计算机辅助制造

1、第一章：1. 狭义CAM是指计算机在某个制造环节中的应用，通常是指计算机辅助数控加工。包括刀具路径规划、刀位文件生成、刀具轨迹仿真及NC代码生成等。2. 广义CAM是指借助计算机来完成从生产准备到产品制造出来的过程中的各项活动，包括产品设计、工艺过程设计、工装设计、数控加工编程、生产作业计划、制造过程控制、质量检测与分析等。3. 计算机辅助制造系统包括工程设计与分析、生产管理与控制、财务会计与供销等诸方面，是通过计算机分级结构来控制和管理制造过程的多方面工作。4. CAD/CAM集成技术指不同的CAD、CAM系统间（通过CAPP系统）无缝传递各种数据并从过程链的角度作为一个整体共同完成从产品设

2、计、工艺规划、NC程序自动编制到制造辅助等相关方面的工作。用于解决单元系统之间的信息自动传递、交互及集成，支持产品全生命周期的设计和开发。5. 现代制造系统是一个从产品概念形成开始到产品制造、使用甚至报废的集成活动和系统，包括：市场需求调研、设计开发、制造生产、销售经营、使用维修、报废处理。从产品制造的角度，包含产品技术、生产技术、拆卸技术、再循环技术 6. 快速成形技术（RP）是综合利用CAD技术、数控技术、精密伺服驱动、光电子和新材料等先进技术实现从零件设计到三维实体原型制造一体化的系统技术。基本原理：离散和堆积（“分层制造、逐层叠加”）7. 快速成型技术的优点：a.提高生产效率、改善产品

3、质量b.产品制造过程几乎与零件的复杂性无关c.产品单价几乎与批量无关，特别适合于新产品的开发和单小批量零件的生产d.采用非接触加工的方式，没有工具更换和磨损之类的问题 e.可无人值守，无需机加工方面的专门知识就可操作f.无切割、噪音和振动等问题，有利于环保g.整个生产过程数字化，零件可大可小，所见即所得，可随时修改，随时制造h.可实现快速铸造、快速模具制造、小批量零件生产的功能8. 快速成型制造的机理和关键技术：快速成形技术是综合利用CAD技术。数控技术、精密伺服驱动、光子和新材料等先进技术实现从零件设计到三维实体原型制造一体化的系统技术。基本原理：离散和堆积。1、将零件的CAD模型按一定方式

4、离散，成为可加工的离散面、离散线、和离散点。2、采用物理或化学手段，将这些离散面、线段和点堆积形成零件的整体形状。分层制造、逐层叠加。关键技术有：分层实体制造、固化立体制造、选择性烧结、熔融沉积成形、喷射印刷成形、滴粒印刷成形。9. 制造系统和管理技术：敏捷制造：敏捷制造是指制造系统在满足低成和高质量的同时，对变化莫测的市场需求的快速反应。基本思想是通过动态灵活的虚拟组织机构、先进的柔性生产技术和高素质的人员进行全方位的集成，从而使企业能够快速从容应付快速变化和不可预测的市场需求。敏捷制造特征：需求响应的快捷性、制造资源的集成性、组织形式的动态性。虚拟制造的基础是虚拟现实技术，集计算机辅助设计

5、、计算机辅助制造和计算机辅助工艺设计于一体，在计算机中完成制造过程。10. 现代加工技术：精密加工和纳米技术（微机电系统）、高速和高加速加工、极限加工技术。微机电系统：微机电系统是指微型化的器件或器件的组合，把电子功能与机械的。光学的或其它的功能相结合的综合集成系统，采用微型结构，使之在极小的空间内达到只能化的功效。主要包括微型传感器、微执行器和相应的处理电路三部分。11. 高速和超高速加工：能提高加工精度、表面质量和加工效率、降低加工成本。用于加工刚性较差的零件，以及难加工材料和淬硬材料等12. 特种加工：指一些物理的、化学的非传统加工方法，如电火花加工、电解加工、超声波加工、激光加工、电子

