數(shù)控技術(shù) 復(fù)習(xí)總結(jié)

1.

數(shù)控技術(shù)：利用數(shù)字化信息對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)伺服驅(qū)動(dòng)通常由伺服放大器（亦稱：驅(qū)動(dòng)器、

機(jī)伺服單元）和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等部分組成。在數(shù)控機(jī)床上，目前械運(yùn)動(dòng)及加工過(guò)程進(jìn)行控制的方法。2.機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的基本組成：輸入/輸出裝置、數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動(dòng)。

3.數(shù)控機(jī)床的基本組成：輸入/輸出裝置、數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動(dòng)、反饋裝置、輔助控制裝置、機(jī)床本體。4.NC機(jī)床：采用數(shù)控技術(shù)進(jìn)行控制的機(jī)床；加工中心(MC):帶有自動(dòng)刀具交換裝置的數(shù)控機(jī)床；柔性加工單元（FMC）：在加工中心的基礎(chǔ)上，增加多個(gè)工作臺(tái)自動(dòng)交換裝置以及其他相關(guān)裝置，組成的加工單元；柔性制造系統(tǒng)（FMS）：通過(guò)增加物流系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人以及相關(guān)設(shè)備，并由中央控制系統(tǒng)進(jìn)行集中，統(tǒng)一控制和管理的系統(tǒng)；計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）：完整的生產(chǎn)制造系統(tǒng)。5.NC:數(shù)控SV：伺服驅(qū)動(dòng)PLC：可編程序機(jī)床控制器。6.數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)：1）加工精度高2）具備誤差自動(dòng)補(bǔ)償功能3）采用自動(dòng)加工方式4）機(jī)床柔性強(qiáng)5）自動(dòng)化程度高6）生產(chǎn)率高7）良好的經(jīng)濟(jì)效益。

7.計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)的功能（設(shè)計(jì)、加工制造、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)）結(jié)構(gòu)（EIS、FMS、MIS、QMS、DBMS、CCNS）和集成內(nèi)容(功能集成、信息集成、物流集成、人及集成)。8.數(shù)控機(jī)床上加工的零件特點(diǎn)：1）形狀復(fù)雜,加工精度高2)公差帶小，互換性高，要求精確3）價(jià)值高4）小批量生產(chǎn)的零件5）鉆、鏜、鉸、攻螺紋以及銑削加工聯(lián)合進(jìn)行的零件。

9.簡(jiǎn)述數(shù)控加工的內(nèi)容和步驟？?jī)?nèi)容包括：由給定的零件加工要求（零件圖樣、CAD數(shù)據(jù)或?qū)嵨锬Ｐ停┻M(jìn)行加工的全過(guò)程；步驟：1）分析零件圖樣2）工藝處理3）數(shù)學(xué)處理4）編寫(xiě)零件加工程序單5）制備控制介質(zhì)及程序校驗(yàn)6）數(shù)控加工工藝文件。

10.數(shù)控加工及其特點(diǎn)：具有復(fù)雜性狀加工能力、高質(zhì)量、高效率、高柔性、易于形成網(wǎng)絡(luò)控制、技術(shù)要求高。11.影響切削用量的條件：機(jī)床、刀具、工具的韌性、切削速度、切削深度、切削進(jìn)給率，切削液的種類。12.決定切削速度的因素：材料、壽命、進(jìn)刀量，刀具形狀、切削深度、冷卻液的使用。

13.加工路線確定原則：1）使被加工零件獲得良好的加工精度和表面質(zhì)量2）使數(shù)值計(jì)算容易，減少編程工作量3）盡量使進(jìn)給路線最短，縮短空走刀時(shí)間。

14.對(duì)數(shù)控機(jī)床用夾具的選擇原則：1）精度、剛度要高2）不要發(fā)生刀具與工件、刀具與夾具的干涉碰撞3）夾緊力要適度4）裝夾要迅速，調(diào)整要方便可靠。15.預(yù)防性維護(hù)工作的主要內(nèi)容：1）嚴(yán)格遵守操作規(guī)程2）對(duì)閱讀機(jī)進(jìn)行定期維護(hù)3）防止數(shù)控裝置過(guò)熱4）經(jīng)常監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的電網(wǎng)電壓5）定期檢查和更換直流電動(dòng)機(jī)電刷6）防止灰塵進(jìn)入數(shù)控裝置7）存儲(chǔ)器用電池定期檢查和更換8）數(shù)控系統(tǒng)長(zhǎng)期不用的維護(hù)。

