数控技术考试重点知识.doc

第一章 绪论 1.数控加工的特点及主要加工对象?特点：1，可以加工具有复杂型面的工件 2，加工质量高，质量稳定 3，生产率高 4，改善劳动条件 5，有利于生产管理现代化 6，数控加工是CAD/CAM技术和先进制造技术的基础对象：1，多品种，单件小批量生产的零件或新产品试制中的零件；2，几何形状复杂的零件；3，精度及表面粗糙度高的零件；4，加工过程中需要进行多工序加工的零件；5，用普通机床加工时，需要昂贵工装设备（如工具，夹具和模具）的零件2. 数控技术的基本概念，数控系统由哪几部分组成?基本概念：数控技术简称数控（Numerical Control,NC)是利用数字化信息对机械运动及加工过程进行控制的一种方法3.组成：一般由控制介质，输入装置，数控装置（数控设备核心），伺服系统，执行部件和测量反馈装置组成伺服系统包括伺服驱动电路和伺服驱动元件）3.数控机床工作的基本原理?首先分析零件图样，根据图样中对材料和尺寸，形状，加工精度及热处理等的要求确定工艺方案，进行工艺处理和数值计算，在此基础上，根据数控系统规定的功能指令代码和程序段格式编写数控加工程序单，然后将加工程序输入到数控装置，数控装置将输入指令进行译码，寄存和运算后，向系统各个坐标的伺服系统发出指令信号，经驱动电机的放大处理，伺服电机输出角位移和角速度，并通过执行部件的传动系统装换为工作台的直线位移，实现进给运动，完成零件的加工。

4.数控系统的分类：1）按数控装置分类可分为硬件式数控系统（NC）和软件式数控系统(CNC系统) 2）按运动方式分类可分为点位控制系统（精确定位点，打孔）、点位直线控制系统（定位点打孔和加工平行于坐标轴或与坐标轴成45度的直线）以及轮廓控制系统（可加工出任何轮廓）要求了解概念，并能分辨各种具体加工的运动控制方式3）按控制方式分类可分为 ：开环控制系统（没有反馈装置，步距误差及机械部件的传动误差不能进行校正补偿所以控制精度较低，但开环系统结构简单，运行平稳，成本低，价格低廉，使用维修方便，可广泛的用于精度要求不高的数控系统中）半闭环控制系统（在伺服电机输出端或丝杆轴端装有角位移检测装置，通过测量角位移间接地检测移动部件的直线位移，然后反馈到数控装置中由于角位移检测装置比直线位移检测装置结构简单，安装方便，稳定性能好，价格便宜精度高于开环控制系统，估应用较为广泛，但这种系统的丝杠螺母副，齿轮传动副等传动装置未包含在反馈系统中，故其控制精度不算很高//全闭环控制系统（闭环控制系统是在移动部件上直接安装直线位置检测装置，将测量的实际位移值反馈到数控装置中，与输入的位移值进行比较，用差值进行控制，使移动部件按照实际需要的位移量运动，实现移动部件的精确定位。

定位精度高，安装调试复杂且造价昂贵）要求掌握各自的特点4．重要的名词：NC（硬件逻辑数控系统或者数控）、CNC（计算机数控）、DNC（直接数字控制）、FMC（柔性制造单元）、FMS（柔性制造系统）、CIMS（计算机集成制造系统）、MDI（手动数字输入第二章 数控加工工序1．数控工艺的三个特点：1.工艺内容具体完整 2.工序集中 3.对复杂面·特殊面或者有特殊要求的表面加工能力好2．切削用量三要素：切削速度、进给量、背吃刀量对刀点（刀具相对零件运动的起点）、刀位点、换刀点（应设在工件外部）、走刀路线3．数控加工对刀具和刀具材料的要求，常用的刀具材料刀具材料要求：1，高的硬度和耐磨性；2，足够的强度和韧性；3，良好的耐热性和导热性；4，良好的工艺性；5，良好的经济性对刀具的要求： 1.足够的强度硬度 2.搞得刀具耐用度 3.高可靠性 4.较高精度 5.可靠地断屑 6.能快速更换刀具常用刀具材料：1，高速钢（普通高速钢，高性能高速钢）；2硬质合金（K类（YG）即钨钴类，P类（YT)即钨钴钛类，M类（YW）即钨钴钛钽铌类3，其他刀具材料（涂层硬质合金，陶瓷，金刚石，氮化硼）第三章 数控机床的程序的编制1． 数控机床的机床坐标系和工件坐标系的概念，各坐标轴及其方向的规定。

