數控技術
一填空：40分共50個空（答40個空及以上可得40分）
二簡答：40分
三小計算：20分(乙個插補題乙個小計算題)
第一章1．，它是機械工業的發展方向。數控技術是機電一體化技術中的核心技術，機電一體化技術的另外乙個重要表現形式是機械人技術。
2．系統論、資訊理論和控制論是數控技術的理論基礎，微電子技術、計算機技術和精密機械技術就是數控技術的技術基礎。
3．數字控制是一種借助數字、字元或其它符號對某一工作過程（如加工、測量、裝配等）進行可程式設計控制的自動化方法。
數控技術採用數字控制的方法對某一工作過程實現自動控制的技術。它集計算機技術、微電子技術、自動控制技術和機械製造技術等多學科、多技術於一體。
數控工具機是採用數字控制技術對工具機的加工過程進行自動控制的一類工具機。
數控系統實現數字控制的裝置。它能夠自動輸入載體上事先給定的數字量，並將其解碼後進行必要的資訊處理和運算後，控制工具機動作並加工零件。
**c系統的核心是**c裝置。
4．數控工具機的優勢：自動化程度高；效率高，操作人員少；精度高和質量穩定；廢品率低、工裝成本低；複雜零件加工；一機多用；便於建立通訊網路，實現企業資訊化管理；附加值高
5．數控技術的發展趨勢：1.大功率、高精度2.
高速度智慧型化（a.適應控制技術b. 故障自診斷、自修復功能c.
刀具壽命自動檢測和自動換刀功能d.模式識別技術e.智慧型化交流伺服驅動技術）4 .
具有高速、多功能的內裝可程式設計工具機控制器5. 彩色crt圖形顯示、人機對話功能及自我診斷功能6 .採用交流數字伺服系統。。。。。。。
6．數控工具機一般由主機、數控裝置、伺服驅動系統、輔助裝置、程編機以及其他一些附屬裝置組成。
7．數控工具機的分類：
一、按控制功能分類（點位控制數控系統；直線控制數控系統；輪廓控制數控系統）
二、按工藝用途分類（金屬切削類數控工具機；金屬形成類數控工具機；特種加工數控工具機；其它型別工具機：如火焰切割數控工具機、數控測量機、機械人等。）
三、按伺服驅動的方式分類（開環控制 ；半閉環控制 ；全閉環控制 ）
8．複習思考題
1.什麼是工具機數控技術?工具機數控技術由哪幾部分組成?
（數控技術是利用數位化的資訊對工具機運動及加工過程進行控制的一種方法。用數控技術實現加工控制的工具機稱為數控工具機。數控工具機由程式載體，數控裝置，伺服驅動裝置，工具機主體和其他輔助裝置組成。
）2.數控加工有哪些主要特點?（1.
加工精度高，質量穩定2.適合複雜零件加工3.生產效率高4.
對產品改型設計的適應性強5.有利於製造技術向綜合自動化方向發展6.監控功能強，具有故障診斷的能力7.
減輕工人勞動強度，改善勞動條件）
3.什麼是開環控制、閉環控制、半閉環控制?（記住這是數控工具機按伺服系統控制方式分類）
4.什麼是點位控制、直線控制和輪廓控制?它們的主要特點與區別是什麼?（這是數控工具機按照運動軌跡分類。特點區別見p6）
5.簡述數控系統的組成及各部分的主要功能。（**c系統由數控程式、輸入裝置、輸出裝置、計算機數控裝置、可程式設計邏輯控制器（plc）、主軸驅動裝置和進給（伺服）驅動裝置（包括檢測裝置）等組成）
6.數控技術的發展趨勢是什麼?（1.高速，高精度化2.開放式3.智慧型化4.複合化5.高可靠性6.多種插補功能7.人機介面的友好）
7.簡述在數控工具機上加工零件的全過程。（見圖p1 圖1-1）
8.為什麼說數控工具機的網路化是實現新的製造模式(如fms、cims、am、ve、gm)的基礎
（網路化可以實現多台數控工具機間的資料通訊和直接對多台數控工具機進行控制，促進了系統整合化和資訊綜合化，使遠端**程式設計、遠端**、遠端操作、遠端監控及遠端故障診斷成為可能。）
9．數控工具機適用範圍：形狀複雜，小批量
第二章1．程式編制步驟：
2．數控程式的編制方法的分類：手工程式設計和自動程式設計，自動程式設計有分為數控語言程式設計和圖形互動式程式設計。圖形互動式程式設計是目前最常用的方法。
3．對於幾何形狀或加工內容比較簡單的零件，數值計算也較簡單，程式段不多，採用手工程式設計較容易完成。但對於形狀複雜的零件，採用自動程式設計方法編制數控加工程式。
4．工藝規劃：
一、確定工藝路線；
二、分配加工餘量；
三、確定切削用量；四，選擇銑削速度；
五、其它：進刀方式，主軸速度，切削面的引數，刀具的選擇。
5．基點：各幾何元素間的連線點。如直線與圓弧的切點或交點、圓弧與圓弧的切點或交點等。
而對於有非圓曲線(如雙曲線、橢圓等)組成的平面輪廓零件，必須根據曲線方程的特點以及允許的逼近誤差，用許多小直線段或小圓弧段來逼近其輪廓。這種人為的線段分割，其相鄰線段的交點稱為節點。
6．對於非圓曲線輪廓零件，根據軌跡的特點有多種節點計算方法：1. 等間距法2. 等誤差法3. 列表曲線。
7．座標系及運動方向命名的原則：採用右手笛卡爾座標系，規定x、y、z三者的關係及其正方向符合右手法則，圍繞x、y、z各軸的迴轉運動a、b、c及其正方向符合右手螺旋法則。
8．座標系及運動方向命名
(1)z座標的運動：由傳遞切削動力的主軸所規定；
