【正文】 式伺服步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。數(shù)控系統(tǒng)每發(fā)出一個(gè)進(jìn)給指令脈沖，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路功率放大后，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，再經(jīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)。這類系統(tǒng)信息流是單向的，即進(jìn)給脈沖發(fā)出去以后，實(shí)際移動(dòng)值不再反饋回來，所以稱為開環(huán)控制。：由伺服電動(dòng)機(jī)、比較線路、伺服放大線路、速度檢測(cè)器和安裝在工作臺(tái)上的位置檢測(cè)器組成。這種系統(tǒng)將檢測(cè)裝置裝在移動(dòng)部件上，對(duì)工作臺(tái)實(shí)際位移量進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)并與指令值進(jìn)行比較，用差值進(jìn)行控制。: 將檢測(cè)裝置裝在伺服電機(jī)軸或傳動(dòng)裝置末端，間接測(cè)量移動(dòng)部件位移來進(jìn)行位置反饋的進(jìn)給系統(tǒng)。這類伺服系統(tǒng)的位置檢測(cè)點(diǎn)是從驅(qū)動(dòng)電機(jī)（常用交直流伺服電機(jī)）或絲杠端引出，通過檢測(cè)電機(jī)和絲杠旋轉(zhuǎn)角度來間接檢測(cè)工作臺(tái)的位移量，而不是直接檢測(cè)工作臺(tái)的實(shí)際位置。？試用框圖表示其各部分之間的關(guān)系，并簡(jiǎn)述它們的基本功能。圖P2測(cè)量裝置：是指位置和速度測(cè)量裝置，它是實(shí)現(xiàn)速度閉環(huán)控制（主軸、進(jìn)給）和位置閉環(huán)控制（進(jìn)給）的必要裝置。主軸伺服系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)零件加工的切削運(yùn)動(dòng)，其控制量為速度。：P5（加工功能）分為幾類？它們各適用于什么場(chǎng)合？點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床（用于加工平面內(nèi)的孔系，只要有數(shù)控鉆床、印刷電路板鉆孔機(jī)、數(shù)控鏜床數(shù)控沖床、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等）、直線控制數(shù)控機(jī)床(早期兩坐標(biāo)數(shù)控車床可用于加工臺(tái)階軸、簡(jiǎn)易的三坐標(biāo)軸蘇航空銑床可用于平面的銑削加工、現(xiàn)代組合機(jī)床采用數(shù)控進(jìn)給伺服控制系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)動(dòng)力頭可帶著多軸箱管軸向進(jìn)給進(jìn)行鉆、鏜銷加工。）輪廓控制數(shù)控機(jī)床（數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心等用于加工曲線和曲面形狀零件的數(shù)控機(jī)床。）、系統(tǒng)穩(wěn)定性及經(jīng)濟(jì)性三方面，比較開環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)劣。開環(huán)系統(tǒng)：步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，無位置檢測(cè)裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，精度低，易于維修半閉環(huán)系統(tǒng)：直、交流的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，角位移檢測(cè)裝置，中等精度閉環(huán)系統(tǒng)：直、交流的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，線位移檢測(cè)裝置，精度較高13. NC機(jī)床適用于加工哪些類型零件P10，不適用于哪些類型的零件，為什么？