6、束加工、离子束加工等。加工的概念不仅包括使工件的形状、尺寸产生变化，还包括表面层材料的化学成分、组织结构、力学物理性质的变化。13. 极限制造泛指当代科学难以逾越的制造极限，是指在各种极限条件下，制造极限尺度或极度功能的器件或功能系统，可作用于极其严酷的服役环境。微纳加工是当前极小尺度的加工极限境界14. 微机电系统是指微型化的器件或器件的组合，把电子功能与机械的、光学的或其它的功能相结合的综合集成系统，采用微型结构，使之在极小的空间内达到智能化的功效。微机电系统主要包括微型传感器、微执行器和相应的处理电路三部分。15. 敏捷制造是指制造系统在满足低成本和高质量的同时，对变幻莫测的市场需求的快

7、速反应。基本思想是通过动态灵活的虚拟组织机构、先进的柔性生产技术和高素质的人员进行全方位的集成，从而使企业能够快速从容应付快速变化和不可预测的市场需求，是一种提高企业竞争力的全新制造组织模式。16. 虚拟制造的基础是虚拟现实技术，集计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）和计算机辅助工艺设计（CAPP）于一体，在计算机中完成制造过程。第二章1. 计算机辅助设计CAD是一种用计算机硬、软件系统辅助人们对产品或工程进行设计的方法与技术，包括设计、绘图、工程分析等一系列设计活动，它是一门多学科综合应用技术。图形处理指利用计算机存储、生成、处理和显示图形，并在计算机控制下，把过去的人工绘图工

8、作转变为自动绘图机等图形输出设备来完成有些图形需要经过多种基本变换的组合才能达到要求，称为复合变换或组合变换。矩阵乘法不符合交换律，复合变换矩阵的求解顺序不能变动，顺序不同，变换的结果也不同。2. CAD技术的内涵：计算机辅助设计师一种用计算机硬软件系统辅助人们对产品或工程进行设计的方法与技术，包括设计，绘图，工程分析等一系列设计活动。3. 计算机辅助图形处理技术（图形变换）：二维图形几何变换：比例变换，对称变换，错切变换，平移变换，旋转变换，复合变换。三维图形变换：几何变换，投影变换，透视投影变换。4 建模技术基础：几何信息，拓扑信息，非几何信息，形体的表示，欧拉检验公式。1.几何信息：几何

9、信息是指构成三维形体的各几何元素在欧式空间中的位置和大小。点、线、面。2拓扑信息：拓扑不管物体的大小，只管图形内的相互位置关系。拓扑信息反应三维形体中各几何元素的数量及其相互间连接关系。相互连接关系是指一个形体由那些面组成，每个面有几个环组成，每个环有那些边组成，每个边由那些顶点组成。目的：便于直接对构成形体的各面、边及顶点的参数和属性进行存取和查询，便于实现面边点为基础的各种几何运算和操作。如果拓扑信息不同，即使几何信息相同，最终构造的实体可能完全不同。拓扑信息：拓扑元素：顶点，边棱线，表面。拓扑元素之间的拓扑关系：连接关系（相邻性），组成关系（包含性），隶属关系（相邻性），共3类9种第一类

10、：以顶点为中心的拓扑关系，包括顶点与顶点的连接关系（共3个点），顶点与边棱线的组成关系（3个边），顶点与面的组成关系（3个面）第二类：以边中心的拓扑关系，包括边与顶点的隶属关系（2个点），边与边的连接关系（4个边），边与面的组成关系（2个面）。第三类：以面为中心拓扑关系，包括面与顶点的隶属关系（4个点），面与面的连接关系（4个面）。5、建模技术基础 q 形体的表示：形体在计算机内通常采用六层（体、壳、面、环、边、顶点）。qa 体：由封闭表面围成的有效空间。q 通常把具有良好边界的的形体定义为正则形体，正则形体没有悬边、悬面或一条边有两个以上的邻面，反之为非正则形体 b壳：壳由一组连续的面组成，

