第一篇：機床數(shù)控技術的現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢

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004km.cnC單機向高精度、高速度和高柔性方向發(fā)展；數(shù)控機床及其構成柔性制造系統(tǒng)能方便地與CAD、CAM、CAPP、MTS聯(lián)結，向信息集成方向發(fā)展；網(wǎng)絡系統(tǒng)向開放、集成和智能化方向發(fā)展。智能化是21世紀制造技術發(fā)展的一個大方向。智能加工是一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡控制、模糊控制、數(shù)字化網(wǎng)絡技術和理論的加工，它是要在加工過程中模擬人類專家的智能活

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004km.cnC系統(tǒng)標準ISO14649（STEP-NC）以提供一種不依賴于具體系統(tǒng)的中性機制，能夠描述產品整個生命，周期內的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，從而實現(xiàn)整個制造過程乃至各個工業(yè)領域產品信息的標準化。標準化的編程語言，既方便用戶使用，又降低了和操作效率直接有關的勞動消耗。

9、極端化（大型化和微型化）國防、航空、航天事業(yè)的發(fā)展和能源等基礎產業(yè)裝備的大型化需要大型且性能良好的數(shù)控機床的支撐。而超精密加工技術和微納米技術是21世紀的戰(zhàn)略技術，需發(fā)展能適應微小型尺寸和微納米加工精度的新型制造工藝和裝備，所以微型機床包括微切削加工（車、銑、磨）機床、微電加工機床、微激光加工機床和微型壓力機等的需求量正在逐漸增大。

結束語：總之，數(shù)控(NC)機床技術已成為制造技術的發(fā)展基礎。數(shù)控機床技術的進步和發(fā)展為現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展提供了良好的條件，促使制造業(yè)向著高效、優(yōu)質以及人性化的方向發(fā)展。為了滿足制造技術不斷發(fā)展的需要，NC機床將朝著智能化、網(wǎng)絡化、集成化、數(shù)字化的方向發(fā)展。今后，隨著計算技術、測試技術、微電子技術、計算機技術、材料和機械結構等方面的研究和科技的進步，也必將面臨著

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004km.cn 新的挑戰(zhàn)?？梢灶A見，隨著數(shù)控機床技術的發(fā)展和數(shù)控機床的廣泛應用制造業(yè)將迎來一次足以撼動傳統(tǒng)制造業(yè)模式的深刻革命。

行業(yè)概況：

北京傲唯刃道科技有限公司認為：供求關系是一個行業(yè)能否快速發(fā)展的前提。目前來看，市場需求是很大的，而供應方面卻略顯不足，尤其是擁有核心知識產權，專利產品及服務質量過硬的企業(yè)并不多，行業(yè)整體缺乏品牌效應。傲唯刃道呼吁業(yè)內企業(yè)共同努力，尤其發(fā)揮吹毛求疵的研發(fā)精神，進一步提高研發(fā)技藝，降低成本，真正解決客戶的實際困難，嚴把質量關，提供最可靠的產品及服務。

第二篇：數(shù)控技術的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[范文模版]

數(shù)控加工技術的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

講 義

割加工設備、數(shù)控繞線機等等。其技術范圍復蓋很多領域:(1)機械制造技術(2)信息處理.加工.傳輸技術(3)自動控制技術(4)伺服驅動技術(5)傳感器技術(6)軟件技術等。

3.1.2 數(shù)控機床出現(xiàn)的意義

以計算機為主導的數(shù)控技術在機械制造領域的應用，完全改變了制造業(yè)。制造業(yè)不但成為工業(yè)化的象征，而且由于信息技術的滲透，使傳統(tǒng)的制造業(yè)煥發(fā)了青春，猶如朝陽產業(yè)具有廣闊的發(fā)展天地。3.1.3 數(shù)控機床的優(yōu)點 3.1.3.1 加工效率高。

利用數(shù)控手段可以加工復雜的曲線和曲面。而加工過程是由計算機控制，所以零件的互換性強，加工的速度快。數(shù)控加工中心可以使用多把刀具自動換刀加工，一次裝夾即可把所有表面加工完成。再如模具制造業(yè)，現(xiàn)在的家用電器、航空航天、汽車等行業(yè)應用大量的模具，使用數(shù)控線切割加工、電火花加工、數(shù)控車、銑、磨等加工設備替代傳統(tǒng)的鉗工加工、普通機床加工，大大提高了加工效率。

3.1.3.2 加工精度高。

同傳統(tǒng)的加工設備相比，數(shù)控系統(tǒng)優(yōu)化了傳動裝置,提高分辨率,減少了人為誤差，因此加工的效率可以得到很大的提高。3.1.3.3 勞動強度低。

