数控机床加工的原理
第一章引言
制造业是国民经济的基础，它的发展程度突出反映了一个国家、地区的经济实力和综合国力，人民的生活水平和生活质量，国防能力和社会发展程度。近年来，工业发达国家和一些新兴工业化国家已把发展制造业作为一项极其重要的发展战略和政策，投入巨大的财力、人力和物力，进行先进制造技术的研究。先进制造技术逐步成为国家中长期发展的重大关键技术和经济增长的根本动力。
数控加工技术是先进制造技术的重要组成部分和基础之一，在数控机床上加工非圆曲面和其它复杂曲面一直是数控加工的难题，而市场竞争日益激烈，要求加工周期越来越短，如何提高这些复杂零件的加工效率和加工质量已成为数控加工技术的一个重要课题。
1．1 数控技术的现状
数控技术是用数字程序控制数控机床实现自动加工的技术。它综合了应用数学、计算机、通讯、微电子、自动控制、传感测试、机械制造等多门技术。自上世纪50年代第一台数控机床诞生以来，经历半个多世纪的发展，数控系统由最初的电子管、晶体管、集成电路到超大规模集成电路，尤其自20世纪80年代以来，数控装置广泛采用32位到64位CPU组成的微处理器，极大地提高了系统的集成度，使体积缩小，机构模块化；驱动装置广泛采用交流伺服、数字化；CNC系统人工智能化，并有多种通信功能，数控系统可靠性不断提高。近年，随着计算机技术的迅猛发展，不同层次的开放式数控系统应运而生，目前正朝标准化开放体系结构前进。
1．2 发展数控技术的目的和重要性
数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础。这个基础直接影响国家的经济发展和综合国力，关系到国家的战略地位。因此，世界各工业发达国家均采取特别措施来发展自己的数控技术及其产业。我国数控技术虽然起步晚，但国家非常重视。近年来，我国数控机床制造业取得了快速发展，数控机床的产量以年超过30﹪的速度递增，数控机床的可供品种达1500余种，2007年产量预计10万台。目前全国在役数控机床20多万台。充分发挥数控机床在制造业中的作
用，需要大量的数控机床编程和加工人才，尤其是对复杂零件的编程及加工，各行业急需大批这样高水平人才。
1．3 设计的目的和要求
在数控车床上加工常规零件，如圆柱面、圆锥面、圆弧面，现在系统已比较成熟，但在加工非圆曲面和其它的复杂曲面就缺乏统一性、成熟性和系统性。本文通过对复杂零件的工艺设计和非圆曲面的刀具轨迹优化算法设计，编制出复杂零件的加工程序，并利用此程序对零件进行加工。
第二章数控机床加工的原理
在数控机床上自动加工零件，首先根据被加工零件的图样，将工件的形状、尺寸及技术要求数字化，采用手工或计算机按运动顺序和所用数控机床规定的指令代码及程序格式编制加工程序。并将该程序输入到数控系统，系统读出信息，并送入数字控制装置。数控装置就依照指令上的代码进行一系列的处理和运算，变成脉冲信号，并将其输入驱动装置，驱动机床主运动、进给运动及辅助运动，并使其相互协调来实现对零件的自动加工。
CNC系统对数控机床的控制分为“轨迹控制”和“逻辑控制”。
2．1 轨迹控制
轨迹控制是对机床各坐标轴的速度和位置控制，它通过插补实现。
实际加工中零件的形状各式各样，有由直线、圆弧组成的零件轮廓；也有由诸如自由曲线、曲面、方程曲线和曲面体构成的零件轮廓。对这些复杂的零件轮廓最终还是要用直线和圆弧进行逼近以便数控加工。插补计算就是对数控系统输入基本数据（如直线的起点、终点坐标，圆弧的起点、终点及圆心坐标等），运用一定的算法计算，并根据计算结果向相应的坐标发出进给指令，对应着每一个进给指令，机床在相应的坐标方向上移动一定距离，最终将工件加工出所需的轮廓形状。数控系统中最常用的插补方法是逐点比较法。
2.1.1逐点比较法直线插补
如图2-1所示，设直线OA为第一象限的直线，起点为坐标原点O（0，0），终点为A（Xe,Ye）,P（Xi,Yj）为加工点。令：Fi,j=XeYj-XiYe 。
根据加工点位置的不同有以下三种情况：
（1）如Fi,j= 0, 则点P在直线OA上；
（2）如Fi,j＞0, 则点P在直线OA上方；
（3）如Fi,j＜0, 则点P在直线OA下方；
图2-1 逐点比较法第一象限直线插补
为了逼近直线，规定Fi,j≥0 时，刀具向+X方向进给一步（一个脉冲当量）；Fi,j＜0 时，刀具向+Y方向进给一步。每走一步利用递推公式计算出新加工点的Fi,j 值，以决定下一步进给方向。总步数J=Xe+Ye ,每走一步J减1，当J为0时刀具到达直线终点，插补结束。
第一象限的直线插补算法流程图如图2-2所示。
图2-2 第一象限直线插补算法流程图
其它三个象限的直线插补可根据相同原理得到其插补计算方法。
根据以上算法，每个象限可设计一个子程序。下面是第一象限的子程序，其它象限只须加以修改即可。该程序用MCS-51指令编写，电机采用步进电机，采用8255并行接口的A、B两端口进行控制。图2-3是直线插补程序的流程图。内存分配表见表2-1。
图2-3 直线插补流程图表2-1 内存分配表
直线插补的程序清单如下：
ORG 2300H
MAIN：MOV SP，#60H ；主程序开始
MOV R0，#T8255 ；8255初始化
MOV A，#80H
MOV @R0,A
LOP4：MOV 28H，#0C8H ；Xe
MOV 29H，#0C8H ；Ye
MOV 2AH，#00H ；X
MOV 2BH，#00H ；Y
MOV 2EH，#00H ；F
MOV 70H，#0AH
LOP3：MOV A，2EH
JB ACC.7，LOP1
MOV A，70H
SETB ACC.0
CLR ACC.2
MOV 70H，A ；OB+X
LCALL MOTR ；调环行分配器，x方向走一步
LCALL DELAG
MOV A，2EH
SUBB A，29H ；F-Ye
INC 2AH ；X+1
AJMP LOP2
LOP1：MOV A，70H
SETB ACC.2
CLR ACC.0
MOV 70H，A ；OF+Y
LCALL MOTR ；Y方向走一步
LCALL DELAY
MOV A，2EH
ADD A，28H ；F+Xe
INC 2BH ；Y+1
LOP2：MOV 2EH，A
MOV A，28H
CJNE A，2AH，LOP3 ；Xe=X？
ST：MOV R0，#T8255 ；关8255
