数控技术 必看知识点

数控技术是一种借助数字、字符或其他符号对某一工作工程进行可编程控制的自动化方法。

数控机床组成：程序载体、输入装置、数控装置、主轴控制单元、PLC、伺服系统、强电控制装置、位置检测装置、输出装置、机床主体

数控机床分类：按运动轨迹：点位控制、点位直线控制、轮廓控制

按工艺用途：一般数控机床、数控加工中心、多坐标数控机床

按伺服系统：：开环控制、闭环控制、半闭环控制数控机床特点：优势：具有复杂形状加工功能、高质量、高效率、高柔性、减轻劳动强度，改善劳动条件，有利于生产管理缺点价格昂贵，维修较难

（1）采用了高性能的主轴及伺服传动系统，机械结构得到简化，传动链较短

（2）为了可靠的实现连续性自动化加工，机械结构具有较高的动态刚度及耐磨性，热变形小（3）更多地采用高效率、高精度的传动部件

（4）加工中心带有刀库、自动换刀装置

（5）广泛采用各种辅助装置

插补：数控装置依据编程时的有限数据，按照一定的计算方法，用基本线型拟合出所需要轮廓的轨迹，边计算边根据计算结果向各坐标轴进行脉冲分配，从而满足加工要求的过程

C刀具补偿：刀具半径补偿的工作还包括程序段间的转接和过切削判别

进给速度处理：1、速度处理首先要根据合成速度来计算个运动坐标方向的分速度2、机床允许的

最低速度和最高素的的限制3、软件的自动加减速也在此处理。CNC装置软件组成：输入数据处理程序、插补计算程序、速度控制程序、位置控制、管理程序：负责对数据输入、处理、插补计算等为加工过程服务的各种程序进行调度管理，对面板命令、时钟信号、故障信号灯引起的中断进行处理、诊断程序

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

矢量夹角a是指两编程轨迹在交点处非加工侧的夹角

（1）缩短型：矢量夹角a>=180.缩短型的刀具中心轨迹短于编程轨迹

（2）伸长型：矢量夹角90<=a<180

（3）插入型：矢量夹角a<90，在两端刀具中心轨迹之间插入一段直线

M功能为辅助功能，M02程序结束M03主轴顺转M30程序结束返回程序首

S功能主要完成主轴转速的控制T功能为刀具功能

检测装置的分类：直接和间接，按测量方法：增量、绝对按检测信号类型：模拟、数字

按运动形式：回转、直线按照信号转换远离：光电效应、光栅效应、电磁感应原理、压电效应、压阻效应、磁阻效应

鉴相方式：一种根据旋转变压器转自绕组中感应电势的相位来确定被测位移大小的检测方式

莫尔条纹：两条线或两个物体之间以恒定的角度和频率发生干涉的视觉效果，当人眼无法分辨这两条线或两个物体时，只能看到干涉条纹。（1）若长光栅不懂，将短光栅按逆时针方向转过一个

很小的角度，然后使它向左移动，则莫尔条纹向下移动

莫尔条纹特征：莫尔条纹的变化规律，放大作用，均化栅距误差，辨向和测位移

伺服系统组成：伺服电机、驱动信号控制转换电路、电力电子驱动放大模块、位置调节单元、速度调节单元、电流调节单元、位置检测三环：位置环、速度环、电流环

步进电机的主要性能指标：步距角和步距误差、静态转矩与矩角特性、最大启动转矩、启动频率、连续运行频率、矩频特性与动态转矩

1、从工件图开始，到获得数控机床所需控制介质的全过程称为程序编制，程序编制的方法有手工编程和自动编程。

2、数控机床实现插补运算较为成熟并得到广泛应用的是直线插补和圆弧插补。

7、由直线和圆弧组成的平面轮廓，编程时数值计算的主要任务是求各坐标。

A、节点

B、基点

C、交点

D、切点

8、由非圆方程曲线y=f（x）组成的平面轮廓，编程时数值计算的主要任务是求各坐标。A、节点B、基点C、交点

D、切点

四、问答题

1、数控加工编程的主要内容有哪些？

答：数控加工编程的主要内容有：分析零件图、确定工艺过程及工艺路线、计算刀具轨迹的坐标值、编写加工程序、程序输入数控系统、程序校验及首件试切等。2、数控加工工艺分析的目的是什么？包括哪些内容？

答：在数控机床上加工零件，首先应根据零件图样进行工艺分析、处理，编制数控加工工艺，然后再能编制加工程序。整个加工过程是自动的。它包括的内容有机床的切削用量、工步的安排、进给路线、加工余量及刀具的尺寸和型号等。

3、何谓对刀点？对刀点的选取对编程有何影响？

答：对刀点是指数控加工时，刀具相对工件运动的起点。这个起点也是编程时程序的起点。对刀点选取合理，便于数学处理和编程简单；在机床上容易找正；加工过程中便于检查及引起的加工误差小。

4、谓机床坐标系和工件坐标系？其主要区别是什么？

答：机床坐标系又称机械坐标系，是机床运动部件的进给运动坐标系，其坐标轴及方向按标准规定。其坐标原点由厂家设定，称为机床原点（或零件）。工件坐标又称编程坐标系，供编程用。

