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1、数控技术复习数控技术复习+ +南京工业大学南京工业大学+ +方程刚老师方程刚老师1 联动轴数：数控装置可以按照一定的规律同时控制其运动的坐标轴数。联动轴数越多说明加工复杂空间曲面的能力越强，同时编程也越复杂。2 点位控制数控机床：数控装置只要求能够精确控制坐标点到另一坐标点的位置精度。不管运动轨迹，而且运动过程中不进行任何加工。3 相对坐标系：以上一个程序的终点作为参照的坐标系。4 机床坐标系：是机床上固定的坐标系，具有固定的坐标原点和坐标方向，原点位置在机床出厂时就已经确定。机床内部的位置计算就是在机床坐标系上进行的。5 脉冲当量：每个脉冲信号使机床移动部件移动的位移量。用符号 表示，单位
2、mm/p6 并行处理：软件系统在同一时刻或同一时间段内完成两个或两个以上任务处理的方法。7 机床机构静刚度：在切削力和其他力作用下，机床抵抗变形的能力。8 开环伺服系统：不需要对实际位移和速度进行测量，不需要将所测得的实际位移和速度反馈给输入端与输入指令位移和速度进行比较的系统。9 中断型结构：这种结构将除了初始化程序之外，整个系统软件的各个任务模块分配给不同级别的中端服务程序，然后由中断管理系统对各级中断服务程序进行管理。10 步进电机矩频特性：当电机带着一定负载时，运行频率与负载转矩的大小有关。11 插补：根据给定的进给速度和轮廓线性，在轮廓上已知点之间确定一些中间点。12 工件远点：为编
3、程方便在工件上、工装夹具上选定的某个点或与之相关的点，也可以是对刀点。13 数字是测量：是指将被测量以数字形式表示出来，一般是脉冲信号，可以直接把它送到数控装置进行比较处理。14 轮廓控制数控机床：这类机床的数控装置可以同时控制两个或者两个以上坐标轴，对位移和速度进行严格控制，具有两轮廓加工功能。15 绝对坐标系：以坐标点原点作为基准的坐标系。16 手工编程：人工完成程序编制的全部工作，包括用通用计算机进行数值计算。17 重复精度：是指在相同条件下，操作方法不变，进行规定次数的操作所得到的实际位置的一致程度。其最大不一致量为重复定位误差。18 定位误差：系统稳定后实际位置和指令位置之差。19
4、速度增益：速度环中进行速度调节的参数，其等于速度比上速度误差。20 闭环进给伺服系统：将检测元件装在执行部件上，直接测量执行部件的位移和速度进行反馈的进给系统。21 自动换刀装置：储备一定量的道具并完成刀具的自动交换功能的装置。1 工件坐标系的选择原则：工件的零点应该与工件尺寸基准重合、便于图中尺寸转换成坐标值，尽量直接用图上尺寸作为坐标值、工件零点 w 应容易找正，在加工过程中便于测量。2 何谓数控机床？它是由哪几部分组成？各部分作用是什么？数控机床：采用数字控制技术对机床的加工的过程进行自动控制的机床。组成：a.程序编制及程序载体：数控程序是数控机床自动加工零件的工作指令。b.输入装置：将
5、程序载体上的数控代码转换成电脉冲信号传送并存入数控装置内。c.数控装置及强电控制装置：数控装置是数控机床的核心，它接受输入装置送来的脉冲信号，经过数控装置的系统软件或逻辑电路进行编译、运算或逻辑处理后，输出各种信号和指令控制机床的各个部件，进行规定的有序动作。强点控制装置：接受数控装置输出的主运动变速、刀具选择交换、辅助装置动作等指令，经过必要的翻译、逻辑判断、功率放大直接驱动相应的工作电器、液压、气动、机械部件，已完成指令所规定的动作。d伺服驱动系统及位置检测装置：他根据数控装置发来的位移、速度指令来控制执行部件的速度，方向，位移。在半闭环或闭环系统中，使用位置检测原件测量执行部件的实际位置
