数控技术知识点整理

第一篇：数控技术知识点整理





 1952年美国PARSONS公司与麻省理工学院(MIT)合作研制了第一台三坐标数控铣床。自动换刀数控机床即加工中心（MC）、直接数字控制系统即计算机群控系统（DNC）、自适应控制系统（AC）、柔性制造系统（FMS）、计算机集成（综合）制造系统（CIMS）、自动引导小车（AGV）数控机床的特点：

1、能适应不同零件的加工，2、生产效率和加工精度、加工质量稳定，3、能高效

优质完成复杂型面零件的加工，其生产效率比之通用机床加工可提高十几倍甚至几十倍，4、工序集中，一机多用，5、数控机床是一种高技术的设备。



 数控机床是一种高度自动化的机床，在加工工艺与加工表面形成方法上，与普通机床是基本相同的，最根本的不同在于实现自动化控制的原理与方法。数控机床的工作原理：是用数字化的信息来实现自动控制，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控制装置中，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。





 输入装置的作用是将程序载体上的数控代码变成相应的电脉冲信号，传送并保存入数控装置内。数控装置是数控机床的核心，它接受输入装置送来的脉冲信号，经过数控装置的系统软件或逻辑电路进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种信号和指令控制机床的各个部分。数控机床的分类：按加工功能分类：

1、点位控制数控机床，2、直线控制数控机床，3、轮廓控制数控机床。按所用数控装置分类：

1、硬线数控机床，2、计算机数控机床。按所用进给伺服系统的类型分类：

1、开环数控机床，特点：结构简单，价格便宜，精度低，多用于

经济性数控机床或对旧机床的改造

2、闭环数控机床，特点：精度高、速度快、规律大。

3、半闭环数控机床，特点：精度低、易于实现系统的稳定性。





















 如果将检测装置安装在驱动电路的端部，或安装在传动丝杆端部，间接测量执行部件的实际位置或位移，这种系统就是半闭环进给系统。柔性制造单元（FMC）是由加工中心(MC)与自动交换工作（AW,APC）的装置所组成。一般认为FMS应由加工，物流，信息流三个子系统组成。加工系统可以由FMS组成，但是多数还是由传统的CNC机床。物流系统包括工件和刀具两个物流系统组成。还包括有工件、夹具的输送、装卸以及仓储等装置。信息流系统包括加工系统及物流系统的自动控制，在线状态监控及其信息处理以及在线监测和处理等。、1974年，美国的约瑟夫。哈林顿首先提出了计算机集成制造系统(CIMS)概念。CIMS的五个层是工厂层、区间层、单元层、工作层、设备层。普通机床加工零件前，一般先由工艺人员制定零件加工工艺规程 这种从零件图纸到制成控制介质的过程，称为数控机床的程序控制。模态代码又称续效代码，字母相同的为一组，同组的任意两个代码不能同时出现在一个程序段中，模

态代码表示，这种代码一经在一个程序段中指定，便保持有效到以后的程序段中出现同组的另一个代码时才失效，在某一程序中一经应用某一模态G代码，如果其后续的程序段中还有相同的功能的操作且没有出现过同组的G代码时，则在后续的程序中可以不再指令和书写这一功能代码。表内第二栏中没有字母的表示对应的G代码为非模态代码，即只有书写了该代码时才有效。











 机床坐标系是机床上固有的坐标系，并设有固定的坐标原点。工件坐标系是编程人员编制时使用的，由编程人员以工件图纸上的某一固定点为原点（也称工件原点）所建立的坐标系。运动轨迹的终点坐标是相对于起点计量的坐标系，称为相对坐标系（或增量坐标系）所有坐标点的坐标值均从某一固定坐标原点计量的坐标系，称为绝对坐标系。G40、G41、G42为刀具半径补偿指令。一般的数控系统都有刀具半径补偿功能，又称刀具半径偏移







 G40、G41、G42都是续效代码.非圆曲线节点的计算有：

1、等间距的直线逼近的节点计算，2、等弦长直线逼近的节点计算，3、等误差直线逼近的节点计算，4、圆弧逼近的节点计算。I、J、K、可以是圆弧起点相对于圆心的矢量，也可以是圆心相对于起点的矢量。数控机床在加工过程中，它所控制的是刀具中心的轨迹，为了方便起见，用户总是按零件轮

廓编制加工程序，因而为了加工所需的零件轮廓，在进行内轮廓加工时，刀具中心必须向零件的内侧偏移一个刀具半径值；在进行外轮廓加工时，刀具中心必须向零件的外侧偏移一个刀具半径值。而这个值就叫刀具半径补偿。







