机床数控技术及其应用

Fi，j≥0 时
注意：xi、yj 的值在插补过程中是 变化的，这一点与直线插补不同。
ii.
Fi，j＜0 时
2) i.
插补第一象限顺圆弧 Fi，j≥0 时
ii.
Fi，j＜0 时
8. 终点判别：判别插补或进给的总步数，分别判别各坐标轴的进给步数 9. 数字积分法，误差无上限，可以大于一倍的脉冲当量 10. 直线插补终点判别： m =2n 为终点判别依据 11. DDA 法圆弧插补：以第一象限逆圆弧为例
第3章
1. 数控车床的编程特点： 1）绝对坐标编程时常用代码 X 和 Z 表示；增量坐标编程时则用代码 U 和 W 表示，可 按绝对坐标编程、增量坐标编程或两者混合编程。一般不用 G90、G91 指令。 2）由于车削常用的毛坯为棒料或锻件，加工余量较大，可充分利用各种固定循环功能， 达到多次循环切削的目的。 3）直径方向按绝对坐标编程时常以直径值表示，按增量坐标编程时，以径向实际位移量 的 2 倍值表示。 2. 数控车削编程实例 O0003； N10 G50X200.0 Z350.0 ； 工件坐标系设定 N20 G30 U0 W0 T0101 ； 换 1 号刀 N20 S630 M03 ； N30 G00 X41.8 Z292.0 M08 ； N40 G01 X47.8 Z289.0 F0.15； N50 Z230.0 ； N60 X50.0； N70 X62.0 W-60.0； N80 Z155. 0 ；
2）当 Fi，j＜0 时，向＋Y 方向进给一个脉冲当量，到达点 Pi＋1,j ，此时 yj+1=yj＋1，则点 Pi,j＋
1
的偏差判别函数 Fi，j+1 为
5. 三种方法判别当前加工点是否到达终点： 判别插补或进给的总步数：N=Xe+Ye 分别判别各坐标轴的进给步数 仅判断进给步数较多的坐标轴的进给步数。 6. 坐标变换：其他各象限直线点的坐标取绝对值，这样，插补计算公式和流程图与第一象 限直线一样，偏差符号和进给方向用简图表示： Fi+1,j=Fi,j -|ye| Fi,j+1=Fi,j+|xe|
第6章
1. 数控系统中的检测装置分为位移、速度和电流三种类型 安装的位置及耦合方式—直接测量和间接测量； 测量方法———————增量型和绝对型； 检测信号的类型————模拟式和数字式； 运动型式———————回转型和直线型； 信号转换的原理————光电效应、光栅效应、电磁感应原理、压电效应、压阻效应和磁 阻效应等 2. 旋转变压器是一种输出电压与角位移量成连续函数关系的感应式微电机，数控机床上常 见的角位移测量装置 3. 定尺节距ω2 即为检测周期 2τ是衡量感应同步器精度的主要参数。常取 2τ=2mm相位 。 360 4. 正弦绕组和余弦绕组在空间错开 1/4 定尺节距（相当于电角度错开π/2） 5. 当滑尺移动距离为 2，V 2 变化 2,当移动 x 时，则对应感应电压以余弦函数变化 角 度。可得： 6. 对于栅距 d 相等的指示光栅和标尺光栅，当两光栅尺沿线纹方向保持一个很小的夹角θ ， 刻划面平行且有一个很小间隙（一般 0.05mm，0.1mm） ，在光源照射下，在与两光栅线纹 角θ的平分线相垂直的方向上，形成明暗相间条纹——莫尔条纹（横向莫尔条纹） ， 两条亮 （暗）纹间的距离称莫尔条纹宽度 w 。 7. 莫尔条纹特性： （1）光学放大作用 放大比 k 为 ：
第4章
1. 插补：在一条曲线的已知起点和终点之间进行“数据点的密化工作”。 2. 并行处理的实现方式：资源分时共享（单 CPU） ；资源重叠流水处理（多 CPU）
第5章
1. 数据采样插补采用时间分割思想 2. 把加工一段直线或圆弧的整段时间细分为许多相等的时间间隔，称为插补周期 T； 插补周期 T 与采样周期 T 反馈可相同或不同，一般：T＝ T 反馈的整数倍。 3. 逐点比较法特点：运算直观，最大插补误差≤1 个脉冲当量，脉冲输出均匀，调节方便 4. 逐点比较法直线插补：令 为偏差判别函数，则有： 1）Fi，j≥0 时，向＋X 方向进给一个脉冲当量，到达点 Pi＋1,j，此时 xi＋1=xi＋1，则点 Pi＋1,j 的 偏差判别函数 Fi+1，j 为
第2章
