【正文】 明暗相間的條紋，稱為“莫爾條紋”。標(biāo)尺光柵一般安裝在機(jī)床活動部件（工作臺）上，光柵讀數(shù)頭安裝在機(jī)床固定部件（機(jī)床底座）上。6光柵：按用途分為：物理光柵和計量光柵。旋轉(zhuǎn)式由定子和轉(zhuǎn)子組成，測角位移，用于半閉環(huán)伺服系統(tǒng)，定尺安裝在機(jī)床不動部件上，滑尺安裝在機(jī)床的移動部件上，保持定尺和滑尺平行。具體還要看書 5感應(yīng)同步器：分為直線式和旋轉(zhuǎn)式。公式及圖見書上216頁 4正/余弦旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理：是雙極對旋轉(zhuǎn)變壓器，定子和轉(zhuǎn)子繞組中各有互相垂直的兩個繞組，轉(zhuǎn)子繞組中的一個繞組輸出電壓為U2，另一個繞組接高阻抗，用來補(bǔ)償轉(zhuǎn)子對定子的電樞反應(yīng)。由定子和轉(zhuǎn)子組成，分為有刷和無刷兩種。缺點(diǎn)是加入了直線運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動的傳動鏈誤差，從而影響檢測精度。但檢測裝置要與行程等長，對大型機(jī)床來說是個限制。2直接測量和間接測量：1）直接測量：對機(jī)床的直線位移采用直線型檢測裝置測量，稱為直接測量。對于采用半閉環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床，其位置檢測裝置一般采用旋轉(zhuǎn)變壓器或編碼器，安裝在進(jìn)給電機(jī)或絲杠上。第六章數(shù)控機(jī)床的檢測裝置 位置檢測裝置是數(shù)控機(jī)床閉環(huán)和半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的重要組成部分，其作用是檢測位移（線位移或角位移）和速度，發(fā)送位置檢測反饋信號至數(shù)控裝置，構(gòu)成伺服系統(tǒng)的閉環(huán)或半閉環(huán)控制，使工作臺按指令的路徑精確的移動。C刀具半徑補(bǔ)償：能自動處理兩個相鄰程序段之間連接（即尖角過渡）的各種情況，并直接求出刀具中心軌跡的轉(zhuǎn)接交點(diǎn)，然后再對原來的刀具中心軌跡做伸長或縮短修正。也就是余數(shù)寄存器Jrx；和Jry的初值不是06直線函數(shù)法：7刀具半徑補(bǔ)償：B刀具半徑補(bǔ)償和C刀具半徑補(bǔ)償。一般取插補(bǔ)周期為采樣周期的整數(shù)倍，該倍數(shù)應(yīng)等于對輪廓步長實(shí)時精插補(bǔ)時的插補(bǔ)點(diǎn)數(shù)。粗插補(bǔ)由軟件完成，精插補(bǔ)可以由軟件完成，也可以由硬件完成。輪廓步長L=FT,其中F為進(jìn)給速度。如：逐點(diǎn)比較法、數(shù)字積分法、比較積分法等?；鶞?zhǔn)脈沖插補(bǔ)：特點(diǎn)是數(shù)控裝置在插補(bǔ)結(jié)束時向各個運(yùn)動坐標(biāo)軸輸出一個基準(zhǔn)脈沖序列，驅(qū)動各坐標(biāo)軸進(jìn)給電機(jī)的運(yùn)動?，F(xiàn)代CNC一般粗插補(bǔ)用軟件方法，精插補(bǔ)用硬件插補(bǔ)方法。插補(bǔ)技術(shù)是數(shù)控系統(tǒng)的核心技術(shù)。2插補(bǔ)：根據(jù)零件輪廓線型上的已知點(diǎn)，數(shù)控系統(tǒng)按刀具參數(shù)、進(jìn)給速度和進(jìn)給方向的要求，計算出輪廓線上中間點(diǎn)位置坐標(biāo)值的過程。具有以下特點(diǎn)：數(shù)字化驅(qū)動、軸控規(guī)模大、可以實(shí)現(xiàn)5軸聯(lián)動、操作系統(tǒng)視窗化、軟件內(nèi)容豐富功能強(qiáng)大、具有遠(yuǎn)程診斷功能、保護(hù)功能健全、硬件高度集成化、模塊化設(shè)計、內(nèi)裝大容量的plc、pc化。2)普及型CNC 0D 系列3）全功能型的 0C系列4）高性價比的0i系列：整體軟件功能包，高速、高精度加工，并具有網(wǎng)絡(luò)功能5）具有網(wǎng)絡(luò)功能的超小型、超薄型CNC16i/18i/2li系列。9典型的CNC系統(tǒng)：日本的FANUC公司和德國的SIEMENS公司。