第一章 绪论l 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；6) 数控加工是CAD/CAM技术和先进制造技术的基础l 数控系统的组成：控制介质；输入装置；数控装置；伺服系统；执行部件；测量反馈装置l 数控机床的基本组成：输入装置、数控系统、伺服测量反馈系统、辅助控制装置、加工程序及机床本体l 数控系统的分类：1) 按数控装置类型：硬件逻辑数控系统（NC）；计算机控制系统（CNC）；2) 按运动方式：点位控制系统；点位直线控制系统；轮廓控制系统；3) 按控制方式：开环控制系统；半闭环控制系统；闭环控制系统；4) 按功能水平：高档数控系统；中档数控系统；抵挡数控系统；5) 按用途：金属切削类数控系统；金属成型类数控设备；数控特种加工设备l 重要的名词：NC--数控技；CNC--计算机数；DNC--分布式数控；FMC--柔性制造单元；FMS--柔性制造系；CIMS--计算机集成制造系统；MDI--手动输入方式；CAD--计算机辅助设；CAE--计算机辅助工程；CAM--计算机辅助制造第二章 数控加工工艺l 数控加工工艺分析:1.选择合适的对刀点和换刀点2.审查与分析工艺基准的可靠性3.选择合适的零件安装方式:(1)尺寸标注应符合数控加工的特点(2)集合要素的条件应完整、准确（3）定位基准可靠。
l 确定定位和加紧方案应注意：（1）尽可能做到设计基准，工艺基准与编程计算基准的统一；（2）尽量将工序集中，减少装夹次数，尽可能在一次装夹后能加工全部代加工表面；（3）避免采用占机人工调整时间长的装夹方案l 刀具切削性能：足够的强度和刚度;高的刀具耐用度;高的可靠性;较高的精度;可靠的断屑;应能够快速更换刀具l 刀具材料:高的硬度和耐磨性;足够的强度和硬度;良好的耐热性和导热性;良好的工艺性;良好地经济性l 对刀点：对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上，以提高零件的加工精度，如以孔为定位基准的零件，应以孔中心作为对刀点；便于对刀、观察和检测；简化坐标值的计算；精度高、粗糙度低的表面第三章 数控加工的程序编制l 数控编程方法：手工编程、自动编程、CAD/CAM编程l 数控编程的步骤：数控编程的步骤有工艺分析、数值计算、编写程序单、程序输入、程序检验和首件加工l 一个完整的程序是由程序号、程序内容、结束符号三部分组成程序的开始部分为程序号，常用的有O、P、%等符号程序的结束部分主要采用M02和M30指令l 数控编程的一般步骤为：⒈ 分析零件图纸，确定工艺过程；⒉ 数值计算；⒊ 编写加工程序单；⒋ 程序输入；⒌ 校对检查程序；⒍ 首件加工。
l 机床坐标系确定的原则：数控机床采用统一的标准笛卡儿直角坐标系通常约定机床主轴轴线为Z轴X轴是水平的，它平行于工件的装夹面Y轴垂直于X、Z坐标轴Y轴的正方向根据X和Z轴的正方向，按照标准笛卡儿直角坐标系来判断l 机床原点和零点：机床坐标系的原点称为机床零点或机床原点（X=0，Y=0，Z=0）机床零点是机床上的一个固定点，由机床制造厂确定l 绝对坐标系和增量坐标系的区别：在绝对坐标系中所有刀具运动轨迹的坐标值都以坐标原点为计算基准，而增量坐标系中所有运动轨迹的坐标值都相对前一位置进行计算的l 刀具半径补偿的目的及步骤：在轮廓加工过程中，由于刀具总有一定的半径，刀具中心运动的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，习惯上称这种偏移为刀具半径补偿1）刀具补偿建立 2）刀具补偿进行 3）刀具补偿撤消l 刀具半径补偿的意义: 1）同一程序实现粗、精加工；2）减少编程人员的坐标计算；3）使用不同的刀具时不用再编程；4）同一程序实现凹凸模加工l 编程中的工艺分析的主要内容：1) 选择适合在数控机床上加工的零件，确定工序内容2) 分析被加工零件图样，明确加工内容及技术要求。
3) 设计数控加工工序4) 调整数控加工工序的程序5) 处理数控机床上部分工艺指令第四章 数控机床的工作原理l 插补：机床数控系统按照一定方法确定刀具运动轨迹的过程称为插补插补就是在一个线段的起点和终点之间进行“数据”l 脉冲当量：是指数控装置发出一个脉冲信号机床执行部件的位移量一般取0.01或0.001mm，脉冲当量越小，机床精度越高l 基准脉冲插补法：又称为脉冲增量插补法或行程标量插补法这种插补方法的特点是每次插补结束后，数控装置向每个运动坐标轴输出基准脉冲序列，驱动各坐标轴的电机转动每个脉冲代表机床移动部件的最小位移，脉冲的频率代表移动部件运动的速度，而脉冲的数量代表机床移动部件的位移量这种插补方法有：逐点比较法、数字积分法、比较积分法和最小偏差法l 数据采样法：又称为数据增量插补法或时间标量插补法这类插补方法的特点是插补输出的不是单个脉冲，而是标准二进制字插补运算分两步运行：第一步为粗插补，在给定的起点和终点的线段上插入拖干个点，即用若干条微小直线段来逼近给定线段，粗插补在每个插补周期中计算一次；第二步为：精插补，它是在粗插补计算出的每一微小直线段上再做“数据点的密化”工作，。