由于采用了自動控制方式，也就是說加工的全部過程是由數(shù)控系統(tǒng)完成，不象傳統(tǒng)加工手段那樣煩瑣，操作者在數(shù)控機床工作時，只需要監(jiān)視設備的運行狀態(tài)。所以勞動強度很低。3.1.3.4 適應能力強。

數(shù)控加工系統(tǒng)可以通過調整部分參數(shù)達到修改或改變其運作方式，因此加工的范圍可以得到很大的擴展?？梢詫崿F(xiàn)制造的柔性化，特別對于多品種、小批量的制造更加顯示出其優(yōu)越性，成本低，調整方便。尤其配合成組技術的運用，大幅度提高了管理效率和經(jīng)濟效益。3.1.3.5 工作環(huán)境好。

數(shù)控加工機床是機械控制、強電控制、弱電控制為一體高科技產物，對機床的

運行溫度、濕度及環(huán)境都有較高的要求。3.1.3.6 就業(yè)容易、待遇高。

由于我國處于數(shù)控加工技術的大力發(fā)展階段，大量的數(shù)控機床、加工中心和其他先進的加工手段，需要大量熟練數(shù)控技術操作的人員。數(shù)控機床的工作原理簡介

4.1編制程序→計算機數(shù)控系統(tǒng)（數(shù)據(jù)處理）→輸出信號（司服單元）→驅動裝置→機床運動 具體是：

4.2 編制程序：手工或自動編程，手工編程是根據(jù)零件圖紙分析圖樣，依據(jù)圖樣對零件材料、尺寸、形狀、精度和熱處理的要求來確定工藝方案，進行工藝處理和數(shù)值計算。在此基礎上，根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的功能指令代碼和程序格式編寫出數(shù)控加工程序單。自動編程一是：經(jīng)過計算機輔助設計和計算機輔助制造（CAD/CAM）處理，由計算機自動生成數(shù)控加工程序。二是：人機對話。通過數(shù)控系統(tǒng)顯示器上的圖形提示和參數(shù)確定，在數(shù)控系統(tǒng)中自動生成加工程序。4.3 輸入-輸出裝置：將編制好了的程序輸入數(shù)控系統(tǒng)或將調試好了的加工程序通過輸出設備存放或紀錄在相應的控制介質上。程序輸入至數(shù)控系統(tǒng)的方法：鍵盤，USB接口，通信接口，CF卡。輸出裝置：USB接口，通信接口，CF卡、顯示器。

4.3計算機數(shù)控裝置；是數(shù)控機床的核心，它接受輸入裝置送來的數(shù)字信息，經(jīng)過數(shù)控裝置的控制軟件和邏輯電路進行譯碼、運算和邏輯處理后，將各種指令信息輸出給司服系統(tǒng)，使設備按規(guī)定的動作執(zhí)行。

4.4司服系統(tǒng)：包括司服單元、司服驅動裝置（或執(zhí)行機構），是數(shù)控機床的執(zhí)行部分。其作用是把來自CNC裝置的脈沖信號轉換成機床運動，使機床部件精確定位或按規(guī)定的軌跡做嚴格的相對運動，最后加工出符合圖樣要求的零件。有的司服系統(tǒng)還配備有位置測量裝置，可直接或間接測量執(zhí)行部件的實際位移量，并反饋給數(shù)控裝置，對加工的誤差進行補償。

驅動裝置：一般是步進電動機、交直流司服電動機、直線電機。目前我國數(shù)控機床的技術現(xiàn)狀

5.1 總體水平

國產數(shù)控機床目前缺乏核心技術，從高性能數(shù)控系統(tǒng)到關鍵功能部件基本都依賴進口，即使近幾年有些國內制造商艱難地創(chuàng)出了自己的品牌，但其產品的功能、性能的可靠性仍然與國外產品有一定差距。近幾年國產數(shù)控機床制造商通過技術引進、海內外并購重組以及國外采購等獲得了一些先進數(shù)控技術，但缺乏對機床結構與精度、可靠性、人性化設計等基礎性技術的研究，自主開發(fā)能力的培育尚不夠完善，國產數(shù)控機床的技術水平、性能和質量與國外還有較大差距。從產品總體水平看，我們處于發(fā)達國家名牌產品之下，發(fā)展中國家之上的中等偏上水平，中低檔產品與國外同類產品差距較小或基本持平，但生產效率卻遠遠低于國外。而高性能、高檔次的產品（高速、高精度、特高精度、低噪音等）與國外知名企業(yè)有明顯差距，成為制約國產高檔數(shù)控機床發(fā)展的瓶頸。同時，采用進口功能部件價格昂貴，從而使整機價格攀升，國產數(shù)控機床的價格與一些發(fā)達國家和地區(qū)的產品趨于持平?？傊?，我們要趕上國際先進水平，還要不斷提高產品開發(fā)能力。5.2首先是主機精度普遍不夠。