MOV A，#00H
MOVX @R0,A
LJMP ST
2.1.2逐点比较法圆弧插补
如图2-4所示，设逆圆弧AB在第一象限，原点为圆心O，起点A（Xo，Yo），终点B（Xe，Ye），半径为R，瞬时加工点为P（Xi，Yj），令Fi,j=Xi2+Yj2-R2 。
根据加工点位置的不同有以下三种情况：
（1）如Fi,j= 0, 则点P在圆弧AB上；
（2）如Fi,j＞0, 则点P在圆弧AB外侧；
（3）如Fi,j＜0, 则点P在圆弧AB内侧；
图2-4 逐点比较法第一象限圆弧插补
为了逼近圆弧，规定Fi,j≥0 时，刀具向-X方向进给一步（一个脉冲当量）；Fi,j＜0 时，刀具向+Y方向进给一步。每走一步利用递推公式计算出新加工点的Fi,j 值，以决定下一步进给方向。总步数J=|Xe-Xo|+|Ye-Yo| ,每走一步J减1，当J为0时刀具到达圆弧终点，插补结束。
第一象限的逆圆弧插补算法流程图如图2-5所示。
图2-5 第一象限逆圆弧插补算法流程图
对于第一象限的顺圆及其第二、三、四象限的顺逆圆弧插补，可根据相同原理得到其插补计算方法。
根据以上算法，每个象限可设计顺、逆圆弧两个子程序。下面是第一象限逆圆的子程序，其它象限只须加以修改即可。该程序用MCS-51指令编写，电机采用步进电机，采用8255并行接口的A、B两端口进行控制。
图2-6是圆弧插补程序的流程图。程序清单如下：
XL EQU 18H
XH EQU 19H
YL EQU 28H
YH EQU 29H
XeL EQU 1AH
XeH EQU 1BH
YeL EQU 2AH
YeH EQU 2BH
FL EQU 2CH
FH EQU 2DH
ORG 2400H
图2-6是圆弧插补程序的流程图
MAIN：MOV SP，#60H
MOV R0，#0EBH
MOV A，#80H
MOVX @R0，A
LCALL DSUP ；调装码子程序
MOV R5，#11H
MOV R6，#21H
MOV 70H，#08H
MOV XL，#80H ；XL
MOV XH，#0CH ；XH
MOV YeL，#00H ；YeL
MOV YeH，#00H ；YeH
MOV XeH，#00H ；XeH
MOV XeL，#00H ；XeL
MOV YL，#00H ；YL
MOV YH，#00H ；YH
MOV FL，#00H ；FL
MOV FH，#00H ；FH
MOV 1CH，#00H
MOV 1DH，#00H
LOOP3：MOV A，FH
JNB ACC.7.LOOP1
MOV A，70H
SETB ACC.2
CLR ACC.0
MOV 70H，A ；OC+Y
LCALL MOTR
LCALL DELAY
MOV R1，#28H ；YL
MOV R0，#1CH
MOV R7，#02H
LCALL CHFZ ；2*Y ADD：CLR C
MOV A，FL
ADDC A，1CH
MOV FL，A
MOV A，FH
ADDC A，1DH ；F+2Y
MOV FH，A
MOV A，YL
ADD A，#01H
MOV 28H，A
MOV A，YH
ADDC A，#00H
MOV YH，A ；Y+1
CLR C
MOV A，FL
ADD A，01H
MOV FL，A ；F+2Y+1
MOV A，FH
ADDC A，00H
MOV FH，A
AJMP LOOP2
LOOP1：MOV A，70H
SETB ACC.0
MOV 70H，A ；09-X
LCALL MOTR
LCALL DELAY
MOV R1，#18H ；XL
MOV R0，1CH
MOV R7，02H
LCALL CHFZ ；2*X SUB：CLR C
MOV A，FL
SUBB A，1CH
MOV FL，A
MOV A，FH
SUBB A，1DH
MOV FH，A ；F-2X
CLR C
MOV A，XL
MOV XH，A ；X-1
MOV A，FL
ADD A，#01H
MOV FL，A
MOV A，FH
ADDC A，00H
MOV FH，A ；F-2X+1
LOOP2：MOV A，YH
CJNE A，YEH，LOOP3A ；YH=YEH？
MOV A，YL
CJNE A，YEH，LOOP3A ；YL=YEH？
ST MOV P0，0EBH
MOV A，00H
MOVX @R0,A
AJMP ST
LOOP3A AJMP LOOP3
END ；主程序结束
ORG 2500H
CHFZ：PUSH PSW ；双字节乘2子程序PUSH A
PUSH B
PUSH C
MOV R2，00H
SHIO MOV A，@R1
MOV B，#02H
PUSH PSW
MUL AB
POP PSW
ADDC A，R2
MOV @R0，A
MOV R2，B
INC R0
INC R1
DJNZ R7，SHIO
数控机床电气控制
数控机床电气控制 第一章机床控制线路的基本环节 内容机床常用电器的选择 机床电气原理图的画法及阅读方法 三相异步电动机的启动控制线路 三相异步电动机的运行控制线路 三相异步电动机的制动控制线路 电动机的保护环节 学习目标。通过本章的学习，熟练掌握低压电器的结构，工作原理，掌握控制线路 的基本环节及一些典型线路的工作原理，分析方法，从而具备正确选用机床常用电 器的能力，分析机床控制电路基本环节的能力和看懂电气控制原理图的能力。 第二章典型普通型机床电器线路的分析 内容电气控制线路分析基础 C650卧式车床的电气控制线路 X62卧式万能铣床的电气控制线路 学习目标。通过本章的学习，了解集中普通典型机床的基本结构，掌握其电气控制 原理熟练掌握阅读分析电气控制原理图的方法与步骤，培养读图能力，为机床及其 他生产机械电气控制系统的设计，安装，调试和维护打下一定的基础。 第三章机床电气控制系统的设计 机床电器控制系统的设计基本原则和设计步骤 电力拖动方案的确定和电动机的选择 机床电气控制线路设计的一般要求 机床电气控制线路的设计方法及实例 机床电气控制系统的工艺设计 学习目标。通过本章的学习，了解机床电器控制系统设计的基本原则，基本内容，正确理解和选用电力拖动方案，掌握机床电气原理图的设计以及电器工艺设计的方法和步骤，具有基本的电气控制系统设计的能力。 第四章可编程控制器plc的工作原理 内容概述 Plc的组成与工作原理 数控机床的plc 学习目标，通过本章的学习，了解可编程控制器的基本组成和编程语言，正确理解 可编程控制器的扫描工作方方式，等效电路，掌握可编程控制的工作原理，以及数 控机床中可编程控制器的形式，特点和功能。 第五章Plc的指令系统 内容Siemens s7-200plc性能简介 S7200plc的基本指令 S7200plc的顺序控制指令 S7200plc的功能指令 学习目标。通过本章的学习，了解西蒙子s7-200plc和fanuc pmc-pa1型的软器件的 特点，掌握其指令系统的功能以及编程的方法，正确理解功能基本指令。了解功能 图的主要内型，掌握顺序控制指令的应用。
