数控技术复习资料

数控技数

第一章绪论

一.数控加工的特点；1. 可以加工具有复杂型面的工件 2.加工精度高，质量稳定3. 生产效率高

4.改善劳动条件

5.有利于生产过程的现代化：6数控加工是CAD/CAM技术和先进制造技术的基础。

数控加工的对象1.几何形状复杂的工件 2. 新产品的工件3. 精度及表面粗糙度要求高的工件 4.需要多道工序的工件5.原材料特别贵重的工件

二. 数控技术的基本概念

数控技术，简称数控（Numerical Control）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。现在又称为计算机数控。

CNC有三种含义 1.代表一种控制技术 2.代表一种控制系统的实体3.代表一种控制装置。

三.数控技术的组成。数控系统一般由控制介质（信息载体）、输入装置（键盘）、数控装置、伺服

系统（如步进电机）、执行部件（工作台）和测量反馈装置（如编码器和光栅）组成。

输入装置；将数控加工程序单上的内容通过数控装置上的键盘直接输入给数控装置，这种方式称为MDI 方式。

伺服系统；包括伺服驱动电路和伺服驱动元件，它们与执行部件上的机械部件组成数控设备的进给系统。数控装置可以以很高的速度和精度进行计算并发出很小的脉冲信号，关键在于伺服系统能以多高的速度与精度去响应执行，所以整个系统的精度与速度主要取决于伺服系统。

三.数控加工的基本原理

数控加工零件是按照事先编制好的加工程序单来进行的。 1.确定工件的加工工序及加工所用刀具和切削

速度 2.确定工件的轮廓衔接点 3.确定起刀和收刀的位置以及坐标原点的位置

按规定的语句格式写出数控指令集，将指令集输入到数控装置里进行处理（译码，运算等），通过驱动

电路把信号放大，驱动伺服电机输出角位移及角速度，又通过执行部件转换成工作台的直线位移以实现进给。另外，数控装置还要通过PLC控制强电部件以进行一些辅助性工作，如：照明，冷却、排屑等。四.数控系统的分类

1按数控加工类型分为硬件逻辑数控系统和计算机数控系统。

2按运功方式分类（1）点位控制系统。特点是加工移动部件只能实现从一个位置到另一个位置的精准移动，在移动和定位过程中不进行任何加工。（2）点位直线控制系统。不仅要实现从一个位置到另一个位

置的精确移动，而且能实现平行于坐标轴的直线切割加工运动及沿与坐标轴成45o的斜线进行切削加工，但不能沿任意斜率的直线进行切削加工。（3）轮廓控制系统。可以使刀具和工件按平面直线，曲线或空

间曲面轮廓进行相对运动，加工出任何形状的复杂零件。

3按控制方式分类。（1）开环控制系统。（没有反馈系统）。（2）半闭环控制系统，在伺服电动机输

出轴端或丝杠轴端装有角位移检测装置（如旋转变压器或光电编码器），间接测出直线位置。（3）闭环

控制系统，直接安有直线位置检测装置。

五.数控技术的发展趋势；（1）高速度、高精度。直接关系到加工效率和产品质量。（2）高可靠性（3）多功能（4）智能化（5）复合化。

第二章数控加工工艺

一选择合适的对刀点及换刀点

对刀点有时可以称为起刀点（数控程序的起点）‘对刀点与刀位点是有关系的（说法不同）

刀位点：刀具在机床上的位置。端面铣刀的底部中心；钻头的刀尖；球头铣刀的球心；车刀及镗刀的刀尖；

对刀原则：对刀方便，便于测量和简化编程（尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上）

换刀点：对于多刀机床，（工作中一般要换刀）应在编程时考虑到换刀点的位置可能与工件或夹具产生干涉（换刀点在加工区域以外）

二.数控加工工艺设计方法

确定本工序的走刀路线，切削用量、工艺装备、定位夹紧方式-----这称为工艺设计

1.确定走刀路线（1）寻求最短走刀路线；（2）最终轮廓应一次完成（先用行切法，最后沿周向环切一刀）；刀具急剧改变运动方向会因刀具变形方向的改变而留下痕迹，故应注意走刀路线的选择。（3）选

