2022年机床数控技术复习资料 .pdf
第一章 概述1. 数控（ NC ） ：用数字化信息对机床运动及其加工过程进行控制的方法。2. 数控机床是采用数字化代码程序控制，能完成自动化加工的通用机床。3. 数控加工技术包括数控机床加工工艺与数控编程技术。4. 数控机床的组成数控加工程序、输入装置、计算机数控装置、操作面板、强电控制装置、伺服驱动系统、位置检测装置、数控机床的机械部分。5. 计算机数控装置：计算机数控装置是计算机数字控制（CNC ）系统的核心，由中央处理单元（CPU ） 、存储器、各种I/O接口及外围逻辑电路组成，其主要作用是对输入的数控程序及有关数据进行存储与处理，通过插补运算等，形成轨迹运动指令；控制伺服单元和驱动装置；实现工件与刀具的相对运动。6. CNC 装置的组成部分硬件：计算机组件、接口电路、系统总线、现场总线、等软件：管理软件、控制软件7. 半闭环和闭环控制系统位置控制结构上的区别开环：无检测反馈校正闭环：检测装置在刀架或工作台上半闭环：检测装置在伺服电机上8. 数控机床至目前为止共经历了五代，其划分依据是什么？第一代 :1952 年, 电子管控制的第一台三坐标联动的铣床；第二代:1959 年, 出现了晶体管控制的“加工中心”；第三代:1965 年, 出现了小规模集成电路 . 使数控系统的可靠性得到了进一步的提高；第四代 :1967 年以计算机作为控制单元的数控制系统.FMS(Flexible Manufacturing System) ,柔性制造系统。第五代:1970 年, 美国英特尔开发使用了微处理器. 9. 数控机床按照加工方式的分类切削加工类：数控镗铣床、数控车床、数控磨床、加工中心、数控齿轮加工机床、FMC 等。成型加工类：数控折弯机、数控冲裁机等。特种加工类：数控线切割机、电火花加工机、激光加工机等。其它类型：数控装配机、数控测量机、机器人等。10. 以数控技术为基础的自动化加工技术：(1) 、分布式数字控制系统（ DNC ） ：用一台中央计算机集中监控多台数控机床、分为间接控制型和直接控制型(2) 、柔性制造单元和柔性制造系统：柔性制造单元（FMC ）是由加工中心（ MC ）和自动交换工件（AWC ） ，自动交换托盘（ APC ）的装置所组成，同时数控系统还增加了自动检测和工况自动监控功能。柔性制造系统（ FMS ） ：是由多台数控机床或加工中心组成，具有自动上下料装置、仓库和输送系统，在分布式计算机的控制下，实现加工自动化，具有高度的柔性，是一种计算机直接控制的自动化可变加工系统。(3) 、计算机集成制造系统（CIMS ） ：是在柔性制造技术、计算机技术、信息技术、自动化技术和现代管理科学的基础上，将企业的全部生产、经营活动所需的各种分散的自动化子系统，通过新的生产管理模式、工艺理论和计算机网络有机地结合起来，以获得适应于多品种、中小批量生产的高效益、高柔性和高质量的智能制造系统11. 现代数控机床发展趋势： 高精度化、 高速化、高柔性化、高自动化、智能化、 复合化、高可靠性、网络化、开放式体系结构。12. 计算机集成制造系统CIMS六个分系统： 管理信息分系统、 工程设计自动化分系统、 质量保证分系统、计算机网络分系统、数据库分系统精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 4 页第二章 数控加工程序编制1. 最适应用数控机床加工的零件类型1. 多品种、单件小批量生产的零件2. 形状复杂，加工精度要求高3. 表面粗糙度值小的零件。 4. 轮廓形状复杂的零件。 5. 加工困难的不开敞内腔的壳体或盒型零件。6. 必须在一次装夹中完成铣、 镗、锪、铰或攻丝等多工序的零件。 7. 急需或价格昂贵的零件。2. 程序开始用哪种字符表示：O 、%3. 数控加工中，通常采用什么坐标系，坐标轴的正方向如何确定？（P.29）工件坐标系，右手笛卡尔坐标系，Z平行于主轴，远离工件的方向。4. 数控编程中的功能字含义：主轴转速功能字 S，进给功能字 F，刀具功能字 T 辅助功能字 M ，准备功能字 G 5. 常用准备功能字： G00，G01 ，G02 ，G03 ，G04 ，G40 ，G41 ，G42 ，G50 ，G90 ，G91 ，G92,G96 ，G17 （模态，非模态）6. 常用辅助功能字： M00 ，M01,M03,M04,M05,M06 ，M08,M09,M30 。M00: 程序停止； M01: 计划停止； M03/M04:主轴顺 / 逆时针方向； M05:主轴停止； M06:换刀指令；M08/09:切削液开 / 关； M30 : 程序停止 . 指针指向程序头 ; 7. 数控加工时，刀具的切入切出方向8. 编程误差由哪几部分组成：逼近曲线时的误差，插补误差，圆整误差9. 机床的坐标轴与运动方向：Z轴为平行于机床主轴的坐标轴，远离工件的方向为正方向10. 机床的坐标系统：机床坐标系、工件坐标系、绝对坐标系与增量坐标系11. 程序编制的步骤与内容：分析零件图样、工艺处理、数学处理、编制加工程序清单、程序的输入检验与首件试切12. 数控编程的方法：手工编程、计算机辅助编程（数控语言型、图形交互自动编程、数字化编程）13. 机床坐标系与工件坐标系的关系：编程时，直接使用机床坐标系计算被加工工件的坐标会很不方便，使用工件坐标系使工件安装在机床上之后工件原点与机床原点建立起尺寸联系，更方便第三章 CNC装置及其接口1. CNC 装置的输入 / 输出接口的作用： 1. 