郑州大学机床数控技术期末考试题总结[五篇]

第一篇：郑州大学机床数控技术期末考试题总结

第一章 机床数控技术概述

机床数控技术是由编程技术、程序载体、人机交换装置、数控系统和机床本体组成。

人机交互装置的作用是将程序载体的数控代码输送到数控系统的内存器，对加工程序进行编辑和调试，显示数控机床的运行状态、机床参数及坐标轴位置。CNC系统是数控系统的核心。

数控编程方法主要有：手动编程、自动编程 伺服系统是CNC系统和机床本体的联系环节。数控机床的特点：①适应性、灵活性好②质量稳定、精度高③生产效率高④劳动强度低、劳动条件好⑤有利于现代化生产与管理⑥具有监控功能和故障诊断能力⑦使用、维护技术要求。

数控机床的分类：①按运动控制方式分类：点位控制数控机床、直线控制数控机床、轮廓控制数控机床②按伺服系统类型分类：开环、半闭环、闭环私服系统控制数控机床③按功能水平分类:低、中、高档数控机床④按工艺方法分类：金属切削数控机床、金属成形数控机床、特种加工数控机床。

数控机床按照伺服系统的分类及其特点：①开环伺服系统控制数控机床：没有位置测量反馈装置，控制指令通过驱动装置控制电动机的运转，经机械传动系统转化为刀具或者工作台的位移。结构简单，制造成本低，价格便宜，位移精度一般不高②半闭伺服系统控制数控机床：用安装在进给丝杆轴端或电动机轴端的角位移测量元件检测伺服电动机或丝杆的角位移，间接计算出工作台等执行部件的实际位置值，并与指令位置进行比较，进行差值控制。有稳定的控制特性，相当高的精度且调试比较方便，价格比全闭环系统便宜，广泛应用③闭环伺服系统控制数控机床：用直接安装在机床刀架或工作台等执行部件上的位置反馈测量装置检测它们的实际位置，并与插补得到的指令位置比较，经放大和变换，驱动执行部件减少误差，直到消除。位置精度高、调节速度快、系统复杂不稳定和成本高，适用于精度要求高的数控机床。

9、机床数控技术的发展趋势：①向高速度、高精度方向发展②想柔性化、功能集成化方向发展③向智能化方向发展④向高可靠性方向发展⑤向网络化方向发展⑥向造型宜人化方向发展。

10、数控机床的控制原理：数控车床是用数字化的信息来实现自动化控制的，将与加工零件有关的信息—工件与刀具相对运动轨迹的尺寸参数，切削加工的工艺参数，以及各种辅助操作等加工信息—用规定的文字、数字和符号组成的代码，按一定的格式编写成加工程序单，将加工程序通过控制介质输入到数控装置中，由数控装置经过分析处理后，发出各种与加工程序相对应的信号和指令控制机床进行自动加工。

第二章 数控机床的插补原理及道具补偿

所谓插补就是根据所给定的进给速度和轮廓形状的要求，在轮廓已知点之间，确定一些中间点的方法，这种方法称为插补方法或插补原理。插补的实质是轮廓线上起点和终点等有限信息，完成起点和终点间的数据点密化。目前常用的插补方法可分为脉冲增量插补和数据采样插补。

脉冲增量插补：逐点比较法、数字积分法；数据采样插补：直线函数法、扩展数字积分法。

逼近误差δ与进给速度F、插补周期T的平方成正比，与圆弧半径R成反比。

逐点比较法插补原理：基本原理是每次仅向一个坐标轴输出一个进给脉冲，每走一步将增加工点的瞬时坐标与理论的加工轨迹相比较，判断实际加工点与理论加工轨迹的偏差位置，通过偏差函数计算二者之间的偏差，从而决定下一步的进给方向。每进给一步都要完成偏差判断、坐标进给、新偏差计算、终点判别四个工作节拍。扩张DDA插补原理：数字积分法又称为数字微分分析器，是利用数字积分的原理，计算刀具沿坐标轴的位移，使刀具沿着所加工的轨迹运动。扩展DDA算法是在DDA积分法的基础上发展起来的，将时间T1用采样周期T分割为n个子区间，n取最接近大于等于T1/T的整数，从而由起点、终点、速度、时间可计算出在每个采样周期T内的坐标增量，进而计算出每个动点的位置坐标值。

数据采样插补法终点判别的作用：使插补运算在插补到轨迹终点时停止插补。插补的速度取决于插补方法和终点判别方法。

刀具半径补偿：轮廓加工过程中，由于刀具总具有一定的半径，刀具中心的运动轨迹并不等于所加工零件的轮廓，在进行轮廓加工时，使刀具中心偏离零件的轮廓表面一个刀具半径值。执行过程分为三个部分：刀具补偿建立、刀具补偿进行、刀具补偿撤销。刀具半径补偿类型：缩短型、伸长型、插入型

C刀补偿的方法：CNC系统工作后，第一段程序首先被读入BS，在BS中算得第一段程序编程的轨迹送到CS中暂存，又将第二段程序读入BS，算出第二段的编程轨迹，然后对第一段、二段编程轨迹的连接方式进行判别，根据判别结果对第一段编程轨迹做相应的修正，修正结束后，顺序的将修正后的第一段程序轨迹有CS送到AS，第二段轨迹有BS送到CS，随后，由CPU将AS中的内容送到OS进行初步运算，运算结果送到伺服机构以完成驱动动作。当修正了第一段轨迹程序开始执行时，利用插补间隙，CPU有命令读入第三段程序读入BS，随后根据第二、第三段的连接方式对第二段进行修正。如此往复，可见C刀补工作状态下，CNC系统内总是同时存在着三个程序段的信息。

机床坐标系与工件坐标系有何区别和联系：机床坐标系是机床上固定的坐标系，用于确定被加工零件在机床中的坐标、机床运动部件的位置以及运动范围。机床坐标系的原点是机床上的固定点，亦是工件坐标系、机床参考系的基准点，有机床制造厂确定。工件坐标系是编程人员在编制零件加工程序时使用的坐标系，可根据零件图纸自行确定，用于确定工件几何图形上的点、直线、圆弧等各几何要素的位置。工件坐标系原点可用程序指令来改变。加工时，工件随家具安装在机床上后，测量工件原点与机床原点的相对距离，可以得到工件原点的偏置值。该值在加工前需要输入到数控系统，加工时工件原点偏置值便能自动加到工件坐标系上，是数控系统按机床坐标系确定的工件坐标值进行加工。

第三章 数控机床的控制伺服系统

机床的主轴运动和伺服进给运动是机床的基本形成运动。

数控系统的位置控制是伺服系统的重要组成部分。闭环或者半闭环的数控机床的加工精度主要由检测系统的精度决定。位置检测装置的精度主要包括系统精度和分辨率。常用的位置测量装置有：脉冲编码器、感应同步器、光栅。

脉冲编码器：根据输出信号形式不同，分为绝对式编码器、脉冲增量式编码器。根据内部结构和检测方式分为：接触式、光电式、电磁式。工作原理：当圆光栅旋转时，光线透过两个光栅的线纹部分，形成明暗条纹。光电元件接受这些明暗相间的光信号，转换为交替变化的电信号，该信号为两组近似于正弦的电流信号A和B、A非和B非的相位差90。经放大整形后变成方波形成两个光栅的信号。光电编码器还有一个“一转脉冲”，称为Z相脉冲，每转产生一个，用来产生机床的基准点。脉冲编码器的输出信号作为位移测量脉冲以及经过频率/电压变换作为速度反馈信号，进行速度调节。应用：位移测量、主轴控制、测速、零脉冲用于回参考点控制

