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1、1.数字控制，简称数控，NC，它是利用数字化的信息对机床运动及加工进行控制的一种方法。数控技术：对机床的运动及加工过程采用数字控制技术的一种方法。程序段格式：是指一个程序段中字的排列顺序和表达方式。2用数控技术实施加工控制的机床，或者说装备了数控系统的机床称为数控机床。3数控系统包括：数控装置，可编程控制器，主轴驱动及进给装置等部分。4NC的工作流程：数控加工程序的编制，输入，译码，刀具补偿，插补，位置控制和机床加工。5NC机床的组成：输入输出设备，数控装置（主要功能是多坐标控制，插补功能，程序输入、编辑和控制功能，故障自诊断功能，补偿功能，信息转换功能，多种加工方式转换，辅助功能，显示功能，
2、通信和联网功能），伺服系统，测量反馈装置，机床本体。各部分工作原理：输入输出装置：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：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：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：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：用于完成各种切削加工的机械部分。6NC机床的分类：按机械加工的轨迹分：点位控制机床，直线控制数控机床，轮廓控制数控机床；按伺服系统的控制原理分：开环控制的数控机床，闭环控制的数控机床，半闭环控制的数控机床。按功能水平分：
3、高级型，普通型，经济型数控机床。7.现代 NC与传统 NC的最大区别：柔性（一码多用，适应性，灵活性）8.NC 机床：早期 NC CNC DNC FMS CIMS 无人化。发展趋势：高精度，高速度，柔性，复合化，大功率，智能化。9.NC 机床产生后主要解决加工制造领域：高度生产率与高度灵活性之间的矛盾。10NC机床的适用场合：对于小批量产品的生产由于生产过程中产品品种的变换频率，批量小，加工方法的区别大，零件复杂程度较高时，易用数控机床。11将从零件图样到制成控制介质的全部过程称为数控加工的程序编程，简称数控编程。12数控编程内容步骤：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
4、，制作控制介质，称许校验，试切削。13.NC 编程方法：手工编程（用人工完成程序编制的全部工作），自动编程（也称计算机辅助编程，即程序编制工作的大部分由或全部由计算机完成），自动编程可以分为以自动编程语言为基础的自动编程方法（语言式自动编程）和以计算机绘图为基础的自动编程方法（图形交互式自动编程）。14.手工编程：对于几何形状较为简单的零件，数值计算较简单，程序段不多，采用手工编程较容易完成，而且经济，及时。因此，在点位加工及有直线与圆弧组成的轮廓加工中，手工编程使用广泛。但对于形状复杂的零件，特别是具有非圆曲线，列表曲线或曲面的零件，用手工编程就有一定的困难，出错的可能性就大，效率低，有时甚
5、至无法编出程序。因此，必须采用自动编程的方法编制程序。15.自动编程：自动编程方法减轻了人员的劳动强度，缩短了编程的时间，提高了编程质量，同时解决了手工编程无法解决的许多复杂零件的编程难题，工件表面形状越复杂，工艺过程越繁琐，自动编程的优势就越明显。16.NC 加工编程实质：是将工艺信息和几何信息进行数字化。17.数控机床的坐标系：1）Z 坐标：规定平行于机床主轴（传递切削动力）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（+Z）；2）X 坐标：规定X 坐标轴为水平方向，且垂直于Z 轴并平行于工件的径向上，且平行于工件的装夹面；3）Y坐标：Y 坐标垂直于 X，Z 坐标，按右手定则确定
