机床数控技术PPT课件
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迟滞：对某一输入量，传感器的正行程的输出量与反行 程的输出量的不一致。数控伺服系统的传感器要求迟滞 小。
开环伺服系统：只有指令信号的前向控制通道，没有检 测反馈控制通道，其驱动元件主要是步进电机的伺服系 统。
起动频率：空载时，步进电机由静止状态突然起动，并 进入不丢步的正常运行的最高频率。又称突跳频率。
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第一部分 基本概念
➢ 标准型数控系统软件多任务并行处理和实时中断处理各有什么特点？ CNC系统的多任务并行处理是指计算机在统一时刻或统一时间间隔内
完成两种或两种以上性质相同或不同的工作，主要采用资源分时共享和资 源重叠的流水线处理技术，其最大优点是提高了运算速度。
CNC系统软件结构的另一个重要特征是实时中断处理，数控系统有些 控制任务具有较强的实时性要求，在系统软件中只能通过中断服务程序来 完成，系统中断是整个系统必不可少的重要组成部分。主要有前、后台软 件结构的中断模式与中断型软件结构中断模式。在前、后台软件结构中， 整个控制软件分为前台程序和后台程序（即背景程序），在背景程序的运 行中，前台实时中断程序不断插入，与背景程序相配合，共同完成零件的 加工任务。中断型结构的特点是除了初始化之外，系统软件中所有任务模 块均被安排在不同级别的中断服务程序中。 ➢ 何谓步进电动机的步距角？步距角的大小与那些参数有关？
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模态指令 计算机集成制造系统 、直接数控、FMC、FMS 恒线速控制 B机能和C机能刀具补偿 点位控制系统 、直线控制系统、轮廓控制系统 刀具补偿过程
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第一部分 基本概念
2、简答题
➢ 数控机床有那些特点？ 加工精度高、生产率高、适应性强、经济效益高、自动化程 度高、对使用人员要求高、对夹具刀具要求高等。
杜国臣 2007年1月7日
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第一部分 基本概念
1.名词解释
脉冲当量:数控系统每发出一个脉冲信号,机床执行件移动的位移. 它是刀具或工作台的最小位移量。
定位精度:数控机床工作台等移动件在确定的终点所达到的实际位 置精度.它受伺服系统误差、检测系统误差和进给系统误差的影响。
重复定位精度:在同一台数控机床上,应用相同的程序加工一批零件, 所得到连续结果的一致程度.它受伺服系统特性、反向间隙、摩擦 变形等影响。
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第一部分 基本概念
➢ 开环、半闭环、全闭环三种控制系统控制机床的各有何特点？ （1）开环控制系统没有反馈检测装置，伺服元件通常使用步进 电机或电液脉冲马达，结构简单，稳定性好，调试维修方便， 成本底，控制精度较差，对进一步提高定位精度受限。（2） 半闭环控制系统反馈检测装置安装在电机端（或丝杠上），伺 服元件通常为直流或交流伺附电机，稳定性好，调试方便，但 没有全闭环控制精度高。（3）全闭环控制系统反馈检测装置 安装在工作台上（或刀架上），伺服元件通常为直流或交流伺 附电机，定位精度高，调速快，但稳定性差，调试维修困难， 成本高。
（1）输入数据处理程序，完成程序输入、译码、数据处理等。 （2）插补运算程序，经济型数控系统通常采用基准脉冲插补 方式。（3）速度控制程序，决定着插补运算的时间间隔。（4） 系统管理诊断程序，包括管理程序和诊断程序。
➢ 基准脉冲插补法和数据采样插补法各有什么特点？
基准脉冲插补法在插补计算过程中不断地向各个坐标轴发出相 互协调的进给脉冲，驱动各坐标轴进给电动机的运动。实现方 法比较简单，既可以用硬件来实现，也可以用软件来实现。数 据采样插补法采用软件插补法，其输出的插补结果不是脉冲， 而是数据。数控系统定时地对位置检测进行采样，采样数据与 插补程序所产生的指令数据相比较以后，得到位置偏差，经伺 服驱动控制伺服电动机。
➢ 数控系统按运动方式分几类？各有何特点？ 数控系统按运动方式分三种。 点位控制系统：工作台或刀具只能实现从一个位置到另一个 位置的精确移动，在移动或定位过程中不进行任何加工，系 统只控制行程终点的坐标值。 点位直线控制系统：工作台或刀具以要求的速度，沿着平行 于坐标轴(或45度)方向进行直线移动和切削加工。 轮廓控制系统：系统能够对两个或两个以上的坐标轴同时进 行连续控制，每时每刻都对各坐标位移和速度进行严格的不 间断的控制。
数值计算：根据零件图纸，按照已确定的加工路线和允许的编程 误差，计算数控系统所需输入的数据。
基点：一个零件轮廓往往由许多不同的几何元素组成，如直线、 圆弧、二次曲线等。各几何元素的连接点（切点、交点）。
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第一部分 基本概念
