湖南数控技术

第一篇：湖南数控技术

湖南数控技术

（湖南信息职业技术学院教务处，湖南 长沙410200）

一．专业介绍

专业开办于2003年，是教育部、中央财政支持高等职业院校重点建设专业。专业目前有一支以高级职称教师为专业带头人，中青年教师为骨干，双师型教师为主体的教师队伍共19人；拥有以数控技术中心为核心、CAD/CAM实训室、机械装配实训中心配套的校内实验实训基地，有普通机床、数控车床、数控铣床、加工中心、电火花、线切割等设备40台/套；专业重视学生综合素质教育，校企合作单位不断扩大，连续6年毕业生年内就业率均达到95%。

二．培养目标

学生通过“汽车玩具模型数控加工”项目实施，掌握数控技术应用专业领域必要的理论知识和技术，具备数控加工工艺、数控加工程序编制能力，掌握数控车、数控铣、加工中心的操作，培养能够用所学专业知识解决专业相关实际问题的高素质技能型人才。

三．核心课程

数控加工工艺与编程、虚拟设计与制造、模具零件加工工艺、塑料模具设计、产品质量管理与检验、机械制图及计算机绘图、机械设计基础、机械制造基础、CAM软件二次开发、虚拟加工综合应用等。

四．就业前景

主要面向机械、模具、电子、电气、轻工等行业，可从事产品设计与加工、数控编程、数控 机床操作、数控常用CAM软件多轴加工、数控设备调试与维修等相关工作。

第二篇：湖南数控技术专业

湖南数控技术专业

（湖南信息职业技术学院jdgc.hniu.cn教务处，湖南 长沙 410200）

一．专业介绍

专业开办于2003年，是教育部、中央财政支持高等职业院校重点建设专业。专业目前有一支以高级职称教师为专业带头人，中青年教师为骨干，双师型教师为主体的教师队伍共19人；拥有以数控技术中心为核心、CAD/CAM实训室、机械装配实训中心配套的校内实验实训基地，有普通机床、数控车床、数控铣床、加工中心、电火花、线切割等设备40台/套；专业重视学生综合素质教育，校企合作单位不断扩大，连续6年毕业生年内就业率均达到95%。

培养目标：学生通过“汽车玩具模型数控加工”项目实施，掌握数控技术应用专业领域必要的理论知识和技术，具备数控加工工艺、数控加工程序编制能力，掌握数控车、数控铣、加工中心的操作，培养能够用所学专业知识解决专业相关实际问题的高素质技能型人才。

核心课程： 数控加工工艺与编程、虚拟设计与制造、模具零件加工工艺、塑料模具设计、产品质量管理与检验、机械制图及计算机绘图、机械设计基础、机械制造基础、CAM软件二次开发、虚拟加工综合应用等。

就业前景：主要面向机械、模具、电子、电气、轻工等行业，可从事产品设计与加工、数控编程、数控机床操作、数控常用CAM软件多轴加工、数控设备调试与维修等相关工作。

二．专业优势

本专业有数控技术中心、CAD/CAM实训室、机械装配实训中心，拥有普通机床、数控车床、加工中心、电火花、线切割等设备40余台。有一支具有高级职称、双师型老师为主体的教师队伍，共19人。

第三篇：湖南工业大学数控技术数控重重点

1.数控机床按照伺服系统的控制方式可分为：开环式，半闭环式，闭环式

2.CNC装置的硬件主要是由：微处理器CPU、存储器、输入输出接口、主轴控制、PLC接口和位置控制

3.编程误差包括 逼近误差、插补误差、4.旋转变压器和感应同步器根据励磁绕组供电方式的不同分为 鉴相工作方式和鉴幅工作方式

5.数控机床的导轨形式主要有 滑动/滚动/液压导轨

6.数控机床的日常维护与保养主要包括：保持设备清洁、定期对各部件进行检查、进行必要的调整与更换

7.卡盘是数控机床适合车削 盘类零件，顶尖式数控机床适合车削 较长的轴类零件

8.数控机床的对结构有哪些要求？如何减少热变形？

答：1.具有较大的切削功率2.较高的静动刚度以及良好的抗振性3.良好的热稳定性4.搞得运动精度和低速运动的平稳性1.控制热源的产生2.隔离热源3.进行热变形补偿

9.如何减小开环数控系统的误差？

答：1.改善步进电机的性能，减少步距角2.采用精密传动副，减少传动链中的传动间隙等3.通过实际测量机械传动部件间的间隙，如丝杆轴承轴向间距，齿轮传动的齿侧间隙，丝杆螺母副之间的螺距误差等，将这些误差变换为步进电机的进给脉冲数，实现误差补偿4.对步进电机采用细分驱动控制线路，提高进给精度

