数控原理复习

1、项目一 数控系统综合连接一、数控机床的分类 按伺服系统控制原理分类，开环控制 闭环控制 半闭环控制二、数控机床的工作原理三、数控机床组成：主要由信息载体、数控装置、伺服系统、机床本体、输入/输出装置等五个基本部分组成。四、数控系统组成：一般由输入/输出装置、数控装置、驱动装置、机床电器逻辑控制装置四部组成，机床本体为被控对象。数控机床的核心是数控系统CNC：计算机数控装置的数控系统称为CNC，CNC系统的核心是CNC装置，由硬件和软件组成。五、数控系统的主要工作过程程序输入 - 加工信息预处理(译码、刀具补偿计算、速度计算、辅助功能处理) -轨迹插补-位置控制-I/O控制-显示-状态监控（诊断

2、）六、刀具补偿原因控制系统控制的是刀具中心的运动，数控系统的刀具半径补偿就是把零件轮廓轨迹转换成刀具中心轨迹。使数控程序与刀具形状和刀具尺寸尽量无关，可大大简化编程。还可以满足加工工艺等其他一些要求，八、刀具补偿分类：刀具补偿一般分为刀具长度补偿和刀具半径补偿。九、进给速度控制方法：进给速度控制方法和所采用的插补算法有关。1、脉冲增量插补（又称基准脉冲插补）方式进给速度控制，多用于以步进电机作为执行元件的开环数控系统中，f = F/（60）Hz F：编程时的进给速度 mm/min ； ：脉冲当量 mm； f：脉冲源的频率 Hz。2、数据采样插补方式进给速度控制，多用于以直流电机或交流电机作为执

3、行元件的闭环和半闭环数控系统中，L = KFTs /（60×1000）mm L：一个插补周期对应的进给位移 mm； K：速度倍率； F：编程时对应的进给速度 mm/min ； Ts：插补周期 ms。 十、逐点比较法直线插补：靠近Y轴区域偏差大于零，靠近X轴区域偏差小于零。F0时，进给都是沿X轴，不管是X向还是X向，X的绝对值增大；F<0时，进给都是沿Y轴，不论Y向还是Y向，Y的绝对值增大。四象限直线偏差符号和进给方向计算四步：第一拍：偏差判别 第二拍：坐标进给 第三拍：偏差计算 第四拍：终点判别 作业： 1.加工第一象限直线OE，起点为坐标原点，终点坐标为E（4，3）。试用逐点

4、比较法对该段直线进行插补，并画出插补轨迹。十一、数控系统数据的传输通常有两种方法：1、通过PC机里的DNC软件 （华中数控用户端串口通讯软件)传输2、通过第三方串口通讯软件(CAM软件)传输项目二、位置检测装置的安装与连接一、增量式和绝对式测量的区别：增量式测量只测相对位移量，移动一个测量单位就发出一个脉冲信号。绝对式测量方式测出的是被测部件在某一绝对坐标系中的绝对坐标位置值，并且以二进制或十进制数码信号表示出来二、常用的位置检测装置：旋转编码器（主轴编码器，脉冲编码器，绝对值脉冲编码器）、旋转变压器、感应同步器、光栅尺、磁栅 属于旋转型还是直线型的？属于直接测量还是间接测量？三、主轴编码器的

5、作用：起到了对主轴转动与进给运动的联系作用。车削螺纹时必须安装主轴编码器四、脉冲编码器、绝对值脉冲编码器均分为光电式、接触式和电磁感应式三种。五、电式脉冲编码器：A、B脉冲作用：用于判别旋转方向；Z脉冲即同步脉冲。利用同步脉冲，数控车床可实现加工控制，也可作为主轴准停装置的准停信号。六、光栅检测装置的组成：由光栅读数头和光栅传感部分组成。光栅传感部分由主光栅（标尺光栅）和指示光栅组成。七、光栅尺分类：按形状用途分为长光栅(测量直线位移)和圆光栅(测量角位移) 按工作原理分为透射直线式和莫尔条纹式光栅 八、莫尔条纹的作用：莫尔条纹具有放大作用九、旋转变压器、感应同步器的两种典型工作方式：鉴相式和

6、鉴幅式项目三 进给驱动系统的连接与调试一、伺服系统的构成：伺服系统主要由执行元件及其驱动控制电路构成二、步进伺服系统与交流伺服系统的区别：步进电机驱动系统采用开环控制，执行电机是步进电机，步进电机是一种离散运动的装置。步进电机精度比较低，常用于速度和精度要求不高的控制场合交流伺服系统，一般采用闭环或半闭环控制三、步进驱动系统的控制1、工作台位移量的控制 2、工作台进给速度控制，3. 工作台运动方向控制四、步进电机由由转子和定子两部分组成五、步进电动机的工作原理：步进电动机的工作原理实际上是电磁感应，l ）步进电动机定子绕组的通电状态每改变一次，它的转子便转过一个确定的角度，即步进电动机的步距角