 这种根据按零件轮廓编制的程序和预先设定的偏置参数，数控装置能实时自动生成刀具中心轨迹的功能称为刀具半径补偿功能。CNC装置由硬件和软件组成。CNC装置的优点：

一、具有灵活性和通用性。

二、数控功能丰富，三、可靠性高，四、使用维护方便。

五、易于实现机电一体化。CNC装置的功能：

1、控制功能，2、准备功能，3、插补功能和固定循环功能。

4、进给功能，5、主轴

功能，6、辅助功能，7、刀具管理功能，8、补偿功能，9、人机对话功能，10、自诊断功能，11、通信功能。









 CNC机床用的PLC分为两类：

1、CNC系统的生产厂家为实现数控机床的数序控制，而将CNC和PLC结合起来设计，成为内装型；

2、由专业化生产厂家生产的PLC产品来实现顺序控制，称为独立型。并行处理是指软件系统在同一时间或同一时刻间隔内完成两个或两个以上任务处理的方法。CNC装置软件的结构模式有：

1、前后台型结构模式，2、中断型结构模式

3、基于实时操作系统的结构模式，基于实时操作系统的结构模式的特点：

1、弱化功能模块间的耦合关系，2、系统的开发性和可维护性好，3、减少系统开发的工作量。插补的分类：

1、脉冲增量插补，这种插补法有逐点比较法、最小偏差法。目标点跟踪法、单步跟踪

法，主要用在采用步进电机的数控系统。

2、数字增量插补，这种插补有数字积分法、二阶近似插补法、双DNA插补法、角度逼近插补法、时间分割法主要用于交、直流伺服电机为伺服驱动系统的闭环。半闭环系统。也可用于步进电机为驱动的开环数控系统，目前，大多数都采用这种插补法。



 插补计算时，每走一步，都要进行以下四个步的逻辑运算和算术运算：偏差判别、坐标计算、偏差计算、中点判别 刀具半径补偿的用途：（1）由于刀具的磨损或因换刀引起的刀具半径变化时，不必重新编程，只需修改相应的偏置参数即可。2）加工余量的预留可通过修改偏置参数实现，而不必为粗、精加工各编制一个程序







 刀具半径补偿的过程分三步：1．刀补建立、2．刀补进行、3．刀补撤消 刀具中心轨迹从一编程段到另一编程段的段间连接方式有缩短型、伸长型、插入型。缩短型连接其夹角α≥180°，伸长型连接其夹角90°≤α≤180°，插入型连接其夹角α＜90°。进给伺服系统，是数控机床的重要组成部分。它由伺服驱动电路、伺服驱动装置（电机）、位置检测装置、机械传动机构以及执行部件等组成。进给伺服系统的的技术要求：

1、调速范围宽：调速范围是指最高进给速度与最低进给速度之

比、2、位移精度高：即输出的位移量有较高的精度，也就是实际位移与指令位移之差指要小。

3、稳定性好：即负载特性要硬。

4、动态响应快;即有较高的灵敏度，达到最大稳态速度的时间要短。 由于步进电机的角位移量和角速度分别与指令脉冲的数量和频率成正比，而且旋转方向决定与脉冲电

流的通电顺序。因此，只要控制指令的脉冲的数量、频率以及通电顺序，便可控制执行机构部件运动的位移、速度和运动方向。

 步距角αm—定子相数；z—转子齿数；k—通电系数，m相m拍，k＝1；m相2m

拍，k＝2







 直流电机的基本调速方式有三种：在电枢回路中串联调节电阻Ra、调节电枢电压U（常用的）和改变磁通Φ的值。晶体管脉冲调宽调速系统，简称PWM系统是近几年来出现的一种调速系统。闭环控制系统的加工精度在很大程度上由位置控制系统的精度决定。旋转变压器的工作原理：旋转变压器是按互感原理工作的，在分解器定子的两个绕组上分别加上交变

激磁电压（频率为2-4KHZ），分解器绕组的结构保证了定子与转子之间的气隙磁通成正、余弦规律分布布，当转子旋转时，通过电磁耦合，转子绕组内产生感应电动势，感应电压的大小取决于定子绕组轴线在空间的相对角位置。