只有少數(shù)幾種產品達到歐洲標準定位精度。精度差距只是表面現(xiàn)象。其實質是基礎技術差距的反映。如普遍未進行有限元分析，未做動剛度試驗；大多未采用定位精度軟件補償技術、溫度變形補償技術、高速主軸系統(tǒng)的動平衡技術等。5.3其次，基礎材料開發(fā)方面的差距

未普及高強度密烘鑄鐵，在歐美已有一批先進產品采用聚合物混凝土，我國則還是空白。

5.4再次，高動、靜剛度主機結構和整機性能開發(fā)的差距

高速機床主機結構設計方向是增強剛性和減輕移動部件重量，如國際普遍采用龍門式、框式、O型整體結構，箱中箱式結構，L型床身，三軸移動移出機身，側掛箱式臥式加工中心等。我們則大多未開發(fā)。5.5關鍵配套件，特別是新興配套件差距較大。

如電主軸、高速滾珠絲杠副、直線電機、高速高精全數(shù)字式數(shù)控系統(tǒng)、高精度的位置檢測系統(tǒng)等。目前我國數(shù)控機床功能部件生產已有一定規(guī)模，電主軸、主軸單元，數(shù)控系統(tǒng)、滾動功能部件、數(shù)控刀架、數(shù)控轉臺等都有專門的制造

廠家，其中個別產品的制造水平接近國際先進水平。但從整體上看，我國功能部件生產發(fā)展緩慢，品種少，產業(yè)化程度低，從精度指標和性能指標的綜合情況看還不過硬。目前，滾珠絲杠、數(shù)控刀架、數(shù)控系統(tǒng)、電主軸等數(shù)控機床功能部件雖已形成一定的生產規(guī)模，但僅能滿足中低檔數(shù)控機床的配套需要。衡量數(shù)控機床水平的高級數(shù)控系統(tǒng)、高速精密電主軸、刀庫機械手、數(shù)控回轉工作臺和高速防護裝置，高速滾動功能部件和數(shù)控動力刀架等主要還依賴進口。我國數(shù)控機床的發(fā)展趨勢

6.1數(shù)控機床以其卓越的柔性自動化的性能、優(yōu)異而穩(wěn)定的精度、靈捷而多樣化的功能引起世人矚目，它開創(chuàng)了機械產品向機電一體化發(fā)展的先河，成為先進制造技術中的一項核心技術。計算機技術、數(shù)控系統(tǒng)技術的突飛猛進為數(shù)控機床的技術進步提供了條件，當今的市場，國際合作的格局逐漸形成，產品競爭日趨激烈，高效率、高精度加工手段的需求在不斷升級，用戶的個性化要求日趨強烈，專業(yè)化、專用化、高科技的機床越來越得到用戶的青睞。

6.2數(shù)控機床結構的發(fā)展趨勢

數(shù)控裝備及加工技術的未來，主要從機床設備硬件和加工技術應用兩個方面來論述，其主要內容包括：機床床身結構形式、傳動部件、伺服電機、主軸單元、控制系統(tǒng)及新型刀具、涂層材料技術、高速加工技術、快速成型技術、特種加工技術、CADCAM技術。

6.2.1更好更廣泛的標準化

軟硬件接口都遵循公認的標準協(xié)議，只需少量的重新設計和調整，新一代的通用軟硬件資源就可能被現(xiàn)有系統(tǒng)所采納、吸收和兼容，這就意味著系統(tǒng)的開發(fā)費用將大大降低而系統(tǒng)性能與可靠性將不斷改善并處于長生命周期；

6.2.2 更多聯(lián)動軸、更快的自動換刀

數(shù)控機床的控制軸數(shù)通常指機床數(shù)控裝置能夠控制的進給軸數(shù)。數(shù)控機床控制軸數(shù)與數(shù)控裝置的運算處理能力、運算速度及內存容量等有關。數(shù)控機床同時聯(lián)動的控制軸數(shù)越多，完成的運動越多，加工能力越強，而控制系統(tǒng)也越復雜。加工中心刀具庫種類越多，刀架自動識別刀具的能力越強，自動換刀速度越快。

