数控机床复习资料-第三版汇总

机床数控技术及应用复习资料填空1.现代数控机床（即CNC床）一般由程序载体输入装置数控装、伺服驱动及测装置、机本体及辅助控制装组成。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：自编程、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.切削用量包括主转速（削速度）、削深度进给量个要素。主轴转速（/表示切削速度，（mm）表示工件或刀具的直径）cc切削深度由工艺系统的刚度决定。6.刀具补偿的作用：把件轮廓换成刀具中点的轨。施插补前必须完成的两件工作：1刀补偿给速度理CNC装置控制刀具中心点。8.旋转变压器是根据互原理工作的定子和转组成为有刷和无刷两种。9.伺服系统常见驱动元件：步电机、流电机、交电机和线电机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角位11线电机是直接产直线运的电磁装置，电磁力矩直接作用于工作台。12直线逼近曲线的方法：等间距法、等步法和等差法。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值表示。14刀的实质：使“刀点”与对刀点”重。15见的三种机床布局形式：平床身布局、床身布和立床身布第1页共20页

16控机床进给运动分为直线运动和周运动两大类。17控机床与传动机床相比优点是：滚珠丝杠螺母18实现直线进给运动的三种形式：丝杠螺副、过齿轮条副、接采用直线电机动19标偏差原则：逼近给定轨迹朝偏差缩的方向行20床回零目的：消除坐标漂移积累的误21纹加工方法：直进式（螺距＜3mm）、斜式（螺＞）22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具半径补偿原则：内轮廓增大，外廓减小24削内轮廓角时，过渡圆弧的半径应大于具半径。25在加工中心上，刀具的交换方式通常可以分为斜无械手换刀带机械手换刀。26控机床的圆周运动包括：分度运动和续圆周给运动27转工作台的型式：分度工作台和控回转工作。28.CK6132数控车床系统的三大主功能加工功能、参数功能、作主功能29.CK6132数控车床系统的操作面板由地址能键盘区域数字键区域、手动键盘域个区域组成。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。部指介一准功代码（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

状态模态模态模态

功能点定位直线插补顺时针方向圆弧插补

代码

状态模态模态模态

功能XY平选ZX平选择YZ平选择第2页共页

模态非模态模态

逆时针方向圆弧插补暂停刀具补偿刀具偏置注销

模态模态非模态

绝对尺寸增量尺寸预置寄存

模态

指令格式：XZKIRNL注意：、能同时在同个程序中出现，对标X、Y、作用；指令仅用于件坐标系的定，只原点起作用3.于数控车床默认在ZX（G18平面加，数控铣床认XY（G17）平面内加工指令格式中▲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（），L表示螺纹循环加工次数。加工螺纹前，必须先进行精加工；加整圆只能用心坐标程。二．圆插补的顺逆断判断步骤：找要断的圆弧所在的平面用手卡尔规则找出垂直圆弧所在平面的坐标轴用手住垂直圆弧的坐标轴大拇指指向该坐标轴的负方向四弯的方向为顺圆，相反为G03以XY平为例：圆坐标编程用I、K指定圆心位置。X~I~F~半R编：用圆弧半径R定圆心位置。X~注意：（1）采用绝对坐标编程时，X、Y、

的值为圆弧插补的终点坐标值；第3页共页

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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线控制机床特点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5°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。6.数控加工编程步骤：

典型机床：数控铣床、数控车床析零件图纸，确定工艺过程；2值计算；3写零件加工程序单；序输入数据系统；7.机床坐标系建立原则？

对程序及首件试切削。a标坐标系用右手笛卡尔直角坐标系；具相对静止的工件而运动的原则；c增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原是机床上的一个固定点是件坐标系床参考点的基准点床商设定。机参点是机床厂商设定在机床上的一个固定点，一般位于机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：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按用刀具加工的内容加工；2加工部分划分按、细加工划分。工：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按工精度划分；按率划分。10.对刀点定义和选择原则对点是数控机床加工时刀具相对于工件运动的起点，也是程的起点。也叫起刀点。对刀点的选择原则应于简化序编制，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5页共页

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路：指加工过程中刀具刀位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先后远）证被加工零件的加工精度和表面粗糙；尽使数值计算简单，以减少编程工作量；量缩短加工路线，减少刀具空行程时和换刀次数以提高生产率。12.基点和节点基：构成零件轮廓的两相邻几何元素的交点或切点。节：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.插补定义插根据进给速度和给定轮廓线要求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。最小分辨率或件能够移动的最小工作量称为数控机床的脉冲当量最小分辨率。插补方法分类：基准脉冲插补（逐点比较法、数字插补法）、数据采样插补脉当：每个单位脉冲对应坐标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刀具半径补偿刀半补轮加工中是按零件廓进行编程的。由于刀具总有一定的半径具中心轨迹并不等于所需加工零件的实际轮廓是偏移轮廓一个刀具半径值种离称为刀具半径补偿。刀具补偿方法：B刀具半径补偿、刀具半径补偿第6页共页

