2013学年第二学期数控大院复习提纲

1、周四下午一点半2204/2207/22092、位置检测装置的用途？答：位置检测元件是闭环伺服系统的重要组成部分，它的作用是检测位置和速度，发送反馈信号，构成闭环控制，检测系统的精度决定了数控系统的精度和分辨率。

2、伺服系统的用途？答：伺服系统是指以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统。

数控机床的伺服系统通常是指各坐标轴的进给伺服系统。

它是数控系统和机床机械传动部件间的连接环节，它把数控系统插补运算生成的位置指令，精确地变换为机床移动部件的位移，直接反映了机床坐标轴跟踪运动指令和实际定位的性能。

3、机床坐标系的概念，机床坐标系如何确定？答：基本机床坐标系是机床固有的坐标系，该坐标系的位置只有开机后，通过手动返回参考点的操作建立，数控装置的内部计算即基于该坐标系。

（1）Z坐标Z坐标的运动方向是由传递切削动力的主轴所决定的，即平行于主轴轴线的坐标轴即为Z坐标，Z坐标的正向为刀具离开工件的方向。

如果机床上有几个主轴，则选一个垂直于工件装夹平面的主轴方向为Z坐标方向；如果主轴能够摆动，则选垂直于工件装夹平面的方向为Z坐标方向；如果机床无主轴，则选垂直于工件装夹平面的方向为Z坐标方向。

（2）X坐标X坐标平行于工件的装夹平面，一般在水平面内。

确定X轴的方向时，要考虑两种情况：1）如果工件做旋转运动，则刀具离开工件的方向为X坐标的正方向。

2）如果刀具做旋转运动，则分为两种情况：Z坐标水平时，观察者沿刀具主轴向工件看时，+X运动方向指向右方；Z坐标垂直时，观察者面对刀具主轴向立柱看时，+X运动方向指向右方。

（3）Y坐标在确定X、Z坐标的正方向后，可以用根据X和Z坐标的方向，按照右手直角坐标系来确定Y坐标的方向。

4模态代码的概念？非模态代码的概念？答：模态代码即续效代码，模态代码一经出现，直到后续程序段出现同组的其他任一代码时才失效；非模态代码即非续效代码，只在本程序段中有效。

5、常用M指令和G指令要掌握；答：G00,01，02，03，04，05，06，07，08，09，17，18，19，20,21，33，40，41，42，43，44，49，54，55，56,57，58，59，70，71，72，73，80，90，91，92，94，95，96，97;M00，01,02，03，04，05，06，07，08，09，30，98，996、机床原点的概念；答：机床坐标系的原点，即机床基本坐标系的原点，它是一个被确定的点，称为机床零点或机械零点(M)。

它是机床上的一个固定的点，由制造厂家确定。

数控车床的机床原点多定在主轴前端面的中心。

(数控铣床的机床原点多定在进给行程范围的正极限点处，但也有的设置在机床工作台中心，使用前可查阅机床用户手册。

)7、固定参考点的概念；答：参考点(或机床原点)是用于对机床工作台(或滑板)与刀具相对运动的测量系统进行定标与控制的点。

一般都是设定在各轴正向行程极限点的位置上。

该位置是在每个轴上用挡块和限位开关精确地预先调整好的，它相对于机床原点的坐标是一个已知数，一个固定值。

每次开机启动后，或当机床因意外断电、紧急制动等原因停机而重新启动时，都应该先让各轴返回参考点，进行一次位置校准，以消除上次运动所带来的位置误差。

8、工件坐标系的概念；答：用于编制加工程序的的坐标系，建立在零件上，与机床坐标系有原点偏置的尺寸联系。

工件坐标系是以工件设计尺寸为依据建立的坐标系，工件坐标系是由编程人员在编制程序时用来确定刀具和程序的起点，工件坐标系的原点可由编程人员根据具体情况确定，但坐标轴的方向应与机床坐标系一致, 并且与之有确定的尺寸关系。

