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第1页共20页机床数控技术及应用复习资料填空1.现代数控机床（即CNC机床）一般由程序载体、输入装置、数控装置、伺服驱动及检测装置、机床本体及其辅助控制装置组成。2.数控机床的分类（1）按运动控制方式分类：点位控制数控机床、直线控制数控机床、轮廓控制数控机床（2）按伺服系统类型分类：开环控制数控机床、闭环控制数控机床、半闭环控制数控机床区别标志：有无位置检测装置，没有为开环控制，有则为闭环控制；半闭环也带有检测装置，检测转角。3.数控加工程序编制方法：自动编程、手工编程4.数控编程指令采用有EIA和ISO标准，我国采用的是ISO标准。5.切削用量包括主轴转速（切削速度）、切削深度、进给量三个要素。主轴转速（S=1000Vc/πD,Vc表示切削速度，D（mm）表示工件或刀具的直径）切削深度由工艺系统的刚度决定。6.刀具补偿的作用：把零件轮廓转换成刀具中心点的轨迹。7.CNC实施插补前必须完成的两件工作：1刀具补偿；2进给速度处理。CNC装置控制刀具中心点。8.旋转变压器是根据互感原理工作的。由定子和转子组成，分为有刷和无刷两种。9.伺服系统常见驱动元件：步进电机、直流电机、交流电机和直线电机。10.步进电机用电脉冲信号进行控制，并将电脉冲信号转换成相应的机械角位移。11直线电机是直接产生直线运动的电磁装置，电磁力矩直接作用于工作台。12用直线逼近曲线的方法：等间距法、等步长法和等误差法。计算节点的方法：等间距法、等步长法、等误差法。13在编程时，X方向可以按半径值或直径值编程。按增量坐标编程时，以径向实际位移量的2倍值表示。14对刀的实质：使“刀位点”与“对刀点”重合。15常见的三种机床布局形式：平床身布局、斜床身布局和立式床身布局。第2页共20页16数控机床进给运动分为直线运动和圆周运动两大类。17数控机床与传动机床相比优点是：滚珠丝杠螺母副18实现直线进给运动的三种形式：过丝杠螺母副、过齿轮齿条副、直接采用直线电机驱动19坐标偏差原则：逼近给定轨迹朝偏差缩小的方向进行20机床回零目的：消除坐标漂移积累的误差21螺纹加工方法：直进式（螺距＜3mm）、斜进式（螺距＞3mm）22切削分配方式：常量式、递减式原则：后一刀的切削深度不能超过前一刀切削深度23刀具半径补偿原则：内轮廓增大，外轮廓减小。24切削内轮廓角时，过渡圆弧的半径应大于刀具半径。25在加工中心上，刀具的交换方式通常可以分为斜无机械手换刀和带机械手换刀。26数控机床的圆周运动包括：分度运动和连续圆周进给运动。27回转工作台的型式：分度工作台和数控回转工作台。28.CK6132数控车床系统的三大主功能：加工主功能、参数主功能、操作主功能29.CK6132数控车床系统的操作面板由：地址功能键盘区域、数字键盘区域、手动键盘区域三个区域组成。30.机床零点是一个固定点；工作零点可用程序指令来设置和改变；机床参考点一般为机床各坐标轴的正极限位置。部分指令介绍一．准备功能G代码（常用的有G00-G99）,按功能分为模态代码和非模态代码。模态代码一旦被指定，功能一直保持，非模态代码只在本程序段中生效。表一常用准备功能G代码代码状态功能代码状态功能G00模态点定位G17模态XY平面选择G01模态直线插补G18模态ZX平面选择G02模态顺时针方向圆弧插补G19模态YZ平面选择第3页共20页G03模态逆时针方向圆弧插补G90模态绝对尺寸G04非模态暂停G91模态增量尺寸G40模态刀具补偿/刀具偏置注销G92非模态预置寄存G86模态指令格式：G86▲XZKIRNL注意：1.G90、G91不能同时在同一个程序段中出现，对坐标X、Y、Z起作用；2.G92指令仅用于工件坐标系的设定，只对原点起作用。3.对于数控车床，默认在ZX（G18）平面加工，数控铣床默认XY（G17）平面内加工。4.G86指令格式中：▲X表示X向直径变化，▲X=0时是直螺纹。