【正文】 電大 數(shù)控技術(shù)與應(yīng)用 考試 小抄 1 數(shù)控機(jī)床 ？ :數(shù)控機(jī)床是一個(gè)裝有數(shù)字控制系統(tǒng)的機(jī)床，該系統(tǒng)能夠處理加工程序 ,控制機(jī)床自動(dòng)完成各種加工運(yùn)動(dòng)和輔助運(yùn)動(dòng)。 2 數(shù)字控制？ 簡(jiǎn)稱數(shù)控 （ NC， Numerical Control）用數(shù)字化信息對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)及其加工過程進(jìn)行控制的一種技術(shù)。特點(diǎn)：靈活、通用、高精度、高效率的“柔性”自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù) 數(shù)控技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生 3 數(shù)控技術(shù)在制造裝備中的的應(yīng)用？ 簡(jiǎn)化機(jī)械結(jié)構(gòu)、縮短制造周期、提高制造精度、提升裝備性能。 4 數(shù)控技術(shù)的特點(diǎn)？ 優(yōu)點(diǎn)：（ 1）提高了加工精度和同一批 工件尺寸的重復(fù)精度，保證了加工質(zhì)量的穩(wěn)定性（ 2）增加了設(shè)備的柔性，可以適應(yīng)不同品種、規(guī)格和尺寸以及不同批量的工件加工（ 3）操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大為減輕（ 4）具有較高的經(jīng)濟(jì)效益（ 5）能加工普通機(jī)床所不能加工的復(fù)雜型面（ 6）可向更高級(jí)的制造系統(tǒng)發(fā)展（ 7）具有較高的生產(chǎn)效率 不足之處：（ 1）提高了起始階段的投資（ 2）增加了電子設(shè)備的維護(hù)（ 3）對(duì)操作人員的技術(shù)水平要求較高 5 計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)？ （ Computer Numerical Control，CNC ）是以計(jì)算機(jī)為核心的數(shù)控系統(tǒng)。優(yōu)點(diǎn)：柔性好，功能強(qiáng)，可 靠性高，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化，經(jīng)濟(jì)性好。 6 數(shù)控機(jī)床的組成部分？ 程序載體、輸入裝置、 CNC 裝置、伺服系統(tǒng)和機(jī)床的機(jī)械部件 程序載體：以一定格式和代碼存儲(chǔ)工件加工程序的載體。可以是穿孔紙帶，盒式磁帶和軟磁盤等。 輸入裝置：將程序載體內(nèi)有關(guān)加工的信息讀入 CNC 裝置內(nèi) CNC 裝置：主要由信息的輸入、處理和輸出三部分組成。把程序載體上的加工信息編譯成計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的信息，按照控制程序的規(guī)定，逐步存儲(chǔ)并進(jìn)行處理后，通過輸出部分發(fā)出位置和速度指令給伺服系統(tǒng)和主運(yùn)動(dòng)控制部分。 伺服系統(tǒng)：由 伺服電動(dòng)機(jī)以及驅(qū)動(dòng)控制裝置和伺服軟件構(gòu)成。根據(jù) CNC裝置傳來(lái)的速度和位置指令驅(qū)動(dòng)機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件，完成指令規(guī)定的運(yùn)動(dòng)。每一坐標(biāo)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件配置一套伺服系統(tǒng)。 位置反饋系統(tǒng)：將機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的實(shí)際位置信息反饋給 CNC裝置。分為伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角位移反饋和數(shù)控機(jī)床執(zhí)行機(jī)構(gòu)（工作臺(tái)）的直線位移反饋。 機(jī)床的機(jī)械部件：數(shù)控機(jī)床的機(jī)械部件，包括主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)以及輔助部分（如液壓、氣動(dòng)、冷卻和潤(rùn)滑部分），還有一些特殊部件，如刀庫(kù)、自動(dòng)換刀裝置（ ATC）和自動(dòng)托盤交換裝置等。 