30455數(shù)控機(jī)床考點(diǎn)復(fù)習(xí)整理

1、第一章緒論考核知識(shí)點(diǎn)與考核要求一. 機(jī)床數(shù)控技術(shù)的基本概念識(shí)記：數(shù)控機(jī)床的工作流程：1. 數(shù)控加工程序的編制（根據(jù)零件的圖樣規(guī)定的零件的形狀、尺寸、材料、技術(shù)要求確定 零件的工藝過程、工藝參數(shù)、幾何參數(shù)，然后根據(jù)規(guī)定的代碼和程序格式編程）2. 輸入（把零件程序、控制參數(shù)、補(bǔ)償數(shù)據(jù)輸入到數(shù)控裝置中去，工作方式：邊加工變輸 入、一次性將整個(gè)零件程序輸入）3. 譯碼4. 刀具補(bǔ)償（作用：把零件輪廓軌跡換成刀具中心軌跡運(yùn)動(dòng)，加工所要求的零件輪廓。包 括：刀具半徑補(bǔ)償&刀具長度補(bǔ)償）5. 插補(bǔ)（作用：控制加工運(yùn)動(dòng)，使刀具相對(duì)于工件做出符合零件輪廓軌跡的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，只 有輔助功能完成后才允許插補(bǔ)）6

2、. 位置控制和機(jī)床加工（在每個(gè)采樣周期內(nèi)，將插補(bǔ)計(jì)算出的指令位置與實(shí)際反饋位置相 比較，用其差值控制伺服電機(jī)，使運(yùn)動(dòng)部件帶動(dòng)工具相對(duì)于工件進(jìn)行加工）理解：數(shù)字控制以及數(shù)控技術(shù)的概念。1. 數(shù)字控制：利用數(shù)字化的信息對(duì)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)及加工過程進(jìn)行控制的一種方法。用數(shù)控技 術(shù)實(shí)施加工控制的機(jī)床稱為數(shù)控機(jī)床2. 數(shù)控系統(tǒng)包括：數(shù)控裝置、可編程控制器、主軸驅(qū)動(dòng)、進(jìn)給裝置二、數(shù)控機(jī)床的組成和分類識(shí)記：數(shù)控機(jī)床的各組成：數(shù)值控制機(jī)床的工作母機(jī)總稱1. 輸入輸出設(shè)備（實(shí)現(xiàn)程序編制、程序和數(shù)據(jù)的輸入以及顯示、存儲(chǔ)和打?。?. 數(shù)控裝置 <機(jī)床控制器 > （接受來自輸入設(shè)備的程序和數(shù)據(jù)，并按輸入信息要求

3、完成數(shù)值計(jì)算、邏輯判斷和輸入輸出控制功能），機(jī)床控制器的作用：實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床輔助功能M、主軸功能S、刀具功能T的控制。補(bǔ)償包括：刀具半徑補(bǔ)償、刀具長度補(bǔ)償、傳動(dòng)間隙 補(bǔ)償、螺距誤差補(bǔ)償3. 伺服系統(tǒng)（接受數(shù)控裝置的命令，驅(qū)動(dòng)機(jī)床執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部件）4. 測量反饋裝置（檢測速度和位移，并將信息反饋給數(shù)控裝置構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)）5. 機(jī)床本體（用于完成各種切削加工的機(jī)械部分）理解：a）點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床指刀具從某一位置移到下一個(gè)位置的過程中，不考慮其運(yùn)動(dòng)軌跡，只要求刀具最終能準(zhǔn)確地到達(dá)目標(biāo)位置。有數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控沖床b）直線控制數(shù)控機(jī)床不僅要保證點(diǎn)與點(diǎn)之間的準(zhǔn)確位定位，而且要控制兩相關(guān)點(diǎn)之間的

4、位移速度和路線。有.簡易數(shù)控車床、簡易數(shù)控銃床，一般有 23個(gè)可控制軸，但同時(shí)可控制的只有一軸。c）輪廓控制數(shù)控機(jī)床能同時(shí)控制兩個(gè)及以上的軸，對(duì).位置和速度進(jìn)行嚴(yán)格的不間斷控制。具有直線圓弧插補(bǔ)功能、刀具補(bǔ)償功能等，有數(shù)控車床、車削中心、加工中心d）開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床（用于經(jīng)濟(jì)型中小型數(shù)控機(jī)床）這類機(jī)床不帶.有位置檢測裝置，.數(shù)控裝置將零件程序處理后，輸出.數(shù)字指令信號(hào)給伺服系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)機(jī)床運(yùn)動(dòng)。指令信號(hào)流時(shí)單向的e）閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。（用于精度要求很高數(shù)控銃床、超精車床、超精銃床）這類機(jī)床帶有檢測裝置.，隨時(shí)接受在工作自斷測得的實(shí)際位.置反饋信號(hào)，將其與數(shù)控裝置發(fā)來的指令信號(hào)向比較，.由其差值控

5、制進(jìn)給軸運(yùn)動(dòng).，直到差值為.0 ,進(jìn)給軸停止運(yùn)動(dòng)。 閉環(huán)控制可以消除包括工作臺(tái)傳動(dòng)鏈在內(nèi)的誤差，從而定位精度高，速度調(diào)節(jié)塊，但由 于工作臺(tái)慣量大，給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)整帶來很大的困難f）半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床其與閉環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床的區(qū)別在于檢測的反饋信號(hào)不是來自工作臺(tái) 應(yīng)用：用框圖描述數(shù)控機(jī)床的組成及各部分之間的控制關(guān)系。三、數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及適用范圍m-amr-mmru u rtrnr 1 _sr1_-j理解：數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)：1. 加工零件的適應(yīng)性強(qiáng)，靈活性好（能完成普通機(jī)床難以勝任，或根本不能加工出來的復(fù) 雜型面的零件）2. 加工精度高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定（按照預(yù)定的程序自動(dòng)加工，不受人為因素的影響，精度

6、由 機(jī)床保證）3. 生產(chǎn)率高（數(shù)控機(jī)床能合理選用切削用量，機(jī)加工時(shí)間短）4. 減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度（能自動(dòng)換刀、開關(guān)切削液、自動(dòng)變速，大部分操作無需人工）5. 生產(chǎn)管理水平提高應(yīng)用：數(shù)控機(jī)床的適用范圍：當(dāng)零件不太復(fù)雜，生產(chǎn)批量較小時(shí)，宜采用通用機(jī)床；當(dāng)生產(chǎn)批量較大時(shí)，宜采用專用機(jī)床;當(dāng)零件復(fù)雜程度較高時(shí)，宜采用數(shù)控機(jī)床本章重點(diǎn)、難點(diǎn)數(shù)控機(jī)床的組成、特點(diǎn)和分類。第二章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)考核知識(shí)點(diǎn)與考核要求一、數(shù)控加工編程的基本概念和編程的內(nèi)容識(shí)記：1. 數(shù)控編程的概念將零件圖樣到制成控制介質(zhì)的全部過程稱為數(shù)控加工的程序編制，簡稱數(shù)控編程2. 數(shù)控編程的方法手工編程：用人工完成程序編制的全部工作。幾何形

7、狀簡單的零件、數(shù)值計(jì)算簡單，程序段不多自動(dòng)編程：程序大部分或全部由計(jì)算機(jī)來完成理解：數(shù)控編程的內(nèi)容和步 1. 確定工藝過程2. 數(shù)值計(jì)算（按已確定的加工路線和允許的零件加工誤差，計(jì)算出所需的輸入數(shù)控裝置的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，主要內(nèi)容：在規(guī)定的坐標(biāo)系內(nèi)計(jì)算零件的輪廓和刀具運(yùn)動(dòng)的軌跡坐標(biāo)值。）3. 編寫零件加工程序單4. 制備控制介質(zhì)（把編制好的程序單上內(nèi)容記錄在控制介質(zhì)上作為數(shù)控裝置的輸入信息）5. 程序校驗(yàn)和蝕切削（程序單和制備好的控制介質(zhì)必須經(jīng)過校驗(yàn)和試切削，才能用于正式 加工）應(yīng)用：認(rèn)識(shí)工藝對(duì)于編程人員的重要性編程人員要根據(jù)圖樣進(jìn)行工藝分析，然后選擇加工方案， 確定加工順序、加工路線、裝卡方式、刀具

