1、數(shù)字控制是用數(shù)字化信號對設備運行及其加工過程進行控制的一種自動化技術，簡稱數(shù)控。 控制坐標運動來完成各種不同的空間曲面的加工，是數(shù)控的主要任務。 曲線加工時刀具的運動軌跡與理論上的曲線（包括直線）不吻合。 數(shù)控機床的工作工程：1、數(shù)控編程 2、程序輸入 3、譯碼 4、數(shù)據(jù)處理 5、插補 6、伺服控制與加工。 插補的任務就是通過插補計算程序，根據(jù)程序規(guī)定的進給要求，完成在輪廓起點和終點之間的中間點的坐標值計算，也即數(shù)據(jù)點的密化工作。 控制軸數(shù)：機床數(shù)控裝置能夠控制的坐標軸數(shù)，車床為2，銑床為3。 聯(lián)動軸數(shù)：機床數(shù)控裝置能夠同時控制的坐標軸數(shù)目。平面曲面2.5，空間曲面3及以上。 定位精度：數(shù)控設

2、備停止時實際到達的位置和你要求到達的位子誤差。 重復定位精度：同一個位置兩次定位過去產(chǎn)生的誤差。通常重復定位精度比定位精度要高的多。 數(shù)控機床的優(yōu)缺點：1、適應性強 2、精度高，質量穩(wěn)定 3、生產(chǎn)效率高 4、減輕疲勞強度，改善勞動條件 5、有利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化 6、使用、維護技術要求高。 數(shù)控加工過程中，數(shù)控系統(tǒng)要解決控制刀具或工件運動軌跡的問題，在數(shù)控機床中，刀具或工件能夠移動的最小位移量稱為數(shù)控機床的脈沖當量或最小分辨率。 計算出輪廓線上中間點位置坐標值的過程稱為“插補”。 基準脈沖插補：每個脈沖使各坐標軸僅產(chǎn)生一個脈沖當量，代表了刀具或工件的最小位移；脈沖的數(shù)量代表了刀具或工件移動的位移

3、量；脈沖序列的頻率代表了刀具或工件運動的速度。僅適用于一些由步進電機驅動的中等精度或中等速度要求的開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。 數(shù)據(jù)采樣插補：這種插補方法的特點是數(shù)控裝備產(chǎn)生的不是單個脈沖，而是標準二進制字。第一步粗插補，采用時間分割思想，把加工一段直線或圓弧的整段時間細分為許多相等的時間間隔，稱為插補周期T。第二步為精插補，一般將粗插補運算稱為插補，由軟件完成，而精插補可由軟件實現(xiàn)，也可由硬件實現(xiàn)。 逼近誤差與進給速度F、插補周期T的平方成正比，與圓弧半徑R成反比。 進給速度F、圓弧半徑R一定的條件下，插補周期T越短，逼近誤差就越小，當給定及插補周期T確定之后，可根據(jù)圓弧半徑R選擇進給速度F，以保證逼近誤

4、差不超過允許值。 弦線逼近： 割線逼近：當輪廓步長l相等時，內外差分弦的半徑誤差是內接弦的一半若令半徑誤差相等，則內外差分弦的輪廓步長l或角步距是內接弦的2. 數(shù)字積分法又稱數(shù)字微分分析器法，是利用數(shù)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。積分運算累加和運算 DDA直線插補的整個過程要經(jīng)過次累加才能到達直線的終點。 DDA直線插補的分析可知，判斷終點是用累加次數(shù)N為條件的，當累加寄存器的位數(shù)一旦選定，比如m位，累加次數(shù)即為常數(shù)了，而不管加工行程長短都需作N次計算。這就造成行程長進給速度加快，行程短進給速度變慢，使之各程序段進給速度不均勻，其結果將影響進給表面質量和效率

