增强故障自诊断、自恢复和保护功能，对系统内硬件、软件和各种外部设备进行故障诊断、报警。当发生加工超程、dao损、干扰、断电等各种意外时，自动进行相应的保护。
数控标准是制造业信息化发展的一种趋势。数控技术诞生后的50多年间的信息交换都是基于ISO6983标准，即采用G、M代码对加工过程进行描述，显然，这种面向过程的描述方法已越来越不能满足现代数控技术高速发展的需要。为此，上正在研究和制定一种新的CNC系统标准ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一种不依赖于具体系统的中性机制，能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型，从而实现整个制造过程，乃至各个工业领域产品信息的标准化。
数控机床加工工件时，*根据计算机发出的指令自动进行加工，不允许频繁测量和进行手动补偿，这就要求机床结构具有较高的静刚度与动刚度，同时要提高结构的热稳定性，提高机械进给系统的刚度并消除其中的间隙，消除爬行。这样可以避免振动、热变形、爬行和间隙影响被加工工件的精度。
同时数控机床由一般数控机床向数控加工中心发展。加工中心可使工序集中在一台机床上完成，减少了机床数量，压缩了半成品库存量，减少了工序的辅助时间，提高了生产率和加工质量。继数控加工中心出现之后，又出现了由数控机床、工业机器人（或工件交换机）和工件台架组成的加工单元，工件的装卸、加工实现全自动化控制
1、数控机床的加工特点有哪些？
2、数控机床对dao具和夹具有什么要求？
3、数控机床由哪些部分组成？各组成部分有什么作用？
新课的教学内容 第五、六节 数控机床的发展趋势,数控机床综合应用了当代科技成果而发展起来的新型机械加工机床。40 年 来，数控机床在品种、数量、加工范围与加工精度等方面有了惊人的发展，大规模 集成电路和微型计算机的发展和完善，使数控系统的价格逐年下降，而精度和可靠 性却大大提高。 数控机床不仅表现为数量迅速增长，而且在质量、性能和控制方式上也有明显 改善。目前，数控机床正朝着以下几个方面发展。
主要教学内容及步骤
（一）数控机床结构的发展 数控机床加工工件时，*根据计算机发出的指令自动进行加工，不允许频繁 测量和进行手动补偿，这就要求机床结构具有较高的静刚度与动刚度，同时要提高 结构的热稳定性，提高机械进给系统的刚度并消除其中的间隙，消除爬行。这样可 以避免振动、热变形、爬行和间隙影响被加工工件的精度。 同时数控机床由一般数控机床向数控加工中心发展。加工中心可使工序集中在 一台机床上完成，减少了机床数量，压缩了半成品库存量，减少了工序的辅助时间， 提高了生产率和加工质量。 继数控加工中心出现之后，又出现了由数控机床、工业机器人（或工件交换机） 和工件台架组成的加工单元，工件的装卸、加工实现全自动化控制，如图 1-7 所示。 工业机器人 工作台架 数控机床 单元控制器 图 1-7 加工单元示意图 为实现工件自动装卸，以镗铣床为基础的数控加工中心可使用两个可交换工作 台。一个工作台加工工件时，另一个工作台由工人装夹待加工的工 件，在计算机控制下，自动地把待加工工件送去加工，并自动卸下加工好的工件， 工件由自动输送车搬运，如图 1-8 所示。如果这种加工中心有较多的交换工作台， 便可实现长时间无人看管加工。这种型式的数控机床称为柔性制造单元（FMC） 。
电路板 A16B-1600-0400
电路板 A16B-1211-0180
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驱动小板 A20B-1004-0850
驱动小板 A20B-2900-0620（A20B-1004-0850
驱动小板 A20B-2900-0630（A20B-1004-0850
POWER MATE系统主板 A20B-2100-0030（A02B-0166-B501）
POWER MATE系统小板 A20B-2900-0142（A02B-0166-B501）
（一）计算机控制性能的发展 目前，数控系统大都采用多个微处理器（CPU）组成的微型计算机作为数控装置 （CNC）的核心，因而使数控机床的功能增强。但随着人们对数控机床的精度和进给 速度要求进一步提高，要求计算机的运算速度就更高。现在计算机控制系统使用的 16 位 CPU 不能满足这种要求， 所以国外各大公司竞相开发有 32 位微机处理器的计算 机数控系统。这种控制系统更像通用的计算机，可以使用硬盘作为外存储器并且允 许使用高级语言，例如 C 语言和 PASCAL 语言编程。 计算机数控系统还可含有可编程控制器（PC） ，可*代替传统的继电器逻辑控 制，取消了庞大的电气控制箱。
（二）伺服驱动系统的发展主要教学内容及步骤
zui早的数控机床采用步进电机和液压转矩放大器（又称电液脉冲马达）作为驱 动电机。功率型步进电机出现后，因为其功率较大，可直接驱动机床，使用方便， 逐渐取代了电脉冲马达。 60 年代初期，美国和欧洲采用液压伺服系统。同期，日本首先研制出一种新型 小惯量直流伺服电机，其动态响应快，不亚于液压伺服系统，同时，用来驱动直流 伺服电机的大功率晶闸管整流器的价格下降，所以在 60 年代中后期数控机床上普遍 采用小惯量直流伺服电机。 小惯量直流伺服电机zui大的特点是转速高，用于机床进给驱动时，必须使用齿 轮减速箱，为了省去齿轮箱，70 年代，美国盖梯茨公司首先研制成功了大惯量直流 伺服电机，又称宽调速直流伺服电机，可以直接与机床的丝杠相连。目前，许多数 控机床都是使用大惯量直流伺服电机。