8、、工裝以及切削用量等工藝參數(shù)，綜合考慮所用數(shù)控機(jī)床的指令功能，充分發(fā)揮數(shù) 控機(jī)床的效能二、編程的基礎(chǔ)知識(shí)識(shí)記:1. 數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu)完整的零件加工程序由程序號(hào)和若干個(gè)程序段組成，每個(gè)程序段由若干個(gè)指令字組成，每個(gè)指令字由字母、數(shù)字、符號(hào)組成。00600，O為程序號(hào)地址碼，0600程序的編號(hào)。2. 控制介質(zhì)及代碼的概念。1）載有數(shù)控機(jī)床加工所用全部信息的介質(zhì)，稱為控制介質(zhì)2）代碼：功能代碼描述了程序段的各種操作和運(yùn)動(dòng)特征，是程序段的重要組成部分理解：1. 數(shù)控程序段的格式指一個(gè)程序段中字的排列順序和表達(dá)方式。廣泛采用的是字地址程序段格式，這種格式的程序段長短、字?jǐn)?shù)、字長都是可變的，字的排列順序

9、沒有要求，其程序簡短、直觀、可讀性強(qiáng)，易于檢驗(yàn)和修改。字地址程序段的一般格式：N G X Y Z F S T M ;N 程序段序號(hào)字；G準(zhǔn)備功能字；X Y Z尺寸字；F進(jìn)給功能字；S主軸轉(zhuǎn)速功能字；T 刀具功能字；M 輔助功能字；“；”程序段結(jié)束符2. 機(jī)床坐標(biāo)系的建立1）直線運(yùn)動(dòng)用直角坐標(biāo)系 X、Y、Z表示，圍繞X、Y、Z旋轉(zhuǎn)的圓周進(jìn)給坐標(biāo)軸分別 用A、B、C,其正向根據(jù)右手螺旋定則確定，以增大工件與刀具之間距離的方向?yàn)?坐標(biāo)軸的正方向。2）Z坐標(biāo)，平行于機(jī)床主軸的刀具運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)為Z坐標(biāo)。取刀具遠(yuǎn)離工件的方向?yàn)?+Z3）X坐標(biāo)，規(guī)定X坐標(biāo)軸為水平方向，且垂直于Z軸并平行于工裝的裝夾面。對(duì)于工件

10、旋轉(zhuǎn)的機(jī)床，X坐標(biāo)的方向是在工件的徑向上，遠(yuǎn)離工件方向 +X ;當(dāng)?shù)毒咝D(zhuǎn)的 機(jī)床：當(dāng)Z軸水平時(shí)，從刀具主軸后端向工件方向看， 向右方為+X，當(dāng)Z軸垂直時(shí)， 對(duì)于單立柱機(jī)床，面對(duì)主軸向立柱看，向右為 +X4）Y坐標(biāo)，Y坐標(biāo)垂直于 X、Z5）A、B、C坐標(biāo)分別為繞 X、Y、Z坐標(biāo)的回轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)，確定 X、Y、Z坐標(biāo)正方向后，根據(jù)右手螺旋定則來確定A、B、C坐標(biāo)正方向6）附加運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)：X、Y、Z坐標(biāo)為機(jī)床的主坐標(biāo)或第一坐標(biāo)，平行于主坐標(biāo)系的其他坐標(biāo)系為附加運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)，第二坐標(biāo)為U、V、W，第三坐標(biāo)P、Q、R3. 常用編程代碼的種類和意義。1）準(zhǔn)備功能G代碼：使機(jī)床或數(shù)控系統(tǒng)建立起某種加工方式的指

11、令。分為續(xù)效代碼（表示該代碼在一個(gè)程序段中被使用后就一直有效，直到出現(xiàn)同組中 的其他任一 G代碼時(shí)才失效。同一組續(xù)效代碼在同一程序段中不能同時(shí)出現(xiàn)，否則只有最后的代碼有效）和非續(xù)效代碼（只在該代碼的程序段中有效）2）輔助功能 M 代碼：控制機(jī)床輔助動(dòng)作的指令，主要用作機(jī)床加工時(shí)工藝性指令。3）進(jìn)給功能 F 代碼：為續(xù)效代碼，用來指定進(jìn)給速度，一般為mm/min ，當(dāng)進(jìn)給速度與主軸轉(zhuǎn)速有關(guān)時(shí)（加工螺紋） ，單位為 mm/r 。直接表示法： F100 為 100mm/min4） 主軸速度功能S代碼，指定主軸的轉(zhuǎn)速，S100為100r/min5）刀具功能 T 代碼，用以選擇所需的刀具號(hào)和刀補(bǔ)號(hào)。 T

12、01 02，指 1 號(hào)刀選用 2 號(hào)刀 補(bǔ)值應(yīng)用：1. 常用 M 指令的使用1）M00 ：程序停止，在完成該程序段其他指令后，用以停止主軸轉(zhuǎn)動(dòng)、進(jìn)給、切削液， 以執(zhí)行某一固定的手動(dòng)操作，當(dāng)程序運(yùn)行停止時(shí)，全部現(xiàn)存的模態(tài)信息保持不變， 操作完成后，按“啟動(dòng)鍵”便可繼續(xù)執(zhí)行下一段程序段2）M01 ：計(jì)劃（任選）停止，只有在面板上的“任意停止”按鍵被按下時(shí)，M01 才有效，用于工件關(guān)鍵尺寸停機(jī)檢查及其他要臨時(shí)停車的場合，完成后，按“啟動(dòng)鍵” 繼續(xù)執(zhí)行以后的程序3）M02 ：程序結(jié)束。程序全部結(jié)束后，機(jī)床所有動(dòng)作停止，系統(tǒng)處于復(fù)位狀態(tài)，該指 令必須出現(xiàn)在程序的最后一個(gè)程序段中4）M03 主軸正傳、 M

13、04 主軸反轉(zhuǎn)、 M05 主軸停轉(zhuǎn)（該程序段其他指令執(zhí)行完成后才能 執(zhí)行）5）M06 ：換刀指令6）M07 （切削液開霧狀）、M08 （切削液開液狀）7）M09 :切削液停8）M10 （夾緊）、M11 （松開）：運(yùn)動(dòng)部件9）M30 :與M02類似，但程序結(jié)束，使程序返回開始狀態(tài)（換工件使用）2. 常見數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系的描述1）機(jī)床坐標(biāo)系和機(jī)床原點(diǎn)：機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床上固有的坐標(biāo)系，并設(shè)有固定的坐標(biāo)原 點(diǎn)。機(jī)床原點(diǎn)是固有的點(diǎn)，不能隨意更改2）工件坐標(biāo)系和工件原點(diǎn)：工件坐標(biāo)系是編程人員編程時(shí)使用的，由編程人員以工件 圖樣上的某一點(diǎn)為原點(diǎn)所建立的坐標(biāo)系。工件原點(diǎn)可以設(shè)置和改變的，根據(jù)需要可以一次或多次設(shè)

14、定或改變工件原點(diǎn)3） 工件坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸與機(jī)床坐標(biāo)系相應(yīng)的坐標(biāo)軸相平行，方向也相同，但原點(diǎn)不同。工件隨夾具在機(jī)床上安裝后，要測量工件原點(diǎn)和機(jī)床原點(diǎn)之間的距離，稱為工件原點(diǎn)偏置，偏置值需預(yù)存到數(shù)控系統(tǒng)中4）絕對(duì)坐標(biāo)系：所有的坐標(biāo)點(diǎn)均以固定的坐標(biāo)原點(diǎn)為起點(diǎn)確定坐標(biāo)值5） 增量坐標(biāo)系：在坐標(biāo)系中，運(yùn)動(dòng)軌跡的終點(diǎn)坐標(biāo)值以起點(diǎn)開始計(jì)算的，用U、V、W表示三、常用準(zhǔn)備功能指令的編程方法識(shí)記：功能指令：是程序段組成的基本單位，是編制加工程序的基礎(chǔ)理解：常用G指令及其格式：1. 與坐標(biāo)系相關(guān)的指令1）絕對(duì)坐標(biāo)與增量坐標(biāo) BCG90 絕對(duì)坐標(biāo)，G90 G01 X30 Y40G91 增量坐標(biāo)，G91 G01 X-

