數(shù)控機床編程與操作總復習

期末考試試卷的結構（閉卷，120分鐘）一、單項選擇題（10×1′）二、判斷題（10×1′）三、填空題（10×1′

）四、問答題（40′）機床坐標系判別，逐點比較法插補計算，步進電機、直流電機、交流電機、脈沖編碼器、直線光柵尺等參數(shù)計算。五、編程題（3×10′）數(shù)控車床編程，應用車削加工固定循環(huán)；數(shù)控銑床編程，應用刀具長度補償與半徑補償完成輪廓精加工；加工中心編程應用孔加工固定循環(huán)與子程序。主要內容機床數(shù)控技術用數(shù)字化信息對機床運動及其加工過程進行控制的一種技術，簡稱數(shù)控（NumericalControl，NC）。

數(shù)控機床（NumericalControlMachineTools）是裝有數(shù)字控制系統(tǒng)的機床，該系統(tǒng)能夠處理加工程序,控制機床自動完成各種加工運動和輔助運動。第一章數(shù)控技術概論CNC主要內容機床數(shù)控技術機床本體數(shù)控系統(tǒng)外圍技術數(shù)控裝置伺服驅動裝置測量反饋裝置工具系統(tǒng)編程技術管理技術MachinetoolMachineControlunitServo-driveunitFeedbackTransducer1.2數(shù)控技術組成第一章數(shù)控技術概論CNC主要內容數(shù)控系統(tǒng)是一種程序控制系統(tǒng)，它能邏輯地處理輸入到系統(tǒng)中的數(shù)控加工程序，控制數(shù)控機床運動并加工出零件。計算機數(shù)控系統(tǒng)（ComputerNumericalControl，CNC

）是以計算機為核心的數(shù)控系統(tǒng)。1.2數(shù)控技術組成第一章數(shù)控技術概論CNC主要內容1.5數(shù)控技術的發(fā)展趨勢新型功能部件傳統(tǒng)數(shù)控機床：電動機和機床部件是借助耦合元件，如皮帶、齒輪和連軸節(jié)連接，實現(xiàn)部件所需的移動或旋轉，“機”和“電”是分家的。目前數(shù)控機床：將電動機與機械部件集成為一體，如電主軸、直線電機、電滾珠絲桿等，簡化了機床結構，提高了機床的剛度和動態(tài)性能以及加工精度。第一章數(shù)控技術概論CNC主要內容數(shù)控機床的分類(Types)分類方法數(shù)控機床類型按運動控制方式點位控制數(shù)控機床直線控制數(shù)控機床輪廓控制數(shù)控機床按伺服系統(tǒng)開環(huán)數(shù)控數(shù)控機床半閉環(huán)控制數(shù)控機床閉環(huán)控制數(shù)控機床按功能水平經濟型數(shù)控機床中檔型數(shù)控機床高檔型數(shù)控機床按工藝方法金屬切削數(shù)控機床金屬成形數(shù)控機床特種加工數(shù)控機床1.4數(shù)控機床的特點與分類第一章數(shù)控技術概論CNC（1）數(shù)控機床的發(fā)展史1952年美國帕森斯公司和麻省理工學院研制世界上第一臺三坐標數(shù)控立式銑床。兩個階段六個時代（2）數(shù)控機床的特點自動化程度高，勞動強度低加工精度高，加工質量穩(wěn)定對加工對象的適應性強生產效率高，經濟效益好便于現(xiàn)代管理易于建立計算機通信網絡（3）數(shù)控機床的適用范圍一般來說，數(shù)控機床特別適用于加工零件較復雜、精度要求高和產品更新頻繁、生產周期要求短的場合。批量小而又多次生產的零件幾何形狀復雜的零件在加工過程中必須進行多種加工的零件切削余量大的零件公差帶范圍小的零件工藝設計變化快的零件加工過程中的錯誤造成嚴重浪費的貴重的零件需要全部檢測的零件1、數(shù)控機床適于（）生產。A、大型零件B、小批量、形狀復雜零件C、小型零件D、低精度零件2、加工精度高、（）、自動化程度高、勞動強度低、生產效率高等是數(shù)控機床加工的特點。A、加工輪廓簡單、生產批量又特別大的零件B、對加工對象的適應性強C、裝夾困難或必須依靠人工找正、定位才能保證其加工精度的單件零件D、適于加工余量特別大、材質及余量都不均勻的坯件

