數(shù)控加工技術(shù)課件

第1章概論

1.1數(shù)控技術(shù)的發(fā)展過程

1.1.1數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)和發(fā)展

數(shù)控是數(shù)字控制(Numericalcontrol)的簡(jiǎn)稱,是近代發(fā)展起來(lái)的用數(shù)位化資訊進(jìn)行控制的自動(dòng)控制技術(shù).其含義使用以數(shù)值和符號(hào)構(gòu)成的數(shù)字資訊自動(dòng)控制機(jī)床的運(yùn)轉(zhuǎn).數(shù)控機(jī)床也稱NC機(jī)床.

第一代:1952年,電子管控制的第一臺(tái)三座標(biāo)聯(lián)動(dòng)的銑床；

第二代:1959年,出現(xiàn)了電晶體控制的“加工中心”；

第三代:1965年,出現(xiàn)了小規(guī)模積體電路.使數(shù)控系統(tǒng)的可靠性得到了進(jìn)一步的提高；

以上三代數(shù)控系統(tǒng)都是採(cǎi)用專用控制硬體邏輯數(shù)控系統(tǒng),稱為普通數(shù)控系統(tǒng),即NC系統(tǒng).

第四代:1967年以電腦作為控制單元的數(shù)控制系統(tǒng).FMS(FlexibleManufacturingSystem),柔性製造系統(tǒng)。

第五代:1970年,美國(guó)英特爾開發(fā)使用了微處理器.CNC。

1.1.2我國(guó)數(shù)控機(jī)床發(fā)展概況

1.1.3數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)

1.數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)

●採(cǎi)用開放式結(jié)構(gòu)：進(jìn)線、聯(lián)網(wǎng)、專用要求。

●向智能化發(fā)展

具有自動(dòng)編程、模糊控制、學(xué)習(xí)控制、自適應(yīng)控制、工藝參數(shù)自動(dòng)生成、三維刀具補(bǔ)償、運(yùn)動(dòng)參數(shù)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，人機(jī)介面極為友好，有故障專家診斷系統(tǒng)。

2.數(shù)控機(jī)床發(fā)展趨勢(shì)

●高速、高效、高精度、高可靠性

●模組化、專門化、個(gè)性化；智能化、柔性化和集成化。

●

開放性

1.2數(shù)控機(jī)床的基本組成及工作原理

1.2.1數(shù)控機(jī)床的組成

數(shù)控系統(tǒng)功用:接受數(shù)控裝置送來(lái)的脈衝信號(hào),經(jīng)過數(shù)控系統(tǒng)的邏輯電路或系統(tǒng)軟體進(jìn)行編譯、運(yùn)算和邏輯處理後，輸出各種資訊和指令，控制機(jī)床各部分進(jìn)行規(guī)定的動(dòng)作。

1.2.2數(shù)控機(jī)床的工作原理

數(shù)控機(jī)床加工零件,首先要將被加工零件的圖樣及工藝資訊數(shù)位化,用規(guī)定的代碼和程式式編寫加工程式,然後將所編寫程式指令輸入到機(jī)床的數(shù)控裝置中.數(shù)控裝置再將程式(代碼)進(jìn)行解碼、運(yùn)算，向機(jī)床各個(gè)座標(biāo)的伺服機(jī)構(gòu)和輔助控制裝置發(fā)出信號(hào)，驅(qū)動(dòng)機(jī)床各運(yùn)動(dòng)部件，控制所需要的輔助運(yùn)動(dòng)，最後加工出合格零件。1.3數(shù)控機(jī)床的分類

1.3.1按控制系統(tǒng)功能分類

1.點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床

2.點(diǎn)位直線控制機(jī)床

3.輪廓控制機(jī)床1.3.2按加工方式分類

1.一般數(shù)控機(jī)床

2.加工中心

1.3.3按伺服控制分類

1.開環(huán)控制系統(tǒng)

2.閉換控制系統(tǒng)

3.半閉環(huán)控制系統(tǒng)

1.3.4按數(shù)控系統(tǒng)的功能水準(zhǔn)分類

1.4數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)

1.4.1數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)

1.適應(yīng)性強(qiáng),適合加工單件小批量複雜零件

2.加工精度高,產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定

3.自動(dòng)化程度高,勞動(dòng)強(qiáng)度低

4.生產(chǎn)效率高

減少輔助時(shí)間和機(jī)動(dòng)時(shí)間

5.良好的經(jīng)濟(jì)效率

6.有利於生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化

1.4.2數(shù)控機(jī)床的使用特點(diǎn)

1.對(duì)維修人員的技術(shù)水準(zhǔn)要求較高

2.對(duì)夾具和刀具的要求較高

數(shù)控機(jī)床對(duì)刀具的要求:

●

精度較高、壽命高、尺寸穩(wěn)定、變化??；

●快速換刀；

●刀柄應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)系列；

●能很好地控制切屑的折斷、捲曲和排出；

●具有很好的可冷卻性能。

3.數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用範(fàn)圍

●多品種、小批量生產(chǎn)的零件；

●形狀結(jié)構(gòu)比較複雜的零件；

●需要頻繁改型的零件；

●價(jià)值昂貴，不允許報(bào)廢的關(guān)鍵零件；

●需要最短週期的急需零件；

●批量較大、精度要求高的零件。

習(xí)題：

1.什麼是數(shù)控?數(shù)控機(jī)床的加工原理是什麼?

2.數(shù)控機(jī)床是由哪幾部分組成?各有什麼作用?

3.什么是開環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán)數(shù)控機(jī)床？它們之間有什么區(qū)別？

第2章

零件程式的編制

2.1概述

數(shù)控機(jī)床是嚴(yán)格按照從外部輸入的程式來(lái)自動(dòng)地對(duì)被加工工件進(jìn)行加工的。為了與數(shù)控系統(tǒng)的的內(nèi)部程式（系統(tǒng)軟體）及自動(dòng)編程用的零件根源程式相區(qū)別，我們把從外部輸入的直接用於加工的程式稱為數(shù)控加工程式。它是數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用軟體。2.1.1數(shù)控機(jī)床程式編制的內(nèi)容和步驟

a.

明確加工目的,確定工藝參數(shù)

b.

算基點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)

c.

按規(guī)定的程式格式,逐條寫程式

d.

程式輸入:鍵盤、介面

e.

程式校驗(yàn)首件試切:

●

空刀運(yùn)動(dòng)

●用筆代刀

●大批量生產(chǎn)（試切一件）

●三維動(dòng)態(tài)顯示

好的編程人員,要熟悉

a.

機(jī)床結(jié)構(gòu)、性能

b.

數(shù)控系統(tǒng)

c.