15、50 Y-30 與 G01 U-50 V-30 等效2） 坐標(biāo)系設(shè)定指令 G92,規(guī)定工件原點(diǎn)到起刀點(diǎn)（可放置在機(jī)床原點(diǎn)、換刀點(diǎn)上、任意一點(diǎn)）的距離，或者說以工件原點(diǎn)為基準(zhǔn)確定起刀點(diǎn)的的坐標(biāo)值，本指令只設(shè)定 坐標(biāo)原點(diǎn)位置，刀具或機(jī)床不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，仍在原來位置，在執(zhí)行指令前，刀具必須 放在程序所要求的位置上。坐標(biāo)系設(shè)定程序：G92 X320 Z200，X為刀尖相對(duì)于回轉(zhuǎn)中心的直徑的值，只能使用絕對(duì)坐標(biāo)，不能使用增量坐標(biāo)，可根據(jù)需要重復(fù)設(shè)定或改變編程原點(diǎn)3） 坐標(biāo)平面選擇指令 G17（ XY ）、G18（ZX）、G19（YZ），由于XY平面最常用，固 G17 省略，車床總在 XZ平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，無需使用

16、平面指令。2. 運(yùn)動(dòng)控制指令1）快速點(diǎn)定位指令 G00，刀具從當(dāng)前位置以系統(tǒng)設(shè)定的速度快速移動(dòng)到坐標(biāo)系的另 點(diǎn)，只是快速到位，不進(jìn)行切削加工。格式：GOO X_ Y_ Z_ , XYZ為絕對(duì)或增量坐標(biāo)，GOO無需指定速度，即F指令無效;2）直接插補(bǔ)指令 G01是直線運(yùn)動(dòng)控制指令，該指令一般作為輪廓切削。編程格式：G01 X_ Y_ Z_F_，XYZ為直線終點(diǎn)的決定或增量坐標(biāo)，F(xiàn)為沿插補(bǔ)方向的插補(bǔ)速度。G01即可雙坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)，也可三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)，其程序段中必須含 有F,否則機(jī)床不動(dòng)作，G01和F均為續(xù)效指令3） 圓弧插補(bǔ)指令 G02（順時(shí)針卜G03 （逆時(shí)針）車床平面XZ的-Y方向由紙面指向觀

17、察者，銃床平面XY的-Z方向由觀察者指向紙面，由正方向向負(fù)方向看。G17X YI JG 02J K程序段格式：G18X ZF ;G03J KG19Y Z或R車床，程序段中的平面指令可省略；銃床，G17可省略。終點(diǎn)坐標(biāo) XYZ，可以為絕對(duì)坐標(biāo)，也可為增量坐標(biāo)，還可用增量坐標(biāo)字UVW指定。圓心坐標(biāo) IJK 一般用圓 且不受.G90.控制。用.R編程時(shí)，, R.帶有“±”，若圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角 9 . 180:，取土，若 1.80.°<< .360°,取. 二。.用半徑值編程時(shí)'不能描述整圓。4）暫停（延遲）指令 G04可使刀具做短時(shí)間的無進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，進(jìn)

18、行光整加工，可用于 車槽、鏜平面、锪孔等場合。格式：G04 3 ,3為地址符，常用： X、U、P表示，為數(shù)字，表示暫停時(shí)間（單位s或ms）, G04.為非續(xù)效指令，只在本程序.段有效。.3. 刀具補(bǔ)償指令1）刀具半徑自動(dòng)補(bǔ)償指令 G41、G42、G40G41表示刀具左偏，指順著刀具前進(jìn)的方向觀察，刀具偏在工件輪廓的左邊G42表示刀具右偏，指順著刀具前進(jìn)的方向觀察，刀具偏在工件輪廓的右邊G40為注銷左右偏置的指令，取消刀補(bǔ)，使刀具中心與編程軌跡重合G40與G41或G42配合使用，G41、G42為續(xù)效指令格式：與G00、G01配合使用 G00G41 X Y DG01G42G41D ；G42與G02

19、、G03配合使用G02X Y R ;G03D功能字指定刀具半徑補(bǔ)償值寄存器的地址號(hào)，如D01,D02等，加工時(shí)由G調(diào)用應(yīng)用：1刀具磨損或重磨后半徑變小，這時(shí)只要手工輸入新的刀具半徑值到程序的D功能字指定的儲(chǔ)存器即可，不必修改程序；2利用刀具半徑補(bǔ)償能做粗精加工余量補(bǔ)償，欲留加工余量，則在粗加工前輸入數(shù)值r+ 的偏置量；3.利用改變輸入R值的大小，可以控制輪廓尺寸的精度，對(duì)加工誤差進(jìn)行補(bǔ)償；4利用刀補(bǔ)功能進(jìn)行凹凸模具加工，用 G41可以得到凸模軌跡，用 G42可以得到凹磨軌跡2）刀具長度補(bǔ)償指令 G43、G44用于刀具軸向（Z方向）的補(bǔ)償，它可使刀具在Z方向上的實(shí)際位移大于或小于給定值，即：正偏

20、置 G43 Z實(shí)際值=Z指令值+ （ H-）,負(fù)偏置G44 Z實(shí)際值=Z指令值-（H-）格式：G43Z HG44Z是程序中給定的坐標(biāo)值，H值是刀具長度補(bǔ)償值寄存器的地址號(hào)，該寄存器中存放著補(bǔ)償值。注銷也用 G40。四、數(shù)控編程的工藝處理識(shí)記：1. 工藝處理的重要性及內(nèi)容重要性：關(guān)系到所編零件加工程序的正確性和合理性內(nèi)容：數(shù)控加工的合理性分析，零件的工藝性分析，工藝過程和工藝路線的確定，零件安裝方法的確定，選擇刀具和確定切削用量2. 工藝文件的概念1）是數(shù)控加工、產(chǎn)品驗(yàn)收的依據(jù)2）是操作者要遵守、執(zhí)行的規(guī)范3）是產(chǎn)品零件重復(fù)生產(chǎn)在技術(shù)上的工藝資料積累和儲(chǔ)備理解:1. 加工路線的選擇數(shù)控機(jī)床加工過

21、程中刀具刀位點(diǎn)相對(duì)于被加工零件的運(yùn)動(dòng)軌跡和運(yùn)動(dòng)方向1）應(yīng)能保證零件的加工精度和表面粗糙度的要求2）應(yīng)盡量縮短加工路線，減少刀具空程移動(dòng)時(shí)間3）應(yīng)使數(shù)值計(jì)算簡單、程序段數(shù)量少，以減少編程工作量注意點(diǎn)舉例：為避免銃刀沿法向直接切入切出零件時(shí)在輪廓處直接抬刀而留下刀痕， 應(yīng)采用外延法；在輪廓銃削過程中應(yīng)避免停頓，否則會(huì)引起切削力突然變化，會(huì)在停 頓處輪廓留下刀痕；當(dāng)切削余量較大時(shí)，采用多次進(jìn)給逐漸切削的方法，最后留精加 工余量0.20.5mm2. 一些"點(diǎn)”的概念和選擇1）對(duì)刀點(diǎn)：數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)，刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)對(duì)刀點(diǎn)可在工件上，也可在工件外，但必須與零件的定位基準(zhǔn)有尺寸關(guān)系，

22、應(yīng)盡量 選擇零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。選擇原則：要便于數(shù)學(xué)處理和簡化程序編制；在機(jī)床上找正容易，加工中檢查方 便；引起的加工誤差小2）換刀點(diǎn)：刀架轉(zhuǎn)位換刀時(shí)的位置可為某一固定點(diǎn)，也可為任意設(shè)定的一點(diǎn)，應(yīng)設(shè)在工件或夾具的外部，以刀架轉(zhuǎn)位 時(shí)不碰工件為準(zhǔn)3）刀位點(diǎn)：表示刀具在機(jī)床上的位置，各刀位點(diǎn)：車刀、鏜刀是刀尖，鉆頭是鉆尖， 立銃刀、面銃刀為底面中心，球頭銃刀為球心3. 工藝裝備及工藝參數(shù)刀具的選用影響機(jī)床的加工效率和加工質(zhì)量，選擇刀具通常考慮工件材料、加工型面類 型、機(jī)床加工能力、工序內(nèi)容切削用量包括：主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量、進(jìn)給速度、切削寬度應(yīng)用：針對(duì)不同類型的加工，如何合理的選擇加工路線、