軟件結(jié)構(gòu)有：多任務(wù)并行處理（資源共享和時間重疊兩種方法）、前后臺軟件結(jié)構(gòu)、中斷型軟件結(jié)構(gòu)、開放式數(shù)控軟件結(jié)構(gòu)?？刂栖浖ㄋ俣瓤刂啤⒉逖a(bǔ)和位置控制及開關(guān)量控制、負(fù)責(zé)譯碼、刀具補(bǔ)償功能。可以實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)三個不同層次上的開放：1）CNC系統(tǒng)的開放2）用戶操作界面的開放3）CNC內(nèi)核的深層次開放7軟件結(jié)構(gòu)：包括管理軟件和控制軟件。5共享存儲器結(jié)構(gòu)：所有主模塊共享存儲器，各個主模塊都有權(quán)控制使用存儲器，即使多個主模塊同時請求使用存儲器，只要存儲器容量有空閑，一般不會發(fā)生沖突，所有引起沖突的可能性小，數(shù)據(jù)傳輸效率高，結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜。特點(diǎn)：容易引起沖突，使數(shù)據(jù)傳輸效率降低，總線一旦出現(xiàn)故障，會影響整個CNC裝置的性能。并不是每個模塊都有一個微處理器，把帶有CPU的稱為主模塊，不帶的稱為從模塊（各種RAM和ROM模塊、I/O等），在結(jié)構(gòu)上分為共享總線型和共享存儲器型。3多微處理器結(jié)構(gòu)：數(shù)控裝置中有兩個或以上的微處理器，功能和單微處理器結(jié)構(gòu)的一樣，不過多微處理器結(jié)構(gòu)采用模塊化技術(shù)，將每個功能進(jìn)行模塊化。7）可編程控制器：PLC用來實(shí)現(xiàn)各種開關(guān)量（S、M、T）的控制，如主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，換刀，切削液開關(guān)。6）MDI/CRT接口：MDI接口是通過操作面板上的鍵盤，手動輸入數(shù)據(jù)的接口。4)輸入/輸出接口：一般在接口電路中采用光電耦合器或繼電器將CNC裝置和機(jī)床之間的信號進(jìn)行電氣隔離，防止干擾信號引起誤動作。只有數(shù)據(jù)總線采用雙方向線。1）微處理器：由運(yùn)算器和控制器組成，目前有8位、1364位的微處理器。單微處理器結(jié)構(gòu)：整個數(shù)控裝置只有一個微處理器，對存儲、插補(bǔ)運(yùn)算、輸入輸出控制、CRT顯示等功能進(jìn)行集中控制和分時處理。1）等步長法步驟：求出最小曲率半徑Rmin；計算允許步長L；計算節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)2）等誤差法：以起點(diǎn)為圓心，d允為半徑做圓；求圓與曲線的公切線的斜率；求過起點(diǎn)與已知直線平行的直線；與曲線聯(lián)立求的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)。4）車螺紋：在Z方向應(yīng)使車刀刀位點(diǎn)離待加工面有一定的引入距離，退刀時有一定的引出距離。2)對點(diǎn)位控制的機(jī)床而言，要求定位過程盡量快，這類機(jī)床應(yīng)按最短空行程來安排走刀路線。12幾種加工實(shí)例：1）凹槽的三種走刀路線：行切法和環(huán)切法。11對刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)的確定：對刀點(diǎn)是工具相對工件運(yùn)動的起點(diǎn)，選擇原則：1）盡量選在零件的設(shè)計基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上2）便于對刀、觀察和檢測3）簡化坐標(biāo)值計算；刀位點(diǎn)：表征刀具特征的點(diǎn)，刀具對刀時，刀位點(diǎn)與對刀點(diǎn)重合。7數(shù)控加工工藝的特點(diǎn)：1）工序內(nèi)容具體2）工序內(nèi)容復(fù)雜3）工序集中8工序的安排：除了遵循基準(zhǔn)先行、先粗后精、先面后孔、先主后次，還應(yīng)該遵守1）先進(jìn)行內(nèi)形內(nèi)腔的加工，后進(jìn)行外形加工工序2）有相同裝夾方式或用同一把刀具加工的工序最好一起進(jìn)行，以減少定位i，節(jié)省換刀時間3）同一次裝夾中進(jìn)行的多道工序，應(yīng)先安排對工件剛性破壞較小的工序9夾具：只需要具備定位和夾緊兩種功能就行。