择刀具的切入及切出方向；为了保证工件轮廓的光滑，进刀与退刀（即切入与切出）应沿零件轮廓的切线方向以减少切削过程刀具速度的变化进而减轻刀痕。（4）选择使工件在加工后变形小的路线。对横截面

积小的细长零件或薄板零件采用分几次走刀加工到最后尺寸或对称去除余量法安排走刀路线。

2确定定位和夹紧方案。（1）尽可能做到设计基准、工艺基准、编程计算基准的“三统一”。（2）尽可能做到工序集中，最好一次装夹完成全部加工（3）避免采用人工调整时间较长的装夹方案（4）工件刚度较大的地方才是较好的夹紧点!

3.确定刀具与工件的相对位置（确认对刀点）；。工件大致为圆形时，其对刀点往往与工件的坐标原点一致。

对刀点的选择原则：（1）所选的对刀点是程序编制简单；（2）对刀点应选择在容易找正、便于确定零件加工原点的位置；（3）对刀点应选在加工时检验方便、可靠的位置；（4）对刀点的选择应有利于提高加工精度。

4确定切削用量。

第三章数控加工的程序编制

一、坐标轴的确定。坐标系的各个坐标轴与机床的主要导轨相平行。确定坐标轴时，一般先确定Z轴，再确定X轴，最后确定Y轴。

1、Z轴（1）将传递切削力的主轴轴线定为Z坐标轴。（2）对于刀具旋转的机床，如铣、钻、镗床，旋

转刀具的轴线定为Z轴。（3）对于工件旋转的机床，如车、外圆磨床，工件的轴线定为Z轴。（4）当

机床有几个主轴时，选择一个垂直于工件装夹面的主轴确定Z轴。（5）对于工件和刀具都不旋转的机床，如刨、插床，Z轴垂直于工件装夹面。（6）Z轴的正方向以刀具远离工件的方向为准。

2、X轴（1）X轴一般是水平的、平行于工件的装夹面且与Z轴垂直。（2）对于工件旋转的机床，X轴

在工件的径向上，且平行于横滑座，以刀具离开工件旋转中心方向为正方向。（3）对于刀具旋转的机床：①当Z轴是水平方向时，从刀具主轴向工件看，＋X运动方向指向右方；②当Z轴为垂直方向时，对于

单立柱机床，从刀具主轴向立柱看，＋X运动方向指向右方。（4）对于龙门式机床，从主轴向左侧看，

＋X运动方向指向右方。

3、Y坐标轴（1）Y轴的方向由X轴和Z轴按右手定则来确定。（2）X、Y、Z坐标系是按刀具相对于工

件运动的原则命名的，而带撇（“’”）的坐标X’、Y’、Z’则表示工件相对于刀具运动的坐标系。

机床坐标系与工件坐标系

机床坐标系：机床本身固有的坐标系。（具有固定的原点和坐标轴方向）

机床原点：机床坐标系的原点。(出厂已确定）

机床参考点：用于对机床工作台、滑板以及刀具相对运动的测量系统进行定标和控制的点。

工件坐标系：用于确定工件几何图形上各几何要素的位置而建立的坐标系。(G92)

工件原点：工件坐标系的原点。

编程坐标系：编程人员为方便编制数控程序所设定的坐标系。一般情况下，编程坐标系与工件坐标系一致。绝对坐标系：刀具（或工件）运动位置的坐标值均是相对于某一固定坐标原点计算的坐标系。（G90)

相对坐标系：刀具（或工件）运动位置的终点坐标值均是相对于起点坐标计算的坐标系。(G91)

第四章数控机床的工作原理

一、插补的概念：机床数控系统依照一定方法确定刀具运动轨迹的过程。