数控

上传者：胡阳
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上传时间：2015-05-08
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数控

1 .数控机床的组成

CNC 机床由信息输入、数控装置、伺服驱动及检测装置、机床本体、机电接口等五大部分组成。 2 .数控机床的特点

1.适应性强2.精度高3.效率高4.减轻劳动强度、改善劳动条件5.生产管理的现代化

3.CNC 系统的组成

由图1. 1 可知, 整个数控系统是由程序、输入/输出设备、计算机数控( CNC) 装置、可编程控制器单元、主轴控制单元和速度控制单元等部分组成

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图1. 1 CNC 系统的组成框图

4.CNC 装置由硬件和软件两大部分组成。

5.CNC 装置的软件结构特点：（1）前后台型软件结构（2）中断型软件结构

6.“ 插补”实质是数控系统根据零件轮廓线型的有限信息, 计算出刀具的一系列加工点、完成所谓的数据“ 密化”工作。

7.插补器按数学模型来分类, 可分为一次插补器、二次插补器及高次曲线插补器等,

8.大多数数控系统都具有直线插补器和圆弧插补器。

9.根据插补所采用的原理和计算方法的不同, 目前应用的插补方法分为两类: 脉冲增量插补和数字增量插补。

10.一个脉冲所对应的坐标轴的移动量称为脉冲当量

11.逐点比较法四个工作节拍：偏差判别，坐标进给，偏差计算，终点判别。

12.数字增量插补：时间分割法插补和扩展DDA 法插补。

http://wendang.chazidian.comC 装置的刀具补偿：刀具长度补偿和刀具半径补偿。

14.数控机床对位置检测装置的要求如下:

( 1) 受温度、湿度的影响小, 工作可靠, 能长期保持精度, 抗干扰能力强;

( 2) 在机床执行部件移动范围内, 能满足精度和速度的要求;

( 3) 使用维护方便, 适应机床工作环境;

( 4) 成本低。

15.表4—l位置检测装置分类

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16.感应同步器也是一种电磁式的检测传感器, 按其结构可分为直线式和旋转式两种。

17.光栅利用光学原理进行工作, 按形状可分为圆光栅和长光栅。

18.光栅读数头由光源、透镜、指示光栅、光敏元件和驱动线路组成。

19.在一个圆盘的圆周上刻有相等间距的线纹, 分为透明和不透明的部分, 称为圆光栅。

20.光电脉冲编码器将位置检测信号反馈给CNC 装置有两种方式: 一种是适应带加减计数要求的可逆计数器, 形成加计数脉冲和减计数脉冲。另一种是适应有计数控制和计数要求的计数器, 形成方向控制信号和计数脉冲。

21.数控机床的伺服系统包括进给伺服系统和主轴伺服系统。

22.步距角：α=360°/(mzk)。其中, m———定子的相数; z———转子的齿数; k———通电方式系数, 三相三拍时k = 1, 三相六拍时k = 2 。

数控机床中常用的反应式步进电动机的步距角一般为0. 5 °～3°。通常, 步距角越小, 加工精度越高。 23.数控编程有两种方法: 手工编程和自动编程。

24.程序段格式1) 可变程序段格式2) 分格符程序段格式3) 固定程序段格式 25.表5.2 G 代码的定义 26.表5.3 M 代码的定义

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27.进给速度F 指令，该指令是续效指令, 它有两种表示方法: 一是代码法, 即后面跟两位数字, 这些

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数字表示的不是进给速度的大小, 而是机床进给速度数列的序号。二是直接指定法, 即F 后面跟的数字就是进给速度的大小, 例如F100 的进给速度是100 mm/min。

28.数控铣床编程时, 可采用绝对坐标编程方式或增量坐标编程方式。

29.G90 指令为模态指令。

30.表5.9 XK0816A 数控铣床部分G 代码

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31.工序是指一个零件在同一台机床上完成的全部加工内容。

32..工步是指零件在同一台机床上, 一次装夹, 用同一把刀具完成的全部加工内容。

33.数控车床编程时, 可以采用绝对值编程、增量值编程和混合编程三种方式。

34.G50 是一个非运动指令, 只起预置寄存作用、

35.表5.6 FANUC 0TC 数控系统的部分G 代码指令

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36.指令格式为: G41/G42/G40 G01 X Y F ;

