数控机床其它插补方法介绍

教案

数控机床的组成及基本工作原理

1．2 数控机床的组成及基本工作原理 一、数控机床组成 数控机床由：程序、输人/输出装置、CNC单元、伺服系统、位置反馈系统、机床本体组成。 1、程序的存储介质，又称程序载体 1)穿孔纸带（过时、淘汰）； 2)盒式磁带（过时、淘汰）； 3)软盘、磁盘、U盘； 4)通信。 2、输人/输出装置 1)对于穿孔纸带，配用光电阅读机；（过时、淘汰）； 2)对于盒式磁带，配用录放机；（过时、淘汰）； 3)对于软磁盘，配用软盘驱动器和驱动卡； 4)现代数控机床，还可以通过手动方式(MDI方式)； 5)DNC网络通讯、RS232串口通讯。 3、CNC单元 CNC单元是数控机床的核心，CNC单元由信息的输入、处理和输出三个部分组成。 CNC单元接受数字化信息，经过数控装置的控制软件和逻辑电路进行译码、插补、逻辑处理后，将各种指令信息输出给伺服系统，伺服系统驱动执行部件作进给运动。其它的还有主运动部件的变速、换向和启停信号；选择和交换刀具的刀具指令信号，冷却、润滑的启停、工件和机床部件松开、夹紧、分度台转位等辅助指令信号等。 准备功能：G00,G01,G02,G03, 辅助功能：M03，M04 刀具、进给速度、主轴：T，F，S 4、伺服系统 由驱动器、驱动电机组成，并与机床上的执行部件和机械传动部件组成数控机床的进给系统。它的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床移动部件的运动。对于步进电机来说，每一个脉冲信号使电机转过一个角度，进而带动机床移动部件移动一个微小距离。每个进给运动的执行部件都有相应的伺服驱动系统，整个机床的性能主要取决于伺服系统。如三轴联动的机床就有三套驱动系统。 脉冲当量：每一个脉冲信号使机床移动部件移动的位移量。常用的脉冲当量为0.001mm/脉冲。 5、位置反馈系统（检测反馈系统） 伺服电动机的转角位移的反馈、数控机床执行机构(工作台)的位移反馈。包括光栅、旋转编码器、激光测距仪、磁栅等。（作业：让同学们网上查找反馈元件，下节课用5分钟自述所查内容） 反馈装置把检测结果转化为电信号反馈给数控装置，通过比较，计算实际位置与指令位置之间的偏差，并发出偏差指令控制执行部件的进给运动。 反馈系统包括半闭环、闭环两种系统。 6、机床的机械部件 1)主运动部件

数控机床的工作原理及基本结构

数控机床的工作原理及基本结构 一、程序编制及程序载体 数控程序是数控机床自动加工零件的工作指令。在对加工零件进行工艺分析的基础上，确定零件坐标系在机床坐标系上的相对位置，即零件在机床上的安装位置;刀具与零件相对运动的尺寸参数;零件加工的工艺路线、切削加工的工艺参数以及辅助装置的动作等。得到零件的所有运动、尺寸、工艺参数等加工信息后，用由文字、数字和符号组成的标准数控代码，按规定的方法和格式，编制零件加工的数控程序单。编制程序的工作可由人工进行;对于形状复杂的零件，则要在专用的编程机或通用计算机上进行自动编程(APT)或CAD/CAM设计。 编好的数控程序，存放在便于输入到数控装置的一种存储载体上，它可以是穿孔纸带、磁带和磁盘等，采用哪一种存储载体，取决于数控装置的设计类型。 数控机床的基本结构

二、输入装置 输入装置的作用是将程序载体(信息载体)上的数控代码传递并存入数控系统内。根据控制存储介质的不同，输入装置可以是光电阅读机、磁带机或软盘驱动器等。数控机床加工程序也可通过键盘用手工方式直接输入数控系统;数控加工程序还可由编程计算机用RS232C或采用网络通信方式传送到数控系统中。 零件加工程序输入过程有两种不同的方式：一种是边读入边加工(数控系统内存较小时)，另一种是一次将零件加工程序全部读入数控装置内部的存储器，加工时再从內部存储器中逐段逐段调出进行加工。 三、数控装置 数控装置是数控机床的核心。数控装置从内部存储器中取出或接受输入装置送来的一段或几段数控加工程序，经过数控装置的逻辑电路或系统软件进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种控制信息和指令，控制机床各部分的工作，使其进行规定的有序运动和动作。 零件的轮廓图形往往由直线、圆弧或其他非圆弧曲线组成，刀具在加工过程中必须按零件形状和尺寸的要求进行运动，即按图形轨迹移动。但输入的零件加工程序只能是各线段轨迹的起点和终点坐标值等数据，不能满足要求，因此要进行轨迹插补，也就是在线段的起点和终点坐标值之间进行“数据点的密化”，求出一系列中间点的坐标值，并向相应坐标输出脉冲信号，控制各坐标轴(即进给运动的各执行元件)的进给速度、进给方向和进给位移量等。 四、驱动装置和位置检测装置