11、实体的边界称为外壳。如果壳所包围的空间是个空集则为内壳。一个连通的物体有一个外壳和若干个内壳构成。c面：面是一个外环和若干个内环界定的有界、连通的表面。面有方向性，一般用外法矢方向作为该面的正方向。d环：环是面的封闭边界，是有序、有向边的组合。 环不能自交，有内外之分 。确定面的最大边界的环称为外环 。确定面中孔或凸台周界的环称为内环 。若外环的边按顺时针走向，内环的边按逆时针走向，则沿任一环的正向前进的右侧总是在面内，左侧总是在面外。e边：边是实体两个邻面的交界 。对正则形体而言，一条边有且仅有两个相邻面，在正则多面体中不允许有悬空的边 。一条边有两个顶点，分别称为该边的起点和终点，边不能自

12、交。 f顶点：顶点是边的端点，它是两条或两条以上边的交点 。顶点不能孤立存在于实体 内，实体外，或面和边的内部。 6、欧拉检验公式：VE+F=2B-2G+L，V顶点数，E边数，F面数，B相对独立的、不相连续的多面体数，G贯穿多面体的孔的个数（体中的空穴数），L所有面上未连通的内环数（面中的空洞数）。7、曲线两种类型：解析曲线: 由代数方程及其系数定义的曲线 以隐式多项式或显式多项式的形式表示。自由曲线 : 没有已知方程,只有一些控制点已知。8、曲线两种表示方法: 解析曲线和自由曲线。9、曲线的连续性：零界（一次）连续，没有断点的连续曲线，第一条线段的终点是第二条曲线的起点；光滑曲线，第一条曲线

13、终点的切线和第二条曲线开始点的方向相同。10、自由曲线：弗格森曲线，布赛尔曲线，B样条曲线11、三维建模技术：建模就是把三维实体的几何形状及其属性用适合的数据结构进行描述和存储，几何模型是供计算机进行信息转换与处理的数据模型，这种模型包含了三维形体的几何信息，拓扑信息及其它的属性数据。三维建模技术特点：三维建模呈现立体感，具有动画演示产品的工作过程，直观生动形象。图形、特征元素之间通过参数技术保持数据一致，尺寸和几何关系可随时调整。更改方便。造型方法多样，能较好的适应工程需求，支持标准化、系列化和设计重用，提供对产品数据管理、并行工程等地支持。三维建模技术的分类：几何建模（线框模型-用一组空间

14、线段构成立体框架图形；表面模型用一组曲面表示物体外形；实体模型用一组基本体素构造物体），特征建模12、基本几何元素：点，直线，圆弧，和某些二次曲线。13、几何建模线框模型： 优点 ：a由于有物体的三维数据，因此可以生成任意视图、视点或视向的透视图及轴测图 n b构造模型操作简便，使用该系统是人工绘图的自然延伸 .c在CPU时间及存储方面开销低缺点：n a由于所有棱线全部显示，因此形体有二义性 n b由于在数据结构中缺少边与面、面与体之间的关系，即拓扑信息，因此不能构成实体,无法识别面与体，更谈不上区别体内和体外 c不能消除隐藏线，不能任意剖切，不能进行面的求交无法生成数控加工刀具轨迹，不能自动

15、划分有限元网格，不能检查物体间碰撞和干涉等14、几何建模表面模型： q 表面模型是以面来构成物体，与线框模型相比，其数结构除顶点和棱线外，多了表面信息，明确了棱线与的拓扑关系。表面模型三个表：顶点表、棱线表和表面表 ，表面表用于记录边与面之间的的拓扑关系优点 :n a能够实现消隐、着色、表面积计算、二个曲面的求交、数控刀具轨迹的生成、有限元网格划分等 n b具有很强的曲面拼接能力，能够建造复杂曲面，如汽车、飞机等表面缺点 n a缺乏面与体之间的拓扑关系，只能表示物体的表面及其边界，不是实体模型，因此不能实行剖切、物性计算、物体间的碰撞和干涉检查 n b缺乏面与体之间的拓扑关系，无法区别面的某一

16、侧是体内还是体外15、几何建模实体模型/Solid model q 实体模型的数据结构记录了全部几何信息和全部点、棱线、面、体之间的拓扑信息，特别是确定了表面的哪一侧存在实体的问题 。 q 基本原理是利用基本体素，如长方体、圆柱体、锥体、圆环体以及扫描体等通过集合运算（布尔运算）生成复杂形体q 优点 :n a计算机内真正存储了物体的三维几何和拓扑信息，能自动计算物体的物性。如：物体体积、面积、重心、惯性矩等的自动计算 n b能消除隐藏线和面，进行有限元网格的划分、物体截切及碰撞干涉检查、CAD/CAM集成、动画模拟、真实图形显示等q 缺点 n a只存储了形体的几何形状信息，缺乏产品全生命周期所