補(bǔ)償量可以是要求深度與實(shí)際深度的差值 刀具補(bǔ)償功能的優(yōu)點(diǎn)：簡化編程工作量、實(shí)現(xiàn)粗精加工、實(shí)現(xiàn)內(nèi)外型面的加工?；騒_Y_Z_R_F；圓弧所對的圓心角a180，—R。2）圓弧插補(bǔ)：絕對坐標(biāo)編程時，XYZ為圓弧終點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值；增量坐標(biāo)編程時，XYZ為終點(diǎn)相對于起點(diǎn)的增量值；無論是絕對還是增量，IJK都為圓心坐標(biāo)相對于圓弧起點(diǎn)的增量值。5加工程序結(jié)構(gòu)格式：N_G_X_Y_Z_?F_S_T_M_；N程序段號字；G準(zhǔn)備功能字，F(xiàn)進(jìn)給功能字，S主軸轉(zhuǎn)速，T刀具，M輔助功能字。如果Z軸是水平的，則從刀具主軸后端向工件看，X軸的正反向為向右方向。2坐標(biāo)軸的命名及方向：直線運(yùn)動的坐標(biāo)軸采用右手笛卡爾坐標(biāo)系，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的坐標(biāo)軸用右手螺旋定則確定。手工編程包括零件圖紙分析、工藝處理、數(shù)學(xué)處理、程序編制等。3）按工藝方法分類：金屬切削數(shù)控機(jī)床（車床、銑床、鉆床、磨床等）、金屬成形數(shù)控機(jī)床（擠、沖、壓、拉）、特種加工數(shù)控機(jī)床。三軸可實(shí)現(xiàn)曲面的軌跡控制。分為兩軸、兩軸半、三軸、四軸、五軸聯(lián)動，兩軸可實(shí)現(xiàn)直線、圓弧、曲線的軌跡控制。直線控制數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)是機(jī)床的運(yùn)動部件不僅要實(shí)現(xiàn)從一個位置到另一個位置的精確定位，而且要求機(jī)床工作臺或刀具以給定的進(jìn)給速度，沿平行于坐標(biāo)軸的方向或與坐標(biāo)軸成45度的方向進(jìn)行直線移動和切削加工。點(diǎn)位控制：特點(diǎn)是機(jī)床的運(yùn)動部件只能實(shí)現(xiàn)從一個位置到另一個位置的精確定位，從一個位置到另一個位置的移動軌跡沒有嚴(yán)格要求，不進(jìn)行切削加工。由輸入/輸出裝置、計算機(jī)數(shù)控裝置（CNC puter numerical control）、可編程控制器PLC(programmable logic controller)、主軸伺服驅(qū)動裝置、進(jìn)給伺服驅(qū)動裝置以及檢測裝置等組成.。數(shù)控機(jī)床普遍采用精密滾珠絲杠和直線滾動導(dǎo)軌副保證快速響應(yīng)特性。第一篇：數(shù)控知識點(diǎn)總結(jié)第一章 數(shù)控機(jī)床的概述 機(jī)床數(shù)控技術(shù)定義：用數(shù)字化信息對機(jī)床運(yùn)動及其加工過程進(jìn)行控制的一種方法，簡稱數(shù)控（numerical control,NC），由機(jī)床本體、數(shù)控系統(tǒng)、外圍技術(shù)組成。數(shù)控機(jī)床：是一個裝有程序控制系統(tǒng)的機(jī)床，該系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有使用代碼，或其他符號編碼指令規(guī)定的程序。3數(shù)控系統(tǒng)：是一種程序控制系統(tǒng)，它能邏輯的處理輸入到系統(tǒng)中的數(shù)控加工程序，控制數(shù)控機(jī)床運(yùn)動并加工出零件。見書上圖2頁4數(shù)控加工零件的過程：1）零件圖工藝處理2）數(shù)學(xué)處理3）程序編程和程序仿真4）程序輸入5）譯碼6）數(shù)據(jù)處理7）插補(bǔ)8）伺服控制與加工5數(shù)控機(jī)床的分類：1）按運(yùn)動控制方式分：點(diǎn)位控制、直線控制、輪廓控制數(shù)控機(jī)床。如數(shù)控鉆床等。