 旋转变压器作为位置检测装置有两种应用方式：鉴相工作方式、鉴幅工作方式 鉴相工作方式给定子输入的两相电压分别是幅值相等、频率相等但相位不相等。鉴幅工作方式给定子输入的两相电压分别是相位相等、频率相等但幅值不相等。感应同步器有两种：圆感应同步器用于半闭环伺服系统、直线感应同步器用于闭环伺服系统，前者用于测量角位移，后者用于测量直线位移。感应同步器与旋转变压器的工作原理相同。磁尺是一种精度较高的位置检测装置，由磁性标尺，磁头和检测电路组成。磁头是进行磁——电转换的变换器，他把反映空间位置的磁信号转换为电信号输送到检测电路中区。开环进给系统的影响进给位移精度因素：步进电机的步距角精度、机械传动部件的精度，丝杠、支撑的传动间隙以及传动支撑件的变形。补偿措施：

1、传动间隙补偿，2、螺距误差补偿。加工中心在自动换刀时必须有准停装置。齿轮间隙调整有柔性调整和刚性调整。滚珠的循环方式有：外循环、内循环。滚珠丝杠螺母副的预紧有：利用双螺母来调整间隙实现预紧、通过改变垫片的厚度、齿差式预紧结构。一端固定、一端自由适用于短丝杠和垂直安装丝杠；一端固定、一端浮沉适用于长丝杠或卧式安装丝杠；两端固定适用于长丝杠和对刚度及位移精度较高的场合。静压丝杠螺母副是在丝杠和螺母的螺纹之间供给压力油使之保持有一定厚度、一定刚度的静压油膜，使丝杠和螺母之间由辩解摩擦变为液体摩擦。

第二篇：数控技术知识点总结

1、数控技术：简称数控（NC）是利用数字化信息对机械运动及加工过程进行控制的一种方法。

2、数控系统是由控制介质、输入装置、输出装置、伺服系统、执行部件和测量反馈装置组成的。

3、数控系统分类：按运动方式：点位控制系统 点位直线控制系统 轮廓控制系统

按控制方式分类：开环控制系统（无反馈装置）半闭环控制系统（控制精度不算很高）闭环控制系统（精度高，价格昂贵）

4、数控技术的发展趋势：a、高速度，高精度 b、高可靠性 c、多功能 d、智能化 e、复合化

5、确定走刀路线和安排加工顺序：1）寻求最短加工路线（原则）2）最终轮廓一次走刀完成 3）选择切入切出方向

6、对刀：是指使刀位点与对刀点重合的操作 刀位点：是指刀具的定位基准点

7、换刀点：是指为避免换刀时碰伤零件、刀具或夹具的位置

8、机床坐标系原则： 1）工件相对于静止的刀具而运动的机床 2）右手定则的笛卡尔坐标系（假设工件不动刀具动）3）增大工件与刀具距离为运动正方向 4）确定顺序：z—x—y

9、机床坐标系与工件坐标系的区别：

1）机床坐标系是数控机床安装调试时便设定好的固定坐标系，设有固定的坐标点.工件坐标系是编程人员根据零件图及加工工艺等建立的坐标系起各轴应与所使用的数控机床相应的坐标轴平行，正方向一致 2）机床坐标系唯一，工件坐标系不唯一

10、X轴的确定：1）工件旋转的机床 X轴在工件的径向且平行于横向滑座

2）刀具旋转的机床 若Z轴为竖直的面对刀具向立柱方向看，X轴的正方向指向右边.若Z轴为水平则从刀具后端向工件方向看X轴的正方向指向右边 3）对于没有主轴的机床 选定主要切削方向为X轴方向

11、逐点比较法：直线插补： 偏差判别函数Fi,j=XeYj—XiYe

若F>0，点P（Xi,Yj）落在直线的上方，应向着+X方向移动，动点才能靠近直线

若F<0，点P（Xi,Yj）落在直线的下方，应向着+Y方向移动，动点才能靠近直线

若F=0，点P（Xi,Yj）落在直线上，将这种情况归入F>0的情况 圆弧插补： 偏差判别函数F=(X2+Y2)--(X02+Y02)若F>0，点P(X,Y)落在圆弧外，应向着—X方向移动，动点才能靠近圆弧

若F<0，点P(X,Y)落在圆弧内，应向着 +Y方向移动，动点才能靠近圆弧

若F=0，点P(X,Y)落在圆弧上，将这种情况归入F>0的情况 12计算机数控系统（CNC）：是在硬件数控（NC）系统的基础上发展起来的，它在用一台计算机完成数控装置的所有功能。CNC由硬件和软件组成 特点：灵活性大：可改变和扩展其功能。