3、數(shù)控機床適用于批量小、品種更換頻繁、零件結構復雜、精度要求高的產品加工。（）4、數(shù)控機床加工的優(yōu)點很多，它能適用于所有的機械加工。（）5、采用數(shù)控機床可以提高零件的加工精度，穩(wěn)定質量、提高生產率，完成普通機床難以加工的復雜型面的加工。（）1、數(shù)控機床由四個基本部分組成：（）、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)和機床本體部分。A、數(shù)控程序B、信息載體C、伺服電動機D、可編程控制器2、數(shù)控機床的核心裝置是（）。A、機床本體B、數(shù)控裝置C、輸入輸出裝置D、伺服裝置3、伺服系統(tǒng)的作用是把來自數(shù)控裝置的脈沖信號轉換成機床移動部件的運動。（）4、數(shù)控裝置是數(shù)控機床的運算和控制系統(tǒng)。（）5、檢測元件的作用是檢測位移和速度的實際值，并向數(shù)控裝置或伺服裝置發(fā)送反饋信號，從而構成閉環(huán)控制。（

）6、數(shù)控的實質是計算機控制。（）1、按照機床運動的控制軌跡分類，加工中心屬于（）。A、點位控制B、直線控制C、輪廓控制D、遠程控制2、在同一時間內控制一個坐標方向上的移動的系統(tǒng)是（）控制系統(tǒng)。A、點位B、點位直線C、輪廓D、連續(xù)3、按數(shù)控系統(tǒng)的控制方式分類，數(shù)控機床分為：開環(huán)控制數(shù)控機床、（）、閉環(huán)控制數(shù)控機床。A、點位控制數(shù)控機床B、點位直線控制數(shù)控機床C、半閉環(huán)控制數(shù)控機床D、輪廓控制數(shù)控機床4、數(shù)控鉆床和數(shù)控沖床都屬于輪廓控制機床。（）

5、數(shù)控坐標鏜床是一種點位控制數(shù)控機床。（）6、數(shù)控車床是一種輪廓控制數(shù)控機床。（）7、點位控制的數(shù)控機床只控制起點和終點位置，對加工過程中的軌跡沒有嚴格要求。（）

8、點位控制系統(tǒng)不僅要控制從一點到另一點的準確定位，還要控制從一點到另一點的路徑。（）主要內容坐標軸的命名及方向標準規(guī)定，在加工過程中無論是刀具移動，工件靜止，還是工件移動，刀具靜止，一般都假定工件相對靜止不動，而刀具在移動，并同時規(guī)定刀具遠離工件的方向作為坐標軸的正方向。第二章數(shù)控加工程序編制基礎CNC2.1概述2.1.4數(shù)控機床坐標系Z軸正方向的規(guī)定：刀具遠離工件的方向。第二章數(shù)控加工程序編制基礎CNC2.1概述

Z軸

方位標準規(guī)定：Z軸∥主軸軸線的進給軸。若沒有主軸(牛頭刨床)或者有多個主軸，則選擇垂直于工件裝夾面的方向為Z坐標。若主軸能擺動在擺動的范圍內與某一坐標平行時，則這個坐標便是Z軸；若擺動的范圍內與多個坐標平行，則取垂直于裝夾面的方向為Z軸。第二章數(shù)控加工程序編制基礎CNC2.1概述數(shù)控機床坐標軸的確定方法主要內容