6.2.3 向極端化、大型化和微型化發(fā)展

國防、航空、航天事業(yè)的發(fā)展和能源等基礎產業(yè)裝備的大型化需要大型且性能良好的數(shù)控機床的支撐。而超精密加工技術和微納米技術是21世紀的戰(zhàn)略技術，需發(fā)展能適應微小型尺寸和微納米加工精度的新型制造工藝和裝備，所以微型機床包括微切削加工（車、銑、磨）機床、微電加工機床、微激光加工機床和微型壓力機等的需求量正在逐漸增大。大型、超大型工件的加工則依靠重型數(shù)控機床的支撐。如重型電機、重型機床制造行業(yè)的大型主軸、機座、箱體加工所用的數(shù)控加工中心、重型數(shù)控臥式車床、數(shù)控立式車床等。

6.2.4 進一步實現(xiàn)信息交互網(wǎng)絡化

對于面臨激烈競爭的企業(yè)來說，使數(shù)控機床具有雙向、高速的聯(lián)網(wǎng)通訊功能，以保證信息流在車間各個部門間暢通無阻是非常重要的。既可以實現(xiàn)網(wǎng)絡資源共享，又能實現(xiàn)數(shù)控機床的遠程監(jiān)視、控制、管理，還可實現(xiàn)數(shù)控裝備的數(shù)字化服務（數(shù)控機床故障的遠程診斷、維護等）。例如，日本Mazak公司推出新一代的加工中心配備了一個稱為信息塔（e-Tower）的外部設備，包括計算機、機外和機內攝像頭等，能夠實現(xiàn)語音、圖形、視像和文本的通信故障報警顯示、在線幫助排除故障等功能，是獨立的、自主管理的制造單元。

6.2.5 研發(fā)新型功能部件并成熟應用

為了提高數(shù)控機床各方面的性能，具有高精度和高可靠性的新型功能部件的應用成為必然。具有代表性的新型功能部件包括：

（1）高頻電主軸：高頻電主軸是高頻電動機與主軸部件的集成，具有體積小、轉速高、可無級調速等一系列優(yōu)點，在各種新型數(shù)控機床中已經(jīng)獲得廣泛的應用；

（2）直線電動機：近年來，直線電動機的應用日益廣泛，雖然其價格高于傳統(tǒng)的伺服系統(tǒng)，但由于負載變化擾動、熱變形補償、隔磁和防護等關鍵技術的應用，機械傳動結構得到簡化，機床的動態(tài)性能有了提高。如：西門子公司生產的1FN1系列三相交流永磁式同步直線電動機已開始廣泛應用于高速銑床、加工中心、磨床、并聯(lián)機床以及動態(tài)性能和運動精度要求高的機床等；德國EX-CELL-O公司的XHC臥式加工中心三向驅動均采用兩個直線電動機；

（3）電滾珠絲桿：電滾珠絲桿是伺服電動機與滾珠絲桿的集成，可以大大簡化數(shù)控機床的結構，具有傳動環(huán)節(jié)少、結構緊湊等一系列優(yōu)點。

6.2.6 進一步提高可靠性

數(shù)控機床與傳統(tǒng)機床相比，增加了數(shù)控系統(tǒng)和相應的監(jiān)控裝置等，應用了大量的電氣、液壓和機電裝置，易于導致出現(xiàn)失效的概率增大；工業(yè)電網(wǎng)電壓的波動和干擾對數(shù)控機床的可靠性極為不利，而數(shù)控機床加工的零件型面較為復雜，加工周期長，要求平均無故障時間在2萬小時以上。為了保證數(shù)控機床有高的可靠性，就要精心設計系統(tǒng)、嚴格制造和明確可靠性目標以及通過維修分析故障模式并找出薄弱環(huán)節(jié)。國外數(shù)控系統(tǒng)平均無故障時間在7～10萬小時以上，國產數(shù)控系統(tǒng)平均無故障時間僅為1萬小時左右，國外整機平均無故障工作時間達800小時以上，而國內最高只有300小時。

6.2.7加工過程綠色化

隨著日趨嚴格的環(huán)境與資源約束，制造加工的綠色化越來越重要，而中國的資源、環(huán)境問題尤為突出。廢棄的切削液是金屬切削加工造成的污染之一。因此，近年來不用或少用冷卻液、實現(xiàn)干切削、半干切削節(jié)能環(huán)保的機床不斷出現(xiàn)，并在不斷發(fā)展當中。在21世紀，綠色制造的大趨勢將使各種節(jié)能環(huán)保機床加速發(fā)展，占領更多的世界市場。