適用的：輪廓形狀復(fù)雜的零件表面粗糙度好的回轉(zhuǎn)體零件精度要求高的零件超精密、超低表面粗糙度的零件帶一些特殊類型螺紋的零件不適用的：①需要長(zhǎng)時(shí)間占機(jī)人工調(diào)整的粗加工內(nèi)容②必須按照專用工裝協(xié)調(diào)的加工內(nèi)容③毛坯上的加工余量不充分或不穩(wěn)定的加工部分④一面加工一面不加工，其加工面又不能作為定位面的部分⑤簡(jiǎn)單的粗加工面⑥必需使用細(xì)長(zhǎng)銑刀加工的部位 不適用于生產(chǎn)批量大的零件（當(dāng)然不排除其中個(gè)別工序用數(shù)控機(jī)床加工）；裝夾困難或完全靠找正定位來保證加工精度的零件；加工余量很不穩(wěn)定，且數(shù)控機(jī)床上無在線檢測(cè)系統(tǒng)可自動(dòng)調(diào)整零件坐標(biāo)位置的；必須用特定的工藝裝備協(xié)調(diào)加工的零件。 切削三要素：切削速度、進(jìn)給速度、切削深度 手工編程的步驟 圖P17工藝規(guī)程：為了達(dá)到圖樣零件的各項(xiàng)要求而采用的加工方法，它包括機(jī)床、刀具的選用，工件和刀具的裝夾方法，加工順序及每道工序所選用的切削參數(shù)（F、S、T等）以及應(yīng)達(dá)到的幾何尺寸和光潔度要求等內(nèi)容。數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：選擇并確定數(shù)控加工的內(nèi)容，對(duì)零件圖紙進(jìn)行數(shù)控工藝分析，零件圖形的數(shù)字處理及編程尺寸設(shè)定值的確定，數(shù)控教工工藝方案制定，公布進(jìn)給路線的確定，選擇數(shù)控機(jī)床的類型，刀具夾具量具的選擇和設(shè)計(jì)，切削參數(shù)的確定，加工程序的編寫，校驗(yàn)和修改，首件試加工與現(xiàn)場(chǎng)問題處理。數(shù)控加工工藝技術(shù)文件的定形與歸檔。工件原點(diǎn)：在零件圖樣上選定某一點(diǎn)為原點(diǎn)（這個(gè)點(diǎn)稱為工件原點(diǎn)，通常是對(duì)刀點(diǎn)）。何謂對(duì)刀點(diǎn)？確定對(duì)刀點(diǎn)時(shí)應(yīng)考慮哪些因素？對(duì)刀點(diǎn)是指通過對(duì)刀確定刀具與工件相對(duì)位置的基準(zhǔn)點(diǎn)。對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)置在被加工零件上，也可以設(shè)置在夾具上與零件定位基準(zhǔn)有一定尺寸聯(lián)系的某一位置 對(duì)刀點(diǎn)的選擇原則如下：（1）所選的對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)使程序編制簡(jiǎn)單；（2）對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)選擇在容易找正、便于確定零件加工原點(diǎn)的位置；（3）對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)選在加工時(shí)檢驗(yàn)方便、可靠的位置；（4）對(duì)刀點(diǎn)的選擇應(yīng)有利于提高加工精度。加工路線的確定：P23（1）選擇最短加工路線（2）盡可能避免徑向切入和切出。（3）應(yīng)保證零件的加工精度和表面粗糙度要求。程序編制中的誤差 P24第一類：在直接加工零件的過程中產(chǎn)生的誤差。 第二類：編程時(shí)產(chǎn)生的誤差。Δa算法誤差 Δb計(jì)算誤差 Δc圓整誤差（Δc處理方法有：逢奇偶四舍五入法、小數(shù)累進(jìn)法等)數(shù)控加工方法: ：平面孔系零件孔數(shù)較多或孔位精度要求較高，一般采用數(shù)控鉆床與鏜床加工，只要求有點(diǎn)位控制。：旋轉(zhuǎn)體類零件常用數(shù)控車床或數(shù)控磨床來加工，特別是車削零件的毛坯多為棒料或鍛坯，加工余量較大且不均勻，因此在編程中，粗車的加工路線是需要重點(diǎn)考慮的問題。：平面輪廓零件常用銑床加工。：（1）“行切法”加工（2）三軸聯(lián)動(dòng)加工（3）四軸聯(lián)動(dòng)加工（4）五軸聯(lián)動(dòng)加工何謂機(jī)床坐標(biāo)系?何謂工件坐標(biāo)系？如何根據(jù)X、Z軸的正向判定Y的正向？機(jī)床坐標(biāo)系：以機(jī)床原點(diǎn)為坐標(biāo)系原點(diǎn)的坐標(biāo)系，是機(jī)床固有的坐標(biāo)系，它具有唯一性。當(dāng)機(jī)床完成回零操作后，該坐標(biāo)系就建立好了，數(shù)控機(jī)床上的各點(diǎn)相對(duì)于該坐標(biāo)系的位置是唯一固定的。