第一篇：鄭州大學機床數控技術期末考試題總結

第一章 機床數控技術概述

機床數控技術是由編程技術、程序載體、人機交換裝置、數控系統和機床本體組成。

人機交互裝置的作用是將程序載體的數控代碼輸送到數控系統的內存器，對加工程序進行編輯和調試，顯示數控機床的運行狀態、機床參數及坐標軸位置。CNC系統是數控系統的核心。

數控編程方法主要有：手動編程、自動編程 伺服系統是CNC系統和機床本體的聯系環節。數控機床的特點：①適應性、靈活性好②質量穩定、精度高③生產效率高④勞動強度低、勞動條件好⑤有利于現代化生產與管理⑥具有監控功能和故障診斷能力⑦使用、維護技術要求。

數控機床的分類：①按運動控制方式分類：點位控制數控機床、直線控制數控機床、輪廓控制數控機床②按伺服系統類型分類：開環、半閉環、閉環私服系統控制數控機床③按功能水平分類:低、中、高檔數控機床④按工藝方法分類：金屬切削數控機床、金屬成形數控機床、特種加工數控機床。

數控機床按照伺服系統的分類及其特點：①開環伺服系統控制數控機床：沒有位置測量反饋裝置，控制指令通過驅動裝置控制電動機的運轉，經機械傳動系統轉化為刀具或者工作臺的位移。結構簡單，制造成本低，價格便宜，位移精度一般不高②半閉伺服系統控制數控機床：用安裝在進給絲桿軸端或電動機軸端的角位移測量元件檢測伺服電動機或絲桿的角位移，間接計算出工作臺等執行部件的實際位置值，并與指令位置進行比較，進行差值控制。有穩定的控制特性，相當高的精度且調試比較方便，價格比全閉環系統便宜，廣泛應用③閉環伺服系統控制數控機床：用直接安裝在機床刀架或工作臺等執行部件上的位置反饋測量裝置檢測它們的實際位置，并與插補得到的指令位置比較，經放大和變換，驅動執行部件減少誤差，直到消除。位置精度高、調節速度快、系統復雜不穩定和成本高，適用于精度要求高的數控機床。

9、機床數控技術的發展趨勢：①向高速度、高精度方向發展②想柔性化、功能集成化方向發展③向智能化方向發展④向高可靠性方向發展⑤向網絡化方向發展⑥向造型宜人化方向發展。

10、數控機床的控制原理：數控車床是用數字化的信息來實現自動化控制的，將與加工零件有關的信息—工件與刀具相對運動軌跡的尺寸參數，切削加工的工藝參數，以及各種輔助操作等加工信息—用規定的文字、數字和符號組成的代碼，按一定的格式編寫成加工程序單，將加工程序通過控制介質輸入到數控裝置中，由數控裝置經過分析處理后，發出各種與加工程序相對應的信號和指令控制機床進行自動加工。

第二章 數控機床的插補原理及道具補償

所謂插補就是根據所給定的進給速度和輪廓形狀的要求，在輪廓已知點之間，確定一些中間點的方法，這種方法稱為插補方法或插補原理。插補的實質是輪廓線上起點和終點等有限信息，完成起點和終點間的數據點密化。目前常用的插補方法可分為脈沖增量插補和數據采樣插補。

脈沖增量插補：逐點比較法、數字積分法；數據采樣插補：直線函數法、擴展數字積分法。

逼近誤差δ與進給速度F、插補周期T的平方成正比，與圓弧半徑R成反比。

逐點比較法插補原理：基本原理是每次僅向一個坐標軸輸出一個進給脈沖，每走一步將增加工點的瞬時坐標與理論的加工軌跡相比較，判斷實際加工點與理論加工軌跡的偏差位置，通過偏差函數計算二者之間的偏差，從而決定下一步的進給方向。每進給一步都要完成偏差判斷、坐標進給、新偏差計算、終點判別四個工作節拍。擴張DDA插補原理：數字積分法又稱為數字微分分析器，是利用數字積分的原理，計算刀具沿坐標軸的位移，使刀具沿著所加工的軌跡運動。擴展DDA算法是在DDA積分法的基礎上發展起來的，將時間T1用采樣周期T分割為n個子區間，n取最接近大于等于T1/T的整數，從而由起點、終點、速度、時間可計算出在每個采樣周期T內的坐標增量，進而計算出每個動點的位置坐標值。

數據采樣插補法終點判別的作用：使插補運算在插補到軌跡終點時停止插補。插補的速度取決于插補方法和終點判別方法。

刀具半徑補償：輪廓加工過程中，由于刀具總具有一定的半徑，刀具中心的運動軌跡并不等于所加工零件的輪廓，在進行輪廓加工時，使刀具中心偏離零件的輪廓表面一個刀具半徑值。執行過程分為三個部分：刀具補償建立、刀具補償進行、刀具補償撤銷。刀具半徑補償類型：縮短型、伸長型、插入型

C刀補償的方法：CNC系統工作后，第一段程序首先被讀入BS，在BS中算得第一段程序編程的軌跡送到CS中暫存，又將第二段程序讀入BS，算出第二段的編程軌跡，然后對第一段、二段編程軌跡的連接方式進行判別，根據判別結果對第一段編程軌跡做相應的修正，修正結束后，順序的將修正后的第一段程序軌跡有CS送到AS，第二段軌跡有BS送到CS，隨后，由CPU將AS中的內容送到OS進行初步運算，運算結果送到伺服機構以完成驅動動作。當修正了第一段軌跡程序開始執行時，利用插補間隙，CPU有命令讀入第三段程序讀入BS，隨后根據第二、第三段的連接方式對第二段進行修正。如此往復，可見C刀補工作狀態下，CNC系統內總是同時存在著三個程序段的信息。

機床坐標系與工件坐標系有何區別和聯系：機床坐標系是機床上固定的坐標系，用于確定被加工零件在機床中的坐標、機床運動部件的位置以及運動范圍。機床坐標系的原點是機床上的固定點，亦是工件坐標系、機床參考系的基準點，有機床制造廠確定。工件坐標系是編程人員在編制零件加工程序時使用的坐標系，可根據零件圖紙自行確定，用于確定工件幾何圖形上的點、直線、圓弧等各幾何要素的位置。工件坐標系原點可用程序指令來改變。加工時，工件隨家具安裝在機床上后，測量工件原點與機床原點的相對距離，可以得到工件原點的偏置值。該值在加工前需要輸入到數控系統，加工時工件原點偏置值便能自動加到工件坐標系上，是數控系統按機床坐標系確定的工件坐標值進行加工。

第三章 數控機床的控制伺服系統

機床的主軸運動和伺服進給運動是機床的基本形成運動。

數控系統的位置控制是伺服系統的重要組成部分。閉環或者半閉環的數控機床的加工精度主要由檢測系統的精度決定。位置檢測裝置的精度主要包括系統精度和分辨率。常用的位置測量裝置有：脈沖編碼器、感應同步器、光柵。

脈沖編碼器：根據輸出信號形式不同，分為絕對式編碼器、脈沖增量式編碼器。根據內部結構和檢測方式分為：接觸式、光電式、電磁式。工作原理：當圓光柵旋轉時，光線透過兩個光柵的線紋部分，形成明暗條紋。光電元件接受這些明暗相間的光信號，轉換為交替變化的電信號，該信號為兩組近似于正弦的電流信號A和B、A非和B非的相位差90。經放大整形后變成方波形成兩個光柵的信號。光電編碼器還有一個“一轉脈沖”，稱為Z相脈沖，每轉產生一個，用來產生機床的基準點。脈沖編碼器的輸出信號作為位移測量脈沖以及經過頻率/電壓變換作為速度反饋信號，進行速度調節。應用：位移測量、主軸控制、測速、零脈沖用于回參考點控制

感應同步器：分為直線型、旋轉型。工作原理：利用電磁耦合原理，將位移或者轉角變成電信號。即使滑尺與定尺相互平行，并保持一定的距離。向滑尺通以交流激磁電壓，則在滑尺中產生激磁電流，繞組周圍產生按正弦規律變化的磁場，由電磁感應原理，在定尺上產生感應電壓，當滑尺與定尺間產生相對位移是，由于電磁耦合的變化，使定尺上感應電壓隨位移的變化而變化?；呙恳苿右粋€節距，感應電壓變化一個周期。按工作方式不同，感應同步器分為：定尺