B刀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。圆过：廓线之间以圆弧连接，并且连接处轮廓线必须相切。刀半矢再加工过程中始终垂直于编程轨迹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：≥180°

刀具中心轨迹短于编程轨迹伸长型：90°≤α≤180°插入型：＜

刀具中心轨迹长于编程轨迹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（本页四张图）位置检测装置的组成和分类位检装是由检测元件（传感器）信号处理装置组成的元件是闭环、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工可靠，抗干扰能力强2能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；便于数控系统相连。18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（相当于电角度错开/2）第7页共页

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光栅一般安装在机床活动部工台）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；平效应；3莫条纹移动和栅距的移动成正比。21.磁栅的定义和组成磁（称为磁尺属励磁环电磁式编码器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体性磁栅带状磁栅线状磁栅和回转型磁栅前种是测量线位移用的，回转型磁栅是测量角位移的。22.数控机床对伺服系统的要求？1精度高2快速应性好3调速围要宽4定性好，可靠性要高5低大转矩23.步距角α

：指每给一个脉冲信号，电机转子应转过角度的理论值。公式为：

360mzk其中，为子相数为子齿数，k为电系数，若连续两次通电相数相同为，不同为例：三相三拍工作方式步进电机，若，则=30°三相六拍工作方式步进电机，若，则=15°24.步进电动机的原理？步进电动机是一种用电脉冲信号进行控制电脉冲信号转换成相应角位移的机电元件。25.提高步进伺服系统精度的措施？结构上1改步进电机性能；小步距角；3用精密传动副4减传动链中传动间隙。控制方法上：1传间隙补偿；螺距误差补偿3分线路。第8页共页

26.数控机床的基本功能和性能对机械结构的影响？动化；2大功率和高精度；高度；4工艺复合化和功能集成化5可性27.数控机床机械结构特点？1具有较强的静、动刚度；2高抗振性；3高低速运动平稳性；4高的定位精度；5良的热稳定性机床度指机床抵抗切削力和其它力引起的变形。提高机床刚度的措施1提构自身刚度2提高部刚度3提接触刚度4选用焊接结构构件；5采补偿构件变形的措施。机床振：指机床在工作时，抵抗由交变载荷和冲击载荷引起振动的能力。提高机床的抗振性的措施减机床内部振源提高刚度提阻尼比或增加构件。床高的低速平稳性D机床的热稳定性提高床的定位精度小机床的热变形措施：1控制热源和发热量；2加冷散热3改机床布局和结构设计；4恒温处理；采热变形补偿置。爬：低速时运动不稳定现象。27.提高数控机床机械性能的措施？1合理选择机床的总体布局高结构的刚度提机床的抗振性4改善床的热变形；5保运动的精度和稳定性28.主传动系统三个配置方式：1带有变速齿轮的主传动2通过传动的主传动3由主电机直接驱动。29.对数控机床进给传动系统的要求：传动刚度；2高振；低擦低惯性；5无隙30.滚珠丝杠螺母副的特点优点：传动效率高；2摩力小；使寿命长；转动精度高，反向时无间隙；有运动可逆性。缺点：制造成本高；2不实现自锁32.数控机床导轨的特点和分类轨导向精度高；精度保持性好；足够的刚度；好的摩擦特性；构工艺性好，便于制造、装配，便于验、调整和维修数控机床导轨分为滑动导轨滚导（易发生爬行现象静压导（擦系数低。第9页共页

134000112123343455613400011212334345565677889891091011101112=33.数控机床自动换刀装置自动换刀装置（ATC）：在数控床上，实现刀具自动变换的装置称为自动换刀装置。APC：工作台自动变换装置回转刀架换刀动作步骤：刀架松开、刀架转位、刀架定位、刀架夹紧计

逐比法逐点比较法直线插补表i

<0i14

12

|ie

|ie23

3

4

注：LL

LL分别表示第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限直线

均入坐标的绝对值。e课后题5.1第一问解：插补从直线起点开始，故=0，点判断寄存器E存X和Y两方向总步数，即X+Y=7+5=12，每进给一步减1停插补。由该直线在第一象限，根据上表1公求得插补运算过程见下表，插补轨迹见右图1表2逐比较法直线插补运算步数起点

偏差判别F=0F<0F>0F<0F>0F<0F>0F>0F<0F>0F<0F>0

坐标进给+X+Y+X+Y+X+Y+X+X+Y+X+Y+X

偏差计算F=0FFFFFFF-5=1FFF=FF+7=5FF

终点判断第10页共20页

00011212334345560001121233434556676788989109y

）

x图1插补轨迹课后题5.2解：插补从直线起点开始，故=0，点判断寄存器E存X和Y两方向总步数，即X+Y=6+4=10，每进给一步减1停插补。由该直线在第二象限，根据表1公求插补运算过程见下表，补轨迹见右。表3逐比较法直线插补运算步数起点

