武汉轻工大学数控技术复习重点

1、学习必备欢迎下载数控技术复习纲要第1章绪论床基本上都是装备的这种数控系统。1.数控加工的特点及主要加工对象点位直线控制系统数控加工的特点 ：加工移动部件不仅要实现从一个位置到另一个位置的精1）可以加工具有复杂型面的工件确移动，而且能实现平行于坐标轴的直线切削加工运动及沿2与坐标轴成45 度的斜线进行切削加工，但不能沿任意斜率）加工精度高，质量稳定3的直线加工。）生产率高（ 3 ）按控制方式分类4（）改善劳动条件5）有利于生产管理现代化开环系统： 步进电机驱动， 无位置检测装置， 结构简单，数控加工的主要对象：成本低，精度低，易于维修1）多品种、单件小批量生产的零件或新产品试制中的零件半闭环系统

2、： 直、交流的伺服电机驱动，角位移检测装2）几何形状复杂的零件置，中等精度3）精度及表面粗糙度要求高的零件闭环系统： 直、交流的伺服电机驱动， 线位移检测装置，精度较高4）加工过程中需要进行多工序加工的零件5）用普通机床加工时，需要昂贵的工装设备（如工具、夹具和模具）的零件2. （1）数控技术的定义数控技术是利用数字化信息对机械运动机加工过程进行控制的方法。（2）数控系统由哪几部分组成数控系统一般由 控制介质、输入装置、数控装置、伺服系统、执行部件和 测量反馈装置 组成。3. 数控系统的分类：（ 1）按数控装置分类硬件逻辑数控系统（NC）计算机数控系统（CNC ）（ 2）按运动方式分类点位控制

3、系统仅能实现刀具相对于工件从一点到另一点的精确定位运动；对轨迹不作控制要求；运动过程中不进行任何加工；主要有：数控钻床、数控镗床、数控冲床和数控测量机等。轮廓控制数控机床具有控制几个进给轴同时谐调运动( 坐标联动 )，使工件相对于刀具按程序规定的轨迹和速度运动，在运动过程中进行连续切削加工的数控系统；主要有：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（ 4 ）按功能水平分类高档数控系统中档数控系统低档数控系统（ 5 ）按用途分类金属切割类数控系统数控车、铣、镗、镗铣床加工中心金属成型类数控系统数控折弯、弯管、压力机数控特种加工设备数控线切割、电火花加工设备、数控激光加

4、工设备。4 、数控技术的发展史第一代 52 电子管、第二代 1959 晶体管、第三代 60 小规模 集 成电路、第四代 67 小型计算机、第五代 1970 微处理器器5 重要的专用名词（ 1） NC硬件逻辑数控系统（ 2） CNC (ComputerNumericalControl, 计 算 机 数控系统 ) ，指用计算机作为一般数控系统中的控制装置。（ 3）DNCNumericalControl) 称为分布(Distributed式数控，是实现 CAD/CAM和计算机辅助生产管理系统集成的纽带，是机械加工自动化的又一种形式。(4)FMC柔性制造单元（flexible manufacturin

5、g cell（ 5） FMS flexible manufacturing system柔性制造系统学习必备欢迎下载（ 6）CIMSintegratedmanufacturingsystem金刚石（硬度最高） 、氮化硼、涂层硬质合金、 硬质合金（最（computer计算机集成制造系统好）、陶瓷、高速钢（ 7）MDI 数控系统操作面板又5、数控机床工具系统的两大系统称 MDI （ Manual Data Input即手动数据输入）面板。第二章 数控加工工艺（ 1）、车削工具系统1、数控工艺的三个特点（ 2）、镗铣类工具系统（ 1）工艺详细（ 2）工序集中（ 3）多坐标联动自动控制加工第三章 数控