激勵，滑尺輸出；滑尺激勵，定尺輸出。特點：精度高、測量長度不受限制、工作可靠、抗干擾性強、維護簡單、壽命長、輸出信號比較弱，需要放大倍數較高的前置放大器。光柵傳感器：光柵由標尺光柵和指示光柵兩部分組成。標尺光柵一般按裝在機床活動部件上，光柵讀數頭安裝在機床固定部件上。指示光柵裝在光柵讀數頭中。當光柵讀數頭相對于標尺光柵移動時，指示光柵便在標尺光柵上相對移動。光柵檢測裝置由：電源、透鏡、標尺光柵、指示光柵、光電轉換元件（讀數頭）和測量電路組成。若標尺光柵和指示光柵的柵距相等，指示光柵在其自身平面內相對于標尺光柵傾斜一個很小的角度，兩塊光柵的刻線就會相交。當燈光通過聚光鏡呈平行光線垂直照射在標尺光柵上，在兩塊光柵線相交的鈍角平分線上，出現明暗交替、間隔相等的粗短條紋，稱之為莫爾條紋。當光柵移動一個柵距d時，莫爾條紋也相應移動一個莫爾條紋寬度w；若光柵移動方向相反，則莫爾條紋移動方向也相反。莫爾條紋移動方向與兩光柵夾角的平分線平行。這樣，測量光柵水平方向的移動的微小距離就可以用檢測莫爾條紋移動的變化代替。光柵讀數頭又叫光柵轉換器，它把光柵莫爾條紋變成電信號。莫爾條紋的特點：具有放大作用、具有誤差均化作用、利用莫爾條紋測量位移。鑒向倍頻電路不僅可以起到辨別方向的作用，還可以起到細分的作用，以提高光柵的分辨率。

調速范圍是指數控機床要求電動機提供的最高轉速和最低轉速之比。

數控機床伺服驅動系統是以機床移動部件的位置和速度為控制量的自動控制系統。

伺服系統的基本要求：高精度、穩定性好、響應速度快，無超調、電動機調速范圍寬、低速大轉矩、可靠性高。

穩定性是直接影響數控加工精度和表面粗糙度的重要指標。

步進電機是一種用電脈沖信號進行控制、并將電脈沖信號轉化成響應的角位移的執行器，也成為脈沖電機。角位移量與脈沖數成正比，起轉速與脈沖信號輸入的頻率成正比，通過改變頻率就可以調節電動機轉速。反應式步進式電動機的工作原理是電磁吸引。步進角：是指每給一個脈沖信號，電動機轉子應轉過角度的理論值。??360其中m為定mzk子相數；z為轉子齒數；k為通電系數

步進電動機的環形分配器的功能：步進電動機額驅動控制由環形分配器和功率放大器組成。將數控系統送來的一串指令脈沖，按步進電動機要求的通電順序 分配給步進電動機的驅動電源的各組繞組輸入端，以控制勵磁繞組的通斷，實現步進電動機的運行及轉向。當步進電動機在一個方向上連續運行時，其各相通、斷的脈沖分配是一個循環，因此稱為環形分配器。環形分配器的輸出不僅是周期性的，又是可逆的。

直流伺服電動機的調速原理與方法：工作原理是建立在電流切割磁力線產生電磁轉矩基礎上。直流電動機的調速方法：改變電樞電壓（調速范圍較寬的恒轉矩特性，常用）；改變磁通量（恒功率特性）；改變電樞電路的電阻（特性較軟，不能無極調速）

直流伺服電動機的調速（脈寬調制）：是功率晶體管工作于開關狀態，開關頻率保持恒定，用改變開關導通時間的方法來調整晶體管的輸出，使電動機兩端得到寬度隨時間變化的電壓脈沖。當開關在每一周期內的導通時間隨時間發生連續地變化是時，電動機電樞得到的電壓平均值也隨著時間連續變化，而由于內部的連續電流和電樞電感的濾波作用，電樞上的電流則連續的改變，從而達到調節電機轉速的目的。永磁式交流同步伺服電動機nr?ns?60f1 p異步式交流伺服電動機nr?n（?s1?s）60f1（1?s）p直流電機的原理：設想把一臺旋轉運動的感應電動機沿著半徑的方向剖開，并且展平，這就成了一臺直流感應電機。在直線電機中，相當于旋轉電機定子的，叫初級；相當于旋轉電機轉子的叫次級。當初級繞組通入交流電源時，便在氣隙中產生行波磁場，次級在磁場切割下，將感應出電動勢并產生電流，該電流與氣隙中得到磁場相互作用就產生電磁推力。如果初級固定，則次級在推力作用下做直線運動，反之，則初級做直線運動。

直流電動機的特點：高速響應性、高精度性、速度快，加減速過程短、高效率、運行時噪聲低、動態剛度高、推力平穩、行程長度不受限制、采用全閉環控制系統。

數控機床的進給伺服系統和主軸伺服系統都是由：數控系統（CNC）、伺服驅動系統（驅動器）、執行元件（伺服電機）組成。

數控機床的機械結構

數控機床機械結構特點：①支撐件的高度化②傳動結構簡約化③傳動元件精密化④輔助操作自動化

數控機床的傳動方式：①二級齒輪變速的主傳動方式②定比傳動帶的主傳動方式③主軸電動機直接驅動的主傳動方式④電主軸

滾珠絲桿螺母副的原理：與普通絲桿螺母副基本相同，即利用螺旋面的升角使螺旋運動轉變為直線運動，但普通絲桿螺母副中螺母和絲桿之間為滑動摩擦，而滾珠絲桿螺母副中，由于在螺母和絲桿的運動面之間的滾珠而變為滾動摩擦。滾珠絲桿螺母副的特點：①效率高②精度高③微進給④高剛度無間隙⑤進給速度高。滾珠絲桿螺母副按照螺母結構分為：反向管型、導向管型、法蘭盤型 滾珠絲桿螺母副的預緊：雙螺母預緊、偏移預緊、常用力預緊。

現代數控機床采用的導軌主要有：熟料滑動導軌、滾動導軌、靜壓導軌

選刀方法有順序選刀和任意選刀。目前大多數采用任意選刀方式，其分為刀套編碼、刀具編碼和記憶式。

數控機床編程

刀具在機床上的位置是由刀位點的位置表示的。刀位點就是表示刀具特征的點?；c：各幾何元素的連接點。節點：逼近線段的交點或切點。

用直線逼近非圓曲線可以采用：弦線逼近法、割線逼近法、切線逼近法： 編程題：認真看課本

數控機床的加工操作

在進行加工前，首先要完成：準備工件、準備刀具、準備夾具、裝夾工件。其次在數控機床加工工件前的工作還包括：側量和設定工件的原點，測量和設定刀具的數據，必要時選擇和設定用戶參數，通過各種方式編輯和輸入加工程序，并對程序進行檢查、修改、調試知道程序達到了能在自動運行方式下正確加工出工件。數控機床的通電與斷電：?通電前的準備?機床通電①合上車床主電源開關②檢查主電動機的冷卻風扇是否啟動，車床照明燈是否亮，潤滑泵和液壓泵是否啟動③按下車床操作面板上的通電按鍵[｜]，系統啟動④通電數秒后顯示屏是否有顯示，如果通電后有警報，就會提示警報信息⑤檢查安裝在車床上的總壓力表，若表頭讀書是4MPa，說明壓力正常，可以進行下面操作。?①按下機床操作面板上的斷電按鍵[o]②斷開電箱上的自動刀閘開關③檢查面板上的燈是否關閉④檢查機床上所有運動是否停止。數控機床一般的操作步驟：①編制程序②開機床③返回參考點④輸入加工程序⑤程序的編輯⑥試運行程序⑦找正、對刀⑧進行連續加工⑨操作顯示⑩程序的輸出①關機。