通用性强：硬件采用模块化设计，易于扩展，改变软件可适应不同需求。

可靠性高：采用大规模和超大规模集成电路；程序被检查后才被调用，保证加工过程中的故障停机。

功能强大：多功能、可以完成复杂零件的一次成形。使用维修方便：内置自诊断程序，软件检查程序。

13、检测元件的分类：1）直接测量和间接测量 2）数字式测量和模拟式测量3）增量式测量和绝对式测量

14、旋转变压器的结构和工作原理：旋转变压器（又称同步分解器)是一种旋转式的小型交流电 机，它由定子和转子组成。旋转变压器是根据互感原理工作的。

15、感应同步器：感应同步器和旋转变压器均为电磁式检测装置，属模拟式测量，二者工作原理相同，其输出电压随被测直线位移或角位移而改变。一般分为直线式和旋转式两种

16、脉冲编码器是一种回转编码器，可以用来测相对位移，单位时间内的相对角位移就是角速度。

17、位置传感器：接触式位置传感器和接近式置传感器

18、伺服系统：以位置和速度作为控制对象的自动控制系统

按照调节理论分类：开环伺服系统 闭环伺服系统 半闭环伺服系统

按被控对象分类：进给伺服系统 主轴伺服系统

伺服系统的组成：由控制器、功率驱动装置、检测反馈装置和伺服电机组成

19、数控机床对进给伺服系统的要求：1）调速范围大，低速转矩大 2）精度高 3）快速响应无超调4）稳定性好，可靠性高 5）足够的传动刚性，较强的过载能力，电机的惯量与移动部件的惯量相匹配，伺服电机能够频繁启停和可逆运行

20、步距角α：α＝360°/(mzk)定子绕组的相数m、转子的齿数z、通电方式k

21、脉冲当量δ（mm）=(αih)/360 h为滚珠丝杠导程 i为齿轮传动比

22、直线进给速度v=60δf f为脉冲频率（Hz）

23、数控机床的组成：1）主传动系统:包括动力源、传动件及主运动执行件（如主轴）等 2）进给传动系统:包括动力源、传动件及主运动执行件（如工作台、刀架）等 3）基础支撑件：包括床身、立柱、导轨、工作台等 4）辅助装置：包括自动换刀装置、液压气动系统、润滑冷却装置等

24、数控机床的结构特点:1）动、静刚度高 2）抗震性好 3）热稳定性好 4）灵敏度高 5）自动化程度高、操作方便

25、齿差调隙式：相对位移量s=(1/z1—1/z2)t

第三篇：数控技术知识点总结

1、数控技术：简称数控（NC）是利用数字化信息对机械运动及加工过程进行控制的一种方法。

2、数控系统是由控制介质、输入装置、输出装置、伺服系统、执行部件和测量反馈装置组成的。

3、数控系统分类：按运动方式：点位控制系统点位直线控制系统轮廓控制系统

按控制方式分类：开环控制系统（无反馈装置）半闭环控制系统（控制精度不算很高）闭环控制系统（精度高，价格昂贵）

4、数控技术的发展趋势：a、高速度，高精度 b、高可靠性 c、多功能 d、智能化 e、复合化

5、确定走刀路线和安排加工顺序：1）寻求最短加工路线（原则）2）最终轮廓一次走刀完成3）选择切入切出方向

6、对刀：是指使刀位点与对刀点重合的操作刀位点：是指刀具的定位基准点

7、换刀点：是指为避免换刀时碰伤零件、刀具或夹具的位置

8、机床坐标系原则：1）工件相对于静止的刀具而运动的机床2）右手定则的笛卡尔坐标系（假设工件不动刀具动）3）增大工件与刀具距离为运动正方向 4）确定顺序：z—x—y9、机床坐标系与工件坐标系的区别：

1）机床坐标系是数控机床安装调试时便设定好的固定坐标系，设有固定的坐标点.工件坐标系是编程人员根据零件图及加工工艺等建立的坐标系起各轴应与所使用的数控

机床相应的坐标轴平行，正方向一致

2）机床坐标系唯一，工件坐标系不唯一

10、X轴的确定：1）工件旋转的机床X轴在工件的径向且平行于横向滑座

2）刀具旋转的机床若Z轴为竖直的面对刀具向立柱方向看，X轴的正方向指向右边.若Z轴为水平则从刀具后端向工件方向看X轴的正方向指向右边

3）对于没有主轴的机床选定主要切削方向为X轴方向

11、逐点比较法：直线插补：偏差判别函数Fi,j=XeYj—XiYe

若F>0，点P（Xi,Yj）落在直线的上方，应向着+X方向移动，动点才能靠近直线

若F<0，点P（Xi,Yj）落在直线的下方，应向着+Y方向移动，动点才能靠近直线

若F=0，点P（Xi,Yj）落在直线上，将这种情况归入F>0的情况

圆弧插补：偏差判别函数F=(X2+Y2)--(X02+Y02)