一般将粗插补运算称为软插补，用软件实现，而精插补可以用软件，也可以用硬件实现数据采样插补法常用的有：扩展数字积分法、直线函数法、双数字积分法等第五章 计算机数控装置l CNC装置的工作工程：输入 译码 刀具补偿 进给速度处理 插补 位置控制 IO接口 显示 诊断l CNC装置的功能：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、输出任务基本功能控制功能，准备功能，插补，进给，主轴，辅助，刀具，显示，自诊断等 选择功能：补偿，固定循环，通信，人机对话编程等l CNC单微处理机硬件结构，特点：微处理器和总线 存储器 IO接口 MDI/crt接口 位置控制模块 PLC； 特点：实现集中口控制分时处理 通过总线与存储器IO接口构成CNC装置 结构简单，容易实现l 多微处理机结构，特点：CNC管理模块 存储器模块 CNC插补模块 位置控制模块 指令数据的输入输出及显示模块 PLC功能模块； 特点：处理速度高 可靠性高 良好的适应性和扩展性l 开放式CNC系统基本特征：模块化；标准化；平台无关性；可再次开发；适应网络操作方式。
l CNC软件组成及特点：管理软件：输入输出，显示，诊断等 控制软件：译码，刀具补偿，速度控制，插补运算，位置控制等； 特点：多任务并行处理，实时中断处理（外部中断，内部定时中断，硬件故障中断，程序性中断）l CNC软件结构类型：前后台型软件结构，中断性软件结构第六章 位置检测装置l 位置检测装置的作用：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l 数控机床对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l 位置检测装置：直接测量，间接测量；增量式测，量绝对式测量；数字是测量，模拟式测量l 旋转变压器的工作原理：旋转变压器是根据互感原理工作的l 鉴相型应用及鉴幅型应用：1.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2.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l 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七章 数控机床的伺服系统l 数控机床对伺服系统的基本要求:⒈ 精度高；⒉ 快速响应特性好；⒊ 调速范围宽； ⒋ 系统可靠性好l 伺服系统的作用：答：进给伺服系统是数控系统的主要部分，它忠实地执行由CNC装置发来的运动命令，精确地控制执行部件的运动方向，进给速度与位移量l 伺服系统的技术要求：调速范围要宽且要有良好的稳定性(在调速范围内)；位移精度高；稳定性好；动态响应快；还要求反向死区小，能频繁启、停和正反运动l 数控伺服系统类型：数控伺服系统按有无检测装置分为开环伺服系统、半闭环伺服系统和闭环伺服系统1) 开环伺服系统是指不带位置反馈装置的控制方式开环控制具有结构简单和价格低廉等优点2) 半闭环伺服系统是通过检测伺服电机的转角间接地检测出运动部件的位移（或角位移）反馈给数控装置的比较器，与输入指令进行比较，用差值控制运动部件这种系统的调试十分方便，并具有良好的系统稳定性3) 闭环伺服系统将直接测量到的位移或角位移反馈到数控装置的比较器中与输入指令位移量进行比较，用差值控制运动部件，使运动部件严格按实际需要的位移量运动闭环控制系统的运动精度主要取决于检测装置的精度，而与机械传动链的误差无关，其控制精度将超过半闭环系统l 步进电动机的分类及其一般工作原理：从结构上看，步进电动机分为反应式与激磁式，激磁式又可分为供电激磁和永磁式两种。
按定子数目可分为单段定子式与多段定子式按相数可分为单相、两相、三相及多相，转子做成多极 在输入电信号之前，转子静止不动；电信号到来之后，转子立即转动，且转向、转速随电信号的方向和大小而改变，同时带动一定的负载运动；电信号一旦消失，转子立即自行停转l 步距角：步进电机的步距角α是反映步进电机绕组的通电状态每改变一次，转子转过的角度 步距角α一般由定子相数、转子齿数和通电方式决定l 交流和直流伺服电动机的特点：1.直流伺服电机具有优良的调速性能，启动、运行和制动灵活、方便，因而在对速度调节有较高要求的场合，直流伺服系统一直占据主导地位但它存在固有的弱点，如电刷和换向器工作中易磨损，需经常维护，换向器形状非常复杂，换向时还会产生火花，这给制造和维护都带来很大的困难2.交流伺服电机采用了全封闭无刷构造，不需定期检查和维修它的定子省去了铸件壳体，结构紧凑，外形小，重量轻空心杯转子的转动惯量很小，反应迅速，而且运转平稳l 交流和直流伺服电动机的速度调节方式：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1) 直流伺服电动机常用的调速方式有两种：⑴ 晶闸管直流调速（SCR） 晶闸管直流调速是通过调节触发装置的控制电压大小（控制晶闸管的开放角）来移动触发脉冲的相位，从而改变了整流电压的大小，使直流电动机电枢电压变化而平滑调速。
⑵ 脉宽调制直流调速（PWM） PWM调速是在大功率开关晶体管的基极上，加上脉宽可调的方波电压，控制开关管的导通率，达到调速的目的2) 交流伺服电动机调速通常由调频调速的方法实现实现调频调压有多种方法，通常都是采用交流—直流—交流的变换电路来实现，这种电路的主要组成部分是电流逆变器l 提高步进式伺服驱动系统的精度：从控制方法上采取以下措施提高步进式伺服驱动系统的精度：⒈ 传动间隙补偿；⒉ 螺距误差补偿；⒊ 细分线路第八章 数控机床的机械结构l 数控机床对机械结构的基本要求：具有较高的静、动刚度和良好的抗振性；具有良好的热稳定性；具有较高的运动精度与良好的低速稳定性；具有良好的操作、安全防护性能l 数控机床对伺服系统的要求:1、速度范围宽 2、精度高 3、响应快 4、低速大扭距l 数控机床组成部分：1) 信息输入：输入程序、参数。