(2)x座標的運動：是水平的，平行於工件的裝夾面，是在刀具或工件定位平面內運動的主要座標。
(3)y座標的運動：＋y的運動方向，根據x和z座標的運動方向，按右手直角笛卡兒座標系確定。
(4)旋轉運動a、b和c：正向的a、b和c相應地表示在x、y和z座標正方向上按照右旋螺旋前進的方向。
(5)主軸旋轉運動的方向：主軸的順時針旋轉運動方向，是按照右旋螺旋進入工件的方向。
例如：9．加工程式：由程式號＋若干個程式段＋結束指令；
1. 程式號：每個程式都以程式號開頭，給程式編號以便進行檢索。
如%45，其中%為程式號位址碼，45為程式編號。
2. 程式段的格式和組成 ：應用字—位址程式格式：
程式段序號字功能字、 字……字程式段結束符號程式段內資料字數目和長度(位數)都可變
10．一般的數控系統對各類字的允許字長都有規定，如某一數控系統的規定如下：
n4 g1 x±5.3 y±5.3 z±5.3 f±4.3 s4 t2 m2
n字最多用不含小數點的4位數字，
x字最多能用小數點前5位，小數點後3位的數字，而且可以帶正、負號，其餘類推。
數控系統對加工程式中的正號可以省略。
11．(1)順序號字n：程式段號。位於程式段開頭。
(2)準備功能字g：g功能或g指令（geometric instructions）。建立工具機或控制系統工作方式的一種命令。它使工具機或數控系統建立起某種加工方法。
(3)尺寸字x、y、z等：尺寸指令。主要用來指令工具機刀具運動到達的座標位置；
(4)進給功能字f：主要用於指定進給速度。
(5)主軸速度功能字s（spindle）：指定主軸轉速r/min ，倍率開關調節主軸速度；
(6)刀具功能字t (tools function) ：主要用來選擇刀具，也可用來選擇刀具偏置和補償。 例如：tll為1號刀且用1號刀補，t10為1號刀取消刀補。
(7)輔助功能字m：用來指定工具機輔助功能及狀態的功能。如主軸的起停，冷卻液的開關，刀具更換等。
12． 1.快速點定位指令 g00：刀具以點位控制方式從刀具所在點快速移動到下乙個目標位置。它只是快速定位，而無運動軌跡要求。
格式：g00 x y z
其中x、y、z為直線插補的終點座標。
2.直線插補指令 g01：產生直線或斜線運動。g01在運動過程中進行切削加工，因而必須指定進給速度f。
格式：g01 x y z f
其中x、y、z為直線插補的終點座標。
g40－刀具補償/刀具偏置登出。使用g40指令則g41、g42無效。
二、輔助功能m指令（miscellaneous function）
規定主軸的起、停、轉向，冷卻幫浦的接通和斷開，刀庫的起、停等工具機輔助動作及狀態的功能。
1. 程式停止指令 m00、m01、 m02、 m30
m00為程式停止（程式暫停，按「程式啟動」後繼續執行後面的程式）、m01為計畫(任選)停止（與m00的作用相同，但必須在操作面板上的「任選停止」按扭按下才有效）、mo2為程式停止、m30為紙帶結束，完成了程式段所有指令。現代數控指令中m02結束程式，游標停在程式結束處；m30指令則游標能夠自動返回程式開頭處，按「程式啟動」就可再次執行程式。
2. 主軸旋轉指令 m03, m04, m05
m03為主軸順時針方向旋轉，開動主軸時按右旋螺紋進入工件方向旋轉；m04為主軸逆時針方向旋轉，即開動主軸時按右旋螺紋離開工件方向旋轉；m05主軸停止，關閉冷卻液。
3. 換刀m06：手動或自動換刀指令、也可自動關閉冷卻液和主軸。
4. 冷卻液控制m07、m08、m09：
m07為2號冷卻液，用於霧狀冷卻液開；
m08 為1號冷卻液，用於液狀冷卻液開；
m09 為冷卻液關，登出m08，m09及m50(3號冷卻液開)和m51(4號冷卻液開)
5. 夾緊、鬆開m10，m11：分別用於工具機滑座、工件、夾具、主軸等的夾緊和鬆開。
6. 主軸定向停止m19：使主軸停止在預定的角度上。
7. 鏡向m32-m35：方便了對稱性工件的程式設計。
m32為x軸鏡向；m33為y軸鏡向；
m34為z軸鏡向；m35登出 m32, m33, m34鏡向。
13.思考複習題
1．什麼叫數控程式設計？數控程式設計分為哪幾類？（從零件圖的分析到製成控制介質的全部過程，稱為數控程式設計。分為手工程式設計和自動程式設計，自動程式設計包括數控語言程式設計和圖形互動式程式設計）
2．手工程式設計的步驟是什麼？（1.分析零件圖樣和工藝處理2.數學處理3.編寫零件加工程式單4.輸入數控系統5.程式檢驗和首件試加工）
3．數控工具機的座標軸和運動方向是怎麼規定的？（見p26）
4．畫出下列工具機的工具機座標系。（見p26·27）
5．什麼是程式段？什麼是程式段格式？數控系統現常用的程式段格式是什麼？
為什麼？（1.每個程式段由程式段號，若干個資料字和程式段結束字元組成。
程式段格式是指乙個程式段中字，字元和資料的書寫規則。最常用的是字-位址可變程式段格式。優點是程式簡短，直觀以及容易檢驗，修改。）
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