数控提纲及课后习题

第一部分提纲 1、数控机床的组成 2、数控机床的分类与含义 3、程序编制的步骤、首件试切的作用 4、数控机床坐标系 5、几个概念：数字控制、伺服系统、脉冲当量、数控机床的控制轴与联动轴 6、什么是插补、插补方法分类， 7、滚珠丝杠幅预紧的分类与原理 8、进给系统中齿轮传动副、滚珠丝杠螺母副的间隙将会造成什么后果 9、CNC装置硬件结构分类？ 10、CNC装置软件结构分类？ 11、M00、M01、M02、M03、M04、M05、M06、M30、M98、M99 12、G00、G01、G02、G03、G40、G41、G42、G43、G44、G49、G90、G 91、G92、G80、G81、G70、G71、G72、G73 13、逐点比较法的公式、确定刀具进给方向的依据、直线、圆弧计算过程、插补轨迹图 14、数字增量插补法的插补周期及其相关因素 15、刀具补偿原理与方法 16、在逐点比较法直线插补中，已知 f、δ、直线与X轴的夹角α，则V、Vmax、Vmin=？mm/s 17、数控机床上加工工件时所特有的误差是什么 18、伺服系统的作用、分类、所采用的插补方法、使用的电动机 19、旋转变压器的工作方式？ 20、增量式光电编码器的组成、原理 21、绝对值编码器的原理，能分辨的最小角度与码位数的关系

22、光栅的组成、摩尔条纹的计算、特性、读数原理 23、步进电机、交流伺服电机、直流伺服电机的应用场合，步进电机失步的类型。 24、步进电机步距角的计算 25、交流伺服电机的种类、调速方法 26、步进电动机功率驱动电路的种类 27、主运动的传动形式 28、车、铣数控加工编程，用绝对坐标或增量坐标编程，刀补的应用，进刀、退刀方式选择，粗车循环的应用，带公差尺寸的编程处理方法 29.数控机床由哪几部分组成？<用框图表示） 30、有一台数控机床在进给系统每一次反向之后就会使运动滞后于指令信号，请分析产生这种现象的原因及消除的办法。 31、步进电机常用的驱动放大电路有哪几种？它们在性能上各有何特点？ 32、说说正式加工前的程序校验和空运行调试有什么意义？ 33、数控加工编程的主要内容有哪些？ 34、简述绝对坐标编程与相对编程的区别。 35、在孔加工中，一般固定循环由哪6个顺序动作构成？ 36、简要说明数控机床坐标轴确立的基本原则。 37、说明模态指令<模态代码）和非模态指令<非模态代码）的区别） 38、.刀具半径补偿的作用是什么？使用刀具半径补偿有哪几步，在什么移动指令下才能建立和取消刀具半径补偿功能？ 39、数据采样式进给位置伺服系统中选择采样周期时，应考虑那些因素？ 40、光电盘为什么要采用相同的两套光电元件？它们的安装位置如何确定？ 41、什么叫做数控机床的脉冲当量？它影响数控机床的什么性能？一般数控机床的脉冲当量为多大值？ 42、 G90 G00 X20.0 Y15.0与G91 G00 X20.0 Y15.0有什么区别？ 第二部分课后习题

第三章 数控系统插补原理

第三章 数控系统插补原理 3.1 概述 3.2 基准脉冲插补 3.2.1 逐点比较插补法 3.2.2 数字积分插补法 3.3 数据采样插补 3.3.1 直线函数法 3.3.2 扩展DDA 法 3.4 刀具补偿原理 3.5 CNC 装置的加减速控制 零件的轮廓形状是由各种线型组成的，这些线形包括：直线、圆弧以及螺旋线、抛物线、自由曲线等。因此如何控制刀具与工件的相对运动，使加工出来的零件满足几何尺寸精度和粗糙度的要求，是机床数控系统的核心问题。数控加工中是利用小段直线或圆弧来逼近或拟合零件的轮廓曲线。 3.1 概述 插补运算是根据数控语言G 代码提供的轨迹类型（直线、顺圆或逆圆）及所在的象限等选择合适的插补运算公式，通过相应的插补计算程序，在所提供的已知起点和终点的轨迹上进行“数据点的密化”。过去，插补是由硬件实现的；现在的CNC 系统，插补工作一般是由软件实现的。 3.1.1 插补的基本概念 3.1.2 插补原理 所谓插补就是指数据点的密化过程：对输入数控系统的有限坐标点（例如起点、终点），计算机根据曲线的特征，运用一定的计算方法，自动地在有限坐标点之间生成一系列的坐标数据，以满足加工精度的要求。目前应用的插补算法分为：逐点比较插补法、数字积分插补法和数据采样插补法。前两种方法也称作脉冲增量插补法。 y x 图3.3.2 插补轨迹 A(8,6) O

用折线来加工直线的例子。图3.3.8 逆圆插补轨迹

A(6,0) B(0,6) 插补轨迹 理想轨迹 y x O 用折线来加工圆弧的例子。 3.1.3 脉冲增量插补 脉冲增量插补，适用于以步进电机为驱动装置的开环数控系统。其特点是：每次插补计算结束后产生一个行程增量，并以脉冲的方式输出到坐标轴上的步进电机。单个脉冲使坐标轴产生的移动量叫脉冲当量，一般用δ来表示。其中逐点比较插补法和数字积分插补法得到了广泛的应用。下面分别讲述。