第二篇：機床數控技術復習題2012

《機床數控技術》復習題

一、填空

（1）CNC（MDI FMC FMS CIMS LCD DNC）是（）的縮寫。

（3）零件輪廓的基點計算主要使用（計算法）和（CAD繪圖查詢法）

（4）數控機床加工程序的自動編制主要有（）和（）兩種方法。

（5）采用直線段分割逼近曲線時，節點的計算方法主要有（）、（等步長法）和（）。

（6）數控車床的刀具補償功能包括（刀具位置）補償和（刀尖圓弧半徑）補償。

（7）CNC系統具備多種補償功能，除了刀具尺寸補償外，一般還具備（滾珠絲杠螺距誤差）補償、（滾珠絲杠反向間隙）補償。

（8）從CNC使用的CPU及結構來分，一般分為（）和（）兩大類。

（9）多CPU結構的CNC系統的典型結構是（）和（）。

（10）CNC系統的軟件結構的特點是（），（）和（）。

（11）目前CNC系統普遍采用的插補算法可分為兩大類：（）和（）。

（12）常用的基準脈沖插補方法有（）和（），它們的插補誤差是（）。

（13）常用的數據采樣圓弧插補方法有（直線函數法（弦線法）），（擴展DDA法），（一階遞歸函數法）和（二階遞歸函數法）。

（14）數控機床的位置檢測裝置有（旋轉變壓器）、（磁柵）、（感應同步器）、（光柵尺）和（光電旋轉編碼器）。

（15）目前，大多數閉環數控機床采用的位置檢測裝置是（）、大多數半閉環數控機床采用的位置檢測裝置是（）。

（16）當光柵尺移動一個柵距d時，莫爾條紋的移動W是（）。

直線光柵有（玻璃投射光柵）和（金屬反射光柵）兩大類。

（17）旋轉編碼器可分為（絕對值式）和（脈沖增量式）兩大類

（18）絕對式旋轉編碼器的碼盤有(二進制碼盤)和（），后者可消除（）誤差。

（19）SPWM的主驅動電路由（）、（濾波器）、（）組成。

（20）步進電動機環形分配方法有（）和（）兩大類。

（21）步進電機的驅動電源有（單電壓驅動電源），（雙電壓驅動電源），（斬波恒流驅動電源）和（細分驅動電源）等。

（22）數控機床采用的步進電機通常有（）和（）兩大類。

（23）數控機床進給用三相永磁同步電機主要由（三相定子繞組）,（永磁材料轉子）和（編碼器）組成。

（24）機床有級變速主傳動的主軸轉速通常按（）排列。

（25）數控機床采用的導軌主要有（），（）和（）。

（26）加工中心的選刀方式很多，目前絕大多數采用（記憶式選刀）。

（27）與普通帶傳動相比，同步齒形帶傳動的優點是（）。

（28）數控車床回轉刀架的換刀動作包括（）、（）和（）三個主要動作。

（29）現代數控機床的塑料導軌可分為（聚四氟乙烯塑料帶粘貼式）和（環氧樹脂注塑式）。

（30）現代數控機床采用的滾動導軌主要有（），（），（）三種。

（31）常見的現代數控機床自動換刀裝置主要是（數控車床的自動刀架）和（加工中心的自動換刀系統）兩種。

（32）加工中心的自動換刀系統有（磚塔頭式）和刀庫式，刀庫式有（機械手換刀式）和（無機械手換刀式）。

（33）加工中心的刀庫類型很多，主要是(圓盤刀庫)、(鏈式刀庫)，還有（格子箱刀庫）和(直線刀庫)。

（34）數控銑鏜床和銑鏜加工中心的主軸具有自動夾刀裝置和壓縮空氣噴頭，前者的作用是（換刀時，松開刀柄，把用過的刀具拔出；然后夾緊新插入的刀柄），后者的作用是換刀時（要吹入壓縮空氣，對刀夾和刀柄進行清潔）。

（35）數控機床常用的回轉工作臺有（數控回轉工作臺）和（分度工作臺）兩種。

（36）數控回轉工作臺除了分度和轉位功能外，還能實現（圓周伺服進給）功能。

（37）機床主傳動的（“零傳動”）可由（電主軸（即內置電動機主軸））實現；數控機床進給系統的(“零傳動”)由（直線電機）實現。

（38）CNC系統的主要工作過程依次是（輸入程序和數據），（譯碼），（），（進給速度處理），（），（）。

（39）數控裝置與PLC、驅動裝置等可采用（現場總線網）實現通訊連接。

（40）數控機床主軸的滾動軸承常采用（錐孔雙列圓柱滾子軸承），（角接觸球軸承）（雙向推力角接觸球軸承），（圓錐滾子軸承）等。

（41）大多數數控機床的主軸部件采用（滾動軸承），有的重型數控機床采用（液體靜壓軸承），高速高精度數控機床采用（氣體靜壓軸承），（超高速數控機床）采用（磁力軸承）或（陶瓷滾動軸承）。

（42)數控機床的進給傳動鏈中，將伺服進給電動機的旋轉運動轉換為（直線運動）的機構，主要是（滾珠絲杠螺母副），（大、重型或精密機床）也采用（液體靜壓絲杠螺母副）和（液體靜壓蝸桿蝸條副）。