6、反馈给系统比较判断。e机床的机械部件：与普通机床相似，但传动机构要求简单，在精度、刚度、抗震性等方面要求比较高，而且传动和变速系统更便于实现自动化控制。3 数控机床有哪几种分类方法？各有什么特点？加工功能不同：点位和直线控制数控机床、轮廓控制数控机床。便于了解加工功能。伺服系统不同：闭环、半闭环、开环数控机床。了解加工精度。数控装置构成不同：硬线数控机床和计算机数控机床。了解机床的系统功能和工作原理。4 简述数控开环、半闭环、闭环系统的区别？开环：即无位置反馈系统，其驱动原件只要是功率步进电机，实质是数字脉冲到角度位移的转换，他不用位置检测原件实现定位，而是靠驱动装置本身转过的角度正比于脉冲个
7、数，角加速度由进给脉冲的频率决定。结构简单易于控制，但精度差，低速不平稳，高速扭矩小。一般用于轻载负载变化不大或经济型数控机床。闭环：是误差控制随动系统，该装置测出实际位移或者实际位置，并将测量值反馈给 CNC 系统，与指令比较求的误差，构成闭环系统。闭环伺服系统是反馈控制，测量装置精度很高，系统传动链的误差、环内各元件的误差以及运动中造成的误差都可以得到补偿，大大提高了精度。半闭环系统：是指检测元件不直接安装在进给坐标的最终运动部件上，而是中间经过机械传动部件的位置转换，即坐标运动的传动链有一部分在闭环以外，在环外的误差得不到补偿，精度低于闭环伺服系统。5 数控机床按伺服系统控制方式分为哪三
8、类？各用在什么场合？答：开环、闭环、半闭环伺服系统。开环用在低转速大转矩加工精度不是很高的场合，闭环：加工精度很高的场合。半闭环的精度介于闭环和开环之间，用于加工精度要求较高的场合。6 何谓点位控制、直线控制、轮廓控制？三者有何区别？答：点位控制是能在加工平面内，控制刀具相对于工件的定位点的坐标位置，而对定位移动的轨迹无要求，因为在定位移动过程中是进行切削加工的。直线控制：能控制刀具或工件以适当的速度，沿平行于坐标轴的方向进行直线移动或加工，或者控制两个坐标轴以同样的速度运动，如 45斜线进行切削加工。轮廓控制机床：有几个进给坐标轴数控装置能同时控制 2-5 个坐标轴，使刀具或工件按平面直线、
9、曲线、空间曲面轮廓的规律进行相对运动，加工出形状复杂的零件。a. 点位控制：用于准确定位相应的点。b. 直线控制:只有两个坐标轴，用于加工台阶轴。c. 轮廓控制：能进行多坐标联动的运算和控制，并具有刀具长度和刀具半径补偿的功能，是功能最齐全的机床。7 编程中如何选择对刀点、换刀点？答：对刀设置原则：a. 便于数值计算和简化编程b. 易于找正和加工过程中便于测量c. 引起的加工误差小换刀点：应设在工件和夹具的外面，以换刀时不碰到工件和其他部件为原则。a. 应选在工件的工艺基准和设计基准上，或与之相关的位置上b. 便于对刀，便于测量c. 便于坐标值的计算。8 M00、M01、M02、M30 的区别
10、在哪里？答：M00：程序暂停指令，程序执行到此，进给停止，主轴停转。重新按启动按钮再继续执行后面程序段。主要用于加工中使机床暂停。M01：程序选择性暂停指令，程序执行时控制面板上“选择停止键”处于 ON 时此功能有效，否则无效。执行后的效果与 M00 相同，常用于关键尺寸的检验或临时暂停。M02：主程序结束指令，执行到此进给停止，主轴停止，冷却液关闭，但程序光标停在程序末尾。M30：主程序结束指令，功能与 M02 相同，不同在于光标返回程序头处，不管 M30 后是否有其他程序段。9 什么叫工件原点和工件坐标系？答：工件原点：零件被装夹好后，相应的编程原点在机床坐标系上的位置。工作坐标系：是以确
11、定的工件原点为基准所建立的坐标系。10 什么叫刀位点？什么是刀具半径补偿和刀具长度补偿？它们有什么作用？答：刀位点：是指刀具的定位的基准点， ，对刀时应使对刀点和刀位点重合。刀具半径补偿：因为刀具总有一定的刀具半径或刀尖的圆弧半径，所以在零件轮廓加工过程中刀位点运动轨迹实际上并不是零件的实际轮廓，他们之间相差一个刀具半径，为了使刀位点的运动轨迹与实际的轮廓重合，就必须便宜一个刀具半径即刀具半径补偿。刀具长度补偿：为了使刀具顶端到达编程位置而进行的刀具位置补偿。11 何谓插补？在数控机床中，刀具能否严格地沿着零件轮廓运动？为什么？答：插补：机床数控系统按照一定的办法确定刀具运动轨迹的过程。不能，