23、工藝裝備和工藝參數(shù)1）選擇加工路線 應(yīng)能保證零件的加工精度和表面粗糙度的要求 應(yīng)盡量縮短加工路線，減少刀具空程移動(dòng)時(shí)間 應(yīng)使數(shù)值計(jì)算簡單、程序段數(shù)量少，以減少編程工作量2）選擇工藝裝備 盡量選用組合夾具、可調(diào)整夾具等標(biāo)準(zhǔn)化、通用化夾具，避免采用專用夾具 工件的裝卸要快速、方便、可靠，減少機(jī)床停機(jī)時(shí)間 零件上加工部位要外露敞開，不要因裝夾工件而影響刀具進(jìn)給和切削加工3）選擇工藝參數(shù)（切削用量） 粗加工時(shí)，以提高生產(chǎn)率為主，也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本 半精加工和精加工時(shí)，應(yīng)在保證質(zhì)量的前提下，兼顧切削率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本五、程序編制中的數(shù)值處理識(shí)記：數(shù)值處理的目的根據(jù)工件圖樣的要求， 按照已確定的加

24、工路線和允許的編程誤差，計(jì)算出數(shù)控系統(tǒng)所需輸入的數(shù)據(jù)。包含：基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)的計(jì)算；刀位點(diǎn)軌跡的計(jì)算；輔助計(jì)算理解：1. 基點(diǎn)的概念把各幾何元素（直線、圓弧、二次曲線等）相互間的連接點(diǎn)稱為基點(diǎn)2. 節(jié)點(diǎn)的概念任一輪廓的曲線均用連續(xù)的直線來逼近，這時(shí)根據(jù)編程所允許的誤差，將曲線分割成若干個(gè)直線段，其相鄰兩直線交點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)3. 非圓曲線的節(jié)點(diǎn)計(jì)算方法。1）用直線段逼近非圓曲線時(shí)的節(jié)點(diǎn)計(jì)算等間距法、等步長法、等誤差法2）用圓弧段逼近非圓曲線時(shí)的節(jié)點(diǎn)計(jì)算圓弧分割法、三點(diǎn)作圓法應(yīng)用：具有簡單輪廓的零件的基點(diǎn)的計(jì) 1）基點(diǎn)計(jì)算時(shí)，首先選定坐標(biāo)系原點(diǎn)，列出各直線和圓弧的數(shù)學(xué)方程，求出交點(diǎn)22D2）直線Ax By

25、C 0方程，圓弧方程 xyR3）刀位點(diǎn)軌跡的基點(diǎn)坐標(biāo)值，直線的等距線方程Ax By C "一 A2 B2，圓的等距線方程X本章重點(diǎn)、難點(diǎn)數(shù)控編程的內(nèi)容和步驟、 數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系、 常用準(zhǔn)備功能G指令及其使用、加工路線的選擇以及基點(diǎn)的計(jì)算。第三章數(shù)控加工程序的編制考核知識(shí)點(diǎn)與考核要求一.數(shù)控車床的程序編制識(shí)記：數(shù)控車床的編程特點(diǎn)1）在一個(gè)程序段中，根據(jù)圖樣上標(biāo)準(zhǔn)的尺寸，可以采用絕對(duì)值編程、增量編程或混合編程2）由于圖樣尺寸和測量值都是直徑值，直徑方向絕對(duì)值編程時(shí)，X以直徑值表示。增量坐標(biāo)編程時(shí)，以徑向?qū)嶋H位移量的二倍值表示3）為提高工件徑向尺寸精度，X向脈沖當(dāng)量取Z向的一半4）數(shù)控裝備

26、具備不同形式的固定循環(huán)功能，可以進(jìn)行多次重復(fù)循環(huán)切削5）大多數(shù)數(shù)控車床都具有刀具補(bǔ)償功能（G41、G42），可直接按工件輪廓尺寸編程6）許多車床用X、Z表示絕對(duì)坐標(biāo)指令，用U、W表示增量指令，不用 G91、G907）第三坐標(biāo)指令I(lǐng)、K在不同的程序段中作用不相同，在圓弧切削時(shí)表示圓心相對(duì)于 圓弧起點(diǎn)的坐標(biāo)位置，在自動(dòng)循環(huán)指令的程序中則表示每次循環(huán)的進(jìn)給量理解：車削編程中使用的循環(huán)指令、車削加工的工藝分析。應(yīng)用：纟識(shí)記：數(shù)控銃床以及加工中心的編程特點(diǎn)。數(shù)控銃床編程特點(diǎn)：1）銃削是機(jī)械加工中最常用的方法之一，包括平面銃削和輪廓銃削2）數(shù)控銃床的數(shù)控裝置具有多種插補(bǔ)方式3）編程時(shí)要充分利用數(shù)控銃床齊全

27、的功能4）由直線、圓弧組成的平面輪廓銃削的數(shù)學(xué)處理比較簡單加工中心的編程特點(diǎn):1）首先應(yīng)進(jìn)行合理地工藝分析2）根據(jù)加工批量等情況，決定采用自動(dòng)換刀還是手工換刀3）自動(dòng)換刀要流出足夠的換刀空間4）為提高機(jī)床利用率，盡量采用刀具機(jī)外預(yù)調(diào)5）對(duì)于編好的程序，必須進(jìn)行認(rèn)真檢查并于加工前安排好試運(yùn)行6）盡量把不同工序內(nèi)容的程序，分別安排到不同的子程序中7）一般使一把刀具盡可能擔(dān)任較多的表面加工，且進(jìn)給路線得設(shè)計(jì)合理理解：銃削及加工中心編程中常用的功能指令、加工中心換刀程序的編制。應(yīng)用：給定零件，進(jìn)行銃削加工的編程。三. 自動(dòng)編程簡介識(shí)記：1. 自動(dòng)編程的概念是指用計(jì)算機(jī)來代替手工編程2. 常見的自動(dòng)編程

28、系統(tǒng)CAXA-ME、UG n、Pro/E、CATIA、Master CAM、CIMATRON理解：圖像交互式自動(dòng)編程系統(tǒng)的處理過程1. 幾何造型 利用圖形交互自動(dòng)編程軟件的圖形構(gòu)建、編輯修改、曲線曲面造型等有關(guān)功能2. 刀具路徑產(chǎn)生圖形交互自動(dòng)編程的刀具軌跡的生成是面向屏幕上的圖形而交互進(jìn)行的3. 后置處理目的是形成數(shù)控加工程序本章重點(diǎn)、難點(diǎn)數(shù)控車床的編程、數(shù)控銃床的編程。第四章計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置考核知識(shí)點(diǎn)與考核要求1. CNC裝置的組成及功能識(shí)記：CNC系統(tǒng)的組成：數(shù)控程序、輸入輸出設(shè)備、CNC裝置（核心）、PLC、主軸 驅(qū)動(dòng)裝置、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置、軟件CNC裝置組成：硬件（具有一般計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

29、和特殊功能的模塊與接口）（管理軟件和控制軟件）理解：pNC裝置的主要功能（基本功能 必備和選擇功能）1）控制功能指CNC裝置能夠控制的并且能夠同時(shí)控制聯(lián)動(dòng)的軸數(shù)2）準(zhǔn)備功能又稱G功能，用來指明機(jī)床下一步如何動(dòng)作3）插補(bǔ)功能對(duì)零件輪廓加工的控制（有直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)）4） 固定循環(huán)加工功能 將典型動(dòng)作事先編好程序并存儲(chǔ)在內(nèi)存中，用G代碼進(jìn)行指定。使編程工作得以簡化5）進(jìn)給功能用F指令給出各進(jìn)給軸的進(jìn)給速度6）主軸功能 三個(gè)方面：指令主軸轉(zhuǎn)速，設(shè)置恒定線速度，主軸準(zhǔn)停7）輔助功能用于指定主軸的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止、切削液泵的打開和關(guān)閉、換刀等動(dòng)作8）刀具功能用來選擇刀具并且指定有效刀具的幾何參數(shù)的地址

