蘭州交通大學數控技術及其應用重點知識總結

2021-10-22 15:36:54 字數 3848 閱讀 5514

蘭州交通大學

數控技術及其應用重點知識總結

1. 數控工具機與其他自動工具機的區別:當加工物件改變時,除了重新裝夾工件和更換刀具外,只需要更換加工程式,不需要對工具機做任何調整。

2. 計算機數控系統(cnc)有以下優點:

1).柔性好 2)功能強 3)可靠性高 4) 易於實現機電一體化 5)經濟性好

3. 數控工具機的組成:

數控工具機主要由程式載體,輸入裝置,cnc單元、位置反饋系統和工具機機械部件等構成。

4. 數控工具機原理

按照零件加工的技術要求和工藝要求,編寫零件的加工程式,然後將加工程式輸入到數控裝置,通過數控裝置控制工具機的主軸運動、進給運動、更換刀具,以及工件的夾緊與鬆開,冷卻、潤滑幫浦的開與關,使刀具、工件和其它輔助裝置嚴格按照加工程式規定的順序、軌跡和引數進行工作,從而加工出符合圖紙要求的零件。

5. 數控工具機的分類

按控制系統的特點分為: 1.點位控制數控工具機 2.直線控制數控工具機 3.輪廓控制數控工具機

按執行機構的伺服系統型別分為: 1.開環伺服系統數控工具機 2. 閉環伺服系統數控工具機 3. 半開環伺服系統數控工具機

6. cnc裝置的控制軟體主要有:解碼、刀具補償、速度控制、插補運算、位置控制。

7. 數控系統的刀具半徑補償方法有:b刀具半徑補償和 c刀具半徑補償。

8. 進行刀具補償的目的:數控工具機在加工過程中,它控制的是刀具中心的運動軌跡,而使用者總是按零件的輪廓編制加工程式,因而在進行輪廓加工時,刀具必須向零件的外側(或內側)偏移乙個偏移量r,為了程式設計方便,按零件輪廓編制的程式和預先設定的偏移引數,數控裝置能實時自動生成刀具中心軌跡的功能

9. 兩種刀補的處理方法的區別

b刀補法在確定刀具軌跡時,採用的時讀一段、算一段,再走一段的處理方法,這就無法預計到由於刀具半徑所造成的下一段加工軌跡對本段軌跡的影響。c刀補採用的方法是一次對兩段進行處理,即先讀第一段、算第一段,再讀第二段、算第二段,然後根據計算結果來確定一二兩段其刀具中心軌跡的段間過渡狀態,分析第二段對第一段有無影響,如果有, 對第一段進行處理,然後再走處理後的第一段;如果沒有影響,直接走第一段,這就解決了下一段加工軌跡對本段加工軌跡的影響問題。

10. c機能刀具半徑補償的轉接形式:直線與直線轉接、直線與圓弧轉接、圓弧與直線轉接、圓弧與圓弧轉接。

11. 向量夾角α是指:兩程式設計軌跡在交點處非加工側的夾角。

12. cnc系統中的常用的插補演算法分為脈衝增量插補和數字增量插補兩大類。

脈衝增量插補的基本思想是用折線來逼近曲線(包括直線)。

脈衝增量插補主要有:逐點比較法、最小偏差法、數字積分法、目標點跟蹤法、單步追蹤法

13. 對進給伺服系統的基本要求:1.精度高 2.快速響應特性好,無超調 3.調速範圍寬 4.低速大扭矩 5.穩定性好

14. 按反饋控制方式的不同,閉環、半閉環伺服系統可以分為:

1.數字脈衝比較伺服系統 2.鑑相式伺服系統 3. 鑑幅式伺服系統 數字伺服系統

15. 按執行元件的類別將進給伺服系統分為:步進伺服系統、直流伺服系統、交流伺服系統、直線伺服系統

16. 直流伺服電動機的調速:用閘流體調速控制或電晶體脈寬調速控制方式來實現。

17. 步進式伺服系統的工作原理:

步進式伺服系統中指令訊號是單向傳遞的,驅動控制線路接收數控裝置發出的進給脈衝訊號,並將其轉換為控制步進電動機各相定子繞組依次通、斷電的訊號,使步進電動機運轉。步進電動機的轉子與工具機絲槓連在一起(也可通過傳動裝置接到絲槓上),帶動絲槓轉動,從而使工作台運動。也就是說,步進式伺服系統受驅動控制線路的控制,將代表進給脈衝的電訊號通過步進電動機轉變為具有一定大小和方向的機械角位移,通過機械傳動帶動工作台移動。

(1) 工作台位移量的控制

數控裝置發出個進給脈衝,使步進電動機定子繞組的通電狀態變化次,則步進電動機轉過的角位移量(為步距角),該角位移經絲槓螺母副轉化為工作台的位移量,其進給脈衝數決定了工作台的直線位移量。

