机械类-机床数控原理与系统
机床数控原理与系统试题
机床数控原理与系统试题
1. 描述数控机床的分类和应用领域。
2. 什么是数控机床的坐标系？并解释绝对坐标和相对坐标的概念。
3. 请解释数控机床的插补运动方式及其原理。
4. 简要解释数控机床的加工路径规划。
5. 数控机床的伺服系统是什么？它的作用是什么？
6. 解释数控机床的工件坐标系和机床坐标系之间的转换关系。
7. 什么是数控机床的刀具补偿？它如何实现？
8. 描述数控机床的自动换刀系统的工作原理。
9. 解释数控机床的程序控制方式。
10. 数控机床的进给系统是什么？它的作用是什么？
11. 请简要解释数控机床的通信系统及其作用。
12. 描述数控机床的自动测量功能及应用。
13. 什么是数控机床的零件坐标系？并解释绝对坐标和相对坐
标的概念。
14. 解释数控机床的角度插补运动方式及其原理。
15. 简要解释数控机床的自主切换系统的工作原理。
16. 描述数控机床的宏指令编程及其应用领域。
17. 请解释数控机床的直线插补运动方式及其原理。
18. 数控机床的伺服系统是什么？它的作用是什么？
19. 解释数控机床的工件坐标系和机床坐标系之间的转换关系。
20. 什么是数控机床的刀具补偿？它如何实现？。
机床数控原理与系统
机床数控原理与系统简介机床数控原理与系统是机械制造领域中的重要内容之一。
随着科技的不断发展，机床数控系统在工业生产中起着至关重要的作用。
本文将介绍机床数控原理的基本概念、发展历程以及常见的数控系统构成和工作原理。
机床数控原理的基本概念机床数控原理是指通过计算机控制机床的运动进行加工的一种加工方式。
其基本概念包括：1.机床数控系统：由计算机硬件、软件和相关元件组成的一套用于控制机床运动和加工加工工件的系统。
2.数控编程：将加工工艺和运动控制命令转化为机床数控系统可以理解和执行的指令序列。
3.数控加工：根据数控编程生成的指令序列，通过机床数控系统的控制，实现工件的加工、切削、钻孔等工艺过程。
机床数控原理的发展历程机床数控原理的发展经历了多个阶段：1.1950年代：数控技术开始出现，并逐渐应用于大型机床上。
2.1960年代：随着计算机技术的发展，数控系统逐渐进入实用化阶段，小型机床上开始应用。
3.1970年代：数控系统开始普及，并逐步取代传统的机床操作方式，提高了生产效率和加工精度。
4.1980年代：数控技术进一步发展，出现了多轴、多功能的数控系统和高速加工中心。
5.1990年至今：数控技术与计算机技术、传感器技术的融合，使得机床数控系统更加智能化和自动化。
机床数控系统的构成机床数控系统主要由以下几个部分构成：1.数控设备：包括数控控制器、电机驱动器、传感器等。
2.数控编程和操作界面：用于输入和编辑数控程序，控制机床的运动和加工过程。
3.运动控制系统：负责根据数控程序控制机床各个轴向的运动，如进给轴和主轴。
4.刀具和刀库系统：负责刀具的选取、刀具换装以及刀具状态的监测。
5.冷却液系统：用于冷却和润滑工件和切削刀具。
机床数控系统的工作原理机床数控系统的工作原理可以总结为以下几个步骤：1.数控编程：根据加工工艺和要求，编写数控程序，并通过数控编程软件输入到数控系统。
2.数控系统解释和执行：数控系统解释数控程序中的指令，并根据指令执行相应的运动控制和加工操作。
数控机床工作原理及组成
数控机床工作原理及组成1．1．1 数控机床工作原理数控机床是采用了数控技术的机床，它是用数字信号控制机床运动及其加工过程。