节点：将组成零件的轮廓曲线，按数控系统插补功 能的要求，在满足允许的编程误差的条件下进行分 割，即用若干直线或圆弧来逼近给定的曲线，逼近 线段或圆弧的交点或切点。
➢ 可控轴数与联动轴数区别？ 系统能够控制的坐标轴数目称为可控轴数。它与系统运算处 理能力、运算速度及内存量有关。系统控制的坐标轴同时达到 空间某一点的 坐标数目称为联动轴数。它们与系统运算处理 能力、运算速度及内存量有关。
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第一部分 基本概念
➢ 数控加工工序划分的三大原则？
基准先行原则－按零件装夹定位方式划分工序。先 粗后精原则－按零件粗精加工划分工序。刀具集 中原则－按所用刀具划分工序。
➢ 机床切削参数有那些？分别与那些因素有关？
（1）切削深度，与机床、夹具、刀具、工件的刚 度有关。（2）主轴转速，与切削速度、工件或刀 具的直径有关，切削速度与刀具的耐用度有关。 （3）进给量（进给速度），与加工精度、表面粗 糙度、刀具工件材料性质有关。
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第一部分 基本概念
➢ 经济型数控系统的软件结构包括那些方面？
插补：机床数控系统依据一定的方法确定刀具运动 轨迹，进而产生基本廓形曲线，如直线、圆弧等， 其他需要加工的复杂曲线由基本廓形曲线逼近，这 种拟合的方法。
DDA插补：又称数字积分法插补，它是利用数字积 分的方法，计算刀具沿各坐标轴的位移，以便加工 出所需要的线形。
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பைடு நூலகம்
3
第一部分 基本概念
并行处理：指计算机在同一时刻或同一时间间隔内完成 两种或两种以上性质相同或不相同的工作。它的优点是 提高运行速度。并行处理分为“资源重复”、“时间重 叠”、“资源共享”处理方法。
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4
第一部分 基本概念
可编程序逻辑控制器及其代码 机床的参考零点 、工件坐标系的原点 刀半径左、右补偿 基点 、节点 机床的主参数 RAM存储器 与ROM存储器 联动轴数与可控轴数 主轴转速调速范围 、进给速度调速范围 贴塑导轨及其位置 并行处理及特点、并行处理及其三种处理方法 鉴幅测量与相位测量，什么原理测量？ 数字式测量和模拟式测量，其含义、特点；直接测量和间接测量，其含义、 特点； 步距角与步距误差 、影响因素 C轴控制
开环伺服系统：只有指令信号的前向控制通道，没有检 测反馈控制通道，其驱动元件主要是步进电机的伺服系 统。
起动频率：空载时，步进电机由静止状态突然起动，并 进入不丢步的正常运行的最高频率。又称突跳频率。
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第一部分 基本概念
➢ 标准型数控系统软件多任务并行处理和实时中断处理各有什么特点？ CNC系统的多任务并行处理是指计算机在统一时刻或统一时间间隔内
完成两种或两种以上性质相同或不同的工作，主要采用资源分时共享和资 源重叠的流水线处理技术，其最大优点是提高了运算速度。
CNC系统软件结构的另一个重要特征是实时中断处理，数控系统有些 控制任务具有较强的实时性要求，在系统软件中只能通过中断服务程序来 完成，系统中断是整个系统必不可少的重要组成部分。主要有前、后台软 件结构的中断模式与中断型软件结构中断模式。在前、后台软件结构中， 整个控制软件分为前台程序和后台程序（即背景程序），在背景程序的运 行中，前台实时中断程序不断插入，与背景程序相配合，共同完成零件的 加工任务。中断型结构的特点是除了初始化之外，系统软件中所有任务模 块均被安排在不同级别的中断服务程序中。 ➢ 何谓步进电动机的步距角？步距角的大小与那些参数有关？
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模态指令 计算机集成制造系统 、直接数控、FMC、FMS 恒线速控制 B机能和C机能刀具补偿 点位控制系统 、直线控制系统、轮廓控制系统 刀具补偿过程
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第一部分 基本概念
2、简答题
➢ 数控机床有那些特点？ 加工精度高、生产率高、适应性强、经济效益高、自动化程 度高、对使用人员要求高、对夹具刀具要求高等。
杜国臣 2007年1月7日
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第一部分 基本概念
1.名词解释
脉冲当量:数控系统每发出一个脉冲信号,机床执行件移动的位移. 它是刀具或工作台的最小位移量。
定位精度:数控机床工作台等移动件在确定的终点所达到的实际位 置精度.它受伺服系统误差、检测系统误差和进给系统误差的影响。
重复定位精度:在同一台数控机床上,应用相同的程序加工一批零件, 所得到连续结果的一致程度.它受伺服系统特性、反向间隙、摩擦 变形等影响。