7 數(shù)控系統(tǒng)？ 一種能夠 控制機(jī)器運(yùn)動(dòng)的裝置，由工件加工程序、輸入和輸出設(shè)備、 CNC 裝置、可編程控制器（ PLC）、主軸驅(qū)動(dòng)裝置和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置等組成的一個(gè)系統(tǒng)。 8 步距角？ 當(dāng)輸入一個(gè)脈沖給步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)單元后，步進(jìn)電機(jī)就相應(yīng)地轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角。 9 脈沖當(dāng)量（ 最小設(shè)定單位）？步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角，工作臺(tái)相應(yīng)地移動(dòng)一個(gè)位移量。 10開環(huán)控制系統(tǒng)原理？ 程序載體將控制信息輸入 CNC裝置后，解讀器將它編譯成計(jì)算機(jī)能識(shí)別的機(jī)器碼存入存儲(chǔ)器中，按照控制軟件的要求，經(jīng)過運(yùn)算器后，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)發(fā)指令脈沖到電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，使電 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)定的角度，經(jīng)過機(jī)床的傳動(dòng)部件，驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)到達(dá)制定的位置。多軸控制時(shí)，運(yùn)算器還需要脈沖分配，使各電動(dòng)機(jī)協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)動(dòng)。開環(huán)控制系統(tǒng)伺服電機(jī)多采用功率步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。開環(huán)控制系統(tǒng)沒有反饋裝置，不能防止步進(jìn)電動(dòng)機(jī)丟步所產(chǎn)生的位移誤差，制造較大功率的步進(jìn)電機(jī)困難。開環(huán)控制系統(tǒng)僅用于運(yùn)動(dòng)速度較低和加工精度不很高的機(jī)床。 11 閉環(huán)控制系統(tǒng)原理？ 在機(jī)床工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向上增加測(cè)量工作臺(tái)實(shí)際位移量的位置傳感器，傳感器將實(shí)際位置信息反映給 CNC裝置的比較器，如有誤差，由計(jì)算機(jī)發(fā)出指令至輸出電路，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，直至誤差消失 為止。閉環(huán)控制系統(tǒng)與開環(huán)控制系統(tǒng)的主要區(qū)別：伺服系統(tǒng)的機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)的最后環(huán)節(jié)上裝有反饋系統(tǒng)，將機(jī)床工作臺(tái)的實(shí)際位置反饋給 CNC裝置。閉環(huán)控制系統(tǒng)的伺服電動(dòng)機(jī)采用交流或直流伺服電動(dòng)機(jī) 12 半閉環(huán)控制系統(tǒng)？ 半閉環(huán)控制系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)軸上裝有表示其角位移的編碼器，但是不能糾正機(jī)床傳動(dòng)部件帶來(lái)的誤差，所以稱為半閉環(huán)控制系統(tǒng)。 半閉環(huán)控制系統(tǒng)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單；控制較為方便；能達(dá)到較高精度。 13連續(xù)控制系統(tǒng)的工作特點(diǎn)： 連續(xù)控制系統(tǒng)的插補(bǔ)功能是由插補(bǔ)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。