加工工藝

※充分發(fā)揮數(shù)控系統(tǒng)的功能和數(shù)控機(jī)床本身的能力2.1.2數(shù)控機(jī)床編程的方法●手工編程手工編程時(shí)間：加工時(shí)間=30：1●自動(dòng)編程2.2

數(shù)控機(jī)床編程的基礎(chǔ)知識(shí)

為了滿足設(shè)計(jì)、製造、維修和普及的需要，在輸入代碼、坐標(biāo)系統(tǒng)、加工指令、輔助功能及程式格式方面，國(guó)際上已形成了兩個(gè)通用的標(biāo)準(zhǔn)ISO—InternationalStandardOrganizationEIA—ElectronicIndustriesAssociation2.2.1程式結(jié)構(gòu)與格式

N3G00X10Z10M03S650;（1）程式段號(hào):查找、跳轉(zhuǎn)注意，程式段標(biāo)號(hào)與程式的執(zhí)行順序無(wú)關(guān)，不管有無(wú)括弧，程式都是按排列的先後次序執(zhí)行。

（2）結(jié)束符:；、LF、*

（3）程式段中的主體部分：主體部分包含了各種控制資訊和數(shù)據(jù)

2.2.2、功能字

（1）準(zhǔn)備功能字G代碼:G00～G99共100種。

G代碼（使機(jī)床做某種操作的指令）：

●模態(tài)代碼一旦執(zhí)行就保持有效,直到同組另一代碼出現(xiàn)

●非模態(tài)代碼只有在其他所在的程式段內(nèi)有效

(2)座標(biāo)字（尺寸字）

XYZUVWIJK

有“+”

“-”之分,“+”可以省略

(3)進(jìn)給功能字F:F是指各座標(biāo)方向速度的向量和

G95F5000.5mm/r

G94F200200mm/min

(4)主軸轉(zhuǎn)速功能字S:

主軸轉(zhuǎn)速功能字S:規(guī)定主軸轉(zhuǎn)速：S300300r/min刀具功能字T:T03=T3(6)輔助功能字(M功能)M00～M99:分模態(tài)與非模態(tài)

●

輔助功能代碼與座標(biāo)代碼同時(shí)執(zhí)行G00M08

●

座標(biāo)移動(dòng)指令之前執(zhí)行M代碼?！扒爸谩盙00M03

●

反之“後置”G00M02

M00:程式停止M01:可選擇stop

M02:全段程式停止.M30:程式停止.指針指向程式頭(7)刀具偏置字(D和H)G42D012.3、坐標(biāo)軸2.3.1

坐標(biāo)軸：直角笛卡爾坐標(biāo)軸注意右手定正負(fù)無(wú)論那一種數(shù)控機(jī)床都規(guī)定Z軸作為平行於主軸中心線的坐標(biāo)軸注意刀具相對(duì)靜止工件運(yùn)動(dòng)的原則2.3.2坐標(biāo)系機(jī)床的座標(biāo)原點(diǎn)在機(jī)床上某一點(diǎn)，是固定不變的，機(jī)床出廠已確定。機(jī)床的換刀點(diǎn)，托板的交換刀，…這些點(diǎn)在機(jī)床上都是固定點(diǎn)（1）機(jī)床坐標(biāo)系（2）工件坐標(biāo)系：程式編制人員在編制時(shí)使用的，在這個(gè)坐標(biāo)系內(nèi)編程可以簡(jiǎn)化座標(biāo)計(jì)算，減少錯(cuò)誤，縮短程式長(zhǎng)度。G90G92x-y-

在實(shí)際的加工中,操作者在機(jī)床上裝好工件之後要測(cè)量該工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)和基本機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)的距離,並把測(cè)得的距離在數(shù)控系統(tǒng)中預(yù)先設(shè)定,這個(gè)設(shè)定值叫工件零點(diǎn)偏置。有些數(shù)控系統(tǒng)把選用機(jī)床坐標(biāo)系的指令設(shè)定為G54—G59，它是模態(tài)代碼。需要指出的是,現(xiàn)代機(jī)床一般既可用預(yù)置寄存的方法定坐標(biāo)系:CRT/MDI(Cathode–reytube/mandatainput)手工輸入方法設(shè)置加工坐標(biāo)系。例P14T2—9

G53非續(xù)效代碼,只有在G90狀態(tài)下才有效.G54續(xù)效代碼

G28X0Y0：X0、Y0是返回的中間點(diǎn)2.4常用編程指令

在數(shù)控機(jī)床加工中，常用G、M、T、和S指令來(lái)控制各種加操作G00～G99M00～M99

插補(bǔ):根據(jù)某段輪廓線（曲線或直線）的端點(diǎn)座標(biāo)值把該輪廓線細(xì)分許多小段，根據(jù)加工精度不同，每小段的長(zhǎng)度可以是幾微米到幾毫米。

2.4.1快速定位方式：G00G00X_Y_Z_；不能由程式改

變，但可用倍率開關(guān)改變。不同的系統(tǒng)有不同的速度，一般都在10～30m/min之間

2.4.2直線插補(bǔ)方式:G01G90orG01X_Y_Z_F_;

2.4.3圓弧插補(bǔ)方式：

G02G03

（xy）G17or(xz)G18or(yz)G19G02X_Y_I_J_F；

G03

還有R方式:θ≦180°R為正θ＞180°R為負(fù)

有些系統(tǒng)不能用R編程，如果圓弧的起點(diǎn)和終點(diǎn)相同，由於數(shù)控系統(tǒng)無(wú)法用確定圓弧的中心位置，只能用I、J、K確定圓心的方式來(lái)編程2.4.3切削螺旋指令G33（模態(tài)）

eg.(T2-18P24)

2.4.4刀具長(zhǎng)度偏置指令

G43.G44.G49.