(43)FANUC數控系統指令的（G81,G82,G83,G71,G72,G73,G70，G90,G92,G94)是（）指令。

二、名詞解釋（每題2~3分）

（1）數控機床的機床零點和參考點

（2）中斷處理

（3）CNC裝置的插補

（4）晶體管脈寬調制（PWM）

（5）正弦波脈寬調制（SPWM）

（7）電主軸

（8）直線電機

（9）零件輪廓曲線的節點

（10）數控加工編程中的模態指令與非模態指令

(11)步進電機，反應式或混合式步進電機

（12）加工中心的記憶式選刀方式

（13）分度工作臺和數控回轉工作臺

（14）同步帶

(15)逐點比較法，數字積分法，遞歸函數計算法

三、回答下列問題

（1）簡述數控機床的特點？

（2）繪圖說明CNC系統的零件加工控制流程。

（3）繪圖說明CNC機床的組成。

（4）當前用于交流電機調速的通用變頻器的特點是什么？

（5）什么是SPWM波調制？

（6）交流伺服電動機的矢量控制原理。

（7）當前數控機床主軸的調速方法有哪幾種類型。

（8）簡述滾珠絲杠的主要支承形式與特點。

（9）什么是數據采樣插補？其插補精度如何？

（11）什么是滾珠絲杠螺母副的軸向間隙？有哪幾種常用的消隙和預緊方法？

（12）數控機床刀具補償原理是什么？

（13）寫出三

（五）相 步進的通電方式。

（14）什么是多重中斷型CNC系統軟件結構

（15）簡述數控機床機械結構的特點

（16）簡述刀具半徑補償的優點？

四、有三

（五）相步進電機，直接通過滾珠絲杠驅動工作臺運行。

①已知步進電機轉子齒數Z=100（80…..），采用三相六拍（三相三拍、五相五拍、五相十拍）通電方式，求該步進電機的步距角α；

② 已知絲杠導程S=6（10....）mm，求該坐標軸的脈沖當量δ；③ 若工作臺的運行速度V=4M/min等，求步進電機脈沖的輸入頻率f；

五、有交流伺服電機，通過同步帶和滾珠絲杠驅動工作臺運行。

已知電機上的光電編碼器的精度為2000P/r，電機軸上的帶輪齒數Z1=20，絲杠導程S=6mm，絲杠上的帶輪齒數Z2=30，求該坐標軸的脈沖當量δ；

六、數控加工編程，作業題

（1）車加工，工件坐標系（G50），刀具位置補償，刀具類型，編號，刀具參數（如切斷刀寬度）。

（2）銑加工，工件坐標系(G54)，刀具半徑補償，長度補償，刀具類型，編號，刀具參數（如銑刀直徑等）。

第三篇：機床數控技術復習題2013

《機床數控技術》復習題

一、填空

（1）CNC（MDI FMC FMS CIMS LCD DNC）是（）的縮寫。

（3）零件輪廓的基點計算主要使用（計算法）和（CAD繪圖查詢法）

（4）數控機床加工程序的自動編制主要有（）和（）兩種方法。

（5）采用直線段分割逼近曲線時，節點的計算方法主要有（）、（等步長法）和（）。

（6）數控車床的刀具補償功能包括（刀具位置）補償和（刀尖圓弧半徑）補償。

（7）CNC系統具備多種補償功能，除了（刀具尺寸補償）外，一般還具備絲杠的（滾珠絲杠螺距誤差）補償、（滾珠絲杠反向間隙）補償。

（8）從CNC使用的CPU及結構來分，一般分為（）和（）兩大類。

（9）多CPU結構的CNC系統的典型結構是（）和（）。

（10）CNC系統的軟件結構的特點是（），（）和（）。

（11）目前CNC系統普遍采用的插補算法可分為兩大類：（）和（）。

（12）常用的基準脈沖插補方法有（）和（）。

（13）常用的數據采樣圓弧插補方法有（切線法（一階DDA法），（弦線法（直接函數算法）），（割線法（二階DDA算法）。

（14）數控機床的位置檢測裝置有（旋轉變壓器）、（磁柵）、（感應同步器）、（光柵尺）和（光電旋轉編碼器）。

（15）目前，大多數閉環數控機床采用的位置檢測裝置是（）、大多數半閉環數控機床采用的位置檢測裝置是（）。

（17）當光柵尺移動一個柵距d時，莫爾條紋的移動W是（）。

根據標尺光柵的材料，直線光柵有（玻璃投射光柵）和（金屬反射光柵）兩大類。

（18）絕對式旋轉編碼器的碼盤有(二進制碼盤)和（），后者可消除（）誤差。

（19）旋轉編碼器可分為（絕對值式）和（脈沖增量式）兩大類

*（20）SPWM變頻器由（）、（濾波器）、（）和（SPWM控制電路）組成。

（21）步進電動機環形分配方法有（）和（）兩大類。

*（22）步進電機的驅動電源有（單電壓驅動電源）、（雙電壓斬波恒流驅動電源）（）（細分驅動電源）等。

（23）數控機床采用的步進電機通常有（）和（）兩大類。

*（24）數控機床的進給用三相交流永磁同步電機上一般都裝有增量式光電編碼器，其主要作用是（）（）（）和（回參考點控制時的零位標志脈沖）。

（25）機床有級變速主傳動的主軸轉速通常按（）排列。

（26）現代數控機床采用的導軌主要有（），（）和（）三種類型

（27）加工中心的選刀方式很多，目前絕大多數采用（記憶式選刀）。

（28）與普通帶傳動相比，同步齒形帶傳動的優點是（）。

（29）數控車床回轉刀架的換刀動作包括（（）、（）和（））三個主要動作。

（30）現代數控機床的塑料導軌可分為（）（）

（31）現代數控機床采用的滾動導軌主要有（）（）兩種。

（32）常見的現代數控機床自動換刀裝置主要是（）（）兩種。

（33）加工中心的刀庫類型很多，主要是(圓盤刀庫)和(鏈式刀庫)兩種類型。1

（34）數控機床常用的回轉工作臺有（數控回轉工作臺）和（分度工作臺）兩種。數控回轉工作臺除了（分度和轉位功能）外，還能實現（圓周伺服進給）功能。

（35）機床主傳動的（“零傳動”）由（電主軸（即內置電動機主軸））實現；數控機床進給系統的(“零傳動”)由（直線電機）實現。

（36）CNC系統的主要工作過程依次是（輸入程序和數據），（譯碼），（），（進給速度處理），（），（）。

現代數控裝置與PLC、驅動裝置等的連接一般采用（現場總線網）實現通訊連接。*（37）一般要求數控機床主軸轉速在（）段為（），在（）段為（）。

（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）現代CNC系統的插補功能實際上分為（）（）兩個過程，前者采用（）法，每次插補一個（），后者采用（）法，輸出（）。

二、名詞解釋（每題2~3分）

（1）數控機床的坐標系的原點和參考點

（2）計算機的中斷處理

（3）逐點比較法插補

*（4）數據采樣插補

（5）晶體管脈寬調制（PWM）

（6）正弦波脈寬調制（SPWM）

（7）多重中斷型CNC系統軟件結構

（8）矢量控制

（9）電主軸

（10）直線電機

（11）零件輪廓曲線的節點

（13）數控加工編程中的模態指令與非模態指令

（14）機床的靜剛度和動剛度

(15)步進電機，反應式或混合式步進電機

（16）加工中心的記憶式選刀方式

（17）分度工作臺和數控回轉工作臺

（18）基于Linux的開放式結構數控系統

（19）現場總線

（20）步進電機的環形分配器及其類型

三、回答下列問題

（1）簡述數控機床的特點是什么？

（2）繪出CNC系統的一般結構框圖。

（3）當前用于交流電機調速的通用變頻器的特點是什么？

（4）簡述SPWM變頻器的功能。

（5）繪出三相異步交流電動機矢量控制的原理框圖、說明其工作原理。（《機床電氣控制技術》p267）

（6）當前數控機床主軸的調速方法有哪幾種類型。

（7）簡述滾珠絲杠的類型、主要支承形式的特點及應用。

*（8）什么是數控機床主軸的分段無級調速？特點是什么？

（9）什么是滾珠絲杠螺母副的軸向間隙？有哪幾種常用的消隙和預緊方法？

（10）什么是數控車床的刀具補償？如何建立數控車床刀具補償數據？

（11）什么是步進電機、步進電機的脈沖分配器？步進電機驅動器的作用和類型？

（12）寫出三

（五）相 步進的通電方式。

（13）CNC軟件系統的特點和結構類型什么？什么是多重中斷型CNC系統軟件結構

（14）簡述數控機床機械結構特點

（15）CNC位置控制的作用？

（16）簡要說明三相永磁交流伺服電動機上安裝的光電編碼器的作用。

（17）數控車床上一般如何實現刀具補償？

四、有三

（五）相步進電機，直接通過滾珠絲杠驅動工作臺運行。

①已知步進電機轉子齒數Z=100（80…..），采用三相六拍（三相三拍、五相五拍、五相十拍）通電方式，求該步進電機的步距角α；

② 已知電機軸上的帶輪齒數Z1=20，絲杠導程S=6mm（。。），絲杠上的帶輪

齒數Z2=30，求該坐標軸的脈沖當量δ；

③ 若工作臺的運行速度V=4M/min等，求步進電機脈沖的輸入頻率f；

五、有交流伺服電機，通過同步帶和滾珠絲杠驅動工作臺運行。

已知電機上的光電編碼器的精度為2000P/r，電機軸上的帶輪齒數Z1=20，絲杠導程S=6mm，絲杠上的帶輪齒數Z2=30，求該坐標軸的脈沖當量δ；

六、數控加工編程，作業題

（1）車加工，畫出工件坐標系，編程用G50，刀具位置補償，刀尖半徑補償，說明刀具類型，編號，刀具參數（如切斷刀寬度）。

（2）銑加工，畫出工件坐標系，編程使用G54，刀具半徑補償，長度補償，說明刀具類型，編號，刀具參數（如銑刀直徑等）。

第四篇：數控技術期末總結

第一章 緒論

P1：數字控制與數控機床的概念。

數字控制（NC）是一種借助數字、字符或其它符號對某一工作過程（如加工、測量、裝配等）進行控制的自動化方法。

數控機床（Numerical Control Machine Tools）是用計算機通過數字信息來自動控制機械加工的機床。

P4-5：數控機床的組成。

數控機床一般由數控系統，伺服系統、主傳動系統、強電控制柜、機床本體和各類輔助裝置組成

P6-15：數控機床的分類。

第二章 數控加工技術基礎知識 P30-31：加工路線的確定。

1．加工路線應保證被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率高； 2．應使加工路線最短，這樣既可減少程序段，又可減少空刀時間。

3．應使數值計算簡單，以減少編程工作量；此外，還要考慮工件的加工余量和機床、刀具的剛度等情況，確定是一次走刀，還是多次走刀來完成加工以及在銑削加工中是采用順銑還是采用逆銑等。