感应同步器：分为直线型、旋转型。工作原理：利用电磁耦合原理，将位移或者转角变成电信号。即使滑尺与定尺相互平行，并保持一定的距离。向滑尺通以交流激磁电压，则在滑尺中产生激磁电流，绕组周围产生按正弦规律变化的磁场，由电磁感应原理，在定尺上产生感应电压，当滑尺与定尺间产生相对位移是，由于电磁耦合的变化，使定尺上感应电压随位移的变化而变化。滑尺每移动一个节距，感应电压变化一个周期。按工作方式不同，感应同步器分为：定尺

激励，滑尺输出；滑尺激励，定尺输出。特点：精度高、测量长度不受限制、工作可靠、抗干扰性强、维护简单、寿命长、输出信号比较弱，需要放大倍数较高的前置放大器。光栅传感器：光栅由标尺光栅和指示光栅两部分组成。标尺光栅一般按装在机床活动部件上，光栅读数头安装在机床固定部件上。指示光栅装在光栅读数头中。当光栅读数头相对于标尺光栅移动时，指示光栅便在标尺光栅上相对移动。光栅检测装置由：电源、透镜、标尺光栅、指示光栅、光电转换元件（读数头）和测量电路组成。若标尺光栅和指示光栅的栅距相等，指示光栅在其自身平面内相对于标尺光栅倾斜一个很小的角度，两块光栅的刻线就会相交。当灯光通过聚光镜呈平行光线垂直照射在标尺光栅上，在两块光栅线相交的钝角平分线上，出现明暗交替、间隔相等的粗短条纹，称之为莫尔条纹。当光栅移动一个栅距d时，莫尔条纹也相应移动一个莫尔条纹宽度w；若光栅移动方向相反，则莫尔条纹移动方向也相反。莫尔条纹移动方向与两光栅夹角的平分线平行。这样，测量光栅水平方向的移动的微小距离就可以用检测莫尔条纹移动的变化代替。光栅读数头又叫光栅转换器，它把光栅莫尔条纹变成电信号。莫尔条纹的特点：具有放大作用、具有误差均化作用、利用莫尔条纹测量位移。鉴向倍频电路不仅可以起到辨别方向的作用，还可以起到细分的作用，以提高光栅的分辨率。

调速范围是指数控机床要求电动机提供的最高转速和最低转速之比。

数控机床伺服驱动系统是以机床移动部件的位置和速度为控制量的自动控制系统。

伺服系统的基本要求：高精度、稳定性好、响应速度快，无超调、电动机调速范围宽、低速大转矩、可靠性高。

稳定性是直接影响数控加工精度和表面粗糙度的重要指标。

步进电机是一种用电脉冲信号进行控制、并将电脉冲信号转化成响应的角位移的执行器，也成为脉冲电机。角位移量与脉冲数成正比，起转速与脉冲信号输入的频率成正比，通过改变频率就可以调节电动机转速。反应式步进式电动机的工作原理是电磁吸引。步进角：是指每给一个脉冲信号，电动机转子应转过角度的理论值。360其中m为定mzk子相数；z为转子齿数；k为通电系数

步进电动机的环形分配器的功能：步进电动机额驱动控制由环形分配器和功率放大器组成。将数控系统送来的一串指令脉冲，按步进电动机要求的通电顺序 分配给步进电动机的驱动电源的各组绕组输入端，以控制励磁绕组的通断，实现步进电动机的运行及转向。当步进电动机在一个方向上连续运行时，其各相通、断的脉冲分配是一个循环，因此称为环形分配器。环形分配器的输出不仅是周期性的，又是可逆的。

直流伺服电动机的调速原理与方法：工作原理是建立在电流切割磁力线产生电磁转矩基础上。直流电动机的调速方法：改变电枢电压（调速范围较宽的恒转矩特性，常用）；改变磁通量（恒功率特性）；改变电枢电路的电阻（特性较软，不能无极调速）

直流伺服电动机的调速（脉宽调制）：是功率晶体管工作于开关状态，开关频率保持恒定，用改变开关导通时间的方法来调整晶体管的输出，使电动机两端得到宽度随时间变化的电压脉冲。当开关在每一周期内的导通时间随时间发生连续地变化是时，电动机电枢得到的电压平均值也随着时间连续变化，而由于内部的连续电流和电枢电感的滤波作用，电枢上的电流则连续的改变，从而达到调节电机转速的目的。永磁式交流同步伺服电动机nrns60f1 p异步式交流伺服电动机nrn（s1s）60f1（1s）p直流电机的原理：设想把一台旋转运动的感应电动机沿着半径的方向剖开，并且展平，这就成了一台直流感应电机。在直线电机中，相当于旋转电机定子的，叫初级；相当于旋转电机转子的叫次级。当初级绕组通入交流电源时，便在气隙中产生行波磁场，次级在磁场切割下，将感应出电动势并产生电流，该电流与气隙中得到磁场相互作用就产生电磁推力。如果初级固定，则次级在推力作用下做直线运动，反之，则初级做直线运动。

直流电动机的特点：高速响应性、高精度性、速度快，加减速过程短、高效率、运行时噪声低、动态刚度高、推力平稳、行程长度不受限制、采用全闭环控制系统。

数控机床的进给伺服系统和主轴伺服系统都是由：数控系统（CNC）、伺服驱动系统（驱动器）、执行元件（伺服电机）组成。

数控机床的机械结构

数控机床机械结构特点：①支撑件的高度化②传动结构简约化③传动元件精密化④辅助操作自动化

数控机床的传动方式：①二级齿轮变速的主传动方式②定比传动带的主传动方式③主轴电动机直接驱动的主传动方式④电主轴

滚珠丝杆螺母副的原理：与普通丝杆螺母副基本相同，即利用螺旋面的升角使螺旋运动转变为直线运动，但普通丝杆螺母副中螺母和丝杆之间为滑动摩擦，而滚珠丝杆螺母副中，由于在螺母和丝杆的运动面之间的滚珠而变为滚动摩擦。滚珠丝杆螺母副的特点：①效率高②精度高③微进给④高刚度无间隙⑤进给速度高。滚珠丝杆螺母副按照螺母结构分为：反向管型、导向管型、法兰盘型 滚珠丝杆螺母副的预紧：双螺母预紧、偏移预紧、常用力预紧。

现代数控机床采用的导轨主要有：熟料滑动导轨、滚动导轨、静压导轨

选刀方法有顺序选刀和任意选刀。目前大多数采用任意选刀方式，其分为刀套编码、刀具编码和记忆式。

数控机床编程

刀具在机床上的位置是由刀位点的位置表示的。刀位点就是表示刀具特征的点。基点：各几何元素的连接点。节点：逼近线段的交点或切点。

用直线逼近非圆曲线可以采用：弦线逼近法、割线逼近法、切线逼近法： 编程题：认真看课本

数控机床的加工操作

在进行加工前，首先要完成：准备工件、准备刀具、准备夹具、装夹工件。其次在数控机床加工工件前的工作还包括：侧量和设定工件的原点，测量和设定刀具的数据，必要时选择和设定用户参数，通过各种方式编辑和输入加工程序，并对程序进行检查、修改、调试知道程序达到了能在自动运行方式下正确加工出工件。数控机床的通电与断电：⑪通电前的准备⑫机床通电①合上车床主电源开关②检查主电动机的冷却风扇是否启动，车床照明灯是否亮，润滑泵和液压泵是否启动③按下车床操作面板上的通电按键[｜]，系统启动④通电数秒后显示屏是否有显示，如果通电后有警报，就会提示警报信息⑤检查安装在车床上的总压力表，若表头读书是4MPa，说明压力正常，可以进行下面操作。⑬①按下机床操作面板上的断电按键[o]②断开电箱上的自动刀闸开关③检查面板上的灯是否关闭④检查机床上所有运动是否停止。数控机床一般的操作步骤：①编制程序②开机床③返回参考点④输入加工程序⑤程序的编辑⑥试运行程序⑦找正、对刀⑧进行连续加工⑨操作显示⑩程序的输出①关机。