（模態(tài)）

G43H_Z_；G44H_Z_；（正向偏置，負(fù)向偏置）

2.4.5刀具半徑補(bǔ)償指令

數(shù)控系統(tǒng)絕大都具有刀具半徑補(bǔ)償功能，為程式編制提供了方便。當(dāng)編制零件加工的程式時(shí)不需要計(jì)算刀具中心運(yùn)動(dòng)軌跡，而只需按零件輪廓編程。在控制面板上用（CRT/MDI）方式，人工輸入刀具半徑值，數(shù)控系統(tǒng)便能自動(dòng)的計(jì)算出刀具中心的偏移向量。

刀具位於工件左側(cè)（假設(shè)工件不動(dòng)）G41D01

刀具位于工件右側(cè)（假設(shè)工件不動(dòng)）G42D01

刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕?，只能在G00或G01方式下完成，不能G02、G03在或其他曲線插補(bǔ)方式下進(jìn)行，刀具半徑補(bǔ)償一旦建立，在沒被取消之前一直有效，編程曲線永遠(yuǎn)是銑刀回轉(zhuǎn)圓的包絡(luò)線。

刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕⒑腿∠^程

刀具半徑補(bǔ)償分為A、B類和C類

A、B類：只是能實(shí)現(xiàn)在本程式段內(nèi)的刀具補(bǔ)償，而對(duì)於程式段間的過渡不予處理。只有B補(bǔ)償功能的數(shù)控系統(tǒng)，在編程時(shí)，除了零件輪廓各程式段之外，還應(yīng)考慮尖角過渡。

C類（C機(jī)能）：可以自動(dòng)地尖角過渡，只要給出零件輪廓的程式數(shù)據(jù)，數(shù)控系統(tǒng)能自動(dòng)地進(jìn)行拐角處的刀具軌跡交點(diǎn)的計(jì)算。因此，刀具半徑補(bǔ)償C功能可用於內(nèi)、外拐角輪廓的加工，而且在程式中不考慮尖角過渡。分為伸長(zhǎng)型、插入型、縮短型插補(bǔ)

注意：現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)可以先讀入幾段甚至全部加工程式，進(jìn)行分析，在加工之前就能處理完各程式段之間的連接情況和走刀路線。

刀具補(bǔ)償過程的軌跡分三個(gè)組成部分：

●形成刀具補(bǔ)償?shù)慕⒀a(bǔ)償程式段

●零件輪廓切削程式段

●補(bǔ)償撤銷程式段2.5副程式和固定迴圈

2.5.1副程式的格式

O****副程式

………..副程式主體

………..

M99；副程式結(jié)束指令

M98P****L:

副程式調(diào)用,L為次數(shù)注意，在副程式中，如果控制系統(tǒng)在讀到M99以前讀到M02或M30，則程式停止。

2.5.2固定迴圈

1.鏜削迴圈的工藝路線

2.

鏜削迴圈程式

格式:●G85X~Y

~Z~R~F

~L:無(wú)暫停,工退L:次數(shù)。

●

G89X~Y

~Z~R~P~F

~L:延時(shí),工退●G86:鏜削迴圈,主軸停止,快退.

G86:X~Y

~Z~P~R~F

~L

●G88:鏜削迴圈,主軸停止,手動(dòng)停止

G88:X~Y

~Z~R~

P

~F

~L

●G76:精鏜迴圈,主軸停止,讓刀,快退

G76X~Y

~Z~I~J(Q)~R~

P

~F

~L

●G87:反鏜迴圈

G87:X~Y

~Z~I~

J~

R

~F

~

●G81:鑽孔迴圈、不延時(shí)、快退

G81:X~Y

~Z~R~F

~L

●G82：鑽孔迴圈、延時(shí)、快退

G82:X~Y

~Z~P~R~F

~L

●G83：深孔往復(fù)排屑鑽孔迴圈、不延時(shí)、快退

G83:X~Y

~Z~R~Q~F

~L

●G73：深孔往復(fù)排屑鑽孔迴圈、延時(shí)、快退

G73:X~Y

~Z~R~Q~P~F

~L

內(nèi)螺紋攻螺絲程式

●

G84：右旋螺絲攻螺紋程式

G84：X~Y

~Z~P~R~F

~L

●G74：左旋螺絲攻螺紋程式G74：X~Y

~Z~P~~F

~L

2.6數(shù)控車床程式編制的基礎(chǔ)

數(shù)控車床按其功能分為簡(jiǎn)易數(shù)控車床、經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床多功能數(shù)控車床和車削中心等，它們?cè)诠δ苌喜詈艽蟆?/p>

2.6.1數(shù)控車床的主要功能

●簡(jiǎn)易數(shù)控車床

這是一種低檔數(shù)控車床，一般用單板機(jī)或單片機(jī)進(jìn)行控制。單板機(jī)不能存儲(chǔ)程式，所以切斷一次電源就得重新輸入程式，且抗干擾能力差，不便於擴(kuò)展功能，目前已很少採(cǎi)用。單片機(jī)可以存儲(chǔ)程式，它的程式可以使用可變程式格式，這種車床沒有刀尖圓半徑自動(dòng)補(bǔ)償功能，編程時(shí)計(jì)算比較繁瑣。

●經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床

這是中檔數(shù)控車床，一般具有單色顯示的CRT，程式儲(chǔ)存和編輯功能。它的缺點(diǎn)是沒有恒線速度切削功能，刀尖圓弧半徑自動(dòng)補(bǔ)償不是它的基本功能，而屬於選擇功能範(fàn)圍。（n=1000υ/πd）

.

●多功能數(shù)控車床

這是指較高檔次的數(shù)控車床，這類機(jī)床一般具備刀尖圓弧半徑自動(dòng)補(bǔ)償、恒線速度切削、倒角、固定迴圈、螺紋切削、圖形顯示、用戶宏程式等功能。

●車削中心

車削中心的主體是數(shù)控車床，配有刀庫(kù)和機(jī)械手，與數(shù)控車床單機(jī)相比：自動(dòng)選擇和使用的刀具數(shù)量大大增加，臥式車削中心還具備如下兩種功能：一是動(dòng)力刀具功能，即刀架上某一刀位或所有刀具可使用回轉(zhuǎn)刀具，如銑刀和鑽頭；另一種是C軸位置控制功能（分度，低速回轉(zhuǎn)）,該功能主軸能達(dá)到很高的角度定位解析度（一般0.001°）,還能使主軸和卡盤按進(jìn)給脈衝作任意低速的回轉(zhuǎn),這樣車床就具有X、Z和C三座標(biāo)，可實(shí)現(xiàn)三座標(biāo)兩聯(lián)動(dòng)控制。近年出現(xiàn)的雙軸車削中心，在一個(gè)主軸進(jìn)行加工結(jié)束後，無(wú)需停機(jī)，零件被轉(zhuǎn)移至另一主軸加工另一端，加工完畢後，零件除了去毛刺以外，不需要其他的補(bǔ)充加工。2.6.2工藝裝備特點(diǎn)

對(duì)刀具的要求：

●刀具結(jié)構(gòu)：數(shù)控車床應(yīng)盡可能使用機(jī)夾刀。由於機(jī)夾刀在數(shù)控車床上安裝時(shí)，一般不採(cǎi)用墊片調(diào)整刀尖高度，所以刀尖高的精度在製造時(shí)就應(yīng)得到保證。對(duì)於長(zhǎng)徑比較大的內(nèi)徑刀桿，應(yīng)具有良好的抗震結(jié)構(gòu)。

●刀具強(qiáng)度、耐用度：數(shù)控車床能兼作粗精車削，為使粗車能大切深、大走刀，要求粗車刀具強(qiáng)度高、耐用度好；精車則保證加工精度，所以要求刀具鋒利、精度高、耐用度好。