偏差判别F=0F<0F>0F<0F>0F=0F<0F>0F<0F>0

坐标进给-X+Y-X+Y-X-X+Y-X+Y-X

偏差计算F=0FFFFF-4=0FFFFF=F

终点判断第11页共页

mm1214m343211m330000010012mm1214m343211m3300000100121002300340045005600670078008900910001011100(-6

y-6图2插补轨迹

x逐点比较法圆弧插补表F

F<0圆弧线性NRNR

进给方向-Y+Y-X+X

偏差计算公式F=F-2YF=F-2X

圆弧线性NRNR

进给方向+X-X+Y-Y

偏差计算公式F+2XF+2Y注：为圆逆圆；后缀123表圆在第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限。课后题5.3解补圆弧起点开始故=0点判别寄存器E存X和Y两坐标方向总步数，即E=7+7=14，每进给一步减，止插补。由该圆弧为第二象限逆圆，根据表4公求得插补运算过程见下表，插补轨迹见右图。表5逐比较法圆弧插补运算步数起点

偏差判别FFFFFFFFFFF

坐标进给-Y-X-X-X-X-Y-X-Y-X-Y-X

偏差计算F=0FF+0+1=-12F+2+1=-9F+4+1=-4FFFFFF-8+1=-4F

坐标计算x=7x=7-1=6x=0-1=-1,y=6xxxx=-4,y=6-1=5xx=-5,y=5-1=4xx=-6,y=4-1=3x

终点判断第12页共20页

1112100121310111210012131001314100

F>0FF

-Y-Y-Y

F=FF=FF=F

x=-7,y=3-1=2x=-7,y=2-1=1x=-7,y=1-1=0

y2.数字积分

x图3圆弧插补轨迹（数字微分分析器（DDA）法）DDA线插补课后题5.1）解：由于采用寄存器，所以累加次数m=23右图。

。插补计算过程如下表，插补轨迹如累加次数

表法线补运算X分器

Y积器

X被函数寄存器

X加器14-8=613-8=512-8=411-8=310-8=2

X累溢出脉冲

Y被函数寄存器

Y累器10-8=212-8=411-8=3

Y累溢出脉冲第13页共20页

XYXYXYy5

(7,5)1O

7

x图4DDA法直线插补DDA圆弧补（课后题5.4）解：在X和Y方分别设计一个终点判别计数器、，E=7，=5，X积器和Y积分器有溢出时，就在相应的终点判别坐标器中减，当两个计数器均为0，插补结束。插补计算过程如下表，插补轨迹如右图。为计算方便，采用3位加器，即X、Y加器计数8溢，溢出脉冲加1.表法弧补运算累加次数

X积器

Y积分器X被函数寄存器

X累器

X累溢出脉冲

X

Y被积函数寄存器

Y累加器

Y累加溢出脉冲

E

Y

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y1图5DDA法圆弧插补

x词组释FMSFlexibleManufactureSystem柔性制造系统FMCFlexibleManufacture柔性制造单元FML柔性加工线NCMNumericalMachine数控机床NCSNumericalSystem数控系统DNCNumerical分布式数控CNCComputer计算机数控CIMSComputerintegratedmanufacturing计算机集成制造系统编实三

Xp一、刀具选择0偏，刀号，工端面、外圆、倒角；切刀，刀号，位点为左刀尖，刀宽切断。二、确定加工工艺和加工路线第15页共20页

0偏加工端面，刀；偏粗车Φ外圆Φ，Φ36外圆到373.精工倒角并精车Φ36，外圆；4.换槽刀切断。三、数值计算四、设置编程原点和换刀点五、程序X0X50S500M03T01X41Z2F50X44X37F50X40X30X36Z-1F30Z-20X40实验四

Z-50X50T03X50X0F20X50第16页共20页

一、刀具选择0偏，刀号，工端面、外圆、倒角；尖刀，刀号，加工纹；切刀，刀号，位点为左刀尖，刀宽切槽，切断。二、确定加工工艺和加工路线0偏加工端面，刀；偏粗车Φ外圆Φ，Φ24外圆到26椎体Φ203.换槽刀，加工椎体雨落文件槽以及24退刀槽；4.换偏精加工角并精车34，Φ24圆以及球体S；5.换尖，加工螺纹；6.换槽刀切断。三、数值计算设加工螺纹升速段Z1=2降段已螺距K=1根ISO标准螺纹牙型计算高度有，螺纹实际牙型高度R=0.61343螺纹头数螺纹循环次数L=10.四、设置编程原点和换刀点五、程序X0X50S