6.2.8 切削加工向高速、高效方向發(fā)展

機床向高速化方向發(fā)展，不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本，而且還可提高零件的表面加工質量和精度。超高速加工技術對制造業(yè)實現(xiàn)高效、優(yōu)質、低成本生產有廣泛的適用性。20世紀90年代以來，歐、美、日各國爭相開發(fā)應用新一代高速數(shù)控機床，加快機床高速化發(fā)展步伐。高速主軸單元（電主軸，轉速15000－100000r/min）、高加/減速度進給運動部件（快移速度60～120m/min，切削進給速度高達60m/min）、高性能數(shù)控和伺服系統(tǒng)以及數(shù)控工具系統(tǒng)都出現(xiàn)了新的突破，達到了新的技術水平。隨著超高速切削機理、超硬耐磨長壽命刀具材料和磨料磨具，大功率高速電主軸、高加/減速度直線電機驅動進給部件以及高性能控制系統(tǒng)（含監(jiān)控系統(tǒng)）和防護裝置等一系列技術領域中關鍵技術的解決，為開發(fā)應用新一代高速數(shù)控機床提供了技術基礎。目前，在

超高速加工中，車削和銑削的切削速度已達到5000～8000m/min以上；主軸轉數(shù)在30000轉/分（有的高達10萬r/min）以上；工作臺的移動速度（進給速度）：在分辨率為1微米時，在100m/min（有的到200m/min）以上，在分辨率為0.1 m時，在24m/min以上；自動換刀速度在1秒以內；小線段插補進給速度達到12m/min 6.2.9 進一步提高加工精度

從精密加工發(fā)展到超精密加工，是世界各工業(yè)強國致力發(fā)展的方向。其精度從微米級到亞微米級，乃至納米級（#lt;10nm），其應用范圍日趨廣泛。當前，在機械加工高精度的要求下，普通級數(shù)控機床的加工精度已由±10 m提高到±5 m；精密級加工中心的加工精度則從±3～5 m，提高到±1～1.5 m，甚至更高；超精密加工精度進入納米級（0.001m），主軸回轉精度要求達到0.01～0.05 m，加工圓度為0.1m，加工表面粗糙度Ra=0.003微米等。這些機床一般都采用矢量控制的變頻驅動電主軸（電機與主軸一體化），主軸徑向跳動小于2 m，軸向竄動小于1 m，軸系不平衡度達到G0.4級。高速高精加工機床的進給驅動，主要有#quot;回轉伺服電機加精密高速滾珠絲杠#quot;和#quot;直線電機直接驅動#quot;兩種類型。

6.2.10進一步提高可靠性

隨著數(shù)控機床網(wǎng)絡化應用的發(fā)展，數(shù)控機床的高可靠性已經(jīng)成為制造、使用環(huán)節(jié)追求的目標。這就要求從軟件的安全性和機械結構的可靠性、電器系統(tǒng)的可靠性等多方面進一步加強研究，改進提高。

6.2.11加工工序進一步復合化

在零件加工過程中有大量的無用時間消耗在工件搬運、上下料、安裝調整、換刀和主軸的升、降速上，為了盡可能降低這些無用時間，人們希望將不同的加工功能整合在同一臺機床上，因此，復合功能的機床成為近年來發(fā)展很快的機種。柔性制造范疇的機床復合加工概念是指將工件一次裝夾后，機床便能按照數(shù)控加工程序，自動進行同一類工藝方法或不同類工藝方法的多工序加工，以完成一個復雜形狀零件的主要工序乃至全部車、銑、鉆、鏜、磨、攻絲、鉸孔和擴孔等多種加工工序。就棱體類零件而言，加工中心便是最典型的進行同一類工藝方法多工序復合加工的機床。事實證明，機床復合加工能提高加工精度

和加工效率，節(jié)省占地面積特別是能縮短零件的加工周期。

目前我國正以基本國情的角度出發(fā)，以國家的戰(zhàn)略需求和國民經(jīng)濟的市場需求為導向，以提高我國制造裝備業(yè)綜合競爭能力和產業(yè)化水平為目標，用系統(tǒng)的方法，選擇能夠主導21世紀初期我國制造裝備業(yè)發(fā)展升級的關鍵技術以及支持產業(yè)化發(fā)展的支撐技術、配套技術作為研究開發(fā)的內容，實現(xiàn)制造裝備業(yè)的跨躍式發(fā)展。

第三篇：機床數(shù)控技術復習題2012

《機床數(shù)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(shù)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(jié)點的計算方法主要有（）、（等步長法）和（）。

（6）數(shù)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(tǒng)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(tǒng)的典型結構是（）和（）。

（10）CNC系統(tǒng)的軟件結構的特點是（），（）和（）。

（11）目前CNC系統(tǒng)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(shù)據(jù)采樣圓弧插補方法有（直線函數(shù)法（弦線法）），（擴展DDA法），（一階遞歸函數(shù)法）和（二階遞歸函數(shù)法）。