若F>0，点P(X,Y)落在圆弧外，应向着—X方向移动，动点才能靠近圆弧

若F<0，点P(X,Y)落在圆弧内，应向着 +Y方向移动，动点才能靠近圆弧

若F=0，点P(X,Y)落在圆弧上，将这种情况归入F>0的情况

12计算机数控系统（CNC）：是在硬件数控（NC）系统的基础上发展起来的，它在用一台计算机完成数控装置的所有功能。CNC由硬件和软件组成特点：灵活性大：可改变和扩展其功能。

通用性强：硬件采用模块化设计，易于扩展，改变软件可适应不同需求。

可靠性高：采用大规模和超大规模集成电路；程序被检查后才被调用，保证加工过程中的故障停机。

功能强大：多功能、可以完成复杂零件的一次成形。

使用维修方便：内置自诊断程序，软件检查程序。

13、检测元件的分类：1）直接测量和间接测量2）数字式测量和模拟式测量3）增量式测量和绝对式测量

14、旋转变压器的结构和工作原理：旋转变压器（又称同步分解器)是一种旋转式的小型交流电机，它由定子和转子组成。旋转变压器是根据互感原理工作的。

15、感应同步器：感应同步器和旋转变压器均为电磁式检测装置，属模拟式测量，二者工作原理相同，其输出电压随被测直线位移或角位移而改变。一般分为直线式和旋转式两种

16、脉冲编码器是一种回转编码器，可以用来测相对位移，单位时间内的相对角位移就是角速度。

17、位置传感器：接触式位置传感器和接近式置传感器

18、伺服系统：以位置和速度作为控制对象的自动控制系统

按照调节理论分类：开环伺服系统闭环伺服系统半闭环伺服系统

按被控对象分类：进给伺服系统主轴伺服系统

伺服系统的组成：由控制器、功率驱动装置、检测反馈装置和伺服电机组成19、数控机床对进给伺服系统的要求：1）调速范围大，低速转矩大2）精度高3）快速响应无超调4）稳定性好，可靠性高5）足够的传动刚性，较强的过载能力，电机的惯量与移动部件的惯量相匹配，伺服电机能够频繁启停和可逆运行

20、步距角α：α＝360°/(mzk)定子绕组的相数m、转子的齿数z、通电方式k21、脉冲当量δ（mm）=(αih)/360h为滚珠丝杠导程i为齿轮传动比

22、直线进给速度v=60δff为脉冲频率（Hz）

23、数控机床的组成：1）主传动系统:包括动力源、传动件及主运动执行件（如主轴）等2）进给传动系统:包括动力源、传动件及主运动执行件（如工作台、刀架）等3）基础支撑件：包括床身、立柱、导轨、工作台等4）辅助装置：包括自动换刀装置、液压气动系统、润滑冷却装置等

24、数控机床的结构特点:1）动、静刚度高2）抗震性好3）热稳定性好4）灵敏度高5）自动化程度高、操作方便

25、齿差调隙式：相对位移量s=(1/z1—1/z2)t

第四篇：数控技术基础知识点总结

数字控制是用数字化信号对设备运行及其加工过程进行控制的一种自动化技术，简称数控。

控制坐标运动来完成各种不同的空间曲面的加工，是数控的主要任务。

曲线加工时刀具的运动轨迹与理论上的曲线（包括直线）不吻合。

数控机床的工作工程：

1、数控编程

2、程序输入

3、译码

4、数据处理

5、插补

6、伺服控制与加工。

插补的任务就是通过插补计算程序，根据程序规定的进给要求，完成在轮廓起点和终点之间的中间点的坐标值计算，也即数据点的密化工作。

控制轴数：机床数控装置能够控制的坐标轴数，车床为2，铣床为3。

联动轴数：机床数控装置能够同时控制的坐标轴数目。平面曲面2.5，空间曲面3及以上。

定位精度：数控设备停止时实际到达的位置和你要求到达的位子误差。

重复定位精度：同一个位置两次定位过去产生的误差。通常重复定位精度比定位精度要高的多。

数控机床的优缺点：

1、适应性强

2、精度高，质量稳定

3、生产效率高

4、减轻疲劳强度，改善劳动条件

5、有利于生产管理现代化

6、使用、维护技术要求高。

数控加工过程中，数控系统要解决控制刀具或工件运动轨迹的问题，在数控机床中，刀具或工件能够移动的最小位移量称为数控机床的脉冲当量或最小分辨率。

计算出轮廓线上中间点位置坐标值的过程称为“插补”。

基准脉冲插补：每个脉冲使各坐标轴仅产生一个脉冲当量，代表了刀具或工件的最小位移；脉冲的数量代表了刀具或工件移动的位移量；脉冲序列的频率代表了刀具或工件运动的速度。仅适用于一些由步进电机驱动的中等精度或中等速度要求的开环数控系统。