但應(yīng)注意，機(jī)床的有效工作區(qū)域通常都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)際被加工工件的范圍，故機(jī)床坐標(biāo)系一般不作為編程坐標(biāo)系，因此還需建立工件坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系：工件坐標(biāo)系是為了編程的方便和提高加工程序的通用性而設(shè)立的，通常編程人員在編程時(shí)可以不考慮工件在機(jī)床的安裝位置，而只需在零件圖樣上選定某一定點(diǎn)為原點(diǎn)（這個(gè)點(diǎn)成為工件原點(diǎn)，通常是對(duì)刀點(diǎn)），并建立一個(gè)坐標(biāo)系，這個(gè)坐標(biāo)系就是工件坐標(biāo)系。利用已確定的X、Z坐標(biāo)軸的正方向，用右手定則或右手螺旋法則，便可確定坐標(biāo)軸的正方向?；c(diǎn)：零件的輪廓是由許多不同的幾何要素所組成，如直線、圓弧、二次曲線等，各幾何要素之間的連接點(diǎn)稱為基點(diǎn)。刀位點(diǎn)：是指刀具的定位基準(zhǔn)點(diǎn)。絕對(duì)坐標(biāo)：將刀具運(yùn)動(dòng)位置的坐標(biāo)值表示為相對(duì)于坐標(biāo)原點(diǎn)的距離，這種坐標(biāo)的表示法稱之為絕對(duì)坐標(biāo)表示法。如圖1所示。大多數(shù)的數(shù)控系統(tǒng)都以G90指令表示使用絕對(duì)坐標(biāo)編程相對(duì)坐標(biāo)：將刀具運(yùn)動(dòng)位置的坐標(biāo)值表示為相對(duì)于前一位置坐標(biāo)的增量，即為目標(biāo)點(diǎn)絕對(duì)坐標(biāo)值與當(dāng)前點(diǎn)絕對(duì)坐標(biāo)值的差值，這種坐標(biāo)的表示法稱之為相對(duì)坐標(biāo)表示法。大多數(shù)的數(shù)控系統(tǒng)都以G91指令表示使用相對(duì)坐標(biāo)編程，有的數(shù)控系統(tǒng)用X、Y、Z表示絕對(duì)坐標(biāo)代碼，用U、V、W表示相對(duì)坐標(biāo)代碼。在一個(gè)加工程序中可以混合使用這二種坐標(biāo)表示法編程。何謂刀具半徑補(bǔ)償，刀具半徑補(bǔ)償?shù)膭?dòng)作分為哪三個(gè)階段？在零件輪廓加工中,由于刀具總有一定的半徑,刀具中心的運(yùn)動(dòng)軌跡與所需要加工零件的實(shí)際輪廓并不重合,而是偏移一個(gè)刀具半徑值, 這種根據(jù)按零件輪廓編制的程序和預(yù)先設(shè)定的偏置參數(shù)，數(shù)控裝置能實(shí)時(shí)自動(dòng)生成刀具中心軌跡的功能稱為刀具半徑補(bǔ)償功能。1．刀補(bǔ)建立：刀具從起點(diǎn)接近工件，在編程軌跡基礎(chǔ)上，刀具中心向左（G41）或向右（G42）偏離一個(gè)偏置量的距離。不能進(jìn)行零件的加工。2．刀補(bǔ)進(jìn)行：刀具中心軌跡與編程軌跡始終偏離一個(gè)偏置量的距離。3．刀補(bǔ)撤消：刀具撤離工件，使刀具中心軌跡終點(diǎn)與編程軌跡終點(diǎn)（如起刀點(diǎn)）重合。不能進(jìn)行加工。什么是數(shù)控加工的走刀路線（加工路線）？確定走刀路線時(shí)，要考慮些什么問題？走刀路線就是描述加工過程中刀具相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡，它不但包括了工步的內(nèi)容，也反映出工步順序。走刀路線是編寫程序的依據(jù)之一。加工路線的選擇：（1）選擇最短加工路線。（2）盡可能避免徑向切入和切出。（3）應(yīng)保證零件的加工精度和表面粗糙度要求。數(shù)控編程的內(nèi)容和步驟數(shù)控編程是指從零件圖紙到獲得數(shù)控加工程序的全部工作過程。編程工作主要包括：（1）分析零件圖樣和制定工藝方案（2）數(shù)學(xué)處理（3）編寫零件加工程序以及制備控制介質(zhì)（4）程序檢驗(yàn)和首件試切削CNC裝置硬件的基本組成：P83 包括CNC裝置和驅(qū)動(dòng)控制兩部分。CNC裝置主要由計(jì)算機(jī)主板，系統(tǒng)總線，存儲(chǔ)器，PLC模塊，位置控制板，鍵盤/顯示器接口及其他接口電路組成，是構(gòu)成CNC的基礎(chǔ)。刀具補(bǔ)償功能，主軸功能P86 CNC裝置的軟件系統(tǒng)特點(diǎn)：P95 多任務(wù)并行處理CNC裝置軟件結(jié)構(gòu)模式：前后臺(tái)型結(jié)構(gòu)模式P99進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)P147 位置和速度為控制量 進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成：控制調(diào)節(jié)器，功率驅(qū)動(dòng)裝置，檢測(cè)反饋裝置，伺服電機(jī)。