6、机床程序编制2、切削用量三要素1、数控加工程序（零件程序）（ 1）切削速度根据零件图样、技术要求及工艺要求等切削加工的必（ 2）进给量要信息，按照具体数控系统规定的指令和格式编制出的加工（ 3）背吃刀量指令序列。3、对刀2、数控编程（ 1）对刀点 指通过对刀确定刀具与工件相对位置的基准（ 1）、概念从零件图分析到制成数控加工程序单的全过程。点，一般在加工中是刀具相对零件运动的起点又称起刀点，（ 2）、编程内容与步骤也是程序运行的起点。 选定之后便确定了机床坐标系与零件分析零件图样坐标系的位置关系。工艺处理（ 2）对刀的概念 使刀位点与对刀点重合的操作。数学处理（ 3）对刀点选择原则 编制数控程

7、序（ 1）、所选的对刀点应使程序编制简单 输入数控装置（ 2）、对刀点应选择在容易找正、便于确定零件加工原点 程序检验的位置 首件试切削（ 3）、对刀点应选在加工时检验方便、可靠的位置（3）、数控编程方法（ 4）、对刀点的选择应有利于提高加工精度。手工编程、自动编程、 CAD/CAM编程（ 5）、对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上。3、坐标系（右手笛卡尔）4、（ 1）数控加工对刀具的要求（ 1）、机床坐标系（机床厂确定）（ 1）、足够的强度与刚度数控机床安装调试时便设定好的固定坐标系，设有固定原点（ 2）、高的刀具耐用度- 机床原点（ M)，是数控机床进行加工运动的基准点。（ 3）、高

8、的可靠性（ 2）、工件坐标系（编程坐标系）（ 4）、较高的精度编程人员根据零件图机加工工艺建立的坐标系，各轴与所用（ 5）、可靠的断屑机床轴平行，正方向一致。（ 6）、能够快速更换刀具（2）对刀具材料的要求高的硬度和耐磨性、 足够的强度和韧性、 良好的耐热性和导热性、良好的工艺性、良好的经济性4（3）常用刀具材料学习必备欢迎下载4、数控编程的指令代码，程序结构M04 、M05 、M06 、M08 、M09 、M30 、M98 、M99 。及格式、子程序及其调用。M00 ：程序停止M01 ：程序选择停止1 ）和坐标系相关： G90 、G91 ；G92 、G54-G59 ；M02 ：程序结束M03

9、 ：主轴顺时针旋转G17 、 G18 、 G19 。M04 ：主轴逆时针旋转M05 ：主轴停止G90 ：绝对坐标编程M06 ：换刀M08 ：冷却液打开G91：相对坐标编程M09 ：冷却液关闭G92：设定工件坐标系M30 ：程序结束并返回G54G59 ：选择工件坐标系 16M98 ：子程序调用G17：XY 平面选择M99 ：子程序调用结束G18：XZ 平面选择6）进给速度 F，主轴转速 S 、坐标地址字 X 、G19：YZ 平面选择Y、Z、U、V、W 等。2 ）与刀具运动相关的： G00 、G01 、G02 、G03 。进给速度 F 代码：进给率设定。G00 ：快速定位运动主轴转速 S 代码：主

10、轴转速。G01：直线插补运动地址 X 代码： X 轴直线运动。G02：顺时针圆弧插补地址 Y 代码： Y 轴直线运动。G03：逆时针圆弧插补地址 Z 代码： Z 轴直线运动。3 ）与刀具补偿相关： 长度补偿 G43 、G44 、G49 ，地址 U 代码：辅助直线轴，平行于X 轴。G43 ：刀具长度正向补偿地址 V 代码：辅助直线轴，平行于Y 轴。G44：刀具长度负向补偿地址 W 代码：辅助直线轴，平行于Z 轴。G49：取消 G43 / G445 手工编程： 要求熟练利用指令代码进行铣销、车削加半径补偿 G41 、 G42 、 G40工的编程， 会用固定循环代码进行数控车削编程， 并能解释G41