12、在数控机床中刀具的最小位移量是一个脉冲当量，直线、圆弧是简单的、基本曲线，机床进行轮廓加工的各种工件大部分是由直线和圆弧构成，刀具的运动轨迹是折线，而不是光滑的曲线，只能用折现轨迹近似所要加工的曲线。12 简述数据采样插补法的原理和特点。答：根据数控加工程序所要求的进给速度、按照插补周期的大小，先将零件轮廓曲线分割为一系列首尾接的微小直线段，然后输出这些微小直线段所对应的位置增量数据。控制伺服系统实现坐标进给。采用数据采样插补算法时，每调用一次插补程序，数控系统就计算出本插补周期内各坐标轴的位置增量及各个坐标轴的目标位置。随后伺服位置控制软件将把插补计算得的坐标位置与采样获得的坐标轴实际位置进
13、行比较球的位置跟踪误差，然后根据当前位置误差计算出坐标轴的进给速度并输给驱动装置，从而驱动移动部件向减小误差的方向移动。特点：a.每次插补运算的结果不再是某坐标轴方向上的一个脉冲，而是与坐标轴位置增量相对应的几个数字脉冲。此类运算适用于直流伺服电机或交流伺服电机作为驱动元件的闭环或半闭环数控系统。b.数据采样插补程序的运行时间不再是限制加工速度的主要因素，加工速度主要取决于插补精度要求和伺服系统的动态响应特性。13 什么叫插补？目前应用较多的插补算法有哪些？答：插补就是根据轮廓的几何形状、几何尺寸以及轮廓加工的精度要求和工艺要求，在零件轮廓的起点和终点之间插补一系列中间点的过程。有：逐点比较法
14、、数字积分法、时间分割法、最小偏执法。14 设欲加工第一象限直线 OE、起点坐标为 O（0，0） ，终点坐标为E（11，8） ，脉冲当量 1，试用逐点比较法插补之并画出插补轨迹。15 简述在数控机床上加工零件的全过程。答：1.分析零件图2.工艺处理3.数字处理4.编写程序清单5.输入数控系统6.模拟仿真加工7.对刀8.实际切削9.检验工件16 数控系统对伺服电动机有哪些要求？答：a。调速范围宽运行平稳b。过载能力强，能长时间过载c。有较小的转动惯量和大的转矩d。能够频繁启动、制动和反转。17 何谓“左移格式化”？它有什么作用？18 试述数字积分法的工作原理。答：数字积分器通常由被积函数寄存器、
15、累加器和与门等组成。工作过程为：每隔 t 时间发一个脉冲，将函数寄存器中的函数值送累加器里累计加一次，令累加器的容量为一个单位的面积，当累加和超过累加器的容量时，便发出一个溢出脉冲，累加过程中产生的溢出脉冲的总数等于所求的总面积，也就是所求积分值。19 简述刀具补偿功能。答：刀具补偿功能是数控机床所具有的为方便用户准备编程而设置的功能，它分为两大类刀具位置偏执补偿、刀具圆弧补偿。刀具位置补偿：对编程时假想的刀具和实际使用的刀具的差值进行补偿，它可分为刀具形状补偿和刀具磨损补偿。刀具圆弧补偿：是在车锥圆和圆弧时对于刀尖圆弧半径形成实际轮廓和理论轮廓的差值进行的补偿。根据工件表面相对于刀具位置，刀
16、尖圆弧补偿分为左边刀尖圆弧补偿和右边刀尖圆弧补偿。20 编码器在数控机床中有哪些应用，将编码器安装在丝杠驱动前端和末端有什么区别。答：编码器在检测角位移时，配以定时器便于测出角速度。编码器在数控机床中用于工作台或刀架的直线位移的测量，有两种安装方式：一种与伺服电机同轴连接在一起称为内装式编码器，伺服电机在和滚珠丝杠连接，编码器在进给转动链的前端；另一种是编码器在滚珠丝杠末端，称为外装式编码器，由于后者包含的进给转动链的误差比前者多，所以后者的位置控制精度比前者高。21 数控机床的导轨有哪些类型？各有何特点？答：滑动导轨：优点：结构简单、制造方便、刚度好、抗震性好。缺点：静摩擦系数大，且动摩擦系数随速度变化而变化，摩擦损失大低速时容易出现爬行，降低了内部运动件的定位精度。滚动导轨优点：a。灵敏度高、运行平稳，低速运动时不易出现爬行b。定位精度高c。摩擦阻力小，移动方便，磨损小，精度保持性好，寿命长。缺点：抗震性差，对防护要求较高，结构复杂，制造比较困难，成本高。静压导轨优点：不产生磨损机械效率高。精度保持性好，摩擦因数小，低速不易产生爬行，抗震性好。缺点：结构复杂，且需要专门
