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108数控技术复习纲要第1章绪论1.数控加工的特点及主要加工对象数控加工的特点：1）可以加工具有复杂型面的工件2）加工精度高，质量稳定3）生产率高4）改善劳动条件5）有利于生产管理现代化数控加工的主要对象：1）多品种、单件小批量生产的零件或新产品试制中的零件2）几何形状复杂的零件3）精度及表面粗糙度要求高的零件4）加工过程中需要进行多工序加工的零件5）用普通机床加工时，需要昂贵的工装设备（如工具、夹具和模具）的零件2.数控系统由哪几部分组成数控系统一般由介质、输入装置、数控装置、伺服系统、执行部件和测量反馈装置组成。3.数控系统的分类：1）按数控装置分类可分为硬件式数控系统（NC）和软件式数控系统(CNC系统2）按运动方式分类可分为点位控制系统、点位直线控制系统以及轮廓控制系统。要求了解概念，并能分辨各种具体加工的运动控制方式。3）按控制方式分类可分为开环控制系统、半闭环控制系统和全闭环控制系统。要求掌握各自的特点。4．重要的名词：NC、CNC、DNC、FMC、FMS、CIMS、MDINC：数控技术CNC：计算机数控DNC：分布式数控FMC：柔性制造单元FMS：柔性制造系统CIMS：计算机集成制造系统MDI：手动输入方式CAD：计算机辅助设计CAE：计算机辅助工程CAM：计算机辅助制造第2章数控加工工序1．数控工艺的三个特点：工艺详细、工序集中、多坐标联动自动控制加工。2．切削用量三要素。对刀点、刀位点、换刀点、走刀路线。1）被加工材料、切削刀具、切削用量。22）对刀点是数控加工时道具相对零件运动的起点，又称起刀点。刀位点是指刀具的定位基准点。对刀时，刀位点应与对刀点一致。换刀点则是加工过程中需要换刀时刀具的相对位置点，换刀点应设在工件的外部。走刀路线是刀具在整个加工工序中的运动轨迹。确定走刀路线时应注意以下几点：①需求最短加工路线②最终轮廓一次走刀完成3．数控加工对刀具材料的要求，常用的刀具材料。1）刀具应具备如下的切削性能：①高的硬度个耐磨性②足够的强度和韧性③良好的耐热性和导热性④良好的工艺性⑤良好的经济性2）目前最常用的刀具材料是高速钢和硬质合金。第3章数控机床的程序的编制1．数控编程的方法常用的编程方法有手工编程、数控语言编程和交互式图形变成。2．数控机床的机床坐标系和工件坐标系的概念，各坐标轴及其方向的规定。1）机床坐标系是机床上固定的坐标系。工件坐标系是固定于工件上的笛卡尔坐标系。2）①Z轴：规定与机床主轴线平行的坐标轴为Z轴，刀具远离工件的方向为Z轴的正向。②X轴：对大部分铣床来讲，X轴为最长的运动轴，它垂直于轴，平行于工件装夹表面。+X的方向位于操作者观看工作台时的右方。③Y轴：对大部分铣床来讲，Y轴为较短的运动轴，它垂直于轴。在Z、X轴确定后，通过右手定则可以确定Y轴。④回转轴：绕X轴回转的坐标轴为A轴；绕Y轴回转的坐标轴为B轴；绕Z轴回转的坐标轴为C轴；方向的确定采用右手螺旋原则，大拇指所指的方向是+X、+Y或+Z的方向。⑤附加坐标轴：平行于X轴的坐标轴为U；平行于Y轴的坐标轴为V；平行于Z轴的坐标系为W；方向和X、Y、Z轴的方向一致。3．数控编程的指令代码，程序结构及格式、子程序及其调用。1）和坐标系相关：G90、G91；G92、G54-G59；G17、G18、G19。G90：绝对坐标编程G91：相对坐标编程G92：设定工件坐标系G54~G59：选择工件坐标系1~6G17：XY平面选择G18：XZ平面选择G19：YZ平面选择32）与刀具运动相关的：G00、G01、G02、G03。G00：快速定位运动G01：直线插补运动G02：顺时针圆弧插补G03：逆时针圆弧插补3）与刀具补偿相关：长度补偿G43、G44、G49，半径补偿G41、G42、G40。G43：刀具长度正向补偿G44：刀具长度负向补偿G49：取消G43/G44G41：刀具左补偿G42：刀具右补偿G40：取消G41/G424）固定循环指令的六个动作，三个平面，G98与G99的区别。①六个动作动作1：X、Y平面快速定位。动作2：快速运动到R点平面。动作3：孔加工。动作4：孔底操作。动作5：回到R平面点。动作6：快速返回初始点。②三个平面初始平面、R点平面和孔底平面③指令G98是指加工完成后，大局返回到初始平面。