5、。為此要進行速度均化處理。 直線插補的進給速度均化：直線的斜率不變，故對加工沒有影響。 均化處理后，行程短的程序段，累加次數(shù)N減少得多，則進給速度提高得多；而行程長的程序段，累加次數(shù)N減少得少，則進給速度提高得較少。 數(shù)控系統(tǒng)的刀具補償（簡稱刀補）即垂直于刀具軌跡的位移，用來修正刀具實際半徑或直徑與其程序規(guī)定的值之差。 在輪廓加工過程中，由于刀具總是有一定的半徑（如銑刀半徑），刀具中心的運動軌跡與工件輪廓是不一致的。 取消刀具補償時用G40表示；左刀具補償用G41表示；右刀具補償用G42表示。 B刀具半徑補償為基本的刀具半徑補償。輪廓尖角銑成小圓角造成誤差，讀一段算一段走一段沒有預測。 C刀具

6、半徑補償隨著前后兩段編程軌跡的連接方式不同，相應刀具中心的加工軌跡也會產(chǎn)生不同的轉接形式，主要有以下幾種：直線與直線；直線與圓??；圓弧與圓弧。 根據(jù)兩段程序軌跡的矢量夾角和刀具補償方向的不同，又有伸長型、縮短型和插入型幾種轉接過渡方式。 區(qū)別：1直線插補時，被積函數(shù)寄存器的數(shù)值為常用Xe和Ye，而圓弧插補時，被積函數(shù)寄存器的數(shù)值Xi和Yi2圓弧插補開始時，X坐標被積函數(shù)寄存器存入的是y坐標的初值。y坐標被積函數(shù)寄存器存入的是x坐標的初值3在圓弧插補過程中，y方向發(fā)出的脈沖時，x方向被積函數(shù)寄存器內容加“1”，x方向發(fā)出的脈沖時，y方向被積函數(shù)寄存器內容減“1”4每當積分函數(shù)累加器有溢出時，需要

7、及時修正被積函數(shù)寄存器x，y值。因此被積函數(shù)寄存器存入的是瞬時值。 伺服系統(tǒng)是數(shù)控裝置和機床的聯(lián)系環(huán)節(jié)，是數(shù)控系統(tǒng)的重要組成。 功能：接受來自數(shù)控裝置的指令來控制驅動機床的個運動部件，從而準確控制它們的速度和位置，達到加工出所需工件外形和尺寸。 由伺服電路、伺服驅動裝置、機械傳動機構及伺服進給運動執(zhí)行部件組成。 伺服系統(tǒng)與一般機床的進給系統(tǒng)有本質上差別，它能根據(jù)指令信號精確地控制執(zhí)行部件的運動速度與位置。 對伺服系統(tǒng)的基本要求：1、精度高 2、快速響應 3、調速范圍看 4、低速大轉矩 5、慣量匹配 6、過載能力強、負載特性硬。 步進電動機的結構和工作原理 步進電動機的分類及基本結構。按力矩產(chǎn)生

8、的原理，分為反應式和勵磁式。 （1）、反應式步進電動機的轉子中無繞組，由定子磁場對轉子產(chǎn)生的感應電磁力矩實現(xiàn)步進運動。 （2）、勵磁式步進電動機的定子和轉子均有勵磁繞組，由它們之間的電磁力矩實現(xiàn)步進運動。有的勵磁式電動機轉子無勵磁繞組，是由永久磁鐵制成的，轉子有永久磁場。通常也把這種步進電動機稱為混合式步進電動機?；旌鲜讲竭M電動機具有步距角小、有較高的啟動和運行頻率、消耗功小、效率高、不通電時有定位轉矩、不能自由轉動等特點。 步進電動機的工作原理：錯齒角越小，所產(chǎn)生的步距角越小，步進精度越高。 對一相繞組一次通電的操作稱為一拍，轉一齒所需的拍數(shù)為工作拍數(shù)。 設步進電動機的轉子齒數(shù)為N，則它的齒