P34-36：數控加工程序的結構。2.2.1 數控加工程序的組成及分類（1）程序號

程序號由程序號地址和程序的編號組成，程序號必須放在程序的開頭。如：O1002，其中O為程序號地址（編號的指令碼），1002為程序的編號（1002號程序）。

不同的數控系統，程序號地址也有所差別。如SIEMENS系統用％，而FANUC系統用O作為程序號的地址碼，編程時一定要參考說明書，否則程序無法執行。（2）程序字

一個程序字由字母加數字組成，如：Z-16.8，其中Z為地址符，-16.8表示數字（有正、負之分）

（3）程序段

程序段號加上若干個程序字就可組成一個程序段。在程序段中表示地址的英文字母可分為尺寸地址和非尺寸地址兩種。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個字母。表示非尺寸地址有Ｎ、Ｇ、Ｆ、Ｓ、Ｔ、Ｍ、Ｌ、Ｏ等８個字母。

（4）程序段的格式和組成

可變程序段格式，即程序段的長短是可變的。

N03 G91 G01

X50 Y60 F200 S400 M03 M08 ；

P36-39：常見指令功能。G指令 —— 準備功能

功能：規定機床運動線型、坐標系、坐標平面、刀具補償、暫停等操作。

組成：G后帶二位數字組成，共有100種（G00～G99）

有模態（續效）指令與非模態指令之分。

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

功能：控制機床及其輔助裝置的通斷的指令。如開、停

冷卻泵；主軸正反轉、停轉；程序結束等

組成：M后帶二位數字組成，共有100種（M00～M99）。

有模態（續效）指令與非模態指令之分。示例：M02，M03，M08等 P39-42：數控機床的坐標系。

P43-52：常用G代碼的編程方法（注意車床和銑床的區分）?！皩Φ饵c”選擇的原則是：

1．選定的對刀點位置，應便于數學處理和使程序編制簡單。2．在機床上容易找正。3．加工過程中便于檢查。4．引起的加工誤差小。

切削用量的選擇原則是：保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度，并充分發揮機床的性能，最大限度提高生產率，降低成本。

第三章 數控編程技術

P56-57：數控車床的編程特點、坐標系。

（1）數控車床的數控系統中都有車外圓、車端面和車螺紋等不同形式的循環功能。（2）數控車床的數控系統中都有刀具補償功能。

（3）數控車床的編程有直徑、半徑兩種方法，出廠時一般設定為直徑編程。

（4）在一個程序段中，根據零件圖上標注的尺寸，可以采用絕對值編程，增量值編程或二者混合使用編程。大多數數控車床用X、Z表示絕對坐標，用U、W表示增量坐標，而不用G90或G91表示。

P57-62：數控車床的常用編程指令。

P63-65：數控車床刀具位置補償、刀尖半徑補償的概念。

P68-71：數控車床程序編制（加工路線、刀具、刀位點以及換刀點的選擇）。P75：數控銑床、加工中心編程特點。

P75-84：常用編程指令,加工中心程序編制（加工路線、刀具的選擇、固定循環等）。

第四章 計算機數控裝置 P111：數控系統的組成。數控系統（CNC系統）是由數控程序、I/O設備、數控裝置（CNC裝置）、可編程控制器（PLC）、主軸驅動裝置、進給伺服系統共同組成的一個完整的系統，其核心是數控裝置。

P138：插補的概念。

插補就是根據給定進給速度和給定輪廓線形的要求，在輪廓的已知點之間，確定一些中間點的方法，這種方法稱為插補方法或插補原理。而對于每種方法(原理)又可以用不同的計算方法來實現，這種具體的計算方法稱之為插補算法。P139-143：逐點比較法插補。P150：刀具半徑補償的概念。

P151：B刀補和C刀補的區別。

P151-152：C刀補處理刀軌轉接的方法，α的定義（看課件）。

第五章 數控機床的伺服驅動與反饋系統 P164-168：數控機床伺服系統的分類。

P168-170：步進電機的結構與工作原理。

P172、186：步進電機步距角的定義、以及與脈沖當量的計算。

P194：直流電機的脈寬調速方法。

P204：交流電機的變頻調速方法。

P220-237：脈沖編碼器、光柵、旋轉變壓器、感應同步器的工作原理。

第六章 數控機床的機械結構 P244：數控機床對結構的要求。

P250：數控機床導軌的基本類型和要求。P257-258：滾珠絲杠螺母副的循環方式。P277：數控機床主傳動系統的傳動形式

P288：數控機床自動換刀裝置的形式和特點。P294-295：刀庫的類型

P296-299：刀庫的選刀方式。

課件：BT刀柄和HSK刀柄的區別。

第五篇：機床數控技術實習報告

機械電子工程專業（先進制造技術方向）

《機床數控技術》

實習報告

姓名： 何明元 學號： 020113200054 指導教師：

華北水利水電大學機械學院

2014年5月

一、實習目的

1.1了解數控車床的發展趨勢

數控技術的應用不但給傳統制造業帶來了革命性的變化，使制造業成為工業化的象征，而且隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大，它對國計民生的一些重要行業(IT、汽車、輕工、醫療等)的發展起著越來越重要的作用，因為這些行業所需裝備的數字化已是現代發展的大趨勢。當前數控車床呈現以下發展趨勢。

1.高速、高精密化

高速、精密是機床發展永恒的目標。隨著科學技術突飛猛進的發展，機電產品更新換代速度加快，對零件加工的精度和表面質量的要求也愈來愈高。為滿足這個復雜多變市場的需求，當前機床正向高速切削、干切削和準干切削方向發展，加工精度也在不斷地提高。另一方面，電主軸和直線電機的成功應用，陶瓷滾珠軸承、高精度大導程空心內冷和滾珠螺母強冷的低溫高速滾珠絲杠副及帶滾珠保持器的直線導軌副等機床功能部件的面市，也為機床向高速、精密發展創造了條件。

數控車床采用電主軸，取消了皮帶、帶輪和齒輪等環節，大大減少了主傳動的轉動慣量，提高了主軸動態響應速度和工作精度，徹底解決了主軸高速運轉時皮帶和帶輪等傳動的振動和噪聲問題。采用電主軸結構可使主軸轉速達到10000r/min以上。

直線電機驅動速度高，加減速特性好，有優越的響應特性和跟隨精度。用直線電機作伺服驅動，省去了滾珠絲杠這一中間傳動環節，消除了傳動間隙(包括反向間隙)，運動慣量小，系統剛性好，在高速下能精密定位，從而極大地提高了伺服精度。

直線滾動導軌副，由于其具有各向間隙為零和非常小的滾動摩擦，磨損小，發熱可忽略不計，有非常好的熱穩定性，提高了全程的定位精度和重復定位精度。

通過直線電機和直線滾動導軌副的應用，可使機床的快速移動速度由目前的10～20m/mim提高到60～80m/min，甚至高達120m/min。2.高可靠性

數控機床的可靠性是數控機床產品質量的一項關鍵性指標。數控機床能否發揮其高性能、高精度和高效率，并獲得良好的效益，關鍵取決于其可靠性的高低。3.數控車床設計CAD化、結構設計模塊化

隨著計算機應用的普及及軟件技術的發展，CAD技術得到了廣泛發展。CAD不僅可以替代人工完成繁瑣的繪圖工作，更重要的是可以進行設計方案選擇和大件整機的靜、動態特性分析、計算、預測及優化設計，可以對整機各工作部件進行動態模擬仿真。在模塊化的基礎上在設計階段就可以看出產品的三維幾何模型和逼真的色彩。采用CAD，還可以大大提高工作效率，提高設計的一次成功率，從而縮短試制周期，降低設計成本，提高市場競爭能力。

通過對機床部件進行模塊化設計，不僅能減少重復性勞動，而且可以快速響應市場，縮短產品開發設計周期。4.功能復合化

功能復合化的目的是進一步提高機床的生產效率，使用于非加工輔助時間減至最少。通過功能的復合化，可以擴大機床的使用范圍、提高效率，實現一機多用、一機多能，即一臺數控車床既可以實現車削功能，也可以實現銑削加工；或在以銑為主的機床上也可以實現磨削加工。寶雞機床廠已經研制成功的CX25Y數控車銑復合中心，該機床同時具有X、Z軸以及C軸和Y軸。通過C軸和Y軸，可以實現平面銑削和偏孔、槽的加工。該機床還配置有強動力刀架和副主軸。副主軸采用內藏式電主軸結構，通過數控系統可直接實現主、副主軸轉速同步。該機床工件一次裝夾即可完成全部加工，極大地提高了效率。5.智能化、網絡化、柔性化和集成化