电隔离， 2. 电平转换。2. CNC 装置软件的实时性要求 : 译码，刀具补偿，插补，位置控制，开关量i/o控制。3. CNC 装置的硬件结构分为哪两种？单微处理器：一个CPU ，集中控制，分时处理，可有协处理器（主从结构）多微处理器：每个处理器分管各自任务，形成功能模块4. 多微处理器 CNC 装置各模块间的互联和通讯的主要方式？共享总线结构：各个模块直接挂在总线上。配置灵活，结构简单，容易实现。信息传输效率低，总线故障危及全局。共享存储器结构：多端口存储器，扩展难，CPU 过多会造成信息堵塞5. CNC 系统软件结构常分为哪两类？前后台型软件结构，中断型软件结构，实时操作系统软件结构（发展趋势）前后台型数控软件结构的原理后台程序循环运行，在运行的过程中，前台程序不断插入，前后台程序相互配合，共同完成数控的各项任务。后台程序通过设定标志，前台程序才能插入。中断型软件结构原理：不同级别的中断程序，各级中断程序是通过中断信号来调用的。实时性操作系统的软件系统原理：将通用PC机操作系统加上实时内核拓展成实时性操作系统。6. 数控机床用的 PLC分类内装型： PLC的硬件和软件结构作为CNC 装置的基本功能统一设计和制造。独立型： PLC作为 CNC装置的一个独立部件，具有独立的硬件和软件结构。根据数控机床的独立要求，可以选用通用PLC进行组装。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 4 页7. 请说明硬件数控系统与软件数控系统的主要特点：硬件数控装置有单微处理器与多微处理器之分，单微处理器 CNC 只有一个 cpu，功能收 CPU 字长，数据宽度，处理速度，寻址能力的限制，为增强处理能力，常增加协处理器，并采用带CPU 的 PLC ，CRT智能部件。多微处理器： 1. 处理速度高， 2. 可靠性高， 3. 良好的适应性与扩展性，4. 硬件易于组织规模生产。软件数控装置： 1. 多任务性和实时性， 2. 设备分时共享并行处理，3. 时间重叠流水处理， 4. 实时中断处理。第四章 插补、刀具补偿与速度控制1. 目前普遍使用的插补算法可分为哪两大类？脉冲增量插补算法（逐点比较，积分） 、数字增量插补算法。2. 脉冲增量插补通常用于哪种控制系统以步进电机驱动的开环系统，闭环系统中的粗精两级中的精插补以及经济型数控系统3. 数字积分法圆弧插补和直线插补中，被积函数寄存器中存放数值的差别。（1）对于圆弧插补， X 坐标被积函数寄存器存的是Y 坐标数据， Y 坐标被积函数寄存器存的是X坐标数据。（2）直线插补时被积函数寄存器存的是终点坐标值，为常量；而圆弧插补时存的是动点坐标值，为变量。（3）圆弧插补时， 起点处 X,Y 坐标的被积函数寄存器分别存入起点坐标值Y0,X0，Y坐标方向发进给脉冲时， X被积函数寄存器内容加1，X坐标方向发进给脉冲时， Y被积函数寄存器内容减1（第一象限逆圆弧）4. 数字增量法插补时，插补周期的选择的考虑因素原则：满足采样定理，即采样频率=最高频率的 2 倍，以保证采样数据不失真。插补周期与误差，圆弧半径和速度有关。第五章 伺服驱动系统1. 常用的位置检测装置。感应同步器、光栅、磁尺、旋转变压器、脉冲编码器2. 感应同步器是根据电磁感应原理工作的，其工作方式有鉴幅和鉴相两种方式特点：精度高：输出的电压是许多对极感应电压的平均值；适用性强：电磁感应，不易受干扰；可用于长距离测量；使用寿命长，维护简单；工艺性好，成本低，3. 光栅中的标尺光栅和指示光栅必须保证相互平行，才能发生衍射现象，从而根据衍射条纹来检测位移。4. 步进电机的步距角5. 三相反应式步进电机的几种工作方式中，正反转时的通电相序6. 永磁直流伺服电机常用的调速方法。 （P.214) 回路电阻，电压（恒转矩）)(Km精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 4 页插补：1、直线插补已知点 (Xe Ye) Fi=YiXe-XiYe Fi 0，+X方向走一步； Fi0,+Y 方向走一步步数偏差判别进给控制偏差计算终点判别0 F0=0 N= 1 F0=0 +X F1= N= 2、顺圆插补已知半径 R Fi=Xi2+Yi2-R2Fi 0，-Y 方向走一步； Fi0,+X 方向走一步3、逆园插补Fi 0，-X 方向走一步； Fi0,+Y 方向走一步步数偏差判别坐标进给偏差计算坐标计算终点判别0 F0=0 X0=Y0= （起点） N= 1 F0=0 F1= X1= ，Y1= N= 4、数字积分法已知点（ Xe Ye）转换二进制（ Jvx Jvy ）累加次数X积分器Y积分器Jvx（Xe）Jrx 溢出X Jvy（Ye）Jry 溢出Y 0 X坐标000 Y坐标000 1 X坐标上两和标志Y坐标上两和标志5、铣平面G92 X Y G41/42( 左右刀补 ) M03 S200 F进给速度 M08（冷却液开）M09 （冷却液关）M05 M02 （程序结束）6、车加工G92 X Y M03 S800 F100 G71 U1.5( 切削深度 ) R0.5 （退刀量） P( 循环开始 ) Q( 循环结束 ) X0.4 Z0.2（XZ精加工余量）循环开始循环结束G70 P() Q() M05 M30(循环加工回到起始点 ) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 4 页