1. 数控编程的方法：手工编程和自动编程 2. 标准规定：在加工过程中无论是刀具移动、工件静止，还是工件移动、刀具静止，一半 都假定工件相对静止，刀具在移动，并同时规定刀具远离工件的方向作为坐标轴的正方向 3. 数控机床坐标轴的确定方法： 1） Z 坐标 标准规定：Z 坐标∥机床主轴。 若没有主轴(牛头刨床)或者有多个主轴，则选择垂直于工件装夹面的方向为 Z 坐标。 若主轴能摆动： 在摆动的范围内只与标准坐标系中的某一坐标平行时，则这个坐标便是 Z 坐标； 若在摆动的范围内与多个坐标平行，则取垂直于工件装夹面的方向为 Z 坐标。 2） X 坐标 在刀具旋转的机床上（铣床、钻床、镗床等） Z 轴水平（卧式） ，则从刀具(主轴)向工件看时，X 坐标的正方向指向右边。 Z 轴垂直（立式） ： 单立柱机床，从刀具向立柱看时，X 的正方向指向右边； 双立柱机床(龙门机床)，从刀具向左立柱看时，X 轴的正方向指向右边。 在工件旋转的机床上（车床、磨床等） ，X 轴的运动方向是工件的径向并平行于横滑座，且 刀具远离工件的方向是 X 轴的正方向。 3） Y 轴的确定 X、Z 轴的正方向确定后，Y 轴可按右手直角笛卡尔直角坐标系来判定。 4. 机床原点是机床坐标系的零点,在机床调试完成后便确定，是机床上固定的点，一般不允 许用户改变。 5. 机床参考点是用于对机床运动进行检测和控制的固定位置点，一般设在机床各轴正向极 限的位置。 6. 工件坐标系的原点称为工件原点或工件零点， 可用程序指令来设置和改变;根据编程需要，
当刀具沿圆弧切线方向匀速进给，可认为比例常数 k 为常 数。 在一个单位时间间隔 △t 内，X 和 Y 方向上的移动距离微 小增量△x、△y 应为 ： DDA 第一象限逆圆弧插补
J VX yj
Baidu Nhomakorabea
J RX
J VY xi
J RY
J VX xe
J RX
J VY ye
J RY
插补时 J RY 每溢出一个△y 脉冲，J VX 加“1”；J RX 溢出一个△x 脉冲时，J VY 减“1”。 12. 圆弧插补终点判别采用两个计数器;直线插补迭代 2n 次。 13. DDA 法圆弧插补的终点判别： 一般各轴各设一个终点判别计数器、分别判别是否到达终点。每进给一步，相应轴的终点
5
判别计数器减 l ，当各轴终点判别计数器都减为 0 时，停止插补。 14. 提高插补精度的措施—余数寄存器预置数 在插补前，J RX、J RY 预置某一数值（不是零） ，可以是最大容量，即 2n－1（111…111） ，称 n 为全加载，可以是小于最大容量的某个数。如 2 ／2 （100…000） ，称为半加载。 15. B 刀具半径补偿 B 刀具半径补偿为基本的刀具半径补偿，它根据程序段中零件轮廓尺寸和刀具半径计算出 刀具中心的运动轨迹。 B 刀具半径补偿要求编程轮廓的过渡方式为圆角过渡，即轮廓线之间以圆弧连接，并且连 接处轮廓线必须相切。切削内轮廓角时，过渡圆弧的半径应大于刀具半径。 对于具有 B 刀具半径补偿的 CNC 装置，编程人员必须事先估计轮廓上的尖角点（斜率不连 续的点） ，并人为在程序中加以处理，显然很不方便。 16. C 刀具半径补偿 能自动处理两相邻程序段间连接（即尖角过渡）的各种情况，并直接求出刀具中心轨迹的 转接交点，然后再对原来的刀具中心轨迹作伸长或缩短修正。 17. 根据两段程序轨迹的矢量夹角 和刀具补偿方向的不同，又有：伸长型、缩短型和插入 型几种转接过渡方式
N300 G00 X200.0 Z350.0 T0300 M09 ；
Y20.0 ； X0.0 Y20.0 I0 J-20.0； G01 X0 Y25.0 D01 ； X-15.0； X-25.0 Y15.0 I0 J-10.0； Y-15.0； X-15.0 Y-25.0 I10.0 J0 ； X15.0 ； X25.0 Y-15.0 I0 J10.0 ； I-10.0 J0；
2