插補(bǔ)器根據(jù)插入的插補(bǔ)指令進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算，對(duì) 各個(gè)坐標(biāo)軸進(jìn)行脈沖分配，然后發(fā)指令給伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)單元，使機(jī)床工作臺(tái)沿各坐標(biāo)軸完成規(guī)定的運(yùn)動(dòng)，刀具就能加工出工件輪廓來(lái)。 14多功能與經(jīng)濟(jì)性數(shù)控系統(tǒng) （ 1）多功能機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)：功能比較齊全，適用于功率較大、動(dòng)作較復(fù)雜、定位精度較高的大、中型數(shù)控機(jī)床。大多由專業(yè)廠家生產(chǎn)?？煽啃愿撸珒r(jià)格較貴。（ 2）經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng) ： 為了提高生產(chǎn)率和穩(wěn)定加工質(zhì)量，在普通機(jī)床基礎(chǔ)上，對(duì)機(jī)械部分做必要的改造，配上功能較為簡(jiǎn)單的數(shù)控系統(tǒng)，使之具備某些必要的數(shù)控功能。 一般采用控制較簡(jiǎn)單、成本較低的功率步進(jìn)電機(jī)伺服系統(tǒng)。 特點(diǎn) ：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉。在工廠技術(shù)改造中發(fā)揮很大作用。 15適應(yīng)控制（ Adaptive Control， AC）？ 為了提高切削效率和加工精度，機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)最好能在加工條件下改變機(jī)床的切削用量，以適應(yīng)在一瞬間實(shí)際發(fā)生的加工情況。適應(yīng)控制工作過程：適應(yīng)控制與閉環(huán)控制的主要區(qū)別在于有一個(gè)適應(yīng)控制器，通過裝在機(jī)床上各個(gè)部位的傳感器，將檢測(cè)到的加工參數(shù)（如切削負(fù)載、刀具磨損量等）變化信息送到適應(yīng)控制器，與預(yù)先存儲(chǔ)的有關(guān)信息進(jìn)行比較，然后發(fā)出指令給機(jī)床，自動(dòng)調(diào)整機(jī)床的有關(guān)參數(shù)。 16直接數(shù)控系統(tǒng)？ DNC系統(tǒng)的特點(diǎn)：（ 1）可實(shí)現(xiàn)非實(shí)時(shí)分配數(shù)控?cái)?shù)據(jù)，可和車間的編程機(jī)結(jié)合起來(lái)，便于實(shí)現(xiàn)車間的監(jiān)控和管理。（ 2） DNC系統(tǒng)采用了局域網(wǎng)絡(luò)（ LAN）技術(shù)進(jìn)行通信，是一種“開放式”系統(tǒng)，可以向上級(jí)機(jī)和下級(jí)設(shè)備擴(kuò)展延伸。（ 3） DNC 系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相結(jié)合，可以采集機(jī)床工作狀態(tài)，在線檢測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)加工質(zhì)量和機(jī)床狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。（ 4） DNC 系統(tǒng)既可獨(dú)立使用，也可作為工廠的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的一個(gè)層次。 17 數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用？（ 1）數(shù)控車床：軸類和盤類回轉(zhuǎn)體的加工；（ 2）數(shù)控銑床：較復(fù)雜的平面、曲面和殼體類工件的加工 ，如各種模板、樣板、凸輪和箱體等；（ 3）數(shù)控鉆床：鉆孔為主的工序加工；（ 4）數(shù)控磨床：數(shù)控外圓磨床、數(shù)控平面磨床和數(shù)控坐標(biāo)磨床等；（ 5）數(shù)控齒輪機(jī)床：加工漸開線齒輪、擺線齒輪以及特殊要求齒狀工件。主要有數(shù)控插齒機(jī)、數(shù)控滾齒機(jī)和數(shù)控磨齒機(jī)等。 18加工中心？ 能在一次裝夾中進(jìn)行自動(dòng)換刀、進(jìn)行諸如鏜孔、鉆孔、攻螺紋等加工，以保證加工表面的相對(duì)位置。特點(diǎn)：配置高檔的數(shù)控系統(tǒng)，聯(lián)動(dòng)軸較多，具有各種補(bǔ)償功能減少加工誤差，具備自動(dòng)編程系統(tǒng)。 