（14）數(shù)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(shù)閉環(huán)數(shù)控機床采用的位置檢測裝置是（）、大多數(shù)半閉環(huán)數(shù)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(huán)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(shù)控機床采用的步進電機通常有（）和（）兩大類。

（23）數(shù)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(shù)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(shù)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(yōu)點是（）。

（28）數(shù)控車床回轉刀架的換刀動作包括（）、（）和（）三個主要動作。

（29）現(xiàn)代數(shù)控機床的塑料導軌可分為（聚四氟乙烯塑料帶粘貼式）和（環(huán)氧樹脂注塑式）。

（30）現(xiàn)代數(shù)控機床采用的滾動導軌主要有（），（），（）三種。

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

（32）加工中心的自動換刀系統(tǒng)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(shù)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(shù)控機床常用的回轉工作臺有（數(shù)控回轉工作臺）和（分度工作臺）兩種。

（36）數(shù)控回轉工作臺除了分度和轉位功能外，還能實現(xiàn)（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(xiàn)；數(shù)控機床進給系統(tǒng)的(“零傳動”)由（直線電機）實現(xiàn)。

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

（39）數(shù)控裝置與PLC、驅動裝置等可采用（現(xiàn)場總線網(wǎng)）實現(xiàn)通訊連接。

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

（42)數(shù)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(shù)控系統(tǒng)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(shù)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(jié)點

（10）數(shù)控加工編程中的模態(tài)指令與非模態(tài)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(shù)控回轉工作臺

（14）同步帶

(15)逐點比較法，數(shù)字積分法，遞歸函數(shù)計算法

三、回答下列問題

（1）簡述數(shù)控機床的特點？

（2）繪圖說明CNC系統(tǒng)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(shù)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(shù)據(jù)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(shù)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(tǒng)軟件結構

（15）簡述數(shù)控機床機械結構的特點

（16）簡述刀具半徑補償?shù)膬?yōu)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(shù)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(shù)Z1=20，絲杠導程S=6mm，絲杠上的帶輪齒數(shù)Z2=30，求該坐標軸的脈沖當量δ；

六、數(shù)控加工編程，作業(yè)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(shù)（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(shù)（如銑刀直徑等）。

第四篇：機床數(shù)控技術復習題2013

《機床數(shù)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(shù)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(jié)點的計算方法主要有（）、（等步長法）和（）。

（6）數(shù)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(tǒng)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(tǒng)的典型結構是（）和（）。

（10）CNC系統(tǒng)的軟件結構的特點是（），（）和（）。

（11）目前CNC系統(tǒng)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(shù)據(jù)采樣圓弧插補方法有（切線法（一階DDA法），（弦線法（直接函數(shù)算法）），（割線法（二階DDA算法）。

（14）數(shù)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(shù)閉環(huán)數(shù)控機床采用的位置檢測裝置是（）、大多數(shù)半閉環(huán)數(shù)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(jù)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(huán)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(shù)控機床采用的步進電機通常有（）和（）兩大類。

*（24）數(shù)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(xiàn)代數(shù)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(shù)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(yōu)點是（）。

（29）數(shù)控車床回轉刀架的換刀動作包括（（）、（）和（））三個主要動作。

（30）現(xiàn)代數(shù)控機床的塑料導軌可分為（）（）

（31）現(xiàn)代數(shù)控機床采用的滾動導軌主要有（）（）兩種。

（32）常見的現(xiàn)代數(shù)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(shù)控機床常用的回轉工作臺有（數(shù)控回轉工作臺）和（分度工作臺）兩種。數(shù)控回轉工作臺除了（分度和轉位功能）外，還能實現(xiàn)（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(xiàn)；數(shù)控機床進給系統(tǒng)的(“零傳動”)由（直線電機）實現(xiàn)。

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

現(xiàn)代數(shù)控裝置與PLC、驅動裝置等的連接一般采用（現(xiàn)場總線網(wǎng)）實現(xiàn)通訊連接。*（37）一般要求數(shù)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(xiàn)代CNC系統(tǒng)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(shù)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(shù)據(jù)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(tǒng)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(jié)點

（13）數(shù)控加工編程中的模態(tài)指令與非模態(tài)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(shù)控回轉工作臺

（18）基于Linux的開放式結構數(shù)控系統(tǒng)

（19）現(xiàn)場總線

（20）步進電機的環(huán)形分配器及其類型

三、回答下列問題

（1）簡述數(shù)控機床的特點是什么？

（2）繪出CNC系統(tǒng)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(shù)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(shù)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(shù)控車床的刀具補償？如何建立數(shù)控車床刀具補償數(shù)據(jù)？