第二篇：机床数控技术复习题2012

《机床数控技术》复习题

一、填空

（1）CNC（MDI FMC FMS CIMS LCD DNC）是（）的缩写。

（3）零件轮廓的基点计算主要使用（计算法）和（CAD绘图查询法）

（4）数控机床加工程序的自动编制主要有（）和（）两种方法。

（5）采用直线段分割逼近曲线时，节点的计算方法主要有（）、（等步长法）和（）。

（6）数控车床的刀具补偿功能包括（刀具位置）补偿和（刀尖圆弧半径）补偿。

（7）CNC系统具备多种补偿功能，除了刀具尺寸补偿外，一般还具备（滚珠丝杠螺距误差）补偿、（滚珠丝杠反向间隙）补偿。

（8）从CNC使用的CPU及结构来分，一般分为（）和（）两大类。

（9）多CPU结构的CNC系统的典型结构是（）和（）。

（10）CNC系统的软件结构的特点是（），（）和（）。

（11）目前CNC系统普遍采用的插补算法可分为两大类：（）和（）。

（12）常用的基准脉冲插补方法有（）和（），它们的插补误差是（）。

（13）常用的数据采样圆弧插补方法有（直线函数法（弦线法）），（扩展DDA法），（一阶递归函数法）和（二阶递归函数法）。

（14）数控机床的位置检测装置有（旋转变压器）、（磁栅）、（感应同步器）、（光栅尺）和（光电旋转编码器）。

（15）目前，大多数闭环数控机床采用的位置检测装置是（）、大多数半闭环数控机床采用的位置检测装置是（）。

（16）当光栅尺移动一个栅距d时，莫尔条纹的移动W是（）。

直线光栅有（玻璃投射光栅）和（金属反射光栅）两大类。

（17）旋转编码器可分为（绝对值式）和（脉冲增量式）两大类

（18）绝对式旋转编码器的码盘有(二进制码盘)和（），后者可消除（）误差。

（19）SPWM的主驱动电路由（）、（滤波器）、（）组成。

（20）步进电动机环形分配方法有（）和（）两大类。

（21）步进电机的驱动电源有（单电压驱动电源），（双电压驱动电源），（斩波恒流驱动电源）和（细分驱动电源）等。

（22）数控机床采用的步进电机通常有（）和（）两大类。

（23）数控机床进给用三相永磁同步电机主要由（三相定子绕组）,（永磁材料转子）和（编码器）组成。

（24）机床有级变速主传动的主轴转速通常按（）排列。

（25）数控机床采用的导轨主要有（），（）和（）。

（26）加工中心的选刀方式很多，目前绝大多数采用（记忆式选刀）。

（27）与普通带传动相比，同步齿形带传动的优点是（）。

（28）数控车床回转刀架的换刀动作包括（）、（）和（）三个主要动作。

（29）现代数控机床的塑料导轨可分为（聚四氟乙烯塑料带粘贴式）和（环氧树脂注塑式）。

（30）现代数控机床采用的滚动导轨主要有（），（），（）三种。

（31）常见的现代数控机床自动换刀装置主要是（数控车床的自动刀架）和（加工中心的自动换刀系统）两种。

（32）加工中心的自动换刀系统有（砖塔头式）和刀库式，刀库式有（机械手换刀式）和（无机械手换刀式）。

（33）加工中心的刀库类型很多，主要是(圆盘刀库)、(链式刀库)，还有（格子箱刀库）和(直线刀库)。

（34）数控铣镗床和铣镗加工中心的主轴具有自动夹刀装置和压缩空气喷头，前者的作用是（换刀时，松开刀柄，把用过的刀具拔出；然后夹紧新插入的刀柄），后者的作用是换刀时（要吹入压缩空气，对刀夹和刀柄进行清洁）。

（35）数控机床常用的回转工作台有（数控回转工作台）和（分度工作台）两种。

（36）数控回转工作台除了分度和转位功能外，还能实现（圆周伺服进给）功能。

（37）机床主传动的（“零传动”）可由（电主轴（即内置电动机主轴））实现；数控机床进给系统的(“零传动”)由（直线电机）实现。

（38）CNC系统的主要工作过程依次是（输入程序和数据），（译码），（），（进给速度处理），（），（）。

（39）数控装置与PLC、驱动装置等可采用（现场总线网）实现通讯连接。

（40）数控机床主轴的滚动轴承常采用（锥孔双列圆柱滚子轴承），（角接触球轴承）（双向推力角接触球轴承），（圆锥滚子轴承）等。

（41）大多数数控机床的主轴部件采用（滚动轴承），有的重型数控机床采用（液体静压轴承），高速高精度数控机床采用（气体静压轴承），（超高速数控机床）采用（磁力轴承）或（陶瓷滚动轴承）。

（42)数控机床的进给传动链中，将伺服进给电动机的旋转运动转换为（直线运动）的机构，主要是（滚珠丝杠螺母副），（大、重型或精密机床）也采用（液体静压丝杠螺母副）和（液体静压蜗杆蜗条副）。