11、 ：刀具左补偿各程序段。G42：刀具右补偿第四章 数控机床的工作原理G40：取消 G41 / G421 插补的概念，基准脉冲插补的特点及其适用场4 ）固定循环指令的六个动作，三个平面，G98合，数据采用插补的特点及其适用场合。与 G99 的区别。（ 1 ）插补 是机床数控系统依照一定方法确定刀具轨六个动作迹的过程。动作 1：X 、 Y 平面快速定位。插补分类动作 2：快速运动到 R 点平面。基准脉冲插补（特点：每次插补结束只产生一个动作 3：孔加工。行程增量 ）在插补计算过程中不断向各个坐标发出一个个相动作 4：孔底操作。互协调的进给脉冲，驱动各坐标轴的电动机运动。动作 5：回到 R 平面点。

12、基准脉冲插补适用于以步进电机为驱动装置的动作 6：快速返回初始点 。开环数控系统，用于中等精度中等速度要求的数控系统。三个平面3 ）数据采样插补（特点：数控装置产生的不是单初始平面、 R 点平面和孔底平面个脉冲，而是二进制数）实际上是一种时间分割法，也就指令 G98 是指加工完成后， 大局返回到初始平面。是根据程编的进给速度，将工件的轮廓曲线分割为一定时间指令 G99 是指加工完成后， 刀具返回到R 点平面。（一个插补周期）的进给量（一条微小直线）。即用一系列5 ）辅助功能代码：M00 、M01 、 M02 、 M03 、微小直线段来逼近轮廓轨迹。学习必备两个组成部分：第一步 粗插补（软件实现

13、）、第二步 精插补（由硬件实现）数据采样插补法适用于以伺服电动机为驱动电机的闭环和半闭环控制系统。2逐点比较法进行直线和圆弧插补（要求列表计算、并能画出插补轨迹）。3数据采样插补的插补周期的选取应该考虑的各因缘：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（ 1）数控装置的作用数控装置是数控系统的核心， 其主要功能只正确识别和驾驶数控加工程序， 对解释结果进行各种数据计算和逻辑判断处理，完成各种输入、输出任务。（2）CNC 系统的组成框图指令计算机硬件电路（ 软 件（硬件功输入功能）能）数控机床伺

14、服系统（ 3） CNC 系统特点灵活性、通用性、可靠性、数控功能多样化、使用维护方便2 单微处理器结构和多微处理器结构的特点。（ 1 ）单微处理器 （结构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。 其他功能部件则需要通过总线与微处理器相连。）结构特点1）只有一个微处理器对存储、插补运算、输入输出控制、CRT 显示都有它集中控制、分时处理2）微处理器通过总线与存储器、输入输出控制等各种接口相连，构成CNC 装置3）结构简单，容易实现4）功能受处理器字长、数据宽度、寻址能力和运算速度等因素限制欢迎下载（ 2）多微处理器（系统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

15、行工作的系统结构。）特点 有两个或两个以上的微处理器实现多个控制任务的并行处理和执行， 大大提高系统处理速度， 每个处理器完成系统中规定的一部分功能，独立执行程序，采用模块化设计，某模块出了故障，其他模块照常工作。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。3 CNC 系统软件的存放：EPROM 内存 。加工程序的存放： 带后备电池的RAM （CMOSRAM或称随机存取存储器 RAM ）4 常规 CNC 系统软件的结构模式：中断型结构模式： 系统软件除初始化程序以外，将 CNC 的各功能模块分别安排在不同级别的中断程序中， 无前后台程序之分。但中断程序中有不同中断优先级别， 级别高的

16、中断程序可以打断中断级别低的程序、 前后台型结构模式。 要求了解各自的特点。前后台型结构模式： 将 CNC 系统软件分为前台程序和后台程序。前台程序为实时中断程序， 他几乎承担着全部实时任务，实现插补， 位置控制及数控机床开关逻辑控制等实时功能；后台程序是一个循环运行程序， 实现数控加工程序的输入，预处理和管理的各项任务。第 6 章位置检测装置1 位置检测装置的作用，数控机床对位置检测元件的主要要求1）位置检测装置的作用是检测位移和速度，发送反馈信号，构成闭环控制。2）数控机床对位置检测元件的主要要求：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