30、9）補(bǔ)償功能把刀具的長度或半徑的相應(yīng)補(bǔ)償量、絲杠的螺距誤差和反向間隙誤差的補(bǔ)償量輸入到期內(nèi)部存儲(chǔ)器，在控制機(jī)床時(shí)按一定的方法將這些補(bǔ)償量補(bǔ)上10)顯示功能11)通信功能12)自診斷功能應(yīng)用：能用圖表的方式表達(dá) CNC裝置的軟、硬件的構(gòu)成：書P80圖4-2&圖4-32. CNC裝置硬件結(jié)構(gòu)識(shí)記：CNC裝置的分類：1） 按體系結(jié)構(gòu)分：專用體系結(jié)構(gòu)（單微處理機(jī)和多微處理機(jī)）、開放式體系結(jié)構(gòu)2） 按功能分：經(jīng)濟(jì)型CNC裝置（采用單微處理機(jī)）、高級(jí)型CNC裝置（采用多微處理 機(jī)和開放式體系結(jié)構(gòu)）開放式數(shù)控系統(tǒng)及其特點(diǎn)：定義：必須提供不同應(yīng)用程序協(xié)調(diào)地運(yùn)行于系統(tǒng)平臺(tái)之上的能力，提供面向功能的動(dòng)態(tài)重

31、構(gòu)工具，同時(shí)提供標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用程序界面特點(diǎn)：1）開放性：運(yùn)行不同的功能、開發(fā)商的軟硬件模塊介入2） 可移植性：不同的應(yīng)用程序模塊可以運(yùn)行于不同供應(yīng)商提供的CNC系統(tǒng)平臺(tái)上;系統(tǒng)的軟件平臺(tái)可運(yùn)行于不同類型、不同性能的硬件平臺(tái)上3) 擴(kuò)展性：添加或減少系統(tǒng)的功能僅表現(xiàn)為特定功能的裝載與卸載4) 相互替代性：不同性能、可靠性和不同功能能力的模塊可以相互替代，不影響系 統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)行5) 相互操作性：提供標(biāo)準(zhǔn)化的接口、通信和交互模型系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性： 指執(zhí)行任務(wù)有嚴(yán)格的時(shí)間要求， 必須在系統(tǒng)規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成， 否則 將導(dǎo)致執(zhí)行結(jié)果錯(cuò)誤和系統(tǒng)故障。理解：單微處理器、多微處理器結(jié)構(gòu)的區(qū)別和各自的特點(diǎn)；1) 在單微處

32、理器結(jié)構(gòu)的 CNC結(jié)構(gòu)中只有一個(gè) CPU,采用集中控制分時(shí)處理數(shù)控的 每一項(xiàng)任務(wù)。有些 CNC裝置有兩個(gè)以上 CPU，但只有一個(gè)能控制總線并訪問存 儲(chǔ)器,其他 CPU 完成一些輔助功能,依然屬于單微處理器結(jié)構(gòu)。微處理器由控制器和運(yùn)算器組成,完成控制和運(yùn)算方面內(nèi)容?？偩€是將微處理器、 存儲(chǔ)器、輸入輸出接口等相對(duì)獨(dú)立的裝置或功能部件聯(lián)系起 來,并傳輸信息的公共通道。它包括數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線2) 多微處理器結(jié)構(gòu)的 CNC 裝置中,有兩個(gè)或以上的微處理器構(gòu)成的處理部件,處 理部件之間采用緊耦合, 有集中的操作系統(tǒng), 資源共享, 或者有兩個(gè)或以上的微 處理器結(jié)構(gòu)的功能模塊, 功能模塊之間采用松

33、耦合, 有多重操作系統(tǒng)有效地實(shí)現(xiàn) 并行管理。典型結(jié)構(gòu)：共享總線型、共享存儲(chǔ)器型 優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)算速度快、性價(jià)比高；適應(yīng)性強(qiáng)、擴(kuò)展容易；可靠性高；硬件易于組織 生產(chǎn)多微處理器結(jié)構(gòu) CNC 裝置的功能模塊、總線仲裁方式。1) CNC 管理模塊：實(shí)現(xiàn)管理和組織整個(gè) CNC 系統(tǒng)工作過程中所需的功能2) CNC 插補(bǔ)模塊：該模塊完成譯碼、刀具補(bǔ)償計(jì)算、坐標(biāo)位移量的計(jì)算和進(jìn)給速度處理等插補(bǔ)前的預(yù)處理,然后進(jìn)行插補(bǔ)計(jì)算,為各坐標(biāo)軸提供位置給定量3) 位置控制模塊：插補(bǔ)后的坐標(biāo)位置給定值與位置檢測器測得的位置實(shí)際值進(jìn)行比較,進(jìn)行自動(dòng)加減速,回基準(zhǔn)點(diǎn)4) PLC 模塊：零件加工中的某些輔助功能和機(jī)床來的信號(hào)在PLC

34、 模塊中做邏輯處理實(shí)現(xiàn)各功能與操作方式之間的連鎖5）操作與控制數(shù)據(jù)輸入輸出和顯示模塊6）存儲(chǔ)器模塊： 存放數(shù)據(jù)和程序的主存儲(chǔ)器， 或是功能模塊間數(shù)據(jù)傳送用的共享存儲(chǔ)器總線仲裁方式： （某一時(shí)刻只能由一個(gè)主模塊占用總線）1） 串聯(lián)方式：優(yōu)先權(quán)的排列是按鏈位置決定的，某個(gè)主模塊只有在前面優(yōu)先權(quán)更高 的主模塊不占用總線時(shí)，才能使用總線。同時(shí)通知它后面優(yōu)先權(quán)較低的主模塊不 得使用總線2） 并聯(lián)方式：要配備專用邏輯電路來解決主模塊的判優(yōu)問題，通常采用優(yōu)先權(quán)編碼 方式3. CNC 裝置軟件結(jié)構(gòu)識(shí)記：CNC 裝置軟硬件的分工：硬件處理速度快，但造價(jià)高；軟件設(shè)計(jì)靈活，適應(yīng)性強(qiáng)，但處理速度慢。在CNC 裝置中軟

35、件和硬件的分工由性價(jià)比決定的。 （三種典型的分工見 P96 圖 4-19）理解：多任務(wù)并行處理方式： 并行處理：計(jì)算機(jī)在同一時(shí)刻或同一時(shí)間間隔內(nèi)完成兩種或兩種以上性質(zhì)相同或不相 同的工作。并行處理方式：1） 資源共享： 根據(jù)分時(shí)共享原則， 使多個(gè)用戶按時(shí)間順序使用同一套設(shè)備 （單 CPU）2）資源重復(fù)：通過增加資源（如多 CPU）提高運(yùn)算速度3）時(shí)間重疊：根據(jù)流水線處理技術(shù)，使多個(gè)處理過程在時(shí)間上相互錯(cuò)開輪流使用同 一套設(shè)備的幾個(gè)部分實(shí)時(shí)中斷處理方式： CNC 裝置的多任務(wù)性和實(shí)時(shí)性決定了中斷稱為整個(gè)裝置不可或 缺的部分，其中斷管理主要靠硬件完成1）外部中斷：包括紙帶光電閱讀機(jī)讀孔中斷、外部監(jiān)

