数控机床复习资料第三版Word文件下载.docx

1、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、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。部分指令介绍一准备功能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代码代码状态功能G00模态点定位G17XY平面选择G01直线插补G18ZX平面选择G02顺时

2、针方向圆弧插补G19YZ平面选择G03逆时针方向圆弧插补G90绝对尺寸G04非模态暂停G91增量尺寸G40刀具补偿/刀具偏置注销G92预置寄存G86 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

3、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。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 G17 G03 2. 半径R编程：用圆弧半径R指定圆心位置。 G17 G02 X Y R F G18 G03（1）采用绝对坐标编程时，X、

4、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G92 G92 XA YA ZA 式中XA、YA、ZA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M02五F、S、T代码 F代码进给速度 S代码主轴转速或切削速度 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

5、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。3. 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

6、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，沿平行于坐标轴的方向或与坐标轴呈45方向进行直线移动和切削加工。数控磨床、数控镗铣床（3）轮廓控制机床特点：机床运动部

7、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。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

8、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。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。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：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

9、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

10、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

11、，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

12、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便于与数控系统相连。18直线感应同步器 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定尺节距（相当于电角度错开/2） 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光栅的定义和组成光栅：是利用光的透射、衍

13、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。标尺光栅一般安装在机床活动部件（如工作台）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；2平均效应；3莫尔条纹移动和栅距的移动成正比。21. 磁栅的定义和组成磁栅（又称为磁尺，属于励磁环式电磁式编码器）是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：实体性磁栅、带状磁栅、线状磁栅和回转型磁栅，前三种是测量线位移用

14、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快速响应性好；3调速范围要宽；4稳定性好，可靠性要高；5低速大转矩23. 步距角：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： 其中，m为定子相数，z为转子齿数，k为通电系数，若连续两次通电相数相同为1，不同为2.例如：三相三拍工作方式步进电机，若z=4，则=30；三相六拍工作方式步进电机，若z=4，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，并将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改善步进电机性能；2减小步距角；3采用精密

15、传动副；4减小传动链中传动间隙。 控制方法上：1传动间隙补偿；2螺距误差补偿；3约分线路。26. 数控机床的基本功能和性能对机械结构的影响？1自动化； 2大功率和高精度； 3高速度； 4工艺复合化和功能集成化； 5可靠性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高的低速运动平稳性； 4高的定位精度； 5良好的热稳定性 A机床刚度：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提高构件自身刚度；2提高局部刚度；3提高接触刚度；4选用焊接结构构件；5采用补偿构件变形的措施。 B机床抗振性：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

16、床的抗振性的措施：1减少机床内部振源；2提高静刚度；3提高阻尼比或增加构件。 C机床高的低速平稳性 D机床的热稳定性 E提高机床的定位精度 F减小机床的热变形措施： 1控制热源和发热量；2加强冷却散热；3改进机床布局和结构设计； 4恒温处理；5采用热变形补偿装置。爬行：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；2提高结构的刚度；3提高机床的抗振性；4改善机床的热变形；5保证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通过带传动的主传动；3由主轴电机直接驱动。29. 对数控机床进给传动系统的要求： 1高传动刚度；2高

17、谐振；3低摩擦；4低惯性；5无间隙30. 滚珠丝杠螺母副的特点 优点： 1传动效率高； 2摩擦力小； 3使用寿命长； 4转动精度高，反向时无间隙； 5具有运动可逆性。 缺点： 1制造成本高； 2不能实现自锁32. 数控机床导轨的特点和分类 1导轨导向精度高； 2精度保持性好； 3足够的刚度； 4良好的摩擦特性； 5结构工艺性好，便于制造、装配，便于检验、调整和维修数控机床导轨分为：滑动导轨、滚动导轨（不易发生爬行现象）、静压导轨（摩擦系数低）。33. 数控机床自动换刀装置自动换刀装置（ATC）：在数控机床上，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

