数控技术

1、数控机床主要由输入输出设备、数控装置、伺服系统、测量反馈装置和机床主体组成。

2、为了保证数控机床能满足不同的工艺要求，并能够获得最佳切削速度，主传动系统的要求是变速范围宽且能无级变速。

3、数控机床的核心是数控系统（数控装置）。

4、数控机床的主机包括：床身、主轴箱、刀架、尾座和进给系统。

5、数控机床加工零件时是由数控系统来控制的。

6、脉冲当量是指每发一个脉冲信号，机床相应移动部件产生的位移量。

数控系统所规定的最小设定单位是脉冲当量。

7、数控车床可以进行螺纹加工，是因为该车床安装了光电编码器。

8、半闭环数控机床是指对电机轴的转角进行检测。

9、闭环控制系统的位置检测装置装在机床移动部件上。

10、测量与反馈装置的作用是为了提高11、数控机床分类：按机械加工的运动轨迹（点位控制数控机床（数控钻床、数控镗床、数控冲床）、直线控制数控机床（简易数控车、数控铣床）、轮廓控制数控机床（数控车、数控铣、加工中心））按伺服系统的控制原理（开环控制的数控机床、闭环…半闭环…）按功能水平（高级型、普通型、经济型）12、数控机床中把脉冲信号转换成机床移动部件运动的组成部分称为伺服系统。

开环伺服系统的优点：结构简单、易于调整、工作可靠、价格低廉，缺点：精度低，用于精度要求不高的数控机床，不具有位移检测与反馈；闭环的优点：补偿误差、精度高，缺点：结构复杂、调试和维护困难、价格高，用于大型精密数控机床，检测元件检测的是最后运动执行件的位移量；半闭环的性能：精度较高、稳定性较好、价格较低，应用相当普遍，检测的是运动执行件前某传动件的位移量。

将反馈元件安装在机床执行件上的伺服系统称为闭环伺服系统。

将反馈元件安装在伺服电机轴上或滚珠丝杠上间接计算移动执行件位移进行反馈的伺服系统称为半闭环。

不在机床末端而在中间某一部分拾取反馈信号的伺服系统称为半闭环。

加工精度最高的为闭环。

最低的为开环。

13、数控机床进给系统减少摩擦阻力和动静摩擦之差，是为了提高数控机床进给系统的快速响应性能和运动精度。

14、数控加工的顺序：输入-译码-刀具补偿-进给速度处理-插补-位置控制15、导轨按运动轨迹分为直线运动导轨和圆运动导轨；按工作性质分为主运动导轨、进给运动导轨和调整导轨；按摩擦面的摩擦性质分为滑动导轨、滚动导轨和静压导轨。

塑料导轨：以聚四氟乙烯为基体、以环氧树脂为基体。

滑动导轨的优点：结构简单、制造方便、刚度好、抗振性高，缺点：静摩擦因数大，摩擦损失大，在低速时易出现爬行现象而降低运动部件的定位精度；滚动导轨的优点：灵敏度高、摩擦阻力小、动静摩擦因数相差小，运动均匀，缺点：导轨抗振性差、对防护要求较高、结构复杂、制造比较困难、成本较高。

静压导轨的优点：摩擦因数小、机械效率高、能长期保持导轨的导向精度；缺点：结构复杂、且需备置一套专门的供油系统。

16、开环控制数控机床：该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，指令信号的流程是单向，广泛应用于经济型、中小型数控机床；闭环：这类机床带有检测装置，它随时接受在工作台端测得的实际位置反馈信号，将其与数控装置发来的指令位置信号相比较，有其差值控制进给轴运动，直到差值为零时，进给轴停止运动，主要用于一些精度要求很高的数控铣床、超精车床和超精铣床；半闭环：半闭环与闭环的区别在于检测反馈信号不是来自于工作台，而是来自电动机端或丝杠端连接的测量元件，广泛用于数控机床中。

