第一章 绪论 考核知识点与考核要求 一.机床数控技术的基本概念 识记：数控机床的工作流程：
理解：数字控制以及数控技术的概念。
二、数控机床的组成和分类 识记：数控机床的各组成：数值控制机床的工作母机总称
理解：
指刀具从某一位置移到下一个位置的过程中，不考虑其运动轨迹，只要求刀具最终能准确地到达目标位置。有数控钻床、数控镗床、数控冲床
不仅要保证点与点之间的准确位定位，而且要控制两相关点之间的位移速度和路线。有简易数控车床、简易数控铣床，一般有2~3个可控制轴，但同时可控制的只有一轴。
能同时控制两个及以上的轴，对位置和速度进行严格的不间断控制。具有直线圆弧插补功能、刀具补偿功能等，有数控车床、车削中心、加工中心
这类机床不带有位置检测装置，数控装置将零件程序处理后，输出数字指令信号给伺服系统，驱动机床运动。指令信号流时单向的
这类机床带有检测装置，随时接受在工作台断测得的实际位置反馈信号，将其与数控装置发来的指令信号向比较，由其差值控制进给轴运动，直到差值为0，进给轴停止运动。 闭环控制可以消除包括工作台传动链在内的误差，从而定位精度高，速度调节块，但由于工作台惯量大，给系统的设计和调整带来很大的困难
其与闭环控制的数控机床的区别在于检测的反馈信号不是来自工作台，而是来自电动机端或丝杠端连接的测量元件。控制精度没有闭环高，但机床的稳定性却由于大惯量工作台被排除在控制环外而提高，调试方便，广泛用于数控机床中 应用：用框图描述数控机床的组成及各部分之间的控制关系。 
三、数控机床的特点及适用范围 理解：数控机床的特点：
应用：数控机床的适用范围： 当零件不太复杂，生产批量较小时，宜采用通用机床；当生产批量较大时，宜采用专用机床；当零件复杂程度较高时，宜采用数控机床 本章重点、难点 数控机床的组成、特点和分类。 第二章 数控加工编程基础 考核知识点与考核要求 一、数控加工编程的基本概念和编程的内容 识记：
将零件图样到制成控制介质的全部过程称为数控加工的程序编制，简称数控编程
手工编程：用人工完成程序编制的全部工作。几何形状简单的零件、数值计算简单，程序段不多 自动编程：程序大部分或全部由计算机来完成 理解：数控编程的内容和步骤
应用：认识工艺对于编程人员的重要性 编程人员要根据图样进行工艺分析，然后选择加工方案，确定加工顺序、加工路线、装卡方式、刀具、工装以及切削用量等工艺参数，综合考虑所用数控机床的指令功能，充分发挥数控机床的效能 二、编程的基础知识 识记：
完整的零件加工程序由程序号和若干个程序段组成，每个程序段由若干个指令字组成，每个指令字由字母、数字、符号组成。O0600，O为程序号地址码，0600程序的编号。每个程序段易程序段序号N开头，以“；”结束
理解：
指一个程序段中字的排列顺序和表达方式。广泛采用的是字地址程序段格式，这种格式的程序段长短、字数、字长都是可变的，字的排列顺序没有要求，其程序简短、直观、可读性强，易于检验和修改。 字地址程序段的一般格式：N— G— X— Y— Z— F— S— T— M—； N—程序段序号字； G—准备功能字；X— Y— Z—尺寸字；F—进给功能字；S—主轴转速功能字；T—刀具功能字；M—辅助功能字；“；”程序段结束符
分为续效代码（表示该代码在一个程序段中被使用后就一直有效，直到出现同组中的其他任一G代码时才失效。同一组续效代码在同一程序段中不能同时出现，否则只有最后的代码有效）和非续效代码（只在该代码的程序段中有效）
应用：
三、常用准备功能指令的编程方法 识记： 功能指令：是程序段组成的基本单位，是编制加工程序的基础 理解： 常用G指令及其格式：
G90绝对坐标，G90 G01 X30 Y40 G91增量坐标，G91 G01 X-50 Y-30与G01 U-50 V-30等效
