数控技术全章

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二.逐点比较法
逐点比较法可实现直线，圆弧和非园二次曲线的插补。 1.直线的插补 设直线OA的起点坐标分别为O(X0,Y0) A (Xe , Ye ) 要控制刀 具从起点走向终点，要确定步长大小：步长(刀具最小移动单 位）越小，精度越高，计算工作量越大，一般取0.010.001mm。实际插补计算时，主要解决4个问题： 1）确定刀具当前位置； 2）确定刀具运动的方向 ：在任意时刻刀具只能沿x或y方向移动， 刀具按什么样的规律运动才能保证刀具轨迹和理论轮廓之间 的误差最小。同时还要使计算比较简单。 3）确定刀具当前新的位置； 4）终点：要进行判别。
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3.坐标轴数和联动轴数 一般坐标轴数和联动轴数的数量也是机床档次的一 个标志。一般情况下，同厂家、同规格、同等精 度的机床，增加一个标准坐标轴，价格约增加 35%左右。尽管增加轴数可强化机床的功能，最 终还是要从满足工艺要求出发。
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4.工作台功能选择
回转工作台有两种，用于分度的回转工作台和数 控回转工作台。用于分度的回转工作台的分度 定位间距有一定的限制，而且工作台只起分度 与定位作用，在回转过程中不能参与切削。数 控转台能够实现任意分度，作为B轴与其它轴 联动控制。
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五、机床坐标系与工件坐标系
5.1机床坐标系与机床原点 机床坐标系是机床上的固有坐标系，并设有固定的原 点，机床坐标系通常通过机床的回零操作建立。 5.2工件坐标系 工件坐标系是编程人员使用的，以图纸上的某一点为 原点，建立坐标系。一般工件坐标系与机床坐标系的 坐标轴要平行，加 工时，通过设置偏 y' 置值建立两个坐标 y o' 系之间的联系。 x' 原点偏置
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2.机床的刚度 刚度直接影响到生产率和加工精度。数 控机床的加工速度大大高于普通机床，电动 机功率也高于同规格的普通机床，因此其结 构设计的刚度也远高于普通机床。刚性是机 床质量的一个重要特征，但对选型而言，由 用户对所选机床进行刚性评价尚无可借鉴的 标准。实际上在选型时，综合使用要求，对 机床主参数和精度的选择都包含了对机床刚 性要求的含义。
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7.自动交换工作台选择 为了提高机床利用率，可选择交换工作台，以 便机床正常工作时，仍可在交换工作台上安装工 件。如机床要纳入FMC、FMS，则自动交换工作台 是必须的，这样便于机床进入自动物流系统。 8.机床的可靠性 机床运转的可靠性决定了机床的全部质量。加 工中心使用中，故障发生时间远远早于轴承的第 一次更换期。数控系统由于某一块插件板故障造 成停机数月的现象不少见，一个传感器失效造成 机床丧失部分功能也多有发生。
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（2）刀具旋转的机床 正方向：Z轴垂直，正X方向水平向右， Z轴水平，正X方向水平相左。
Z
X
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4.3 工件静止，刀具运动的原则
数控机床的进给运动，有的是由刀具运动来实现的，有的是 由工作台带着工件运动来实现，上述坐标轴的怎方向，是假 定工件不动，刀具相对于工件做进给运动的方向。
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9.机床的噪声和造型 绿色制造和清洁生产是现代制造重要的内容之 一。对于机床噪声，各国都有明确的标准。目前声 音品质也被列为评价机床质量的标准之一。不少机 床不但控制噪声等级，而且对杂音控制也提出了要 求。即机床运转时，除噪声等级不允许超标外，还 不应该有不悦耳杂音产生。不悦耳杂音一般指虽不 超出噪声标准规定的等级，但是却可以听到的怪异 音响。 机床造型也可以统称为机床的观感质量，机床 造型技术是人机工程学在机床行业的实际应用。机 床造型对工业安全、人体卫生和生产效率产生着潜 在的，但又非常重要的影响。选型时要把机床造型 作为一项要求内容。
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5.自动换刀装置(ATC)和刀库容量 ATC的工作质量和刀库容量直接影响机床的使 用性能、质量及价格。 ATC的选择主要考虑换刀时间与可靠性。换刀 时间短可提高生产率，但换刀时间短，一般换刀 装置结构复杂、故障率高、成本高，过分强调换 刀时间会使价格大幅度提高并使故障率上升。据 统计加工中心的故障中约有50%与ATC有关，因此 在满足使用要求的前提下，尽量选用可靠性高的 ATC，以降低故障率和整机成本。

