繁接通、分?jǐn)嗪娃D(zhuǎn)換之用，具有過載、短路保護功能等保護功能。小型斷路器型號及其含義:任務(wù)1.2認(rèn)識數(shù)控維修實驗臺1.2.3任務(wù)準(zhǔn)備（一）知識準(zhǔn)備（2）機床電氣常用電氣元件及其功能

2）接觸器接觸器是一種用于頻繁地接通或切斷帶有負(fù)載的主電路的自動控制電器。按照接觸器主觸頭通過電流的種類，可分為交流接觸器和直流接觸器。機床上主要使用交流接觸器，左圖為交流接觸器外形圖，右圖為流接觸器電路圖形符號。任務(wù)1.2認(rèn)識數(shù)控維修實驗臺1.2.3任務(wù)準(zhǔn)備交流接觸器線圈常開觸點常閉觸點交流接觸器電路圖形符號（一）知識準(zhǔn)備（2）機床電氣常用電氣元件及其功能

2）接觸器交流接觸器工作原理：交流接觸器是根據(jù)電磁原理工作的，如圖交流接觸器工作原理圖中當(dāng)電磁線圈5通電后產(chǎn)生磁場，使靜鐵心6產(chǎn)生電磁吸力吸引動鐵心4向下運動，使常開主觸頭1（一般三對）閉合，同時常閉輔助觸頭2（一般兩對）斷開，常開輔助觸頭3（一般兩對）閉合。當(dāng)線圈斷電時，電磁力消失，動觸頭在彈簧8作用下向上復(fù)位，各觸頭復(fù)原（即三對主觸頭斷開、兩對常閉輔助觸頭閉合、兩對常開輔助觸頭斷開）。任務(wù)1.2認(rèn)識數(shù)控維修實驗臺1.2.3任務(wù)準(zhǔn)備1-主觸頭；2-常閉輔助觸頭；3-常開輔助頭；4-動鐵心；5-電磁線圈；6-靜鐵心；7-滅弧罩；8-彈簧交流接觸器電路圖形符號（一）知識準(zhǔn)備（2）機床電氣常用電氣元件及其功能

3）繼電器繼電器是一種根據(jù)某種輸入信號的變化，而接通或斷開控制電路，實現(xiàn)控制目的的電器。繼電器的輸入信號可以是電流、電壓等電學(xué)量，也可以是溫度、速度、時間、壓力等非電量，而輸出通常是觸頭的動作（斷開或閉合）。繼電器的種類很多，按工作原理可分電磁式繼電器、熱繼電器、壓力繼電器、時間繼電器、速度繼電器等。在機床電氣控制中，應(yīng)用最多的是電磁式繼電器。任務(wù)1.2認(rèn)識數(shù)控維修實驗臺1.2.3任務(wù)準(zhǔn)備（一）知識準(zhǔn)備（2）機床電氣常用電氣元件及其功能

3）繼電器

a．電磁式繼電器①電磁式繼電器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理電磁式繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理與電磁式接觸器相似，也是由電磁機構(gòu)、觸點系統(tǒng)和釋放彈簧等部分組成。觸點有動觸點和靜觸點之分，在工作過程中能夠動作的稱為動觸點，不能動作的稱為靜觸點。如圖為電磁式繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖。任務(wù)1.2認(rèn)識數(shù)控維修實驗臺1.2.3任務(wù)準(zhǔn)備電磁式繼電器結(jié)構(gòu)示意圖（一）知識準(zhǔn)備（2）機床電氣常用電氣元件及其功能

3）繼電器

a．電磁式繼電器①電磁式繼電器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理當(dāng)線圈通電后，鐵心被磁化產(chǎn)生足夠大的電磁力，吸動銜鐵并帶動簧片，使動斷觸點和觸點閉合或分開；當(dāng)線圈斷電后，電磁吸力消失，銜鐵返回原來的位置，動觸點和靜觸點又恢復(fù)到原來閉合或分開的狀態(tài)。應(yīng)用時只要把需要控制的電路接到觸點上，就可利用繼用器達到控制的目的。任務(wù)1.2認(rèn)識數(shù)控維修實驗臺1.2.3任務(wù)準(zhǔn)備電磁式繼電器結(jié)構(gòu)示意圖線圈常開觸點常閉觸點（一）知識準(zhǔn)備（2）機床電氣常用電氣元件及其功能