坐标系设定程序：G92 X320 Z200，X为刀尖相对于回转中心的直径的值，只能使用绝对坐标，不能使用增量坐标，可根据需要重复设定或改变编程原点
格式：G00 X_ Y_ Z_，XYZ为绝对或增量坐标，G00无需指定速度，即F指令无效；
编程格式：G01 X_ Y_ Z_F_，XYZ为直线终点的决定或增量坐标，F为沿插补方向的插补速度。G01即可双坐标联动插补，也可三坐标联动插补，其程序段中必须含有F，否则机床不动作，G01和F均为续效指令
程序段格式： 车床，程序段中的平面指令可省略；铣床，G17可省略。终点坐标XYZ，可以为绝对坐标，也可为增量坐标，还可用增量坐标字UVW指定。圆心坐标IJK一般用圆弧起点指向圆心的矢量在坐标系中的分矢量来决定，且不受G90控制。用R编程时，R带有 “±”，若圆弧对应的圆心角θ≤180°，取?，若180°＜θ＜360°，取?。用半径值编程时，不能描述整圆。
G41表示刀具左偏，指顺着刀具前进的方向观察，刀具偏在工件轮廓的左边 G42表示刀具右偏，指顺着刀具前进的方向观察，刀具偏在工件轮廓的右边 G40为注销左右偏置的指令，取消刀补，使刀具中心与编程轨迹重合 G40与G41或G42配合使用，G41、G42为续效指令 格式：①与G00、G01配合使用
D功能字指定刀具半径补偿值寄存器的地址号，如D01,D02等，加工时由G调用 应用：1.刀具磨损或重磨后半径变小，这时只要手工输入新的刀具半径值到程序的D功能字指定的储存器即可，不必修改程序；2.利用刀具半径补偿能做粗精加工余量补偿，欲留加工余量Δ，则在粗加工前输入数值r+Δ的偏置量；3.利用改变输入R值的大小，可以控制轮廓尺寸的精度，对加工误差进行补偿；4.利用刀补功能进行凹凸模具加工，用G41可以得到凸模轨迹，用G42可以得到凹磨轨迹
用于刀具轴向（Z方向）的补偿，它可使刀具在Z方向上的实际位移大于或小于给定值，即：正偏置G43 Z实际值=Z指令值+（H--），负偏置G44 Z实际值=Z指令值-（H--） 格式： Z是程序中给定的坐标值，H值是刀具长度补偿值寄存器的地址号，该寄存器中存放着补偿值。注销也用G40。 四、数控编程的工艺处理 识记：
重要性：关系到所编零件加工程序的正确性和合理性 内容：数控加工的合理性分析，零件的工艺性分析，工艺过程和工艺路线的确定，零件安装方法的确定，选择刀具和确定切削用量
理解：
数控机床加工过程中刀具刀位点相对于被加工零件的运动轨迹和运动方向
注意点举例：①为避免铣刀沿法向直接切入切出零件时在轮廓处直接抬刀而留下刀痕，应采用外延法；②在轮廓铣削过程中应避免停顿，否则会引起切削力突然变化，会在停顿处轮廓留下刀痕；③当切削余量较大时，采用多次进给逐渐切削的方法，最后留精加工余量0.2~0.5mm
对刀点可在工件上，也可在工件外，但必须与零件的定位基准有尺寸关系，应尽量选择零件的设计基准或工艺基准上。 选择原则:①要便于数学处理和简化程序编制；②在机床上找正容易，加工中检查方便；③引起的加工误差小
可为某一固定点，也可为任意设定的一点，应设在工件或夹具的外部，以刀架转位时不碰工件为准
刀具的选用影响机床的加工效率和加工质量，选择刀具通常考虑工件材料、加工型面类型、机床加工能力、工序内容 切削用量包括：主轴转速、背吃刀量、进给速度、切削宽度 应用： 针对不同类型的加工，如何合理的选择加工路线、工艺装备和工艺参数
五、程序编制中的数值处理 识记： 数值处理的目的 根据工件图样的要求，按照已确定的加工路线和允许的编程误差，计算出数控系统所需输入的数据。包含：①基点和节点的计算；②刀位点轨迹的计算；③辅助计算 理解：
把各几何元素（直线、圆弧、二次曲线等）相互间的连接点称为基点
任一轮廓的曲线均用连续的直线来逼近，这时根据编程所允许的误差，将曲线分割成若干个直线段，其相邻两直线交点称为节点
等间距法、等步长法、等误差法