37.指令格式为: G11/G12/G13 N( NS) . ( NF) . ( L) 简答题

1.数控机床的分类

（1）按工艺用途分类

（2）按运动方式分类

?点位控制? 二维轮廓控制? 三维轮廓控制

（3）按控制方式分类

? 开环控制系统? 半闭环控制系统? 闭环控制系统

2.画图脉冲编码器的应用

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3.PWM - M 系统的主回路电气原理

如果在VT1 和VT3 的基极加正脉冲的同时, 在VT2 和VT4 的基极加负脉冲, 这时VT1 和VT3 导通, VT2 和VT4 截止, 电流沿+ 90 V→c→VT1 →d →M→ b→VT3 →a→0 V 的路径流通。设此时电动机的转向为正向。反之, 如果在三极管VT1 和VT3 的基极加负脉冲, 在VT2 和VT4 的基极加正脉冲, 则VT2 和VT4 导通, VT1 和VT3 截止,电流沿+ 90 V→c→VT2→b→M→d→VT4 → a→0 V 的路径流通。电流的方向与前一种情况相反, 电动机反向旋转。显然, 如果改变加到VT1 和VT3 , VT2 和VT4这两组管子基极上控制脉冲的正负和导通率δ, 就可以改变电动机的转向和转速。

图3.6 PWM - M 系统的主回路电气原理图

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4.数控编程的内容和步骤

（1）分析零件图纸, 确定工艺过程

（2）数值计算

（3）编写加工程序单

（4）程序输入

（5）校对检查程序

（6）首件加工

5.机床原点与参考点

机床坐标系的原点称为机床零点或机床原点。机床零点是机床上的一个固定点, 由机床制造厂确定。它是数控机床进行加工运动的基准参考点。数控车床的零点一般设在主轴前端面的中心。

数控机床参考点是用于对机床工作台( 或滑板) 与刀具相对运动的测量系统进行标定和控制的点。参考点的位置在每个进给轴上预先用挡铁和限位开关进行精确地确定。因此, 参考点对机床零点的坐标是一个已知数, 是一个固定值。

通常在数控铣床上机床原点和机床参考点是重合的；而在数控车床上机床参考点是离机床原点最远的极限点。

6.工件坐标系与工件零点

工件坐标系是为了确定工件几何图形上各几何要素( 点、直线、圆弧) 的位置而建立的坐标系。工件坐标系的原点即是工件零点。。一般对于简单零件, 工件零点就是编程零点。

编程零点即是程序零点。

7.试简述什么是数控机床零点、机床参考点、工件原点、编程零点以及它们之间的相互关系？机床坐标系的原点称为机床零点或机床原点。机床零点是机床上的一个固定点。

数控机床参考点是用于对机床工作台( 或滑板) 与刀具相对运动的测量系统进行标定和控制的点。工件坐标系的原点即是工件零点。一般对于简单零件, 工件零点就是编程零点。

关系：机床原点和机床参考点具有确定的位置关系。工件原点和编程原点是由编程人员设定的，原则上重合。

8.数控加工工艺的内容很多, 有些又与普通机床加工相似, 其加工工艺主要有以下几方面:

1) 选择适合在数控机床上加工的零件, 确定工序内容;

2) 分析被加工零件图样, 明确加工内容及技术要求, 在此基础上确定零件的加工方案。制定数控加工工艺路线, 如工序的划分、加工顺序的安排、与传统加工工序的衔接等;

3) 设计数控加工工序。如工步的划分、零件的定位与夹具的选择、刀具的选择和切削用量的确定等;

4) 调整数控加工工序的程序。如对刀点、换刀点的选择、加工路线的确定和刀具的补偿;

5) 分配数控加工中的容差; 6) 处理数控机床上部分工艺指令。

编程题

例1. 1 设欲加工第一象限直线OE, 起点在原点, 终点坐标xe = 5, ye = 4 , 试写出插补计算过程并绘制插补轨迹。其插补运算过程如表1. 2 所示, 插补轨迹如图1. 11 所示。

表1. 2 逐点比较法直线插补过程

步数

4 偏差判别坐标进给偏差计算终点判别 F0=0 ∑=9 F1= F0 - Ye =0-4=-4 ∑=9-1=8 + Δy + Δx + Δy F2= F1+Xe =-4+5=1 ∑=8-1=7 F3= F2- Ye =1-4=-3 ∑=7-1=6 F4= F3+Xe =-3+5=2 ∑=6-1=5 F0=0 + Δx F1＜0 F2＞0 F3＜0