9、FMS;CIMS;FMC;CNC;NC;的含义答：分别是柔性制造系统；计算机集成制造系统；柔性制造单元；计算机数控；数控；10、采用固定循环编程加工的有哪些？有什么作用？答：内外圆车削简单固定循环，螺纹车削简单固定循环，纵向粗车复合固定循环，精车复合固定循环，轮廓粗车复合固定循环，钻孔固定循环等等。

最大的作用就是程序缩短，可读性高，减少所占内存。

11、CNC软件中，通常把软件完成的任务分成管理和控制两大类任务，分别有哪些？答：12、圆弧插补的注意点有哪些？答：可以用IJK编程，也可以用R编程，整圆不能用R，只能用IJK，另外R有正负之分，大于等于180°的圆弧R为负值。

13、编写CNC加工程序的方法有哪两种？答：自动编程和手工编程；14、在CNC系统中，用于进给速度调节的方法有哪些？答：用于进行开环系统进给速度调节的方法有软件延时、时钟中断；用于进行闭环系统进给速度调节的方法有前加减速、后加减速；15、在数控铣床上加工整圆时的工艺要点是什么？答：为避免工件表面产生刀痕，刀具从起始点沿圆弧表面的切线方向进入，进行圆弧铣削加工；整圆加工完毕退刀时，顺着圆弧表面的切线方向退出。

（即切入切出原则）16、脉冲编码器的分类、作用、工作原理；答：旋转编码器通常有增量式和绝对式两种类型。

它通常安装在被测轴上，随被测轴一起转动，将被测轴的位移转换成增量脉冲形式或绝对式的代码形式。

作用是检测转轴位置和速度，发送反馈信号，构成闭环控制增量式旋转编码器：光电码盘是在一块玻璃圆盘上镀上一层不透光的金属薄膜，然后在上面制成圆周等距的透光和不透光相间的条纹构成的，光栏板上具有和光电码盘相同的透光条纹。

光电码盘也可由不锈钢薄片制成。

当光电码盘旋转时，光线通过光栏板和光电码盘产生明暗相间的变化，由光敏元件接收。

光敏元件将光电信号转换成电脉冲信号。

绝对式旋转编码器：绝对式旋转编码器可直接将被测角度用数字代码表示出来，且每一个角度位置均有对应的测量代码，因此这种测量方式即使断电，只要再通电就能读岀被测轴的角度位置，即具有断电记忆力功能。

例：17、刀具半径补偿的建立和撤销的要点是什么？答：只能在建立在直线段轮廓上进行，而不能在圆轮廓上进行，因此在刀具半径补偿进行的程序段中，不能出现G02、G03的圆弧插补，只能出现G00和G01。

18、数控加工过程的概念；答：分析零件图、工艺处理、数值计算、编写加工程序单、制作控制介质、程序校验与首件试切。

19、数控机床按运动方式分类，并举例；答：点位：数控钻床、镗床、冲床、测量机等；直线：数控车床等；轮廓：数控铣床，加工中心等；20、数控机床有绝对值和增量值编程，但使用时能放在同一程序段中，请举例。

答：能，比如圆弧插补指令就用到了绝对值和增量值。

21、加工沿着与坐标轴成45º的斜线可以用什么设备加工？答：最简可以采用点位、直线控制数控机床。

直线控制数控机床的基本要求就是：不仅要求控制点到点的精确定位，而且要求机床工作台或刀具（刀架）以给定的进给速度，沿平行于坐标轴的方向或与坐标轴成45°角的方向进行直线移动和切削加工。