10以标准型数控系统为例，数控系统基本硬件由哪些部分组成？各有何功能？

1.电源系统：数控机床的控制电源是数控系统硬件的组要组成部分

2.控制系统：数控装置中信号产生、处理、传输及执行过程所涉及到的单元及各单元的联系手段3.独立单元：能够以简单的适配关系与系统中其他部分结合在一起的部分4

11.数控技术中常用的插补算法有 脉冲增量插补法和 数据采样插补法

12.CNC软件结构形式有 中断型和前后台型软件结构

13.经济型软件数控系统软件主要包括 监控和操作软件、插补计算软件 步进电动机控制软件和误差补偿软件

14.数控机床的选用内容包括 机床主参数 机床精度 机床功能和其他

15.数控机床选用依据包括：数控机床的适用范围、工件的加工批量应大于经济批量、根据典型加工对象选用数控机床的类型

16.插补方法特点 脉冲增量插补：每 插补运算一次，最多给每一轴进给一个脉冲，产生一个基本长度单位的移动量。数据采样插补：其位置伺服通过计算机及测量装置构成闭环，在每个插补周期输出的不是单个脉冲，而是数字量

17.粗对刀：手动精对刀：步进

第四篇：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）

第五篇：数控技术

自1954年美国麻省理工学院伺服机构实验室研制出第一台三坐标数控机床。1952美国帕森格公司和麻省理工学院研制出第一台三位坐标铣床。

半闭环伺服系统控制数控机床是用安装在进给丝杠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杠的角位移

插补就是通过插补计算程序，根据程序规定的进给速度要求，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。

在轮廓加工中，由于刀具总有一定的半径，刀具中心轨迹并不等于零件轮廓轨迹，应使刀具中心轨迹偏离轮廓一个半径值，这种偏移习惯上称为刀具半径补偿 直线插补和圆弧插补是CNC系统的两种基本插补功能 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

脉冲增量插补的方法：逐点比较法、数字积分法、比例积分法、数字脉冲乘法器法 数据采样插补法：直线函数、扩展数字积分法、二阶递归扩展数字积分法、双数字积分插补法

逐点比较法插补原理是每次仅向一个坐标轴输出一个进给脉冲，每走一步将加工店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

逐点比较法（圆弧、直线插补）有四个节拍偏差判断2坐标进给3偏差计算4终点判别 脉冲编码器在数控机床中应用：位移测量2主轴控制3测速4零脉冲用于回参考点控制。脉冲编码器根据内部结构和检验方式可分为接触式、光电式和电磁式三种。光栅由标尺光栅（长光栅）和指示光栅（短光栅）两部分组成光栅检测：在高精度的数控机床上，可以使用光栅作为位置检测装置，将机械位移转换为数字脉冲，反馈给CNC装置，实现闭环控制，测量长度、角度、速度、加速度、震动和爬行等。装置由光源、透镜、标尺光栅、指示光栅、光电转换元件（读数头）和测量电路组成刀具半径补偿分为：刀具半径左补偿和刀具半径右补偿

刀具半径补偿目的（使数控编程按工件轮廓进行，自动计算刀心轨迹，即使刀具磨损、重磨、换刀时也能继续加工，这样即简单又能保证加工精度）应用（当刀具磨损、重磨、换新刀而引起刀具直径改变后，不必修改程序，只需在刀具参数设置中输入变化后的刀具直径；同一程序、同一尺寸的刀具，利用半径补偿，在刀具补偿参数中设置不同的值，可进行粗精加工）

B功能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。C功能刀具补偿是在计算出刀具在本段运行轨迹后，提前将下一段的程序读入，然后根据他们之间的转接的具体情况，再对本段的轨迹作适当的修正，得到正确的本段加工轨迹。刀具中心轨迹过度方式有缩短型（180<=a<360）伸长型（90<=a<180）插入型（0<=a<90）数控系统的位置控制是私服系统的重要组成部分，是保证位置控制精度的重要环节 转接形式：直线与直线，直线与圆弧，园与圆弧，圆弧与圆弧 常用的检测装置：旋转变压器，感应同步器，编码器，光栅，磁栅 位置检测装置的精度主要包括系统精度和分辨率