数控技术期末复习习题与答案

《数控技术》复习资料 一、填空题 1 .软件插补和硬件插补的原理相同，其作用都是根据给定的信息进行计算，在计算的过程中不断向各坐标轴发出相互协调的，使数控机床按指定的运动。 2. 所谓插补，就是数据密化的过程。在实际加工过程中，常采用或来逼近零件的轮廓曲线。 3 数据采样插补的特点是插补运算分两步进行。第一步进行，第二步进行。 4. DDA直线插补的物理意义是使动点沿矢量的方向前进，这种方法同样适用于DDA 插补。 5. 交流主轴伺服电机，采用变频调速的方法时，基频以下调速称为调速；基频以上调速称为调速。 6. 他激式直流主轴伺服电机调速时，额定转速以下调速称为恒转矩调速，通过调整 实现；额定转速以上调速称为恒功率调速，通过调整实现。 7.从CNC系统使用的微机及结构来分，CNC系统的硬件结构一般分为：单CPU 和多CPU 结构两大类。 8.刀具补偿包括刀具补偿和刀具补偿。 9. 刀具补偿的作用是把轨迹转换成轨迹。 10. 数控系统中完成插补运算的装置或程序称为插补器。根据插补器的结构可以分为、、三种类型。 11. 采用步进电机的开环伺服系统，对于数控装置发来的一个经驱动线路放大后驱动步进电机转过一个，经过机械传动系统带动工作台移动一个脉冲当量的位移。 12. 逐点比较法是以折线逼近直线或圆弧曲线，它与给定的之间的最大误差不超过一个。 13.编程人员以图样上的某一点为原点建立的坐标系，称为编程坐标系，编程坐标系的称为编程零点。 14.准备功能指令分为模态代码和非模态代码。模态代码表示该代码一经在一个 中应用，直到出现同组的另一个时才失效。 15.伺服系统被看作一个独立部分，与和并列为数控机床的三大组成部分。 16. 数控机床的伺服驱动系统通常包括两种：和。 17. 机床数控系统中常使用的位置检测装置，按运动方式可分为型和型两类。 18. 直线式感应同步器由作相对平行移动的和组成。 1.略 2.略 3.粗插补、精插补 4.速度、圆弧 5.恒转矩、恒功率 6.电枢电压、励磁电流 7.略 8.长度、半径 9.零件轮廓、刀具中心 10.硬件插补、软件插补、软硬件结合11.进给脉冲、步距角12.略13.工件、原点14.程序段、G代码15.数控系统、机床本体16进给伺服系统、主轴伺服系统 17.直线、回转18定尺、滑尺（动尺） 二、选择题 1.A 2.A 3.C 4.C 5.C 6.B 7.A 8.D 9.C 10.A 1. 一般而言，数据采样的插补周期T必须插补运算时间。 A：大于；B：小于；C：等于 2. 插补周期与位置反馈采样周期。 A：相同；B：不相同；C：可以相同，也可以不相同 3.数据采样插补又称为数字增量插补，适用于数控机床驱动的闭环进给伺服系统。 A：步进电机；B：直流伺服电机；C：交流或直流伺服电机

数控机床的基本组成与工作原理

数控车床的基本组成和工作原理 一、任务描述 了解CAK40100VL的基本组成和工作原理 二、任务准备 （一）、安全文明生产（播放插件） （二）、机床结构和工作原理 1、机床结构 数控机床一般由输入输出设备、CNC装置（或称CNC单元）、伺服单元、驱动装置（或称执行机构）、可编程控制器PLC及电气控制装置、辅助装置、机床本体及测量反馈装置组成。如下图是数控机床的组成框图。 数控机床的机床本体与传统机床相似，由主轴传动装置、进给传动装置、床身、工作台以及辅助运动装置、液压气动系统、润滑系统、冷却装置等组成。但数控机床在整体布局、外观造型、传动系统、刀具系统的结构以及操作机构等方面都已发生了很大的变化，这种变化的目的是为了满足数控机床的要求和充分发挥数控机床的特点。 ⑵、CNC单元 CNC单元是数控机床的核心，CNC单元由信息的输入、处理和输出三个部分组成。CNC

单元接受数字化信息，经过数控装置的控制软件和逻辑电路进行译码、插补、逻辑处理后，将各种指令信息输出给伺服系统，伺服系统驱动执行部件作进给运动。 ⑶输入/输出设备 输入装置将各种加工信息传递于计算机的外部设备。在数控机床产生初期，输入装置为穿孔纸带，现已淘汰，后发展成盒式磁带，再发展成键盘、磁盘等便携式硬件，极大方便了信息输入工作，现通用DNC网络通讯串行通信的方式输入。 输出指输出内部工作参数（含机床正常、理想工作状态下的原始参数，故障诊断参数等），一般在机床刚工作状态需输出这些参数作记录保存，待工作一段时间后，再将输出与原始资料作比较、对照，可帮助判断机床工作是否维持正常。 ⑷伺服单元 伺服单元由驱动器、驱动电机组成，并与机床上的执行部件和机械传动部件组成数控机床的进给系统。它的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床移动部件的运动。对于步进电机来说，每一个脉冲信号使电机转过一个角度，进而带动机床移动部件移动一个微小距离。每个进给运动的执行部件都有相应的伺服驱动系统，整个机床的性能主要取决于伺服系统。 ⑸驱动装置 驱动装置把经放大的指令信号变为机械运动，通过简单的机械连接部件驱动机床，使工作台精确定位或按规定的轨迹作严格的相对运动，最后加工出图纸所要求的零件。和伺服单元相对应，驱动装置有步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机等。 伺服单元和驱动装置可合称为伺服驱动系统，它是机床工作的动力装置，CNC装置的指令要靠伺服驱动系统付诸实施，所以，伺服驱动系统是数控机床的重要组成部分。 ⑹可编程控制器 可编程控制器 (PC，Programmable Controller) 是一种以微处理器为基础的通用型自动控制装置，专为在工业环境下应用而设计的。由于最初研制这种装置的目的是为了解决生产设备的逻辑及开关控制，故把称它为可编程逻辑控制器( PLC， Programmable Logic Controller)。当PLC用于控制机床顺序动作时，也可称之为编程机床控制器( PMC，Programmable Machine Controller )。PLC己成为数控机床不可缺少的控制装置。CNC 和PLC协调配合，共同完成对数控机床的控制。 ⑺测量反馈装置 测量装置也称反馈元件，包括光栅、旋转编码器、激光测距仪、磁栅等。通常安装在机床的工作台或丝杠上，它把机床工作台的实际位移转变成电信号反馈给CNC装置，供CNC 装置与指令值比较产生误差信号，以控制机床向消除该误差的方向移动。 2、工作原理 使用数控机床时，首先要将被加工零件图纸的几何信息和工艺信息用规定的代码和格式