(2) 工作台進給速度的控制

若數控裝置發出的進給脈衝的頻率為,經驅動控制線路後,轉換為控制步進電動機定子繞組的通、斷電的電平訊號變化頻率,由於轉速(為脈衝當量),所以定子繞組通電狀態的變化頻率決定步進電動機轉子的轉速。該轉速經過絲槓螺母副傳遞之後,轉化為工作台的進給速度,即進給脈衝的頻率決定了工作台的進給速度。同時,在相同脈衝頻率的條件下,脈衝當量越小,則進給速度越小,進給運動的解析度和精度越高。

(3) 工作台運動方向的控制

當數控裝置發出的進給脈衝是正向時,經驅動控制線路之後,步進電動機的定子繞組按一定順序依次通、斷電。當進給脈衝是反向時,定子各相繞組則按相反的順序通、斷電。因此,改變進給脈衝的方向,可改變定子繞組的通電順序,使步進電動機正轉或反轉,從而改變工作台的進給方向。

18. 簡述前加減速控制與後加減速控制的特點

前加減速控制的優點是僅對合成速度——程式設計指令速度f進行控制,所以它不會影響實際插補輸出的位置精度。前加減速控制的缺點是需要**減速點,而這個減速點要根據實際刀具位置與程式段終點之間的距離來確定,而這種**工作需要完成的計算量較大。

後加減速控制與前加減速控制相反,它是對各運動軸分別進行加減速控制,這種加減速控制不需專門**減速點,而是在插補輸出為零時開始減速,並通過一定的時間延遲逐漸靠近程式段終點。後加減速的缺點是,由於它對各運動座標軸分別進行控制,所以在加減速控制以後,實際的各座標軸的合成位置就可能不準確。但是這種影響僅在加速或減速過程中才會有,當系統進入勻速狀態時,這種影響就不存在了。

19. 常用的雙螺母預緊方法有:雙螺母墊片式預緊、雙螺母螺紋式預緊、雙螺母齒差式預緊。

20. 數控工具機對位置檢測裝置的要求如下:

1. 受溫度、濕度的影響小,工作可靠,能長期保持精度,抗干擾能力強

2. 在工具機執行部件移動範圍內,能滿足精度和速度的要求

3. 使用維護方便,適應工具機工作環境

4. 成本低

21. 檢測裝置的分類:

22. 光柵尺的結構和工作原理

光柵讀數頭由光源、透鏡、指示光柵、光敏元件和驅動線路組成。 讀數頭的光源一般採用白熾燈泡。

莫爾條紋的節距為:

工作原理:

光柵讀數頭由光源、透鏡、指示光柵、光敏元件和驅動線路組成。讀數頭的光源一般採用白熾燈泡。白熾燈泡發出的輻射光線經過透鏡後變成平行光束,照射在光柵上。

光敏元件是一種將光強訊號轉換為電訊號的光電轉換元件,它接收透過光柵尺的光強訊號,並將其轉換成與之成比例的電壓訊號。由於光敏元件產生的電壓訊號一般比較微弱,應首先將該電壓訊號進行功率和電壓放大,然後再進行傳送。驅動線路就是實現對光敏元件輸出訊號進行功率和電壓放大的線路。

如果將指示光柵在其自身的平面內轉過乙個很小的角度β,使兩塊光柵的刻線相交,當平行光線垂直照射標尺光柵時,則在相交區域出現明暗交替、間隔相等的粗大條紋,稱為莫爾條紋。由於兩塊光柵的刻線密度相等,即柵距λ相等,使產生的莫爾條紋的方向與光柵刻線方向大致垂直,當β很小時,莫爾條紋的節距為p=λ/β,這表明,莫爾條紋的節距是柵距的1/β倍。當標尺光柵移動時,莫爾條紋就沿與光柵移動方向垂直的方向移動。

當光柵移動乙個柵距時,莫爾條紋就相應準確地移動乙個節距p,也就是說,兩者一一對應。因此,只要讀出移過莫爾條紋的數目,就可知道光柵移過了多少個柵距。而柵距在製造光柵時是已知的,所以光柵的移動距離就可以通過光電檢測系統對移過的莫爾條紋進行計數、處理後自動測量出來。

1. 鑽削循壞指令g81

g81指令為主軸正轉,刀具以進給速度向下運動鑽孔,到達孔底位置後,快速退回(無孔底動作)

2. 鑽削循壞指令,粗鏜迴圈指令g82

g82指令與g81指令類似,唯一的區別是g82在空底加進給暫停動作,即當鑽頭加工到孔低位置時,刀具不做進給運動,而主軸保持旋轉狀態,使孔的表面更光滑,給指令一般用於擴孔和沉頭孔的加工

3. 深孔鑽削指令g83

g83與g81的主要區別是:由於深孔加工,採用間歇進給,有利於排屑

4. 高速深孔鑽迴圈指令g73

g73用於深孔鑽削,在鑽孔時採取間斷進給,有利於斷屑和排屑,適合深孔加工

23. g指令

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