21世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統。智能化的內容包括在數控系統中的各個方面：為追求加工效率和加工質量方面的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數自動生成；為提高驅動性能及使用連接方面的智能化，如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監控等方面的內容，以方便系統的診斷及維修等。

網絡化數控裝備是近年來機床發展的一個熱點。數控裝備的網絡化將極大地滿足生產線、制造系統、制造企業對信息集成的需求，也是實現新的制造模式，如敏捷制造、虛擬企業、全球制造的基礎單元。

數控機床向柔性自動化系統發展的趨勢是：從點(數控單機、加工中心和數控復合加工機床)、線(FMC、FMS、FTL、FML)向面(工段車間獨立制造島、FA)、體(CIMS、分布式網絡集成制造系統)的方向發展，另一方面向注重應用性和經濟性方向發展。柔性自動化技術是制造業適應動態市場需求及產品迅速更新的主要手段，是各國制造業發展的主流趨勢，是先進制造領域的基礎技術。其重點是以提高系統的可靠性、實用化為前提，以易于聯網和集成為目標，注重加強單元技術的開拓和完善。CNC單機向高精度、高速度和高柔性方向發展。數控機床及其構成柔性制造系統能方便地與CAD、CAM、CAPP及MTS等聯結，向信息集成方向發展。網絡系統向開放、集成和智能化方向發展。

1.2掌握數控車床的基本構造

雖然數控車床種類較多，但一般均由車床主體、數控裝置和伺服系統三大部分組成。圖3是數控車床的基本組成方框圖。

圖3 數控車床的基本組成方框圖

（1）車床主體

除了基本保持普通車床傳統布局形式的部分經濟型數控車床外，目前大部分數控車床均已通過專門設計并定型生產。

1）主軸與主軸箱

a）主軸 數控車床主軸的回轉精度，直接影響到零件的加工精度；其功率大小、回轉速度影響到加工的效率；其同步運行、自動變速及定向準停等要求，影響到車床的自動化程度。b）主軸箱 具有有級自動調速功能的數控車床，其主軸箱內的傳動機構已經大大簡化；具有無級自動調速(包括定向準停)的數控車床，起機械傳動變速和變向作用的機構已經不復存在了，其主軸箱也成了“軸承座”及“潤滑箱”的代名詞；對于改造式(具有手動操作和自動控制加工雙重功能)數控車床，則基本上保留其原有的主軸箱。2）導軌

數控車床的導軌是保證進給運動準確性的重要部件。它在很大程度上影響車床的剛度、精度及低速進給時的平穩性，是影響零件加工質量的重要因素之一。除部分數控車床仍沿用傳統的滑動導軌(金屬型)外，定型生產的數控車床已較多地采用貼塑導軌。這種新型滑動導軌的摩擦系數小，其耐磨性、耐腐蝕性及吸震性好，潤滑條件也比較優越。3）機械傳動機構

除了部分主軸箱內的齒輪傳動等機構外，數控車床已在原普通車床傳動鏈的基礎上，作了大幅度的簡化。如取消了掛輪箱、進給箱、溜板箱及其絕大部分傳動機構，而僅保留了縱、橫進給的螺旋傳動機構，并在驅動電動機至絲杠間增設了(少數車床未增設)可消除其側隙的齒輪副。

a）螺旋傳動機構 數控車床中的螺旋副，是將驅動電動機所輸出的旋轉運動轉換成刀架在縱、橫方向上直線運動的運動副。構成螺旋傳動機構的部件，一般為滾珠絲杠副，如圖4所示。

如圖4 滾珠絲杠副

1一螺母 2一絲杠 3一滾珠 4一滾珠循環裝置

滾珠絲杠副的摩擦阻力小，可消除軸向間隙及預緊，故傳動效率及精度高，運動穩定，動作靈敏。但結構較復雜，制造技術要求較高，所以成本也較高。另外，自行調整其間隙大小時，難度亦較大。

b）齒輪副。在較多數控車床的驅動機構中，其驅動電動機與進給絲杠間設置有一個簡單的齒輪箱（架）。齒輪副的主要作用是，保證車床進給運動的脈沖當量符合要求，避免絲杠可能產生的軸向竄動對驅動電動機的不利影響。

4）自動轉動刀架

除了車削中心采用隨機換刀(帶刀庫)的自動換刀裝置外，數控車床一般帶有固定刀位的自動轉位刀架，有的車床還帶有各種形式的雙刀架。5）檢測反饋裝置

檢測反饋裝置是數控車床的重要組成部分，對加工精度、生產效率和自動化程度有很大影響。檢測裝置包括位移檢測裝置和工件尺寸檢測裝置兩大類，其中工件尺寸檢測裝置又分為機內尺寸檢測裝置和機外尺寸檢測裝置兩種。工件尺寸檢測裝置僅在少量的高檔數控車床上配用。6）對刀裝置

除了極少數專用性質的數控車床外，普通數控車床幾乎都采用了各種形式的自動轉位刀架，以進行多刀車削。這樣，每把刀的刀位點在刀架上安裝的位置，或相對于車床固定原點的位置，都需要對刀、調整和測量，并以確認，以保證零件的加工質量。

（2）數控裝置和伺服系統

數控車床與普通車床的主要區別就在于是否具有數控裝置和伺服系統這兩大部分。如果說，數控車床的檢測裝置相當于人的眼睛，那么，數控裝置相當于人的大腦，伺服系統則相當于人的雙手。這樣，就不難看出這兩大部分在數控車床中所處的重要位置了。a）數控裝置

數控裝置的核心是計算機及其軟件，它在數控車床中起“指揮”作用：數控裝置接收由加工程序送來的各種信息，并經處理和調配后，向驅動機構發出執行命令；在執行過程中，其驅動、檢測等機構同時將有關信息反饋給數控裝置，以便經處理后發出新的執行命令。b）伺服系統

伺服系統準確地執行數控裝置發出的命令，通過驅動電路和執行元件（如步進電機等），完成數控裝置所要求的各種位移。

2.數控車床的工作過程

數控車床的工作過程如圖5所示。

圖5 數控車床的工作過程

（1）首先根據零件加工圖樣進行工藝分析，確定加工方案、工藝參數和位移數據。

（2）用規定的程序代碼和格式規則編寫零件加工程序單；或用自動編程軟件進行CAD/CAM工作，直接生成零件的加工程序文件。

（3）將加工程序的內容以代碼形式完整記錄在信息介質（如穿孔帶或磁帶）上。（4）通過閱讀機把信息介質上的代碼轉變為電信號，并輸送給數控裝置。由手工編寫的程序，可以通過數控機床的操作面板輸入程序；由編程軟件生成的程序，通過計算機的串行通信接口直接傳輸到數控機床的數控單元（MCU）。

（5）數控裝置將所接受的信號進行一系列處理后，再將處理結果以脈沖信號形

式向伺服系統統發出執行的命令。

（6）伺服系統接到執行的信息指令后，立即驅動車床進給機構嚴格按照指令的要求進行位移，使車床自動完成相應零件的加工。

二、實習準備

2.1數控車床的基本操作系統

1）開機與關機操作

在機床主電源開關接通之前，操作者必須對機床的防護門等是否關閉、卡盤的夾持方向是否正確和油標的液面位置是否符合要求等進行安全檢查。

合上機床主電源開關，機床工作燈亮，冷卻風扇啟動，潤滑泵、液壓泵啟動；按下控制面板上的電源啟動按鈕畫，CRT顯示器上出現機床的初始位置坐標；檢查機床總壓力表顯示壓力是否正常。

2）返回參考點操作

在機床出現下列情況之一時，操作者必須進行返回機床參考點的操作：開始工作之前機床電源接通；機床停電后再次接通數控系統的電源；機床在急停信號或超程報警信號解除之后恢復工作。

