2016华南理工机械设备数控技术作业资料

机械设备数控技术作业第一，单答型1、数控机床的工作流程包括什么？答：工作流程包括：准备数据处理程序；输入；解码；刀具补偿；插值；位置控制和机床加工。2、数控加工技术处理内容是什么？A: 1)选取并确定NC加工零件和内容。2)对加工零件的图纸进行工艺分析，明确加工内容和技术要求，以此为基础确定零件的加工体系，分割和计划加工工艺。3)设计了数控加工工艺。分割操作步骤、定位零件、选取夹具和刀具、确定切削用量等。4)选择刀具点、刀具更改点的位置，以考虑刀具的补偿来确定加工刀路。5)在NC加工中指定裕度。6)数控加工技术部件的定型和存档3、数控机床准备程序的一般步骤是什么？A: 1)图纸工艺分析；2)运动轨迹计算；3)准备程序和初步验证；4)控制介质的制造；5)测试程序校验和4，什么是插值？常用的插值算法有多少种？答：插补是指数值控制装置根据程式设计时的有限资料，以固定演算法产生基本线(直线、弧等)，以完成所需轮廓轨迹的插补拟合作业。插值算法如下：参考脉冲插值和数据采样插值5、饲料伺服系统的作用是什么？进料伺服系统的技术要求是什么？a:进给伺服系统可以根据命令信号精确控制执行零件的运动速度和位置，以及多个执行零件合成为恒定运动的运动轨迹。要求：1)传输精度和位置精度；2)传递刚度高，抗冲击；3)速度调节范围要宽，稳定性(速度调节范围内)要好。4)低摩擦和低惯性；5)快速响应；6)消除滚动间隙7)速度稳定性好。6、滚珠丝杠螺母对的滚珠循环方法是什么？每个特征是什么？答：内部循环：球在循环过程中始终与螺钉表面接触。优点：球循环的短环，流动性好，效率高，螺母的半径尺寸也小。缺点：反向加工困难，装配调整不方便。外部循环：反转循环时，“球”(ball)离开螺钉螺纹流道，在螺母内或螺母外执行循环运动。(1)螺旋槽；工艺简单，半径小，制造方便。但是鳞片装置刚度低，容易磨损。(2)插管；结构简单，容易制造。但是，如果半径较大，则由于弯头末端用作焊道，因此磨损更容易。(3)端盖类型；结构简单，工艺好，但辊吻及折弯的圆角制作不容易精确，影响性能，因此应用较少。升降传动机构，常用于单螺母形式。7、简述了光电脉冲编码器的特性。A: 1)非接触测量，非接触磨损，码盘寿命，精度保证；2)测量速度高，允许高精度；3)光电转换，抗干扰能力强；4)体积小，安装方便，适用于机器操作环境。5)结构复杂，价格高，光源寿命短；6)码盘基板的玻璃、冲击和防震能力差。8、简述闭环控制系统位置控制原理？答：闭环控制系统分为相位比较伺服系统、振幅比较伺服系统、数字/脉冲比较伺服系统和所有数字控制伺服系统。1)相位比较伺服系统经常使用感应同步器和旋转变压器作为检测元件，并以拓扑方式工作。插值或插值软件在NC设备需要沿一定方向供应工作台时，将一系列进给脉冲发送到伺服系统。数量表示工作台的命令进给率，频率表示工作台的进给率，方向表示工作台的进给方向。工作台反向进给原理与正向进给情况相同。2)振幅比较伺服系统的工作方式是，将位置检测装置测量的实际位置转换为测量信号振幅的大小，然后测量信号处理电路，将振幅大小转换为反馈脉冲频率的高低。所有反馈脉冲信号进入比较器，并与指令脉冲信号进行比较，得到位置偏差，作为D/A转换，伺服放大后伺服电动机驱动信号，伺服电动机移动工作台，直到比较器输出信号为零时停止。另一反馈脉冲信号进入励磁电路，控制产生振幅工作方式的励磁信号。3)数字/脉冲比较伺服系统的工作方式：当CNC系统要求工作台在一个方向上传输时，插补操作将一系列馈脉冲导入指令脉冲PC，其数量表示工作台的指令进给率，频率表示工作台的进给率，方向表示工作台的进给方向。4)所有数字控制伺服系统的工作原理：所有数字数控在计算机软件中实现数控的各种功能，控制各种参数。在Cnc伺服系统中，主要出现在定位环、速度环和电流环的数字控制中。9、数控机床对伺服驱动系统的要求是什么？答：数控机床的伺服驱动器必须满足以下要求：1)准确度高。2)稳定性好。快速响应没有超频。4)速度调节范围广。5)低速大扭矩10、简述电火花加工原理。