(43)FANUC数控系统指令的（G81,G82,G83,G71,G72,G73,G70，G90,G92,G94)是（）指令。

二、名词解释（每题2~3分）

（1）数控机床的机床零点和参考点

（2）中断处理

（3）CNC装置的插补

（4）晶体管脉宽调制（PWM）

（5）正弦波脉宽调制（SPWM）

（7）电主轴

（8）直线电机

（9）零件轮廓曲线的节点

（10）数控加工编程中的模态指令与非模态指令

(11)步进电机，反应式或混合式步进电机

（12）加工中心的记忆式选刀方式

（13）分度工作台和数控回转工作台

（14）同步带

(15)逐点比较法，数字积分法，递归函数计算法

三、回答下列问题

（1）简述数控机床的特点？

（2）绘图说明CNC系统的零件加工控制流程。

（3）绘图说明CNC机床的组成。

（4）当前用于交流电机调速的通用变频器的特点是什么？

（5）什么是SPWM波调制？

（6）交流伺服电动机的矢量控制原理。

（7）当前数控机床主轴的调速方法有哪几种类型。

（8）简述滚珠丝杠的主要支承形式与特点。

（9）什么是数据采样插补？其插补精度如何？

（11）什么是滚珠丝杠螺母副的轴向间隙？有哪几种常用的消隙和预紧方法？

（12）数控机床刀具补偿原理是什么？

（13）写出三

（五）相 步进的通电方式。

（14）什么是多重中断型CNC系统软件结构

（15）简述数控机床机械结构的特点

（16）简述刀具半径补偿的优点？

四、有三

（五）相步进电机，直接通过滚珠丝杠驱动工作台运行。

①已知步进电机转子齿数Z=100（80…..），采用三相六拍（三相三拍、五相五拍、五相十拍）通电方式，求该步进电机的步距角α；

② 已知丝杠导程S=6（10....）mm，求该坐标轴的脉冲当量δ；③ 若工作台的运行速度V=4M/min等，求步进电机脉冲的输入频率f；

五、有交流伺服电机，通过同步带和滚珠丝杠驱动工作台运行。

已知电机上的光电编码器的精度为2000P/r，电机轴上的带轮齿数Z1=20，丝杠导程S=6mm，丝杠上的带轮齿数Z2=30，求该坐标轴的脉冲当量δ；

六、数控加工编程，作业题

（1）车加工，工件坐标系（G50），刀具位置补偿，刀具类型，编号，刀具参数（如切断刀宽度）。

（2）铣加工，工件坐标系(G54)，刀具半径补偿，长度补偿，刀具类型，编号，刀具参数（如铣刀直径等）。

第三篇：机床数控技术复习题2013

《机床数控技术》复习题

一、填空

（1）CNC（MDI FMC FMS CIMS LCD DNC）是（）的缩写。

（3）零件轮廓的基点计算主要使用（计算法）和（CAD绘图查询法）

（4）数控机床加工程序的自动编制主要有（）和（）两种方法。

（5）采用直线段分割逼近曲线时，节点的计算方法主要有（）、（等步长法）和（）。

（6）数控车床的刀具补偿功能包括（刀具位置）补偿和（刀尖圆弧半径）补偿。

（7）CNC系统具备多种补偿功能，除了（刀具尺寸补偿）外，一般还具备丝杠的（滚珠丝杠螺距误差）补偿、（滚珠丝杠反向间隙）补偿。

（8）从CNC使用的CPU及结构来分，一般分为（）和（）两大类。

（9）多CPU结构的CNC系统的典型结构是（）和（）。

（10）CNC系统的软件结构的特点是（），（）和（）。

（11）目前CNC系统普遍采用的插补算法可分为两大类：（）和（）。

（12）常用的基准脉冲插补方法有（）和（）。

（13）常用的数据采样圆弧插补方法有（切线法（一阶DDA法），（弦线法（直接函数算法）），（割线法（二阶DDA算法）。

（14）数控机床的位置检测装置有（旋转变压器）、（磁栅）、（感应同步器）、（光栅尺）和（光电旋转编码器）。

（15）目前，大多数闭环数控机床采用的位置检测装置是（）、大多数半闭环数控机床采用的位置检测装置是（）。

（17）当光栅尺移动一个栅距d时，莫尔条纹的移动W是（）。

根据标尺光栅的材料，直线光栅有（玻璃投射光栅）和（金属反射光栅）两大类。

（18）绝对式旋转编码器的码盘有(二进制码盘)和（），后者可消除（）误差。

（19）旋转编码器可分为（绝对值式）和（脉冲增量式）两大类

*（20）SPWM变频器由（）、（滤波器）、（）和（SPWM控制电路）组成。

（21）步进电动机环形分配方法有（）和（）两大类。

*（22）步进电机的驱动电源有（单电压驱动电源）、（双电压斩波恒流驱动电源）（）（细分驱动电源）等。

（23）数控机床采用的步进电机通常有（）和（）两大类。

*（24）数控机床的进给用三相交流永磁同步电机上一般都装有增量式光电编码器，其主要作用是（）（）（）和（回参考点控制时的零位标志脉冲）。

（25）机床有级变速主传动的主轴转速通常按（）排列。

（26）现代数控机床采用的导轨主要有（），（）和（）三种类型

（27）加工中心的选刀方式很多，目前绝大多数采用（记忆式选刀）。

（28）与普通带传动相比，同步齿形带传动的优点是（）。

（29）数控车床回转刀架的换刀动作包括（（）、（）和（））三个主要动作。

（30）现代数控机床的塑料导轨可分为（）（）

（31）现代数控机床采用的滚动导轨主要有（）（）两种。

（32）常见的现代数控机床自动换刀装置主要是（）（）两种。

（33）加工中心的刀库类型很多，主要是(圆盘刀库)和(链式刀库)两种类型。1

（34）数控机床常用的回转工作台有（数控回转工作台）和（分度工作台）两种。数控回转工作台除了（分度和转位功能）外，还能实现（圆周伺服进给）功能。

（35）机床主传动的（“零传动”）由（电主轴（即内置电动机主轴））实现；数控机床进给系统的(“零传动”)由（直线电机）实现。

（36）CNC系统的主要工作过程依次是（输入程序和数据），（译码），（），（进给速度处理），（），（）。

现代数控装置与PLC、驱动装置等的连接一般采用（现场总线网）实现通讯连接。*（37）一般要求数控机床主轴转速在（）段为（），在（）段为（）。

（38）FANUC 0iT的G90/G92/G94/G70/G71/G72/G73的功能是（）

（39）FANUC 0iM的G80/G81/G82/G73/G83的功能是（）

*（40）现代CNC系统的插补功能实际上分为（）（）两个过程，前者采用（）法，每次插补一个（），后者采用（）法，输出（）。

二、名词解释（每题2~3分）

（1）数控机床的坐标系的原点和参考点

（2）计算机的中断处理

（3）逐点比较法插补

*（4）数据采样插补

（5）晶体管脉宽调制（PWM）

（6）正弦波脉宽调制（SPWM）

（7）多重中断型CNC系统软件结构

（8）矢量控制

（9）电主轴

（10）直线电机

（11）零件轮廓曲线的节点

（13）数控加工编程中的模态指令与非模态指令

（14）机床的静刚度和动刚度

(15)步进电机，反应式或混合式步进电机

（16）加工中心的记忆式选刀方式

（17）分度工作台和数控回转工作台

（18）基于Linux的开放式结构数控系统

（19）现场总线

（20）步进电机的环形分配器及其类型

三、回答下列问题

（1）简述数控机床的特点是什么？

（2）绘出CNC系统的一般结构框图。

（3）当前用于交流电机调速的通用变频器的特点是什么？

（4）简述SPWM变频器的功能。

（5）绘出三相异步交流电动机矢量控制的原理框图、说明其工作原理。（《机床电气控制技术》p267）

（6）当前数控机床主轴的调速方法有哪几种类型。

（7）简述滚珠丝杠的类型、主要支承形式的特点及应用。

*（8）什么是数控机床主轴的分段无级调速？特点是什么？

（9）什么是滚珠丝杠螺母副的轴向间隙？有哪几种常用的消隙和预紧方法？

（10）什么是数控车床的刀具补偿？如何建立数控车床刀具补偿数据？

（11）什么是步进电机、步进电机的脉冲分配器？步进电机驱动器的作用和类型？

（12）写出三

（五）相 步进的通电方式。

（13）CNC软件系统的特点和结构类型什么？什么是多重中断型CNC系统软件结构

（14）简述数控机床机械结构特点

（15）CNC位置控制的作用？

（16）简要说明三相永磁交流伺服电动机上安装的光电编码器的作用。

（17）数控车床上一般如何实现刀具补偿？

四、有三

（五）相步进电机，直接通过滚珠丝杠驱动工作台运行。

①已知步进电机转子齿数Z=100（80…..），采用三相六拍（三相三拍、五相五拍、五相十拍）通电方式，求该步进电机的步距角α；

② 已知电机轴上的带轮齿数Z1=20，丝杠导程S=6mm（。。），丝杠上的带轮

齿数Z2=30，求该坐标轴的脉冲当量δ；

③ 若工作台的运行速度V=4M/min等，求步进电机脉冲的输入频率f；

五、有交流伺服电机，通过同步带和滚珠丝杠驱动工作台运行。

已知电机上的光电编码器的精度为2000P/r，电机轴上的带轮齿数Z1=20，丝杠导程S=6mm，丝杠上的带轮齿数Z2=30，求该坐标轴的脉冲当量δ；

六、数控加工编程，作业题

（1）车加工，画出工件坐标系，编程用G50，刀具位置补偿，刀尖半径补偿，说明刀具类型，编号，刀具参数（如切断刀宽度）。

（2）铣加工，画出工件坐标系，编程使用G54，刀具半径补偿，长度补偿，说明刀具类型，编号，刀具参数（如铣刀直径等）。

第四篇：数控技术期末总结

第一章 绪论

P1：数字控制与数控机床的概念。

数字控制（NC）是一种借助数字、字符或其它符号对某一工作过程（如加工、测量、装配等）进行控制的自动化方法。

数控机床（Numerical Control Machine Tools）是用计算机通过数字信息来自动控制机械加工的机床。

P4-5：数控机床的组成。

数控机床一般由数控系统，伺服系统、主传动系统、强电控制柜、机床本体和各类辅助装置组成

P6-15：数控机床的分类。

第二章 数控加工技术基础知识 P30-31：加工路线的确定。

1．加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率高； 2．应使加工路线最短，这样既可减少程序段，又可减少空刀时间。