X軸

在刀具旋轉的機床上（銑床、鉆床、鏜床等）Z軸水平（臥式)從刀具(主軸)向工件看時，X軸正方向指向右邊。Z軸垂直（立式）單立柱機床，從刀具向立柱看時，X的正方向指向右邊；雙立柱機床(龍門機床)，從刀具向左立柱看時，X軸的正方向指向右邊。第二章數(shù)控加工程序編制基礎CNC2.1概述第二章數(shù)控加工程序編制基礎CNC2.1概述

X軸

在工件旋轉的機床上（車床、磨床等），X軸的運動方向是工件的徑向并平行于橫向拖板，且刀具離開工件旋轉中心的方向是X軸的正方向。第二章數(shù)控加工程序編制基礎CNC2.1概述主要內容Y軸的確定X、Z軸的正方向確定后，Y軸可按右手直角笛卡爾直角坐標系來判定。第二章數(shù)控加工程序編制基礎CNC2.1概述主要內容第二章數(shù)控加工程序編制基礎CNC主要內容第二章數(shù)控加工程序編制基礎CNC+Z+Z+X主要內容工件坐標系與工件原點

1)由編程人員確定,用于編程;2)工件坐標系的原點稱為工件原點或工件零點，可用程序指令來設置和改變;3)根據編程需要，在一個加工程序中可一次或多次設定或改變工件原點。第二章數(shù)控加工程序編制基礎CNC2.1概述第二章數(shù)控加工程序編制基礎CNC2.1概述主要內容N_G_X_Y_Z_…F_S_T_M_；

字地址程序段的一般格式準備功能字程序段號字坐標功能字進給功能字主軸轉速功能字刀具功能字輔助功能G00-G99U、V、WI、J、K……M00-M99G、M指令統(tǒng)稱為工藝指令2.2.1準備功能G代碼在插補運算之前需要規(guī)定，為插補運算作好準備的工藝指令，如：G17、G01、G02、G81等。模態(tài)代碼和非模態(tài)代碼第二章數(shù)控加工程序編制基礎CNC2.2數(shù)控編程中的常用指令G00、G01、G02、G03G81~G89G41、G42、G40G04G90、G91模態(tài)代碼:一經在一個程序段中指定，其功能一直保持到被取消或被同組其它G代碼所代替。非模態(tài)代碼:僅在所出現(xiàn)的程序段內有效。刀具補償功能應用的優(yōu)點第二章數(shù)控加工程序編制基礎CNC2.2數(shù)控編程中的常用指令簡化編程工作量實現(xiàn)粗、精加工實現(xiàn)內外型面的加工主要內容1)零件的裝夾與夾具的設計數(shù)控機床的夾具與傳統(tǒng)夾具結構的差別夾具體＋定位＋夾緊

不需要導向和對刀功能，夾具比較簡單。

第二章數(shù)控加工程序編制基礎CNC2.3數(shù)控編程中的工藝處理2.3.5數(shù)控加工工序的詳細設計1）整體式2）機夾式刀具主要結構第二章數(shù)控加工程序編制基礎CNC2.3數(shù)控編程中的工藝處理主要內容4）對刀點確定刀具相對工件運動的起點，也是程序的起點。對刀點應盡量選在零件的設計基準或工藝基準上；便于對刀、觀察和檢測；簡化坐標值的計算；精度高、粗糙度低的表面。第二章數(shù)控加工程序編制基礎CNC2.3數(shù)控編程中的工藝處理何謂對刀點？選擇準則？主要內容大平面：面銑刀；加工凹槽、小臺階面及平面輪廓：立銑刀加工空間曲面、模具型腔等：球頭銑刀加工封閉的鍵槽：鍵槽銑刀等加工變斜角零件：鼓形銑刀特殊形狀：成形銑刀薄壁件加工，如整體框、肋類零件，在加工時由于振動引起被動再切削，造成嚴重超差，為了防止加工薄壁零件時的再切削，應選用短切削刃的立銑刀。銑刀選擇第二章數(shù)控加工程序編制基礎CNC2.3數(shù)控編程中的工藝處理主要內容如何對刀？刀具在機床上的位置是由“刀位點”的位置來表示的。所謂“刀位點”就是表征刀具特征的點?！暗段稽c”與“對刀點”重合第二章數(shù)控加工程序編制基礎CNC2.3數(shù)控編程中的工藝處理第二章數(shù)控加工程序編制基礎CNC2.3數(shù)控編程中的工藝處理銑削零件底面時，槽底圓角半徑r不應過大