17、转变压器的工作原理，鉴相型应用及鉴幅型应用1）旋转变压器是根据互感原理工作的。2）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序绕组S 和余弦绕组C 中分别加上幅值相等、学习必备欢迎下载频率相同而相位相差90°的正弦交流电压。鉴幅型应用： 这种应用中， 定子两相绕组的激磁电压为频率相同、 相位相同而幅值分别按正弦、余弦规律变化的交变电压。3 脉冲编码器的两种类型：增量式和绝对式。绝对式编码器采用二进制编码盘时，其分辨率的计算。4了解光栅的工作原理。莫尔条纹的特点：1）莫尔条纹移动与光栅移动之间存在对应关系，光栅每移动一个栅距d，莫尔条纹移动一个节距W ；2）莫尔条纹对光栅

18、有放大作用W/d=1/ ，式中 单位为 rad( 弧度 )；3）莫尔条纹对光栅的局部误差具有误差平均作用。光栅检测装置中细分技术的作用了解光栅测量中细分及辨向电路的原理，作用：提高光栅的分辨精度。直线光栅检测装置的线路：利用细光技术提高分辨率。第 7 章数控机床的伺服系统1、伺服系统的分类按调节理论（开环 - 、闭环 - 、半闭环 - ）按使用的驱动元件（电液 -、电气 -）安被控对象 （数字 - 脉冲比较 - 、相位比较 - 、幅值比较 -、全数字控制 - ）进给伺服系统的要求：1，调速范围要宽，低速转矩要大； 2，精度要高； 3 ，快速响应并无超调；4. 稳定性要好，可靠性要高。主轴伺服系

19、统的要求：1 ，足够的输出功率；2，调速范围要宽； 3，定位准停功能。2、伺服系统的组成伺服系统由控制器、功率驱动装置、检测反馈装置和伺服电机（ M)。伺服系统各组成的作用检测反馈装置用来检测与位置和速度有关的旋转轴的转角和转速。数控装置的作用是把控制介质存储的代码通过输入和读带，转换成代码信息， 用来控制运算器和输出装置，由输出装置输出放大的脉冲来驱动伺服系统，使机床按规定要求运行。3、反应式步进电机的工作原理：基于电磁力的吸引和排斥而产生转矩。步距角的计算、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。=360°/ mkz提高步进伺服系统精度的措

20、施： 1 ）传动间隙补偿。 2）螺距误差补偿。 3）细分线路4 、 简单了解直流电机与交流电机的工作原理及调速方法。1）直流电机调速方法：改变电枢外加电压U改变磁通量改变电枢电路的电阻R2）交流电机调速方法：改变磁极对数p改变转差率s变频调速5 、开环、半闭环、闭环伺服系统各自的特点及应用场合。开环伺服系统 由步进电机及其驱动电路构成， 没有位置检测装置。难以实现高精度加工，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。半闭环伺服系统 将检测元件转在传动链的旋转部位， 它所监测的不是工作台的实际位移量， 而是与位移量有关的旋转轴的转角量，精度比闭环差，但系统结构简单，便于调整，检测元件价格低， 系统稳定性好， 广泛应用与中小型数控机床上。闭环伺服系统由比较环节，驱动线路（位置控制和速度控制），伺服电机，检测反馈单元组成。精度高但系统复杂，调试维修较为困难，对检测元件要求高，且要求有一定的保护措施，成本高，适用于大型或比较精密的数控设备。6、 主轴驱动的特殊要求：输出功率大，具有恒转矩段及恒功率段，有准停控制，主轴与进给联动交流主轴电机与直流主轴电机与进给伺服系统的电机相比，有什么特点？特点：要求输出功率大， 所以直流主轴电机不采