具体地说，将刀具移动轨迹等加工信息用数字化的代码记录在程序介质上，然后输入数控系统，经过译码、运算，发出指令，自动控制机床上的刀具与工件之间的相对运动，从而加工出形状、尺寸与精度符合要求的零件，这种机床即为数控机床。
1．1．2 数控机床的种类由于数控系统的强大功能，使数控机床种类繁多．其按用途可分为如下三类。
①金属切削类数控机床。
金属切削类数控机床包括数控车床、数控铣床、数控磨床、数控钻床、数控镗床、加工中心等。
②金属成形类数控机床。
金属成形类数控机床有数控折弯机、数控弯管机、数控冲床与数控压力机等。
③数控特种加工机床。
数控特种加工机床包括数控线切割机床、数控电火花加工机床、数控激光加工机床，数控淬火机床等。
1．1．3 数控机床的组成数控机床一般由输入输出设备、数控装置(CNC)、伺服单元、驱动装置(或称执行机构)、可编程控制器(PLC)及电气控制装置、辅助装置、机床本体及测量装置组成。
图1—1是数控机床的硬件构成。
(1)输入与输出装置输入与输出装置是机床数控系统与操作人员进行信息交流、实现人机对话的交互设备．输入装置的作用是将程序载体上的数控代码变成相应的电脉冲信号，传送并存入数控装置内。
目前，数控机床的输入装置有键盘、磁盘驱动器、光电阅读机等，其相应的程序载体第1页为磁盘、穿孔纸带。
输出装置是显示器，有CRT显示器或彩色液晶显示器两种。
输出装置的作用是：数控系统通过显示器为操作人员提供必要的信息。
显示的信息可以是正在编辑的程序、坐标值，以及报警信号等。
(2)数控装置(CNC装置)数控装置是计算机数控系统的核心，是由硬件与软件两部分组成的。
它接受的是输入装置送来的脉冲信号，信号经过数控装置的系统软件或逻辑电路进行编译、运算与逻辑处理后，输出各种信号与指令，控制机床的各个部分，使其进行规定的、有序的动作。
数控原理与系统复习文档
第一章A.什么是数控系统？机床数控系统的组成及各部分作用如何？1.数控系统的基本概念：数控是数字控制的简称。
从广义上讲，是指利用数字化信息实控制，也就是利用数控控制技术实现的自动控制系统，其被控对象可以是各种生产过程。
狭义上理解也就是利用数字化信息对机床轨迹和状态实行控制。
2.数控系统的组成：输入/输出装置、数控装置、伺服系统、机床电器控制装置、机床本体。
3.输入装置的作用：将数控加工程序等各种信息输入数控装置，输入的内容及数控系统的工作状态可以通过输出装置观察。
4.数控装置的作用：正确识别和解释数控加工程序，对解释结果进行各种数据计算和逻辑判断处理。
5.伺服系统的作用：按照数控装置发出的位置控制命令和速度控制命令正确驱动机床受控部件的移动。
6.机床电器控制装置的作用：接受数控装置发出的开关，主要完成机床主轴选速、起停和方向控制功能，换刀功能，工件装夹功能，冷却、液压、气动、润滑系统控制功能以及机床其他辅助功能。
7．机床本体的作用：B.简述数控机床坐标系的定义8.标准的数控机床坐标系统采用右手直角笛卡尔坐标系。
C.试简速数控系统的分类及各自的显著特点9.按数控机床运动轨迹分类：点位数控系统、直线数控系统、轮廓数控系统按数控机床伺服系统分类：开环数控系统、全闭环数控系统、半闭环数控系统按数控机床功能水平分类：经济型数控系统、普及型数控系统、高档型数控系统D.简述计算机数控系统的基本工作过程10.输入、译码、诊断、刀补计算、速度处理、插补计算、位置控制E．