6、Y 坐标的正方向；4）A，B，C 坐标：A，B，C 坐标分别为 X，Y，Z 坐标的回转进给运动坐标，在确定了 X，Y，Z坐标的正方向后，可按右手螺旋定则来确定A，B，C坐标的正方向；5）附加运动坐标X，Y，Z 为机床的第一坐标系。附加的第二坐标系命名为U，V，W。第三坐标系命名为P，Q，R。所谓第一坐标系就是指与主轴最接近的直线运动坐标系，稍远的即为第二坐标系。18.编程常用格式：字地址格式，程序段的长短字数和字长都可改变，字的排列顺序无严格要求。优点：程序简短直观，可读性强，易于检验和修改。坐标的机床：可三坐标控制，任意两坐标联动的机床。19.机床坐标系是机床上固有的机床系，并没有固定的坐标
7、原点，其坐标和运动方向视机床的种类和结构而定。20.工件坐标系是编程人员在编程时使用的，由编程人员以工件图样上的某一点为原点所建立的坐标系。工件坐标系的原点也称为工件原点、编程原点；绝对坐标系：在坐标系中，所有的坐标点均以固定的坐标原点为起点确定的坐标值，这种坐标系称为绝对坐标系。21.增量坐标系：在坐标系中，运动轨迹的终点坐标值是以起点开始计算的，这种坐标系称为增量坐标系。22.机床的最小设定单位，即数控系统能实现的最小位移量，是机床的一个重要的技术指标，又称最小指令增量或脉冲当量。23.ISO 代码：它是由 7 位二进制和一位偶校验位组成，特点是穿孔纸带上每一排孔的孔数须是偶数，故也称IS
8、O 代码为偶数代码.代码孔有一定的规律性，所有的数字需在第五第六列上穿孔，字母需在第七列穿孔，第八列为偶数校验位.当某个代码的孔数为奇数时，就在该代码行的第八列穿一个孔，使孔的总数为偶数.如果某个代码的孔数已为偶数，则第八列不再补孔.ISO 代码为 7 位编码，EIA 代码为 6 位，故 ISO 代码表示的信息量比EIA 代码大一倍。24.功能代码：准备功能G代码，辅助功能M代码，F 代码（进给速度功能代码），S 代码（主轴转速功能代码），T 代码（刀具功能代码）。25.G90 绝对尺寸；G91相对尺寸；G92坐标系设定指令；G00快速点位尺寸；G01直线插补指令；G02顺时针圆弧插补指令；G
9、03逆时针圆弧插补指令；G40取消刀补；G41刀具左偏；G42刀具右偏；M02程序结束；M03主轴正转；M04主轴反转；M05主轴停转；M00程序停止。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 3 页 -26.对刀点：在数控机床上加工零件时，刀具相对于工件运动的起点。由于程序也是从这一点开始执行，所以对刀点也叫“程序起点”或“起刀点”。刀位点：刀具的工作点。换刀点：指刀架转位换刀时的位置。27.切削用量包括 主轴转速、背吃刀量、进给速度、切削宽度等。28.一个零件的轮廓曲线一般是由许多不同的几何元素组成的，把各几何元素间的连接点称为基点。29.根据编程所允许的误差，将曲线分
10、割成若干个直线段，其相邻二直线的焦点称为节点。30.数控车床的编程特点：1）在一个程序段中，可以采用绝对值编程、增量编程或两者混合编程；2）直径方向用绝对值编程时，X以直径值表示，用增量编程时，以径向实际位移量的二倍值表示；3）X 向的脉冲当量取Z 向的一半；4）数控装置常具备不同形式的固定循环功能，可进行多次重复循环切削；5）当编制圆头刀程序时，需要对刀具半径进行补偿；6）许多数控车床用X，Z 表示绝对坐标指令，用 U、W表示增量坐标指令，而不用G90、G91；7）第三坐标指令I、K在不同的程序段中作用也不相同。31.CN 装置硬件结构特点：专用坐标系结构分单CPU和多 CPU单 CPU集中
11、控制，分时处理，其他CPU只起到专用智能配件，不能资源共享，主从关系。多CPU多微处理机结构的CNC装置中，有两个或两个以上的微处理机结构的功能模块，功能模块之间采用紧耦合；有集中的操作系统，资源共享，或者有两个或者两个以上的微处理机结构的功能模块，功能模块之间采用松耦合，有多重操作系统实现并行处理，功能易扩展，可靠性高。开放式体系结构CNC装置可扩充、可重构。32.软件：控制软件和管理软件，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。33.加工程序段信息处理流程：输入、译码、刀具（半径、长度）补偿计算和坐标系转换等。34.译码时对加工代码进行分组原因
