机电工程数控考试资料 - 图文

数控技术：利用数字化的信息对机床运动及加工过程进行控制的一种方法

计算机数控技术：利用小型计算机取代专用数控计算机，数控的许多功能由软件程序实现的计算机控制系统

NC机床：应用数控技术或装有数控系统的机床简称为数控机床

2.数控机床的组成：1控制介质（input media ）2数控装置（madine ）3伺服系统（serovo—drive）4测量反馈系统 5.机床主机（machine tool）|机床执行部件

NC工作过程：零件图——零件程序——计算机控制——伺服系统——机床主机——零件 CNC机床基本组成：输入介质——数控装置——伺服系统——机床 | 位置检测 | | ——反馈系统 ————— 速度控制 数控机床分类及区别：点到点控制系统{点位控制 （快生定位 ，不加工）

直线控制系统（点到点运动过程是直线切削加工）

1. 按运动方式分类：{轮廓控制系统（控制两个或两个以上坐标轴联动，具有插补功能可以 加工轮廓复杂的工件）

开环控制系统：没有检测反馈装置的控制系统

2. 按伺服系统分类 { 半闭环控制系统:检测此件装在电机或丝杆的端头采用角位置的测

量元件，测量电机或丝杆的转动量，间接测量工作台的原理 全闭环控制系统：机床移动部件位置上装有直线位置测量装置

注判断全闭环或半闭环的标准：反馈装置直接从工作台引出的为 全闭环，反馈装置从丝杆或电机上引出的半闭环系统

全功能数控系统 通用型数控系统 3.按功能分类{ 按用途分类{ 车床数控系统 简易数控系统 铣床数控系统 专用计算机控制（硬件数控）系统 3. 按数控系统所使用的计算机：{

通用计算机控制（软件数控）系统 四数控机床的优点和应用

优点：1.更高的加工精度，可重复性强 2.可以加工形状复杂的零件 3.非生产时间减少，生产效率高 4.废品率低

5.检测要求减少

6．有利用现实优化控制和生产系统的集成 7.设备要求更简单 8.占地面积小 9.加工周期短

10.可实现精确的成本计算和科学管理 11.对操作员的技术要求降低

数控集成的应用范围：应用于轮廓形状复杂程序较高，批量不大的零件加工；适宜作为FMC，FMS,CIMS等制造单元或制造系统的全体加工设备

1编程基础：

坐标系：采用右手定则确定

绝对编程，采用绝对坐标系 G90 编程方式{相对编程，采用相对坐标系 G91

直径编程（相对车床而言）：可同时采用绝对或相对坐标系但前提是用G92定义 2.数控编程的内容和步骤

内容：分析零件图纸，确定加工工艺过程；计算起刀轨迹，得出刀位数据；编写零件加工程序；制作控制介质；核对程序及首件试加工。

步骤：1.分析零件图纸 2.工艺处理阶段 3.数字处理阶段 4.编写程序单 5.制作控制介质 6.校核零件程序和首件试加工 3.数控编程的方法：

手工编程：分析零件图纸，制订工艺过程，计算刀具运动轨迹，编写零件加工程序单，制作控制介质知道程序校核，整个过程主要由人来完成

自动编程：编制零件加工程序的全部过程但主要由计算机来完成。 数控插补原理

1 插补概念：通过相临已知点数据的加权平均值估计不存在的中间点的数据。控制器实现一个运动时就是利用少量的输入数据精确的获得编程轨迹。实质：根据有限的信息完成“数据点的集化”工作。 直线插补 直线插补 2 插补方法：逐点比较法{圆弧插补 数字积分法{圆弧插补 3 逐点比较法四个节拍1）偏差判别：判别偏差函数的正负，以确定工作点相对规定曲线的位置2）坐标进给：根据偏差情况，控制X坐标或Y坐标进给一步，使工作点向曲线靠拢3）偏差计算：进一步计算工作点与规定曲线的新偏差，作为下一步偏差判别的依据4）终点判别：判断终点是否达到。如果未达到，继续插补，达到则停止插补。 CNC系统组成：程序，输入输出设备，计算机数字控制装置，可编程控制器，主轴驱动装置和进给驱动装置等组成 数字系统的核心是计算机数字控制装置

4 CNC装置的功能：控制功能、准确预置、插补、进给、主轴速度、

辅助功能、补偿、字符显示、自诊断、输入输出和通讯、程序编制。 5.CNC系统软件组成：管理软件和控制软件

6. CNC装置的类型：印刷线路板结构（1.大板式结构2.多功能模块式结构）、微机处理个数（1.单处理器2、多处理器）、制造的方式（通用个人计算机结构2.特殊用途结构）、开放程度（1.封闭式结构2.PC插入结构3.NC插入PC结构4.基于软件的开放式CNC装置） 7. CNC装置工作原理与过程：它以存储程序方式工作，它的工作是在硬件支持下，执行软件的全过程。过程：输入、译码、数据处理、插补、位置控制、I/O处理，显示、诊断。 软件组成：管理软件、控制软件

8. CNC系统组成：程序、输入输出设备、计算机数字控制装置、可编程控制器、主轴驱动装置和进给驱动装置。

9. 并行处理概念：计算机系统中同时处理两个或更多个处理机构的一种方法。（3种方法：时间重叠、资源共享、资源重复） 10.中断作用：事实响应，系统调度提高系统工作效率。

并行处理的三种方式：时间重叠（time overlap）,资源共享（resource sharing），资源重复（resource-apposition parallel process ）

7.CNC系统软件结构：前后台型软件结构(适用于采用集中控制的单微处理器CNC装置)；中断型软件结构（没有前后台之分，除了初始化程序外，把控制程序安排不同级别的中断服务程序，整

个软件是一个大的多重中断系统

1.测量装置的分类：1.直接测量和间接测量（直接测量是将测量装置直接安装在执行部件上，如光栅感应同步器等用来直接测量工作台的直线位移；间接测量是将测量装置安装在滚珠丝杆或驱动电机轴上，通过检测转动件的角位移来间接测量执行部件的直线位移），2.增量式测量和绝对式测量（增量式测量是测量距前一个测量点增加的距离；绝对式测量是测量测量点距固定零点的绝对距离）3.数字式测量和模拟式测量（数字式测量是将被测的量以数字的形式来表示；模拟式测量是将被测量用连续变量来表示）

2.格雷码编码的特点：在从一个计数状态变到下一个计数状态的过程中只有一位码改变，因此在格雷码的译码器中，不易产生误差，与纯二进制码相比，误读误差最小。

3.莫尔条纹特性：放大栅距作用，均化栅距误差，莫尔条纹移动与间距成正比（变化规律近视正弦或余弦函数）

4.编码器（encoder）：1.增量型：分辨率=1/n=a/360 o（n为狭缝数）；增量式光电码盘每转一个分辨角就发出一个脉冲信号；光电码盘的特点是没有接触磨损，码盘寿命大，允许转数高，精度较高，缺点是结构复杂，价格高，光源寿命短。2.绝对值型：光电码盘（含格雷码二进制码盘）能分辨的最小角度是a=360 o/2的四次方；若n是码盘位数（码道数）则a=360 o/2的n次方，其中n增大，精度增大。