3）繼電器

b．熱繼電器熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)原理來切斷電路的保護電器，主要用于電動機或其他負(fù)載的過載保護。熱繼電器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理：熱繼電器主要由雙金屬片、加熱元件、動作機構(gòu)、觸點系統(tǒng)、整定調(diào)整裝置及溫度補償元件等組成。如圖所示為熱繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖。任務(wù)1.2認(rèn)識數(shù)控維修實驗臺1.2.3任務(wù)準(zhǔn)備熱繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖1、4主雙金屬片；2、3發(fā)熱元件；5導(dǎo)板；6溫度補償片；7推桿8靜觸頭；9動觸頭；10調(diào)節(jié)螺釘；11彈簧；12凸輪旋鈕；13手動復(fù)位按鈕14支撐桿（一）知識準(zhǔn)備（2）機床電氣常用電氣元件及其功能3）繼電器

b．熱繼電器

雙金屬片由兩種膨脹系數(shù)不同的金屬碾壓而成，當(dāng)雙金屬片受熱膨脹時會彎曲變形。實際應(yīng)用時，將雙金屬片與發(fā)熱元件串接于電動機的控制電路中。當(dāng)負(fù)載電流超過整定電流值并經(jīng)過一定時間后，發(fā)熱元件所產(chǎn)生的熱量使雙金屬片受熱彎曲，帶動動觸點與靜觸點分?jǐn)啵袛嚯妱訖C的控制回路，使接觸器線圈斷電釋放，從而斷開主電路，實現(xiàn)對電動機的過載保護。電源切斷后，電流消失，雙金屬片逐漸冷卻，經(jīng)過一段時間后恢復(fù)原狀，動觸點在失去作用力的情況下，靠自身彈簧的彈性自動復(fù)位。任務(wù)1.2認(rèn)識數(shù)控維修實驗臺1.2.3任務(wù)準(zhǔn)備（一）知識準(zhǔn)備（2）機床電氣常用電氣元件及其功能3）繼電器

b．熱繼電器

由此可見，熱繼電器由于熱慣性，當(dāng)電路短路時不能立即動作使電路立即斷開，因此不能作短路保護。下圖為發(fā)熱元件和熱繼電器觸點的電路圖形。任務(wù)1.2認(rèn)識數(shù)控維修實驗臺1.2.3任務(wù)準(zhǔn)備發(fā)熱元件和熱繼電器觸點（一）知識準(zhǔn)備（2）機床電氣常用電氣元件及其功能4）熔斷器熔斷器是一種廣泛應(yīng)用的最簡單有效的保護電器。在使用時，熔斷器串接在所保護的電路中，當(dāng)電路發(fā)生短路或嚴(yán)重的過載時，它的熔體能自動迅速熔斷，從而切斷電路，使導(dǎo)線和電氣設(shè)備不致?lián)p壞。熔斷器主要由熔體和熔座組成。熔體一般由熔點低，易于熔斷、導(dǎo)電性良好的合金材料制成。熔體熔斷后再次工作必須更換熔體。任務(wù)1.2認(rèn)識數(shù)控維修實驗臺1.2.3任務(wù)準(zhǔn)備熔斷器的外形及電路符號（一）知識準(zhǔn)備（2）機床電氣常用電氣元件及其功能

5）控制按鈕控制按鈕是一種結(jié)構(gòu)簡單、應(yīng)用廣泛的主令電器。主要用于控制接觸器、電磁起動器、繼電器線圈的接通或斷開，也可用于電氣聯(lián)鎖線路等。按鈕原來就接通的觸點，稱為常閉觸點；原來就斷開的觸點，稱為常開觸點。任務(wù)1.2認(rèn)識數(shù)控維修實驗臺1.2.3任務(wù)準(zhǔn)備控制按鈕SBSB控制按鈕的外形及電路符號動合觸點（常開觸點）動斷觸點（常閉觸點）動合觸點按鈕動斷觸點按鈕急停按鈕（一）知識準(zhǔn)備（2）機床電氣常用電氣元件及其功能

6）控制變壓器

變壓器是一種將某一數(shù)值的交流電壓變換成頻率形同但數(shù)值不同的交流電壓的靜止電器。機床控制變壓器使用于交流50-60HZ，輸入電壓不超過660V，作為各類機床、機械設(shè)備等一般電器的控制電源、步進電機驅(qū)動器、局部照明及指示燈的電源。右圖為機床變壓器的外形圖。任務(wù)1.2認(rèn)識數(shù)控維修實驗臺1.2.3任務(wù)準(zhǔn)備機床變壓器的外形圖（一）知識準(zhǔn)備（2）機床電氣常用電氣元件及其功能

7）直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源的功用是將非穩(wěn)定的交流電源轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電源。在數(shù)控機床系統(tǒng)中，需要穩(wěn)壓電源給驅(qū)動器、控制電源、直流繼電器、數(shù)控系統(tǒng)等提供直流電源，數(shù)控系統(tǒng)主要使用開關(guān)電源和一體化電源。開關(guān)電源：開關(guān)電源被稱為高效節(jié)能電源，因為內(nèi)部電路工作在高頻開關(guān)狀態(tài)，所以自身消耗能量很低。由于沒有工頻變壓器，所以體積和重量很小。任務(wù)1.2認(rèn)識數(shù)控維修實驗臺1.2.3任務(wù)準(zhǔn)備開關(guān)電源