圆弧分割法、三点作圆法 应用： 具有简单轮廓的零件的基点的计算
本章重点、难点 数控编程的内容和步骤、数控机床的坐标系、常用准备功能G指令及其使用、加工路线的选择以及基点的计算。 第三章 数控加工程序的编制 考核知识点与考核要求 一.数控车床的程序编制 识记： 数控车床的编程特点
理解：车削编程中使用的循环指令、车削加工的工艺分析。 应用：给定零件，进行车削加工的编程。 二.数控铣床以及加工中心的程序编制 识记：数控铣床以及加工中心的编程特点。 数控铣床编程特点：
加工中心的编程特点：
理解：铣削及加工中心编程中常用的功能指令、加工中心换刀程序的编制。 应用：给定零件，进行铣削加工的编程。 三.自动编程简介 识记：
是指用计算机来代替手工编程
CAXA-ME、UGⅡ、Pro/E、CATIA、Master CAM、CIMATRON 理解：图像交互式自动编程系统的处理过程
本章重点、难点 数控车床的编程、数控铣床的编程。 第四章 计算机数控装置 考核知识点与考核要求 1.CNC装置的组成及功能 识记：CNC系统的组成:数控程序、输入输出设备、CNC装置（核心）、PLC、主轴驱动装置、进给驱动装置 CNC装置组成：硬件（具有一般计算机的基本结构和特殊功能的模块与接口）、软件（管理软件和控制软件） 理解：CNC装置的主要功能（基本功能<必备>和选择功能）
应用：能用图表的方式表达CNC装置的软、硬件的构成：书P80图4-2&图4-3 2.CNC装置硬件结构 识记： CNC装置的分类：
开放式数控系统及其特点： 定义：必须提供不同应用程序协调地运行于系统平台之上的能力，提供面向功能的动态重构工具，同时提供标准化的应用程序界面 特点：
系统的实时性：指执行任务有严格的时间要求，必须在系统规定的时间内完成，否则将导致执行结果错误和系统故障。 理解： △单微处理器、多微处理器结构的区别和各自的特点；
微处理器由控制器和运算器组成，完成控制和运算方面内容。 总线是将微处理器、存储器、输入输出接口等相对独立的装置或功能部件联系起来，并传输信息的公共通道。它包括数据总线、地址总线、控制总线
典型结构：共享总线型、共享存储器型 优点：运算速度快、性价比高；适应性强、扩展容易；可靠性高；硬件易于组织生产 △多微处理器结构CNC装置的功能模块、总线仲裁方式。
总线仲裁方式：（某一时刻只能由一个主模块占用总线）
3. CNC装置软件结构 识记： CNC装置软硬件的分工： 硬件处理速度快，但造价高；软件设计灵活，适应性强，但处理速度慢。在CNC装置中软件和硬件的分工由性价比决定的。（三种典型的分工见P96图4-19） 理解： 多任务并行处理方式： 并行处理：计算机在同一时刻或同一时间间隔内完成两种或两种以上性质相同或不相同的工作。并行处理方式：
实时中断处理方式：CNC装置的多任务性和实时性决定了中断称为整个装置不可或缺的部分，其中断管理主要靠硬件完成
两种典型软件结构模式：
4.CNC装置的数据预处理 识记： 数据预处理的内容：零件程序的输入、译码、刀具（半径、长度）补偿技术、坐标系转换 数据的存放形式：在零件程序存储器中可以存储多个零件程序，零件程序一般是按顺序存放的。储存在零件程序存储器内的零件程序通常转换为具有一定规律的数控内部代码，便于计算机管理。 坐标系转换：机床在坐标轴全行程范围内任意设置工件坐标系原点，不必考虑它与机床坐标系的关系，在工件坐标系中，坐标值是刀架相对于工件原点的距离 编程方式转换：编程方式有绝对值和增量值两种，在系统内部一般按绝对值方式处理，需进行转换，需要根据两种编程方式程序段数据计算出当前程序终点坐标及移动量 理解： 译码处理：又称翻译程序，它把零件程序段的各种工件轮廓信息、加工速度F、其他辅助信息（M、S、T）按一定规律翻译成计算机系统能识别的数据形式，并按系统规定的格式放在译码结果缓冲器中 译码有解释和编译两种方法，解释：一边解释、一边执行；编译：将输入程序作为源程序，对它进行编译，形成由机器指令组成的目的程序，然后计算机来执行这个目的程序。 