5、简述刀位点、换刀点和工件坐标原点。

答：刀位点是指确定刀具位置的基准点。带有多刀加工的数控机床，在加工过程中如需换刀，编程时还要设一个换刀点。换刀点是转换刀具位置的基准点。换刀点位置的确定应该不产生干涉。工件坐标系的原点也称为工件零点或编程零点，其位置由编程者设定，一般设在工件的设计、工艺基准处，便于尺寸计算。

6、数控铣床的坐标系与数控车床的坐标系有何不同？

答：数控铣床的坐标系一般有两轴半、三轴或四轴等联动。而数控车床坐标系一般只有两轴联动。

7、数控铣床的加工编程中为何要

用到平面选择？如何利用零点偏置和坐标轴旋转编程？

答：在数控铣床进行加工零件首先加工平面，因此编程时要加工确定平面即（G17、G18、G19）选择。当一个零件上多处加工或多处相同的加工时，应该用零点偏置或坐标轴旋转来编程。用零点偏置或坐标轴旋转来编程可以简化数据处理和编程。

8、刀具补偿有何作用？有哪些补偿指令？

答：刀具补偿一般有长度补偿和半径补偿。

刀具长度补偿可以刀具长度补偿及位置补偿。利用刀具半径补偿：用同一程序、同一尺寸的刀具进行粗精加工；直接用零件轮廓编程，避免计算刀心轨迹；刀具磨损、重磨、换刀而引起直径改变后，不必修改程序，只需在刀具参数设置状态输入刀具半径改变的数值；利用刀具补偿功能，可利用同一个程序，加工同一个公称尺寸的内、外两个型面。

1、模态代码

答：模态代码也称为续效代码，模态代码在程序段中一经被应用，一直连续有效，直到出现同组的任一代码时才失效。准备功能指令、辅助功能指令均可分为模态代码和非模态代码。F功能、S功能、T功能均为模态代码。

2、试说明基准脉冲插补法和数据采样法的特点？

答：基准脉冲插补法其特点是每插补运算一次，最多给

每一轴进给一个脉冲，产生一

个基本长度单位和移动量。输

出脉冲的最大速度取决于执

行一次运算所需时间，其插补

程序简单，但进给率受到一定

的限制，所以用于进给速度要

求不很高的数控系统或开环

数控系统中。插补运算的频率

决定进给速度的大小，输出进

给脉冲的数量决定位移量的

大小。

数据采样插补法其特点是其位置伺服通过计算机及测量装置构成闭环，在每个插补运算周期输出的不是单个脉冲，而是线段。计算机定时对反馈回路采样，得到采样数据与插补程序所产生的指令数据相比较后，用误差信号输出去驱动伺服电机。这种方法

所产生的最大速度不受计算机最大运算速度的限制。

29．数控技术中常用的插补算法有数据采样插补法和脉冲增量插补法两类。

30．伺服系统由伺服驱动电路和执行元件组成。

自动编程系统对工件源程序的处理可分为___翻译处理和数值计算______和后置信息处理两个阶段。

1．伺服系统由伺服

驱动电路和伺服

驱动装置组成。

2．数控机床按控制运动的方式可分为点位控制数控机

床、点位直线控制数控机床、轮廓控制数控机床。

3．数控技术中常用的插补算法有脉冲增量插补法和数据采样插补法插补法两类。4.对刀点既是程序起点，又是程序终点。

1、机床零点――机床坐标系是机床本身固有的，机床坐标系的原点称为机床零点，也称机械零点，它是一个固定的点，由生产厂家在设计机床时确定。

2、工件零点――工件坐标系的原点即为工件原点。

3、编程零点――对于一般零件来讲，工件坐标系即为编程坐标系，工件零点亦即编程零点。

4、对刀点――是刀具相对工件运动的始点。

5、刀位点――一般来讲，刀位点即刀具轴线与最底面的交点。

6、换刀点――是加工中心、数控车床等多刀加工的机床编程而设置的，因为这些机床在加工过程中间要自动换刀。为防止换

刀时碰伤零件或夹具，换刀点常常设置在被加工零件的外面，并要有一定的安全量。

7、参考点――可以动工参数设置偏离机床零点一定距离，若该参数为零，则机床参考点与机床零点重合。

8、绝对坐标――坐标值以某一固定点为基准的坐标。

9、相对坐标――运动轨迹的终点坐标以其起点计量的坐标称为相对坐标。

10、基点――各几何元素（直线、圆弧）的连接点

1、数控机床组成包括CNC数控系统和机床主体两大部分。

2、数控机床的类型按加工功能分为金属切削类、金属成型类、特种加工类和其他等几种类型。

3、所谓数控编程，一般指包括零件图样分析、工艺分析与设计、图形数学处理、编写并输入程序清单、程序校验的全部工作。

4、工艺指令包括准备功能指令（G指令）和辅助功能指令（M 指令）两部分。

5、选择对刀点的原则：①在机床上容易找正，在加工中容易检查；

②编程时便于数值计算；③对刀误差小。