数控技术复习纲要(2011).doc

2011数控技术复习纲要第1章 绪论1. 数控加工的特点及主要加工对象答：特点 加工精度高, 质量稳定; 生产率高; 改善劳动条件; 可以加工具有复杂形面的零件; 有利于生产管理现代化; 主要对象:多品种,单件小批量生的零件或试制新产品中的零件;几何形状复杂的零件;精度及表面粗糙要求较高的零件;加工过程中需要 进行多工序加工的零件;用普通机床加工时,需要昂贵的工装设备的零件.2. 数控技术的基本概念，数控系统由哪几部分组成答：概念是利用数字化信息对机械运动及加工过程进行控制的一种方法。数控系统的组成:控制介质,输入装置,数控装置,伺服系统,执行部件,测量反馈装置。3. 数控机床工作的基本原理？答：数控加工是按原来事先编好的程序加工单进行加工。首先分析图样，对材料和尺寸形状加工精度处理等要求来确定工艺方案，进行工艺处理和数字计算。在此基础上根据数控系统规定的功能指令代码和程序段格式编写数控加工程序单。用键盘的方式输入指令代码，进行译码寄存和运算后向系统各个坐标的伺服系统发出指令信号，经驱动电路放大处理，驱动伺服电机输出角位移和角速度并通过执行部件的传动系统转化为工作合直线位移，实现进给运动。4. 数控系统的分类：1）按数控装置分类可分为硬件式数控系统（NC）和软件式数控系统(CNC系统2）按运动方式分类可分为点位控制系统、点位直线控制系统以及轮廓控制系统。3）按控制方式分类可分为开环控制系统、半闭环控制系统和全闭环控制系统。要求掌握各自的特点。4重要的名词：NC：数字控制、CNC：计算机数控系统、DNC：分布式数字控制、FMC：柔性制造单元、FMS：柔性制造系统、CIMS：计算机集成制造系统、MDI：手工数据输入。第2章 数控加工工序1数控工艺的三个特点：工艺详细、工序集中、多坐标联动自动控制加工2切削用量三要素：切削速度、进给量、背吃刀量。对刀点:是数控加工时刀具相对零件运动的起点.刀位点:是指刀具的定位基准点.换刀点:为防止换刀时碰伤零件,刀具,夹具而在被加工零件的轮廓外设置的点.走刀路线:刀具在整个加工工艺过程中运动轨迹。3数控加工对刀具材料的要求，常用的刀具材料。答：高的硬度和耐磨性;足够的强度的韧性;良好的耐热性和导热性;良好的工艺性;良好的经济性。常用的刀具材料有高速钢，硬质合金钢，涂层硬质合金钢，陶瓷，金刚石，氮化硼。第3章 数控机床的程序的编制1数控机床的机床坐标系和工件坐标系的概念，各坐标轴及其方向的规定。答：1 机床坐标系是机床上固定的坐标系,具有固定的原点和坐标轴方向,原点位置在机床出厂时已确定.工件坐标系:固定于工件上的笛卡尔坐标系,是 编程人员 在编制程序时用来确定刀具和程序起点的 ,该坐标系的原点可使用人员根据具体情况确定,但坐标轴的方向应与机床坐标系一致并且与之有确定的尺寸关系。第4章 数控机床的工作原理1插补的概念，基准脉冲插补的特点及其适用场合答：1 插补:机床数控系统依照一定方法确定刀具运动轨迹的过程. 2 基准脉冲插补的特点：每次插补结束只产生一个行程增量 ,以一个个脉冲的方式输出 给伺服电机,适用于以步进电机为驱动电 机的开环数控系统.主要适用一些中等精度或中等速度要求的数控系统. 3. 数据采样插补的原理及特点：数据采样插补的特点:数控装置产生的不是单个的脉冲而是标准二进制字.主要适用于以直流电机为驱动电机的的闭环,半闭环数控系统.3数据采样插补的插补周期的选取应该考虑的各因素：与插补精度的关系,与插补运算时间的关系,与数据采样周期的关系,与位移寄存 器容量的关系,与系统固有频率的关系。第5章 计算机数控装置1数控装置在数控机床中的作用， CNC系统的组成。答：是数控系统的核心,其主要的功能是正确识别和解释数控加工程序,对解释结果进行数据计算和逻辑判断处理,完成各种输入输出任务。