22、数控加工工序与普机加工工序的区别；答：数控加工工艺指定的步骤与内容与普通机床加工工艺大致相同，但数控工艺的一个明显特点是工艺内容十分具体完整。

普机加工的工艺规程最多详细到工步；数控加工工艺必须详细到每一步走刀和每一个操作的细节。

另外数控工序和普机工序相比较，两者的区别或优势就是工序集中，23、两轴联动的概念和应用场合？答：XYZ三轴中任意两轴做插补联动。

二轴联动主要用于数控车床加工旋转曲面或数控铣床加工曲线柱面。

24、两轴半联动的概念和应用场合？答：对任何曲面，以平行于某坐标平面的平面连续剖分，得到一系列平面曲线。

加工曲面时，采用球头铣刀，刀具中心在剖分坐标平面（X、Y、Z中的任意两轴）内作平面曲线的插补运动，第三轴作周期进给。

就可加工出该曲面。

称行切法。

XYZ三轴中任意两轴做插补联动，第三轴做单独的周期性进刀。

二轴半联动主要用于三轴以上机床的控制加工曲面，其效果不如三轴联动的好。

其中两根轴可以联动，而另外一根轴可以作周期性进给。

25、三轴联动的概念和应用场合？答：三坐标联动，刀具作空间曲线插补运动。

可加工空间曲线轮廓（回珠器滚道）。

还可加工曲面轮廓。

加工曲面时，也采用行切法。

与两轴半不同的是，刀具作空间曲线插补运动，从而，使刀具在工件上切出的轨迹是平面曲线，切痕规则，容易得到低的表面粗糙度。

三轴联动一般分为两类，一类就是X,Y,Z三个直线坐标轴联动，比较多的用于数控铣床、加工中心等。

另一类除了同时控制X,Y,Z其中两个直线坐标外，还同时控制围绕其中某一直线坐标轴旋转的旋转坐标轴。

如车削加工中心，它除了纵向（z 轴）、横向（x轴）两个直线坐标轴联动外，还需同时控制围绕z轴旋转的主轴（C轴）联动。

26、插补的概念；插补的分类（两类）；各自特点；答：数控机床的运动控制中，工作台（刀具）X、Y、Z轴的最小移动单位是一个脉冲当量。

因此，刀具的运动轨迹是具有极小台阶所组成的折线（数据点密化）。

例如，用数控车床加工直线OA、曲线OB，刀具是沿X轴移动一步或几步（一个或几个脉冲当量Dx），再沿Y 轴方向移动一步或几步（一个或几个脉冲当量Dy），直至到达目标点。

从而合成所需的运动轨迹（直线或曲线）。

数控系统根据给定的直线、圆弧（曲线）函数，在理想的轨迹上的已知点之间，进行数据点密化，确定一些中间点的方法，称为插补。

插补运算所采用的原理和方法很多，一般可归纳为基准脉冲插补和数据采样插补两大类型。

(1)基准脉冲插补基准脉冲插补又称为脉冲增量插补或行程标量插补，其特点是每次插补结束应仅向各运动坐标轴输出一个控制脉冲，因此各坐标仅产生一个脉冲当量或行程增量。

脉冲序列的频率代表坐标运动的速度，而脉冲的数量代表运动位移的大小。

该类插补方法运算简单，容易用硬件电路来实现，早期的硬件插补都是采用这类方法，在目前的cNc系统中可用软件来实现，但仅适用于一些中等速度和中等精度的系统，主要用于步进电机驱动的开环系统和数据采样描补中的精插补。

基准脉冲插补的方法很多，应用较多的是逐点比较法和数字积分法。

(2)数据采样插补数据采样插补又称数字增量插补、时间分割插补或时间标量插补，其运算一般分为两步进行。

第一步为粗插补，采用时间分割思想，根据编程的进给速度将轮廓曲线分割为每个插补周期的进给直线段(又称轮廓步长)，以此来退近轮廓曲线；第二步为精插补，是根据位移检测采样周期的大小，采用直线的基准脉冲插补，在轮廓步长内再插入若干点，进一步进行数据密化。

粗插补一般由软件完成，而精插补可由软件实现．也可由硬件实现。

闭环或半闭环系统都采用数据采样插补方法，能满足控制速度和精度的要求。

数据采样插补方法很多，如直线函数法、扩展数字积分法、二阶递归算法等。

27、光栅的工作原理以及莫尔条纹的特点是什么？答：光栅由标尺光栅和光学读数头两部分组成。

标尺光栅穿过光学读数头，其尺面与指示光栅尺面相互平行，并保持0.05～0.1mm的间隙。