18、骤：刀架松开、刀架转位、刀架定位、刀架夹紧 计算1. 逐点比较法逐点比较法直线插补表1 Fi0Fi直线线性进给方向偏差计算公式L1 L4+XFi+1=Fi-|ye|L1 L2+YFi+1=Fi+|xe|L2 L3-XL3 L4-Y注：L1 L2 L 3 L4分别表示第、象限直线，xe ye均代入坐标的绝对值。课后题5.1（第一问） 解：插补从直线起点开始，故F0=0，终点判断寄存器E存入X和Y两个方向总步数，即X+Y=7+5=12，每进给一步减1，E=0停止插补。由该直线在第一象限，根据上表1公式求得插补运算过程见下表2，插补轨迹见右图1。表2 逐点比较法直线插补运算步数偏差判别坐标进给偏差计

19、算终点判断起点F0=0E=121F1=F0-5=-5E=112F1F3=F2-5=-3E=94F3F5=F4-5=-1E=76F5F7=F6-5=1E=58F7F8=F7-5=-4E=49F8F10=F9-5=-2E=211F10F12=F11-5=0E=0图1 插补轨迹课后题5.2插补从直线起点开始，故F0=0，终点判断寄存器E存入X和Y两个方向总步数，即X+Y=6+4=10，每进给一步减1，E=0停止插补。由该直线在第二象限，根据表1公式求得插补运算过程见下表3，插补轨迹见右图2。表3 逐点比较法直线插补运算F1=F0-4=-4F2=F1+6=2F3=F2-4=-2F4=F3+6=4F5=

20、F4-4=0F5=0F6=F5-4=-4F6F7=F6+6=2F8=F7-4=-2F9=F8+6=4F10=F9-4=0图2 插补轨迹逐点比较法圆弧插补 表4Fm0Fm圆弧线性SR1 NR2Fm+1=Fm-2Ym+1SR1 NR4Fm+1=Fm+2Xm+1SR3 NR4SR3 NR2NR1 SR4Fm+1=Fm-2Xm+1NR1 SR2Fm+1=Fm+2Ym+1NR3 SR2NR3 SR4S为顺圆，R为逆圆；后缀1 2 3 4表示圆弧在第、象限。课后题5.3插补从圆弧起点开始，故F0=0，终点判别寄存器E存入X和Y两个坐标方向总步数，即E=7+7=14，每进给一步减1，E=0停止插补。由该圆弧

21、为第二象限逆圆，根据表4公式求得插补运算过程见下表5，插补轨迹见右图3。表5 逐点比较法圆弧插补运算坐标计算x0=0,y0=7E=14F1=F0-14+1=-13x0=0,y0=7-1=6E=13F2=F1+0+1=-12x0=0-1=-1,y0=6F2F3=F2+2+1=-9x0=-1-1=-2,y0=6F4=F1+4+1=-4x0=-2-1=-3,y0=6F4F6=F1-12+1=-8x0=-4,y0=6-1=5F7=F1+8+1=1x0=-4-1=-5,y0=5F8=F1-10+1=-8x0=-5,y0=5-1=4F9=F1+10+1=3x0=-5-1=-6,y0=4F10=F1-8+1

22、=-4x0=-6,y0=4-1=3F11=F1+12+1=9x0=-6-1=-7,y0=3F12=F1-6+1=4x0=-7,y0=3-1=213F12F13=F1-4+1=1x0=-7,y0=2-1=114F13F14=F1-2+1=0x0=-7,y0=1-1=0图3 圆弧插补轨迹2. 数字积分法（数字微分分析器（DDA）法）DDA直线插补（课后题5.1） 由于采用3位寄存器，所以累加次数m=23=8。插补计算过程如下表6，插补轨迹如右图。表6 DDA法直线插补运算累加次数X积分器Y积分器X被积函数寄存器X累加器X累加溢出脉冲Y被积函数寄存器Y累加器Y累加溢出脉冲0+7=70+5=514-8=610-8=213-8=52+5=712-8=411-8=39-8=11+5=68-8=0图4 DDA法直线插补DDA圆弧插补 （课后题5.4）在X和Y方向分别设计一个终点判别计数器EX、EY，EX=7，EY=5，X积分器和Y积分器有溢出时，就在相应的终点判别坐标器中减1，当两个计数器均为0时，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位累加器，即X、Y累加器计数8溢出，溢出脉冲加1.表7 DDA法圆弧插补运算