数控机床的插补原理

教案用纸 页 学科 数 控 加 工 工 艺 学 第一章第 6 节 课题数控机床的插补原理 授课时数2H 累计时间8H 授课日期2010-09-10 授课班级数加维7090102 数控技术50901 教学目的与要求1．了解数控机床的插补原理2．掌握直线插补的计算 教学重点与难点重点：数控机床的插补原理难点：计算直线插补 授课方法讲授法教具 执行后摘记

复习 数控机床的坐标系及方向的确定 新课讲解： 1-6数控机床的插补原理 一、 插补基本概念 1、插补 数控系统的插补是指根据给定的数学函数，在理想的轨迹和轮廓上已知点之间进行数据密化处理的过程。常用脉冲当量的数值有0.01mm/脉冲、0.001mm/脉冲。目前有些数控机床的加工精度已达0.1um 、0.01um 。 2、分类 插补功能的好坏直接影响系统控制精度和速度，是数控系统的主要技术性能指标，所以插补软件是数控系统的核心软件。 二、逐点比较法 逐点比较法是被控制的对象在按要求的轨迹原点时，每走一步都要与现实的轨迹比较，由比较结果决定下一步移动的方向插补过程中每处理一步都要完成以下四个工作节拍：偏差判别、坐标进给、偏差计算、终点判别。 （1）插补步骤流程图 （2）第一象限直线插补 1、直线插补（第一象限） 1）、偏差判别 e m e m m Y X X Y F -=，若0=m F ，则动点恰好在直线上；若0>m F ，则动点 在直线上方；若0

数控机床工作原理及组成

数控机床工作原理及组成 1．1．1 数控机床工作原理 数控机床是采用了数控技术的机床，它是用数字信号控制机床运动及其加工过程。具体地说，将刀具移动轨迹等加工信息用数字化的代码记录在程序介质上，然后输入数控系统，经过译码、运算，发出指令，自动控制机床上的刀具与工件之间的相对运动，从而加工出形状、尺寸与精度符合要求的零件，这种机床即为数控机床。 1．1．2 数控机床的种类 由于数控系统的强大功能，使数控机床种类繁多．其按用途可分为如下三类。 ①金属切削类数控机床。金属切削类数控机床包括数控车床、数控铣床、数控磨床、数控钻床、数控镗床、加工中心等。 ②金属成形类数控机床。金属成形类数控机床有数控折弯机、数控弯管机、数控冲床和数控压力机等。 ③数控特种加工机床。数控特种加工机床包括数控线切割机床、数控电火花加工机床、数控激光加工机床，数控淬火机床等。 1．1．3 数控机床的组成 数控机床一般由输入输出设备、数控装置(CNC)、伺服单元、驱动装置(或称执行机构)、可编程控制器(PLC)及电气控制装置、辅助装置、机床本体及测量装置组成。图1—1是数控机床的硬件构成。 (1)输入和输出装置 输入和输出装置是机床数控系统和操作人员进行信息交流、实现人机对话的交互设备． 输入装置的作用是将程序载体上的数控代码变成相应的电脉冲信号，传送并存入数控装置内。目前，数控机床的输入装置有键盘、磁盘驱动器、光电阅读机等，其相应的程序载体 第1页

为磁盘、穿孔纸带。输出装置是显示器，有CRT显示器或彩色液晶显示器两种。输出装置的作用是：数控系统通过显示器为操作人员提供必要的信息。显示的信息可以是正在编辑的程序、坐标值，以及报警信号等。 (2)数控装置(CNC装置) 数控装置是计算机数控系统的核心，是由硬件和软件两部分组成的。它接受的是输入装置送来的脉冲信号，信号经过数控装置的系统软件或逻辑电路进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种信号和指令，控制机床的各个部分，使其进行规定的、有序的动作。这些控制信号中最基本的信号是各坐标轴(即作进给运动的各执行部件)的进给速度、进给方向和位移量指令(送到伺服驱动系统驱动执行部件作进给运动)，还有主轴的变速、换向和启停信号，选择和交换刀具的刀具指令信号，控制切削液、润滑油启停、工件和机床部件松开、夹紧、分度工作和转位的辅助指令信号等。 数控装置主要包括微处理器(CPU)、存储器、局部总线、外围逻辑电路以及与CNC系统其他组成部分联系的接口等。 (3)可编程逻辑控制器(PLC) 数控机床通过CNC和PLC共同完成控制功能，其中CNC主要完成与数字运算和管理等有关的功能，如零件程序的编辑、插补运算、译码、刀具运动的位置伺服控制等；而PLC主要完成与逻辑运算有关的一些动作，它接收CNC的控制代码M(辅助功能)、S(主轴转速)、T(选刀、换刀)等开关量动作信息，对开关量动作信息进行译码，转换成对应的控制信号，控制辅助装置完成机床相应的开关动作，如工件的装夹、刀具的更换、切削液的开关等一些辅助动作。它还接收机床操作面板的指令，一方面直接控制机床的动作(如手动操作机床)，另一方面将一部分指令送往数控装置用于加工过程的控制。 在FANUC系统中专门用于控制机床的PLC，记作PMC，称为可编程机床控制器。 (4)伺服单元 伺服单元接收来自数控装置的速度和位移指令。这些指令经伺服单元变换和放大后，通过驱动装置转变成机床进给运动的速度、方向和位移。因此，伺服单元是数控装置与机床本体的联系环节，它把来自数控装置的微弱指令信号放大成控制驱动装置的大功率信号。伺服单元分为主轴单元和进给单元等，伺服单元就其系统而言又有开环系统、半闭环系统和闭环系统之分。 (5)驱动装置 驱动装置把经过伺服单元放大的指令信号变为机械运动，通过机械连接部件驱动机床工作台，使工作台精确定位或按规定的轨迹作严格的相对运动，加工出形状、尺寸与精度符合要求的零件。目前常用的驱动装置有直流伺服电动机和交流伺服电动机，且交流伺服电动机正逐渐取代直流伺服电动机。 伺服单元和驱动装置合称为伺服驱动系统，它是机床工作的动力装置，计算机数控装置的指令要靠伺服驱动系统付渚实施，伺服驱动装置包括主轴驱动单元(主要控制主轴的速度)，进给驱动单元(主要是进给系统的速度控制和位置控制)。伺服驱动系统是数控机床的重要组成部分。从某种意义上说，数控机床的功能主要取决于数控装置，而数控机床的性能主要取决于伺服驱动系统。 (6)机床本体 机床本体即数控机床的机械部件，包括主运动部件、进给运动执行部件