12、：节约代码结果缓冲器地址空间，查出编程错误。35.输入时为方便译码（使译码加快），进行代码转换（外码转为内码）36.NC 装置中 PLC模块：零件加工中的某些辅助功能和从机床来的信号在PLC模块中作逻辑处理，实现各功能与操作方式之间的连锁，机床电气设备的启、停，刀具交换，转台分度，工件数量和运转时间的计数等。37.CNC软件结构中多任务并行处理（资源共享、资源重复和时间重叠）中，时间重叠是根据流水线处理技术，使多个处理过程在时间上相互错开，轮流使用同一套设备的几个部分。提高运算速度，时间重叠目的：清除因顺序方式处理的结果导致的两个程序段输出之间产生的时间间隔，这种时间间隔导致时机时转时停，在工
13、艺上不允许，使每个程序段输出之间不再具有间隔，从而保证电动机的转动和刀具移动的连续性。38.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、主轴驱动装置和进给驱动装置等组成。核心是CNC装置。39.专用体系结构的CNC装置分为单微机处理机（只有一个CPU，采用集中控制）和多微处理机结构（有两个或两个以上的微处理机构成的处理部件）。40.单微处理机的CNC装置 由微处理器及总线、存储器、I/O 接口、MDI接口、位置控制器、纸带阅读机接口、通信接口组成。41.多微处理机CNC装置 的基本功能模块：CNC 管理模块、CNC插补模块、CNC 位置控制模块、PLC模块、操作与控制数据
14、输入输出和显示模块、存储器模块。42.数据存放形式：储存在零件程序内的零件程序通常已不用ISO 代码或 EIA 代码表示，这两种是在外界表示零件程序的代码。因为ISO 代码和 EIA 代码的排列规律并不明显，若将其转换为具有一定规律的数控内部代码，则将便于计算机处理。43.译码程序 又称翻译程序，它把零件程序段的各种工作轮廓信息，加工速度 F 和其他辅助信息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，在译码过程中，还要完成对程序段的语法检查，若发现语法错误立即报警。译码有解释和编译各种形式，译码工作主要有代码识别和各功能码的译码。44.刀具补偿的基本原理
15、：编制零件加工程序时，一般只考虑零件的轮廓外形，即零件程序段中的尺寸信息取自零件轮廓线。但是实际切削控制时，是以刀具中心为控制中心的，这样刀具和工件之间相对切削运动实际形成的轨迹就不是零件轮廓线了，而是偏离了一个道具半径值，因此CNC装置必须能够根据零件轮廓信息和道具半径自动计算中心轨迹，使其自动偏离零件轮廓一个刀具半径值，这种偏移计算称为刀具半径补偿。45.数控机床坐标系的原点又称机床零点，是固定的机械零点，在加工时若将工件坐标系的原点，即工件零点与机床零点重合或使二点之间的距离固定，则将给安装调整带来极大的不便，对于有的机床甚至很难实现。46.脉冲当量插补算法主要有：逐点比较法（掌握直线插
16、补和圆弧插补）、数字积分法（DDA 直线插补和DDA圆弧插补）、比较积分法。47.逐点比较法的四个工作节拍：偏差判别、进给、偏差计算、终点判别。48.逐点比较法插补优点：可做直线插补，又可作圆弧插补，运算直观，插补误差小于一个脉冲量，输出脉冲均匀，输出脉冲的速度变化小，调节方便。缺点：不易实现多轴联动控制，不灵活。49.数字积分法 具有运算速度快、脉冲分配均匀、易于实现多坐标联动机描绘平面各种函数曲线的特点，应用比较广泛，其缺点是速度调解不便，插补精度需要采用一定措施才能满足要求。50.DDA插补实施稳速的方法有：左移规格化、按进给速度率数FRN代码编程。提高 DDA插补精度，减少插补误差的方
17、法：减少脉冲当量，余数寄存器预置数。51.DDA法插补优点：运算速度快、脉冲分配均匀、易于实现多坐标联动及描绘平面各种函数曲线的特点。缺点：速度调节不便，插补精度需要采用一定措施才能满足要求。52.数控机床对伺服系统的要求：精度高，快速响应特性好，调速范围要大，系统可靠性要好。数控机床的伺服系统按有无反馈检测单名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 3 页 -元分为开环和闭环两种，不管哪种类型，执行元件及其驱动控制单元都必不可少。开环伺服系统由驱动控制单元、执行元件和机床组成。通常执行元件选用步进电动机。闭环伺服驱动系统由执行元件、驱动控制单元、机床，以及反馈检测单元、比