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

（14）簡述數(shù)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(shù)控車床上一般如何實現(xiàn)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(shù)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(shù)Z1=20，絲杠導程S=6mm（。。），絲杠上的帶輪

齒數(shù)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(shù)Z1=20，絲杠導程S=6mm，絲杠上的帶輪齒數(shù)Z2=30，求該坐標軸的脈沖當量δ；

六、數(shù)控加工編程，作業(yè)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(shù)（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(shù)（如銑刀直徑等）。

第五篇：機床數(shù)控技術實習報告

機械電子工程專業(yè)（先進制造技術方向）

《機床數(shù)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(shù)控車床的發(fā)展趨勢

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

1.高速、高精密化

高速、精密是機床發(fā)展永恒的目標。隨著科學技術突飛猛進的發(fā)展，機電產品更新?lián)Q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(fā)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(fā)展創(chuàng)造了條件。

數(shù)控車床采用電主軸，取消了皮帶、帶輪和齒輪等環(huán)節(jié)，大大減少了主傳動的轉動慣量，提高了主軸動態(tài)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(yōu)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(huán)節(jié)，消除了傳動間隙(包括反向間隙)，運動慣量小，系統(tǒng)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(fā)熱可忽略不計，有非常好的熱穩(wěn)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(shù)控機床的可靠性是數(shù)控機床產品質量的一項關鍵性指標。數(shù)控機床能否發(fā)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(shù)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(fā)展，CAD技術得到了廣泛發(fā)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(tài)特性分析、計算、預測及優(yōu)化設計，可以對整機各工作部件進行動態(tài)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(fā)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(xiàn)一機多用、一機多能，即一臺數(shù)控車床既可以實現(xiàn)車削功能，也可以實現(xiàn)銑削加工；或在以銑為主的機床上也可以實現(xiàn)磨削加工。寶雞機床廠已經(jīng)研制成功的CX25Y數(shù)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(xiàn)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(shù)控系統(tǒng)可直接實現(xiàn)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(wǎng)絡化、柔性化和集成化

21世紀的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)。智能化的內容包括在數(shù)控系統(tǒng)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(shù)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(shù)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(jiān)控等方面的內容，以方便系統(tǒng)的診斷及維修等。

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

數(shù)控機床向柔性自動化系統(tǒng)發(fā)展的趨勢是：從點(數(shù)控單機、加工中心和數(shù)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(wǎng)絡集成制造系統(tǒng))的方向發(fā)展，另一方面向注重應用性和經(jīng)濟性方向發(fā)展。柔性自動化技術是制造業(yè)適應動態(tài)市場需求及產品迅速更新的主要手段，是各國制造業(yè)發(fā)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(tǒng)的可靠性、實用化為前提，以易于聯(lián)網(wǎng)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(fā)展。數(shù)控機床及其構成柔性制造系統(tǒng)能方便地與CAD、CAM、CAPP及MTS等聯(lián)結，向信息集成方向發(fā)展。網(wǎng)絡系統(tǒng)向開放、集成和智能化方向發(fā)展。

1.2掌握數(shù)控車床的基本構造

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

圖3 數(shù)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(tǒng)布局形式的部分經(jīng)濟型數(shù)控車床外，目前大部分數(shù)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(shù)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(shù)控車床，其主軸箱內的傳動機構已經(jīng)大大簡化；具有無級自動調速(包括定向準停)的數(shù)控車床，起機械傳動變速和變向作用的機構已經(jīng)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(shù)控車床，則基本上保留其原有的主軸箱。2）導軌

數(shù)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(wěn)性，是影響零件加工質量的重要因素之一。除部分數(shù)控車床仍沿用傳統(tǒng)的滑動導軌(金屬型)外，定型生產的數(shù)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(shù)小，其耐磨性、耐腐蝕性及吸震性好，潤滑條件也比較優(yōu)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(shù)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(shù)車床未增設)可消除其側隙的齒輪副。

a）螺旋傳動機構 數(shù)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(huán)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(wěn)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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)控車床上配用。6）對刀裝置

除了極少數(shù)專用性質的數(shù)控車床外，普通數(shù)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(shù)控裝置和伺服系統(tǒng)

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

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

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

2.數(shù)控車床的工作過程

數(shù)控車床的工作過程如圖5所示。

圖5 數(shù)控車床的工作過程

（1）首先根據(jù)零件加工圖樣進行工藝分析，確定加工方案、工藝參數(shù)和位移數(shù)據(jù)。

（2）用規(guī)定的程序代碼和格式規(guī)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?yōu)殡娦盘枺⑤斔徒o數(shù)控裝置。由手工編寫的程序，可以通過數(shù)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?shù)綌?shù)控機床的數(shù)控單元（MCU）。