CNC系统软件包括CNC管理软件（输入、I/O处理、通信、显示、诊断）和CNC控制软件（译码、刀具补偿、速度控制、插补、位置控制、开关量控制）

DNC直接数字控制系统：FMC柔性制造单元，FMS柔性制造系统，加工、物流、信息流三个子系统组成，CIMS计算机集成制造系统，管理信息，技术信息，制造自动化，集成质量信息分系统。

CIMS具有智能自动化的特征，是提高技术密集化的成果，是人们用新的概念和方法来经营和指导工厂的一种探索，力图对传统的制造业进行全面的技术改造，力求形成从市场调研、资源利用、生产决策、产品设计、工艺设计、制造和控制到经营和销售的良性循环，以提高机械制造业的经济效益和在多变的市场环境中的竞争力

机床数控技术的组成包括：1编程技术2程序载体3人机交互装置4数控系统

CNC系统式数控系统的核心，伺服系统式CN 系统和机床本体的联系环节，通常包括伺服驱动器（单元）和伺服电动机（驱动装置）数控系统包括：控制器，驱动装置

步进电动机是一种用电脉冲信号进行控制并将电脉冲信号转换成相应的角位移的执行器，也称脉冲电动机。其角位移量与电脉冲数成正比，其转速与电脉冲信号输入的频率成正比

2．数控机床输入装置的作用是将程序载体上的数字代码变成相应的控制指令，传送并

存入数控装置内。

3．数控机床按所用数控装置类型可分为硬线NC数控机床和计算机CNC数控机床。4．一般认为柔性制造系统应由加工、物流和信息流三个子系统组成。

6．在数控机床的坐标系中，规定平行于主轴轴线的坐标系为Z坐标，对于没有主轴的机床，则规定垂直于工件装夹面的方向为Z坐标轴的方向。7．数控机床的进给伺服系统由数控系统（CNC）、伺服驱动系统（驱动器）及执行元件

（伺服电机）组成。

9．磁尺位置检测装置由磁性标尺、磁头和检测电路组成。

10．任意选择刀具法的编码方式有刀具编码方式、刀套编码方式 和记忆式方式。1．感应同步器是利用 电磁感应原理，将位移或转角转变为电信号，借以进行位置检测。2．调速范围是指数控机床要求电动机能提供的最高转速与最低转速之比。

4．异步交流伺服电动机转子转速为1440r/min，工频为50HZ，其转差率s为 5．刀位点表征刀具特征的点，车刀的刀位点为刀尖，球头铣刀的到位点为球心。6．加工中心自动运行操作包括存储器运行、MDI运行和DNC运行。

7．刀具半径补偿执行过程一般分为刀具补偿建立、刀具补偿进行和刀具补偿撤销。8．直流电机的调速有三种方法：改变电枢电压、改变磁通量和改变电枢电路的电阻。10．数字增量圆弧插补法是用直线段逼近被插补的曲线。1．伺服系统是CNC系统和机床本体的关键联系环节。

2．根据工艺方法可将数控机床分为：金属切削数控机床、金属成形数控机床、特种加

工数控机床。

3．闭环或半闭环控制的数控机床的加工精度主要由检测系统的精度决定。

5．逐点比较插补法进给一步要完成偏差判别、坐标进给、偏差计算 和终点判别四个节

拍。

6．刀具半径补偿方法分为 刀具半径补偿B功能 与刀具半径补偿C功能。8．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。

9．脉宽调制器的作用是将电流调节器的控制电压信号转换成脉冲宽度可调的脉冲电压。10．现代数控机床采用的导轨主要有塑料滑动导轨、滚动导轨和静压导轨。

1．从零件图纸到编制零件加工程序和制作控制介质的全部过程，称为数控编程。2．刀具中心轨迹在编程轨迹的前进方向右侧时称为右补偿。

3．数控机床按加工功能不同可分为点位控制数控机床、直线控制数控机床和轮廓控制

数控机床。

4．提高开环进给伺服系统精度的措施有传动间隙补偿和螺距误差补偿。

5．旋转变压器在鉴相型测量系统中，供给定子的正、余弦绕组的激磁信号是频率和幅值相同而相位不同的交流电压。

6．步进电机受脉冲电流的控制，其转子的角位移量和角速度严格地与输入脉冲的 数量 和脉冲的 频率_成正比例。

9．滚珠丝杠螺母副的滚珠循环方式常用的有外循环和内循环两种。

1．感应同步器定尺绕组中感应的总电势是滑尺上正弦绕组和余弦绕组所产生的感应电势的（代数差）。

2刀具中心轨迹在原编程轨迹的基础上，向右偏移一个刀具半径的补偿指令是（G42）3．下面哪种检测装置不是基于电磁感应原理（光栅）。4．辅助功能M00代码表示（程序停止）。