3．应使数值计算简单，以减少编程工作量；此外，还要考虑工件的加工余量和机床、刀具的刚度等情况，确定是一次走刀，还是多次走刀来完成加工以及在铣削加工中是采用顺铣还是采用逆铣等。

P34-36：数控加工程序的结构。2.2.1 数控加工程序的组成及分类（1）程序号

程序号由程序号地址和程序的编号组成，程序号必须放在程序的开头。如：O1002，其中O为程序号地址（编号的指令码），1002为程序的编号（1002号程序）。

不同的数控系统，程序号地址也有所差别。如SIEMENS系统用％，而FANUC系统用O作为程序号的地址码，编程时一定要参考说明书，否则程序无法执行。（2）程序字

一个程序字由字母加数字组成，如：Z-16.8，其中Z为地址符，-16.8表示数字（有正、负之分）

（3）程序段

程序段号加上若干个程序字就可组成一个程序段。在程序段中表示地址的英文字母可分为尺寸地址和非尺寸地址两种。表示尺寸地址的英文字母有Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｕ、Ｖ、Ｗ、Ｐ、Ｑ、Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｒ、Ｈ共18个字母。表示非尺寸地址有Ｎ、Ｇ、Ｆ、Ｓ、Ｔ、Ｍ、Ｌ、Ｏ等８个字母。

（4）程序段的格式和组成

可变程序段格式，即程序段的长短是可变的。

N03 G91 G01

X50 Y60 F200 S400 M03 M08 ；

P36-39：常见指令功能。G指令 —— 准备功能

功能：规定机床运动线型、坐标系、坐标平面、刀具补偿、暂停等操作。

组成：G后带二位数字组成，共有100种（G00～G99）

有模态（续效）指令与非模态指令之分。

示例：G01，G03，G41，G91，G04，G18等 M指令 —— 辅助功能

功能：控制机床及其辅助装置的通断的指令。如开、停

冷却泵；主轴正反转、停转；程序结束等

组成：M后带二位数字组成，共有100种（M00～M99）。

有模态（续效）指令与非模态指令之分。示例：M02，M03，M08等 P39-42：数控机床的坐标系。

P43-52：常用G代码的编程方法（注意车床和铣床的区分）。“对刀点”选择的原则是：

1．选定的对刀点位置，应便于数学处理和使程序编制简单。2．在机床上容易找正。3．加工过程中便于检查。4．引起的加工误差小。

切削用量的选择原则是：保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具切削性能，保证合理的刀具耐用度，并充分发挥机床的性能，最大限度提高生产率，降低成本。

第三章 数控编程技术

P56-57：数控车床的编程特点、坐标系。

（1）数控车床的数控系统中都有车外圆、车端面和车螺纹等不同形式的循环功能。（2）数控车床的数控系统中都有刀具补偿功能。

（3）数控车床的编程有直径、半径两种方法，出厂时一般设定为直径编程。

（4）在一个程序段中，根据零件图上标注的尺寸，可以采用绝对值编程，增量值编程或二者混合使用编程。大多数数控车床用X、Z表示绝对坐标，用U、W表示增量坐标，而不用G90或G91表示。

P57-62：数控车床的常用编程指令。

P63-65：数控车床刀具位置补偿、刀尖半径补偿的概念。

P68-71：数控车床程序编制（加工路线、刀具、刀位点以及换刀点的选择）。P75：数控铣床、加工中心编程特点。

P75-84：常用编程指令,加工中心程序编制（加工路线、刀具的选择、固定循环等）。

第四章 计算机数控装置 P111：数控系统的组成。数控系统（CNC系统）是由数控程序、I/O设备、数控装置（CNC装置）、可编程控制器（PLC）、主轴驱动装置、进给伺服系统共同组成的一个完整的系统，其核心是数控装置。

P138：插补的概念。

插补就是根据给定进给速度和给定轮廓线形的要求，在轮廓的已知点之间，确定一些中间点的方法，这种方法称为插补方法或插补原理。而对于每种方法(原理)又可以用不同的计算方法来实现，这种具体的计算方法称之为插补算法。P139-143：逐点比较法插补。P150：刀具半径补偿的概念。

P151：B刀补和C刀补的区别。

P151-152：C刀补处理刀轨转接的方法，α的定义（看课件）。

第五章 数控机床的伺服驱动与反馈系统 P164-168：数控机床伺服系统的分类。

P168-170：步进电机的结构与工作原理。

P172、186：步进电机步距角的定义、以及与脉冲当量的计算。

P194：直流电机的脉宽调速方法。

P204：交流电机的变频调速方法。

P220-237：脉冲编码器、光栅、旋转变压器、感应同步器的工作原理。

第六章 数控机床的机械结构 P244：数控机床对结构的要求。

P250：数控机床导轨的基本类型和要求。P257-258：滚珠丝杠螺母副的循环方式。P277：数控机床主传动系统的传动形式

P288：数控机床自动换刀装置的形式和特点。P294-295：刀库的类型

P296-299：刀库的选刀方式。

课件：BT刀柄和HSK刀柄的区别。

第五篇：机床数控技术实习报告

机械电子工程专业（先进制造技术方向）

《机床数控技术》

实习报告

姓名： 何明元 学号： 020113200054 指导教师：

华北水利水电大学机械学院

2014年5月

一、实习目的

1.1了解数控车床的发展趋势

数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对国计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。当前数控车床呈现以下发展趋势。

1.高速、高精密化

高速、精密是机床发展永恒的目标。随着科学技术突飞猛进的发展，机电产品更新换代速度加快，对零件加工的精度和表面质量的要求也愈来愈高。为满足这个复杂多变市场的需求，当前机床正向高速切削、干切削和准干切削方向发展，加工精度也在不断地提高。另一方面，电主轴和直线电机的成功应用，陶瓷滚珠轴承、高精度大导程空心内冷和滚珠螺母强冷的低温高速滚珠丝杠副及带滚珠保持器的直线导轨副等机床功能部件的面市，也为机床向高速、精密发展创造了条件。

数控车床采用电主轴，取消了皮带、带轮和齿轮等环节，大大减少了主传动的转动惯量，提高了主轴动态响应速度和工作精度，彻底解决了主轴高速运转时皮带和带轮等传动的振动和噪声问题。采用电主轴结构可使主轴转速达到10000r/min以上。

直线电机驱动速度高，加减速特性好，有优越的响应特性和跟随精度。用直线电机作伺服驱动，省去了滚珠丝杠这一中间传动环节，消除了传动间隙(包括反向间隙)，运动惯量小，系统刚性好，在高速下能精密定位，从而极大地提高了伺服精度。

直线滚动导轨副，由于其具有各向间隙为零和非常小的滚动摩擦，磨损小，发热可忽略不计，有非常好的热稳定性，提高了全程的定位精度和重复定位精度。

通过直线电机和直线滚动导轨副的应用，可使机床的快速移动速度由目前的10～20m/mim提高到60～80m/min，甚至高达120m/min。2.高可靠性

数控机床的可靠性是数控机床产品质量的一项关键性指标。数控机床能否发挥其高性能、高精度和高效率，并获得良好的效益，关键取决于其可靠性的高低。3.数控车床设计CAD化、结构设计模块化

随着计算机应用的普及及软件技术的发展，CAD技术得到了广泛发展。CAD不仅可以替代人工完成繁琐的绘图工作，更重要的是可以进行设计方案选择和大件整机的静、动态特性分析、计算、预测及优化设计，可以对整机各工作部件进行动态模拟仿真。在模块化的基础上在设计阶段就可以看出产品的三维几何模型和逼真的色彩。采用CAD，还可以大大提高工作效率，提高设计的一次成功率，从而缩短试制周期，降低设计成本，提高市场竞争能力。