数控系统插补原理概述

教案 章节 课题 §3.2数控系统插补原理概述 课型新课课时 2 教具学具 电教设施 光栅原理挂图 教学目标 知识 教学点 1、脉冲的概念。 2、插补方法的分类 能力 培养点 1、增强对理性知识的学习。 2、培养学生严谨的工作和学习作风。 德育 渗透点 热爱本职工作，爱护精密设备与元器件。 教 学重点难点重点脉冲与脉冲当量的含义及其计算难点脉冲当量的含义及其计算 学法引导1、讨论法（积极参与，总结规律） 2、引导法（举一反三） 3、比较法（区别异同，增加记忆） 4、演示法 5、归纳法 教学内容 更新、补 充、删节 参考资料《数控原理》、《数控技术》、《先进制造技术》等课后体会

教与学互动设计 教师活动内容学生活动内容时间 导入新课 下面我们来复习上节课所学的内容： 1、磁栅的概念是什么？ 2、磁栅有哪些类型？ 3、简要描述磁栅测量电路？ 讲授新课 一、概述 ?主要采用讲解法和讨论法，让学生积极参与讨论。数控系统的主要任务之一，是控制执行机构按预定的轨迹运动。 一、相关的概念 1、脉冲 2、脉冲当量：每发出一个脉冲，工作台相对刀具 移动的一个基本长度。 例题：数控车床Z轴步进电动机步距角为0.36度，电动机通过齿轮副或同步带与滚珠丝杠连接，传动比为5：6，如果Z轴脉冲当量为0.01mm，问滚珠丝杠的螺距应为多少？ 二、插补方法的分类 插补的分类：用软件来完成 用硬件来完成 用软件和硬件相结合来完成 注意：用户输入的加工程序代码，必须经过译码、刀具补偿、速度处理和辅助功能处理一系列的数据处理过程，才能得出插补所需的数据。 1、用软件完成的插补通过用提问的方式 检测学生掌握情 况，调动学生积极 性，使其引导到课 堂上来 要求学生认真作好 记录 讨论公式推导， 增强记忆 学生讨论、分析、 总结，对学生分析 情况作出评价 10 分 5分 20 分 15 分

数控机床技术考试试卷(附答案)

三、单项选择题： https://www.wendangku.net/doc/676746604.html,C 系统软件必须完成管理和控制两大任务，下面任务中哪个不属于控制任务？（ ） A 、诊断 B 、插补 C 、位控 D 、译码 2.下列正确表示机床坐标系的是（ ） A 、X B 、X C 、Z D 、Y 3.脉冲当量的大小决定了加工精度，下面哪种脉冲当量对应的加工精度最高？ （ ） A 、1um/脉冲 B 、5um/脉冲 C 、10um/脉冲 D 、0.01mm/脉冲 4.设编程原点在工件的上表面，执行下列程序后，钻孔深度是（ ）。 G90 G01 G43 Z-50 H01 F100 （H01补偿值-2.00mm ） A ．48mm ； B.52mm ； C.50mm 。 5.一直线的起点坐标在坐标原点，终点坐标为A （x a 、y a ），刀具的坐标为P （x 、y ）。用逐点比较法对该直线进行插补时的偏差函数是（ ）。 A. F ＝x ·y －x a ·y a ； B. F ＝x a ·y －y a ·x ； C. F ＝x a ·x －y a ·y ； D. F ＝x a +y a －x －y 6. 加工中心与其他数控机床的主要区别是( )。 A .有刀库和自动换刀装置； B .机床转速高； C .机床刚性好； D .进刀速度高 7. 数控机床的数控装置包括( )。 A.光电读带机和输入程序载体； B.步进电机和伺服系统 C.输入、信息处理和输出单元； D.位移、速度传感器和反馈系统 8. G00的指令移动速度值是（ ）。 A ．机床参数指定； B 数控程序指定； C 操作面板指定。 9．编程坐标系一般指的是（ ） A ．机床坐标系； B. 工件坐标系； 10．下面哪项任务不是数据预处理（预计算）要完成的工作？（ ） A 、位置控制 B 、刀具半径补偿计算 C 、刀具长度补偿计算 D 、象限及进给方向判断 11. A 步进电机的转速是否通过改变电机的（ ）而实现。 A. 脉冲频率 B. 脉冲速度 C. 通电顺序。 12. 程序编制中首件试切的作用是( )。 A.检验零件图样设计的正确性； B.检验零件工艺方案的正确性； C.测试数控程序的效率； D.检验程序单及控制介质的正确性，综合检验所加工的零件是否符合图样要求。 13. 在开环数控机床进给系统中，下列电机唯一可用的是（ ）。 Z X X Y Y Z Z Y