名词解释CNC---计算机数字控制装置 PLC---可编程逻辑控制器ISO（Internation Standard Organization）---国际标准化组织WOP---面向车间的编程 DNC---分布式数字控制 FMC---柔性制造单元FMS---柔性制造系统CIMS(Computer integrated Manufacturing System)---计算机集成制造系统CAD---计算机辅助设计 CAM---计算机辅助制造 CAPP---计算机辅助工艺过程设计CAQ---计算机辅助质量管理 LAN---工业局域网络TCP/IP ---传输控制协议/网际协议 MAP---制造自动化协议MRP---物料需求计划 ERP（Enterprise Resource Planning）SOSAS(Specificatiao for an Open System Architecture Standard)OSACA（Open System Architecture For Control Within Automation）---开放式系统应包括一组逻辑上可分的部件，部件间的接口及部件与执行平台间的接口要定义完备，并可实现不同开发商开发的部件可协调工作并组成一个完整的控制器OSEC（OSE for Controller）---第二章F．什么是内码？内码是按属性加编码构成的内部代码。
《数控机床原理》课件
02
数控机床的工作原理
数控装置的工作原理
数控装置是数控机床的指挥中心，它按照输入的程序 指令，经过计算和处理后，输出脉冲信号给伺服系统
，控制机床各部分按规定的动作进行加工。
输标02入题
数控装置主要由输入输出装置、数控装置和主控制装 置组成。
01
03
数控装置根据输入的加工程序进行计算和处理，输出 脉冲信号给伺服系统。
数控机床的环保措施
01
02
03
减少噪音污染
优化机械部件的设计和装 配工艺，降低数控机床运 行时的噪音。
控制废气排放
采用低污染的液压和润滑 系统，减少废气的排放。
废弃物处理
建立废弃物分类处理系统 ，对油污、金属屑等废弃 物进行妥善处理，以减少 对环境的污染。
数控机床的能效管理与节能技术
能源监测与控制
确定加工工艺
根据图纸和加工要求，确定加 工的顺序、刀具、切削参数等
。
建立坐标系
根据工件和机床的实际情况， 建立合适的坐标系，以便描述 刀具的运动轨迹。
编写加工程序
根据加工工艺和坐标系，使用 数控编程语言编写加工程序。
程序调试和优化
在数控机床上对加工程序进行 试运行，检查程序的正确性和 加工效果，根据需要进行调整
通过能源监测系统实时监 测数控机床的能耗情况， 实现能源的有效控制和管 理。
高效传动系统
采用高效传动部件，如高 精度轴承和齿轮，降低机 械损失和能耗。
空调节能技术
合理利用数控机床内部的 空调系统，保持适宜的工 作温度，降低能耗。
感谢您的观看
THANKS
写加工程序；自动编程指利用 CAD/CAM软件，通过计算机辅
助计算和生成加工程序。
数控原理与系统复习题
数控原理与系统复习题(总17页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--《数控原理与系统》复习题一、教材本课程教材为：王细洋编著，《机床数控技术》，国防工业出版社。
二、复习题（一）填空题1．数控机床一般是由控制介质、数控装置、伺服驱动装置、机床本体等部分组成。
2．数控机床是用数字化代码来控制刀具与工件的相对运动，从而完成零件的加工。
3．标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手直角笛卡尔坐标系决定，增大刀具与工件距离的方向即为各坐标轴的正方向。