数据采样插补：这种插补方法的特点是数控装备产生的不是单个脉冲，而是标准二进制字。第一步粗插补，采用时间分割思想，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。第二步为精插补，一般将粗插补运算称为插补，由软件完成，而精插补可由软件实现，也可由硬件实现。

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。

进给速度F、圆弧半径R一定的条件下，插补周期T越短，逼近误差δ就越小，当δ给定及插补周期T确定之后，可根据圆弧半径R选择进给速度F，以保证逼近误差δ不超过允许值。

l2l2(FT)2 弦线逼近：R(R)()28R8R22

l2l2(FT)2 割线逼近：(R)(R)()16R16R16R22

当轮廓步长l相等时，内外差分弦的半径误差是内接弦的一半

若令半径误差相等，则内外差分弦的轮廓步长l或角步距是内接弦的√2.数字积分法又称数字微分分析器法，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。积分运算→累加和运算

DDA直线插补的整个过程要经过2n次累加才能到达直线的终点。m2n

DDA直线插补的分析可知，判断终点是用累加次数N为条件的，当累加寄存器的位数一旦选定，比如m位，累加次数即为常数N2m了，而不管加工行程长短都需作N次计算。这就造成行程长进给速度加快，行程短进给速度变慢，使之各程序段进给速度不均匀，其结果将影响进给表面质量和效率。为此要进行速度均化处理。

直线插补的进给速度均化：直线的斜率不变，故对加工没有影响。

均化处理后，行程短的程序段，累加次数N减少得多，则进给速度提高得多；而行程长的程序段，累加次数N减少得少，则进给速度提高得较少。

数控系统的刀具补偿（简称刀补）即垂直于刀具轨迹的位移，用来修正刀具实际半径或直径与其程序规定的值之差。

在轮廓加工过程中，由于刀具总是有一定的半径（如铣刀半径），刀具中心的运动轨迹与工件轮廓是不一致的。

取消刀具补偿时用G40表示；左刀具补偿用G41表示；右刀具补偿用G42表示。

B刀具半径补偿为基本的刀具半径补偿。轮廓尖角铣成小圆角造成误差，读一段算一段走一段没有预测。

C刀具半径补偿随着前后两段编程轨迹的连接方式不同，相应刀具中心的加工轨迹也会产生不同的转接形式，主要有以下几种：直线与直线；直线与圆弧；圆弧与圆弧。

根据两段程序轨迹的矢量夹角α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。

区别：1直线插补时，被积函数寄存器的数值为常用Xe和Ye，而圆弧插补时，被积函数寄存器的数值Xi和Yi 2圆弧插补开始时，X坐标被积函数寄存器存入的是y坐标的初值。y坐标被积函数寄存器存入的是x坐标的初值 3在圆弧插补过程中，y方向发出的脉冲时，x方向被积函数寄存器内容加“1”，x方向发出的脉冲时，y方向被积函数寄存器内容减“1”

4每当积分函数累加器有溢出时，需要及时修正被积函数寄存器x，y值。因此被积函数寄存器存入的是瞬时值。

伺服系统是数控装置和机床的联系环节，是数控系统的重要组成。

功能：接受来自数控装置的指令来控制驱动机床的个运动部件，从而准确控制它们的速度和位置，达到加工出所需工件外形和尺寸。

由伺服电路、伺服驱动装置、机械传动机构及伺服进给运动执行部件组成。

伺服系统与一般机床的进给系统有本质上差别，它能根据指令信号精确地控制执行部件的运动速度与位置。

对伺服系统的基本要求：

1、精度高

2、快速响应

3、调速范围看

4、低速大转矩

5、惯量匹配

6、过载能力强、负载特性硬。

步进电动机的结构和工作原理

步进电动机的分类及基本结构。按力矩产生的原理，分为反应式和励磁式。

（1）、反应式步进电动机的转子中无绕组，由定子磁场对转子产生的感应电磁力矩实现步进运动。

（2）、励磁式步进电动机的定子和转子均有励磁绕组，由它们之间的电磁力矩实现步进运动。有的励磁式电动机转子无励磁绕组，是由永久磁铁制成的，转子有永久磁场。通常也把这种步进电动机称为混合式步进电动机。混合式步进电动机具有步距角小、有较高的启动和运行频率、消耗功小、效率高、不通电时有定位转矩、不能自由转动等特点。