数控车床加工工艺分析
数控车床加工工艺分析 摘要：随着数控加工的日益成熟越来越多的零件产品都用数控机床来加工,因此如何改进数控加工的工艺问题就越来越重要。在数控机床上由于机床空间及机床的其他局限了数控加工的灵活性，这样就要求我们要懂得如何改进加工工艺，提高数控机床的应用范围和加工性能。从而达到提高生产效率和产品质量。 关键词：数控加工加工工艺薄壁套管、护轴 前言：数控加工作为一种高效率高精度的生产方式，尤其是形状复杂精度要求很高的模具制造行业，以及成批大量生产的零件。因此数控加工在航空业、电子行业还有其他各行业都广泛应用。然而在数控加工从零件图纸到做出合格的零件需要有一个比较严谨的工艺过程，必须合理安排加工工艺才能快速准确的加工出合格的零件来，否则不但浪费大量的时间，而且还增加劳动者的劳动强度，甚至还会加工出废品来。下面我将结合某一生产实例对数控加工的工艺进行分析。以便帮助大家进一步了解数控加工，对实际加工起到帮助作用。 一般数控机床的加工工艺和普通机床的加工工艺是大同小异的，只是数控机床能够通过程序自动完成普通机床的加工动作，减轻了劳动者的劳动强度，同时能比较精准的加工出合格的零件。由于数控加工整个加工过程都是自动完成的，因此要求我们在加工零件之前就必须把整个加工过程有一个比较合理的安排，其中不能出任何的差错，
否则就会产生严重的后果。 1、1 零件图样分析 因为薄壁加工比较困难，尤其是内孔的加工，由于在切削过程中，薄壁受切削力的作用，容易产生变形。从而导致出现椭圆或中间小，两头大的“腰形”现象。另外薄壁套管由于加工时散热性差，极易产生热变形，使尺寸和形位误差。达不到图纸要求，需解决的重要问题，是如何减小切削力对工件变形的影响。薄壁零件的加工是车削中比较棘手的问题，原因是薄壁零件刚性差，强度弱，在加工中极容易变形，使零件的形位误差增大，不易保证零件的加工质量。可利用数控车床高加工精度及高生产效率的特点，并充分地考虑工艺问题对零件加工质量的影响，为此对工件的装夹、刀具几何参数、程序的编制等方面进行试验，有效地克服薄壁零件加工过程中出现的变形，保证了加工精度,为今后更好的加工薄壁零件提供了好的依据及借鉴。 无论用什么形式加工零件，首先都必须从查看零件图开始。由图看见该薄壁零件加工，容易产生变形，这里不仅装夹不方便，而且所要加工的部位也那难以加工，需要设计一专用薄壁套管、护轴。
数控车床的程序编制习题
数控车床的程序编制习题 一判断题 1．圆弧插补中，对于整圆，其起点和终点相重合，用R编程无法定义，所以只能用圆心坐标编程。（）2．圆弧插补用半径编程时，当圆弧所对应的圆心角大于180o时半径取负值。（） 3．车削中心必须配备动力刀架。（） 4．X坐标的圆心坐标符号一般用K表示。（） 5．数控车床的特点是Z轴进给1mm，零件的直径减小2mm。（） 6．数控车床刀架的定位精度和垂直精度中影响加工精度的主要是前者。（） 7．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。（） 8.子程序的编写方式必须是增量方式。( ) 9.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。（） 10.数控机床的编程方式是绝对编程或增量编程。（） 11.数控机床用恒线速度控制加工端面、锥度和圆弧时，必须限制主轴的最高转速。（） 12.螺纹指令G32 X41.0 W-43.0 F1.5是以每分钟1.5mm的速度加工螺纹。（） 13.车床的进给方式分每分钟进给和每转进给两种，一般可用G94和G95区分。（） 14.数控车床可以车削直线、斜线、圆弧、公制和英制螺纹、圆柱管螺纹、圆锥螺纹，但是不能车削多头螺纹。（） 15.数控车床的刀具补偿功能有刀尖半径补偿与刀具位置补偿。（） 16.外圆粗车循环方式适合于加工棒料毛坯除去较大余量的切削。（） 17.固定形状粗车循环方式适合于加工已基本铸造或锻造成型的工件。（） 18.绝对值方式是指控制位置的坐标值均以机床某一固定点为原点来计算计数长度。（） 19.增量值方式是指控制位置的坐标是以上一个控制点为原点的坐标值。（） 20.无论是尖头车刀还是圆弧车刀都需要进行刀具半径补偿。（） 21.车刀刀尖圆弧增大，切削时径向切削力也增大。（） 22.数控机床编程有绝对值和增量值编程，使用时不能将它们放在同一程序段中。（） 23.子程序的编写方式必须是增量方式。（） 24.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。（） 25.G00为前置刀架式数控车床加工中的瞬时针圆弧插补指令。（） 26.G03为后置刀架式数控车床加工中的逆时针圆弧插补指令。（） 27.在数值计算车床过程中，已按绝对坐标值计算出某运动段的起点坐标及终点坐标，以增量尺寸方式表示时，其换算公式：增量坐标值=终点坐标值-起点坐标。 28.外圆粗车循环方式适合于加工已基本铸造或锻造成型的工件。（） 29.编制数控加工程序时一般以机床坐标系作为编程的坐标系。( ) 30.一个主程序中只能有一个子程序。 () 二填空题 1.对刀点既是程序的，也是程序的。为了提高零件的加工精度，对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上。 2. 数控车床是目前使用比较广泛的数控机床，主要用于和回转体工件的加工。 3. 编程时为提高工件的加工精度，编制圆头刀程序时，需要进行。 4. 为了提高加工效率，进刀时，尽量接近工件的，切削开始点的确定以为原则。 5. 数控编程描述的是的运动轨迹，加工时也是按对刀。 6. 一个简单的固定循环程序段可以完成、、、这四种常见的加工顺序动作。 7.复合循环有三类，分别是，，。