4．从结构上看，柔性制造系统主要有两部分组成：一是传递物质的设备，我们称之为物质流；二是传递信息的网络，我们称之为信息流。
5．FMS中文含义是柔性制造系统。
6．数控技术是指用数字化信号对机床运动及其加工过程进行自动控制的一种方法。
7．在整个使用寿命期，根据数控机床的故障频度，数控机床的故障发生规律大致分为三个阶段：早期故障期、偶发故障期、耗损故障期。
8．确定数控机床坐标系时首先要确定Z轴，它是沿提供切削功率的主轴轴线方向。
9．数控机床按控制运动轨迹可分为点位控制、直线控制和轮廓控制等几种。
按控制方式又可分为开环、闭环和半闭环控制等。
10．穿孔带是数控机床的一种控制介质，国际上通用标准有EIA和ISO两种，我国采用的标准是ISO。
11．当数控机床发生故障时，用于诊断出故障源所在范围或具体位置所使用的程序叫作诊断程序，它一般有三种类型：启动诊断、在线诊断、离线诊断。
12．从数控机床故障诊断的内容看。
故障诊断专家系统可以用于三个方面：故障监测、故障分析、决策处理。
13．所谓“插补”就是指在一条已知起点和终点的曲线上进行数据密化的过程。
14．对于以坐标原点为起点的第一象限直线OA ，其偏差函数为：e i e i i y x x y F -=，若0≥i F ，刀具往+X 进给；若0<i F ，刀具往+Y 进给。
数控原理与系统试题及答案.doc
《数控原理与系统》试题 1一、填空题（每空 1.5 分，共 30 分）1. 数控机床是用数字化代码来控制刀具与工件的相对运动，进而达成零件的加工。
2. CPU是 CNC装置的中心，它由运算器和控制器两个部分构成，运算器是对数据进行算术和逻辑运算的零件，控制器是一致指挥和控制数控系统各零件的中央机构。
3. 所谓“插补” 就是指在一条已知起点和终点的曲线长进行数据点的密化的过程。
4．数控系统依据有无检测反应装置分为开环数控机床和闭环数控机床两种种类。
5．关于以坐标原点为起点的第一象限直线OA，其偏差函数为：，若，刀具往+X 进给；若，刀具往+Y 进给。
6. 标准机床坐标系中X、 Y、 Z 坐标轴的互相关系用右手直角笛卡尔坐标系决定，增大刀具与工件距离的方向即为各坐标轴的正方向。
7. CNC系统中，及时性要求最高的任务是增大和位控。
C 软件中，译码程序的功能是把程序段中的各数据依据其前后的文字地点送到相应的缓冲寄存器。
假定目前需要译码的程序段以下：N1 G01 X132 Y200 Z300假如目前拿出的代码是X，那么数字码寄存器中寄存的数据是01，此时应当把该数据送入代码G的缓冲寄存器中。
9.旋转变压器是一种常用的转角检测元件，从其构造来看，它由定子和转子两个部分构成。
10．步进式伺服驱动系统是典型的开环控制系统，在此系统中履行元件是步进电机。
11 ．专家系统是一种应用大批的专家知识和推理方法求解复杂问题的一种方法，因此一般专家系统主要包含两大多数，即知识库和推理机。
二、单项选择题（每题 2 分，共 20 分）：1.经济型数控系一致般采纳（A ） CPU，并且一般是单微办理器系统。
A、8或 16位B、32 位C、64 位 D 、以上都不正确2. 下边哪一种设施不是 CNC系统的输入设施？（ C ）A、 MDI键盘 B 、纸带阅读机 C 、CRT显示器 D 、磁带机3．在单 CPU的 CNC系统中，主要采纳（ B ）的原则来解决多任务的同时运行。
数控车的工作原理
数控车的工作原理数控车（Numerical Control Lathe）是一种利用计算机控制系统来实现自动化加工的机床。
它通过预先编写好的程序来控制机床的运动，实现对工件的精确加工。