1數(shù)控技術(shù)，簡(jiǎn)稱數(shù)控是利用數(shù)字化信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)及加工過(guò)程進(jìn)行控制的一種方法。由于現(xiàn)代數(shù)控都采用了計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，因此，也可以稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控

為了對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)及加工過(guò)程進(jìn)行數(shù)字化信息控制，必須具備相應(yīng)的硬件和軟件。用來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化信息控制的硬件和軟件的整體稱為數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)的核心是數(shù)控裝置2NC機(jī)床與程控機(jī)床是兩種不同含義的機(jī)床，它們的控制要求和控制對(duì)象有本質(zhì)的不同。一般來(lái)說(shuō)，機(jī)床自動(dòng)控制主要包括三方面內(nèi)容：1)機(jī)床動(dòng)作順序的程序控制，典型的有組合機(jī)床、自動(dòng)生產(chǎn)線等的流程與工步控制。其主要控制要求是根據(jù)機(jī)床的動(dòng)作順序表（如電磁閥等執(zhí)行元件的動(dòng)作表）。按規(guī)定的順序通過(guò)執(zhí)行原件依次動(dòng)作，完成機(jī)床的動(dòng)作流程。

2)主電機(jī)與輔助電機(jī)的啟動(dòng)、停止、變速、冷卻、潤(rùn)滑、排屑、自動(dòng)換刀等輔助機(jī)能的控制。這些控制有的是實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工必須的，有的是機(jī)床特殊動(dòng)作和功能方面的需要。它可以通過(guò)繼電器、接觸器、變頻器、調(diào)速器等進(jìn)行控制。對(duì)于只需要上述1）、2）兩方面控制的加工設(shè)備，稱為程序控制機(jī)床，簡(jiǎn)稱程控機(jī)床。如：組合機(jī)床、自動(dòng)生產(chǎn)線等�？删幊炭刂破鳎�是實(shí)現(xiàn)以上控制的最佳選擇。3)刀具（或坐標(biāo)軸）移動(dòng)軌跡控制。對(duì)刀具運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行控制，使加工輪廓的必要條件，它包括移動(dòng)速度控制、移動(dòng)位置控制、移動(dòng)軌跡控制等幾個(gè)方面的基本要求，必須通過(guò)采用數(shù)控技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)。

3在數(shù)控機(jī)床上，對(duì)于運(yùn)動(dòng)部件的位移量控制，一般需要通過(guò)檔鐵、行程開(kāi)關(guān)等檢測(cè)元件的發(fā)信和對(duì)執(zhí)行元件的通斷控制實(shí)現(xiàn)。即便采用了侍服驅(qū)動(dòng)裝置的程控機(jī)床，一般也只能對(duì)各運(yùn)動(dòng)部件的移動(dòng)速度、移動(dòng)位置進(jìn)行單獨(dú)的控制和調(diào)整，因此，程控機(jī)床能夠?qū)崿F(xiàn)點(diǎn)位控制，但不能實(shí)現(xiàn)各部件間的“聯(lián)動(dòng)”，任意改變坐標(biāo)軸（或刀具）在平面或空間的移動(dòng)軌跡，故不能成為數(shù)控機(jī)床。

4在數(shù)控機(jī)床上，通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)的“插補(bǔ)”運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)了坐標(biāo)軸的聯(lián)動(dòng)功能。它不僅可以控制移動(dòng)部件的起點(diǎn)與終點(diǎn)坐標(biāo)，而且還能同時(shí)控制各運(yùn)動(dòng)部件每一時(shí)刻的速度和位移，以及各運(yùn)動(dòng)部件間的相互關(guān)系，從而可以將工件加工要求的輪廓形狀。這是數(shù)控機(jī)床與其他機(jī)床的本質(zhì)區(qū)別，也是機(jī)床采取數(shù)控技術(shù)的根本原因。