36、控中斷（如緊急停止）、鍵盤和操作面板輸入中斷2）內(nèi)部定時(shí)中斷：包括插補(bǔ)周期定時(shí)中斷和位置采樣定時(shí)中斷3）硬件故障中斷： CNC 裝置各種硬件故障檢測裝置發(fā)出的中斷4）程序性中斷：程序中出現(xiàn)各種異常的報(bào)警中斷 兩種典型軟件結(jié)構(gòu)模式：1） 中斷型結(jié)構(gòu)模式：除了初始化程序之外，整個(gè)系統(tǒng)軟件的各種任務(wù)模塊分別安排 在不同級(jí)別的中斷服務(wù)程序中，整個(gè)軟件就是一個(gè)大的中斷系統(tǒng)，主要通過各級(jí) 中斷服務(wù)程序之間的相互通信來解決2）前后臺(tái)型結(jié)構(gòu)模式：前臺(tái)程序是一個(gè)中斷服務(wù)程序，完成全部實(shí)時(shí)功能（插補(bǔ)、 位置控制）。后臺(tái)程序是一個(gè)循環(huán)程序，包括管理軟件和插補(bǔ)準(zhǔn)備程序，后臺(tái)程 序運(yùn)行時(shí)，實(shí)時(shí)中斷程序不斷插入，與后臺(tái)程

37、序相互配合，共同完成零件加工任 務(wù)4.CNC裝置的數(shù)據(jù)預(yù)處理識(shí)記：數(shù)據(jù)預(yù)處理的內(nèi)容：零件程序的輸入、譯碼、刀具（半徑、長度）補(bǔ)償技術(shù)、坐標(biāo)系 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的存放形式： 在零件程序存儲(chǔ)器中可以存儲(chǔ)多個(gè)零件程序， 零件程序一般是按順 序存放的。儲(chǔ)存在零件程序存儲(chǔ)器內(nèi)的零件程序通常轉(zhuǎn)換為具有一定規(guī)律的數(shù)控內(nèi)部代碼， 便于計(jì)算機(jī)管理。坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換： 機(jī)床在坐標(biāo)軸全行程范圍內(nèi)任意設(shè)置工件坐標(biāo)系原點(diǎn)， 不必考慮它與機(jī) 床坐標(biāo)系的關(guān)系，在工件坐標(biāo)系中，坐標(biāo)值是刀架相對(duì)于工件原點(diǎn)的距離編程方式轉(zhuǎn)換： 編程方式有絕對(duì)值和增量值兩種， 在系統(tǒng)內(nèi)部一般按絕對(duì)值方式處理， 需進(jìn)行轉(zhuǎn)換，需要根據(jù)兩種編程方式程序段數(shù)據(jù)計(jì)算出當(dāng)

38、前程序終點(diǎn)坐標(biāo)及移動(dòng)量理解：譯碼處理：又稱翻譯程序，它把零件程序段的各種工件輪廓信息、加工速度F、其他輔助信息（M、S、T）按一定規(guī)律翻譯成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能識(shí)別的數(shù)據(jù)形式，并按系統(tǒng)規(guī)定的 格式放在譯碼結(jié)果緩沖器中譯碼有解釋和編譯兩種方法，解釋：一邊解釋、一邊執(zhí)行；編譯：將輸入程序作為源 程序，對(duì)它進(jìn)行編譯，形成由機(jī)器指令組成的目的程序，然后計(jì)算機(jī)來執(zhí)行這個(gè)目的程序。譯碼的主要工作：先代碼識(shí)別，后各功能的譯碼刀具補(bǔ)償原理：編制零件加工程序時(shí)， 一般只考慮零件輪廓的外形， 即零件程序段中的尺寸信息取自 零件輪廓線。 但實(shí)際切削控制時(shí)， 是以刀具中心為控制中心， 這樣刀具和工件之間的相對(duì)切 削運(yùn)動(dòng)實(shí)際形

39、成的軌跡就不是零件的輪廓線了，而是偏移了一個(gè)刀具半徑值。CNC 裝置必須能夠根據(jù)零件輪廓信息和刀具半徑自動(dòng)計(jì)算中心軌跡， 使其自動(dòng)偏移輪廓一個(gè)刀具半徑值兩種不同刀補(bǔ)的處理過程：G40取消刀補(bǔ)、G41左刀補(bǔ)、G42右刀補(bǔ)1） 刀補(bǔ)建立：刀具從起點(diǎn)出發(fā)沿直線接近加工零件，依據(jù)G41G42使刀具中心在原 來的編程零件軌跡的基礎(chǔ)上伸長或縮短一個(gè)刀具半徑值2）刀補(bǔ)進(jìn)行：一旦刀補(bǔ)建立就一直有效，直至刀補(bǔ)取消。在軌跡轉(zhuǎn)接處采用圓弧或直線過渡3）刀補(bǔ)撤銷：刀具撤離工件，回到起刀點(diǎn)，起刀點(diǎn)與刀具中心重合，刀具被撤銷刀具半徑補(bǔ)償是在加工平面討論的C刀補(bǔ)對(duì)軌跡的修正方式：| C刀補(bǔ)能夠處理兩個(gè)程序段間轉(zhuǎn)換的各種情況

40、，其不采用圓弧過渡的方法轉(zhuǎn)接輪廓，采用直線過渡的刀補(bǔ)辦法，即根據(jù)與實(shí)際輪廓完全一樣的編程軌 跡，直接計(jì)算出刀具中心軌跡交點(diǎn)的坐標(biāo)值，然后再對(duì)原來的編程軌跡作伸長或縮短的修正。四種軌跡轉(zhuǎn)接方式：直線與直線、直線與圓弧、圓弧與直線、圓弧與圓弧過渡類型：伸長型、縮短型、插入型本章重點(diǎn)、難點(diǎn)數(shù)控裝置的硬件結(jié)構(gòu)組成、數(shù)控裝置的軟件結(jié)構(gòu)形式、數(shù)控裝置的基本功能、C刀補(bǔ)原 理及對(duì)軌跡修正的方式。第五章數(shù)控裝置的軌跡控制原理考核知識(shí)點(diǎn)與考核要求1. 插補(bǔ)的的基本概念和方法識(shí)記：插補(bǔ)的概念：按照進(jìn)給速度的要求，在輪廓的起點(diǎn)和終點(diǎn)之間計(jì)算出若干中間 點(diǎn)的坐標(biāo)值。理解：脈沖增量插補(bǔ)以及數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)的特點(diǎn):脈沖增量插

41、補(bǔ)：主要為各坐標(biāo)軸進(jìn)行脈沖分配計(jì)算，每次插補(bǔ)結(jié)束僅產(chǎn)生一個(gè)行程增量，以一個(gè)個(gè)脈沖的形式輸出給各進(jìn)給軸的伺服電機(jī)，一個(gè)脈沖所產(chǎn)生的進(jìn)給軸移動(dòng)量叫脈沖當(dāng)量。這種插補(bǔ)方法控制精度和進(jìn)給速度低，主要用于以步進(jìn)電機(jī)為驅(qū)動(dòng)裝置的開環(huán)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)：又稱時(shí)間標(biāo)量插補(bǔ)或數(shù)字增量插補(bǔ)。 特點(diǎn)是，數(shù)控裝置產(chǎn)生的不是單 個(gè)脈沖，而是數(shù)字量。插補(bǔ)運(yùn)算分兩步進(jìn)行， 第一步粗插補(bǔ)，在給定起點(diǎn)和終點(diǎn)的曲線之間 插入若干個(gè)點(diǎn)，即用微小直線段來逼近曲線， 每段直線都相等；第二步精插補(bǔ)，在粗插補(bǔ)算 出的每一條微小直線上再作“數(shù)據(jù)點(diǎn)的密集化”工作 應(yīng)用：數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)的應(yīng)用： 適用于閉環(huán)，半閉環(huán)的直流或交流伺服電動(dòng)機(jī)為驅(qū)動(dòng)裝置

42、的位置采樣控制系統(tǒng)。 粗插補(bǔ)在每個(gè)插補(bǔ)周期內(nèi)計(jì)算出坐標(biāo)位置增量值，而精插補(bǔ)則在每個(gè)采樣周期內(nèi)采樣閉環(huán)或半閉環(huán)反饋位置增量值及插補(bǔ)輸出的指令位置增量值，然后算出各坐標(biāo)軸相應(yīng)的插補(bǔ)指令位置和實(shí)際反饋位置， 并將兩者相比較求得跟隨誤差， 根據(jù)所求得的 跟隨誤差算出相應(yīng)軸的進(jìn)給速度指令，并輸出給驅(qū)動(dòng)裝置。2. 脈沖增量插補(bǔ)識(shí)記：脈沖增量插補(bǔ)的實(shí)質(zhì)及幾種常見方法：其就是分配脈沖的計(jì)算，在插補(bǔ)的過程中不斷向各坐標(biāo)值發(fā)出相互協(xié)調(diào)的進(jìn)給脈沖，控制機(jī)床坐標(biāo)作相應(yīng)的移動(dòng)常見方法：逐點(diǎn)比較法、數(shù)字積分法、比較積分法理解：逐點(diǎn)比較法的原理：數(shù)控裝置在控制刀具按要求軌跡移動(dòng)過程中，不斷比較刀具與給定輪廓的誤差，由此決定