译码的主要工作：先代码识别，后各功能的译码 刀具补偿原理： 编制零件加工程序时，一般只考虑零件轮廓的外形，即零件程序段中的尺寸信息取自零件轮廓线。但实际切削控制时，是以刀具中心为控制中心，这样刀具和工件之间的相对切削运动实际形成的轨迹就不是零件的轮廓线了，而是偏移了一个刀具半径值。CNC装置必须能够根据零件轮廓信息和刀具半径自动计算中心轨迹，使其自动偏移轮廓一个刀具半径值 两种不同刀补的处理过程：G40取消刀补、G41左刀补、G42右刀补
刀具半径补偿是在加工平面讨论的 C刀补对轨迹的修正方式：C刀补能够处理两个程序段间转换的各种情况，其不采用圆弧过渡的方法转接轮廓，采用直线过渡的刀补办法，即根据与实际轮廓完全一样的编程轨迹，直接计算出刀具中心轨迹交点的坐标值，然后再对原来的编程轨迹作伸长或缩短的修正。 四种轨迹转接方式：直线与直线、直线与圆弧、圆弧与直线、圆弧与圆弧 过渡类型：伸长型、缩短型、插入型 本章重点、难点 数控装置的硬件结构组成、数控装置的软件结构形式、数控装置的基本功能、C刀补原理及对轨迹修正的方式。 第五章 数控装置的轨迹控制原理 考核知识点与考核要求 1.插补的的基本概念和方法 识记：插补的概念：按照进给速度的要求，在轮廓的起点和终点之间计算出若干中间点的坐标值。 理解： 脉冲增量插补以及数据采样插补的特点： 脉冲增量插补：主要为各坐标轴进行脉冲分配计算，每次插补结束仅产生一个行程增量，以一个个脉冲的形式输出给各进给轴的伺服电机，一个脉冲所产生的进给轴移动量叫脉冲当量。这种插补方法控制精度和进给速度低，主要用于以步进电机为驱动装置的开环控制系统 数据采样插补：又称时间标量插补或数字增量插补。特点是，数控装置产生的不是单个脉冲，而是数字量。插补运算分两步进行，第一步粗插补，在给定起点和终点的曲线之间插入若干个点，即用微小直线段来逼近曲线，每段直线都相等；第二步精插补，在粗插补算出的每一条微小直线上再作“数据点的密集化”工作 应用：数据采样插补的应用：适用于闭环，半闭环的直流或交流伺服电动机为驱动装置的位置采样控制系统。粗插补在每个插补周期内计算出坐标位置增量值，而精插补则在每个采样周期内采样闭环或半闭环反馈位置增量值及插补输出的指令位置增量值，然后算出各坐标轴相应的插补指令位置和实际反馈位置，并将两者相比较求得跟随误差，根据所求得的跟随误差算出相应轴的进给速度指令，并输出给驱动装置。 2.脉冲增量插补 识记： 脉冲增量插补的实质及几种常见方法： 其就是分配脉冲的计算，在插补的过程中不断向各坐标值发出相互协调的进给脉冲，控制机床坐标作相应的移动 常见方法：逐点比较法、数字积分法、比较积分法 理解： 逐点比较法的原理：数控装置在控制刀具按要求轨迹移动过程中，不断比较刀具与给定轮廓的误差，由此决定下一步刀具移动方向，使刀具向减少误差方向的方向移动，且只有一个方向移动。特点：运算直观，插补误差小于一个脉冲量，输出脉冲均匀，而且输出脉冲的速度变化小，调节方便 DDA法插补的原理：
终点判别：由一个与积分器中寄存器容量相同的终点计数器 来实现，其初值为0，每累加一次， 加1，当累加 后，产生溢出，使 =0，完成插补
终点判别：由于x、y方向到达终点的时间不同，需对x、y两个坐标分别进行终点判别，利用两个终点计数器，把x、y坐标所需脉冲数 、 分别存入这两个计数器，x或y积分累加器每输出一个脉冲，响应的减法计数器减1，当某个坐标的计数器为0，说明该坐标已到达终点，停止该坐标的累加运算，当两个计数器均为0时，圆弧插补结束 应用：逐点比较法直线和圆弧插补的运算过程：