[数控车技师论文]数控机床加工工艺路线的研究
[数控车技师论文]数控机床加工工艺路线的研究 理想的加工程序不仅应保证加工出符合图样的合格工件，同时应能使数控机床的功能得到合理的应用和充分的发挥。数控机床是一种高效率的自动化设备，它的效率高于普通机床的2~3倍，所以，要充分发挥数控机床的这一特点，必须熟练掌握其性能、特点、使用操作方法，同时还必须在编程之前正确地确定加工方案。 在数控机床加工过程中，由于加工对象复杂多样，特别是轮廓曲线的形状及位置千变万化，加上材料不同、批量不同等多方面因素的影响，在对具体零件制定加工方案时，应该进行具体分析和区别对待，灵活处理。只有这样，才能使制定的加工方案合理，从而达到质量优、效率高和成本低的目的。 在对加工工艺进行认真和仔细的分析后，制定加工方案的一般原则为先粗后精，先近后远，先内后外，程序段最少，走刀路线最短，由于生产规模的差异，对于同一零件的加工方案是有所不同的，应根据具体条件，选择经济、合理的工艺方案。 1、加工工序划分 在数控机床上加工零件，工序可以比较集中，一次装夹应尽可能完成全部工序。与普通机床加工相比，加工工序划分有其自己的特点，常用的工序划分原则有以下两种。 1.1 保证精度的原则 数控加工要求工序尽可能集中。常常粗、精加工在一次装夹下完成，为减少热变形和切削力变形对工件的形状、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影响，应将粗、精加工分开进
行。对轴类或盘类零件，将各处先粗加工，留少量余量精加工，来保证表面质量要求。同时，对一些箱体工件，为保证孔的加工精度，应先加工表面而后加工孔。 1.2 提高生产效率的原则 数控加工中，为减少换刀次数，节省换刀时间，应将需用同一把刀加工的加工部位全部完成后，再换另一把刀来加工其它部位。同时应尽量减少空行程，用同一把刀加工工件的多个部位时，应以最短的路线到达各加工部位。 实际中，数控加工工序要根据具体零件的结构特点、技术要求等情况综合考虑。 2、加工路线的确定六剑客职教园（最大的免费职教教学资源网站） 在数控加工中，刀具（严格说是刀位点）相对于工件的运动轨迹和方向称为加工路线。即刀具从对刀点开始运动起，直至结束加工程序所经过的路径，包括切削加工的路径及刀具引入、返回等非切削空行程。影响走刀路线的因素很多，有工艺方法、工件材料及其状态、加工精度及表面粗糙度要求、工件刚度、加工余量，刀具的刚度、耐用度及状态，机床类型与性能等，加工路线的确定首先必须保证被加工零件的尺寸精度和表面质量，其次考虑数值计算简单，走刀路线尽量短，效率较高等。 下面举例分析研究数控机床加工零件时常用的加工路线。 2.1车圆锥的加工路线分析
车床零件加工工艺
轴类零件的数控加工工艺分析与编制 班级 姓名 学号 综合成绩 项目一轴类零件的数控加工工艺分析与编制 零件图 项目一轴类零件的数控加工工艺分析与编制 零件图 任务一、零件图纸的工艺分析 该零件由圆柱、槽、螺纹等表面形成 设计基准径向以轴线为基准，轴向以工件右端面为基准。 未注倒角C1 表面粗糙度为Ra3.2，Ra1.6 工件材料为45钢 任务二、工艺路线的拟定 1、表面加工的方法 粗车---精车 粗车1.5 精车0.5 精度等级 IT7，IT8 表面粗糙度 3.2，1.6 2、毛坯尺寸 ?15mm*145mm 3、工序划分 任务三、机床的选择 零件毛坯尺寸：?35mm*145mm 零件最高精度:IT7，IT8 刀具类型：外圆车刀、螺纹刀 机床：CK6141 机床参数 主电机功率：4000（kw）
刀具数量：4 最大加工长度：1000（mm） 最大加工直径：58（mm） 最大回转直径：224（mm） 精度级：IT6~IT8 卡盘：三爪卡盘 任务四、装夹方案及夹具的选择 通过对刀的方式找基准 径向基准为轴线 轴向基准为工件两端面 夹具为三爪卡盘 任务五、刀具的选择 工件材料：45钢 刀具材料：硬质合金（刀片） P类：精JC215V（黛杰） 粗JC450V 适用加工结构钢、工具钢、耐热钢、铸钢可锻造钢，是钢材连续切削加工首选刀具材料 任务六、刀片规格 外圆车刀 CNMG080404 切槽刀 N123H2-03 50-0004-GF 螺纹刀 R166.0G-16MM01-150 任务五、刀具的选择 工件材料：45钢 刀具材料：硬质合金（刀片） P类：精JC215V（黛杰） 粗JC450V 适用加工结构钢、工具钢、耐热钢、铸钢可锻造钢，是钢材连续切削加工首选刀具材料 任务六、刀片规格 外圆车刀 CNMG080404 切槽刀 N123H2-03 50-0004-GF 螺纹刀 R166.0G-16MM01-150 任务七、切削用量的选择 1.8切削用量选择
数控加工试题(附答案)
练习一 一、填空题 1、数字控制是用对机床的运动及加工过程进行控制的一种方法。 2、数控机床是由、、、和组成。 3、数控机床的核心是，它的作用是接受输入装置传输来的加工信息。 4、伺服系统分为和。 5、数控机床按运动方式可分为、、。 6、数控机床按控制方式可分为、和。 7、数控机床中没有位置检测反馈装置的是；有位置检测反馈装置的是和。 8、开环控制数控机床主要采用进行驱动，而半闭环和闭环控制数控机床主要采用进行驱动。 9、数控机床中2.5轴控制是指两个控制，第三个轴是控制。 10、是指数控机床适应加工对象变化的能力。 11、FMC代表，FMS代表，CIMS代表。 12、数控系统按功能水平的不同可分为、、三类。 二、判断题 1、数控机床只适用于零件的批量小、形状复杂、经常改型且精度高的场合。（） 2、对于点位控制，进给运动从某一位置到另一个给定位置的进程进行加工。（） 3、一般情况下半闭环控制系统的精度高于开环系统。（） 4、轮廓控制的数控机床只要控制起点和终点位置，对加工过程中的轨迹没有严格要求。（） 5、加工中心是可以完成一个工件所有加工工序的数控机床。（） 6、数控系统的核心是数控装置。（） 7、半闭环控制数控机床的检测装置安装在丝杠或电机轴上，闭环控制数控机床的测量装置安装在工作台上。（） 8、闭环控制的优点是精度高、速度快，适用于大型或高精密的数控机床。（） 9、数控机床按运动方式可分为开环控制、闭环控制和半闭环控制数控机床。（） 10、数控车床属于两轴控制的数控机床。