答：EDM是利用电极间隙脉冲放电产生局部瞬间高温，熔化、气化金属材料，腐蚀多余金属材料，制造一定形式、大小和表面质量部件的过程。11.简述了永磁直流伺服电动机的性能特点。答：永磁直流伺服电动机在大过载力矩下长时间运行，打电机的转子惯性，与丝绸之路直接连接，没有中间驱动器。此外，其特点是在1r/min到0.1r/min的情况下也能正常工作，等等。其缺点是有笔刷限制速度增加，一般额定速度为1000r/min-1500r/min，结构复杂，价格昂贵。12，在NC编程中钻孔时，固定循环命令的循环运动是什么？A: 1)X和y轴的快速位置；2)刀具从初始点快速进给到r点。3)用切削进给执行孔加工操作。4)孔底相应的动作；5)返回到r点；6)快速返回到初始点。二、论述问题1、数控设备硬件结构分类和特性？答：数控装置是整个数控系统的核心和硬件结构1)根据CNC设备中的每个印刷电路板，插头方式不同，可以分为大的板型结构和功能模块化结构。大型面板体积精巧，稳定性高，但硬体功能不容易变更，弹性低。2)根据制造方式，可以分为专用结构和个人计算机结构。专用型结构布局合理，紧凑，专用性强，但彼此之间的爱只能是不可交换或替代的，通用性不强。个人电脑型结构具有抗干扰性和恶劣的环境，与普通电脑完全兼容。3)根据CNC设备中的微处理器数量，分为单个微处理器结构和多个微处理器结构。单微处理器结构只有一个微处理器，结构简单，易于实现，采用集中控制，以分时处理操作方式完成数控加工的个别操作。多微处理器结构性价比高，可靠性高，硬件易于组织规模生产。2、讨论数控系统的两种常见软件结构。A: 1)前后台软件结构；用于集中控制的单个微处理器的CNC设备、前台程序微实时中断程序、执行几乎所有中断功能、后台程序主要完成准备和管理任务。2)多中断软件结构；根据数控功能的相互独立性，将每个中断结构从实时级别分组到不同级别的中断服务程序，从而构成单个嵌套的多中断结构，系统管理功能只能通过所有级别的中断服务程序之间的通信实现3)功能模块化软件结构；由于采用了大量的模块化结构，每个微处理器将各自的任务分开，形成了特定的功能模块，该软件也是模块化的，形成了功能模块化结构，因此该硬件功能模块中CNC设备的处理速度更快，结构也更小。3、数控机床的进给系统与机器的加工性能相关，对进给装置有什么要求，以确保其位置精度和动态性能？A: 1) CNC机床的主变速范围应扩大，以便在加工时选择适当的切削量，以获得最佳生产效率、加工精度和表面质量。2)数控机床主轴的变速按照指令自动运行，在更大的速度范围内可以进行无级变速，应减少中间传动环，简化主轴箱。3)主轴在整个范围内提供切削所需的功率，并应尽可能在整个速度范围内提供主轴电机的最大功率，即一定功率范围。4)主轴应在HTT旋转时自动平滑控制。也就是说，需要四象限驱动，时间要柔和。5)需要主轴的高精度准放坡控制，以满足中心自动更换(ATC)和某些加工过程的需要。6)在车削中心，主轴还需要旋转进给轴(c轴)的控制。4、我国标准如何规定数控机床坐标轴和运动方向？A: 1)坐标和运动方向命名原则：刀具总是假定相对于放坡坐标系移动。2)世界坐标系(机床坐标系)规定：如图所示，右侧直角数码相机坐标系。拇指的方向是x轴的正方向，食指是y轴的正方向。3)确定运动方向：(1)正向：增加工件和刀具之间距离的方向。(2)确定移动坐标的方向：A.z坐标(z coordination):由传递切削力的主轴确定，与主轴平行的轴是z坐标。B.x坐标(x coordinates):指定x坐标为水平方向、垂直于z轴且平行于工件的夹具面。C.y坐标：y轴垂直于x，z轴，其运动的正向由右手笛卡尔坐标系基于x和z坐标的正向确定。(3)确定旋转坐标方向：A.旋转动作a、b、c:右手螺旋B.主轴旋转运动方向：主轴的净(反向)时针旋转运动方向(正向(反向)是工件由右(左)旋转螺纹旋转的方向4)绝对和增量(相对)坐标系(1)绝对坐标系刀具(或机床)运动轨迹的坐标值是相对于固定坐标原点o的。也就是说，它被称为绝对坐标。此坐标系是绝对坐标系。(2)增量(相对)坐标系刀具(或机器)运动轨迹的坐标值是相对于前一位置(起点)计算的。