任意点坐标（x,y）,线上点坐标（xe,ye） 判别函数 当F=0时，刀具在直线上 当F＞0时，刀具在直线上方，F≥0，沿+x方向走 当F＜0时，刀具在直线下方，F＜0，沿+y方向走 第一象限点（xi,yi）， 沿+x方向， 沿+y方向， 终点判别： 一、把每个程序断中的总步数求出来 二、每走一步判断 ，如果成立，插补结束
起点坐标（xs,ys）,线上点坐标（xe,ye），圆上任意点坐标（x,y） 
取偏差函数 当F=0时，动点在圆弧上 当F＞0时，动点在圆弧外侧，F≥0，沿-x方向走 当F＜0时，动点在圆弧内侧，F＜0，沿+y方向走 沿-x方向， 沿+y方向， 终点判别：同直线插补，总步数
线型 | 偏差 | 偏差计算 | 进给方向 | L1，L4 | F≥0 |  | +x | L2，L3 | F≥0 | -x | L1，L2 | F＜0 | | +y | L3，L4 | F＜0 | -y |
线型 | 偏差 | 偏差计算 | 进给方向 | SR2，NR3 | F≥0 | 
| +x | SR1，NR4 | F＜0 | SR4，NR1 | F≥0 | 
| -x | SR3，NR2 | F＜0 | SR3，NR4 | F≥0 | 
| +y | SR2，NR1 | F＜0 | SR1，NR2 | F≥0 | 
| -y | SR4，NR3 | F＜0 |
3. 数据采样插补（以直流伺服电动机或交流伺服电动机为驱动元件的数控系统中采用） 识记： 数据采样插补的基本原理和插补周期的选择：
理解：直接函数法插补原理：其属于最小偏差法的一种，它与逐点比较法类似，时一种代数运算方法，但它的进给方式不像逐点比较法那样x方向或y方向急剧变化，直接函数法可以比较并选择误差较小的一个进给方向进给，它每插补一步都要计算两个方向并做比较。圆弧插补以弦逼近圆弧，所以进给速度越高，每次插补进给弦长越长，径向误差越大。 4.CNC装置的进给速度控制 识记： 加减速度控制的必要性：为避免在启动时和停止阶段发生冲击、失步、超程和振荡，保证被加工零件的精度和表面粗糙度，刀具和机床的寿命及生产效率。 速度突然升高（降低），伺服进给电机上的进给脉冲频率或电压逐渐增大（减小） 前/后加减速的区别：
理解：进给速度的控制：
脉冲增量插补输出的形式是脉冲，其频率与速度成正比，可以通过控制插补运算的频率来控制进给速度，常用的方法：
数据采样插补根据编程进给速度计算下一个插补周期内合成速度方向上的进给量 ， 为系统在稳定进给状态下的插补进给量（ ），F为编程速度（ ），T为插补周期（ms），K为速度系数（倍率） 本章重点、难点 脉冲增量插补以及数据采样插补的特点、逐点比较法直线和圆弧插补的过程、直接函数法插补原理。 第六章 数控机床的伺服系统 考核知识点与考核要求 1. 数控机床的伺服系统（指以位置和速度作为控制对象的自动控制系统，又称拖动系统或随动系统，通过对步进电机、交直流伺服电机等进给驱动元件的控制来实现） 识记：数控机床对伺服系统的基本要求：
理解：数控机床伺服系统的基本组成、分类：
应用：不同伺服系统的特点及其应用：
2. 开环步进式伺服系统（即采用步进电机的伺服系统） 识记： 开环系统的组成、工作原理和特点
步进电机的种类和结构：
步进电机的主要特性：
理解： 步进电机的工作原理：
步进电机的驱动控制： 功能：将具有一定频率f，一定数量和方向的进给脉冲转换成控制步进电动机各相定子绕组通断电的电平信号。电平信号的变化频率、变化次数、通断电顺序与进给指令脉冲的频率、数量、方向对应
步进系统的精度补偿：
在传动结构中，提高元件精度并不能完全消除传动间隙，由于间隙存在，接受反向进给指令后，最初的若干个指令脉冲只能起到消除间隙的作用。方法：当接受反向位移指令后，首先不向步进电动机输送反向位移脉冲，而是由间隙补偿电路或补偿软件产生一定数量的补偿脉冲，使步进电动机转动越过传动间隙，然后再按指令脉冲使执行部件做准确的位移