数控机床插补算法的研究

数控机床插补算法的研究 摘要 在数控机床中，加工精度很大程度上取决于由插入器和升降速控制算法组成的插补算法。常规的插补算法中，刀具在插补时，沿X,Y,Z轴做升降速的进给运动过程中存在着路径偏差。这种偏差意味着加工精度也受加工速度的影响。在抛物面式加工中，加工精度是最理想的，而在指数加工方法中是最糟的。为了克服这一问题，我们提出了一种插补算法：利用升降速的微小增量构成理想曲线。与常规的抛物线升降速算法相比，这个新的插补算法能更好的保证加工精度。实验结果是通过理论分析以及实际的磨床加工中心操作共同得出的。 1 引言 随着自动化新时代的到来，受数字计算机的刺激，人们开始接触计算机数控机床。尤其是数控技术和高性能微处理器技术，使数控机床控制系统的设计变得更为灵活。因此，它们能适应产品的各种发展变化要求，能在短期内生产出符合要求的新产品。另外，在模拟控制系统中不能解决的功能和性能的限制也在数控中得到解决。 在数控加工中首先要给出加工的误差范围。为满足这一要求，在加工中二维或三维的特征点应该由插补算法算出。为了算出给定值，除了基本的直线插补，圆弧插补外，螺旋线插补、轴线插补、极坐标插补等可以在更复杂的二维或三维特征值下使用。插补算法一般由插入器和升降速算法组成。插补算法的最终结果是以良好的内插值替换的，然后译成指令对位置进行循环控制，控制机床轴心的运动，对未加工材料进行加工。在常规的插补算法中，每个单位时间内的移动距离是沿着X,Y,Z轴计算，通过升降速实现进给运动的。在这种情况下，路径误差由插补生成的理想曲线轮廓和实际沿X,Y,Z轴升降速的步进间距。最终这种路径误差会在实际的数控加工中体现出来。另外，路径误差呈现出的不同误差情况取决于不同的升降速方法。 在抛物线升降速运动中路径误差最小，而在指数方式下误差最大。最近，人们做了很多尝试，希望能找到更好插补运算算法以减小误差。特别是文献3中提到的插补算法就是通过插入器控制进给速度达到可以消除路径误差的目的。 考虑精加工速度的同时，也要考虑升降速和插入器的灵活时变性，微处理器的处理性能在计算机数控中成为一个重要的因素。这种实际需求需要用到数字信号处理和高性能微处理器执行。 在第二节中，我们将探讨常规插补算法以及线性插补、指数插补、抛物面升降速技术各自在路径误差中的算法。此外，我们还将提出一种新的插补算法，该算法能克服常规插补算法中的一些缺点。该算法采用升降速，补偿沿理想插补曲线生成的参数，尤其是在现有的圆形、螺旋插补中。在第三节中，我们将介绍计算机数控系统中已被推出的插补算法的硬件和软件的控制结构。在第四节中，提供了一部分由加工中心产生的实验数据，这些数据与第二节中提到的理论相吻合。实验表明，在抛物线运动中的加工性能是最佳的，而在指数运动中是最糟的。本文提出的新插补算法比常规的插补算法能获得更好的加工精度。

第五章 运动控制插补原理及实现

运动控制插补原理及实现 数控系统加工的零件轮廓或运动轨迹一般由直线、圆弧组成，对于一些非圆曲线轮廓则用直线或圆弧去逼近。插补计算就是数控系统根据输入的基本数据，通过计算，将工件的轮廓或运动轨迹描述出来，边计算边根据计算结果向各坐标发出进给指令。 数控系统常用的插补计算方法有：逐点比较法、数字积分法、时间分割法、样条插补法等。逐点比较法，即每一步都要和给定轨迹上的坐标值进行比较，视该点在给定规矩的上方或下方，或在给定轨迹的里面或外面，从而决定下一步的进给方向，使之趋近给定轨迹。 直线插补原理 图3—1是逐点比较法直线插补程序框图。图中n是插补循环数，L是第n个插补循环中偏差函数的值，Xe，Y。是直线的终点坐标，m是完成直线插补加工刀具沿X，y轴应走的总步数。插补前，刀具位于直线的起点，即坐标原点，偏差为零，循环数也为零。 在每一个插补循环的开始，插补器先进入“等待”状态。插补时钟发出一个脉冲后，插补器结束等待状态，向下运动。这时每发一个脉冲，触发插补器进行一个插补循环。所以可用插补时钟控制插补速度，同时也可以控制刀具的进给速度。插补器结束“等待”状态后，先进行偏差判别。若偏差值大于等于零，刀具的进给方向应为+x，进给后偏差值成为Fm-ye；若偏差值小于零，刀具的进给方向应为+y，进给后的插补值为Fm+xe。。 进行了一个插补循环后，插补循环数n应增加l。 最终进行终点判别，若n

