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1、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
2、）、切削深度、进给量三个要素。主轴转速（S=1000V c /D,V c 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
3、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，以径向第 2 页 共 20 页实际位移量的 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。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
4、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、
5、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1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 代码第 3 页 共 20 页代码 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G03 模态 逆时针方向圆弧插补 G90 模态 绝对尺寸G04
6、 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 X Z K I R N L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
7、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。G17 G02 X Y I J F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G17 G032. 半径 R 编程：用圆弧半径 R 指定圆心位置。G17 G02X Y R FG18 G0
8、3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；（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 180 时，用+R 表示， 180 时，用-R 表示。三工件坐标系设定指令 G92G92 XA YA ZA式中 XA、Y A、Z A 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 M025F、S、T 代码F 代码进给速度 S 代码主轴转速或切削速度
9、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。第 5 页 共 20 页3.
10、 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
11、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
12、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。第 6 页 共 20 页工步：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
13、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。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：（先粗后精 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
14、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）、数据采样插补第 7 页 共 20 页脉冲当量：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
15、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 ：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：90180 刀具中心轨迹长于编程轨迹插入型：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。第 8 页 共 20 页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