43、下一步刀具移動(dòng)方向，使刀具向減少誤差方向的方向移動(dòng)，且只有一個(gè)方向移動(dòng)。特點(diǎn)：運(yùn)算直觀，插補(bǔ)誤差小于一個(gè)脈沖量，輸出脈沖均勻，而且輸出脈沖 的速度變化小，調(diào)節(jié)方便DDA法插補(bǔ)的原理：1) DDA直線插補(bǔ)：平面直線插補(bǔ)器由兩個(gè)數(shù)字積分器組成，每個(gè)坐標(biāo)的積分器由累加器和被積函數(shù)寄存器組成。終點(diǎn)坐標(biāo)值存在被積函數(shù)寄存器中，t相當(dāng)于插補(bǔ)控制脈沖源發(fā)出的信號(hào)。每發(fā)生一個(gè)插補(bǔ)迭代脈沖(來一個(gè)厶 t),被積函數(shù)kxe和kye向各自的累加器里累加一次，累加的結(jié)構(gòu)有無溢出 脈沖 x或厶y，取決于累加器的容量和 kxe或kye大小。終點(diǎn)判別：由一個(gè)與積分器中寄存器容量相同的終點(diǎn)計(jì)數(shù)器 Je來實(shí)現(xiàn)，其 初值為0,每

44、累加一次，JE加1，當(dāng)累加護(hù)后，產(chǎn)生溢出，使JE=0,完 成插補(bǔ)2) DDA圓弧插補(bǔ)：坐標(biāo)值 x、y存入被積函數(shù)寄存器，x存入JVy , y存入JVx ,圓弧插補(bǔ)時(shí)寄存的是動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)，是個(gè)變量。插補(bǔ)過程中必須根據(jù)動(dòng)點(diǎn)的位 置變化來改變|jVy、JVx，起點(diǎn)時(shí)|jVy、JVx寄存起點(diǎn)坐標(biāo)XS、ys。jRy每 溢出一個(gè) y脈沖，Jvx應(yīng)當(dāng)加1； JRx每溢出一個(gè) x脈沖，Jvy應(yīng)當(dāng)減1 ,加1還是減1取決于動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)所在象限及圓弧走向終點(diǎn)判別：由于 x、y方向到達(dá)終點(diǎn)的時(shí)間不同，需對(duì) x、y兩個(gè)坐標(biāo)分別 進(jìn)行終點(diǎn)判別，利用兩個(gè)終點(diǎn)計(jì)數(shù)器，把 x、y坐標(biāo)所需脈沖數(shù)|xs xe、 ys ye|分別存入這兩

45、個(gè)計(jì)數(shù)器，x或y積分累加器每輸出一個(gè)脈沖， 響應(yīng)的減法計(jì)數(shù)器減1，當(dāng)某個(gè)坐標(biāo)的計(jì)數(shù)器為 0,說明該坐標(biāo)已到達(dá)終點(diǎn)，停 止該坐標(biāo)的累加運(yùn)算，當(dāng)兩個(gè)計(jì)數(shù)器均為0時(shí)，圓弧插補(bǔ)結(jié)束應(yīng)用：逐點(diǎn)比較法直線和圓弧插補(bǔ)的運(yùn)算過程:1）直線插補(bǔ)運(yùn)算過程：任意點(diǎn)坐標(biāo)（X,y）,線上點(diǎn)坐標(biāo)（Xe,ye）判別函數(shù)F yxe yex當(dāng)F=0時(shí)，刀具在直線上當(dāng)F>0時(shí)，刀具在直線上方，F(xiàn)0,沿+x方向走當(dāng)FV 0時(shí)，刀具在直線下方，F(xiàn)V 0,沿+y方向走第一象限點(diǎn)（Xi,yi）, Fi yjXe yeK一、 把每個(gè)程序斷中的總步數(shù)求出來n |xj |ye二、每走一步判斷Xi Xe 0且yi ye 0，如果成立，插補(bǔ)

46、結(jié)束2）圓弧插補(bǔ)的運(yùn)算過程（第一象限，逆圓）起點(diǎn)坐標(biāo)（Xs,ys）,線上點(diǎn)坐標(biāo)（Xe,ye），圓上任意點(diǎn)坐標(biāo)（x,y）2 2x y2Xs2ys0取偏差函數(shù)Fi2Xi2 yi2 2Xsys當(dāng)F=0時(shí)，動(dòng)點(diǎn)在圓弧上當(dāng)F> 0時(shí)，動(dòng)點(diǎn)在圓弧外側(cè)，F(xiàn)0,沿-x方向走當(dāng)Fv 0時(shí)，動(dòng)點(diǎn)在圓弧內(nèi)側(cè)，F(xiàn)v 0,沿+y方向走沿-x 方向，F(xiàn)i 1 Fi 2xi 1, xi 1 Xj 1沿 +y 方向，F(xiàn)j iFj 2y 1,%i y 1終點(diǎn)判別：同直線插補(bǔ)，總步數(shù)nXeXsye ys|3）坐標(biāo)變換及象限處理直線插補(bǔ)，不同象限共用一套公式，只要將Xe,ye取絕對(duì)值線型偏差偏差計(jì)算進(jìn)給方向L1，L4F>

47、; 0FnFj|ye+XL2，L3F> 0-XL1，L2Fv 0Fj 1Fj|Xe|+yL3，L4Fv 0-y圓弧插補(bǔ)，包含逆圓和順圓，共4象限，8種情況NR? F>0F>0 SR1丿廣11SR 2 F甸 * F>0 NR1ROF<0 1i匸NR3 Fm/ F 鼻0 W_ A 1SR3 F>0線型偏差偏差計(jì)算進(jìn)給方向SR2 NR3F> 0+XII口 iSR1, NR4FV 0SR4, NR1F> 0-xFi 1Fi2xi1, xi 1xi1SR3 NR2Fv 0SR3 NR4F> 0Fi 1Fi2 yi1, yi 1yi 1+ySR2 NR

48、1Fv 0SR1, NR2F> 0Fi 1Fi 2yi 1,yy 1-ySR4, NR3Fv 03. 數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)（以直流伺服電動(dòng)機(jī)或交流伺服電動(dòng)機(jī)為驅(qū)動(dòng)元件的數(shù)控系統(tǒng)中采用）識(shí)記：數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)的基本原理和插補(bǔ)周期的選擇：1）數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)是根據(jù)程編的進(jìn)給速度將輪廓曲線按時(shí)間分割為采樣周期的進(jìn)給段，即進(jìn)給步長2）插補(bǔ)周期的選擇： 插補(bǔ)周期T必須大于插補(bǔ)運(yùn)算時(shí)間與完成其他實(shí)時(shí)任務(wù)所需時(shí)間之和 插補(bǔ)周期與采樣周期可以相等，也可以不等。如果不等，通常插補(bǔ)周期是采樣周期的整數(shù)倍 直線插補(bǔ)時(shí)，插補(bǔ)所形成的每一個(gè)小直線段與給定直線重合，不會(huì)造成軌跡誤差；圓弧插補(bǔ)時(shí)，用內(nèi)接弦線或內(nèi)外均差弦線來逼近圓弧，