17、需的信息，如材料、加工特征、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度、装配要求等信息，不能满足产品全生命周期的需求 n b在零件实体造型时，只提供无工程语义的体素拼合不能满足产品设计和制造时的工程要求.16、实体模型与表面模型的区别 n a表面模型所描述的面是孤立的面，没有方向，没有与其它的面与体的关联 n b实体模型提供了面和体的拓扑关系，表面的方向可以判断形体在表面的哪一侧 17 、三维实体表示方法 a构造立体几何法(CSG) 1,认为任何复杂的形体都是由有限的简单体素组合起来的，通过基本体素（如长方体、圆柱体、圆锥体）交、并、差运算来构成各种不同的复杂形体 2计算机内，形体的CGS表示法使用一棵有

18、序的二叉树记录一个实体的所有组合基本体素以及几何运算和几何变换过程b.边界表示法(B-rep) 强调的是形体的外表细节，详细记录了构成几何形体的所有的几何、拓扑信息模型内部数据结构和关系与采用的物体生成描述方法无关ab表是法的区别：CSG法强调的是记录各体素进入拼合时的原始状态 BRep法强调记录拼合后的结果c.扫描表示法 平面轮廓扫描 三维实体扫描平面轮廓扫描三维实体扫描d.参数形体调用法 e.空间单元表示法1采用具有一定大小的空间单元来构成物体. 2常用的空间单元是立方体 3 空间单元越小，所表示的物体越精确，但数据量也越大.4常用空间单元的数据结构是采用八叉树 : 结点的三种状态：“有”

19、表示有实体，应保留；“无”表示无实体，应去掉；“部分有”表示部分有实体 n 6.单元分解法 并保证数据的准确性、完整性、统一性18、特征建模：q 特征建模是以几何模型为基础，并包括零件设计、生产过程所需要的各种信息的产品模型方案 q 特征建模的含义: a特征是客观事物的特点的象征或标志 ; b特征是任何已被接受的某一个对象的几何、功能元素及其属性，通过特征可以很好地理解其功能行为和操作q 特征的分类 n a特征可分为基本特征和组合特征、主要特征和辅助征等 n b从零部件 设计、工艺要求方面，可分为：几何形状特征、精度特征、加工特征、材料及热处理特征、配特征等 n c其中，形状特征为最基本的特征

20、 目前主要按照几何形状进行分类 19、形状特征：用于描述某个有一定工程意义的几何形状信息，是产品信息模型中最主要的特征信息之一。它是其它非几何信息如精度特征、材料特征等的载体。非几何信息作为属性或约束附加在形状特征的组成要素上 n 在STEP标准中将形状特征分为体特征、过渡特征和分布特征三种类型体特征：用于构造零件的主体形状的特征 过渡特征：表达一个形体的各表面的分离或结合性质的特征 特征族：又叫分布特征，是一组按一定规律在空间的不同位置上复制而成的形状特征20、 零件信息模型的表达 ：零件由特征组成，零件信息模型可分为三层：零件层、特征层和几何层 q a零件层主要反映零件的总体信息，是关于零

21、件子模型的索引指针或地址 qb 特征层包含各个模型的组成及各模型之间的相互关系，并形成特征图或树结构 q c几何层主要反映零件点、线、面的几何/拓扑信息 21、 特征建模的特点： 从信息的角度看 特征作为产品开发过程中的各种信息载体，不仅包括几何、拓扑信息，还包括设计制造所需的一些非几何信息，如材料信息、尺寸、形状公差信息、热处理及表面粗糙度信息、刀具信息、管理信息等。特征包含了丰富的工程语义，可在更高的层次上形成零、部件完整的信息模型 第三章1、批量法则：当市场竞争以产品质量和生产成本为决定因素时,大批量生产方式显示了巨大的优越性。与中小批量生产相比,大批量生产可取得明显的经济效果,这就是所