17、使滚珠丝杠具有最大刚度的支承方式：两端装止推轴承及向心球轴承。

18、加工中心与普通数控机床区别：是否有刀库和换刀机构。

19、能满足数控机床要求的直流电动机的调速方法：改变外加电压。

20、CNC装置中，I/O接口电路的主要任务是进行电平转换和功率放大、防止噪声引起误动作、模拟量与数字量之间的转换。

21、B功能与C功能道具半径补偿的区别：尖角的过渡方法不同。

22、G90、G91-绝对坐标与增量坐标指令，G92-坐标系设定指令。

G04-暂停（延迟）指令，G04 β∆∆为数字，表示暂停时间（秒或毫秒），一般用于切槽（切断）定位场合。

G41（刀具左偏）、G42（刀具右偏）、G40（注销左右偏置指令，即取消刀补，使刀具中心与编程轨迹重合）-刀具半径自动补偿指令，G43、G44-刀具长度补偿指令，【G43、G44】Z-H-，Z值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。

执行G43时-Z实际值=Z指令值+（H--）执行G44时-Z实际值=Z指令值-（H--）。

若圆弧对应的圆心角θ≤1800，则R取正值。

若1800<θ<3600,则R 取负值。

用半径值编程时，不能描述整圆。

G01-直线插补G02-顺时针圆弧插补G03-逆时针圆弧插补G06-抛物线插补G08-加速G09-减速G96-恒线速度G97-每分钟转数（主轴）23、M00-程序停止M01-计划停止M-02程序结束M03、M04、M05-命令主轴正传、反转和停转M06-换刀M07、M08-切削液开M09-切削液停M10、M11-运动部件的加紧及松开M15-正运动M19-主轴定向停止M30-程序结束M60-更换工件24、CNC和NC的主要区别：CNC附加计算机作为数控装置一部分。

25、数控编程中一般采用字地址程序段格式编程。

26、数控机床采用的标准坐标系是右手直角笛卡尔坐标系。

27、解除刀具半径补偿的指令：G40.28、刀具补偿有刀具半径补偿（执行过程：刀补建立、刀补进行、刀补撤销）和刀具长度补偿两部分计算。

B功能刀具半径补偿不能处理尖角过渡问题，C功能刀补能够处理两个程序段间转换的各种情况。

29、数控车床与普通机床的主要区别在于是否具有数控装置和伺服系统。

30、机床精度检测内容：机床的几何精度、定位精度、切削精度。

31、零件加工精度包括尺寸精度、形状精度及表面粗糙度。

32、面铣刀的刀位点是刀片的刀尖。

33、滚珠丝杠预紧的目的是提高传动刚度。

机床的定位精度、加工精度。

第一章数控：它是利用数字化的信息对机床运动及加工过程进行控制的一种方法。

用数控技术实施加工控制的机床称为数控机床。

数控机床的工作流程：数控加工程序的编制、输入、译码、刀具补偿、速度处理、插补、位置控制和机床加工。

数控机床一般由输入输出设备、数控装置、伺服系统、测量反馈装置和机床主体组成。

输入输出设备主要实现程序编制、程序和数据的输入以及显示、存储和打印。

数控装置是数控机床的核心。

它接受来自输入设备的程序和数据，并按输入信息的要求完成数值计算、逻辑判断和输入输出控制等功能。

伺服系统是接受数控装置的指令，驱动机床执行机构运动的驱动部件。

测量反馈装置由测量部件和响应的测量电路组成，其作用是检测速度和位移，并将信息反馈给数控装置，构成闭环控制系统。

机床本体是书控股机床的主体，是用于完成各种切削加工的机械部分，包括床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。