49、必然會(huì)造成誤差，插補(bǔ)周期T與精度er，半徑r,速度F有關(guān)理解:直接函數(shù)法插補(bǔ)原理：其屬于最小偏差法的一種，它與逐點(diǎn)比較法類似，時(shí)一種代數(shù)運(yùn)算方法，但它的進(jìn)給方式不像逐點(diǎn)比較法那樣x方向或y方向急劇變化，直接函數(shù)法可以比較并選擇誤差較小的一個(gè)進(jìn)給方向進(jìn)給，它每插補(bǔ)一步都要計(jì)算兩個(gè)方向并做比較。圓弧插補(bǔ)以弦逼近圓弧，所以進(jìn)給速度越高，每次插補(bǔ)進(jìn)給弦長越長，徑向誤差越大。4. CNC裝置的進(jìn)給速度控制識(shí)記：加減速度控制的必要性：為避免在啟動(dòng)時(shí)和停止階段發(fā)生沖擊、失步、超程和振蕩，保證被加工零件的精度和表面粗糙度，刀具和機(jī)床的壽命及生產(chǎn)效率。速度突然升高（降低），伺服進(jìn)給電機(jī)上的進(jìn)給脈沖頻率或電壓逐漸

50、增大（減小） 前/后加減速的區(qū)別：優(yōu)點(diǎn)：不會(huì)影響實(shí)際插補(bǔ)輸出的位置精度，但需預(yù)測減速點(diǎn)，計(jì)算量較大。2）插補(bǔ)后進(jìn)行加減速控制稱為后加速控制，分別對(duì)各運(yùn)動(dòng)軸進(jìn)行加減速控制，固不必預(yù)測減速點(diǎn)，而是在插補(bǔ)輸出為0時(shí)才開始減速，經(jīng)過一定延時(shí)逐漸靠近終點(diǎn)。但在加減速過程中對(duì)坐標(biāo)合成位置有影響理解：進(jìn)給速度的控制：1）脈沖增量插補(bǔ)算法的進(jìn)給速度控制脈沖增量插補(bǔ)輸出的形式是脈沖，其頻率與速度成正比，可以通過控制插補(bǔ)運(yùn)算的頻率來控制進(jìn)給速度，常用的方法： 軟件延時(shí)法：根據(jù)編程進(jìn)給速度， 可以求出要求的進(jìn)給脈沖頻率，從而得到兩次插補(bǔ)運(yùn)算之間的時(shí)間間隔 t，其必須大于 CPU執(zhí)行插補(bǔ)程序的時(shí)間 t程， t延t t

51、程，可便一個(gè)延時(shí)程序來改變進(jìn)給速度 中斷控制法：根據(jù)編程進(jìn)給速度計(jì)算出定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的定時(shí)時(shí)間常數(shù)，以控制CPU中斷2）數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)算法的進(jìn)給速度控制：數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)根據(jù)編程進(jìn)給速度計(jì)算下一個(gè)插補(bǔ)周期內(nèi)合成速度方向上的進(jìn)給FTK量fs ， fs為系統(tǒng)在穩(wěn)定進(jìn)給狀態(tài)下的插補(bǔ)進(jìn)給量（ mm/min），f60 1000為編程速度（mm/min），T為插補(bǔ)周期（ms）, K為速度系數(shù)（倍率）本章重點(diǎn)、難點(diǎn)脈沖增量插補(bǔ)以及數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)的特點(diǎn)、逐點(diǎn)比較法直線和圓弧插補(bǔ)的過程、直接函數(shù)法插補(bǔ)原理。第六章數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)考核知識(shí)點(diǎn)與考核要求1. 數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)（指以位置和速度作為控制對(duì)象的自動(dòng)控制系統(tǒng)，又

52、稱拖動(dòng)系統(tǒng)或隨動(dòng)系統(tǒng)，通過對(duì)步進(jìn)電機(jī)、交直流伺服電機(jī)等進(jìn)給驅(qū)動(dòng)元件的控制來實(shí)現(xiàn)）識(shí)記：數(shù)控機(jī)床對(duì)伺服系統(tǒng)的基本要求：1） 精度高 數(shù)控機(jī)床不能像普通機(jī)床通過手動(dòng)操作來調(diào)整和補(bǔ)償各種誤差，要求有 很高的定位精度和重復(fù)定位精度。脈沖當(dāng)量越小，定位精度越高。脈沖當(dāng)量為0.01-0.001mm2）快速響應(yīng)特性好要求伺服系統(tǒng)跟隨指令信號(hào)不僅跟隨誤差小，而且響應(yīng)要快，穩(wěn)定性要好，一般 200ms以內(nèi)，有點(diǎn)小于幾十毫秒3）調(diào)速范圍大要保證數(shù)控機(jī)床任何情況下都能獲得最佳的切削條件，既能滿足高速加工的要求，又能滿足低速進(jìn)給要求，調(diào)速比1:100004）系統(tǒng)可靠性好平均無故障時(shí)間越長越好理解：數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的基

53、本組成、分類：1）組成（按有無反饋檢測單元分為開環(huán)和閉環(huán)） 開環(huán)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：驅(qū)動(dòng)控制單元、執(zhí)行元件（步進(jìn)電機(jī)）、機(jī)床 閉環(huán)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：執(zhí)行元件、驅(qū)動(dòng)控制單元、機(jī)床，反饋檢測單元、比較控制環(huán)節(jié)。反饋檢測單元將工作臺(tái)的實(shí)際位置檢測后反饋給比較控制環(huán)節(jié)，比 較控制環(huán)節(jié)將指令信號(hào)和反饋信號(hào)進(jìn)行比較，以兩者的差值作為伺服系統(tǒng)的跟隨誤差，經(jīng)驅(qū)動(dòng)控制單元，驅(qū)動(dòng)和控制執(zhí)行元件帶動(dòng)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)。2）分類： 按用途及功能：進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 按控制原理和有無位置檢測反饋環(huán)節(jié)：開環(huán)系統(tǒng)、閉環(huán)系統(tǒng)、半閉環(huán)系統(tǒng) 按驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件的動(dòng)作原理：電液伺服系統(tǒng)、電氣伺服系統(tǒng)（分直流、交流）應(yīng)用：不同伺服系統(tǒng)的特點(diǎn)及其應(yīng)

54、用：1）開環(huán)和閉環(huán)控制開環(huán)伺服系統(tǒng) 該系統(tǒng)沒有檢測和反饋環(huán)節(jié)，工作中移動(dòng)到不到位，取決于步進(jìn)電機(jī)步距角精度，齒輪傳動(dòng)間隙，絲桿螺母副的精度等， 所以它的精度低， 但由于其結(jié)果簡單、易于調(diào)整、工作可靠、價(jià)格低廉，應(yīng)用于精度要求不高 的數(shù)控機(jī)床 閉環(huán)伺服系統(tǒng)該系統(tǒng)是直接以工作臺(tái)的最終位移為目標(biāo)，從而消除了進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的全部誤差，所以精度很高，但正是由于各個(gè)環(huán)節(jié)都包括在反饋回路 內(nèi)，因此它們的摩擦特性、剛度和間隙都將直接影響伺服系統(tǒng)的調(diào)整參數(shù)， 所以閉環(huán)伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、其調(diào)試和維護(hù)都有較大的技術(shù)難度，價(jià)格也 較貴，一般用于大型精密數(shù)控機(jī)床 半閉環(huán)伺服系統(tǒng) 伺服電機(jī)在制造時(shí)將測速發(fā)電機(jī)，旋轉(zhuǎn)變壓器等轉(zhuǎn)角測量裝置直接裝在電動(dòng)機(jī)的軸端上，工作時(shí)將所測的轉(zhuǎn)角經(jīng)折算成工作臺(tái)位移，再 與指令進(jìn)行比較，進(jìn)而控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)。該系統(tǒng)拋開了一些諸如傳動(dòng)系統(tǒng)剛度 和摩擦阻尼等非線性因素，所以這種系統(tǒng)調(diào)試比較容易，穩(wěn)定性好，該系統(tǒng) 不反饋回路之外的誤差，但由于采用高分辨率的檢測元件，也能獲得滿意精 度，主要用于中小型數(shù)控機(jī)床上2）進(jìn)給驅(qū)動(dòng)與主軸驅(qū)動(dòng) 進(jìn)給驅(qū)動(dòng)主要用于數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)或刀架坐標(biāo)的控制系統(tǒng)，控制機(jī)床各坐標(biāo)軸的切削進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，并提供切削過程