（） 11、点位控制系统不仅要控制从一点到另一点的准确定位，还要控制从一点到另一点的路径。（） 12、常用的位移执行机构有步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机。（） 三、选择题 1、数控机床适于( )生产。 A 大型零件 B 小型高精密零件 C 中小批量复杂形体零件D大批量零件 2、闭环控制系统的检测装置装在( ) A 电机轴或丝杆轴端 B 机床工作台上 C 刀具主轴上 D 工件主轴上 3、FMS是指（） A 自动化工厂 B 计算机数控系统 C 柔性制造系统 D 数控加工中心 4、数控系统的核心是（） A 伺服装置 B 数控装置 C 反馈装置 D 检测装置 5、按伺服系统的控制方式分类，数控机床的步进驱动系统是（）数控系统。 A 开环 B 半闭环 C 全闭环 6、开环控制系统与闭环控制系统的主要区别在于数控机床上装有( ) A 反馈系统 B 适应控制器 C 带有传感器的伺服电机 D 传感器 7、下列机床中，属于点位数控机床的是( ) A 数控钻床B数控铣床C数控磨床 D 数控车床 8、FMC是指（） A 自动化工厂 B 计算机数控系统 C 柔性制造单元 D 数控加工中心 9、数控系统中CNC的中文含义是（）。 A 计算机数字控制 B 工程自动化 C 硬件数控 D 计算机控制 10、数控机床四轴三联动的含义是（） A 四轴中只有三个轴可以运动 B 有四个控制轴、其中任意三个轴可以联 动 C 数控系统能控制机床四轴运动，其中三个轴能联动 11、中央处理器主要包括（）。 A 内存储器和控制器 B 内存储器和运算器 C 控制器和运算器 D 存储器、控制器和运算器 12、加工中心控制系统属于（）。 A 点位控制系统 B 直线控制系统 C 轮廓控制系统 四、简答题 1、数控机床主要有哪几部分组成？ 答、加工程序、数控创制、伺服系统、检测反馈装置和机床本体 2、数控机床的特点？ 答：适合加工复杂的零件、适应性和灵活性好、加工精度高、生产率高、自动化程度高、经济效益好、价格较贵、调试和维修困难 3、什么是数控？什么是数控机床？ 答、数字控制是用信号对机床的运动及加工过程进行控制的一种方法。 数控机床是一个装有程序控制系统的机床，该系统能逻辑地处理具有使用号码或其他符号编码指令规定的程序。 4、数控机床按控制方式分可分为哪几大类？ 答：开环控制数控机床、半闭环控制数控机床和闭环控制数控机床。 5、简述数控机床的发展趋势？ 答：高速化、高精度化、高可靠性、高柔性化、高效化、高一体化、网络化、智能化、先进制造系统制造化 6、说明FMC、FMS、CIMS的含义。 答：FMC代表柔性制造单元FMS代表柔性制造系统CIMS代表计算机集成制造系统。 练习一答案 1
数控机床原理及应用作业
数控机床原理及应用作业 一、概念题： 1.数控机床 CNC(数控机床)是计算机数字控制机床(Computer number control)的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件。 2.伺服驱动进给系统 伺服驱动系统（Servo System）简称伺服系统，是一种以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统，例如数控机床等。 3.走刀路线 数控加工过程中刀具相对于被加工工件的运动轨迹 4.数控机床编程 按数控机床规定的代码和程序格式，将工件的尺寸、刀具运动中心轨迹、位移量、切削参数以及辅助功能（换刀、主轴正反转、冷却液开关等）编制成加工程序，再把程序内容记录在控制介质（如穿孔纸带、磁带、磁盘等），然后输入到数控机床的数控装置中，由数控装置指挥机床自动地加工零件。这种从零件图的分析到制成控制介质的全部过程叫数控机床编程。 5.刀具补偿 刀具补偿英文名称：cutter compensation 定义：通过切削点垂
直于刀具轨迹的位移补偿，用来修正刀具实际半径或直径与其程序规定值之差。 简答： 1.简述数控概念。 数字控制（Numerical Control NC）：简称数控，是用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法。 2.简述数控机床工作原理。 数控机床进行加工，首先必须将工件的几何数据和工艺数据等加工信息按规定的代码和格式编制成数控加工程序，并用适当的方法将加工程序输入数控系统。数控系统对输入的加工程序进行数据处理，输出各种信息和指令，控制机床各部分按规定有序地动作。 3.数控机床主要组成部分包括哪些。 ⑴输入/输出设备，⑵计算机数控装置CNC，⑶伺服系统（能源中心，包括主轴伺服驱动系统、进给伺服驱动系统），⑷PLC与机床I/O 电路装置，⑸操作面板，⑹机床本体。 4.常用数控机床分类有哪些。 ⑴按工艺用途（机床类型）分类 切削加工类：数控镗铣床、数控车床、数控磨床、加工中心、数控齿轮加工机床、FMC等。 成形加工类：数控折弯机、数控弯管机等。 特种加工类：数控线切割机、电火花加工机、激光加工机等。 其它类型：数控装配机、数控测量机、机器人等。
电大专科数控技术数控机床电气控制试题及答案
中央广播电视大学2009-2010学年度第一学期“开放专科”期末考试 数控机床电气控制试题 （宝丰县教师进修学校-马全力提供） 2010年1月 一、单选题（每小题3分，共54分） 1·某数控机床的数控装置只要求能够精确地控制从一个坐标点到另一个坐标点的定位精度，而不管是按什么轨迹运动，在移动过程中不进行任何加工。那么这是属于( )。 A．直线控制的数控机床 B．轮廓控制的数控机床C．点位控制的数控机床 2．数控装置在硬件基础上必须有相应的系统软件来指挥和协调硬件的工作，两者缺一不可。数控装置的软件由( )组成。 A.控制软件 B．管理软件和控制软件两部分C．管理软件 3．( )不但能用于正常工作时不频繁接通和断开的电路，而且当电路发生过载、短路或失压等故障时，能自动切断电路，有效地保护串接在它后面的电气设备。 A.刀开关 B．低压断路器C．组合开关 4．电流继电器与电压继电器在结构上的区别主要是( )不同。电流继电器的线圈匝数少、导线粗，与负载串联以反映电路电流的变化。电压继电器的线圈匝数多、导线细，与负载并联以反映其两端的电压。 