22、谓的“批量法则”。多品种、中小批量生产中存在的问题：批量法则，在大批量生产中,由于采用专用、高效和自动化的生产设备,可以获得高的生产率,低的生产成本,短的生产周期;而多品种、小批量生产则相反。机床利用率极低。制造周期 ? 在多品种、中小批量生产中,加工时间仅占生产时间的约5%,其余 95%均为周转等待时间;加工时间中真正进行切削的时间不足30%。2、如何摆脱传统小批量生产方式带来的困境：生产专业化、产品设计三化(标准化、系列化、通用化)及模块化、数控机床及加工中心的应用等 局限性。成组技术(GT)。GT发展过程:成组加工成组工艺成组技术成组生产系统3、成组技术( Group Technolog

23、y,GT)是揭示和利用事物间的相似性,按照一定的准则分类成组,同组事物能够采用同一方法进行处理,以便提高效益的技术。4、成组技术是一门涉及多种学科的综合性技术,其理论基础是相似性,核心是成组工艺,成组工艺与计算机技术、数控技术、相似论、方法论、系统论等结合形成了成组技术。成组工艺是把尺寸、形状、工艺相似的零件组成零件族(组),按零件组制定工艺,把同一零件组中各个零件分散的小生产批量汇集成较大的成组生产量,把品种多转化为“少”,把生产量小转化为“大”。5、零件相似性：基本相似性，零件在几何形状、尺寸、功能要素、精度、材料等方面的相似性。二次相似性或派生相似性，以基本相似性为基础,在加工、装配以及

24、生产、经营、管理等方面所导出的相似性。二次相似性是基本相似性的发展。零件的相似性是实现成组工艺的基本条件。零件相似性：形状相似，工艺相似（指可采用相同的工艺方法进行加工,采用相似的夹具进行装夹,采用相似的量仪进行检测等）6、零件族是一些零件的集合,这些零件具有相似的几何形状和尺寸或在加工中具有相似的加工步骤。同一族中的零件各不相同,但总有一些相似点使它们成为同一零件族的成员设计族:具有相似的形状与尺寸的零件的集合。制造族: 加工过程相似的零件所组成的集合。零件族作用：设计：通过修改设计族中的一个已有设计方案可得到新零件的设计方案。加工：通过检索和修改零件族中的已有工艺规划实现新设计的工艺规划。

25、7、零件的分类编码是用数字来描述零件的几何形状、尺寸和工艺特征,即零件特征的数字化。分类:根据某种典型特征(或缺少的某种特征)把零件按其相似性分类。 编码:把零件的有关设计、制造等方面的信息转译为代码。8、零件分类编码系统是用字符(数字、字母或符号)对零件有关特征进行描述和识别的一套特定的规则和依据。9、每个码位代表一种零件特征。编码中的每个字符反映了该码位所代表的有关产品特征的信息。10、零件分类编码系统的作用：零件分类编码系统的作用是为了零件的分类成组,形成零件族,以便进行成组加工和生产。零件分类编码中的信息只需满足描述零件成组分类的需要。零件分类编码系统所要描述的零件特征：结构特征，零件

26、的几何形状、尺寸大小、结构功能和毛坯类型等。工艺特征，零件的毛坯形状、加工精度、表面粗糙度、加工方法、材料、定位夹紧方式,选用的机床类型等。生产组织与计划特征，加工批量、制造资源状况和工艺过程跨车间、工段及厂际协作等。11、零件分类编码系统的结构形式：树式结构（又称为层次结构。后面的码位隶属于前面的码位,其含义取决于前面的码位。优点:以有限的位数传递大量零件信息 缺点: 结构复杂,编码和识别代码不太方便），链式结构（又称为多码结构。后面的码位和前面的码位是平行关系,各有独立的含义。优点: 紧凑、易于构造及使用 缺点: 码位相同时,所包含的特征信息量比树式结构少），混合结构（混合式结构具有树式结