丝杠的累积误差直接影响到工作台的位移精度，通过对丝杠螺距进行实测，得到丝杠全程误差的分布曲线。 当误差为正（负）时，表明实际移动距离大于（小于）理论移动距离，应该采用扣除（增加）进给脉冲指令的方式进行误差的补偿，使步进电动机少（多）走一步；
把步进电动机的一步在分得细一些，采用细分后定子绕组的电流要经过若干小步的变化，才能达到额定值 应用：开环步进式伺服系统的应用和设计 3.数控机床的检测装置（是闭环伺服系统的重要组成部分，作用检测各种位移、速度，发送反馈信号，构成闭环控制。闭环控制的数控机床的加工精度主要取决于检测系统精度） 识记： 数控机床对检测装置的要求：
位置检测元件的分类：
理解：数控机床常用位置检测元件及其工作原理
由于旋转变压器在结构上保证了其定子和转子(旋转一周)之间空气间隙内磁通分布复合正弦规律，当激磁电压加到定子绕组时，通过电磁耦合，转子绕组产生感应电势。
滑尺的两个绕组中任一绕组通以交变激磁电压时，由于电磁效应，定尺绕组上必然产生相应的感应电势。感应电势的大小取决于滑尺相对于定尺的位置。滑尺在移动一个节距的过程中，感应同步器定尺绕组的感应电势近似余弦变化
标尺光栅与指示光栅具有相同的栅具ω，指示光栅饶Y轴转过微小角度θ，并且以平行光垂直照射标尺光栅时，则将在两块光栅线纹相交的钝角的平分线方向，呈现明暗交替，间隔相等的条纹，者就是莫尔条纹。当光栅移动一个栅距时，莫尔条纹也相应准确地移动一个条纹宽度W，且移动方向一样
应用：常见位置检测元件的测量参数及应用方式和场合
设定子绕组 激磁电压 ， 通过转子绕组 感应电势 K为电磁耦合系数， ，θ转子的转角，当转子和定子磁轴垂直时θ=0，如果转子安装在机床的丝杆上，定子安装在机床底座上，则θ角代表的是丝杠转过的角度，间接反映了机床工作台的位移。 转子绕组中的感应电势，以角速度ω随时间t变化的交变信号，其幅值 随转子和定子的相对位移角θ以正弦函数变化，因此，只要测量出转子绕组中感应电势的幅值，便可间接地得到转子相对于定子的位置，即θ的大小，也就间接获得机床工作台的位移 实际采用四极绕组式旋转变压器，这种结构形式有两种工作方式鉴相式和鉴幅式：
设定子绕组， 激磁电压为， 转子绕组得到的感应电动势
由上式可知，旋转变压器转子绕组中的感应电动势VB与定子绕组的激磁电压频率相同，但相位不同，差值为θ，固可通过比较感应电动势VB与激磁电压信号VK的相位，便可得出被测位移θ角
设定子绕组，激磁电压为 ， 为VS的幅值，为VK的幅值，α角为旋转变压器的电气角，可以改变 转子绕组 得到的感应电动势
由上式可知，感应电动势VB是幅值为 ，交变电压信号，逐渐改变α值，使VB的幅值 ，得α=θ，α值就是被测角位移θ的大小
定尺绕组上的感应电势 K为电磁耦合系数，，θ反映定尺与滑尺的相对移动距离x，。只要测量出幅值，就能求得滑尺相对于定尺移动的距离x，也分鉴相式和鉴幅式，与旋转变压器相同，同样θ角必须限定在±π之内
增量式编码器 当圆盘与工作轴一起转动时，光电元件接受时断时续的光，产生近似正弦的信号，放大整形后成脉冲信号送到计数器，根据脉冲的数目和频率可测出工作轴的转角和转速，优点没有磨损，允许转速高，精度及可靠性高。缺点：价格高，安装困难 绝对值式编码器 是一种直接编码式的测量元件，它可以直接把被测转角或位于转换成相应代码，指示的是绝对位置而无绝对误差，在电源切断后，不会失去位置信息，但其结构复杂，价格较贵，不易做到高精度和高分辨率 4.闭环伺服系统 识记：
工作原理：加于直流电机的直流电源，借助于换向器和电刷的作用，使直流电机电枢线圈流过的电流，方向是永变的，从而使电枢产生的电磁转矩是恒定不变，确保直流电机朝确定方向连续旋转 特性：