A.线圈 B．衔铁C．触点 5．数控装置是整个数控系统的核心，按CNC装置中微处理器的个数可以分为单微处理器结构和( )。 A．专用型结构 B．功能模块式结构C．多微处理器结构 6．位置检测元件不直接安装在进给坐标的最终运动部件上，而是中间经过机械传动部件的位置转换（称为间接测量），亦即，坐标运动的传动链有一部分在位置闭环以外，这种伺服系统称为( )。 A．开环伺服系统 B．半闭环系统C．闭环伺服系统 7．( )是一种将电脉冲信号转换为机械角位移的机电执行元件。 A．交流电动机 B．直流电动机 C．步进电动机 8．( )又称无触点行程开关，当运动着的物体在一定范围内与之接近时，它就会发生物体接近而“动作”的信号，以不直接接触方式检测运动物体的位置。 A．接近开关 B．按钮开关C．组合开关 9．热继电器是利用电流的热效应原理来切断电路的保护电器，主要用于电动机或其他负载的( )保护。 A．过压 B．过载C．过流 10．( )即用电气自控驱动工作台运动替代了人工机械驱动工作台运动。
数控加工工艺课程设计指导书
数控加工工艺课程设计指导书 一．设计目的 通过数控加工工艺课程设计，掌握零件的数控加工工艺的编制及加工方法。二．设计内容 编制中等复杂程度典型零件的数控加工工艺。 三．设计步骤 （一）零件的工艺分析 无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量。在编程中，对一些工艺问题（如对刀点、加工路线等）也需做一些处理。因此程序编制中的零件的工艺分析是一项十分重要的工作。 1．数控加工工艺的基本特点 数控机床加工工艺与普通机床加工工艺在原则上基本相同，但数控加工的整个过程是自动进行的，因而又有其特点。 1）数控加工的工序内容比普通机床的加工的工序内容复杂。这是因为数控机床价格昂贵，若只加工简单的工序，在经济上不合算，所以在数控机床上通常安排较复杂的工序，甚至是在通用机床上难以完成的那些工序。 2）数控机床加工程序的编制比普通机床工艺规程编制复杂。这是因为在普通机床的加工工艺中不必考虑的问题，如工序内工步的安排、对刀点、换刀点及走刀路线的确定等问题，在数控加工时，这一切都无例外地都变成了固定的程序内容，正由于这个特点，促使对加工程序的正确性和合理性要求极高，不能有丝毫的差错，否则加工不出合格的零件。 2．数控加工工艺的主要内容 根据数控加工的实践，数控加工工艺主要包括以下方面： 1）选择适合在数控机床上加工的零件和确定工序内容； 2）零件图纸的数控工艺性分析； 3）制订数控工艺路线，如工序划分、加工顺序的安排、基准选择、与非数控加工工艺的衔接等； 4）数控工序的设计，如工步、刀具选择、夹具定位与安装、走刀路线确定、测量、切削用量的确定等； 5）调整数控加工工艺程序，如对刀、刀具补偿等； 6）分配数控加工中的容差； 7）处理数控机床上部分工艺指令。 3．数控加工零件的合理选择 程序编制前对零件进行工艺分析时，要有机床说明书、编程手册、切削用量表、标准工具、夹具手册等资料，方能进行如下一些问题的研究。 在数控机床上加工零件时，一般有两种情况。第一种情况：有零件图样和毛坯，要选择适合加工该零件的数控机床。第二种情况：已经有了数控机床，要选择适合在该机床上加工的零件。无论哪种情况，考虑的主要因素主要有，毛坯的材料和类型、零件轮廓形状复杂程度、尺寸大小、加工精度、零件数量、热处理要求等。概括起来有三点，即零件技术要求能否保证，对提高生产率是否有利，经济上虽否合算。 根据国内外数控技术应用实践，数控机床通常最适合加工具有以下特点的零件：
数控车床加工过程总结
数控车床加工过程总结 ●装刀： ?对刀高 ?伸出长度＝刀高的1.5倍 ?副偏角：5-15度 ?手动转动卡盘检查极限位置 ●工件装夹： ?工件伸出长度＝工件长度＋平端面0.5＋切断4＋安全距离1-2 ?卡盘扳手注意随时取下 ?工件批量加工时，伸出长度要保持一致 ●开机－回参考点－装刀－工件装夹 ●对刀： ?X：试切直径法，得到x偏置＝直径＋x坐标 ?Z：平端面法，得到z偏置＝z坐标 ●编程（华中系统） ?新建文件O0001(文件名以O开头) ?％0001 （程序段首行％开头） ?G95G90G36G21 (参数准备代码，转进给、绝对位置编程、半径编程、公制单位mm) ?M42 (中档，根据加工要求确定机床主轴转速挡位) ?M03S600 (主轴正转、转速600转每分钟) ?T0101 (换一号刀、确定工件坐标系以一号刀的X和Z轴偏置为准) ?程序段。。。。（刀具的切削运动轨迹） ◆平端面 ◆粗车F0.2（低速、大进给、F0.2－F0.5） ◆精车F0.1-0.05(高速S800-1000、小进给) ◆换刀位置X100/Z100 (不可发生碰撞的刀盘旋转的安全换刀位置) ◆切断 ?M05 (主轴停止) ?M30 （程序停止，回程序段开始） ●程序调试 ?图形校验方式，观察毛坯的切削状态，严防撞刀事故发生，采用单段程序运行方式。 ?红色线条为G00,只允许在毛坯外部。黄色线条为G01，是刀具与工件发生切削。 最终获得的图形就是加工零件的剖面图形。 ●程序试运行 ?单段＋快速修调20%＋循环启动 ?中断程序执行，需要停车但不结束程序执行时：进给保持＋主轴停。（此时刀具停 止在按下进给保持按键时的位置上） ?继续执行程序：主轴正转＋循环启动。（恢复程序中断继续加工） ?发现程序问题：进给保持＋主轴停——编辑程序——保存程序——程序调试。。。。 （其实程序试运行是一个不断发现问题改正问题循环往复的过程） 1
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)
数控机床的九个基本操作步骤