5機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的基本組成數(shù)控系統(tǒng)是所有數(shù)控設(shè)備的核心。數(shù)控系統(tǒng)的主要控制對(duì)象是坐標(biāo)軸的位移（包括移動(dòng)速度、方向、和位置等），其控制信息主要來(lái)源于數(shù)控加工或運(yùn)動(dòng)控制程序。因此，作為數(shù)控系統(tǒng)最基本的組成應(yīng)該包括：程序的輸入/輸出裝置、數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動(dòng)這三部分。1）輸入/輸出裝置輸入/輸出裝置的主要作用是進(jìn)行數(shù)控加工或運(yùn)動(dòng)控制程序、加工與控制數(shù)據(jù)、機(jī)床參數(shù)以及坐標(biāo)軸位置、檢測(cè)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)等數(shù)據(jù)的輸入、輸出。鍵盤(pán)和顯示器是任何數(shù)控設(shè)備必須的最基本的輸入輸出裝置。此外，根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的不同，還可以配光電閱讀機(jī)、磁帶機(jī)或軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器等。作為外圍設(shè)備，計(jì)算機(jī)是目前常用的輸入/輸出裝置之一。2）數(shù)控裝置數(shù)控裝置是數(shù)控系統(tǒng)的核心。它由輸入/輸出接口線路、控制器、運(yùn)算器和存儲(chǔ)器等部分組成。數(shù)控裝置的作用是將輸入裝置輸入的數(shù)據(jù)，通過(guò)內(nèi)部的邏輯電路或控制軟件進(jìn)行編譯、運(yùn)算和處理，并輸出各種信息和指令，以控制機(jī)床的各部分進(jìn)行規(guī)定的動(dòng)作。此外，根據(jù)系統(tǒng)和設(shè)備的不同，如：在數(shù)控機(jī)床上，還可能有主軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向和起、停指令；刀具的選擇和交換指令；冷卻、潤(rùn)滑裝置的起、停指令；工件的松開(kāi)、夾緊指令；工作臺(tái)的分度等輔助指令。在基本的數(shù)控系統(tǒng)中，它們是通過(guò)接口，以信號(hào)的形式提供外部輔助控制裝置，由外部輔助控制裝置對(duì)以上信號(hào)進(jìn)行必要的編譯和邏輯運(yùn)算，放大后驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的執(zhí)行元件，帶動(dòng)機(jī)床機(jī)械部件、液壓氣動(dòng)等輔助裝置完成指令規(guī)定的動(dòng)作。（3）

一般采用交流伺服電動(dòng)機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)；在先進(jìn)的高速加工機(jī)床上，已經(jīng)開(kāi)始使用直線電動(dòng)機(jī)。在數(shù)控機(jī)床上，伺服驅(qū)動(dòng)的作用主要有兩個(gè)方面：一是按照數(shù)控裝置給定的速度運(yùn)行；二是按照數(shù)控裝置給定的位置定位。因此，伺服驅(qū)動(dòng)的精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能是影響數(shù)控機(jī)床的加工進(jìn)度、表面質(zhì)量和生產(chǎn)率的重要因素之一。

NC(CNC)：數(shù)控的常用英文縮寫(xiě)。由于現(xiàn)代數(shù)控都采用了計(jì)算機(jī)控制，因此，可以認(rèn)為NC和CNC的含義完全等同。如前所述，NC(CNC)在廣義上代表一種控制技術(shù)----數(shù)控技術(shù)；在狹義上代表一種控制系統(tǒng)的實(shí)體----數(shù)控系統(tǒng)；此外，還可以代表一種具體的控制裝置----數(shù)控裝置。SV：伺服驅(qū)動(dòng)的常用英文縮寫(xiě)。按日本JIS標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的術(shù)語(yǔ)，它是“以物體的位置、方向、狀態(tài)等作為空置量，追蹤目標(biāo)值的任意變化的控制機(jī)構(gòu)”。簡(jiǎn)言之，它是一種

能夠自動(dòng)跟隨目標(biāo)位置等物理量的控制裝置。PC：可編程序控制器的英文縮寫(xiě)。隨著個(gè)人計(jì)算機(jī)的日益普及，為了避免和個(gè)人計(jì)算機(jī)（亦稱：PC機(jī)）混淆，現(xiàn)在一般都將可編程序控制器稱為可編程序邏輯控制器或可編程序機(jī)床控制器。因此，在數(shù)控機(jī)床上，PC、PLC、PMC具有完全相同的含義。