工作原理：定子上装有空间互差90°的两个绕组：励磁绕组和控制绕组，励磁绕组固定接在电源上，当控制电压为0时，电机无启动转矩，转子不转。若有控制电压加在控制绕组上，且励磁电流i1和控制绕组电流i2不同时，因此便产生两相旋转，在旋转磁场的作用下，转子便转到起来 特性：机械特性、调节特性、输出特性（起动转矩大、运行范围广、无自传现象）
是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置，可以看做是一台旋转电机按径向剖开，并展成平面而成。由定子演化而来一侧叫初级，由转子演变而来的一侧叫次级。 当初级通入交流通入交流电源时，便在气隙中产生行波磁场，次级在行波磁场切割下将产生感应电动势并产生电流，该电流与气隙中的磁场相作用就产生电磁推力，如果初级固定，则次级在推力作用下做直线运动，反之则初级做运动。 理解：
利用大功率晶体管的开关作用，将直流电压转换成一定频率的方波电压，加到直流电动机的电枢上，通过对方波脉冲宽度的控制，改变电枢的平均电压，从而调节电动机的转速
交流伺服电机变频调速的关键问题是要获得调频调压的交流电源，通常采用交流—直流—交流的变换电路来实现
基准信号发生器：输出一系列具有一定频率的脉冲信号，为伺服系统提供一个相位比较的基准 鉴相器：作用：鉴别出两个信号之间的相位差，并以此相位差信号成正比的电压信号输出。信号有两路：一路来自脉冲调相器的指令进给信号，一路来自检测元件及其信号处理线路的反馈信号。这两路信号都用它们与基准信号之间的相位差表示，且同频率、同周期。 检测元件及其信号处理线路：检测工作台位移，并表达为基准信号之间的相位差，此相位差代表了工作台的实际位移量 脉冲调相器：又称数字相位转换器，将脉冲信号转换为相位变化信号 执行元件
基本组成：
工作原理：进入比较器的信号有来自数控装置的进给脉冲（代表了数控装置要求机床工作台移动的位移）和来自测量元件及信号处理线路的数字脉冲信号（代表了工作台实际移动的距离）。
主控电路：
构成：
主要功能部件：
数字脉冲转换为数码：对于数字脉冲转化为数码，其简单的实现就是一个可逆计数器，它将输入的脉冲进行计数，以数码值输出 数码转换为数字脉冲
应用：
本章重点、难点 开环步进伺服系统的构成和工作原理、鉴相式和鉴幅式伺服系统的工作原理、数字比较式伺服系统的构成和工作原理；执行元件的种类和各自的工作特点、检测元件的工作原理、模拟式检测元件的幅值比较和相位比较工作方式。 第七章 数控机床的机械结构 考核知识点与考核要求 1. 数控机床对结构的要求 识记：数控机床的特点:
理解：数控机床的机械结构特点：
由机床床身、导轨、工作台、刀架和主轴箱等部件的几何精度及其变形所产生的误差取决于它们的结构刚度（静刚度），切削过程中的振动不仅影响工件的加工精度和表面质量，而且还会降低刀具寿命，影响生产率，因此对数控机床的动刚度提出更高要求。
机床在切削热、摩擦热等内外热源影响下，各个部件将发生不同程度的热变形，使工件与刀具之间的相对位置关系遭到破坏，从而影响工件的加工精度
数控机床工作台的位移量是以脉冲当量作为最小单位，它常常以极低的速度运动，这时要求工作台对数控装置发出指令要做出准确响应。作为数控机床的导轨，必须采取相应的措施使静摩擦力尽可能接近动摩擦力，由于静压导轨和滚动导轨的静摩擦力较小，还有润滑油的作用，有效地避免爬行现象
2. 数控机床的布局特点 识记：常见数控机床的布局方式及特点：
一般小型数控车床采用倾斜床身或水平床身斜滑板结构，机床外形美观，占地体积小，易于排屑和切削液排流，便于操作者操作与观察，易于安装上下料机械手，实现全面自动化；水平床身加工工艺性好，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
3. 数控机床的主运动部件 识记：主传动的功能及常见方式：
理解： 主轴的支承方式：