通过对机床部件进行模块化设计，不仅能减少重复性劳动，而且可以快速响应市场，缩短产品开发设计周期。4.功能复合化

功能复合化的目的是进一步提高机床的生产效率，使用于非加工辅助时间减至最少。通过功能的复合化，可以扩大机床的使用范围、提高效率，实现一机多用、一机多能，即一台数控车床既可以实现车削功能，也可以实现铣削加工；或在以铣为主的机床上也可以实现磨削加工。宝鸡机床厂已经研制成功的CX25Y数控车铣复合中心，该机床同时具有X、Z轴以及C轴和Y轴。通过C轴和Y轴，可以实现平面铣削和偏孔、槽的加工。该机床还配置有强动力刀架和副主轴。副主轴采用内藏式电主轴结构，通过数控系统可直接实现主、副主轴转速同步。该机床工件一次装夹即可完成全部加工，极大地提高了效率。5.智能化、网络化、柔性化和集成化

21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统。智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方面的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控等方面的内容，以方便系统的诊断及维修等。

网络化数控装备是近年来机床发展的一个热点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式，如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。

数控机床向柔性自动化系统发展的趋势是：从点(数控单机、加工中心和数控复合加工机床)、线(FMC、FMS、FTL、FML)向面(工段车间独立制造岛、FA)、体(CIMS、分布式网络集成制造系统)的方向发展，另一方面向注重应用性和经济性方向发展。柔性自动化技术是制造业适应动态市场需求及产品迅速更新的主要手段，是各国制造业发展的主流趋势，是先进制造领域的基础技术。其重点是以提高系统的可靠性、实用化为前提，以易于联网和集成为目标，注重加强单元技术的开拓和完善。CNC单机向高精度、高速度和高柔性方向发展。数控机床及其构成柔性制造系统能方便地与CAD、CAM、CAPP及MTS等联结，向信息集成方向发展。网络系统向开放、集成和智能化方向发展。

1.2掌握数控车床的基本构造

虽然数控车床种类较多，但一般均由车床主体、数控装置和伺服系统三大部分组成。图3是数控车床的基本组成方框图。

图3 数控车床的基本组成方框图

（1）车床主体

除了基本保持普通车床传统布局形式的部分经济型数控车床外，目前大部分数控车床均已通过专门设计并定型生产。

1）主轴与主轴箱

a）主轴 数控车床主轴的回转精度，直接影响到零件的加工精度；其功率大小、回转速度影响到加工的效率；其同步运行、自动变速及定向准停等要求，影响到车床的自动化程度。b）主轴箱 具有有级自动调速功能的数控车床，其主轴箱内的传动机构已经大大简化；具有无级自动调速(包括定向准停)的数控车床，起机械传动变速和变向作用的机构已经不复存在了，其主轴箱也成了“轴承座”及“润滑箱”的代名词；对于改造式(具有手动操作和自动控制加工双重功能)数控车床，则基本上保留其原有的主轴箱。2）导轨

数控车床的导轨是保证进给运动准确性的重要部件。它在很大程度上影响车床的刚度、精度及低速进给时的平稳性，是影响零件加工质量的重要因素之一。除部分数控车床仍沿用传统的滑动导轨(金属型)外，定型生产的数控车床已较多地采用贴塑导轨。这种新型滑动导轨的摩擦系数小，其耐磨性、耐腐蚀性及吸震性好，润滑条件也比较优越。3）机械传动机构

除了部分主轴箱内的齿轮传动等机构外，数控车床已在原普通车床传动链的基础上，作了大幅度的简化。如取消了挂轮箱、进给箱、溜板箱及其绝大部分传动机构，而仅保留了纵、横进给的螺旋传动机构，并在驱动电动机至丝杠间增设了(少数车床未增设)可消除其侧隙的齿轮副。

a）螺旋传动机构 数控车床中的螺旋副，是将驱动电动机所输出的旋转运动转换成刀架在纵、横方向上直线运动的运动副。构成螺旋传动机构的部件，一般为滚珠丝杠副，如图4所示。

如图4 滚珠丝杠副

1一螺母 2一丝杠 3一滚珠 4一滚珠循环装置

滚珠丝杠副的摩擦阻力小，可消除轴向间隙及预紧，故传动效率及精度高，运动稳定，动作灵敏。但结构较复杂，制造技术要求较高，所以成本也较高。另外，自行调整其间隙大小时，难度亦较大。

b）齿轮副。在较多数控车床的驱动机构中，其驱动电动机与进给丝杠间设置有一个简单的齿轮箱（架）。齿轮副的主要作用是，保证车床进给运动的脉冲当量符合要求，避免丝杠可能产生的轴向窜动对驱动电动机的不利影响。

4）自动转动刀架

除了车削中心采用随机换刀(带刀库)的自动换刀装置外，数控车床一般带有固定刀位的自动转位刀架，有的车床还带有各种形式的双刀架。5）检测反馈装置

检测反馈装置是数控车床的重要组成部分，对加工精度、生产效率和自动化程度有很大影响。检测装置包括位移检测装置和工件尺寸检测装置两大类，其中工件尺寸检测装置又分为机内尺寸检测装置和机外尺寸检测装置两种。工件尺寸检测装置仅在少量的高档数控车床上配用。6）对刀装置

除了极少数专用性质的数控车床外，普通数控车床几乎都采用了各种形式的自动转位刀架，以进行多刀车削。这样，每把刀的刀位点在刀架上安装的位置，或相对于车床固定原点的位置，都需要对刀、调整和测量，并以确认，以保证零件的加工质量。

（2）数控装置和伺服系统

数控车床与普通车床的主要区别就在于是否具有数控装置和伺服系统这两大部分。如果说，数控车床的检测装置相当于人的眼睛，那么，数控装置相当于人的大脑，伺服系统则相当于人的双手。这样，就不难看出这两大部分在数控车床中所处的重要位置了。a）数控装置

数控装置的核心是计算机及其软件，它在数控车床中起“指挥”作用：数控装置接收由加工程序送来的各种信息，并经处理和调配后，向驱动机构发出执行命令；在执行过程中，其驱动、检测等机构同时将有关信息反馈给数控装置，以便经处理后发出新的执行命令。b）伺服系统

伺服系统准确地执行数控装置发出的命令，通过驱动电路和执行元件（如步进电机等），完成数控装置所要求的各种位移。

2.数控车床的工作过程

数控车床的工作过程如图5所示。

图5 数控车床的工作过程

（1）首先根据零件加工图样进行工艺分析，确定加工方案、工艺参数和位移数据。

（2）用规定的程序代码和格式规则编写零件加工程序单；或用自动编程软件进行CAD/CAM工作，直接生成零件的加工程序文件。

（3）将加工程序的内容以代码形式完整记录在信息介质（如穿孔带或磁带）上。（4）通过阅读机把信息介质上的代码转变为电信号，并输送给数控装置。由手工编写的程序，可以通过数控机床的操作面板输入程序；由编程软件生成的程序，通过计算机的串行通信接口直接传输到数控机床的数控单元（MCU）。

（5）数控装置将所接受的信号进行一系列处理后，再将处理结果以脉冲信号形

式向伺服系统统发出执行的命令。

（6）伺服系统接到执行的信息指令后，立即驱动车床进给机构严格按照指令的要求进行位移，使车床自动完成相应零件的加工。

二、实习准备

2.1数控车床的基本操作系统

1）开机与关机操作

在机床主电源开关接通之前，操作者必须对机床的防护门等是否关闭、卡盘的夹持方向是否正确和油标的液面位置是否符合要求等进行安全检查。

合上机床主电源开关，机床工作灯亮，冷却风扇启动，润滑泵、液压泵启动；按下控制面板上的电源启动按钮画，CRT显示器上出现机床的初始位置坐标；检查机床总压力表显示压力是否正常。

2）返回参考点操作

在机床出现下列情况之一时，操作者必须进行返回机床参考点的操作：开始工作之前机床电源接通；机床停电后再次接通数控系统的电源；机床在急停信号或超程报警信号解除之后恢复工作。