数控机床的工作流程及每个过程详解

数控机床的工作过程 数控机床的主要任务是利用数控系统进行刀具和工件之间相对运动的控制，完成零件的数控加工。图1-2显示了数控机床的主要工作过程。 1.工作前准备 数控机床接通电源后，数控系统将对各组成部分的工作状况进行检测和诊断，并设置为初始状态。 2.零件加工程序编制与输入 零件加工程序的编制可以是脱机编程，也可以是联机编程。前者利用计算机进行手工编 程或自动编程，生成的数控程序记录在信息载体上通过系统输入装置输入数控系统，或通过通信方式直接传送到数控系统。后者是利用数控系统本身的编辑器由操作员直接通过操作面板编写、输入或修改数控加工程序。 为了使加工程序适应实际的工件与刀具位置，加工前还应输入实际使用刀具的参数，及工件坐标系原点相对机床坐标系的坐标值。 3?数控加工程序的译码和预处理 加工程序输入后，数控机床启动运行，数控系统对加工程序进行译码和预处理。 数控加丄程序 r数is轴入" 内部：思序煽辑器 』卜部：磁倉［讣革机通鱼 图1-2数控机床的主要工作过程 进行译码时，加工程序被分成几何数据、工艺数据和开关功能。几何数据是刀具相对工（数控创丁紀序译玛）可编楼控卅 （PLC > ”何数舲丁” 数据主 X. }\ Z…. F, <7 r C 插补）同步 位宣反馈处理卜---------

件的运动路径数据，如G指令和坐标字等，利用这些数据可加工出要求的工件几何形状。工艺数据是主轴转速（s指令）和进给速度（F指令）及部分G指令等功能。开关功能是对机床电器的开关命令（辅助M指令和刀具选择T指令），例如主轴起动或停止、刀具选择和交换、切削液的开启或停止等。 编程时，一般不考虑刀具实际几何数据而直接以工件轮廓尺寸编程，数控系统根据工件几何数据和加工前输入的实际刀具参数，进行刀具长度补偿和刀具半径补偿计算。为了方便编程，数控系统中存在着多种坐标系，故数控系统还要进行相应的坐标变换计算。 4.插补计算 数控系统完成加工控制信息预处理后，开始逐步运行数控加工程序。系统中的插补器根据程序中给出的几何数据和工艺数据进行插补计算，逐点计算并确定各曲线段起、终点之间 一系列中间点的坐标及坐标轴运动的方向、大小和速度，分别向各坐标轴发出运动序列指令。 5.位置控制 进给伺服单元将插补计算结果作为位置调节器的指令值，机床上位置检测元件测得的位 移作为实际位置值。位置调节器将两者进行比较、调节，输出误差补偿后的位置和速度控制信号，控制各坐标轴精确运动。各坐标轴的合成运动产生了数控加工程序所要求的零件外形轮廓和尺寸。 6?程序管理 数控系统在进行一个程序段的插补计算和位置控制的同时，又对下一程序段作译码和预 处理，为逐段运行数控加工程序做准备。这样的过程一直持续到整个零件加工程序执行完毕。 数控系统根据程序发出的开关指令由PLC进行处理。在系统程序的控制下，在各加工 程序段捕补处理开始前或完成后，开关指令和由机床反馈的信号一起被处理并转换为机床开关设备的控制指令，实现程序段所规定的T功能、M功能和s功能。

[全]FANUC数控铣床编程基础-G01直线插补

FANUC数控铣床编程基础-G01直线插补 数控编程指令学习-G01直线插补 在学习数控程序编制时，G01是需要最先学习的一种插补指令，它的含义是使刀具按照给定速度沿直线运动到目标点。格式是： G01 X_Y_Z_F_; 其中X_Y_Z_是指目标点的位置，也就是执行本段代码，刀具沿直线按照F的设定速度运动到目标点X_Y_Z_，走一段直线。其实其中隐含了一个重要内容，刀具要从对当前位置向目标点走一段直线。也就是说不管刀具在任何位置，执行这段代码，刀就从其所在点沿直线插补运动到目标点。因此如果我们想在工件的某个要素上走一段直线，那么就要先将刀具移动到这个线段的起点。 下面的轮廓都是由直线段组成的，我们来编制一下这个轨迹，假设不考虑刀具指定，就像用笔在纸上画出图案，这里我们假设刀具下切至工件2mm进行轨迹切削。这个钥匙形状的轮廓分为内外两圈，当外圈轮廓切完时，刀具不能在Z-2的高度直接移动到内部方形轮廓，那样轨迹就不对了，切完外圈，要时刀具先抬至工件上表面之上，在移动到方形轮廓的角点，再下切至-2高度切削这一长方形轮廓。

钥匙形状轮廓图形G90G54G40G1Z100F1000M03S3000 G0X0Y0 X40Y70 Z5 G1Z-2F50 G1X40Y90F1000 X50Y100 X70

Y110 X80 Y100 X90 Y110 X100 X110Y100 X140 X150Y120 X170 X180Y100 Y70 X170Y50 X150 X140Y70 X40

G1Z5F200；外圈轮廓加工完毕，抬刀G0X150Y70；移动至内圈轮廓起点 G1Z-2F50；下刀至加工深度 Y100F1000；继续加工内容长方形 X170 Y70 X150 G1Z5F200 G1Z100F1000 M5 M30 仿真结果如下图所示

数控机床实现插补运算较为成熟并得到广泛应用的是(精)