数控车的工作原理主要包括数控系统、传动系统、执行系统和监控系统等几个方面。
一、数控系统。
数控系统是数控车的核心部件，它由控制器、编程器、输入设备和输出设备等组成。
控制器是数控系统的主要部件，它接收编程器输入的加工程序，并根据程序指令来控制机床的运动。
编程器用来编写和输入加工程序，通常采用G代码和M代码来描述机床的运动轨迹和加工工艺。
输入设备用来输入加工程序和相关参数，输出设备用来显示加工过程和结果。
二、传动系统。
传动系统是数控车实现加工运动的关键部件，它由主轴驱动系统、进给系统和辅助运动系统等组成。
主轴驱动系统用来驱动主轴旋转，实现工件的旋转加工。
进给系统用来控制刀具在工件上的进给运动，实现工件的线性加工。
辅助运动系统用来实现机床各个部件的辅助运动，如刀架的升降、横向移动等。
三、执行系统。
执行系统是数控车实现加工动作的执行部件，它由主轴驱动装置、进给装置和辅助运动装置等组成。
主轴驱动装置用来驱动主轴旋转，实现工件的旋转加工。
进给装置用来控制刀具在工件上的进给运动，实现工件的线性加工。
辅助运动装置用来实现机床各个部件的辅助运动，如刀架的升降、横向移动等。
四、监控系统。
监控系统是数控车实现加工过程的监控和管理部件，它由显示装置、报警装置和诊断装置等组成。
显示装置用来显示加工过程和结果，报警装置用来监测机床运行状态并发出报警信号，诊断装置用来对机床进行故障诊断和维护。
总结：数控车的工作原理是通过数控系统来控制机床的运动，实现对工件的精确加工。
数控系统通过预先编写好的加工程序来控制机床的运动，传动系统实现加工运动，执行系统执行加工动作，监控系统监控加工过程。
数控车的工作原理是现代制造业中不可或缺的重要技术，它提高了加工精度和效率，降低了人工成本，推动了制造业的发展。
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实验
• 1、数控机床的机械结构与坐标系认识 • 2、数控系统的硬件组成 • 3、编码器与坐标轴的参考点的设置 • 4、步进驱动系统的组成 • 5、闭环伺服系统的构成 • 6、数控系统进给参数的设置 • 7、通用变频器的连接与使用 • 8、辅助功能与PLC • 9、数据的输入与输出 • 10、典型数控系统的连接与调试
主要内容:九大模块
• 第一章 • 第二章 • 第三章 • 第四章 • 第五章 • 第六章 • 第七章 • 第八章 • 第九章
数控机床控制技术概述 计算机数控装置 位置检测装置 驱动电机及其驱动装置 位置伺服系统 主轴的控制 辅助功能与PLC 数控系统通信技术 数控系统应用
能力培养
• 学完本课程,学生应具备实际数控系统的应用 能力,能根据数控原理分析数控机床故障并且 排除故障;同时了解数控技术前沿领域的发展 趋势,了解加工新工艺的发展对数控系统的新 要求,使学生初步具备分析问题和解决问题的 能力。
• 本课程是“数控机床故障诊断与维修”课程的先修课 程,要求原理知识讲授结束后,学生能自然分析出与之相 关的数控机床故障原因。
• 本课程的每一知识点必须紧紧围绕“机床”这个被控 对象,充实应用实例,以最终实现“数控”而设置。
• 不断提高内容学术水平与技能含量,精品课程应该定位 于“高水平”。
课堂形式---教学方法与手段
机床数控原理与系统
CNC Principle and System for the Machine Tool
常州机电职业技术学院 机械工程系
数控技术应用人才的培养方向 We are the member of the job shop.