Z表示螺纹降速段终点Z坐标，绝对或相对均可；K表示螺距；I表示螺纹每次切削后，在X方向上的退刀量，外螺纹为正值，内螺纹为负值。R表示螺纹实际牙型高度，正值；N表示螺纹头数（1--5），L表示螺纹循环加工次数。加工螺纹前，必须先进行精加工；加工整圆只能用圆心坐标编程。二．圆弧插补的顺逆判断以XY平面为例：1.圆心坐标编程：用I、J、K指定圆心位置。G17G02X~Y~I~J~F~G17G032.半径R编程：用圆弧半径R指定圆心位置。G17G02X~Y~R~F~G18G03注意：（1）采用绝对坐标编程时，X、Y、Z的值为圆弧插补的终点坐标值；判断步骤：1.找出要判断的圆弧所在的平面2.用右手笛卡尔规则找出垂直圆弧所在平面的坐标轴3.用右手握住垂直圆弧的坐标轴，大拇指指向该坐标轴的负方向4.四指弯曲的方向为顺圆G02，相反为G03第4页共20页（2）采用增量坐标编程时，X、Y、Z的值为圆弧插补的坐标增量值。（3）无论是绝对坐标编程还是增量坐标编程，I、J、K都为圆心坐标相对于圆弧起点坐标的增量值。（4）圆弧所对的圆心角α≤180º时，用+R表示，α180º时，用-R表示。三．工件坐标系设定指令G92G92XA~YA~ZA~式中XA、YA、ZA的值是当前刀具位置相对于加工坐标系的原点位置的值。注意：刀具相对于机床坐标系的位置并没有改变。四．辅助功能M代码程序结束指令M02五．F、S、T代码F代码—进给速度S代码—主轴转速或切削速度T代码—刀具功能指令简答题（黑色字体为名词解释）1.数控机床各部分装置的作用？程序载体：（1）人与机床联系的中间媒介物，（2）存储功能。输入装置：把程序载体上的数据代码转化为相应的电脉冲信号并传输CNC装置中。数控装置：接收并存储输入装置传输来的信息，并进行数据变换、插补运算，完成各种控制功能。伺服驱动及检测装置：把CNC装置的脉冲信号转换成机床运动部件的运行，同时检测电机工作台位移进行反馈。机床本体：完成各种切削加工。2.数控机床的应用特点？1生产柔性大；2加工精度高；3生产效率高；4减轻劳动强度，改善劳动条件；5良好的经济效率。3.数控机床的应用范围？数控机床适用于品种变换频繁、批量较小，加工方法区别大且复杂程度较高的零件。4.数控机床的分类按运动控制方式分类：点位控制数控机床、直线控制数控机床、轮廓控制数控机床按伺服系统类型分类：开环控制数控机床、闭环控制数控机床、半闭环控制数控机床第5页共20页5.点位控制、直线控制、轮廓控制数控机床各自特点及典型机床？（1）点位控制机床特点：机床运动部件只能实现从一个位置到另一个位置的精确定位，无严格移动轨迹且不进行切削加工。典型机床：数控钻床、数控冲床（2）直线控制机床特点：机床运动部件不仅要实现从一个位置到另一个位置的精确定位，而且要求机床工作台或刀具以给定的进给速度，沿平行于坐标轴的方向或与坐标轴呈45°方向进行直线移动和切削加工。典型机床：数控磨床、数控镗铣床（3）轮廓控制机床特点：机床运动部件能够实现两个或两个以上坐标轴的联动控制，使刀具与工件间的相对运动符合工件轮廓要求。典型机床：数控铣床、数控车床6.数控加工编程步骤：1分析零件图纸，确定工艺过程；2数值计算；3编写零件加工程序单；4程序输入数据系统；5校对程序及首件试切削。7.机床坐标系建立原则？a标准坐标系用右手笛卡尔直角坐标系；b刀具相对静止的工件而运动的原则；c增大工件和刀具之间距离的运动方向为坐标轴正方向。8.机床原点和参考点定义机床原点：是机床上的一个固定点，也是工件坐标系、机床参考点的基准点，机床厂商设定。机床参考点：是机床厂商设定在机床上的一个固定点，一般位于机床坐标轴的正极限位置，用于对机床工作台与刀具相对运动的测量系统进行标定测量。9.工序与工步的定义和划分方法工序：指一个零件在同一台机床上完成的全部加工内容。划分方法：1按所用刀具加工的内容加工；2按加工部分划分；3按粗、细加工划分。工步：指零件在同一台机床上一次装夹，用同一刀具完成的全部加工内容。划分方法：1按加工精度划分；2按效率划分。