（5）數(shù)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(tǒng)統(tǒng)發(fā)出執(zhí)行的命令。

（6）伺服系統(tǒng)接到執(zhí)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(shù)控車床的基本操作系統(tǒng)

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(xiàn)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(xiàn)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(shù)控系統(tǒng)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(xù)進給及斷續(xù)進給

手動斷續(xù)進給操作步驟：①旋轉方式選擇開關“MODE SELECT”至“JOGINC”，進入斷續(xù)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(jù)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(xiàn)點動進給。點動狀態(tài)下，每按一次坐標進給鍵，進給部件移動一段距離。

手動連續(xù)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(xù)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(xiàn)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(jié)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(huán)，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(shù)控程序。

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

7）機床急停操作

機床在手動或自動運行中，一旦發(fā)現(xiàn)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(zhí)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?！癋EED HOLD”按鈕后，機床處于保持狀態(tài)。待急停解除之后，按下循環(huán)啟動按鈕恢復機床運動狀態(tài)，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(tài)，顯示模式置于PRGRM狀態(tài)。

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(shù)控車床的的代碼及控制面板

數(shù)控車床可聯(lián)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(shù)控機床永遠假定工件靜止而刀具運動，同時規(guī)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(shù)控車床X軸為徑向水平線，向外為正方向，即橫向。2.2.1數(shù)控代碼規(guī)范 1）程序結構

ＮＣ程序由各個程序段組成，每個程序段執(zhí)行一個加工步驟。程序段由若干個字組成，字由地址符和數(shù)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(shù)控指令

數(shù)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(tài)

例如：G00X40Z50； G01 直線插補，模態(tài)

例如：G01X40Z-30； G02 順時針圓弧插補，模態(tài)

例如：G02X40Z10R10； G03 逆時針圓弧插補，模態(tài)

例如：G03X40Z10I10K10； G04 暫停，單位毫秒 例如：G04P200 G18 ZX平面選擇，數(shù)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(huán) 例如：G92X32Z-20F1.5 G76 螺紋切削連續(xù)循環(huán) 例如：G76X50Z-20P3.68Q1.2F3 G90 外圓車削固定循環(huán) 例如：G90X20Z-20F80 G94 端面車削固定循環(huán) 例如：G94X20Z-20I-2F80 G71 外圓粗車連續(xù)循環(huán) 例如：G71U2R0.2 G71P50Q150U0.5W0.25F300 G72 端面粗車連續(xù)循環(huán) 例如：G72U2R0.2 G72P50Q150U0.5W0.25F300 G70 精車循環(huán) 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(shù)控系統(tǒng)控制面板

數(shù)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(xiàn)。機床配備的數(shù)控系統(tǒng)不同其CRT/MDI控制面板的形式也不相同。CK6120數(shù)控銑床配備FANUC 0i-TD數(shù)控系統(tǒng)。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(xiàn)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(shù)據(jù)?！綧ENU OFSET】鍵：菜單設置鍵。刀具偏置數(shù)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?！綝GNOS PARAM】鍵：參數(shù)設置鍵。設置數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)。【AUX GRAPH】鍵：圖象顯示鍵。暫無功能。2)數(shù)據(jù)輸人鍵

用來輸人英文字母、數(shù)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(shù)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。【DELET】鍵：數(shù)據(jù)、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(tǒng)。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(shù)據(jù)到CNC內。

輸出鍵【OUTPT START】：按下此鍵，CNC開始輸出內存中的參數(shù)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(tài)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?。↓：向后移動光標。

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?！合蚝笞儞Q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(xù)進給模式 【JOGINC】：手動斷續(xù)進給模式 【EDIT】：程序編輯模式 【MDI】：手動數(shù)據(jù)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(jié)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(jié)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(xiàn)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(shù)控車削加工及其編程舉例--套筒零件數(shù)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(shù)控系統(tǒng)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(shù)控系統(tǒng)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(shù)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(shù)控系統(tǒng)有了更全面的認識，對數(shù)控有了更深的了解，經(jīng)過這次實習，我們熟練掌握了數(shù)控程序的編程和數(shù)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(huán)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(jīng)濟飛速發(fā)展，又加入了世貿，國內外經(jīng)濟日趨變化，每天都不斷有新的東西涌現(xiàn)，在擁有了越來越多的機會的同時，也有了更多的挑戰(zhàn)，中國的經(jīng)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(xiàn)自己。