也就是说，称为增量坐标系的增量(或相对)坐标。5、数控机床的主驱动配置是什么？特征是什么？答：数控机床的主驱动配置如下：1)带变速齿轮的主传动；大中型数控机床使用更多的变速器变速器。2)通过皮带驱动为主驱动；主要用于小型数控机床，旨在克服齿轮变速引起的振动和噪音，但仅适用于具有低扭矩特性要求的主轴。3)由伺服电动机直接驱动的主驱动；这种主驱动方式大大简化了主轴箱和主轴结构，有效提高了主轴部件的刚度，主轴转速快，但主轴输出扭矩小，电机发热对主轴精度影响很大。6、应用刀具半径补偿命令的注意事项？A: (1)刀具半径补偿模式下的创建和取消过程段仅在GO0或GO1移动命令模式下有效，必须是补偿平面中非零的直线移动，并且只能补偿和取消3轴移动。当然，某些系统现在也支持G02，G03模式，但是为了避免错误，建议在半径补偿中创建和取消程序段时不要使用G02，G03命令。(2)创建和取消刀具修补时，通常使用C01运动创建或取消刀具修补程序，以确保刀具和工件的安全。如果使用G00方法创建或取消曲面片，则使用加工方法，首先创建曲面片，然后退刀，再退刀，然后取消曲面片。(3)加号变更后，G41和G42的修正方向变更。例如，如果给定G41命令正值，则正值向左；如果给定负值，则正值向右(等于G42)，因此通常输入正值(即铣削刀具半径值)更合理。(4)为了便于坐标计算，可使用相切或法向相切方法创建或取消刀具补充。如果无法沿工件轮廓方向轻松创建相切或垂直切入，可根据需要添加辅助程序段。(5)在刀具切削工件之前，最好在切削后完成取消。(6)在共切模式下，通常不允许在两个或多个连续非补偿平面上移动命令。否则，刀具将发生危险的运动，如过切。(7)补偿状态下铣削刀具的直线移动和内部圆弧切削的半径值必须大于铣削刀具半径。否则，补偿向量会产生干涉，并发生过切。(8)最好在补偿方向的同一侧创建和取消刀具半径补偿过程段的起点和终点位置，以避免刀具半径补偿创建和取消过程中的过切现象。三、编程问题(FANUC系统特定程序的编写)1、试验性地建立插图中所示零件的加工程序。必须自定义路径并创建基点坐标值。主轴转速S=500(r/min)、F=160(mm/min)、刀具补偿可以自行编写。7020R30R104060120450xy卡尔点刀路：将a快进到b-c-d-e-f-g-h-b起点：a (0，0)基准点座标：B(40，20)、C(40，60)、D(70，90)、E(110，90)、F(120，80)、G处理程序(请参阅):O2007n010 g 92 x0 y 0；/设定工件座标系统n020 g 00g 41d 01 x 40 y20 s 500m 03m 08；/Bn 030g 01 x 40y 60 f 160.0；/Cn 040g 03 x 70 z 90 I 0j 30；/Dn 050g 01 x 110y 90；/En 060g 02 x 120y 80 I 0j-10；/Fn 070g 01 x 120y 40；/GN080X100Y20；/Hn090 x 40y 20；/Bn 100g 00g 40 x0y 0m 05 m09m 02；/图中所示的电路板类零件厚度为10mm，需要外部轮廓的铣削精加工，精加工馀额为0.2mm。选择的立铣刀直径为20。测试清单记录零件轮廓的精加工程序，并注记刀具速度、进给率和刀具补偿是自行建立的。O0001程序代码N01G00G90X120Y60Z50输入绝对值，快速转移到X120Y60Z50N02X100Y40M03M08S500 X100Y40切削液开口，主轴正向，转速500r/min快速向下传输到N03Z-11 Z-11n04g 01g 41g 70y 10d 012 f 100直线插补为x70y 10，刀具半径插补为左侧修正D012=10mm，进给率100mm/sN05Y-10将直线插补为X70Y-10将N06G02X40Y-40R30圆插补为X40Y-40，半径为30mmN07G01X-70将直线插补为X-70Y-40N08Y40将直线插补为X-70Y40N0