9、距角為 由于步進電機運行K拍可使轉子轉動一個齒距角，所以每一拍的步距角可以表示為：K步進電機的工作拍數(shù)；N轉子的齒數(shù)。 對于轉子有40齒并且采用三拍工作的步進電動機，其步距角為： 步進電動機的工作方式分為單拍、雙拍和多拍工作方式。 1、三相步進電動機單三拍工作方式。 2、雙三拍工作方式：每一相都是連續(xù)通電兩拍，所以勵磁電流比單拍要大，所產(chǎn)生的勵磁轉矩也較大。由于同時有兩相通電，所以轉子齒不能和這兩相定子齒對齊，而是處于兩定子齒的中間位置。 3、六拍工作方式：在六拍工作方式中，控制電流切換六次，磁場轉一周，轉子轉動一個齒距角，其步距角檢測裝置常用類型 （1）增量式：測量位移的增量值，測量裝置輸出

10、的是脈沖，一個脈沖是一個測量單位，任何一個對中點都可作為測量始點，實際位移值靠對脈沖計數(shù)取得。 （2）絕對式：測量位移的絕對值，測量裝置的輸出能夠代表移動件當前的實際位置（坐標值）移動的方向靠當前值和歷史記憶取得。 增量式充電編碼器又能測位移又能測速度。 給步進電機輸入一個脈沖信號，其轉子轉過的角度稱為步距角。 步進電機工作原理：步進電機有A、B、C三相，每相有兩個磁極，轉子有四個磁極。當A相繞組通以直流電時，B相磁極產(chǎn)生磁通，這時轉子2、4極與定子B相磁極對齊。如果按ABCA的通電順序，轉子則沿逆時針方向一步步轉動起來，每步轉過，這個角度叫步距角。 數(shù)數(shù)控機床程序編制的方法有三種：即手工編程

11、、自動編程、和圖形編程。 1、人工完成零件圖樣分析、工藝處理、數(shù)值計算、書寫程序清單，直到程序的輸入和檢驗，稱為“手工編程”。 2、所謂計算機輔助自動編程，就是使用計算機或編程機，完成零件程序編制的過程。 3、圖形交互式自動編程是利用被加工零件的二維和三維圖形，有專用軟件，以窗口和對話框的方式生產(chǎn)的加工程序，這種編程方式使得復雜曲面的加工更為方便。 規(guī)定假定工件是永遠靜止的，而刀具是相對靜止的工作而運動。 機床坐標系中X、Y、Z軸的關系用右手直角笛卡爾法則確定，大拇指的指向為X軸的正方向，食指指向為Y軸的正方向，中指指向為Z軸的正方向。 坐標系分為機床坐標系和工件坐標系。 對刀點是指通過對刀確

12、定刀具與工件相對位置的基準點。對刀點往往就選擇在零件的加工原點。 所謂對刀是指使“刀位點”與“對刀點”重合的操作?！暗段稽c”是指刀具的定位基準點。 換刀點是為加工中心、數(shù)控車床等采用多刀進行加工的機床而設置的，因為這些機床在加工過程要自動換刀。 數(shù)控車床的編程特點： 1、根據(jù)圖紙標注，可按絕對坐標編程，也可按相對坐標編程，也可混合編程； 2、通常在圖紙上和測量時均以直徑值表示被加工零件的徑向尺寸，通常X在絕對方式編程中以直徑直表示，在相對方式編程中以實際位移量的二部表示。 3、由于毛坯常用棒料或鑄鍛件，加工余量較大，數(shù)控車床常具備不同形式的循環(huán)功能，可進行多次重復循環(huán)切削，簡化編程。 4、刀具補償功能，刀具半徑和長度補償。恒線速度（G96） 取消恒線速度（G97） 主軸轉速限定（G50）螺紋切削（G33） 螺紋切削循環(huán)單一（G92） 復合螺紋切削