返回参考点的操作步骤：①旋转方式选择开关“MODE SELECT”至“HOME”位置，进人回零方式；②按坐标轴选择按钮“JOG AXIS SELECT”的＋X或＋Z键选择一个所需移动的坐标轴；③旋转快速倍率修调开关设定返回参考点进给速度；④按下坐标轴正向运动按钮后放开，坐标运动自动保持到返回参考点，直到参考点指示灯亮时停止。

操作时注意：当滑板上的档块距离参考点开关的距离不足30mm时，要首先用“JOG”按钮使滑板向参考点的负方向移动，直到距离大于30mm停止点动，然后再返回参考点。

3)手动连续进给及断续进给

手动断续进给操作步骤：①旋转方式选择开关“MODE SELECT”至“JOGINC”，进入断续进给方式，并设置进给步长；②按坐标轴选择按钮“JOG AXIS SELECT”的X或Z键选择准备移动的坐标轴；③旋转快速倍率修调开关“FEEDRATE OVERRIDE”选择点动进给速率；④根据坐标轴运动的方向，按正方向或负方向按钮，各坐标便可实现点动进给。点动状态下，每按一次坐标进给键，进给部件移动一段距离。

手动连续进给操作步骤：旋转方式选择开关“MODE.SELECT”处于“JOG”位置时，选择运动轴，按正方向或负方向按钮，运动部件便在相应的坐标方向上连续运动，直到按钮松开时坐标轴才停止运动。

4）刀架的转位 装卸刀具、测量切削刀具的位置以及对工件进行试切削时，都要靠手动操作实现刀架的转位。其操作步骤如下：首先将“MODE”开关置于“JOG”位置；将“TOOL SELECTION”开关置于指定的刀具号位置；按下“T90”键，则回转刀架上的刀台顺时针转动到指定的刀位。

5）主轴手动操作

自动运行时主轴的转速、转向等均可在程序中用S功能和M功能指定。手动操作时要使主轴启动，必须用MDI方式设定主轴转速。当方式选择开关“MODE SELECT”处于“JOG”位置时可手动控制主轴的正转、反转和停止。调节主轴转

速修调开关“SPINDLE SPEED OVERRIDE”，对主轴转速进行倍率修调。按手动操作按钮CW、CCW、STOP控制主轴正转、反转、停止。

6）自动运行操作

机床的自动运行也称为机床的自动循环，自动运行前必须使各坐标轴返回参考点，并有结构完整的数控程序。

先将旋转方式选择开关“MODE SELECT”置于“AUTO”状态，进人自动运行方式；按程序键PRGRM，屏幕显示数控程序；按CURSOR键，光标移动至被选程序的程序头；按下循环启动按钮“CYCLE START”，则自动操作开始执行。

7）机床急停操作

机床在手动或自动运行中，一旦发现异常情况，应立即停止机床的运动。使用急停按钮或进给保持按钮中的任意一个均可使机床停止。

使用急停按钮。如果机床运行时按下急停按钮“E-STOP”，则机床进给运动和主轴运动会立即停止工作。待排除故障重新执行程序恢复机床的工作时，顺时针旋转该按钮，按下机床复位按钮复位后，进行手动返回机床参考点的操作。

使用进给保持按钮。如果机床在运行时按下进给保“FEED HOLD”按钮后，机床处于保持状态。待急停解除之后，按下循环启动按钮恢复机床运动状态，无需进行返回参考点的操作。

8）刀具偏置设定

刀具偏置设定包括刀具长度偏置量与刀具半径偏置量的设定。操作步骤：按功能键MENU OFSET进入偏置菜单；按软键TOOL，进入刀具偏置设定画面；移动光标到要输人或修改的偏置号；测量对刀点直径值，前加MX输入；以工件坐标原点处Z值前加MZ输入，按输入键INPUT。

9）程序的输入和编辑

当输入、编辑、检索程序时需将程序保护开关“PROGRAM PROTECT”打开，并将运行模式置于EDIT状态，显示模式置于PRGRM状态。

程序新建：键入程序名，按INSRT完成程序新建。程序调入：键入程序名，按INPUT完成程序调入。

程序输入：键入程序单元，按INSRT完成输入确认，按EOB程序段换行。程序编辑：按替换键ALTER、删除键DELET、退格键CAN等完成程序的修改编辑。

2.2了解数控车床的的代码及控制面板

数控车床可联动X、Z两个坐标轴，符合国际通用标准的笛卡尔右手直角坐标系。即：三个坐标轴X、Y、Z互相垂直，各坐标轴的方向符合右手法则。大拇指的方向为X轴正方向，食指为Y轴正方向，中指为Z轴正方向。数控机床永远假定工件静止而刀具运动，同时规定坐标轴的正方向总是指向增大工件与刀具之间距离的方向。

Z轴：为主轴回转轴线，向右远离工件方向为正方向，即纵向。X轴：数控车床X轴为径向水平线，向外为正方向，即横向。2.2.1数控代码规范 1）程序结构

ＮＣ程序由各个程序段组成，每个程序段执行一个加工步骤。程序段由若干个字组成，字由地址符和数值组成，地址符必须用大写字母，最后一个程序段包含程序结束符M02或M30。目前常用的是字地址可变程序段格式。

2）数控指令

数控指令包括准备功能指令（G功能）、辅助功能指令（M功能）、刀具功能指令（T功能）、主轴功能指令（S功能）、进给功能指令（F功能）。常用指令有：

G00 快速移动，模态

例如：G00X40Z50； G01 直线插补，模态

例如：G01X40Z-30； G02 顺时针圆弧插补，模态

例如：G02X40Z10R10； G03 逆时针圆弧插补，模态

例如：G03X40Z10I10K10； G04 暂停，单位毫秒 例如：G04P200 G18 ZX平面选择，数控车床缺省 G21 米制单位设定，缺省

G41/G42/G40 刀尖半径左补偿/刀尖半径右补偿/刀尖半径补偿取消 G54～G59 第一工件坐标系～第六工件坐标系指定

G32 单行程螺纹切削

例如：G32Z-10F1.5 G92 螺纹切削固定循环 例如：G92X32Z-20F1.5 G76 螺纹切削连续循环 例如：G76X50Z-20P3.68Q1.2F3 G90 外圆车削固定循环 例如：G90X20Z-20F80 G94 端面车削固定循环 例如：G94X20Z-20I-2F80 G71 外圆粗车连续循环 例如：G71U2R0.2 G71P50Q150U0.5W0.25F300 G72 端面粗车连续循环 例如：G72U2R0.2 G72P50Q150U0.5W0.25F300 G70 精车循环 例如：G70P50Q150F500 G94 进给率Ｆ，单位mm/min G95 进给率Ｆ，单位mm／r M00 程序停止

M02 程序结束

M03 主轴顺时针旋转 M04 主轴逆时针旋转 M05 主轴停止 M08 冷却液打开 M09 冷却液关闭

M06 更换刀具

例如：T1M06 M30 程序结束并返回

M98 调用子程序

例如 ：M98L2008P3；调用O2008子程序3次

M99 子程序结束

2.2.2数控系统控制面板

数控车床所提供的各种功能可以通过控制面板上的键盘操作得以实现。机床配备的数控系统不同其CRT/MDI控制面板的形式也不相同。CK6120数控铣床配备FANUC 0i-TD数控系统。下面介绍其各控制键功能。

1)主功能键

【POS】键：位置显示键。在CRT上显示机床现在的位置。

【PRGRM】键：程序键。在编辑方式，编辑和显示内存程序，显示MDI数据。【MENU OFSET】键：菜单设置键。刀具偏置数值的显示和设定。

【OPR ALARM】键：报警显示键。按此键显示报警号及报警提示。【DGNOS PARAM】键：参数设置键。设置数控系统参数。【AUX GRAPH】键：图象显示键。暂无功能。2)数据输人键