数控机床的坐标系，采用右手定则的笛卡尔坐标系.各轴回转方向用右手螺旋定则2．熟练掌握常用的数控编程指令代码，程序结构及格式、子程序及其调用3. 准备功能字G代码：1）和坐标系相关：G90、G91；G92、G54-G59；G17、G18、G19；2）与刀具运动相关的：G00、G01、G02、G03；3）与刀具补偿相关：长度补偿G43、G44、G49，半径补偿G41、G42、G40；4）镗钻类固定循环指令的六个动作，三个平面，G98与G99的区别5) 车削固定循环代码G71、G72、G70辅助功能代码：M00、M01、M02、M03、M04、M05、M06、M08、M09、M30、M98、M99进给速度F，主轴转速S、坐标地址字X、Y、Z、U、V、W等4.准备功能G代码的模态与非模态有什么区别?在程序中，模态代码一旦出现，其功能在后续程序段中一直起作用，知道同一组的其他代码出现才终止非模态代码的功能只在它出现的程序段起作用手工编程：要求熟练利用指令代码进行钻孔及铣销加工的编程，对于钻孔要求会用固定循环代码编程第四章 数控机床的工作原理1． 插补的概念，基准脉冲插补的特点及其适用场合？机床数控系统依照一定的方法确定刀具运动轨迹的过程叫插补。

基准脉冲插补的特点：每次插补仅产生一个单位的行程增量，实现方法简单，通常用加法和唯一计算大就可以实现，插补速度和进给速度密切相关基准脉冲插补适用于以步进电机为驱动装置的开环数控系统，闭环系统中粗精二级插补的精插补以及特定的经济型数控系统2．逐点比较法和数字积分法进行直线和圆弧插补（要求列表计算、并能画出插补轨迹）3. 数据采样插补的原理及特点？数据采样插补实际上是一种时间分割法，也就是根据编程的进给速度，将工件的轮廓曲线分割为一定时间（一个插补周期）的进给量（一条微小直线），即用一系列微小直线来逼近轨迹特点：1，算法复杂；2，插补程序以一定时间间隔定时定行在每个周期内进给速度计算出各个坐标轴在下一周期内的位移增量；3插补运算速度与进给运算速度无严格关系4. 数据采样插补的插补周期的选取应该考虑的各因素？在一个插补周期内，计算机除完成插补运算外，还必须实时的完成一些其他的工作，如显示，监控和精插补等 ，所以插补周期必须大于插补运算时间和完成其他实时任务时间之和，一般八到十毫秒，此外插补周期还会对圆弧插补的误差产生影响插补周期与采样周期可以相同，也可以不同，不同时，一般取插补周期为采样周期的整数倍。

插补周期T必须大于插补运算的时间与完成其他实时位移任务之和，一般为采样周期的整数倍，且当插补为圆弧时，插补周期T与最大半径误差er之间存在er=(FT）2/16r关系，其值越大经度越高第五章 计算机数控装置1． 数控装置在数控机床中的作用， CNC系统的组成、CNC系统的特点？数控装置是数控系统的核心，其主要功能是正确识别和解释数控加工程序，对解释结果进行各种数据计算和逻辑判断处理，完成各种输入输出任务 CNC系统由软件和硬件组成 指令输入---计算机（软件功能）----硬件电路（硬件功能）---伺服系统----数控机床 特点：1，灵活性；2，通用性；3，可靠性；4，数控功能多样化；5使用维修方便2． 单微处理器结构和多微处理器结构的特点多微处理器的两种典型结构：共享总线结构和共享存储器结构？单位处理器结构中只有一个微处理器，以集中控制，分时处理数控装置的各个任务其他功能部件则需要通过总线与微处理器相连多微处理器结构是指系统中有两个或两个以上的微处理器能控制系统总线，或主存储器进行工作的系统结构每个处理器完成系统中规定的一部分功能，独立执行程序，采用模块化设计，某模块出了故障，其他模块照常工作。

