机床数控系统与原理.doc

数控原理与系统NC普通数控CNC计算机数MNC微处理机数控CAD计算机辅助设计CAM计算机辅助制造DNC直接数控系统FMS柔性制造系统FRN进给速率数1. 数控机床采用数控技术的机床或装备了数控系统的机床。2. 机床数字数控技术以数字化的信息实现机床控制的一门技术。选用数控机床主要考虑一下三要素：单件、中小批量的生产；形状比较复杂，精度要求高的加工；产品更新频繁、生产周期要求短的加工。3. 数控装置数控机床的中枢，在普通数控机床中一般由输入装置、存储器、控制器、运算器和输入装置组成。4. 脉冲当量相对于每个脉冲信号，机床移动部件的位移量。数控机床的分类：（一）按工艺用途分类一般数控机床数控加工中心机床多坐标数控机床（二）按数控机床的运动轨迹分类点位控制数控机床点位直线控制数控机床轮廓控制数控机床（三）按伺服系统的控制方式分类开环控制数控机床闭环控制数控系统半闭环控制数控系统(四)数控装置分类硬线数控（又称普通数控 即NC）软线数控（又称计算机数控或微机数控 即CNC或MNC）5. 数控机床的程序编制分为手动编程和自动编程两种程序段格式是指一个程序段中个字的排列顺序及其表达形式。常用的程序段格式有三种，即固定顺序程序段格式、带有分隔符的固定顺序程序段格式和地址程序段格式。6. 常用的功能字有：准备功能字G；坐标功能字有X,Y,Z;辅助功能字M;进给功能字F;主轴转数功能字S和刀具功能字T等。7. 准备功能字是以地址符G为首，后跟二位数字（G00G99）。8. 进给功能字用来指定刀具相对工件的运动速度。三位数字代码法：F后跟三位数字第一位为进给速度的整数位加3.后两位为进给速度的前两位有效数字。如1728mm/min的进给速度用717指定。9. 加工单元一般是由数控加工中心机床为主体的加工单元，即完成产品加工等工序的子系统。10. 物料运储系统通常由工业机器人、无人运送小车及自动仓库组成，完成零件及毛坯的自动搬运和储藏任务。13.插补是指数据密化的过程。在对数控系统输入有限坐标点（如起点、终点）的情况下，计算机根据线段的特征（直线、圆弧、椭圆等），运用一定的算法，自动在有限坐标点之间生成一系列的坐标数据，即所谓数据密化，而自动的对个坐标轴进行脉冲分配，完成整个线段的轨迹运行，已满足加工精度的要求。14.逐点比较法是我国数控机床中广泛采用的一种插补方法，它能实现直线、圆弧和非圆二次曲线的插补，插补精度较高。15.在逐点比较法中，每进给一步都需要进行偏差判别、坐标进给、新偏差计算和中点比较法四个节拍。16.各个坐标进给速度的合成线速度称为合成进给速度或插补速度17.在实际的数字积分器中，需把被积函数寄存器的前零移去即对被积函数寄存器实现左移规格化处理。经过左移规格化的数字就成为规格化数寄存器中最高位为1时，该数即称为规格化数；反之最高位为0的数称为非规格化数18.半加载是在DDA迭代前，余数寄存器JRx和JRy的初值不是零，而是置1000000（即0.5）也就是说，把余数寄存器JRx和JRy的最高有效位置1，其余位置均为0，这样，只要叠加0.5，余数寄存器就可以产生一个溢出脉冲，使积分器提前溢出。19.全加载是在DDA迭代前将余数寄存器JRx和JRy的初值置成该寄存器的最大容量（当为n为时，即置入2n-1）20.数据采样插补是分两步完成的，即粗插补和精插补。21.B刀具补偿（简称B刀补）在NC系统中常用的r2法、极坐标输入法等一般的刀具半径补偿。22.C功能刀具半径补偿（简称C刀具补偿或C刀补）采用直线或圆弧过渡，直接求出刀具中心轨迹交点的刀具半径补偿方法。23.刀具半径矢量指在加工过程中，始终垂直于刀具编程轨迹，大小等于刀具半径值，方向指向刀具中心的一个矢量。