返回參考點的操作步驟：①旋轉方式選擇開關“MODE SELECT”至“HOME”位置，進人回零方式；②按坐標軸選擇按鈕“JOG AXIS SELECT”的＋X或＋Z鍵選擇一個所需移動的坐標軸；③旋轉快速倍率修調開關設定返回參考點進給速度；④按下坐標軸正向運動按鈕后放開，坐標運動自動保持到返回參考點，直到參考點指示燈亮時停止。

操作時注意：當滑板上的檔塊距離參考點開關的距離不足30mm時，要首先用“JOG”按鈕使滑板向參考點的負方向移動，直到距離大于30mm停止點動，然后再返回參考點。

3)手動連續進給及斷續進給

手動斷續進給操作步驟：①旋轉方式選擇開關“MODE SELECT”至“JOGINC”，進入斷續進給方式，并設置進給步長；②按坐標軸選擇按鈕“JOG AXIS SELECT”的X或Z鍵選擇準備移動的坐標軸；③旋轉快速倍率修調開關“FEEDRATE OVERRIDE”選擇點動進給速率；④根據坐標軸運動的方向，按正方向或負方向按鈕，各坐標便可實現點動進給。點動狀態下，每按一次坐標進給鍵，進給部件移動一段距離。

手動連續進給操作步驟：旋轉方式選擇開關“MODE.SELECT”處于“JOG”位置時，選擇運動軸，按正方向或負方向按鈕，運動部件便在相應的坐標方向上連續運動，直到按鈕松開時坐標軸才停止運動。

4）刀架的轉位 裝卸刀具、測量切削刀具的位置以及對工件進行試切削時，都要靠手動操作實現刀架的轉位。其操作步驟如下：首先將“MODE”開關置于“JOG”位置；將“TOOL SELECTION”開關置于指定的刀具號位置；按下“T90”鍵，則回轉刀架上的刀臺順時針轉動到指定的刀位。

5）主軸手動操作

自動運行時主軸的轉速、轉向等均可在程序中用S功能和M功能指定。手動操作時要使主軸啟動，必須用MDI方式設定主軸轉速。當方式選擇開關“MODE SELECT”處于“JOG”位置時可手動控制主軸的正轉、反轉和停止。調節主軸轉

速修調開關“SPINDLE SPEED OVERRIDE”，對主軸轉速進行倍率修調。按手動操作按鈕CW、CCW、STOP控制主軸正轉、反轉、停止。

6）自動運行操作

機床的自動運行也稱為機床的自動循環，自動運行前必須使各坐標軸返回參考點，并有結構完整的數控程序。

先將旋轉方式選擇開關“MODE SELECT”置于“AUTO”狀態，進人自動運行方式；按程序鍵PRGRM，屏幕顯示數控程序；按CURSOR鍵，光標移動至被選程序的程序頭；按下循環啟動按鈕“CYCLE START”，則自動操作開始執行。

7）機床急停操作

機床在手動或自動運行中，一旦發現異常情況，應立即停止機床的運動。使用急停按鈕或進給保持按鈕中的任意一個均可使機床停止。

使用急停按鈕。如果機床運行時按下急停按鈕“E-STOP”，則機床進給運動和主軸運動會立即停止工作。待排除故障重新執行程序恢復機床的工作時，順時針旋轉該按鈕，按下機床復位按鈕復位后，進行手動返回機床參考點的操作。

使用進給保持按鈕。如果機床在運行時按下進給保“FEED HOLD”按鈕后，機床處于保持狀態。待急停解除之后，按下循環啟動按鈕恢復機床運動狀態，無需進行返回參考點的操作。

8）刀具偏置設定

刀具偏置設定包括刀具長度偏置量與刀具半徑偏置量的設定。操作步驟：按功能鍵MENU OFSET進入偏置菜單；按軟鍵TOOL，進入刀具偏置設定畫面；移動光標到要輸人或修改的偏置號；測量對刀點直徑值，前加MX輸入；以工件坐標原點處Z值前加MZ輸入，按輸入鍵INPUT。

9）程序的輸入和編輯

當輸入、編輯、檢索程序時需將程序保護開關“PROGRAM PROTECT”打開，并將運行模式置于EDIT狀態，顯示模式置于PRGRM狀態。

程序新建：鍵入程序名，按INSRT完成程序新建。程序調入：鍵入程序名，按INPUT完成程序調入。

程序輸入：鍵入程序單元，按INSRT完成輸入確認，按EOB程序段換行。程序編輯：按替換鍵ALTER、刪除鍵DELET、退格鍵CAN等完成程序的修改編輯。

2.2了解數控車床的的代碼及控制面板

數控車床可聯動X、Z兩個坐標軸，符合國際通用標準的笛卡爾右手直角坐標系。即：三個坐標軸X、Y、Z互相垂直，各坐標軸的方向符合右手法則。大拇指的方向為X軸正方向，食指為Y軸正方向，中指為Z軸正方向。數控機床永遠假定工件靜止而刀具運動，同時規定坐標軸的正方向總是指向增大工件與刀具之間距離的方向。

Z軸：為主軸回轉軸線，向右遠離工件方向為正方向，即縱向。X軸：數控車床X軸為徑向水平線，向外為正方向，即橫向。2.2.1數控代碼規范 1）程序結構

ＮＣ程序由各個程序段組成，每個程序段執行一個加工步驟。程序段由若干個字組成，字由地址符和數值組成，地址符必須用大寫字母，最后一個程序段包含程序結束符M02或M30。目前常用的是字地址可變程序段格式。

2）數控指令

數控指令包括準備功能指令（G功能）、輔助功能指令（M功能）、刀具功能指令（T功能）、主軸功能指令（S功能）、進給功能指令（F功能）。常用指令有：

G00 快速移動，模態

例如：G00X40Z50； G01 直線插補，模態

例如：G01X40Z-30； G02 順時針圓弧插補，模態

例如：G02X40Z10R10； G03 逆時針圓弧插補，模態

例如：G03X40Z10I10K10； G04 暫停，單位毫秒 例如：G04P200 G18 ZX平面選擇，數控車床缺省 G21 米制單位設定，缺省

G41/G42/G40 刀尖半徑左補償/刀尖半徑右補償/刀尖半徑補償取消 G54～G59 第一工件坐標系～第六工件坐標系指定

G32 單行程螺紋切削

例如：G32Z-10F1.5 G92 螺紋切削固定循環 例如：G92X32Z-20F1.5 G76 螺紋切削連續循環 例如：G76X50Z-20P3.68Q1.2F3 G90 外圓車削固定循環 例如：G90X20Z-20F80 G94 端面車削固定循環 例如：G94X20Z-20I-2F80 G71 外圓粗車連續循環 例如：G71U2R0.2 G71P50Q150U0.5W0.25F300 G72 端面粗車連續循環 例如：G72U2R0.2 G72P50Q150U0.5W0.25F300 G70 精車循環 例如：G70P50Q150F500 G94 進給率Ｆ，單位mm/min G95 進給率Ｆ，單位mm／r M00 程序停止

M02 程序結束

M03 主軸順時針旋轉 M04 主軸逆時針旋轉 M05 主軸停止 M08 冷卻液打開 M09 冷卻液關閉

M06 更換刀具

例如：T1M06 M30 程序結束并返回

M98 調用子程序

例如 ：M98L2008P3；調用O2008子程序3次

M99 子程序結束

2.2.2數控系統控制面板

數控車床所提供的各種功能可以通過控制面板上的鍵盤操作得以實現。機床配備的數控系統不同其CRT/MDI控制面板的形式也不相同。CK6120數控銑床配備FANUC 0i-TD數控系統。下面介紹其各控制鍵功能。

1)主功能鍵

【POS】鍵：位置顯示鍵。在CRT上顯示機床現在的位置。

【PRGRM】鍵：程序鍵。在編輯方式，編輯和顯示內存程序，顯示MDI數據?！綧ENU OFSET】鍵：菜單設置鍵。刀具偏置數值的顯示和設定。

【OPR ALARM】鍵：報警顯示鍵。按此鍵顯示報警號及報警提示。【DGNOS PARAM】鍵：參數設置鍵。設置數控系統參數。【AUX GRAPH】鍵：圖象顯示鍵。暫無功能。2)數據輸人鍵