用来输人英文字母、数字及符号。常见功能有：G、M—指令；F—进给量；S—主轴转速； X、Y、Z—坐标； I、J、K—圆弧的圆心坐标；R—圆弧半径；T—刀具号或换刀指令；O—程序名；N—程序段号；0-9—数字等。

3)编辑键

【ALTER】键：修改键。在程序当前光标位置修改指令代码。【INSRT】键：插人键。在程序当前光标位置插人指令代码。【DELET】键：数据、程序段删除键。

【EOB】键：程序段结束键。又称程序段输入键、确认健、回车键。4）复位键

复位键【RESET】：按下此键，复位CNC系统。5)输人输出键 输入键【INPUT】：与外部设备通信时，按下此键，才能启动输入设备，开始输入数据到CNC内。

输出键【OUTPT START】：按下此键，CNC开始输出内存中的参数或程序到外部设备。

6）软键

软键即子功能键，其含义显示于当前屏幕上对应软键的位置，随主功能状态不同而各异。在某个主功能下可能有若干子功能，子功能往往以软键形式存在。

7）编辑辅助键

光标移动键【CURSOR】：用于在CRT页面上，一步步移动光标。↑：向前移动光标。↓：向后移动光标。

页面变换键【PAGE】：用于CRT屏幕选择不同的页面。↑：向前变换页面。↓：向后变换页面。

取消键【CAN】：按下此键，删除上一个输人的字符。8）运行模式选择旋扭：MODE SELECT 【HOME】：返回机床参考点模式 【JOG】：手动连续进给模式 【JOGINC】：手动断续进给模式 【EDIT】：程序编辑模式 【MDI】：手动数据输入模式 【STEP】：单步加工模式 【AUTO】：自动加工模式 9）进给速度倍率调节旋扭：用目前的进给速度乘上倍率得到实际进给速度。

主轴速度倍率调节旋扭：用目前的设定速度乘上倍率得到实际主轴转速。10)其它功能按键及旋扭：

【AXIS SELECT】旋扭：手动进给轴和方向选择旋扭。在JOG、JOGINC运行模式式时，选择手动进给轴和方向。

【ON】【OFF】键： CNC电源按钮。按下“ON”接通CNC电源；按下“OFF”断开CNC电源。

【E-STOP】键：急停按钮。当出现紧急情况时，按下此按钮，伺服进给及主

轴运转立即停止工作。

三、实习内容

数控车削加工及其编程举例--套筒零件数控车床加工编程

加工图3-1所示的套筒零件，毛坯直径为&phi。150mm、长为40mm，材料为Q235。3-1 套筒零件解：采用华中数控系统编程。加工图3-1所示的套筒零件，毛坯直径为φ150mm、为40mm，材料为Q235；未注倒角1×45°，其余Ra6.3；棱边倒钝。

3-1 套筒零件

解：采用华中数控系统编程。

表7-18 加工φ145mm外圆及φ112mm、φ98mm内孔的程序

程序

说明

%7111 程序名

N10 G92 X160 Z100 设置工件坐标系

N20 M03 S300

主轴正转，转速300r/min

N30 M06 T0202 换内孔车刀

N40 G90 G00 X95 Z5

快速定位到φ95mm直径，距端面5mm处

N50 G81 X150 Z0 F100 加工端面

N60 G80 X97.5 Z-35 F100

粗加工φ98mm内孔，留径向余量0.5mm N70 G00 X97

刀尖定位至φ97mm直径处

N75 G80 X105 Z-10.5 F100 精加工φ112mm

N80 G80 X111.5 Z-10.5 F100

粗加工φ112mm内孔，留径向余量0.5mm N90 G00 X116 Z1

快速定位到φ116mm直径，距端面1mm处

N100 G01 X112 Z-1 倒角1×45°

N100 Z-10

精加工φ112mm内也

N120 X100

精加工孔底平面

N130 X98 Z-11 倒角1×45°

N140 Z-34

精加工φ98mm内孔

N150 G00 X95

快速退刀到φ95mm直径处

N160 Z100 N170 X160 N175 T0200 清除刀偏

N180 M06 T0101 换加工外圆的正偏刀

N190 G00 X150 Z2

刀尖快速定位到φ150mm直径，距端面2mm处

N200 G80 X145 Z-15.5 F100 加工φ145mm外圆

N210 G00 X141 Z1

N220 G01 X147 Z-2 F100 倒角1×45°

N230 G00 X160 Z100

刀尖快速定位到φ160mm直径，距端面100mm处N210 T0100

清除刀偏

N215 M05 主轴停

N220 M02

程序结束

表3-1 加工φ120mm外圆及端面的程序

程序

说明

%7112 程序名

N10 G92 X160 Z100 设置工件坐标系

N20 M03 S500

主轴正转，转速500r/min N30 M06 T0101 45°端面车刀

N40 G90 G00 X95 Z5

快速定位到φ95mm直径，距端面5mm处

N50 G81 X130 Z0.5 F50 粗加工端面

N60 G00 X96 Z-2

快速定位到φ96mm直径，距端面2mm处

N70 G01 X100 Z0 F50 倒角1×45°

N80 X130 精修端面

N90 G00 X160 Z100

刀尖快速定位到φ160mm直径，距端面100mm处N95 T0100 清除刀偏

N100 M06 T0202 换加工外圆的正偏刀

N110 G00 X130 Z2

刀尖快速定位到φ130mm直径，距端面2mm处

N120 G80 X120.5 Z-18.5 F100

粗加工φ120mm外圆，留径向余量0.5mm N130 G00 X116 Z1

N140 G01 X120 Z-1 F100 倒角1×45°

N150 Z-16.5

粗加工φ120mm外圆

N160 G02 X124 Z-18.5 R2 加工R2圆孤

N170 G01 X143

精修轴肩面

N180 X147 Z20.5 倒角1×45°

N190 G00 X160 Z100

刀尖快速定位到φ160mm直径，距端面100mm处

N200 T0200 清除刀偏

N205 M05 主轴停

N210 M02 程序结束

夹φ120mm外圆，找正，加工φ145mm外圆及φ112mm、φ98mm内孔。所用刀具有外圆加工正偏刀（T01）、内孔车刀（T02）。加工工艺路线为：粗加工φ98mm的内孔→粗加工φ112mm的内孔→精加工φ98mm、φ112mm的内孔及孔底平面→加工φ145mm的外圆。加工程序见表7-18 夹φ112mm内孔，加工φ120mm的外圆及端面。所用刀具有45°端面刀（T01）、外圆加工正偏刀（T02）。加工工艺路线为：加工端面→加工φ120mm的外圆→加工R2圆弧及平面。加工程序见表3-1。

四、实习总结

时光如流水，三周时间转眼即逝，实习生活结束了。在实习过程中，老师耐心地给我们讲解数控软件上每个指令的使用，在老师的指导下，短短的半个月让我对数控系统有了更全面的认识，对数控有了更深的了解，经过这次实习，我们熟练掌握了数控程序的编程和数控加工操作，收获颇多。

实习就是把所学的理论知识运用到客观实际中去，使自己所学的理论知识有用武之地。只学不实践，所学的就等于零，理论应该与实践相结合，另一方面，实践可为以后找工作打基础，通过这段时间的实习，学到一些在课堂上学不到的东西。因为环境的不同，接触的人与事不同，从中所学的东西自然就不一样了。要学会从实践中学习，从学习中实践，而且在中国的经济飞速发展，又加入了世贸，国内外经济日趋变化，每天都不断有新的东西涌现，在拥有了越来越多的机会的同时，也有了更多的挑战，中国的经济越和外界接轨，对于人才的要求也越来越高，我们不只要学好课堂上所学到的知识，还要不断地从生活中，实践中学其他知识，不断地从各方面武装自己，才能在竞争中突出自己表现自己。