●刀片斷屑槽：數(shù)控車床一般在封閉環(huán)境中進(jìn)行，要求刀具具有良好的斷屑性能，斷屑範(fàn)圍要寬，一般採(cǎi)用三維斷屑槽，其形式很多，選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)零件的材料及精度要求來(lái)確定。

2.7數(shù)控車床的程式編制

車與銑大同小異，基本指令的意義是相同的，但由於二者在切削原理上存在著差異，因此，數(shù)控車床在編程方面有自己的特點(diǎn)。

本節(jié)著重介紹配置FANUC-0TJ數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行車削加工所特有的程式編制方法。

2.7.1F功能

1、在G95碼狀態(tài)下,F後面的數(shù)值表示的是主軸每轉(zhuǎn)的切削進(jìn)給量或切螺紋的螺距，在數(shù)控車床上這種進(jìn)給量指令使用的較多。

例如：G95F0.5表示進(jìn)給量0.5mm/r

G95F1.0表示進(jìn)給量1.0mm/r

2、在G94碼狀態(tài)下，表示每分鐘進(jìn)給量。

例如：G94F200表示進(jìn)給量200mm/min

2.7.2S功能

1、主軸最高轉(zhuǎn)速限制(G50)

編程格式：G50S～例如：G50S1800表示最高轉(zhuǎn)速為1800r/min

2、恒線速度控制(G96)

指令格式：G96S～例如：G96S150表示控制主軸轉(zhuǎn)速，使切削點(diǎn)的線速度始終保持在150m/min

由線速度υ可求得主軸轉(zhuǎn)速如下：

n=1000υ/（πd）

所示的切削零件，為保持A、B、C各點(diǎn)的線速度一致,則

在每點(diǎn)的主軸轉(zhuǎn)速分別為：

nA=1000×150/（π×40）=1193r/min

nB=1000×150/（π×60）=795r/min

nC=1000×150/（π×70）=682r/min

上述主軸轉(zhuǎn)速的變化是由數(shù)控系統(tǒng)自動(dòng)控制的。

3、恒線速度取消(G97)

編程格式：G97S～

例如：G97S1000表示主軸轉(zhuǎn)速為1000r/min。

當(dāng)由G96轉(zhuǎn)為G97時(shí)，應(yīng)對(duì)S碼賦值，未指令時(shí)將保留G96指令的最終值。當(dāng)由G97轉(zhuǎn)為G96時(shí)，若沒有S指令，則按前一G96所賦S值

進(jìn)行恒線速度控制。

2.7.3G功能

1、加工坐標(biāo)系設(shè)定

加工坐標(biāo)系有兩種設(shè)定方法。一種是以G50方式，另一種是以G54～G59的方式，G50是車削中常用的方式。

如圖3-6所示，用G50X128.7Z375.1設(shè)定了加工坐標(biāo)系.

2.刀尖圓弧自動(dòng)補(bǔ)償功能

通常在編程時(shí)都將車刀刀尖作為一點(diǎn)考慮的，即所謂假設(shè)刀尖。但實(shí)際上刀尖是有圓角的(如圖)按刀尖點(diǎn)編出的程式在進(jìn)行端面、外徑、內(nèi)徑等與軸線平行的表面加工時(shí)，是沒有誤差的，但在進(jìn)行倒角、錐面及圓弧切削時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生少切或過切現(xiàn)象（如圖），具有刀尖圓弧半徑自動(dòng)補(bǔ)償功能的數(shù)控系統(tǒng)能根據(jù)刀尖圓弧半徑計(jì)算出補(bǔ)償量，自動(dòng)控制刀尖的運(yùn)動(dòng)以避免上述現(xiàn)象的產(chǎn)生。

為了進(jìn)行刀尖圓弧半徑補(bǔ)償，需要使用以下指令：

G40：取消刀具補(bǔ)償,G41：左偏刀具補(bǔ)償，G42：右偏刀具補(bǔ)償.

3.單一固定迴圈利用單一固定迴圈可以將一系列連續(xù)的動(dòng)作，如“切入-切削-退刀-返回”，用一個(gè)迴圈指令完成，從而使程式簡(jiǎn)化。例如：圖按一般寫法，程式應(yīng)寫為：N10G00X50N20G01Z-30F～N30X65.0N40G00Z2但用固定迴圈語(yǔ)句只要下麵一句就可以了:G90X50Z-30F～(1)圓柱或圓錐切削迴圈(G90)圓柱切削迴圈指令編程格式為:G90X(U)～Z(W)～F～迴圈過程如圖所示。X、Z為圓柱面切削終點(diǎn)座標(biāo)值，U、W為圓柱面柱切削終點(diǎn)相對(duì)迴圈起點(diǎn)的座標(biāo)分量。

圓錐切削迴圈指令編程格式為:

G90X(U)～Z(W)～I(xiàn)～F～

循環(huán)過程如圖所示，I為

圓錐面切削始點(diǎn)與切削終點(diǎn)

的半徑差。圖中X軸向切削

始點(diǎn)座標(biāo)小於切削終點(diǎn)座標(biāo)，

I的數(shù)值為負(fù)；如果I為正，則相反。

（2）端面切削迴圈

G94

格式G94X(U)Z(W)F～

3.複合型固定迴圈（G70～G76）在使用G90、G92、G94時(shí)，已經(jīng)使程式簡(jiǎn)化了一些，但還有一類被稱為複合型固定迴圈的代碼，能使程式進(jìn)一步得到簡(jiǎn)化。使用這些複合型固定迴圈時(shí)，只需指令精加工的形狀，就可以完成從粗加工到精加工的全部過程。（1）

外圓粗切削迴圈（G71）

G71U(△d)R(e)

G71P(ns)Q(nf)U(△u)W(△w)F(f)S(s)T(t)

式中△d——背吃刀量，吃刀深度

e——退刀量，提刀量

ns——精加工形狀程

序段中的開始程式段號(hào)；

nf——精加工形狀程

序段中的結(jié)束程式段號(hào)；

△u——X軸方向精加工

餘量；

△w——Z軸方向精加工

餘量；

f，s，t——F，S，T代碼。

在此應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

●

使用G71進(jìn)行粗加工迴圈時(shí)，只有含在G71程式段中的F、S、T功能才有效而含在nsnf程式段中的F、S、T功能即使被指定對(duì)粗迴圈也無(wú)效；