19 數(shù)控技術(shù)在電加工機(jī)床中的應(yīng)用？ 電加工機(jī)床是利用電極間脈沖 放電時(shí)產(chǎn)生的電火花的腐蝕作用來(lái)加工工件的，電火花放電時(shí)，火花通道中瞬時(shí)產(chǎn)生大量的熱，足以使電極表面的金屬局部熔化（甚至氣化）蒸發(fā)而被除掉，使被加工工件獲得各種形狀，達(dá)到加工尺寸精度、表面粗糙度和生產(chǎn)率的要求。主要用來(lái)加工模具和難加工材料等。主要有兩類：數(shù)控電火花成形機(jī)床、數(shù)控線切割機(jī)床。 20 數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展？ （ 1）高速化和高精度化，機(jī)械方面：主軸高速化，采用陶瓷球的軸承等；數(shù)控系統(tǒng)方面：提高計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度，采用插補(bǔ)專用芯片，補(bǔ)償機(jī)械系統(tǒng)帶來(lái)的誤差；伺服系統(tǒng)方面：采用數(shù)字伺服系統(tǒng)，采用現(xiàn)代控 制理論提高跟隨精度（ 2）提高數(shù)控機(jī)床的可靠性：大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路；故障診斷系統(tǒng)（ 3） CNC 系統(tǒng)的智能化：人工智能技術(shù)（ 4）具有更高的通信功能（ 5）數(shù)控系統(tǒng)的開放化：使得伺服電機(jī)控制單元的信息標(biāo)準(zhǔn)化，用戶能自由地選擇伺服電機(jī)的生產(chǎn)廠家、規(guī)格型號(hào)和參數(shù)。降低了系統(tǒng)的生產(chǎn)成本，且便于維護(hù)。 21普通機(jī)床加工與數(shù)控機(jī)床加工區(qū)別？ 普通機(jī)床加工：根據(jù)工藝規(guī)程和工藝過程卡選擇加工表面，但切削用量、走刀路線、工步的選擇等由操作者自行決定 數(shù)控機(jī)床加工：按照事先編好的程序自動(dòng)進(jìn)行加工，操作者無(wú)法臨時(shí)改變 加工過程。 22 程序編制的方法？ （ 1）手工編程：編制程序的過程全部由人工完成的方法。適用于點(diǎn)位加工或幾何形狀簡(jiǎn)單的工件，不需要經(jīng)過復(fù)雜的計(jì)算，程序段不多，數(shù)控帶不長(zhǎng)。 （ 2）自動(dòng)編程：程序員根據(jù)工件圖紙和加工要求，使用規(guī)定的數(shù)控語(yǔ)言，編寫簡(jiǎn)短的工件源程序，輸入計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)地計(jì)算刀具運(yùn)動(dòng)軌跡，編寫工件程序單，制作數(shù)控帶等。適用于形狀復(fù)雜、工序較長(zhǎng)的工件，需要進(jìn)行繁瑣的計(jì)算，程序段很多，出錯(cuò)也難以校核。自動(dòng)編程與手工編程比較，具有編程時(shí)間短、出錯(cuò)機(jī)會(huì)少和編程效率高等優(yōu)點(diǎn)。 23 編程內(nèi)容與步驟？ （ 1）分析工件圖紙：分析工件的材料、形狀、尺寸和精度、表面質(zhì)量、毛坯情況和熱處理要求，確定工件是否適合數(shù)控加工 （ 2）確定工藝過程：確定工件的加工工藝（定位方式、夾具）和加工路線（對(duì)刀點(diǎn)、走刀路線，并確定加工余量、切削用量。（ 3）數(shù)值計(jì)算：根據(jù)工件圖紙和走刀路線，計(jì)算刀具中心運(yùn)動(dòng)軌跡。（ 4）編寫程序單：根據(jù)工藝過程、數(shù)值計(jì)算結(jié)果和輔助操作要求，按照數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的程序指令及格式填寫程序單。（ 5）制作和效驗(yàn)程序單：根據(jù)程序單，用穿孔機(jī)在紙帶上打出代碼孔，制成數(shù)控帶。（ 6）首件試切：通過光電閱讀 機(jī)把數(shù)控帶輸入數(shù)控系統(tǒng)，校驗(yàn)后進(jìn)行首件試切。 24數(shù)控帶？ 帶有數(shù)控機(jī)床控制信息的穿孔帶。它是寬度為 1 in，每排最多有 8個(gè)代碼孔，每排孔的數(shù)量和位置代表控制信息代碼。代碼孔 B3和 B4之間有一排小孔用于紙帶的進(jìn)給。數(shù)控帶上一排孔位中每個(gè)位置上有孔或無(wú)孔，就代表光電閱讀機(jī)上每個(gè)光敏二極管上高電平或低電平。每排孔代表一位二進(jìn)制數(shù)。 25 數(shù)控帶格式？ 