数控机床的九个基本操作步骤 1．工件程序的编辑与输入 加工前应首先分析和编制工件的加仁工艺和加工程序，如果工件的加工程序较长或复杂时．就不要在数控机床上编程，而采用编程机或计算机编程，然后通过软盘或通信接口备份到数控机床的数控系统中。这样可以避免占用机时，增加加工的辅助时间。 2．开机 一般是先开主电源，这样数控机床就具备了开机条件，启动一个带钥匙按钮数控系统和机床同时都上电，数控机床系统的CRT上显示出信息，同时检查机床的液压，气动、各进蛤轴及其他辅助设备的连接状态。 3．固参考点 机床加工前先建立机床各坐标的移动基准。对于增员控制系统的机床应首先执行这一步． 4．加工程序的输入调用 根据程序的介质(磁带、磁盘)，可以用磁带机、编程机或串口通信输入，若是简单程序可直接采用键盘在CNC控制面板上输入，或在MDI的方式下逐段输入遥段加工。在加工前还必须输入加丁程序中的丁件原点、刀具参数、偏置量、各种补偿值。 5．程序的编辑 辖入的程序若需要怪改时，应将工作方式选择开关置于编辑的位置。利用编辑健进行增加、删除、更改。 6．程序的检查与调试 首先将机床锁住，只运行系统。这一步霹是对程序进行检查，若有错误，则需重新进行编辑。 7．工件的安装与找正 对要加工的下件进行安装找正，建立基准。方式采用手动增量移动，连续移动或手摇轮移动机床。将起刀点对到程序的起始处，并对好刀具的基准。 8．启动坐标轴进行连续加工 连续加工一般采用存储器中的程序加丁。数控机床加工中的进给速度可采用进给倍率开关调节，加工中可以按进给保持按钮，暂停进给运动观察加工情况或进行手工测量。再按下循环启动按钮即可恢复加工，为碗保程序正确无误，加丁前应再复查一遍。在铣削加工时，对于平面曲线丁件，可采用铅笔代替刀具在纸上画工件轮廓，这样比较直观‘若系统具有刀具轨迹，模拟功能则可用于检查程序的正确性， 9．关机 加了结束后、关闭电源前，注意检查数控机床的状态及机床各部件位置。先关机床电源，然后再关系统的电源，最后关闭总电源。
数控车床加工工艺研究与程序设计
平顶山广播电视大学社会调查报告 分校 专业数控技术 年级2018年春季 题目数控车床加工工艺研究与程序设计姓名李红超 学号1141001409194 指导教师郭国选 职称
20 12 年11 月25 日
数控车床加工工艺研究与程序设计 摘要：数控技术及数控机床在当今机械制造业中起着重要地位.而现代数控机床是综合应用了计算机、自动控制、自动检测以及精密机械等高新技术地产物,集成了数控仿真,可以检查出代码地正确性,从而可以提高编程质量,减少出错率,加快编程速度,是典型地机电一体化产品,是完全新型地自动化机床；这显示了其在国家基础工业现代化中地战略性作用,并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产地重要手段和标志.b5E2RGbCAP 关键词：数控技术、数控仿真、机电一体化、自动化机床引言 随着科学技术地发展,机电产品日益精密复杂.机械制造业地发展规模和水平,则是反映国民经济实力和科学技术水平地重要标志之一.现在机械产品地性能,结构,形状和材料地不断地改进,精度不断提高,生产类型由大批量生产向多品种小批量转化.对零件加工质量和精度要求越来越高.而数控技术是现代化加工设备地基础,又是精密、高效、高可靠性、高柔性加工技术地支撑.发展先进制造技术必须以数控技术未基础.数控技术它综合了计算机、自动控制、电机、电气传动、测量、监控、机械制造等学科领域最新成果而形成地一门边缘科学技术.对制造业实现自动化、柔性化、集成化、智能化生产起到举足轻重地作用.p1EanqFDPw 目前,数控机床是车削加工能较全地数控机床.它可以把车削,铣削,螺纹加工,钻削等集中到一台设备上,使其具有多种工艺手段.由于产品地变化频繁,在一般机械加工中,单件小批量地生产约占70%以上.这样一来采用数控车床进行加工可以大大提高产品地质量,保证加工零间地精度,减轻劳动强度,为新产品地研制和改型换代节省大量时间和费用,从而提高了企业产品地竞争力.DXDiTa9E3d 一、数控机床地发展简历 1946 年第一台电子计算机诞生世界之上,这表明人们创造了可用机械这一代替脑力地劳动工具.它为人类进入信息社会奠定了基础.信息技术地飞速发展直接导致了知识经济地到来. 20 世纪40 年代末,美国开始研究数控机床,1952 年,第一台数控机床诞生.从此,传统机床产生了质地变化.近半世纪来数控机床经历两个阶段和六代地发展.RTCrpUDGiT ＜一）数控＜NC 阶段＜1952-1970 年） 早期计算机运算速度低,对当时地科学计算和数据处理影响还不大,不能适应机床实时控制地要求.人们不得不采用数字逻辑电路“搭”成一台机床专用计算机实作为数控系统,被成为硬件连接数控,简称未数控＜NC）.5PCzVD7HxA ＜二）计算机数控＜CNC阶段＜1970-现在）到1970年
数控机床电气控制课程标准
数控技术专业 《数控机床电气控制》课程标准 重庆工业职业技术学院
二○○九年五月 制定人员： 张光跃重庆工业职业技术学院机械学院教授姜秀华重庆工业职业技术学院机械学院副教授张新亮重庆工业职业技术学院机械学院讲师陈剑重庆机床集团公司高级工程师 刘学群重庆第二机床厂高级工程师 袁斌重庆长安汽车集团公司高级工程师 执笔人：张光跃 审核部门：数控技术专业建设指导委员会 实施部门：数控技术教研室 批准部门：教务处
《数控机床电气控制》课程标准 一、课程概述 （一）制定依据 本课程标准依据《数控机床装调维修工国家职业资格标准》、《数控技术专业人才培养方案》及本课程在人才培养方案中的作用和地位来制定。 （二）课程的性质与地位 《数控机床电气控制》（CNC Machine tool electric control）是指数控机床内部涉及电气控制的内容，包括数控机床电源电器控制、主轴和进给伺服运动电气控制，刀架电气控制、面板电气控制、I/O接口电气控制以及数控机床电气系统的控制和调试等。《数控机床电气控制》课程以数控设备应用技术为背景，理论与实际并重，是数控技术专业、数控设备应用与维护专业及相关的机电一体化等专业培养工程技术人才必备的一门核心专业课程，该课程为后续课程数控机床的故障诊断和维修打下基础，是一门理论与实践结合很紧密的课程。 通过本课程的学习，使学生掌握数控机床电气系统的基本知识和基本的动手操作方法，并得到必要的实践技能的训练，为后续专业课程学习和学生的顶岗实习作前期准备。本课程与其它课程的关系如下表所