一、填空题 1、数控机床实现插补运算较为成熟并得到广泛应用的是直线插补和圆弧插补。 2、数控机床中的标准坐标系采用_笛卡儿直角坐标系_，并规定__增大__刀具与工件之间距离的方向为坐标正方向。 3、在轮廓控制中，为了保证一定的精度和编程方便，通常需要有刀具长度和半径补偿功能。 4、为了提高加工效率，进刀时，尽量接近工件的 (切削开始点) ，切削开始点的确定以 (不碰撞工件) 为原则。 5、数控编程描述的是 (刀尖点) 的运动轨迹，加工时也是按 (刀尖) 对刀。 20、合适加工中心的零件形状有平面、曲面、孔、槽等。 6、在返回动作中，用G98指定刀具返回_初始平面_；用G99指定刀具返回_R 点平面_。 7、除换刀程序外，加工中心的编程方法和普通数控机床相同。 二、判断题 1、通常在命名或编程时，不论何种机床，都一律假定工件静止刀具移动。（√） 2、数控机床加工过程中可以根据需要改变主轴速度和进给速度。（√） 3、同一工件，无论用数控机床加工还是用普通机床加工，其工序都一样。（×） 4、数控车床加工球面工件是按照数控系统编程的格式要求，写出相应的圆弧插补程序段。（√） 5、数控车床的刀具功能字T既指定了刀具数，又指定了刀具号。（×） 6、数控机床的编程方式是绝对编程或增量编程。（×） 7、于XY平面执行圆弧切削的指令，可写成G17 G02 X_ Y_ R_ F_；。（√） 8、程序指令G90 G28 Z5.0；代表Z轴移动5㎜。（× ） 9、程序G01 X40.0 Y20.0 F100.0.，刀具进给到（40，20）点，X、Y两轴均以每分钟100㎜的进给率进给。（× ） 10、指令G43、G44、G49 为刀具半径左、右补正与消除。（× ） 三、选择题 1、数控机床主轴以800转/分转速正转时，其指令应是（ A ）。 A、M03 S800 B、M04 S800 C、M05 S800 2、各几何元素间的联结点称为（ A ）。 A、基点 B、节点 C、交点 3、 G41 指令的含义是（ D ） A、直线插补 B、圆弧插补 C、刀具半径右补偿 D、刀具半径左补偿 4、数控机床的 T 指令是指（ D ） A、主轴功能 B、辅助功能 C、进给功能 D、刀具功能 5、执行下列程序后，镗孔深度是（ A ）。 G90 G01 G44 Z-50 H02 F100 （H02补偿值2.00mm） A、48mm B、52mm C、50mm 6、数控车床在加工中为了实现对车刀刀尖磨损量的补偿，可沿假设的刀尖方向，在刀尖半径值上，附加一个刀具偏移量，这称为（ B ）。 A、刀具位置补偿 B、刀具半径补偿 C、刀具长度补偿 7、数控车床中，转速功能字S可指定（ B ）。 A、mm/r；B 、r/mm；C、mm/min

插补原理讲课教案

插补 开放分类：技术数控技术高新技术 数控装置根据输入的零件程序的信息，将程序段所描述的曲线的起点、终点之间的空间进行数据密化，从而形成要求的轮廓轨迹，这种“数据密化”机能就称为“插补”。 编辑摘要 插补- 概述 系统的主要任务之一，是控制执行 插补 机构按预定的轨迹运动。一般情况是 一致运动轨迹的起点坐标、终点坐标 和轨迹的曲线方程，由数控系统实施 地算出各个中间点的坐标。在数控机 床中，刀具不能严格地按照要求加工 的曲线运动，只能用折线轨迹逼近所 要加工的曲线。机床数控系统依照 一定方法确定刀具运动轨迹的过程。 也可以说，已知曲线上的某些数据， 按照某种算法计算已知点之间的中 间点的方法，也称为“数据点的密 化”。 数控装置根据输入的零件程序的信 息，将程序段所描述的曲线的起点、 终点之间的空间进行数据密化，从而 形成要求的轮廓轨迹，这种“数据密 化”机能就称为“插补”。插补计算就是数控装置根据输入的基本数据，通过计算，把工件轮廓的形状描述出来，边计算边根据计算结果向各坐标发出进给脉冲，对应每个脉冲，机床在响应的坐标方向上移动一个脉冲当量的距离，从而将工件加工出所需要轮廓的形状。插补- 分类 1、直线插补 直线插补（Llne Interpolation）这是车床上常用的一种插补方式，在此方式中，两点间的插补沿着直线的点群来逼近，沿此直线控制刀具的运动。一个零件的轮廓往往是多种多样的,有直线,有圆弧,也有可能是任意曲线,样条线等. 数控机床的刀具往往是不能以曲线的实际轮廓去走刀的,而是近似地以若干条很小的直线去走刀,走刀的方向一般是x和y方向. 插补方式有:直线插补,圆弧插补,抛物线插补,样条线插补等所谓直线插补就是只能用于实际轮廓是直线的插补方式(如果不是直线,也可以用逼近的方式把曲线用一段段线段去逼近,从而每一段线段就可以用直线插补了).首先假设在实际轮廓起始点处沿x方向走一小段(一个脉冲当量),发现终点在实际轮廓的下方,则下一条线段沿y方向走一小段,此时如果线段终点还在实际轮廓下方,则继续沿y方向走一小段,直到在实际轮廓上方以后,再向x方向走一小段,依次循环类推.直到到达轮廓终点为止.这样,实际轮廓就由一段段的折线拼接而成,虽然是折线,但是如果我们每一段走刀线段都非常小(在精度允许范围内),那么此段折线和实际轮廓还是可以近似地看成相同的曲线的--------这就是直线插补. 2、圆弧插补 圆弧插补（Circula : Interpolation）这是一种插补方式，在此方式中，根据两端点间的插补数字信息，计算出逼近实际圆弧的点群，控制刀具沿这些点运动，加工出圆弧曲线。 3、刀具半径补偿