在數(shù)控機(jī)床上，為了進(jìn)行零件的加工，可以通過(guò)如下步驟進(jìn)行：1）根據(jù)被加工零件的圖樣與工藝方案，用規(guī)定的代碼和程序格式，將刀具的移動(dòng)軌跡、加工工藝過(guò)程、工藝參數(shù)、切削用量等編寫(xiě)成數(shù)控系統(tǒng)能夠識(shí)別的指令形式。2）將所編寫(xiě)的加工程序輸入數(shù)控裝置。3）數(shù)控裝置對(duì)輸入的程序（代碼）進(jìn)行譯碼、運(yùn)算處理，并向各坐標(biāo)軸的伺服驅(qū)動(dòng)裝置和輔助機(jī)能控制裝置發(fā)出響應(yīng)的控制信號(hào)，以控制機(jī)床的各部件的運(yùn)動(dòng)。4）在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，數(shù)控系統(tǒng)需要隨時(shí)檢測(cè)機(jī)床的坐標(biāo)軸位置、行程開(kāi)關(guān)的狀態(tài)等，并與程序的要求相比較，以決定下一步動(dòng)作，直到加工出合格的零件。5）操作者可以隨時(shí)對(duì)機(jī)床的加工情況、工作狀態(tài)進(jìn)行觀察、檢查，必要時(shí)還需要對(duì)機(jī)床動(dòng)作和加工程序進(jìn)行調(diào)整，以保證機(jī)床安全、可靠地運(yùn)行。作為數(shù)控機(jī)床的基本組成，它應(yīng)包括：輸入/輸出裝置、數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動(dòng)和反饋裝置、輔助控制裝置以及機(jī)床本體等部分。

測(cè)量裝置的作用是檢測(cè)數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)軸的實(shí)際位置和移動(dòng)速度，檢測(cè)信號(hào)被反饋輸入到機(jī)床的數(shù)控裝置或伺服驅(qū)動(dòng)中，數(shù)控裝置或伺服驅(qū)動(dòng)對(duì)反饋的實(shí)際位置和速度與給定值進(jìn)行比較，并向機(jī)床輸出新的位移、速度指令。檢測(cè)裝置的安裝、檢測(cè)信號(hào)反饋的位置，決定于數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式。輔助控制裝置的主要作用是根據(jù)數(shù)控裝置輸出的主軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向和啟停指令；刀具的選擇和交換指令；冷卻、潤(rùn)滑裝置的啟停指令；工件和機(jī)床部件的松開(kāi)、夾緊與工作臺(tái)轉(zhuǎn)位等輔助指令所提供的信號(hào)，以及機(jī)床上檢測(cè)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)等信號(hào)，經(jīng)過(guò)必要的編譯和邏輯運(yùn)算，經(jīng)放大后驅(qū)動(dòng)相應(yīng)執(zhí)行的元件，帶動(dòng)機(jī)床機(jī)械部件、液壓氣動(dòng)等輔助裝置完成規(guī)定的動(dòng)作。輔助控制裝置通常由PLC和強(qiáng)電控制回路構(gòu)成。

數(shù)控機(jī)床的加工，其實(shí)質(zhì)是應(yīng)用了“微分”原理。其工作原理與過(guò)程如下1）數(shù)控裝置根據(jù)加工程序要求的刀具軌跡，將軌跡按機(jī)床對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)軸，以最小移動(dòng)量（脈沖當(dāng)量）進(jìn)行微分，并計(jì)算出各軸需要移動(dòng)的脈沖數(shù)。2）通過(guò)數(shù)控裝置的插補(bǔ)軟件或插補(bǔ)運(yùn)算器，把要求的軌跡用以“最小移動(dòng)單位”為單位的等效折線進(jìn)行擬合，并找出最接近理論軌跡的擬合折線。3）數(shù)控裝置根據(jù)擬合折線的軌跡，給相應(yīng)的坐標(biāo)軸連續(xù)不斷地分配進(jìn)給脈沖，并通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)使機(jī)床坐標(biāo)軸按分配的脈沖運(yùn)動(dòng)。由上可見(jiàn)：第一、只要數(shù)控機(jī)床的最小移動(dòng)量（脈沖當(dāng)量）足夠小，所用的擬合折線就安全可以等效代替理論曲線；第二、只要改變坐標(biāo)軸的脈沖分配方式，既可以改變擬合折線的形狀，從而達(dá)到改變加工軌跡的目的；第三、只要改變分配脈沖的頻率，既可以改變坐標(biāo)軸（刀具）的運(yùn)動(dòng)速度。這樣就實(shí)現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床控制刀具移動(dòng)軌跡的根本目的。以上根據(jù)給定的數(shù)學(xué)函數(shù)，在理想軌跡（輪廓）的已知點(diǎn)之間，通過(guò)數(shù)據(jù)點(diǎn)的變化，確定一些中間點(diǎn)的方法，稱為插補(bǔ)。顯然，當(dāng)數(shù)控機(jī)床的聯(lián)動(dòng)軸數(shù)越多，機(jī)床加工輪廓的性能就越強(qiáng)。因此，聯(lián)動(dòng)軸的數(shù)量是衡量數(shù)控機(jī)床性能的重要技術(shù)指標(biāo)之一