●

AB之間必須符合X軸、Z軸方向的共同單調(diào)增大或減少的模式；

●可以進(jìn)行刀具補(bǔ)償。

例在圖中，試按圖示尺寸編寫粗車迴圈加工程式。

O0001

N10G50X200Z140T0101

N20G90G40G97G95S240M03

N30G00G42D01X120Z12M08

N40G96S120

N50G71U2R0.1

N60G71P70Q130U2W2F0.3

N70G00X40

N80G01Z-30F0.15S150

N90X60Z-60

N100Z-80

N110X100Z-90

N120Z-110

N130X-120Z-130

N140G00X125G40

N150X200Z140

N160M02

（2）

端面粗加工迴圈(G72)G72與G71均為粗加工迴圈指令，而G72是沿著平行於X軸進(jìn)行切削迴圈加工的，

編程格式為

G72U(△d)R(e)

G72P(ns)Q(nf)U(△u)W(△w)F(f)S(s)T(t)

（3）

封閉切削迴圈(G73)所謂封閉切削迴圈就是按一定的切削形狀逐漸地接近最終形狀。這種方式對(duì)於鑄造或鍛造毛坯的切削是一種效率很高的方法。G73迴圈方式如圖所示。

編程方式

G73U(i)W(k)R(d)

G73P(ns)Q(nf)U(△u)W(△w)F(f)S(s)T(t)

式中i——X軸上總退刀量（半徑值）；

k——Z軸上的總退刀量；

d——重複加工次數(shù)；

執(zhí)行G73功能時(shí)，每一刀的加工路線的軌跡形狀是相同的只是位置不同，每走完一刀就把加工軌跡向工件方向移動(dòng)一個(gè)位置。

(4)精加工迴圈（G70）由G71、G72完成粗加工後，可以用G70進(jìn)行精加工。編程格式G70P(ns)Q(nf)其中ns和nf與前述含義相同。在這裏G71、G72、G73程式段中的F、S、T指令都無(wú)效，只有ns-nf在程式段中F、S、T才有效，以下圖的程式為例，在N130程式段之後再加上：

N140G70P70Q130

就完成從粗加工到精加工全過程。

例程式為

N10G50X200Z200T0101

N20G90G97G40S200M03

N30G00G42X140Z40M08

N40G96S120

N50G73U9.5W9.5R3

N60G73P70Q130U1.0

W0.5F0.3

N70G00X20Z0(ns)

N80G01Z-20F0.15S150

N90X40Z-30

N100Z-50

N110G02X80Z-70R20

N120G01X100Z-80

N130X105(nf)

N140G00X200Z200G40

N150M02

精加工迴圈(G70)由G71、G72完成粗加工後，可以用G70精加工。編程格式G70P(ns)Q(nf)

，其中ns和nf與前述含義相同。在這裏G71、G72、G73程式段中的F、S、T的指令都無(wú)效，只有在ns-nf程式中的F、S、T才有效，以上圖的程式為例，在N130程式段之後再加上：

N140G70P70Q130就可以完成從粗加工到精加工的全過程。(5)外徑切槽迴圈(G75)其編程格式

G75R(e)G75X(u)P(△i)F(f)式中e——退刀量

u——槽深△i——每次迴圈切削量

f——進(jìn)給量例切槽（切斷）程式為

N10G50X200Z200T0505

N20G90G97S700M03

N30G00G40X35Z-50M08上冷卻液

N40G96S80

N50G75R1

N60G75X-1P5F0.15此槽超過槽深中心線

N70G00X200Z200T0500

N80M02

5．螺紋切削

(1)螺紋切削(G32)用G32指令進(jìn)行螺紋切削時(shí)需要指出終點(diǎn)座標(biāo)值及螺紋導(dǎo)程F(單位mm)。編程格式為：

G32X(U)～Z(W)～F～

其中，X(U)省略時(shí)為圓柱螺紋切削，Z(W)省略時(shí)為端面螺紋切削，X(U)、Z(W)都不省略為錐螺紋切削。螺紋切削應(yīng)注意在兩端設(shè)置足夠的升速進(jìn)刀段和降速退刀段。G32指令可以執(zhí)行單行程螺紋切削，車刀進(jìn)給運(yùn)動(dòng)嚴(yán)格根據(jù)輸入的螺紋導(dǎo)程進(jìn)行。

例圖3-32圓柱螺紋加工的程式(F=4mm,δ1=3mm,δ2=1.5mm)

……

N100G00U-62

N110G32W-74.5F4δ1+δ2+螺紋總長(zhǎng)度=74.5mm

N130G00U62

N140W74.5

N150U-64

N160G32W-74.5

N170G00U64

N180W74.5

(2)螺紋切削迴圈(G92)利用G92，可以將螺紋切削過程中，從始點(diǎn)出發(fā)“切入-切螺紋-讓刀-返回始點(diǎn)”的4個(gè)動(dòng)作作為一個(gè)循環(huán)用一個(gè)程式段指令。與前面的單一固定迴圈G90用法相同，只是F後邊的進(jìn)給量改為螺距值即可。編程格式G92X(U)～Z(W)～I(xiàn)～N50G50X270Z260N60G90G97S300N70T0101M03N80G00X35Z104先走到螺紋加工迴圈起點(diǎn)處，編程者定N90G92X29.2Z56F1.5N100X28.6N110X28.2N120X28.04N130G00X270Z260T0100M05N140M02從這裏可以看出，螺紋的總切深t=(30-28.04)÷2=1.96÷2=0.9

(3)複合螺紋切削迴圈(G76)用G76時(shí)一段指令就可以完成複合螺紋切削迴圈加工程式。

編程格式G76P(m)(r)(a)Q(△dmin)R(d)

G76X(U)Z(W)R(i)P(k)Q(△d)F(f)

式中m——精加工最終重複次數(shù)；

r——倒角量；

α——刀尖的角度，可以選擇80°，60°，55°，30°，29°，0°六種，其角度數(shù)值用2位數(shù)指定；

△dmin——最小切入量；

d——精加工餘量；

X(U)Z(W)——終點(diǎn)座標(biāo)；

i——螺紋部分半徑差(i=0時(shí)為圓柱螺紋)；

k——螺牙的高度(用半徑值指令X軸方向的距離)；

(根據(jù)GB192～197-81國(guó)標(biāo)規(guī)定，普通螺紋的牙型理論高度H=0.866P，實(shí)際高度h=0.6495P，P為螺紋螺距)

△d——第一次的切入量(用半徑值指定)；

f——螺紋的導(dǎo)程(與螺紋切削時(shí)相同)；

螺紋切削方式如圖

本章小結(jié):

本章是本課程的重點(diǎn)章節(jié),必須熟練掌握數(shù)控編程的基本知識(shí),能夠編制一般複雜程度工件的數(shù)控程式。

●數(shù)控程式的編制過程就是把工件加工所需的數(shù)據(jù)和資訊，編寫成加工程式；

●一個(gè)完整的加工程式有程式號(hào)、程式的內(nèi)容和程式結(jié)束三部分組成。程式段由程式字組成，程式字由地址符、正負(fù)號(hào)和數(shù)字組成；