• 机床制造厂的设计、安装、 调试人员,包括售前和售后 服务的销售人员
课程主要任务:三大项目
• 通过对数控原理和典型数控系统的分析和介绍,使学生 了解数控装置、伺服系统、检测装置、可编程控制器 在数控机床上的功能和应用,并掌握这些部件与机床本 体配接的知识。
• 三大项目 • 1、坐标轴位置的控制(CNC) • 2、主轴转速的控制(SP) • 3、辅助装置的控制(PLC)
• 各种行业和应用的最终用 户,涉及数控机床的操作、 编程和数控机床的维护
本课程在专业课程体系中的地位
• 本课程是数控技术应用 专业的主干课程,是数控 设备与维护专业的核心 课程,是“数控机床维修 技术”课程的先修课程。 解决数控技术应用中 “为什么(Why)”的问题
课程简介(Introduction)
教材
• 主教材 • 实验指导书 • 习题册 • 双语教材 • 培训教材
新教材编写应考虑的因素
• 1、教学内容的组织(取舍、 整合)符合“数控技术应用” 和“数控设备应用与维护” 专业的人才培养目标
• 2、符合人的认知规律和教 学规律
• 3、来源于成功的教学实践
• 4、版面的设计
一本精品的教材 不就是一位能够 “传道、授业、
营造精品课堂
• 每一堂精彩的授课,无不浸透着严肃精心的前期备 课,包含引人入胜的教学内容、轻松愉快的教学方 法、师生交融的课堂组织、活泼新颖的教学手段、 以及教学艺术、风格、人格的融入等等。精品课堂 最能体现精品课程建设。
课堂内容---教学内容组织与安排
• 制订革新的大纲,充实案例
• 授课内容考虑本课程知识的整合、本课程与相关课程 之间的衔接和有机结合。
• 启发式和讨论式,实施探究教学策略
教师不断提出问题让学生思考,自如运用 了多媒体、实物投影、录像等多种教学手 段,有机运用了“复杂理论比拟化”、“多 媒体课件直观化”、“案例分析实用化”、 “课堂练习互动化”、“双语教学国际化” 等教学方法,师生双方都感到身心愉悦。
打造精品教材
在五年的“机床数控原理与系统”精品课程 建设中,形成了“数控技术应用”系列教材。它 们从工程应用的实际出发,结合学生的思维特点 和学院设备条件,合理有效地编排知识点,并将 其融入实验的开发和习题的设计中;采用丰富的 图片作为背景资料,链接了部分英文材料,加上 卡通人物的旁白,使得全书内容实用、理念先进、 图文并茂、清新活泼;同时建立了较完备的网络 教学资料,如教学大纲、多媒体课件、实验指导、 试卷、参考文献等。
特色1:雄厚的师资力量 ---工程实践与教学研究并行
• 三分之二的教师具有企业工作经验,使得 课程教学实现理论与实践一体化。成功 地为企业进行了10项数控设备的技术改 造。开展项目式教学的研究与实施。有 多本教材被列为国家规划教材。
作业
Practice is
• 学习方法:
everything ,
• Hear:课堂认真听讲,勤笔记
• See:现场仔细观察,勤动脑
• Do:实验室细心操作,勤动手
学生的预备知识(Preliminary knowledge)
✓ 数控(机床、编程、操作)基础 ✓ 计算机基础 ✓ 自动控制基础 ✓ 电机拖动基础 ✓ 机床电气控制与PLC基础 ✓ 检测基础 ✓ 英语基础
以学生为本,点点滴滴
• 以学生是否听懂、解决学生心中的疑问 为追求目标,启发学生思考,鼓励学生各抒 己见,在课堂、车间或通过手机短信、电 子邮件、实验报告等媒介大胆发表自己 的见解,提出心中的疑问。在教学过程中 随机应变、对症下药。
学生是教学责任人之一
• 学生和教师一样对教学过程负有责任。学生
应在教师指导下,积极思考、回答提问、完成
解惑”的师者吗?
设计精品实验
运用自身丰富的专业技术应用经验,协同企业 专家开发功能性、创新性实验,不断降低验证性 实验的比例。原先的验证性实验通过计算机技 术采用多媒体课件的方式在课堂上当场验证。 实验中强调学生动手实践,发现问题,解决问题。 高水平的实验提升了本课程的含金量,使学生理 论与技能双丰收,改善了学习收益率。
本课程介绍:数控机床控制原理和数控系统应用
机床数控系统是一个普通的自动控制系统,人是一个天然 的自动控制系统,他们之间的原理是相通的。
加工程序(工 作任务)
数控装置 (大脑)Fra bibliotek伺服装置 (四肢)
机床本体 (被控对象)
反馈装置 (眼睛)
加工 程序
数控 装置
数控机床控制原理
机床 本体 伺服 装置
反馈 装置