CNC组成：2单微处理器结构和多微处理器结构的特点：在单微处理器中,只有一个微处理器,以集中控制,分时处理数控装置的各个任务.多微处理器中有 两个或两个以上的微处理器能控制系统总线,或主存储器进行工作的系统结构. .多微处理器的两种典型结构：共享总线结构和共享存储器结构。3CNC系统软件的存放：EPROM内存，加工程序的存放：带后备电池的RAM。4常规CNC系统软件的结构模式：中断型结构模式、前后台型结构模式。位置检测装置1 位置检测装置的作用，数控机床对位置传感检测装置的要求答：位置检测装置的作用:检测位移和速度,发送反馈信号,构成闭环控制.数控机床对位置检测装置的要求:高可靠性和高抗干扰性, 满足精度与速度要求,使用维护方便,适合机床运行环境,成本低。2了解旋转变压器的工作原理：是根据互感原理工作的。当定子绕组上加交流激磁电压时，通过互感在转子绕组中产生感应电动势，其输出电压的大小取决于定子与转子两个绕组轴线在空间的相对位置（西塔）角。鉴相型应用：在此状态下旋转变压器的定子两相正交绕组即正弦绕组s和余弦绕组c中分别加上幅值相等频率相同相位差为90度的正弦交流电压。鉴幅型应用：定子两绕组的激磁电压为频率相同，相位相同，而幅值分别按正弦余弦规律变化的正交电压。 3 感应同步器的两种工作方式，每种工作方式下激磁电压的特点。答：鉴相测量方式和鉴幅测量方式。3脉冲编码器的两种类型：增量式和绝对式。4光栅检测装置中莫尔条纹的形成原理及特点。莫尔条纹的特点：1）莫尔条纹的移动量、移动方向与光栅的移动量及移动方向有对应的关系，光栅的每移动一个栅距，莫尔条纹移动一个节距；2）莫尔条纹的放大作用 W/d=1/，式中单位为rad(弧度)；3）莫尔条纹的对光栅的局部误差具有误差平均作用。第6章 数控机床的伺服系统1伺服系统的组成：控制器,功率驱动装置,检测反馈装置和伺服电机.作用是接受数控装置发来的进给脉冲指令信号,经信号变换和电压, 功率放大由执行元件将其变换为角位移或直线位移,以驱动数控设备务运动部件实现所要求的运动数控机床对进给伺服系统和主轴伺服系统的要求答：对进给伺服系统的要求：调速范围要宽，低速转矩要大；精度要高；快速响应并无超调；稳定性要好，可靠性要高。对主轴伺服系统的要求：足够的输出功率，调速范围要宽，定位准停功能。2. 开环、半闭环、闭环伺服系统各自的特点及应用场合。（P194往上搬）答： 开环：由步进电动机和驱动电路组成，没有位置检测装置步进电动机每接收一个指令脉冲，就旋转一个角度，再通过齿轮副和丝杆螺母副带动工作太运动，由于没有检测和反馈环节，难于实现高精度加工；但他的结构简单，成本较低；调试维修方便，适用于对精度速度要求不十分高的经济型 中小型数控系统。半闭环：检测元件安装在传动链的旋转部位，它检测的不是工作台的实际位移量，而是与位移量相对应旋转轴的转角量。精度比闭环差，但系统结构简单，便于调整，检测元件价格低，稳定性能好。用于中小型数控机床。闭环：检测元件安装在工作台上，将工作台实际位移量测出并转换成电信号，经反馈信号与指令信号相互比较，并将其差值放大控制伺服电机带动工作台移动，直至差值消除才停止。消除传动误差和间隙误差的直接影响。但系统复杂，调试和维修困难，对检测元件要求较高，且要有一定的保护措施，成本高，适用于大型或比较精密的数控设备。3反应式步进电机的工作原理：和步进电动机的工作原理相似，都是基于电磁力的吸引和排斥产生转矩。步距角及脉冲当量的概念、与机械传动装置一起构成的进行伺服系统中脉冲当量的计算，脉冲频率与进给速度的关系。答：步距角概念：当步进驱动器接收到一个脉冲信号它就驱动步进电动机按设定的方向转动一个固定角度。脉冲当量的概念：相对于每一个脉冲信号的机床运动部件的位移量称为脉冲当量，又称最小设定单位。计算：步距角的计算:=360/mzk(m 为定子绕组相数,z 为 转子齿数,k 为拍数与相数的比