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第一部分 基本概念
➢ 开环、半闭环、全闭环三种控制系统控制机床的各有何特点？ （1）开环控制系统没有反馈检测装置，伺服元件通常使用步进 电机或电液脉冲马达，结构简单，稳定性好，调试维修方便， 成本底，控制精度较差，对进一步提高定位精度受限。（2） 半闭环控制系统反馈检测装置安装在电机端（或丝杠上），伺 服元件通常为直流或交流伺附电机，稳定性好，调试方便，但 没有全闭环控制精度高。（3）全闭环控制系统反馈检测装置 安装在工作台上（或刀架上），伺服元件通常为直流或交流伺 附电机，定位精度高，调速快，但稳定性差，调试维修困难， 成本高。
（1）输入数据处理程序，完成程序输入、译码、数据处理等。 （2）插补运算程序，经济型数控系统通常采用基准脉冲插补 方式。（3）速度控制程序，决定着插补运算的时间间隔。（4） 系统管理诊断程序，包括管理程序和诊断程序。
➢ 基准脉冲插补法和数据采样插补法各有什么特点？
基准脉冲插补法在插补计算过程中不断地向各个坐标轴发出相 互协调的进给脉冲，驱动各坐标轴进给电动机的运动。实现方 法比较简单，既可以用硬件来实现，也可以用软件来实现。数 据采样插补法采用软件插补法，其输出的插补结果不是脉冲， 而是数据。数控系统定时地对位置检测进行采样，采样数据与 插补程序所产生的指令数据相比较以后，得到位置偏差，经伺 服驱动控制伺服电动机。
➢ 数控系统按运动方式分几类？各有何特点？ 数控系统按运动方式分三种。 点位控制系统：工作台或刀具只能实现从一个位置到另一个 位置的精确移动，在移动或定位过程中不进行任何加工，系 统只控制行程终点的坐标值。 点位直线控制系统：工作台或刀具以要求的速度，沿着平行 于坐标轴(或45度)方向进行直线移动和切削加工。 轮廓控制系统：系统能够对两个或两个以上的坐标轴同时进 行连续控制，每时每刻都对各坐标位移和速度进行严格的不 间断的控制。
数值计算：根据零件图纸，按照已确定的加工路线和允许的编程 误差，计算数控系统所需输入的数据。
基点：一个零件轮廓往往由许多不同的几何元素组成，如直线、 圆弧、二次曲线等。各几何元素的连接点（切点、交点）。
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第一部分 基本概念
节点：将组成零件的轮廓曲线，按数控系统插补功 能的要求，在满足允许的编程误差的条件下进行分 割，即用若干直线或圆弧来逼近给定的曲线，逼近 线段或圆弧的交点或切点。
➢ 可控轴数与联动轴数区别？ 系统能够控制的坐标轴数目称为可控轴数。它与系统运算处 理能力、运算速度及内存量有关。系统控制的坐标轴同时达到 空间某一点的 坐标数目称为联动轴数。它们与系统运算处理 能力、运算速度及内存量有关。
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第一部分 基本概念
➢ 数控加工工序划分的三大原则？
基准先行原则－按零件装夹定位方式划分工序。先 粗后精原则－按零件粗精加工划分工序。刀具集 中原则－按所用刀具划分工序。
➢ 机床切削参数有那些？分别与那些因素有关？
（1）切削深度，与机床、夹具、刀具、工件的刚 度有关。（2）主轴转速，与切削速度、工件或刀 具的直径有关，切削速度与刀具的耐用度有关。 （3）进给量（进给速度），与加工精度、表面粗 糙度、刀具工件材料性质有关。
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第一部分 基本概念
➢ 经济型数控系统的软件结构包括那些方面？
插补：机床数控系统依据一定的方法确定刀具运动 轨迹，进而产生基本廓形曲线，如直线、圆弧等， 其他需要加工的复杂曲线由基本廓形曲线逼近，这 种拟合的方法。
DDA插补：又称数字积分法插补，它是利用数字积 分的方法，计算刀具沿各坐标轴的位移，以便加工 出所需要的线形。
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பைடு நூலகம்
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第一部分 基本概念
并行处理：指计算机在同一时刻或同一时间间隔内完成 两种或两种以上性质相同或不相同的工作。它的优点是 提高运行速度。并行处理分为“资源重复”、“时间重 叠”、“资源共享”处理方法。
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第一部分 基本概念
可编程序逻辑控制器及其代码 机床的参考零点 、工件坐标系的原点 刀半径左、右补偿 基点 、节点 机床的主参数 RAM存储器 与ROM存储器 联动轴数与可控轴数 主轴转速调速范围 、进给速度调速范围 贴塑导轨及其位置 并行处理及特点、并行处理及其三种处理方法 鉴幅测量与相位测量，什么原理测量？ 数字式测量和模拟式测量，其含义、特点；直接测量和间接测量，其含义、 特点； 步距角与步距误差 、影响因素 C轴控制