輪廓控制數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)是機(jī)床的運(yùn)動部件能夠?qū)崿F(xiàn)兩個或兩個以上的坐標(biāo)軸的聯(lián)動控制，使刀具與工件間的相對運(yùn)動符合工件輪廓要求，如數(shù)控銑床、車床。兩軸半可實(shí)現(xiàn)簡單的曲面的軌跡控制。2）按伺服系統(tǒng)類型分類：開環(huán)控制（沒有位置檢測裝置的數(shù)控機(jī)床）、閉環(huán)控制（帶有位置檢測裝置，安裝在機(jī)床刀架或工作臺等執(zhí)行部件上，用以隨時檢測執(zhí)行部件的實(shí)際位置）、半閉環(huán)控制（也有位置檢測裝置，但安裝在伺服電機(jī)或絲杠的端部，通過角位移間接計算出機(jī)床工作臺等執(zhí)行部件的實(shí)際位置，然后與指令位置進(jìn)行比較，進(jìn)行差值控制）。6數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢：1）高速度、高精度方向（電主軸和直線電機(jī)）2）向柔性化、功能集成化方向發(fā)展3）智能化4）高可靠性5）標(biāo)準(zhǔn)化7）驅(qū)動并聯(lián)化第二章 數(shù)控加工程序編制基礎(chǔ)1分為兩大類：手工編程和自動編程。自動編程分為語言式編程、圖形交互式編程、語音編程等，其中圖形交互式編程是目前最常用的方法。3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)軸的確定方法：X軸平行于工件裝夾面且與Z軸垂直，通常呈水平方向，對于刀具旋轉(zhuǎn)類機(jī)床，如果Z軸是垂直的，則面對刀具主軸向立柱方向看，X軸的正方向為向右方向。4機(jī)床參考點(diǎn)：廠家設(shè)定的固定點(diǎn)，一般為各坐標(biāo)軸的正極限位置，通過機(jī)床正確回參考點(diǎn)，才能確定機(jī)床的原點(diǎn)位置，從而正確建立機(jī)床坐標(biāo)系。6常用指令：1）G代碼分為模態(tài)代碼和非模態(tài)代碼。格式：G02/G03X_Y_Z_I_J_K_F_。3）刀具補(bǔ)償指令：刀具半徑補(bǔ)償G00/G01 G41/42 X_Y_D(H)_F；刀具長度補(bǔ)償：G43/G44(正 負(fù))，取消G49/G40，格式：G00/G01 G43/G44 Z_H_F_。4）工件坐標(biāo)系設(shè)定指令：G92；5）暫停指令:G04 P/X(U)；P后面的數(shù)字為整數(shù)，單位為ms P3000表示暫停3s，G04 。10刀具的選擇要求：滿足調(diào)整方便、剛性好、精度高、耐用度高。球頭銑刀的刀位點(diǎn)為球心。實(shí)際生產(chǎn)中，先采用行切法加工，最后環(huán)切一刀光整輪廓表面能獲得較好效果。3）對于多框復(fù)雜薄壁件，應(yīng)采用層優(yōu)先而不能采用深度優(yōu)先的方法，以減少薄壁件的加工變形。13高速加工：切削速度很高，超過普通切削510倍；機(jī)床主轉(zhuǎn)速很高，一般在10000轉(zhuǎn)以上，最高達(dá)到150000r/min；進(jìn)給速度很高，15m/min以上，最高90；14數(shù)學(xué)處理：用直線段逼近非圓曲線時計算節(jié)點(diǎn)：等間距法、等步長法、等誤差法。第三章第四章 計算機(jī)數(shù)控裝置（由硬件和軟件組成）1CNC裝置通過數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)存儲、譯碼處理、插補(bǔ)計算和信息的輸出，控制數(shù)控機(jī)床的執(zhí)行部件運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)零件的加工。見書141的圖41。2）總線：一般分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線。3)存儲器：包括只讀存儲器（ROM）和隨機(jī)存儲器（RAM），ROM一般采用可擦除的只讀存儲器（EPROM）,RAM中的內(nèi)容可以隨時被CPU讀或?qū)?，斷電后，RAM中的信息會消失，如果需要斷電后保留信息，一般需采用后備電池。5）位置控制器：數(shù)控機(jī)床的主運(yùn)動包括主軸轉(zhuǎn)動和各坐標(biāo)軸的進(jìn)給運(yùn)動。CRT接口是在CNC軟件配合下，將字符和圖形顯示在顯示器上。