數(shù)控機(jī)床對(duì)進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)的要求：位置檢測(cè)裝置的分類 P150 增量式檢測(cè)裝置（脈沖編碼器，旋轉(zhuǎn)變壓器，感應(yīng)同步器，光柵，磁柵，激光干涉儀）和絕對(duì)式檢測(cè)裝置 模擬式檢測(cè)裝置有測(cè)速發(fā)電機(jī)，旋轉(zhuǎn)變壓器，感應(yīng)同步器和磁尺等。編碼器分辨率計(jì)算P153數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) P208 主軸轉(zhuǎn)速計(jì)算P209 主軸轉(zhuǎn)速不僅取決于切削速度，還取決于工件或刀具的直徑。功率，扭矩特性則是選擇數(shù)控機(jī)床的重要指標(biāo)。簡(jiǎn)述數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)的特點(diǎn)，數(shù)控機(jī)床對(duì)主軸驅(qū)動(dòng)的要求是什么？相對(duì)普通機(jī)床有哪些特點(diǎn)？數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)是：①機(jī)床有足夠高的轉(zhuǎn)速和大的功率，以適應(yīng)高效率加工的需要；②主軸轉(zhuǎn)速的變換迅速可靠，一般能自動(dòng)變速；③主軸應(yīng)有足夠高的剛度和回轉(zhuǎn)精度；④主軸轉(zhuǎn)速范圍應(yīng)很廣，如對(duì)鋁合金材料的高速切削，幾乎沒有上限的限制，主軸最高轉(zhuǎn)速取決于主傳動(dòng)系統(tǒng)中傳動(dòng)元件的允許極限(如主軸軸承允許的極限轉(zhuǎn)速)，而最低轉(zhuǎn)速則根據(jù)加工不銹鋼等難加工材料的要求來確定變速范圍寬；數(shù)控機(jī)床對(duì)主軸驅(qū)動(dòng)的要求是什么？P212 相對(duì)普通機(jī)床有哪些特點(diǎn)：主軸變速迅速可靠；主軸組件的耐磨性高；轉(zhuǎn)速高、功率大。主軸準(zhǔn)停的意義：在數(shù)控鉆床、數(shù)控銑床及以鏜銑為主的加工中心，由于特殊加工或自動(dòng)換刀，要求主軸每次停在一個(gè)固定的準(zhǔn)確的位置上，所以在主軸上必須設(shè)有準(zhǔn)停裝置。數(shù)控機(jī)床主軸變速的方式？特點(diǎn)？應(yīng)用場(chǎng)合？P211 主要抄書。1. 帶有簡(jiǎn)單變速機(jī)構(gòu)的主傳動(dòng)特點(diǎn)：通過少數(shù)幾對(duì)齒輪降速，擴(kuò)大輸出扭矩，以滿足主軸低速時(shí)對(duì)輸出扭矩特性的要求。應(yīng)用：大、中型數(shù)控機(jī)床采用這種變速方式。2. 通過皮帶傳動(dòng)的主傳動(dòng)特點(diǎn)：電動(dòng)機(jī)本身的調(diào)速就能夠滿足要求，不用齒輪變速，可以避免齒輪傳動(dòng)引起的振動(dòng)與噪聲。它適用于高速、低扭矩特性要求的主軸。其調(diào)速范圍比（恒功率調(diào)速范圍與恒扭矩調(diào)速范圍之比）受電機(jī)調(diào)速范圍比的約束。常用的是三角帶和同步齒形帶。應(yīng)用：這種傳動(dòng)主要應(yīng)用在轉(zhuǎn)速較高、變速范圍不大的機(jī)床。3. 用電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)主軸特點(diǎn)：這是上述兩種方式的混合傳動(dòng)，具有上述兩種性能。高速時(shí)電動(dòng)機(jī)通過皮帶輪直接驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，低速時(shí)，另一個(gè)電動(dòng)機(jī)通過兩級(jí)齒輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，齒輪起到降速和擴(kuò)大變速范圍的作用，這樣就使恒功率區(qū)增大，擴(kuò)大了變速范圍?？朔说退贂r(shí)轉(zhuǎn)矩不夠且電動(dòng)機(jī)功率不能充分利用的問題。但兩個(gè)電機(jī)不能同時(shí)工作，也是一種浪費(fèi)。4. 由調(diào)速電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的主傳動(dòng)特點(diǎn)：調(diào)速電機(jī)與主軸用聯(lián)軸器同軸聯(lián)接，這種方式大大簡(jiǎn)化了主傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，有效地提高了主軸部件的剛度，但主軸輸出扭矩小，電機(jī)發(fā)熱對(duì)主軸精度影響較大。