（五）计算机群控 计算机群控可以简单地理解为，驱动小板 A20B-1004-0850用一台大型通用计算机直接控制一群机床，简 称 DNC 系统。根据机床群与计算机联接的方式不同，可以分为间接型、直接型和计 算机网络三种不同方式。 间接型 DNC 是使用主计算机控制每台数控机床，加工程序全部存放在主计算机 主要教学内容及步骤 内，加工工件时，由主计算机将加工程序分送到每台数控机床的数控装置中，每台 数控机床还保留插补运算等控制功能。 在直接型 DNC 中，机床群中每台机床不再安装数控装置，只有一个由伺服驱动 电路和操作面板组成的机床控制器。加工过程所需要的插补运算等功能全部集中， 由主计算机完成。这种系统内的任何一台数控机床都不能脱离主计算机单独工作。 计算机网络 DNC 系统，该系统使用计算机网络协调各个数控机床工作，zui终可 以将该系统与整个工厂的计算机联成网络，形成一个较大的、较完整的制造系统。
（六）柔性制造系统（FMS） 柔性制造系统（FMS） 柔性制造系统是一种把自动化加工设备、物流自动化加工处理和信息流自动处 理融为一体的智能化加工系统。进入 80 年代之后，柔性制造系统得到迅速发展。 柔性制造系统由三个基本部分，1．加工子系统 根据工件的工艺要求，加工子系统差别很大。如图 1-11 是一个 FMS 组成实例。 加工子系统由数控车床（单元 1） 、数控端面外圆磨床（单元 2） 、数控车床（单元 3） 、 立式加工中心（单元 4） 、卧式加工中心（单元 5）组成，五个加工单元配有四台工 业机器人，单元 2 还配有中心孔清洗机。该系统可以加工伺服电机的轴类、法兰盘 类、支架体类、壳体类共 14 种零件。 2．物流子系统 该系统由自动输送小车、各种输送机构、机器人、工件装卸站。工件存储工位、 dao具输入输出站、dao库等构成。物流子系统在计算机的控制下自动完成dao具和工件 的输送工作。如图 1-11 中物流子系统由四个机器人、自动仓库、工件出入托盘站， 机床前托盘站等五个和一辆自动搬运车组成。 3．信息流子系统 由主计算机、分级计算机及其接口、外围设备和各种控制装置的硬件和软件组 成。信息流子系统的主要功能是实现各子系统之间的信息，对系统进行管理， 确保系统的正常工作。对一个复杂系统，只有通过计算机分级管理才能对系统进行 更有成效的管理，保证在工作时各部分保持协调*。 *管理计算机 物流控制计算机 信息传送网络 单元控制计算机 单元控制计算机 单元控制计算机 单元1 单元2 单元3 单元4 单元5 图 1-11 一个ＦＭＳ组成实例 对 FMS，计算机系统一般分为三级，*级为主计算机，又称为管理计算机。管 理计算机根据调度作业命令或根据现场反馈信号（如故障、报警信号）运行“作业 调度软件” 实现各种工况的作业调度计划， ， 并对下一级计算机发出相应的控制指令， 第二级为过程控制计算机，包括计算机群控（DNC） 、dao具管理计算机和工件管理计 算机，其作用是接受主计算机的指令，根据指令对下属设备实施具体管理。第三级 由各设备的控制计算机构成，实现具体的程序动作。 如图 1-11 中信息流子系统由*管理计算机、物流控制计算机、单元控制计算 机、各数控机床和机器人中的数控装置以及信息传送网络组成。 三、课堂小结 通过本次课的教学，必须熟练掌握自适应控制与普通闭环控制之间的区别，数 控机床按工艺方法分类。
电路板 A16B-1600-0400
电路板 A16B-1211-0180
电路板 A16B-1211-0120
电路板 A16B-1211-0091
驱动小板 A20B-2900-0620（A20B-1004-0850
驱动小板 A20B-2900-0630（A20B-1004-0850
POWER MATE系统主板 A20B-2100-0030（A02B-0166-B501）
POWER MATE系统小板 A20B-2900-0142（A02B-0166-B501）
POWER MATE系统小板 A20B-2902-0235（A02B-0166-B501）
POWER MATE系统小板 A20B-2901-0480（A02B-0166-B501）
POWER MATE系统按键板 N860-1603-T051（A86L-0001-0171
POWER MATE系统I/O板 A16B-2201-0070
电路板 A20B-1000-0200
驱动控制板 A20B-2001-0890
驱动板 A16B-2203-0450
驱动板 A16B-2203-0990
电路板 A16B-1210-0591
按键面板 N860-3755-T901
驱动板 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系统小板 A20B-2902-0235