主轴的刀具夹紧： 当刀具由机械手或其他方法装到主轴孔后，刀柄后部拉钉便被送到主轴内拉杆的前端
主轴准停的实现：也称主轴定向停止，在加工中心等数控机床上，由于有机械手自动换刀，要求刀柄上的键槽对准主轴的端面键上，因此主轴每次必须停在一个固定准确的位置上以便换刀。主轴准停装置有机械式和电气式，通过主轴后部传感器检测 4. 数控机床的进给运动系统 识记： 对进给传动系统的要求：
理解： 齿轮传动的消隙：
为提高数控机床伺服系统性能，常采取“刚性调整法”“柔性调整法”消除间隙 滚珠丝杠的支撑形式：
滚珠丝杠螺母副的循环方式：
滚珠丝杠螺母副的预紧：
轴向位移量 两齿轮同向转一个齿，轴向位移量 数控机床常见导轨形式和应用：
3）静压导轨 是将具有一定压力的油液，经节流器输送到导轨面上的油腔中，形成承载油膜，将相互接触的导轨表面隔开，实现液体摩擦。这种导轨摩擦系数小，机械效率高，能长期保持导轨的导向精度，承载油膜有良好的吸振性，低速下不易产生爬行 应用：
贴塑导轨是采用粘接剂将聚四氟乙烯（PTFE）导轨软带粘接在导轨面上，使得传统导轨的摩擦形式变为铸铁—塑料摩擦副，聚四氟乙烯导轨软带具有耐磨性好、减振性能好、工艺性能好等特点，适用工作温度范围广，动摩擦因素很低且两者差别很小，防爬行性能好，可在干摩擦下应用。 以环氧树脂为基体，加入胶体石墨等制成的抗磨图层材料，这种涂料附着力强，与铸铁导轨副的摩擦因素低，在无油润滑的情况下仍有较好的润滑和防爬行的效果。塑料图层导轨主要使用在大型和重型机床上 5. 数控机床的自动换刀装置 识记：自动换刀装置的换刀形式：
理解：刀具的编码、识别以及刀具的选择方式：
编码：在刀杆尾部的拉紧螺杆上，套上一组等间隔的编码环，并由锁紧螺母固定，编码环外径有大小不同两种规格，每个编码环的高低分别代表二进制数“1”“0”，通过对两种环的不同排序，可以得到一系列代码。 识别：在刀库上设有编码识别装置，当刀库中带有编码环的刀具依次通过识别码装置时，编码环的高低就能使相应的触针读出每一把刀具的代码
本章重点、难点 机床传动链的间隙调整及预紧、主轴准停功能、机床自动换刀系统的原理及其结构形式。 第九章 数控技术的发展与机械加工自动化 考核知识点与考核要求 1. 数控机床的发展趋向 识记：数控机床的主要发展趋向
2. 先进制造技术简介 识记： DNC（计算机直接数控系统）：指使用一台计算机直接控制和管理一群数控机床进行零件加工或装配的系统，也称计算机群控系统 FMC（柔性制造单元）：由加工中心和自动交换工件的装置组成，同时数控系统还增加了自动检测与工况自动监控等功能（主要有托盘搬运式&机器人搬运式） FMS（柔性制造系统）：在多台加工中心或柔性制造单元的基础上，增加刀具和工件在加工设备与仓储之间的流通传输和存储以及必要的工件清洗和尺寸检查设备，并由高一级的计算机对整个系统控制和管理，以实现多品种零件的全部机械加工或部件装配。 物料流是区别FMS和FMC的主要标志 理解：柔性制造系统的基本组成和工作过程： 组成：
3. CIMS的简介 识记：CIMS的概念和一般结构： 概念：CIMS（计算机集成制造系统）是在柔性制造技术、计算机技术、信息技术、自动化技术、现代管理科学的基础上，将制造工厂的全部生产、经营活动所需的各种分布式的自动化子系统，通过新的生产管理模式、工艺理论、计算机网络有机地集成起来，以获得适应于多品种、中小批量生产的高效益、高柔性和高质量的智能制造系统 一般结构：四个分系统：管理信息系统MIS、工程设计系统CAD/CAPP/CAM、质量保证系统QAS、制造自动化系统MAS，两个支撑系统：数据库DB、通信网络NET 本章重点、难点 数控机床的主要发展趋、向柔性制造系统的基本组成和工作过程。
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