用來輸人英文字母、數字及符號。常見功能有：G、M—指令；F—進給量；S—主軸轉速； X、Y、Z—坐標； I、J、K—圓弧的圓心坐標；R—圓弧半徑；T—刀具號或換刀指令；O—程序名；N—程序段號；0-9—數字等。

3)編輯鍵

【ALTER】鍵：修改鍵。在程序當前光標位置修改指令代碼?！綢NSRT】鍵：插人鍵。在程序當前光標位置插人指令代碼?！綝ELET】鍵：數據、程序段刪除鍵。

【EOB】鍵：程序段結束鍵。又稱程序段輸入鍵、確認健、回車鍵。4）復位鍵

復位鍵【RESET】：按下此鍵，復位CNC系統。5)輸人輸出鍵 輸入鍵【INPUT】：與外部設備通信時，按下此鍵，才能啟動輸入設備，開始輸入數據到CNC內。

輸出鍵【OUTPT START】：按下此鍵，CNC開始輸出內存中的參數或程序到外部設備。

6）軟鍵

軟鍵即子功能鍵，其含義顯示于當前屏幕上對應軟鍵的位置，隨主功能狀態不同而各異。在某個主功能下可能有若干子功能，子功能往往以軟鍵形式存在。

7）編輯輔助鍵

光標移動鍵【CURSOR】：用于在CRT頁面上，一步步移動光標?！合蚯耙苿庸鈽恕！合蚝笠苿庸鈽?。

頁面變換鍵【PAGE】：用于CRT屏幕選擇不同的頁面?！合蚯白儞Q頁面。↓：向后變換頁面。

取消鍵【CAN】：按下此鍵，刪除上一個輸人的字符。8）運行模式選擇旋扭：MODE SELECT 【HOME】：返回機床參考點模式 【JOG】：手動連續進給模式 【JOGINC】：手動斷續進給模式 【EDIT】：程序編輯模式 【MDI】：手動數據輸入模式 【STEP】：單步加工模式 【AUTO】：自動加工模式 9）進給速度倍率調節旋扭：用目前的進給速度乘上倍率得到實際進給速度。

主軸速度倍率調節旋扭：用目前的設定速度乘上倍率得到實際主軸轉速。10)其它功能按鍵及旋扭：

【AXIS SELECT】旋扭：手動進給軸和方向選擇旋扭。在JOG、JOGINC運行模式式時，選擇手動進給軸和方向。

【ON】【OFF】鍵： CNC電源按鈕。按下“ON”接通CNC電源；按下“OFF”斷開CNC電源。

【E-STOP】鍵：急停按鈕。當出現緊急情況時，按下此按鈕，伺服進給及主

軸運轉立即停止工作。

三、實習內容

數控車削加工及其編程舉例--套筒零件數控車床加工編程

加工圖3-1所示的套筒零件，毛坯直徑為&phi。150mm、長為40mm，材料為Q235。3-1 套筒零件解：采用華中數控系統編程。加工圖3-1所示的套筒零件，毛坯直徑為φ150mm、為40mm，材料為Q235；未注倒角1×45°，其余Ra6.3；棱邊倒鈍。

3-1 套筒零件

解：采用華中數控系統編程。

表7-18 加工φ145mm外圓及φ112mm、φ98mm內孔的程序

程序

說明

%7111 程序名

N10 G92 X160 Z100 設置工件坐標系

N20 M03 S300

主軸正轉，轉速300r/min

N30 M06 T0202 換內孔車刀

N40 G90 G00 X95 Z5

快速定位到φ95mm直徑，距端面5mm處

N50 G81 X150 Z0 F100 加工端面

N60 G80 X97.5 Z-35 F100

粗加工φ98mm內孔，留徑向余量0.5mm N70 G00 X97

刀尖定位至φ97mm直徑處

N75 G80 X105 Z-10.5 F100 精加工φ112mm

N80 G80 X111.5 Z-10.5 F100

粗加工φ112mm內孔，留徑向余量0.5mm N90 G00 X116 Z1

快速定位到φ116mm直徑，距端面1mm處

N100 G01 X112 Z-1 倒角1×45°

N100 Z-10

精加工φ112mm內也

N120 X100

精加工孔底平面

N130 X98 Z-11 倒角1×45°

N140 Z-34

精加工φ98mm內孔

N150 G00 X95

快速退刀到φ95mm直徑處

N160 Z100 N170 X160 N175 T0200 清除刀偏

N180 M06 T0101 換加工外圓的正偏刀

N190 G00 X150 Z2

刀尖快速定位到φ150mm直徑，距端面2mm處

N200 G80 X145 Z-15.5 F100 加工φ145mm外圓

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直徑，距端面100mm處N210 T0100

清除刀偏

N215 M05 主軸停

N220 M02

程序結束

表3-1 加工φ120mm外圓及端面的程序

程序

說明

%7112 程序名

N10 G92 X160 Z100 設置工件坐標系

N20 M03 S500

主軸正轉，轉速500r/min N30 M06 T0101 45°端面車刀

N40 G90 G00 X95 Z5

快速定位到φ95mm直徑，距端面5mm處

N50 G81 X130 Z0.5 F50 粗加工端面

N60 G00 X96 Z-2

快速定位到φ96mm直徑，距端面2mm處

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直徑，距端面100mm處N95 T0100 清除刀偏

N100 M06 T0202 換加工外圓的正偏刀

N110 G00 X130 Z2

刀尖快速定位到φ130mm直徑，距端面2mm處

N120 G80 X120.5 Z-18.5 F100

粗加工φ120mm外圓，留徑向余量0.5mm N130 G00 X116 Z1

N140 G01 X120 Z-1 F100 倒角1×45°

N150 Z-16.5

粗加工φ120mm外圓

N160 G02 X124 Z-18.5 R2 加工R2圓孤

N170 G01 X143

精修軸肩面

N180 X147 Z20.5 倒角1×45°

N190 G00 X160 Z100

刀尖快速定位到φ160mm直徑，距端面100mm處

N200 T0200 清除刀偏

N205 M05 主軸停

N210 M02 程序結束

夾φ120mm外圓，找正，加工φ145mm外圓及φ112mm、φ98mm內孔。所用刀具有外圓加工正偏刀（T01）、內孔車刀（T02）。加工工藝路線為：粗加工φ98mm的內孔→粗加工φ112mm的內孔→精加工φ98mm、φ112mm的內孔及孔底平面→加工φ145mm的外圓。加工程序見表7-18 夾φ112mm內孔，加工φ120mm的外圓及端面。所用刀具有45°端面刀（T01）、外圓加工正偏刀（T02）。加工工藝路線為：加工端面→加工φ120mm的外圓→加工R2圓弧及平面。加工程序見表3-1。

四、實習總結

時光如流水，三周時間轉眼即逝，實習生活結束了。在實習過程中，老師耐心地給我們講解數控軟件上每個指令的使用，在老師的指導下，短短的半個月讓我對數控系統有了更全面的認識，對數控有了更深的了解，經過這次實習，我們熟練掌握了數控程序的編程和數控加工操作，收獲頗多。

實習就是把所學的理論知識運用到客觀實際中去，使自己所學的理論知識有用武之地。只學不實踐，所學的就等于零，理論應該與實踐相結合，另一方面，實踐可為以后找工作打基礎，通過這段時間的實習，學到一些在課堂上學不到的東西。因為環境的不同，接觸的人與事不同，從中所學的東西自然就不一樣了。要學會從實踐中學習，從學習中實踐，而且在中國的經濟飛速發展，又加入了世貿，國內外經濟日趨變化，每天都不斷有新的東西涌現，在擁有了越來越多的機會的同時，也有了更多的挑戰，中國的經濟越和外界接軌，對于人才的要求也越來越高，我們不只要學好課堂上所學到的知識，還要不斷地從生活中，實踐中學其他知識，不斷地從各方面武裝自己，才能在競爭中突出自己表現自己。