24与NC系统相比，CNC系统的主要优点：1）灵活性2）通用性3）可靠性4）易于实现许多复杂的功能5）使用维修方便25.控制软件是为完成特定CNC（或MNC）系统各项功能所编制的专用软件，又称为系统软件。（或系统程序）26.程序延时法又称程序计时法这种方法先根据系统要求的进给频率，计算出两次插补之间的时间间隔，用CPU执行延时子程序的方法控制两次插补之间的时间。改变延时子程序的循环次数，即可改变进给速度。27.全编码键盘没按下一个键，键的识别有键盘的硬件逻辑自动提供被按键的ACCII代码或其他编码，并能产生一个选通脉冲向CPU申请中断，CPU响应后将键的代码输入内存通过译码执行该键的功能。28非编码键盘其硬件上只提供键盘的行和列的矩阵，其他识别、译码等全部功能都是由软件完成。29.串行方式（串行接口）是指与设备进行数据传送的只有一根线，数据按通规程所约定的编码格式延一根线一次传送。30.位置检测装置分类数字式模拟式增量式绝对式增量式绝对式回转形圆光栅编码盘旋转变压器、圆感应同步器、圆形磁栅多极旋转变压器直线形长光栅、 激光干涉仪编码尺直线感应同步器、磁栅、容栅绝对值式磁尺31.旋转变压器的结构和两相绕线式异步电机的结构相似，可分为转子和定子两部分组成。32.四极绕组式变压器可分为鉴相式和鉴幅式两种工作方式。33鉴相式工作方式是一种根据旋转变压器转子绕组中感应电势的相位来确定被测位移大小的检测方式。34.鉴幅式工作方式是通过对旋转变压器转子绕组中感应电势的幅值来实现位移检测的方式。35.感应同步器是一种电磁式位置检测元件，按其结构特点分为直线式和旋转式两种。36.光栅是利用光的透射、衍射现象制成的光电检测元件，它主要由标尺光栅和光栅读数头两部分组成。37.光栅尺包括标尺光栅和指示光栅。38.磁栅是一种利用电磁特性和录磁原理对位移进行检测的装置。它一般分为磁性标尺、拾磁磁头以及检测电路三部分组成39.拾磁磁头是指磁电转换的器件，它将磁性标尺上的磁信号检测出来，并转换成电信号。40.编码盘或编码尺是一种通过直接编码进行测量元件，它直接把被测转角或直线位移转换成相应的代码，指示其绝对位置。这种测量方式没有积累误差，电源切断后位置信息也不丢失。41.循环码是无权码，其特点为相邻两个代码间只有一位数变化，即0变1或1变0，这样，由于电刷安装不准确而产生的误差最多不超过一个编码单位，故误差大大减小。42.数控机床伺服驱动系统（又称拖动系统）是以机床移动部件的速度和位置作为控制量的自动控制系统。43. 数控机床伺服驱动系统按有无反馈系统分两种基本的控制结构，即开环控制和 闭环控制。闭环控制系统又可根据位置检测装置在机床上安装位置的不同，进一步分为半闭环伺服驱动控制系统和全闭环伺服驱动控制系统。44.步距角步进电机的绕组的通电状态每改变一次，其转子转过的角度。45.启动频率fq空载时，步进电机由静止状态突然启动，并进入不丢失的正常运行所允许的最高频率，称为启动频率或突跳频率。46.最高工作频率fmax步进电机连续运行时，它所能接受的，既保证不丢步的运行的极限频率fmax.47.加减速特性是描述步进电机由静止到工作频率和由工作频率到静止的加减速过程中，定子绕组通电状态的变化频率与时间关系。48.环形分配器的作用是把来自加减速电路的一系列进给脉冲命令，转换成控制步进电机定子绕组通、断电的电平信号，电平信号状态的改变次数及顺序与进给脉冲的个数及方向对应。环形分配器由硬件逻辑线构成，也可以用软件实现。49.齿隙补偿（又称反向间隙补偿）机械传动链在改变转向时，由于齿隙的存在，会引起步进电机的走空，而无工作台的实际移动。