（三）课程设计思路 1）课程内容设计 本专业人才培养目标提出的能力要求是：掌握数控机床的工作原理和结构知识，掌握主要数控系统的特点、CNC接口技术、PLC应用技术、电气参数设置和机电联调知识。具备数控机床的操作、手工编程和数控机床的机械和电气的调试和维护维修能力。 根据专业人才培养目标和本课程在专业目标的地位，课程的设计提出了在完整的工作过程中学习，以获得所需的知识和能力。工作过程知识是根据职业岗位职责、工作任务、工作规范、工具、手段与对象结合，并指向目标的职业行动过程所需要的知识，工作过程知识实现了理论知识与实践知识的结合，注重对知识的应用和能力的培养。按工作过程知识构建课程的学习内容，即按职业活动、岗位项目和具体的工作任务来组建学习内容，以具体的工作任务为圆心，凡是与工作过程任务有关的知识按圆周进行排列，纳入学习内容中，无关的知识尽量不讲，使课程的学习、内容构建从原来的学科体系的“平行结构”向工作任务体系的“圆周结构”转变。为使学生能很好学习和掌握本课程的知识和技能，我们结合职业教育特点和重庆地区数控设备构成和应用情况，选用典型的数控机床作为学习载体，按照数控机床电气控制的要求将数控机床的电气控制课程的学习领域分解为七个学习模块，每个学习模块选择一个到三个独立的工作任务，学生学习完这七个学习模块，就能基本掌握对数控机床电气连接与调试，达到教学的要求。在工作任务学习模块中，基
数控机床加工工艺特点
数控机床加工工艺特点 数控机床加工与些通机冰加工相比，在许多方山遵循基个一致的原则，在使用方法厂也有很多相似之处。但对于数控机床水身白动化程度较高，设备费用较高，设备功能较强，使数摔加工相应形成了如下几个特点。 ◆数控加工的工艺内容十分明确而且具体 进行救护加工时。数控机床是接受数控系统的指今后先成各种运动实现加工的。因此，在编制加工程序之前，需要对影响加工过程的各种工艺冈素，如切削用旦、进给路线、刀具的几何形状、丁步的划分与安排等一一作出定量描述，对每一个问题都要给出确切的答案和选择、而不能像普通机床加工时一样，在大多数情况下对许多具体的工艺问题，由操作工人依据自己的实践经验和习惯白行考虑利决定。也就是说，本来由操作丁人在加工中灵活掌握并可通过适时调整来处理的许多工艺问题.在数控加工时就转坐为编程人员必须事先具体设计和明确安排的内容。 ◆数控加工的工艺工作相当准确而且严密 数控加工过程小出现的问题是不能由操作者白由地进行调整的：比如加工内螺纹时，在普通机床上，操作者可以随时根据孔小是件挤满了切屑而次定是否需要退一下刀或
先清除一下切屑再干，而 数控机床则不得而知。所以在数控加工的工艺设计中必须注意加工过程中的每一个细节，做到刀无一失。尤其是在对图形进行数学处理、计探利编涩时.一定要准确无谈。在实际工作中，由于一个字符、个小数点或个逗号的差铅部有可能酿成大机床事故和质量事故，因为数控机床比同类的普通机床价格高得多，其加工的也往往是—体形状比较复杂、价值也较高的工件，万一损坏机床或工件报废都会造成较大损火。 根据大员加工实例分析，数控工艺考虑不周和计算与编积时粗心人怠是造成数控加工失误的主要原因。因此，要求编程人员除必须具备较扎实的工艺基本知识和较丰富的实际工作经验外.还必须 具有耐心和严谨的工作作风。 ◆数控加工的工序相对集中 一般来说，在普通机床上加工是根据机床的种类进行单工序加工，而在数控机床上加工作往是在工件的一次装夹个完成工件的钻、扩、铰、铣、锤、攻螺纹等多工序的加工。这种“多序合—”现象也届于“工序集中”的范防，极端情况下，在—·台加上中心上可以完成工件的全部加工内容。
数控机床与应用
徐州工程学院试卷 一、填空题（共10 小题，每题 2 分，共计20 分） 1. 数控技术是指用数字化信号对机床运动及其加工过程进行自动控制的一种方法。 2. 逐点比较法的直线插补过程为每走一步都要进行：偏差判别、坐标进给、、新偏差计算和终点比较四个节拍（步骤）。 3. CNC系统的插补计算一般采用软件插补和硬件插补相结合的办法，即由CNC软件把刀具轨迹分割成若干小线段，再由硬件电路在各个小线段的起点和终点之间进行数据的“密化”，使刀具轨迹在允许的误差之内。 4.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： 多微处理机、单微处理机结构两大类。 5. CNC软件中，译码程序的功能是把程序段中的各数据根据其前后的文字地址送到相应的缓冲寄存器。假设当前需要译码的程序段如下： N1 G01 X132 Y200 Z300 F1500 如果当前取出的代码是X，那么数字码寄存器中存放的数据是01 ，此时应该把该数据送入代码G 的缓冲寄存器中。 1、6. 对单CPU的CNC系统而言，其软件结构通常有两种类型，即 前后台型、和中断型 2、7.步进式伺服驱动系统是典型的开环控制系统，在此系统中执行元件是：步 进电机。 8. 脉冲当量越小，位移精度和插补精度越高，零件加工的质量越高。 9.在单CPU的CNC系统中，主要采用CPU分时共享的原则来解决多任务的同时运行。 10.数据传送时，接收方和发送方对数据的传送要遵守一定的格式，这种约定叫作通 信协议。 二、单项选择题（共10 小题，每题3 分，共计30 分） 1.开环伺服系统的主要特征是系统内( B )位置检测反馈装置。 A、有 B、没有 C、某一部分有 D、可能有 2. 数控系统中，（ A ）主要实施对数控系统的运算和管理。 A、中央处理单元 B、存储器 C、外部设备 D、输入/输出接口电路 3.用逐点比较法插补直线OA，其起点坐标为O（0，0），终点坐标为A（8，5），若采用 插补的总步数作为终点减法计数器J E的初始值，则J E＝（ C ）。 A、5 B、8 C、13 D、以上都不对 4. RS-232C公布的标准协议中，通信电缆的总长不得超过（A ）m。 A、30 B、20 C、50 D、40 5．一个系统只有一块大板（称为主板），大板上装有主CPU和各轴的位 置控制电路等。这种结构属于（D ） A、模块化结构 B、整体式结构 C、分体式结构 D、大板式结构 6. 下面哪种检测装置不能测量角位移？（D ） A、旋转变压器 B、圆光栅 C、编码盘 D、编码尺 7. 下面哪项任务不是数据预处理（预计算）要完成的工作？（A ） 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
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。 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
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。