●熟記常用的準(zhǔn)備功能G代碼和M代碼格式和含義；

●熟記刀具半徑補(bǔ)償和刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償；

●瞭解線段和線段、線段和圓弧轉(zhuǎn)接的方法；

●數(shù)控編程過程中工件坐標(biāo)系的含義和制定；

●數(shù)控編程要考慮比較廣泛的工藝問題。

作業(yè)：

1.簡(jiǎn)述數(shù)控編程的內(nèi)容和步驟。

2.說明數(shù)控車床和銑床刀具半徑補(bǔ)償?shù)囊狻?/p>

3.說明數(shù)控車床加工過程中恒切速的意義，何時(shí)考慮使用恒切速？

4.什麼是模態(tài)代碼和非模態(tài)代碼，舉例之。

第3章

輪廓加工的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)

在CNC數(shù)控機(jī)床上，各種輪廓加工都是通過插補(bǔ)計(jì)算實(shí)現(xiàn)的，插補(bǔ)的任務(wù)就是對(duì)輪廓線的起點(diǎn)到終點(diǎn)之間，再密集的計(jì)算出有限個(gè)座標(biāo)點(diǎn)，刀具沿著這些座標(biāo)點(diǎn)移動(dòng)，來(lái)逼近理論輪廓。

插補(bǔ)方法分為兩大類：

1、脈衝增量插補(bǔ)：每輸出一個(gè)脈沖,座標(biāo)移動(dòng)一個(gè)距離

脈衝增量插補(bǔ)用於步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)

2、數(shù)據(jù)採(cǎi)樣插補(bǔ)（數(shù)字增量插補(bǔ)）

數(shù)據(jù)採(cǎi)樣法適用於直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)。

3.1逐點(diǎn)比較法的直線和圓弧插補(bǔ)法

逐點(diǎn)比較法的基本原理，在刀具按要求的軌跡運(yùn)動(dòng)加工零件時(shí)，不斷比較刀具與被加工零件之間的相對(duì)位置，根據(jù)比較結(jié)果決定下一步進(jìn)給方向，使刀具向誤差減小的方向進(jìn)給。

因?yàn)橛写罅康臄?shù)學(xué)推導(dǎo)，本章主要以板書為主。第5章數(shù)控機(jī)床的位置檢測(cè)裝置

5.1概述

位置檢測(cè)裝置是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分。在閉環(huán)系統(tǒng)中，它的主要作用是檢測(cè)位移量，併發(fā)出回饋信號(hào)和數(shù)控裝置發(fā)出的指令信號(hào)相比較，若有偏差，經(jīng)放大後控制執(zhí)行部件，使著向消除偏差的方向運(yùn)動(dòng)直至偏差等於零為止。

5.1.1要求：

●

受溫度、濕度影響小，工作可靠，能長(zhǎng)期保持精度，抗干擾能力強(qiáng);

●在機(jī)床執(zhí)行部件工作範(fàn)圍內(nèi)，能滿足精度和速度的要求；進(jìn)給速度20—30m/min，轉(zhuǎn)速高達(dá)100000r/min。

●使用維護(hù)方便，適應(yīng)機(jī)床工作環(huán)境；

●成本低。

5.1.2位置檢測(cè)裝置的分類

數(shù)字式測(cè)量

模擬量測(cè)量

數(shù)字式測(cè)量：被測(cè)的量以數(shù)字的形式來(lái)表示。測(cè)量信號(hào)為電脈衝，可以直接把它們送入數(shù)控裝置進(jìn)行比較、處理。

特點(diǎn)：

●被測(cè)的量轉(zhuǎn)換為脈衝個(gè)數(shù)，便於顯示和處理；

●測(cè)量精度取決於測(cè)量單位，和量程基本無(wú)關(guān)；

●測(cè)量裝置比較簡(jiǎn)單，脈衝信號(hào)抗干擾能力較強(qiáng)。

模擬式測(cè)量：

模擬式測(cè)量是將被測(cè)量用連續(xù)變數(shù)來(lái)表示，如電壓變化、相位變化等。數(shù)控機(jī)床所用模擬式測(cè)量主要用於小量程的測(cè)量，如感應(yīng)同步器的一個(gè)線距（2mm）內(nèi)的信號(hào)相位變化等。

特點(diǎn)：

●直接測(cè)量被測(cè)的量，無(wú)需變換；

●在小量程內(nèi)實(shí)現(xiàn)較高精度的測(cè)量，技術(shù)成熟。

.增量式測(cè)量

絕對(duì)式測(cè)量

增量式

：只測(cè)量位移量。eg.測(cè)量單位為0.01mm每移動(dòng)0.01mm發(fā)出一個(gè)脈衝信號(hào)。

優(yōu)點(diǎn)：

裝置簡(jiǎn)單，任何一個(gè)對(duì)中點(diǎn)都可作為測(cè)量的起點(diǎn)。在輪廓控制的數(shù)控機(jī)床上大都采用這種方式。

缺點(diǎn)：在增量式檢測(cè)系統(tǒng)中，移距是由測(cè)量信號(hào)計(jì)數(shù)讀出，一旦計(jì)數(shù)有誤，以後的測(cè)量結(jié)果則完全錯(cuò)誤。如出某種事故，無(wú)法恢復(fù)。

絕對(duì)式：

對(duì)于被測(cè)量的任意一點(diǎn)位置均由固定的零點(diǎn)標(biāo)起。每一個(gè)被測(cè)點(diǎn)都有一個(gè)相應(yīng)的測(cè)量值。

eg.用編碼器裝置的結(jié)構(gòu)較為複雜

5.2增量式光電編碼器和絕對(duì)式編碼器

5.2.1增量式光電編碼器

1、工作原理

2、位置和轉(zhuǎn)速測(cè)量

5.2.2編碼盤測(cè)量裝置

十六個(gè)二進(jìn)位數(shù)

5.3光柵位置檢測(cè)裝置

光柵用於數(shù)控機(jī)床作為檢測(cè)裝置，已有幾十年的歷史，用以測(cè)量長(zhǎng)度、角度、速度、加速度、振動(dòng)和爬行等。它是數(shù)控機(jī)床閉環(huán)系統(tǒng)用得較多的一種檢測(cè)裝置。

5.3.1光柵檢測(cè)的工作原理

尺規(guī)光柵和指示光柵分別安裝在機(jī)床的移動(dòng)部件及固定部件上，兩者相互平行，它們之間保持0.05mm或0.1mm的間隙。

根據(jù)製造方法和光學(xué)原理不同，光柵可分:

透射光柵

反射光柵

透射光柵：採(cǎi)用經(jīng)磨制的光學(xué)玻璃或在玻璃表面感光材料的塗層上刻成光柵線紋。

特點(diǎn)：光源可以採(cǎi)用垂直入射光，光電元件直接接受光照。因此信號(hào)幅值比較大，信噪比好。光電轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，如線性密度200線/mm。缺點(diǎn)：玻璃易破裂，熱脹係數(shù)與金屬部件不一致，影響測(cè)量精度。

反射光柵：光柵和機(jī)床金屬部件的線膨脹係數(shù)一致，接長(zhǎng)方便。也可用鋼帶做成長(zhǎng)達(dá)數(shù)米的長(zhǎng)光柵。缺點(diǎn)：為了使反射後的莫爾係數(shù)反差較大，每毫米內(nèi)線紋不宜多，常用4、10、25、40、50線/mm。

光柵線紋是光柵的光學(xué)結(jié)構(gòu)，相鄰兩線紋之間的距離稱為柵距P（

）可根據(jù)所需精度確定，單位長(zhǎng)度上的刻線數(shù)目稱為線紋密度

4、10、25、50、100、200、250線/mm。

若尺規(guī)光柵和指示光柵的柵距相等，指示光柵在其自身平面內(nèi)相對(duì)於尺規(guī)光柵傾斜一個(gè)很小的角度，兩塊光柵的刻線就會(huì)相交。當(dāng)燈光通過聚光鏡呈平行光線垂直照射在尺規(guī)光柵上，在兩塊光柵線相交的鈍角平分線上，出現(xiàn)明暗交替、間隔相等的粗短條紋，稱之為橫向莫爾條紋。

原因：擋光積分效應(yīng)

原理：由於兩光柵間有一個(gè)微小的傾斜角，使其線紋相互交叉，在交叉近旁墨線重疊，減少了擋光面積，擋光效應(yīng)弱，在這個(gè)區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)亮帶，光強(qiáng)最大。相反，離交叉點(diǎn)遠(yuǎn)的地方，兩光柵不透明墨線重疊部分減少，擋光面積增大，擋光效應(yīng)增強(qiáng)，由光源發(fā)出的光幾乎全被擋住而出現(xiàn)暗帶，光強(qiáng)為0，這就形成了粗光柵的橫向莫爾條紋節(jié)距W。

當(dāng)指示光柵沿尺規(guī)光柵連續(xù)移動(dòng)時(shí)，莫爾條紋光強(qiáng)變化規(guī)律近似正弦曲線，光電元件所感應(yīng)的光電流變化規(guī)律也近似正弦曲線。

每移動(dòng)一個(gè)（柵距），莫爾條紋就上下移動(dòng)一個(gè)節(jié)距，光電流就變化一次。

2、橫向莫爾條紋有以下特點(diǎn)：

a.

放大作用

W=≈若=0.01通過減小角，得到大的節(jié)距W

，從而大大簡(jiǎn)化了電子放大線路。這是光柵技術(shù)獨(dú)有的特點(diǎn)。

b.平均效應(yīng)

莫爾條紋是由若干線紋組成，eg:100線/mm，10毫米的莫爾條紋，等亮帶由2000根刻線交叉而成。因而對(duì)各別柵線的間距誤差就平均化了。莫爾條紋的節(jié)距誤差取決於光柵刻線的平均誤差。

3、直線光柵檢測(cè)的辨向

採(cǎi)用一個(gè)光電元件所得到光柵信號(hào)只能計(jì)數(shù)，但不能辯識(shí)運(yùn)動(dòng)的方向。為了確定運(yùn)動(dòng)，至少需要兩個(gè)光電元件。因此通過S1和S2的光束分別為兩個(gè)光電元件所接受。當(dāng)光柵移動(dòng)時(shí)，莫爾條紋通過兩個(gè)隙縫的時(shí)間不同。所以兩個(gè)光電元件所獲得的電信號(hào)相同，但相位相差90°。

4、提高光柵檢測(cè)裝置的精度的措施

可以提高刻線精度和增強(qiáng)刻線密度。但刻線密度達(dá)200線/mm以上的細(xì)光柵刻線製造較困難，成本也高，因此，通常採(cǎi)用倍頻的方法來(lái)提高光柵的解析度精度。

50線/mm200線/mm

具體：採(cǎi)用4個(gè)光電元件和4個(gè)隙縫，每個(gè)光柵節(jié)距產(chǎn)生4個(gè)脈衝，解析度提高4倍。

5、特點(diǎn)：

●由於光柵的刻線可以製作十分精確，同時(shí)莫爾條紋對(duì)刻線局部誤差有均化作用，因此，柵距誤差對(duì)測(cè)量精度影響較小。也可採(cǎi)用信號(hào)。

●在檢測(cè)過程中，尺規(guī)光柵與指示光柵不直接接觸，沒有磨損，因而精度可以長(zhǎng)期保持。

●光線刻線要求很精確，兩光柵之間的間隙及傾斜角都要求保持不變，製造調(diào)試比較困難。光學(xué)系統(tǒng)易受外界的影響產(chǎn)生誤差，同時(shí)又有灰塵、油、冷卻液等汙物的侵入，易使光學(xué)系統(tǒng)變質(zhì)。5.4磁尺測(cè)量裝置

磁尺位置檢測(cè)裝置是由磁性尺規(guī)、磁頭和檢測(cè)電路組成。

利用錄磁的原理將一定周期變化的方法，正弦波或脈沖電信號(hào)，用錄磁磁頭記錄在磁性標(biāo)尺的磁膜上，作為測(cè)量的基準(zhǔn)。檢測(cè)時(shí)，用拾磁磁頭將磁性標(biāo)尺上的磁信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)過檢測(cè)電路處理后，用以計(jì)量磁頭相對(duì)磁尺之間的位移量。

特點(diǎn)：對(duì)使用環(huán)境的條件要求較低，對(duì)周圍磁場(chǎng)的抗干擾能力較強(qiáng)，在油污、粉塵較多的地方使用有較好的穩(wěn)定性。

磁尺測(cè)量裝置的組成和工作原理：

磁性標(biāo)尺是在非導(dǎo)磁材料如銅、不銹鋼、玻璃或其他合金材料的基體上，用涂敷、化學(xué)沉積或電鍍的一層10～20um的導(dǎo)磁材料（Ni-Co或Fe-Co合金），在它的表面上錄製相等節(jié)距週期變化的磁信號(hào)。磁信號(hào)的節(jié)距一般為0.05、0.1、0.2、1mm。為了防止磁頭對(duì)磁性膜的磨損，通常在磁性膜上塗一層厚1～2mm的耐磨塑膠保護(hù)層。磁頭是進(jìn)行磁電轉(zhuǎn)換的變換器，它把反映空間位置的磁信號(hào)輸送到檢測(cè)電路中去。