步进电动机的工作原理：错齿角越小，所产生的步距角越小，步进精度越高。

对一相绕组一次通电的操作称为一拍，转一齿所需的拍数为工作拍数。

设步进电动机的转子齿数为N，则它的齿距角为z2

N

由于步进电机运行K拍可使转子转动一个齿距角，所以每一拍的步距角s可以表示为：sK——步进电机的工作拍数； N——转子的齿数。

对于转子有40齿并且采用三拍工作的步进电动机，其步3603 距角为：s4032NK

步进电动机的工作方式分为单拍、双拍和多拍工作方式。

1、三相步进电动机单三拍工作方式。

2、双三拍工作方式：每一相都是连续通电两拍，所以励磁电流比单拍要大，所产生的励磁转矩也较大。由于同时有两相通电，所以转子齿不能和这两相定子齿对齐，而是处于两定子齿的中间位置。

3、六拍工作方式：在六拍工作方式中，控制电流切换六次，磁场转一周，转子转动一个齿距角，其步距角s检测装置常用类型

（1）增量式：测量位移的增量值，测量装置输出的是脉冲，一个脉冲是一个测量单位，任何一个对中点都可作为测量始点，实际位移值靠对脉冲计数取得。

（2）绝对式：测量位移的绝对值，测量装置的输出能够代表移动件当前的实际位置（坐标值）移动的方向靠当前值和历史记忆取得。

增量式充电编码器又能测位移又能测速度。

给步进电机输入一个脉冲信号，其转子转过的角度称为步距角。

步进电机工作原理：步进电机有A、B、C三相，每相有两个磁极，转子有四个磁极。当A相绕组通以直流电时，B相磁极产生磁通，这时转子2、4极与定子B相磁极对齐。如果按A→B→C→A的通电顺序，转子则沿逆时针方向一步步转动起来，每步转过30，这个角度叫步距角。

数数控机床程序编制的方法有三种：即手工编程、自动编程、和图形编程。

2NK

1、人工完成零件图样分析、工艺处理、数值计算、书写程序清单，直到程序的输入和检验，称为“手工编程”。

2、所谓计算机辅助自动编程，就是使用计算机或编程机，完成零件程序编制的过程。

3、图形交互式自动编程是利用被加工零件的二维和三维图形，有专用软件，以窗口和对话框的方式生产的加工程序，这种编程方式使得复杂曲面的加工更为方便。

规定假定工件是永远静止的，而刀具是相对静止的工作而运动。

机床坐标系中X、Y、Z轴的关系用右手直角笛卡尔法则确定，大拇指的指向为X轴的正方向，食指指向为Y轴的正方向，中指指向为Z轴的正方向。

坐标系分为机床坐标系和工件坐标系。

对刀点是指通过对刀确定刀具与工件相对位置的基准点。对刀点往往就选择在零件的加工原点。

所谓对刀是指使“刀位点”与“对刀点”重合的操作。“刀位点”是指刀具的定位基准点。

换刀点是为加工中心、数控车床等采用多刀进行加工的机床而设置的，因为这些机床在加工过程要自动换刀。

数控车床的编程特点：

1、根据图纸标注，可按绝对坐标编程，也可按相对坐标编程，也可混合编程；

2、通常在图纸上和测量时均以直径值表示被加工零件的径向尺寸，通常X在绝对方式编程中以直径直表示，在相对方式编程中以实际位移量的二部表示。

3、由于毛坯常用棒料或铸锻件，加工余量较大，数控车床常具备不同形式的循环功能，可进行多次重复循环切削，简化编程。

4、刀具补偿功能，刀具半径和长度补偿。

恒线速度（G96）取消恒线速度（G97）主轴转速限定（G50）螺纹切削（G33）螺纹切削循环单一（G92）复合螺纹切削循环重复（G76）比例缩放（G51）刀具返回到初始点所在的平面（G98）刀具返回到R点所在的平面（G99）子程序调用（M98）子程序结束（M99）非模态调用（G65）模态调用（G66）坐标旋转（G68）取消选择（G69）刀具半径补偿的作用：

