(郑州大学机床数控技术期末考试题总结.docVIP

第一章 机床数控技术概述 机床数控技术是由编程技术、程序载体、人机交换装置、数控系统和机床本体组成。 人机交互装置的作用是将程序载体的数控代码输送到数控系统的内存器，对加工程序进行编辑和调试，显示数控机床的运行状态、机床参数及坐标轴位置。 CNC系统是数控系统的核心。 数控编程方法主要有：手动编程、自动编程 伺服系统是CNC系统和机床本体的联系环节。 数控机床的特点：①适应性、灵活性好②质量稳定、精度高③生产效率高④劳动强度低、劳动条件好⑤有利于现代化生产与管理⑥具有监控功能和故障诊断能力⑦使用、维护技术要求。 数控机床的分类：①按运动控制方式分类：点位控制数控机床、直线控制数控机床、轮廓控制数控机床②按伺服系统类型分类：开环、半闭环、闭环私服系统控制数控机床③按功能水平分类:低、中、高档数控机床④按工艺方法分类：金属切削数控机床、金属成形数控机床、特种加工数控机床。 数控机床按照伺服系统的分类及其特点：①开环伺服系统控制数控机床：没有位置测量反馈装置，控制指令通过驱动装置控制电动机的运转，经机械传动系统转化为刀具或者工作台的位移。结构简单，制造成本低，价格便宜，位移精度一般不高②半闭伺服系统控制数控机床：用安装在进给丝杆轴端或电动机轴端的角位移测量元件检测伺服电动机或丝杆的角位移，间接计算出工作台等执行部件的实际位置值，并与指令位置进行比较，进行差值控制。有稳定的控制特性，相当高的精度且调试比较方便，价格比全闭环系统便宜，广泛应用③闭环伺服系统控制数控机床：用直接安装在机床刀架或工作台等执行部件上的位置反馈测量装置检测它们的实际位置，并与插补得到的指令位置比较，经放大和变换，驱动执行部件减少误差，直到消除。位置精度高、调节速度快、系统复杂不稳定和成本高，适用于精度要求高的数控机床。 9、机床数控技术的发展趋势：①向高速度、高精度方向发展②想柔性化、功能集成化方向发展③向智能化方向发展④向高可靠性方向发展⑤向网络化方向发展⑥向造型宜人化方向发展。 10、数控机床的控制原理：数控车床是用数字化的信息来实现自动化控制的，将与加工零件有关的信息—工件与刀具相对运动轨迹的尺寸参数，切削加工的工艺参数，以及各种辅助操作等加工信息—用规定的文字、数字和符号组成的代码，按一定的格式编写成加工程序单，将加工程序通过控制介质输入到数控装置中，由数控装置经过分析处理后，发出各种与加工程序相对应的信号和指令控制机床进行自动加工。 第二章 数控机床的插补原理及道具补偿 所谓插补就是根据所给定的进给速度和轮廓形状的要求，在轮廓已知点之间，确定一些中间点的方法，这种方法称为插补方法或插补原理。插补的实质是轮廓线上起点和终点等有限信息，完成起点和终点间的数据点密化。目前常用的插补方法可分为脉冲增量插补和数据采样插补。 脉冲增量插补：逐点比较法、数字积分法；数据采样插补：直线函数法、扩展数字积分法。 逼近误差δ与进给速度F、插补周期T的平方成正比，与圆弧半径R成反比。 逐点比较法插补原理：基本原理是每次仅向一个坐标轴输出一个进给脉冲，每走一步将增加工点的瞬时坐标与理论的加工轨迹相比较，判断实际加工点与理论加工轨迹的偏差位置，通过偏差函数计算二者之间的偏差，从而决定下一步的进给方向。每进给一步都要完成偏差判断、坐标进给、新偏差计算、终点判别四个工作节拍。 扩张DDA插补原理：数字积分法又称为数字微分分析器，是利用数字积分的原理，计算刀具沿坐标轴的位移，使刀具沿着所加工的轨迹运动。扩展DDA算法是在DDA积分法的基础上发展起来的，将时间T1用采样周期T分割为n个子区间，n取最接近大于等于T1/T的整数，从而由起点、终点、速度、时间可计算出在每个采样周期T内的坐标增量，进而计算出每个动点的位置坐标值。 数据采样插补法终点判别的作用：使插补运算在插补到轨迹终点时停止插补。插补的速度取决于插补方法和终点判别方法。 刀具半径补偿：轮廓加工过程中，由于刀具总具有一定的半径，刀具中心的运动轨迹并不等于所加工零件的轮廓，在进行轮廓加工时，使刀具中心偏离零件的轮廓表面一个刀具半径值。执行过程分为三个部分：刀具补偿建立、刀具补偿进行、刀具补偿撤销。 刀具半径补偿类型：缩短型、伸长型、插入型 C刀补偿的方法：CNC系统工作后，第一段程序首先被读入BS，在BS中算得第一段程序编程的轨迹送到CS中暂存，又将第二段程序读入BS，算出第二段的编程轨迹，然后对第一段、二段编程轨迹的连接方式进行判别，根据判别结果对第一段编程轨迹做相应的修正，修正结束后，顺序的将修正后的第一段程序轨迹有CS送到AS，第二段轨迹有BS送到CS，随后，由CPU将AS中的内容送到OS进行初步运算，运算结果送到伺服机构以完成驱动动作。当修正了第一段轨迹程序开始执行时，利用插补间隙，CPU有命令读入第三段程序读入BS，随