7、a 。2 ）改变步进电动机定子绕组的通电顺序，转子的旋转方向也随之改变。 3 ）步进电动机定子绕组通电状态的改变速度越快，其转子旋转的速度越快，即通电状态的变化频率越高，转子的转速越高。 六、步距角：步距角越小，控制精度越高。步距角计算 a=齿距/拍数=七、步进电机常见的驱动方式： 1.单电压驱动、2.高低压切换驱动电路、3.恒流斩波型驱动电路、4.分频段（调频）调压驱动电路、5.细分控制驱动电路八、提高步进系统精度的措施：1.细分电路 2.反向间隙和螺距误差补偿3.混合伺服系统 即反馈补偿型的开环控制系统。九、交流伺服电机的分类： 交流伺服电动机分为交流永磁式和交流感应式。十、交流伺服电机的

8、工作原理：定子三相绕组通交流电后，产生一个旋转磁场，该旋转磁场以同步转速ns旋转，吸引转子一起旋转十一、永磁式交流伺服电动机结构：转子、定子组成，转子是永磁铁，定子有绕组十二、异步电机改变转速的方法：异步电机转速：n=60/P（1-S）=ns（1-S）（r/min）（1）改变磁极对数。这是有级的调速方法，通过定子绕组接线的切换实现（2）改变转差率。（只适合于异步电机）（3）变频调速。十三、两相交流伺服电机控制方式：幅值控制、相位控制、幅相控制 十四、永磁同步电机控制策略：恒压频比控制、矢量控制系统、直接转矩控制十五、交流伺服系统控制结构：是一个三环结构系统，位置环，速度环，电流环十六、数控机床

9、的最高转动速度、跟踪精度、定位精度等一系列重要指标主要取决于伺服驱动系统性能的优劣。项目四、主轴系统连接与调试一、数控机床对主轴控制的要求Ø 调速范围宽Ø 恒功率范围宽，采用永磁电机就不合理，往往采用他励式直流电机和感应电机Ø 需要采用无级调速系统驱动，一般只有速度控制环Ø 无需丝杠或其他直线运动的机构Ø 自动加减速控制Ø 准停控制二、变频器的组成：变频器由主电路和控制电路组成三、变频器主电路由整流电路、中间直流电路和逆变器电路三部分组成。四、变频器主电路的接线注意事项：1、为保证变频器的正常工作，其外壳PE应可靠地接入大地零电位。2

10、、绝对禁止将输入电源接入输出端子、将输出端子短路和接地。五、主轴准停（又称：主轴定位功能）的概念：即当主轴停止时，控制其停于固定位置 ，以便工中心在该处换刀等操作。常见的主轴准停控制方式是：机械准停控制、电气准停控制。项目五 连接与调试数控机床PLC控制系统一、数控机床控制的分类Ø 坐标轴运动的位置控制 由伺服驱动系统完成。Ø 加工过程的顺序控制 由可编程控制器完成。二、PLC的组成：主要由中央处理单元CPU、存储器、输入输出模块、编程器组成三、PLC的两种工作模式：STOP模式、RUN 模式四、PLC扫描过程：内部处理、通信服务、输入处理、执行程序、输出处理（RUN 模式

11、）；内部处理、通信服务（STOP模式）。五、PLC是处于数控装置和“机床侧”之间六、数控机床的PLC一般分为两类：内装型PLC（将CNC和PLC综合起来设计，PLC是CNC的一部分）；独立型PLC（以独立专业化的PLC实现顺序控制）。七、数控机床PLC处理的信号：Ø M、S、T功能 Ø 操作信号处理Ø 急停控制 Ø 坐标轴控制Ø 主轴控制 Ø 刀架控制 Ø 冷却控制Ø 导轨润滑项目六、传动系统反向间隙误差及丝杠螺距误差补偿一、反向间隙误差产生原因及其影响？当进给传动链存在间隙，坐标轴运动方向改变时就会产生反向间隙误

12、差，从而影响到机床的定位精度和重复定位精度。二、丝杠螺距误差补偿原因：开环控制、半闭环控制的数控机床，其定位精度主要取决于进给丝杠的精度，所以一般在开环、半闭环控制的数控机床上采用高精度的滚珠丝杠螺母副。虽采用精度高的滚珠丝杠， 因制造误差、装配误差始终存在，要得到高的进给传动精度，除了采用高精度的滚珠丝杠螺母副外，还应对螺距误差进行补偿与修正，以保证加工精度。三、螺距误差补偿的分类：分单向和双向补偿两种，在系统进行了双向螺距补偿时， 双向螺距补偿的值已经包含了反向间隙，因此，此时不需设置反向间隙的补偿值。四、数控机床在安装调试时及经过长期的使用，由于磨损精度也会下降。为保证精度的前提下，延长数控机床的使用寿命，均需采用反向间隙误差、丝杠螺距误差补偿功能。项目七、