無(wú)位置反饋裝置的數(shù)控機(jī)床稱為開(kāi)環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。使用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)（包括電液脈沖馬達(dá)）作為伺服執(zhí)行元件，是其最明顯的特點(diǎn)。在開(kāi)環(huán)控制數(shù)控機(jī)床中，數(shù)控裝置輸出的脈沖，經(jīng)過(guò)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的環(huán)形分配器或脈沖分配軟件的處理，并通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行功率放大，最終控制了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的角位移。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)再經(jīng)過(guò)減速裝置（或直接聯(lián)接）帶動(dòng)了絲桿旋轉(zhuǎn)，通過(guò)絲桿將角位移轉(zhuǎn)換為移動(dòng)部件的直線位移。因此，控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速，就可以間接控制移動(dòng)部件的移動(dòng)速度與位移量。

半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床特點(diǎn)是：機(jī)床的轉(zhuǎn)動(dòng)絲桿或伺服電動(dòng)機(jī)上裝有角位移檢測(cè)裝置（如光電編碼器等），通過(guò)它檢測(cè)絲桿的轉(zhuǎn)角，從而間接地檢測(cè)了移動(dòng)部件的位移。角位移信號(hào)被反饋到數(shù)控裝置或伺服驅(qū)動(dòng)中，實(shí)現(xiàn)了從數(shù)控裝置到電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)角間的閉環(huán)自動(dòng)調(diào)節(jié)。同樣，由于伺服電動(dòng)機(jī)和絲桿相連，通過(guò)絲桿將旋轉(zhuǎn)活動(dòng)轉(zhuǎn)換為移動(dòng)部件的直線位移，因此，間接控制了移動(dòng)部件的移動(dòng)速度與位移量。這種結(jié)構(gòu)，只對(duì)電動(dòng)機(jī)或絲桿的角位移進(jìn)行了閉環(huán)控制，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)對(duì)最終輸出的直線位移的閉環(huán)控制，故稱為“半閉環(huán)控制”。

數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)1生產(chǎn)率高在數(shù)控機(jī)床上，由于主軸的轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量都可以任意選擇，由于數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)剛性好，一般都允許進(jìn)行較大切削用量的強(qiáng)力切削，提高了數(shù)控機(jī)床的切削效率，節(jié)省了實(shí)際加工時(shí)間;數(shù)控機(jī)床的移動(dòng)部件的空行程運(yùn)動(dòng)速度大大高于普通機(jī)床，;數(shù)控機(jī)床更換被加工零件時(shí)一般都不需要重新調(diào)整;數(shù)控機(jī)床加工零件的尺寸一致性好，質(zhì)量穩(wěn)定，一般只需要做首件檢驗(yàn);數(shù)控機(jī)床可以實(shí)現(xiàn)精確、快速定位，節(jié)省了“劃線”時(shí)間。2良好的經(jīng)濟(jì)效益數(shù)控機(jī)床雖然設(shè)備價(jià)格較高，分?jǐn)偟矫總�(gè)零件的加工費(fèi)用較普通機(jī)床高，但使用數(shù)控機(jī)床加工，可以通過(guò)上述優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)出整體效益。特別是數(shù)控機(jī)床的加工精度穩(wěn)定，減少了廢品，降低了生產(chǎn)成本；此外，數(shù)控機(jī)床還可一機(jī)多用，節(jié)省廠房面積和投資。3有利于現(xiàn)代化管理采用數(shù)控機(jī)床加工，能準(zhǔn)確地計(jì)算零件加工工時(shí)和費(fèi)用，簡(jiǎn)化了檢驗(yàn)工、夾具，減少了半成品的管理環(huán)節(jié)，有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化。

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