第二章数控编程：将从零件图样到制成介质的全部过程称为数控加工的程序编制，简称数控编程。

数控编程的内容：分析零件图样、确定加工工艺过程、数值计算、编写零件加工程序、制作控制介质、程序效验和试切削等。

数控机床的坐标系：直线进给和圆周进给运动坐标系（采用右手笛卡尔坐标系）以增大工件与刀具之间距离的方向为坐标轴的正方向。

Z坐标：规定平行于机床主轴的刀具运动坐标为Z坐标，取刀具远离工件的方向为正方向。

X坐标：规定X坐标轴为水平方向，且垂直于Z轴并平行于工件的装夹面。

第一坐标系：X,Y,Z。

第二：U,V,W。

第三：P,Q,R。

功能代码：常用的功能代码有准备功能G代码（模态代码和非模态代码）和辅助功能M代码（它是控制机床辅助动作的指令，主要用作机床加工时的工艺性指令），还有进给功能F代码，主轴速度功能S代码，刀具功能T代码等。

G、M代码描述了程序段的各种操作和运动特征，是程序段的主要组成部分。

对刀点（起刀点）：就是在数控机床上加工零件时，刀具相对与工件运动的起点。

刀位点：各种刀具的刀位点位置是不同的，车刀和镗刀是指它们的刀尖；钻头是指它的钻尖；立铣刀、面铣刀是指它们刀头底面的中心；球头铣刀是指它的球心。

换刀点：是指刀架转位换刀时的位置。

基点：一个零件的轮廓曲线一般是由许多不同的几何元素组成的，如直线、圆弧、二次曲线等，把各几何元素间的连接点称为基点。

节点：根据编程所允许的误差将曲线分割成若干个直线段，其相邻二直线的交点称为节点。

常用的节点计算方法有等间距法（基本原理：等间距法就是将某一坐标轴划分成相等的间距）、等步长法（等程序段法就是使每个程序段的线段长度相等）和等误差法。

第三章X以直径值表示，X向的脉冲当量取Z向的一半。

简单螺纹循环指令：L1和L2为切入和切出的空刀行程，主要用于避免步进电动机或伺服电动机的升降速过程影响螺纹加工质量。

L1=（3-5）F，L2=（1-2）F，递减规律决定于数控装置的内部逻辑。

（n-1n-）D第四章数控系统：是由数控程序、输入输出设备、CNC装置、可编程控制器（PLC）、主轴驱动装置和进给驱动装置等组成。

CNC系统的核心是CNC装置。

CNC装置由硬件和软件组成，软件在硬件的支持下运行，离开软件，硬件便无法工作，两者缺一不可。

硬件是软件运行的基础。

硬件处理速度快，但造价高。

软件设计灵活，适应性强，但处理速度较慢。

CNC装置的软件又称系统软件，由管理软件和控制软件两部分组成。

管理软件包括零件程序的输入输出程序、显示程序和CNC装置的自诊断程序等；控制软件包括译码程序、刀具补偿计算程序、速度控制程序、插补运算程序和位置控制程序等。

单微处理机结构的CNC装置由微处理器、存储器、总线、I/O接口、MDI接口、CRT或液晶显示接口、PLC接口、主轴控制、纸带阅读机口、通信接口等组成。

多微处理机结构的CNC装置的基本功能模块：CNC管理模块、CNC插补模块、位置控制模块、PLC模块、操作与控制数据输入输出和显示模块、存储器模块。

典型结构：共享总线型结构、共享存储器结构（采用多端口存储器来实现各微处理机之间的互连和通信）。

CNC装置软件结构的特点：多任务并行处理（CNC装置的多任务性、并行处理（资源分时共享并行处理、资源重叠流水处理（其数据的转换过程由零件程序输入、插补准备、插补、位置控制组成）、并行处理中的信息交换和同步）并行处理方法：资源共享、资源重复、时间重叠）、实时中断处理。

预处理：零件程序的输入、译码、刀具补偿计算和坐标系转换等。

译码（有解释和编译两种方法）程序又称翻译程序，功能：把零件程序段的各种工件轮廓信息、加工速度F和其它辅助信息（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。

程编轨迹转接类型：四种轨迹转接方式：直线与直线转接、直线与圆弧转接、圆弧与直线转接、圆弧与圆弧转接。