27、构和链式结构共同的优点）。12、OPITZ(奥匹资)零件分类编码系统：系统结构是一个十进制9位代码的组合结构系统，横向分类环节分为主码和辅助码。主码(形状代码)5位,主要描述零件的基本形状要素。辅助码4位,主要描述零件与工艺有关的信息。OPITZ分类编码系统的特点：1)结构简单,使用方便,横向分类环节数适中,便于分类和记忆 2)对零件形状(特别是回转类零件)描述较完善,对非回转类零件描述较粗糙 3)主码虽主要用来描述基本形状要素,但实际上隐含了工艺信息4)通过辅助码考虑了工艺信息的描述,但反映不够充分5)纵向分类环节的信息排列中,有些采用了选择排列法,结构上欠严密,易出现多义性。13、JLBM

28、-1分类编码系统的特点：1)横向分类环节数适中,结构简单明确,规律性强,便于理解和记忆 2)力求能够满足在机械行业中各种不同产品零件的分类,因此在形状及加工码上有广泛性 3)吸收了KK-3系统的零件功能名称分类标志,有利于设计部门使用。但是却将与设计较密切的一些信息放到辅助码中,分散了设计检验环节,影响了设计部门使用 4)系统存在标志不全的现象,如一些常用的热处理组合在系统中无反映。14、常用的零件分类成组方法：1视检法(人工识别分组法) 是由有生产实践经验的工程技术人员根据个人的经验,把具有相似特征的零件归为一类。2编码分类法 编码分类的原理和方法：在分类之前,首先要制定各零件族(组)的相似

29、性标准,根据这一相似性标准建立特征矩阵,进行零件的分类成组。特征矩阵中,若某码位的码域值是一个固定值,则称为特征码位。3种编码分类法:特征码位法（凡零件编码中相应码位的代码相同者归属于一组）、码域法（规定每一码位的码域(码值),若零件编码中每一码位值均在规定的码域内,则归属为一组）和特征位码域法（上述两种方法的综合）。3生产流程分析法是以零件的加工工艺过程为依据,把工艺过程相似的零件归为一类,形成加工族。15、生产流程分析法：关键机床法，根据零件的加工路线,分析其关键机床而进行分组。 顺序分支法，其工作过程分为分支和并支两个阶段。聚类分析法，用一些数学方法来定量确定零件之间的相似程度,进行聚类

30、成组。16、成组工艺过程设计：复合零件法；复合工艺路线法。成组工艺实施方法：成组工艺的开发过程； 成组工艺的实施过程 ；成组工艺装备设计；成组工艺的生产组织形式。17、成组技术特点及应用：成组技术的优点：有利于零件设计标准化,减少设计工作的重复； 有利于工艺设计的标准化；降低生产成本,简化生产计划,缩短了生产周期；有利于CAD系统与CAM系统连接,实现CAD/CAM系统的集成。18、成组技术在设计中的应用：利用零件编码,检索相似零件,减小重复设计工作量。提高设计标准化程度。成组技术在管理上的应用优化作业流程第四章1 、试述检索式工艺过程设计的工作过程建立标准工艺库确定零件信息描述方法确定搜索方

31、法：盲目搜索启发搜索输入零件信息搜索标准工艺存储标准工艺2 、试述派生式工艺过程设计的工作过程把标准工艺过程保存到数据库在数据库中检索标准工艺过程对所有零件分类成族为每个零件族编制标准工艺过程对标准工艺过程进行修改和编辑形成指定零件的工艺过程3 、分析派生式CAPP系统应用比较普遍的原因a) 以成组技术为理论基础，比较成熟b) 不包含工艺决策逻辑与规则c) 事先建立标准工艺，根据零件编码进行检索d) 需要手工编辑修改e) 有较好的实用价值，问世较早，应用价值比较广泛4、分别采用决策树和决策表进行下图所示轴的车加工方案决策第五章：1. 通过在某些点直接插入数字数据的方式来控制动作的系统。该系统必

32、须在数据的某些位置自动中断。利用可变输入（如穿孔带或存储的程序）来控制机床的控制过程称为数控。2. 数控的分类：运动控制、控制环、动力驱动、定位系统、硬件式控制及软件式控制。3. 点位控制：将机床工作台或主轴运动到指定的位置，以在该位置完成加工操作。主要用于加工孔系（钻、镗、冲）适用范围：数控钻床、数控镗床、数控冲床和数控测量机等。4. 连续（轮廓）控制：机床同时控制两根或多根轴，不仅控制到达的目的地，还要控制刀具到达目的地的轨迹。适用范围：数控车床、数控铣床、加工中心等用于加工曲线和曲面的机床现代的数控机床基本上均装备该类数控系统。5. 开环控制：没有位置测量装置，对机床移动的实际位置不做检