8）通信接口：一般采用RS232C和RS422/485串口。一般包括管理模塊、CNC插補(bǔ)模塊、位置控制模塊、存儲器模塊、自動編程模塊、操作面板顯示模塊、主軸控制模塊以及PLC功能模塊。4共享總線結(jié)構(gòu)：只有主模塊有權(quán)控制使用系統(tǒng)總線，但由于主模塊不止一個，多個主模塊可能會同時請求使用總線，而某一時刻只能由一個主模塊占有總線，為此，系統(tǒng)有總線仲裁電路，由優(yōu)先級高的主模塊優(yōu)先使用總線。系統(tǒng)配置靈活、容易實(shí)現(xiàn)。6開放式數(shù)控系統(tǒng)：以工業(yè)PC機(jī)為基礎(chǔ)的開放式數(shù)控系統(tǒng)，很容易實(shí)現(xiàn)多軸、多通道控制，利用Windows工作平臺，實(shí)現(xiàn)三維實(shí)體圖形顯示和自動編程相當(dāng)容易。管理軟件主要包括數(shù)據(jù)輸入、I/O處理、通信、診斷和顯示等功能。具體見146頁的圖。8可編程控制器可完成如下功能1）M S T 功能2）機(jī)床外部開關(guān)量信號控制功能、輸出信號控制功能、伺服控制功能、報警處理功能、其他介質(zhì)輸入裝置互聯(lián)控制。其中FANUC特點(diǎn)：1）高可靠性的PowerMate 0 系列。SINUMERIK 840D數(shù)控系統(tǒng)性能：采用三CPU結(jié)構(gòu):人機(jī)通信CPU、數(shù)字控制CPU、可編程邏輯控制器CPU。第五章 數(shù)控機(jī)床的控制原理1脈沖當(dāng)量或最小分辨率：在數(shù)控機(jī)床中，刀具或工件能夠移動的最小位移量。插補(bǔ)的實(shí)質(zhì)就是根據(jù)有限的信息完成“數(shù)據(jù)密化”的工作。3插補(bǔ)器：數(shù)控系統(tǒng)中完成插補(bǔ)運(yùn)算工作的裝置或程序，分為：硬件插補(bǔ)器、軟件插補(bǔ)器、軟硬結(jié)合插補(bǔ)器。4插補(bǔ)的方法原理很多，根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)輸出到伺服驅(qū)動裝置的信號的不同，插補(bǔ)方法分為：基準(zhǔn)脈沖插補(bǔ)和數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)兩種類型。每個脈沖使各坐標(biāo)軸僅產(chǎn)生一個脈沖當(dāng)量的增量，代表了刀具或工件的最小位移；脈沖的數(shù)量代表了工件或刀具移動的位移量；脈沖序列的頻率代表了刀具或工件運(yùn)動的速度。數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)：分為兩步進(jìn)行，第一步為粗插補(bǔ)，采用時間分割的思想，把加工一段直線或圓弧的整段時間細(xì)分為許多相等的時間間隔，稱為插補(bǔ)周期。第二步為精插補(bǔ)，即在粗插補(bǔ)算出的每一微小直線段的基礎(chǔ)上再做“數(shù)據(jù)點(diǎn)的密化”工作。計算機(jī)除了完成插補(bǔ)運(yùn)算外，還要執(zhí)行顯示、監(jiān)控、位置采樣及控制等實(shí)時任務(wù)，所以插補(bǔ)周期應(yīng)大于插補(bǔ)運(yùn)算時間與完成其他實(shí)時任務(wù)所需時間之和。提高插補(bǔ)精度的措施——余數(shù)寄存器預(yù)置數(shù)，常用的是預(yù)置最大容量值（全加載）（半加載）兩種。B刀具半徑補(bǔ)償要求編程軌跡的過渡方式為圓角過渡（以圓弧連接），且連接處必須相切，切削內(nèi)輪廓角時，過渡圓弧的半徑應(yīng)大于刀具半徑。在同一坐標(biāo)平面內(nèi)直線轉(zhuǎn)接直線時，a在0—360度變化，相應(yīng)刀具中心軌跡的轉(zhuǎn)接有縮短型、插入型及伸長型。閉環(huán)或半閉環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床的加工精度主要由檢測系統(tǒng)的精度決定。對于采用閉環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床，一般可采用感應(yīng)同步器，光柵等測量裝置，安裝在工作臺或?qū)к壣?，直接測量工作臺的直線位移。直接測量的測量精度主要取決