5. 內(nèi)裝式電主軸即主軸與電機(jī)轉(zhuǎn)子合二為一。特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是主軸部件結(jié)構(gòu)更緊湊，重量輕，慣量小，可提高啟動(dòng)、停止的響應(yīng)特性，并利于控制振動(dòng)和噪聲。缺點(diǎn)同樣是熱變形問題。數(shù)控機(jī)床的主軸軸承配置有哪些類型？各適用于什么場(chǎng)合？P215主軸的C軸功能控制有何意義？具有C軸功能控制的數(shù)控機(jī)床，只需通過編程，便可以方便的加工螺紋，以及其他多種特殊表面。如果配置動(dòng)力刀架，則其工藝范圍將更大，同時(shí)將擴(kuò)大車床的工藝范圍，實(shí)現(xiàn)多工序復(fù)合。零傳動(dòng)：機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)采用直線步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)與原旋轉(zhuǎn)電機(jī)傳動(dòng)方式的最大區(qū)別是取消了從電機(jī)到工作臺(tái)(拖板)之間的一切機(jī)械中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)。即把機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)鏈的長(zhǎng)度縮短為零。 故這種傳動(dòng)方式即稱“直接驅(qū)動(dòng)”(Direct Drive)，慣稱為“直線驅(qū)動(dòng)”，也又稱為“零傳動(dòng)”。(1)高速響應(yīng)性 　　一般來講機(jī)械傳動(dòng)件比電氣元器件的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間要大幾個(gè)數(shù)量級(jí)。由于系統(tǒng)中取消了一些響應(yīng)時(shí)間常數(shù)較大的如絲杠等機(jī)械傳動(dòng)件，使整個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能大大提高，使反應(yīng)異常靈敏快捷。 　　(2)高精度性 　　由于取消了絲杠等機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，因而減少了插補(bǔ)時(shí)因傳動(dòng)系統(tǒng)滯后帶來的跟蹤誤差。通過直線位置檢測(cè)反饋控制，可大大提高機(jī)床的定位精度。 　　(3)傳動(dòng)剛度高、推力平穩(wěn) 　　“直接驅(qū)動(dòng)”提高了其傳動(dòng)剛度。同時(shí)直線電機(jī)的布局，可根據(jù)機(jī)床導(dǎo)軌的形面結(jié)構(gòu)及其工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力情況來布置。通常設(shè)計(jì)成均布對(duì)稱，使其運(yùn)動(dòng)推力平穩(wěn)。 　　(4)速度快、加減速過程短 　　直線電機(jī)最早主要用于磁浮列車(時(shí)速可達(dá)500km/h)，現(xiàn)在用于機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動(dòng)中，要滿足其超高速切削的最大進(jìn)給速度(要求達(dá)60～100m/min或更高)當(dāng)然是沒問題的。也由于“零傳動(dòng)”的高速響應(yīng)性，使其加減速過程大大縮短，從而實(shí)現(xiàn)起動(dòng)時(shí)瞬間達(dá)到高速，高速運(yùn)行時(shí)又能瞬間準(zhǔn)停。加速度一般可達(dá)到2～10g(g=)。 　　(5)行程長(zhǎng)度不受限制 　　在導(dǎo)軌上通過串聯(lián)直線步進(jìn)電機(jī)的定件，就可無限延長(zhǎng)動(dòng)件的行程長(zhǎng)度。 　　(6)運(yùn)行時(shí)噪聲低 　　由于取消了傳動(dòng)絲杠等部件的機(jī)械摩擦，而其導(dǎo)軌副又可采用滾動(dòng)導(dǎo)軌或磁墊懸浮導(dǎo)軌(無機(jī)械接觸)，使運(yùn)動(dòng)噪聲大大下降。 　　(7)效率高 　　由于無中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，也就取消了其機(jī)械摩擦?xí)r的能量損耗。要解決的問題：內(nèi)裝式電機(jī)的散熱問題，主軸軸承的正確選用