普通答錄機(jī)上的磁頭輸出電壓幅值與磁通變化率成比例，屬於速度回應(yīng)型磁頭。根據(jù)數(shù)控機(jī)床的要求，為了在低速運(yùn)動(dòng)和靜止時(shí)也能進(jìn)行位置檢測(cè)，必須採(cǎi)用磁通響應(yīng)型磁頭。

5.5旋轉(zhuǎn)變壓器位移檢測(cè)裝置

旋轉(zhuǎn)變壓器是一種角度測(cè)量元件，它是一種小型交流電機(jī)。在結(jié)構(gòu)上與兩相繞組式非同步電動(dòng)機(jī)相似，由定子和轉(zhuǎn)子組成，定子繞組為變壓器的原邊，轉(zhuǎn)子繞組為變壓器的副邊。激磁電壓接到定子繞組上，激磁頻率通常為400H、500H、1000H、3000H、5000H，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作靈敏，對(duì)環(huán)境無(wú)特殊要求，維護(hù)方便，輸出信號(hào)幅度大，抗干擾性強(qiáng)，工作可靠。

工作原理：

當(dāng)激磁電壓U1加到定子繞組時(shí)，通過電磁耦合，轉(zhuǎn)子繞組中將產(chǎn)生感生電壓，由於轉(zhuǎn)子是可以旋轉(zhuǎn)的，當(dāng)轉(zhuǎn)子繞組磁軸轉(zhuǎn)到與定子繞組磁軸垂直時(shí)，如圖（a）所示，激磁磁通不穿過轉(zhuǎn)子繞組的橫截面，因此，感應(yīng)電壓U2為0。當(dāng)轉(zhuǎn)子繞組磁軸自垂直位置轉(zhuǎn)過任意角度時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組的產(chǎn)生的感應(yīng)電壓U2為

：

U1==UmsintU2=kU1sin=ksintsin

5.6感應(yīng)同步器測(cè)量裝置

5.6.1感應(yīng)同步器測(cè)量裝置的組成及工作原理

工作原理：利用電磁耦合原理，將位移或轉(zhuǎn)角變成電信號(hào)（極為普遍）。即使滑尺與定尺相互平行，並保持一定的間距。向滑尺通以交流激磁電壓，則在滑尺中產(chǎn)生激磁電流，繞組周圍產(chǎn)生按正弦規(guī)律變化的磁場(chǎng)，由電磁感應(yīng)，在定尺上感出感應(yīng)電壓，當(dāng)滑尺與定尺間產(chǎn)生相對(duì)位移時(shí)，由於電磁耦合的變化，使定尺上感應(yīng)電壓隨位移的變化而變化（相同頻率）。

按工作方式不同，感應(yīng)同步器分為：

相位工作方式（鑒相型系統(tǒng)）

幅值工作方式（鑒幅型系統(tǒng)）。

●相位工作方式：前提供給滑尺的激磁信號(hào)為頻率、幅值相同，相位角相差90°的交流電壓。

●幅值工作方式：前提給滑尺繞組通入相位相同、頻率相同，但幅值不同的勵(lì)磁電壓。

5.6.2感應(yīng)同步器測(cè)量系統(tǒng)

1.鑒相測(cè)量系統(tǒng)

討論題

1.數(shù)控機(jī)床對(duì)位置檢測(cè)裝置有何要求？

2.從指令控制的角度看，開環(huán)伺服系統(tǒng)控制精度的基本原因是什麼？半閉環(huán)控制系統(tǒng)中，位置回饋信號(hào)不能包含哪一部分的位置誤差？

3.試述感應(yīng)同步器的工作原理，並說明相位工作方式。

4.在逐點(diǎn)比較圓弧插補(bǔ)中，若偏差函數(shù)小於零，則刀具在（）。

A、圓內(nèi)B、圓外C、圓上D、圓心

5.數(shù)控機(jī)床採(cǎi)用刀具補(bǔ)償後的優(yōu)點(diǎn)有（）等。

A、可減少刀具磨損對(duì)加工精度的影響B(tài)、方便編程和選擇刀具

C、方便機(jī)床操作D、提高加工速度

6、光柵尺是（）。

A、一種能夠準(zhǔn)確地直接測(cè)量位移的工具

B、一種數(shù)控系統(tǒng)的功能模組

C、一種能夠間接檢測(cè)直線位移或角位移的伺服系統(tǒng)回饋元件

D、一種能夠間接檢測(cè)直線位移的伺服系統(tǒng)回饋元件

7.通常情況下，平行於機(jī)床主軸的坐標(biāo)軸是（）

A、X軸B、Z軸C、Y軸D、不確定

8.用逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)出直線A（0，0），B（6，5）的插補(bǔ)軌跡，並畫圖示意之.

討論題

1.目前應(yīng)用較多的塑膠導(dǎo)軌的複合材料是（）。

A、尼龍B、環(huán)氧樹脂

C、聚乙烯D、聚四氟乙烯

2.數(shù)控機(jī)床的總體設(shè)計(jì)要求是什麼？

3.插補(bǔ)方法可分為幾類？各有何特點(diǎn)？

4.一臺(tái)五相電機(jī)，五拍運(yùn)動(dòng)時(shí)，其步距角是1.5°，此電機(jī)轉(zhuǎn)子有多少齒？齒距角是多少？此電機(jī)按十拍運(yùn)行，步距角應(yīng)是多少度？

第6章數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服系統(tǒng)

6.1數(shù)控機(jī)床對(duì)伺服系統(tǒng)要求

伺服系統(tǒng)完成機(jī)床移動(dòng)部件的位置和速度控制。它接收電腦的插補(bǔ)命令，將插補(bǔ)脈衝轉(zhuǎn)換為機(jī)械位移。

基本要求：

1.精度高

2.快速相應(yīng)特性好

3.調(diào)速範(fàn)圍大

4.系統(tǒng)可靠性要好

5.較強(qiáng)得超載能力

6.2步進(jìn)電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種將電脈衝信號(hào)轉(zhuǎn)變成機(jī)械角位移的

特殊電機(jī)。按其輸出扭矩的大小,分為:快速步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和功率步進(jìn)電動(dòng)機(jī)按其勵(lì)磁相數(shù)可分為三相、四相、五相、六相等；

按其工作原理可分為磁電式和反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)

1.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作原理

2.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)主要特性參數(shù)

(1)步距角:α=360°/mkz

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行k拍可使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)齒距角；

(2)最大啟動(dòng)力矩：步進(jìn)