工件加工程序輸入數(shù)控裝置的信息分三類：（ 1）工件和刀具相對(duì)位置關(guān)系信息，如位置、方向、位移量等（ 2）工件和刀具位置改變的比率，如進(jìn)給速度、轉(zhuǎn)速等（ 3）輔助功能信息，如操作方式、公制和英制的選擇、工具選擇、切削液的使用等。 26 程序段格式？ （ 1）字：以某個(gè)順序安排的字符集合。數(shù)控帶上信息是以字為單位進(jìn)行處理的。程序段是代表控制信息的字的集合。各個(gè)程序段之間必須用結(jié)束符 LF或 CR 隔開。（ 2）數(shù)控帶格式：在程序段中，字的特定排列方式。最廣泛的是文字地址程序段格式。（ 3）文字地址程序段格式：每一坐標(biāo)軸和各種功能都以字母和數(shù)字合成的字來(lái)表示。 27 文字地址字符的說(shuō)明？ （ 1）程序段序號(hào) N：表示程序段的順序，用來(lái)檢索程序段或者顯示當(dāng)前執(zhí)行的程序段。（ 2）準(zhǔn) 備功能字 G：準(zhǔn)備功能指令包括字母 G 和后續(xù) 2位數(shù)字。數(shù)字表示不同的機(jī)床操作或動(dòng)作。（ 3）尺寸字 X、 Y、 Z等：尺寸字用來(lái)給定機(jī)床各坐標(biāo)軸位移的方向和數(shù)值。緊跟坐標(biāo)軸代碼后面的是正負(fù)號(hào)，然后是數(shù)值。（ 4）進(jìn)給功能字 F：規(guī)定機(jī)床的進(jìn)給速度。（ 5）主軸功能字 S：指定主軸轉(zhuǎn)速，通常在更換刀具時(shí)指定。（ 6）刀具交換功能字 T：更換刀具時(shí)，指定刀具或顯示待更換刀具的刀號(hào)。（ 7）輔助功能字 M：輔助功能指令包括 M地址后續(xù)的 2位數(shù)字。用來(lái)使機(jī)床產(chǎn)生輔助動(dòng)作。（ 8）程序段結(jié)束（ EOB）：每一程序段結(jié)束時(shí)，寫上指令 LF表示本程序段到此 結(jié)束。 28 坐標(biāo)軸的命名及方向？ 在加工過程中無(wú)論是刀具移動(dòng)，工件靜止，還是工件移動(dòng)，刀具靜止，一般都假定工件相對(duì)靜止不動(dòng)，而刀具在移動(dòng)，并同時(shí)規(guī)定刀具遠(yuǎn)離工件的方向作為坐標(biāo)軸的正方向。（ 1） Z坐標(biāo)正方向的規(guī)定：刀具遠(yuǎn)離工件的方向。（ 2） X 軸的運(yùn)動(dòng)方向是工件的徑向并平行于橫向拖板，且刀具離開工件旋轉(zhuǎn)中心的方向是 X軸的正方向。（ 3） Y軸的確定： X、 Z軸的正方向確定后， Y 軸可按右手直角笛卡爾直角坐標(biāo)系來(lái)判定。（ 4）機(jī)床原點(diǎn)是機(jī)床坐標(biāo)系的零點(diǎn) , 是機(jī)床上固定的點(diǎn)，一般不允許用戶改變 29 自動(dòng)編 程系統(tǒng)工作原理？ （ 1）工件源代碼：用數(shù)控語(yǔ)言編寫（ 2）輸入編譯：由編譯程序把工件源代碼譯成計(jì)算機(jī)能識(shí)別和處理的形式 （ 3） 數(shù)學(xué)處理：計(jì)算刀具和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡（ 4）后置處理：主信息處理是計(jì)算刀具相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡的一般解，后置信息處理是將主信息處理結(jié)果再轉(zhuǎn)換成數(shù)控機(jī)床所需要的信息。使得主信息處理通用化，后置信息處理專用化。（ 5）信息的輸出：將后置處理程序信息輸入穿孔機(jī)制成數(shù)控帶。 30 CNC系統(tǒng)的組成和計(jì)算機(jī)的功用？ CNC系統(tǒng)是一種位置（軌跡）控制系統(tǒng)，以多執(zhí)行部件 (各運(yùn)動(dòng)軸 )的位移量為控制對(duì)象并 使其協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，是一種配有專用操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。 CNC系統(tǒng)的組成：數(shù)控計(jì)算機(jī)、程序輸入 /輸出裝置和機(jī)床控制裝置。從外部特征來(lái)看， CNC 系統(tǒng)是由硬件（通用硬件和專用硬件）和軟件（專用）兩大部分組成 31數(shù)控計(jì)算機(jī)？ 是 CNC系統(tǒng)的核心。包括微處理器、內(nèi)存儲(chǔ)器、輸入 /輸出 (I/O)接口以及時(shí)鐘、譯碼等輔助電路等。（ 1）微處理器：執(zhí)行存儲(chǔ)器中的程序