1可直接按零件的轮廓不考虑刀具半径值

2刀具磨损后只需要手动输入刀具半径值，不必修改程序 3可以使用同一程序，甚至同一刀具加工

第五篇：数控技术

机床数控系统（机床）的基本组成：输入输出装置，数控装置，伺服驱动（+反馈装置，辅助装置及机床本体）数控机床分类：按加工工艺方法分：普通数控机床，加工中心。按伺服驱动特点分：开环控制数控机床，半闭环，闭环。按加工轨迹分：点位控制数控机床，直线，轮廓。数控机床的特点：加工精度高，机床柔性强，自动化程度高，生产率高，经济效益高，利于管理。数控机床机械结构特点：1结构简单，操作方便，自动化程度高2广泛采用高效，无间隙传动装置和新技术新产品3具有适应无人化，柔性化加工的特殊部件4对机械结构，零部件的要求高。数控机床对机械结构的基本要求1具有较高的静动刚度和良好的抗振性2具有良好的热稳定性3具有较高的运动精度与良好的低速稳定性4具有良好的操作安全防护性能。提高数控机床性能的措施1合理选择数控机床的总体布局2提高结构件的刚度3提高机床抗振性4改善机床的热变形5保证运动的精度和稳定性。数控机床常用布局形式：平床身，斜床身，立式床身（大型的）。主传动系统的基本要求：1主轴一般都要求能自动实现无级变速2主轴系统必须具有足够高的转速和足够大的功率3主传动系统应简化结构，减少传动件4在加工中心上，必须具有安装刀具和刀具交换所需的自动夹紧装置，以及主轴定向准停装置5主轴还需要安装位置检测装置。主传动的无级变速三种方法：1采用交流主轴驱动系统实现无级变速运动2在经济型，普及型数控机床上采用变频带变频电动机或普通交流电动机实现无级变速3在高速加工机床上，采用主轴和电动机一体化的新颖功能部件-电主轴。主轴的联接形式：1用辅助机械变速机联接2定传动比的联接3采用电主轴。数控机床对进给传动系统的基本要求：1提高传动部件的刚度2减小传动部件的惯量3减小传动部件的间隙4减小系统的摩擦阻力。数控机床进给传动系统的基本形式：1滚珠丝杠螺母副2静压丝杠螺母副3静压蜗杆蜗条幅和齿轮齿条幅4直线电动机直接驱动。数控机床对导轨的基本要求：1导向精度高2精度保持性好3足够的刚度4良好的摩擦特性。数控机床的种类与特点：1滑动导轨：结构简单，制造方便，刚度高，抗震性好2滚动导轨：灵敏度高，定位精度高，摩擦小，寿命长3静压导轨：无摩损，精度保持性好，承载大，刚度好，抗震性好。步进电动机的优缺点：结构简单，控制容易，维修方便，负载大，速度高的情况下易失步。交流逆变：交流伺服，交流主轴，变频器的共性关键技术。为进交电机的调速，需改变电机的电压与频率，这个改变电压与频率的装置叫逆变器。

三相异步电动机的固有特性：异步电动机在额定电压和额定功率下，按规定的接线方式接线，定转子电路外接电阻和电抗为零时的转速和电磁转矩的关系。常用人为机械特性：降低定子电压，转子电路串接电阻，改变定子电源频率，改变极对数。异步电动机的起动方法：直接启动，降压启动，绕先行电动机转子串电阻启动。异步电动机的制动方法：能耗制动，反接制动（转子反转，定子两相反接，发电反馈制动），回馈制动。控制电器：中间继电器，时间继电器（空气阻尼式，晶体管式）。保护电器：热继电器，熔断器，低压断路器。电器保护环节：过载保护，短路保护（熔断器，自动开关），零压与欠压保护，过流保护。PLC的工作方式：输入采样阶段，程序执行阶段，输出刷新阶段。步进电机的运行特性及影响因素：矩角特性：反映步进电动机电磁转矩随转角的关系。单步运行特性：加一个控制脉冲改变一次通电状态。步进电动机的主要性能指标：步距角：每给一个电脉冲信号，电动机转子所应转过角度的理论值。转矩：（保持转矩）绕组不通电时电磁转矩的最大值或转角不超过一定值时的转矩值。直流伺服电动机的基本类型：普通电枢，盘形电枢，空心杯电枢，无槽电枢，直流伺服齿轮减速电动机，直流力矩电动机。环形分配器：根据指令脉冲信号按一定的逻辑关系加到放大器上，使各相绕组安一定的顺序和时间导通和关断，并根据指令使电动机正转或反转，实现确定的运行方式。（由励磁绕组数和工作方式决定）