33、测，信号流是单向的（数控装置进给系统）。因为没有位置反馈，所以开环控制的加工精度差，但其结构简单、价格低廉、控制方法简单，安装调试方便。适用于中小数控机床，精度要求不高、且功率需求不大的场合。6. 闭环控制：有检测反馈装置，在加工中时刻检测机床运动部件的实际位置。特点：精度高、速度快，控制系统调试维修比较复杂。主要用于精度要求很高的镗铣床、超精车床、超精磨床，以及较大型的数控机床。7. 全闭环控制：位置反馈装置采用直线位移检测元件（光栅尺），安装在机床的床鞍部位。直接检测机床坐标的直线位移量，通过反馈消除从电动机到机床床鞍的整个机械传动链中的传动误差。具有很高的机床静态精度。8. 半闭环控制：

34、位置反馈采用转角检测元件（编码器），直接安装在伺服电机或传动丝杠的端部，检测电机或和丝杠的转角，间接检测运动部件的实际位置。精度低于闭环控制，但仍比开环的精度高；控制系统的稳定性比闭环系统容易获得；目前，大多数数控机床都采用半闭环进给伺服系统。9. 电机：使用广泛，尺寸小、易于控制、成本低。步进电机（由数字信号驱动，是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的执行机构）、直流或交流伺服电机(DC 或 AC)（模拟信号驱动）。大多数闭环控制系统使用直流或交流伺服电机，开环控制机床通常使用步进电机。10. 当传感器报告机床工作台的绝对位置时，则该机床为绝对定位机床。增量定位系统和绝对定位系统取决于所使用的

35、位置传感器。11. 在数控系统中使用两种传感器：速度传感器（转速器）、位置传感器（角度：编码器、旋转变压器；位移：线性可变差动变压器、感应同步器）12. 编码器：在数控机床中最常使用，用于测量角度位移，具有两种类型的编码器（增量型：输出为一系列的电脉冲，不涉及实际位置；绝对值型：需要一个外置设备来表示编码器轴上的主位置参考，通过追踪输出以及累积位置计数来得到实际位置）。13. 按数控装置类型分为硬件式数控（NC）和软件式（计算机）数控（CNC） ,区别在于采用的控制器技术。14. 硬件式数控：数控系统采用专门真空管电路、晶体管和继电器技术构造。几乎没有系统软件，需要通过硬件电路设计和实现各种数

36、控功能，通用性、灵活性较差，维护成本高。15. 计算机（软件式）数控：采用小型或微型计算机作为控制单元，其中主要功能几乎全部由软件来实现。对不同的系统，只需要编制不同的软件就可以实现不同的控制功能，而硬件几乎可以通用，为硬件的大批量生产提供了条件。16. 伺服系统（也称驱动系统）是数控机床的执行机构，由驱动和执行两大部分组成，它包括位置控制单元、速度控制单元、执行电动机和测量反馈单元等部分，主要用于实现数控机床的进给伺服控制和主轴伺服控制。17. 脉冲当量是能被控制器识别的最小长度，在一个开环伺服进给系统中，当步进电机每收到一个步进脉冲信号，就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（即步距角），该运动可使工作台移动一个脉冲当量（BLU）的距离。台移动一个脉冲当量（BLU）的距离的位移量。也称为最小长度单位，常用的脉冲当量为0.01mm、0.005mm及0.001mm。脉冲频率速度/BLU。脉冲数距离/BLU。BLUp/N18. 精度：由控制仪器的分辨率（由所使用的轴转换器和丝杠确定）和硬件精度（机床单元误差、机床装配误差、主轴径向跳动、丝杠间隙、刀具偏差、热误差）组合而成19. 重复精度：是机床精度的另一种测量，要测量机床重复执行某一位置命令时的机床位置的接近程度，通过测量包围由多次重复试验所得到的目标区