指令G99是指加工完成后，刀具返回到R点平面。5）辅助功能代码：M00、M01、M02、M03、M04、M05、M06、M08、M09、M30、M98、M99。M00：程序停止M01：程序选择停止M02：程序结束M03：主轴顺时针旋转M04：主轴逆时针旋转M05：主轴停止M06：换刀M08：冷却液打开M09：冷却液关闭M30：程序结束并返回M98：子程序调用M99：子程序调用结束6）进给速度F，主轴转速S、坐标地址字X、Y、Z、U、V、W等。4地址F代码：进给率设定。地址S代码：主轴转速。地址X代码：X轴直线运动。地址Y代码：Y轴直线运动。地址Z代码：Z轴直线运动。地址U代码：辅助直线轴，平行于X轴。地址V代码：辅助直线轴，平行于Y轴。地址W代码：辅助直线轴，平行于Z轴。4．手工编程：要求熟练利用指令代码进行铣销加工的编程，并能解释各程序段第4章数控机床的工作原理1．插补的概念，基准脉冲插补的特点及其适用场合，数据采用插补的特点及其适用场合。1）插补是机床数控系统依照一定方法却似哪个刀具轨迹的过程2）基准脉冲插补在插补计算过程中不断向各个坐标发出相互协调的进给脉冲，驱动各坐标轴的电动机运动。基准脉冲插补适用于以步进电机为驱动装置的开环数控系统、闭环系统中粗精度二级插补的精插补以及特定的经济型数控系统。3）数据采样插补法实际上是一种时间分割法，也就是根据程编的进给速度，将工件的轮廓曲线分割为一定时间（一个插补周期）的进给量（一条微小直线）。即用一系列微小直线段来逼近轮廓轨迹。数据采样插补法适用于闭环和半闭环控制系统。2．逐点比较法进行直线和圆弧插补（要求列表计算、并能画出插补轨迹）。3．数据采样插补的插补周期的选取应该考虑的各因缘：与插补精度的关系、与插补运算时间的关系、与数据采样周期的关系、与位移寄存器容量的关系、与系统固有频率的关系。第5章计算机数控装置1．数控装置的作用，CNC系统的组成框图。数控装置是数控系统的核心，其主要功能只正确识别和驾驶数控加工程序，对解释结果进行各种数据计算和逻辑判断处理，完成各种输入、输出任务。2．单微处理器结构和多微处理器结构的特点。单微处理器结构只有一个微处理器多微处理器结构有两个或两个以上的微处理器多微处理器的两种典型结构。共享总线结构和共享存储器结构。3．CNC系统软件的存放：EPROM内存。加工程序的存放：带后备电池的RAM4．常规CNC系统软件的结构模式：中断型结构模式、前后台型结构模式。第6章位置检测装置51．位置检测装置的作用，数控机床对位置检测元件的主要要求1）位置检测装置的作用是检测位移和速度，发送反馈信号，构成闭环控制。2）数控级船队位置检测元件的主要要求：①高可靠性和高抗干扰性。②满足精度与速度要求。③使用维护方便，适合机床运行环境。④成本低。2．了解旋转变压器的工作原理，鉴相型应用及鉴幅型应用1）旋转变压器是根据互感原理工作的。2）鉴相型应用：在此状态下，旋转变压器的定子两相正交绕组即正序绕组S和余弦绕组C中分别加上幅值相等、频率相同而相位相差90°的正弦交流电压。鉴幅型应用：这种应用中，定子两相绕组的激磁电压为频率相同、相位相同而幅值分别按正弦、余弦规律变化的交变电压。3．脉冲编码器的两种类型：增量式和绝对式。绝对式编码器采用二进制编码盘时，其分辨率的计算。4．了解光栅的工作原理。莫尔条纹的特点：1）光栅每移动一个栅距d，莫尔条纹移动一个节距W；2）莫尔条纹的放大作用W/d=1/θ，式中θ单位为rad(弧度)；3）莫尔条纹的对光栅的局部误差具有误差平均作用。直线光栅检测装置的线路：利用细光技术提高分辨率。第7章数控机床的伺服系统1．伺服系统的组成及其作用伺服系统由控制器、功率驱动装置、检测反馈装置和伺服电机（M)。检测反馈装置用来检测与位置和速度有关的旋转轴的转角和转速。2．反应式步进电机的工作原理：基于电磁力的吸引和排斥而产生转矩。步距角的计算、与机械传动装置一起构成的进行伺服系统中脉冲当量的计算，脉冲频率与进给速度的关系。α=360°/mkz提高步进伺服系统精度的措施：1）传动间隙补偿。2）螺距误差补偿。3）细分线路3.简单了解直流电机与交流电机的工作原理及调速方法。1）直流电机调速方法：①改变电枢外加电压U②改变磁通量Φ③改变电枢电路的电阻R2）交流电机调速方法：①改变磁极对数p②改变转差率s③变频调速6