10.对刀点定义和选择原则对刀点：是数控机床加工时刀具相对于工件运动的起点，也是程序的起点。也叫起刀点。对刀点的选择原则：应便于简化程序编制，在机床上容易找到，加工过程便于检查，引起的加工误差要小。对刀的实质：使“刀位点”与“对刀点”重合。第6页共20页刀位点：表示刀具特征的基准点。换刀点：指加工过程中需要换刀时刀具的相对位置点。会找刀具的刀位点：下图黑圆圈为刀位点11.加工路线的定义和确定原则加工路线：指加工过程中刀具刀位点相对于被加工零件的运动轨迹和方向。加工路线的确定原则：（①先粗后精②先近后远）1保证被加工零件的加工精度和表面粗糙度；2尽量使数值计算简单，以减少编程工作量；3尽量缩短加工路线，减少刀具空行程时间和换刀次数以提高生产率。12.基点和节点基点：构成零件轮廓的两相邻几何元素的交点或切点。节点：在误差允许范围内，逼近非圆曲线的若干个直线段或圆弧段的交点。13.插补定义插补：根据进给速度和给定轮廓线的要求，在轮廓的已知点之间确定一些中间点的方法称为插补，即数据密化过程。最小分辨率：刀具或工件能够移动的最小工作量称为数控机床的脉冲当量，也叫最小分辨率。插补方法分类：基准脉冲插补（逐点比较法、数字插补法）、数据采样插补脉冲当量：每个单位脉冲对应坐标轴的位移量称为脉冲当量。插补的实现：硬件插补和软件插补14.刀具半径补偿刀具半径补偿：轮廓加工中，是按零件轮廓进行编程的。由于刀具总有一定的半径，刀具中心轨迹并不等于所需加工零件的实际轮廓，而是偏移轮廓一个刀具半径值。这种偏离称为刀具半径补偿。刀具补偿方法：B刀具半径补偿、C刀具半径补偿第7页共20页B刀具半径补偿要求编程轨迹的过渡方式为圆角过渡，且连接处必须相切。圆角过渡：轮廓线之间以圆弧连接，并且连接处轮廓线必须相切。刀具半径矢量：再加工过程中始终垂直于编程轨迹，大小等于刀具半径，方向指向刀具中心的矢量。15.过渡方式矢量夹角α：指两编程轨迹在交点处非加工侧的夹角。程序段间转接方式：伸长型、缩短型和插入型缩短型：α≥180°刀具中心轨迹短于编程轨迹伸长型：90°≤α≤180°刀具中心轨迹长于编程轨迹插入型：α＜90°在两段刀具中心轨迹之间插入一段直线会画直线与直线转接（课本208页四张图）16.位置检测装置的组成和分类位置检测装置是由检测元件（传感器）和信号处理装置组成的，检测元件是闭环、半闭环伺服系统的重要组成部分。数控系统中的检测装置分为位移、速度和电流三种类型。按检测方式分类：直接测量和间接测量；按测量装置编码方式分类：增量式测量和绝对式测量；按检测信号的类型分类：模拟式测量和数字式测量；按运动形式分类：回转型和直线型；按信号转换的原理：光电效应、光栅效应、电测感应原理、压电效应、压阻效应和磁阻效应等。17.对位置检测装置的要求：1工作可靠，抗干扰能力强；2能满足精度和速度的要求；3使用维护方便，适合机床的工作环境；4成本低；5便于与数控系统相连。18直线感应同步器直线感应同步器是由定尺绕组和滑尺绕组组成。直线感应同步器的标准定尺长度一般为250mm。直线感应同步器正弦绕组和余弦绕组在空间上错开1/4定尺节距（相当于电角度错开/2）第8页共20页定尺安装在机床的不动部件上，滑尺安装在机床的移动部件上。19光栅的定义和组成光栅：是利用光的透射、衍射现象制成的光电检测元件。光栅分为长光栅和圆光栅，分别测量线位移和角位移，测量精度较高。光栅是由标尺光栅和光栅读数头两部分组成。标尺光栅一般安装在机床活动部件（如工作台）上，光栅读数头安装在机床固定部件上（如机床底座）上。20.莫尔条纹的作用？1放大作用；2平均效应；3莫尔条纹移动和栅距的移动成正比。21.磁栅的定义和组成磁栅（又称为磁尺，属于励磁环式电磁式编码器）是利用电磁方法计算磁波数目的一种位置检测装置，可用于线位移和角位移的测量。磁栅检测装置是由磁性标尺、磁头和检测装置电路三部分组成。按磁性标尺的基体形状的不同分为：实体性磁栅、带状磁栅、线状磁栅和回转型磁栅，前三种是测量线位移用的，