5．用逐点比较法插补直线OA，其起点坐标为O（0，0），终点坐标A（9，8），若采用插补的总步数作为终点减法计数器JE的初始值，则JE＝（17）。6．缩短型刀补在刀补轨迹转接处工件内侧所形成的角度（π≤α≤2π）。8．返回参考点操作就是使运动部件回到（机床坐标系原点）。

9．对于数控机床位置传感器(机床位置传感器的精度越高，机床的加工精度越高）10．圆弧插补指令G03 X Y I J 中，X、Y后的值为圆弧的（终点坐标）。

11．采用逐点比较法对第一象限直线插补运算时，若偏差函数大于零，则刀具位于(直线

上方)

12．单微处理器CNC结构中，微处理器CPU通过(总线）与存储器、输入/输出控制等

各种接口相连。

13．CIMS的中文含义是（计算机集成制造系统）。

14．PWM调制方法中最基本、应用最广的是（正弦波脉宽调制）

15．点位控制数控系统（仅控制刀具相对于工件的定位，不规定刀具运动的途径）

数控机床的发展方向：1向高速、高精度方向发展2向柔性化、功能集成化方向发展3向高可靠性方向发展4向网络化方向发展5向造型宜人方向发展

数控机床的控制原理：数控机床是用数字化的信息来实现自动控制的，将与加工零件有关的信息，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。

数控机床的工作原理：数控机床采用了计算机对数字信息进行处理从而控制的高效自动化机床，它能够按照机床计算机规定的数字代码把各种机械位移量、工艺参数、辅助功能表示出来，通过数控技术的逻辑处理或计算发出各种控制指令完成要求的机械动作，自动完成零件的加工任务。

机床数控技术：变成技术、程序载体、人机交互装置，数控系统，机床本体

所谓脉宽调制，就是使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，是电动机两端得到宽度随时间变化的电压脉冲 数控机床的主传动广泛采用直流伺服或交流伺服主轴电动机作为驱动元件，构成无级变速的传动方式

数控机床的主传动方式有四种：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

滚珠丝杠螺母副的预紧方式：1在两个螺母之间插入调整垫片2改变螺母中间半个螺纹槽的节距进行预紧3在螺母中间装一个弹簧机构

当使用直线电动机作为进给驱动系统时，进给系统为直接驱动

目前大多数的数控系统都采用任意换刀方式，分为导套编码、刀具编码和记忆式三种 数控机床的精度检验分为几何精度检验、定位精度检验和切削精度检验

柔性制造单元式在制造单元的基础上发展起来的，具有一定的柔性。所谓柔性，是指能够较容易地适应多品种、小批量的生成功能，通过稍加调整或编程就可同时加工几种不同的工作

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、维护技术要求搞

数控机床分类：1按运动控制方式分（点位控制、直线控制、轮廓控制数控机床）2按伺服系统类型分类（开环伺服、半闭环伺服、闭环伺服系统控制数控机床）3按功能水平分类（经济性、中档、高档数控机床）4按工艺方法分类（金属切削、金属成形、特种加工数控机床）特点：开环（结构简单，制造成本低，价格便宜。有着广泛的应用。但由于没有测量反馈装置，无法通过反馈自动进行误差检测和校正，因此位移精度一般不高），半闭环（具有相当高的精度，且调试比较方便，价格也较全闭环系统便宜，得到广泛应用），闭环（定位精度高，调节速度快，但由于该系统将丝杠螺母副机工作台导轨这些大惯量环节放在闭环之内，给调试者工作造成很大的困难。如果各种参数匹配不当会引起系统振荡，造成系统不稳定，影响定位精度，而且系统复杂，成本高，故适用于精度要求很高的数控机床）

数控机床的机械结构特点：1支撑件的高度钢化2传动机构简约化3传动元件精密化4辅助操作自动化

机床通电步骤：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按下数控机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显示，如果有报警，就会提示报警信息5检查安装在车床上的总压力表，表头显示4MPa，说明正常

数控车床的一般操作步骤有：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11关机 数控机床维护的基本要求：1保持使用环境良好2保证部件的润滑良好3保证机械精度要求4保证机床安全可靠

非圆曲线节点坐标的计算：用直线逼近非圆曲线时节点的计算（弦线逼近法、割线逼近法和切线逼近法），用圆弧段逼近非圆曲线时节点的计算（曲率圆法、三点园法、相切园法和双圆弧法）