N-094型数控双端面车磨复合机床， 该产品是采用五轴 控制，实施五轴三联动的车磨复合数控机床。其中最大 车削直径为｟400mm,最大磨削直径为｟400mm。该产品 特别适合汽车刹车盘的精加工。加工时先完成双端面的 同时车削，紧接着完成双端面的同时磨削。两端面的等 厚度可达0.005mm，粗糙度可达Ra0.4以上。
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2.按数控机床的加工功能不同分类
点位控制机床------控制机床在加工平面内，对 点位坐标进行定位，而对坐标点之间的轨迹无要求。 数控钻床、数控镗床、数控冲床等 轮廓控制机床------能够控制机床刀具按平面直 线、曲线或空间曲线运动。
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3.按进给伺服系统分类
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X,Y为坐标地址，其他的坐标地址还有 Z,U,V,W,A,B,C, 进给速度的地址F 主轴转速的地址S 刀具的地址T 4.机床坐标系 JB3501-82标准、数控机床采用右手迪卡尔坐标系； +Y +B +Z’ 基本坐标：X,Y,Z,A,B,C +X +Y +Z +Y +X’ +X 辅助坐标：U,V,W +C +A
数控技术
多媒体教学讲义
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课程简介：
本课程是一门专业基础课，向学生传授数字控 制机床的控制原理和相关技术方面的知识，通过该 课程的学习，了解数字控制机床控制系统的组成、 分类及发展趋势。掌握数控机床数字插补计算方法、 刀具补偿原理及算法、典型数控装置的软、硬件结 构以及功能模块之间的联系、数字控制机床常用的 检测装置结构及工作原理、步进电机、直流伺服电 机和交流伺服电机的工作原理及使用特性，了解典 型的伺服系统的组成及工作原理。 通过本门课程的学习为使用和设计现代制造装备 储备必要的知识。
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1.插补计算的基本要求
插补计算首先要保证插补计算的精度，另外要求算 法简单。


2.常用的插补计算方法
插补的数学模型有多种，大致可分为直线插补和二 次曲线插补，二次曲线主要有圆弧，渐开线、椭圆 等。 从插补计算输出的数值形式来分，有脉冲增量插补 和数据采样插补。在脉冲增量插补中，又分为以区 域判别为特征的逐点比较法和以数字积分为特征的 数字积分法等。本章主要介绍逐点比较法、数字积 分法和数据采样插补法（时间分割法）。
+Z +Y’ +X +Z +A +B +C
2的定义： 轴线： 主轴轴线 ；没有主轴的机床，垂直于工件装夹 表面的坐标轴为z轴;有几根主轴的机床，选垂直于工件 装夹表面的一根主轴作为z轴。 z轴正方向：式刀具远离工件的运动方向 4.2 X轴的定义： （1）工件旋转机床： 轴线：平行于横进给 导轨 正方向：远离工件的运动方向
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第一章 概 述
一、.机床数控技术的概念 1.概述
机床数控技术是指采用数字信息形式对机床 刀具（或工件）运动的参数实现控制的一门技术。 刀具（或工件）的运动参数包括位置、速度、 复杂的轨迹甚至辅助动作都可以编制成程序，事先 存入到机床的数控系统中，从而实现切削加工过程 高度自动化。
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6.冷却方式
冷却装置形式较多，部分带有全防护罩的加工中心 配有大流量的淋浴式冷却装置，有的配有刀具内冷装 置(通过主轴的刀具内冷方式或外接刀具内冷方式)， 部分加工中心上述多种冷却方式均配置。精度较高、 特殊材料或加工余量较大的零件，在加工过程中，必 须充分冷却。否则，加工引起的热变形，将影响精度 和生产效率。一般应根据工件、刀具及切削参数等实 际情况进行选择。
1-1机床数字控制程序包含那些内容？ 1-2数控机床由几部分组成？ 1-3数控系统由几部分组成？ 1-4画出典型的开环、闭环数控系统组成框图？ 1-5解释下面程序段中每个程序字的含义： G01 X100 Y50 F50 G03 S1000 G08 LF 1-6数控机床Z轴的确定方法，举例说明。



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3.2伺服驱动技术的发展
步进电机、电液伺服马达、直流伺服电机、 交流伺服电机、直线电机等。

3.3机械零部件的发展
滚珠丝杠、贴塑导轨、滚动导轨、电主轴等。
3.4集成技术
单机、柔性制造单元、柔性制造线、无人化 车间等。
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二.数控机床的功能及使用特点
1.机床精度
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o
x
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5.3绝对坐标与相对坐标 绝对坐标始终相对于坐标系原点，即计量的起 点始终是坐标系原点。 如果坐标值计量的起点总是用几何元素的起点 来衡量的话，这样的坐标成为相对坐标或增量 坐标 Y Y
O
A 20 B 15 O
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X
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X
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思考练习题
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2.机床数控技术产生的背景 2.1电子信息技术的发展提供了技术基础； 2.2解决精密、复杂形状零件的加工的需求； 2.3适应产品更新换代周期缩短的需求； 2.4在大批量生产模式下解决高产优质零件的加 工。