N90 X78. 0 ； N100X80.0W-1.0； N110 W-19. 0； N120 G02 W-60.0 R70.0 ； N130 G01 Z65.0 ； N140 X90. 0 ； N150 G00 X200.0 Z350.0 T0100 M09 ； N160 G30 U0 W0 T0202 ； N170 S315 M03 ； N180 G00 X51.0 Z230. M08 ； N190 G01 X45.0 F0.16 ； N200 G04 X5.0 ； N210 G00 X51.0 ； N220 X200.0 Z350.0 T0200 M09 ； N230 G30 U0 W0 T0303 ； 换 3 号刀 N240 S200 M03 ； N250 G00 X62.0 Z296.0 M08 ； 快速接近车螺纹进给刀起点 N260 G92 X47.54 Z231.5 F1.5 ；螺纹切削循环,螺距为 1.5mm N270 X46.94 ； 螺纹切削循环，螺距为 1.5mm N280 X46.54 ； N290 X46.38 ； N310 M05； N320 M30； 3. 铣削编程实例 O1000； N10 N15 N17 N20 N30 N40 N50 N60 N65 N90 N100 N110 N120 N130 G92 X35.0 Y35.0 Z100.0 ； S500 M03 ； G90 G00 X0 Y14.0 Z1.0 M08 ； G01 G03 G01 G03 G41 G01 G03 G01 G03 G01 G03 Z-3.98 F100 ； X0 Y14.0 I0.0 J-14.0； 螺纹切削循环，螺距为 1.5mm 螺纹切削循环，螺距为 1.5mm
N140 G01 Y15.0 ； N142 G03 X15.0 Y25.0 N143 G01 X0; N150 G00 Z150.0 M05 ；
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N160 G40 X35.0 Y35.0 M09 ； N160 M30 ； 4. 加工中心：带有刀库和换刀装置，一次装夹能进行铣、镗、钻、攻螺纹等多种工序的加 工，工序集中，主要用于箱体、复杂曲面的加工。
1
在一个加工程序中可一次或多次设定或改变工件原点。 7. 准备功能 G 代码和辅助功能 M 代码统称为工艺指令 8. 模态代码：一经在一个程序段中指定，其功能一直保持到被取消或被同组其他 G 代码所 代替 非模态代码：仅在所出现的程序段内有效 附：具体代码相关知识见书 P25-31 9. 刀具半径补偿过程分为三个步骤： 1）刀具半径补偿的建立；2）刀具半径补偿的进行；3）刀具半径补偿的取消 10. 刀具补偿功能应用的优点： 1）简化编程工作量；2）实现粗精加工；3）实现内外型面的加工 11. 数控机床上使用的夹具只需要具备定位和夹紧两种功能就能满足要求，不需要导向和 对刀功能，夹具比较简单 12. 铣刀的选择：根据不同的加工材料和加工精度要求，应选择不同参数的铣刀进行加 工。 大平面--面铣刀；加工凹槽、小台阶面及平面轮廓--立铣刀；加工空间曲面、模具型腔或 凸模成形表面等--模具铣刀；加工封闭的键槽--键槽铣刀；加工变斜角零件--鼓形铣刀； 特殊形状--成形铣刀。 13. 顺铣： 逆铣： 14. 弦线逼近中计算节点的方法主要有等间距法、等步长法和等误差法
机床数控技术及其应用
第1章
1. 数控技术正在向高速度、高精度、智能化、网络化以及高可靠性等方向迅速发展 2. 机床数控技术由机床本体、数控系统和外围技术组成 3. CNC --- 计算机数控系统（Computer Numerical Control ） 4. 数控系统的核心是 CNC 装置
5. 闭环控制的位置检测装置安装在机床刀架或者工作台等执行部件上 6. 半闭环控制的位置检测装置安装在伺服电机上或丝杠的端部
7. 逐点比较法圆弧插补 圆弧 AB 的圆心 O （0，0） ，半径 R，加工点坐标为 P（xi，yj） ，则圆弧插补偏差判别函数 为： Fi，j＝0 时，点在圆弧上； Fi，j＞0 时，点在圆弧外； Fi，j＜0 时，点在圆弧内。 将 Fi，j=0 归于 Fi，j＞0 1) 插补第一象限逆圆弧
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