18、较控制环节组成。53.数控机床的伺服驱动系统按其用途和功能分为进给驱动系统和主轴驱动系统；按其控制原理和有无位置检测反馈环节分为开环系统、闭环系统和半闭环系统；按驱动执行元件的动作原理分为电液伺服系统和电器驱动系统。电气伺服驱动系统又分为直流伺服驱动系统和交流伺服驱动系统。54.开环伺服系统：步进电动机的转速和转过的角度取决于指令脉冲的频率和个数，反映到工作台上就是工作台的移动速度和位移大小。由于系统中没有检测和反馈环节，工作中移动到位不到位，取决于步进电动机的步距角精度、齿轮传动间隙、丝杠螺母副的精度等，所以它的精度较低。由于闭环伺服系统是直接以工作台的最终位移为目标，从而消除了进给传动系统
19、的全部误差，所以精度很高。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伺服系统。55.采用步进电动机的伺服系统又称为开环步进伺服系统，在开环步进伺服系统中指令信号是单向流动的。由机床数控装置送来的指令脉冲，经驱动电路、功率步进电动机或电液脉冲马达、减速器、丝杠螺母副转换成机床工作台的移动。开环系统没有位置和速度反馈回路，因此省去了检测装置，系统简单可靠，不需要像闭环伺服系统那样进行复杂的设计计算与试验校正。开环步进伺服系统的脉冲当量一般取为0.01mm或 0.01 o。脉冲当量小，进给位移的分辨率和精度就高。在同样的最高工作频率f 时，脉冲当量越小则最大进给速度之值也越小。56
20、.步进电动机的工作原理实际上是电磁铁的作用原理。结论：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改变步进电动机定子绕组的通电顺序，转子的旋转方向随之改变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，转子的转速越高步进电动机步距角与定子绕组的相数m、转子的齿数z、通电方式 k 有关，可用下式表示：=360o/（mzk）m相 m拍时，K=1；m相 2m拍时，K=2 57.步进电动机的主要特性：步距角和静态步距误差。步进电动机的步距角一般为0.5o1o；58.步进电机主要性能指标：1,步距角和静态步距误差2,
21、启动频率（空载时，步进电动机突然启动并进入不丢步的正常运行所允许的最高频率，随负载惯量的增长而下降）3,连续运行的最高工频率4,加减速特性5,距频特性和动态转矩。一般步距角越小，加工精度越高。通电方式对步距角的影响 1.单三拍方式：A-B-C,e=30o 工作性能差，实际生产不采用。2.双三拍方式：AB-BC-CA-AB，e=30o 实验室用。3.三相六拍通电（广泛用）A-AB-B-BC-C-CA-A，e=30o59.步进电动机选用原则：1.输出转矩大于负载转矩，即在各种运行频率下，输出转矩始终大于负载转矩。2.算出机械传动系统的等效转动惯量，确定机床所要求的典型起动频率，以使惯一频特性相匹配
22、。3.使电机步距角与机械传动链总传动比相匹配，以得到所要求的脉冲当量。60.启动频率：空载时步进电动机由静止突然启动，并进入不丢步的正常运行所允许的最高频率称为启动频率，一般与负载惯量有关，一般说来随着负载惯量的增长而下降；连续运行的最高工作频率：步进电动机连续运行时，它所能接受的，即保证不丢步运行的极限频率称为最高频率；加减速特性：当要求步进电动机启动到大于突跳频率的工作频率停止时，变化速度必须逐渐下降；矩频特性与动态转矩：动态转矩随连续运行频率的上升而下降。线型偏差偏差计算进给方向SR2 NR3 F0FF+2X+1+X SR1 NR4 F0 NR1 SR4 F0FF-2X+1-X NR2 SR3 F0 NR4 SR3 F0FF+2Y+1+Y NR1 SR2 F0 SR1 NR2 F0FF-2Y+1-Y NR3 SR4 F0 L1 L4 F0FF-Ye+X L2 L3 F0-X L1 L2 F0 FF-Xe+Y L3 L4 F0-Y 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 3 页 -