3．CNC系统软件的存放：EPROM内存，加工程序的存放：带后备电池的RAM4．常规CNC系统软件的结构模式：中断型结构模式：系统软件除初始化程序以外，将CNC的各功能模块分别安排在不同级别的中断程序中，无前后台程序之分但中断程序中有不同中断优先级别，级别高的中断程序可以打断中断级别低的程序、前后台型结构模式要求了解各自的特点前后台型结构模式：将CNC系统软件分为前台程序和后台程序前台程序为实时中断程序，他几乎承担着全部实时任务，实现插补，位置控制及数控机床开关逻辑控制等实时功能；后台程序是一个循环运行程序，实现数控加工程序的输入，预处理和管理的各项任务第六章 位置检测装置1． 位置检测装置的作用，数控机床对位置传感检测装置的要求？作用是检测位移和速度，发送反馈信号，构成闭环控制要求：1，高可靠性和高抗干扰性；2，满足精度与速度要求；3，使用维护方便，适合机床运行环境；4成本低2． 了解旋转变压器的工作原理，鉴相型应用及鉴幅型应用？旋转变压器根据互感原理工作感应同步器的两种工作方式，每种工作方式下激磁电压的特点鉴相测量方式：绕组S和C分别通以幅值相同，频率相同但相位相差90度的交流电压。

鉴幅测量方式：滑尺的正弦绕组S和余弦绕组C分别通以频率相同，相位相同但幅值不同且能由指令给定的角位移θ调节的交流电压3．脉冲编码器的两种类型：增量式和绝对式绝对式编码器采用二进制编码盘时其分辨率的计算4．光栅检测装置中莫尔条纹的形成原理及特点莫尔条纹的特点：1）莫尔条纹移动与光栅移动之间存在对应关系;2）莫尔条纹宽度对光栅的栅距有放大作用；3）莫尔条纹的对光栅的局部误差具有误差平均作用光栅检测装置中细分技术的作用了解光栅测量中细分及辨向电路的原理，作用：提高光栅的分辨精度第七章 数控机床的伺服系统1． 伺服系统的组成数控机床对进给伺服系统和主轴伺服系统的要求？伺服系统由控制器，功率驱动装置，检测反馈装置和伺服电机四部分组成进给伺服系统的要求：1，调速范围要宽，低速转矩要大；2，精度要高；3，快速响应并无超调；4.稳定性要好，可靠性要高主轴伺服系统的要求：1，足够的输出功率；2，调速范围要宽；3，定位准停功能2. 开环、半闭环、闭环伺服系统各自的特点及应用场合开环伺服系统由步进电机及其驱动电路构成，没有位置检测装置难以实现高精度加工，结构简单，成本较低，调试维修方便，适用于对精度，速度要求不十分高的经济型，中小型数控系统。

半闭环伺服系统将检测元件转在传动链的旋转部位，它所监测的不是工作台的实际位移量，而是与位移量有关的旋转轴的转角量，精度比闭环差，但系统结构简单，便于调整，检测元件价格低，系统稳定性好，广泛应用与中小型数控机床上闭环伺服系统由比较环节，驱动线路（位置控制和速度控制），伺服电机，检测反馈单元组成精度高但系统复杂，调试维修较为困难，对检测元件要求高，且要求有一定的保护措施，成本高，适用于大型或比较精密的数控设备3．反应式步进电机的工作原理？步距角及脉冲当量的概念、与机械传动装置一起构成的进行伺服系统中脉冲当量的计算，脉冲频率与进给速度的关系提高步进伺服系统精度的措施：1.传动间隙补偿 2.螺距误差补偿 3.细分线路4.简单了解直流电机与交流电机的工作原理及调速方法？ 直流调速方法：1. 改变电枢外加电压U 2.改变磁通量φ３.改变电枢点击的电阻R 交流调速方法：１.改变磁极对数ｐ　２.改变转差率ｓ　３.变频调速　5. 主轴驱动的特殊要求交流主轴电机与直流主轴电机与进给伺服系统的电机相比，有什么特点？要求：输出功率大，具有恒转矩段及恒功率段，有准停控制，主轴与进给联动特点：要求输出功率大，所以直流主轴电机不采用永磁式直流伺服电机，采用其他励磁方式；交流主轴伺服电机一般采用感应式，而交流进给伺服电机一般采用永磁式。

第8章 数控机床的机械结构1 .数控机床的机械结构要什么要求？要求：1，静，动刚度高；2，抗振性好；3热稳定性好；4，灵敏度高；5，自动化程度高，操。