銑刀端刃銑削平面的面積越小，加工表面的能力越差，工藝性也越差。rrdDdD主要內容切向切入切出第二章數(shù)控加工程序編制基礎CNC2.3數(shù)控編程中的工藝處理主要內容第二章數(shù)控加工程序編制基礎CNC2.3數(shù)控編程中的工藝處理主要內容順銑、多次走刀、避免進給停頓第二章數(shù)控加工程序編制基礎CNC2.3數(shù)控編程中的工藝處理主要內容螺紋加工第二章數(shù)控加工程序編制基礎CNC2.3數(shù)控編程中的工藝處理1、數(shù)控機床坐標系采用右手直角笛卡爾坐標系。（）2、數(shù)控機床的旋轉軸之一B軸是繞（）直線軸旋轉的軸。A、X軸B、Y軸C、Z軸D、W軸3、數(shù)控機床繞X軸旋轉的回轉的運動坐標軸是（）。

A、A軸

B、B軸

C、C軸

D、D軸1、確定坐標系正方向時，通常假定（）A、被加工工件和刀具不動B、刀具不動，被加工工件移動C、被加工工件和刀具都移動D、被加工工件不動，刀具移動2、數(shù)控機床坐標軸命名原則規(guī)定，（）的運動方向為該坐標軸的正方向。A、刀具遠離工件B、刀具接近工件C、工件遠離刀具D、工件接近刀具

3、數(shù)控機床有不同的運動形式，需要考慮工件與刀具相對運動關系及坐標方向，編寫程序時，采用（）的原則編寫程序。A、刀具固定不動，工件相對移動B、銑削加工刀具只做轉動，工件移動；車削加工刀具移動，工件轉動C、分析機床運動關系后再根據實際情況D、工件固定不動，刀具相對移動4、編制加工程序時一律假定刀具固定，工件移動。（）1、數(shù)控機床的Z軸方向是指（）。A、平行于工件裝夾方向B、垂直于工件裝夾方向C、與主軸回轉軸線平行D、不確定2、數(shù)控機床的坐標系采用右手笛卡兒坐標，在確定具體坐標時，先定x軸，再根據右手法則定Z軸。（）

3、不同的數(shù)控機床各坐標軸的運動各不相同，編程時一律假定刀具相對于靜止的工件運動。（）

1、下列說法不正確的是（）A、機床原點為機床上一個固定點B、機床原點為工件上一個固定點C、機床原點由制造廠確定2、數(shù)控機床的機械零點是不受限制任意設定的。（）

1、數(shù)控編程時，應首先設定（）。A、機床原點B、固定參考點C、機床坐標系D、工件坐標系2、編程坐標系是編程人員在編程過程中所用的坐標系，其坐標的建立就與所使用機床的坐標系相一致。（）3、編程數(shù)控程序時一般以機床坐標系作為編程依據。（）4、編制數(shù)控程序時一般以工件坐標系為依據。（）

5、數(shù)控機床的機械零點是不受限制任意設定的。（）6、編程坐標系可以任意設定。（）7、機床坐標系原點的位置通常由編程人員確定。（）8、工件坐標系原點的位置通常由廠家確定。（）例：1、不同組的G指令出現(xiàn)在同一程序段中時，（）A、前面的指令有效B、前后的指令均有效C、后面的指令有效D、前后的指令均無效2、同組的G指令出現(xiàn)在同一程序段中時，（）A、前面的指令有效B、前后的指令均有效C、后面的指令有效D、前后的指令均無效3、下列哪一個是非模態(tài)指令。（）A、G41B、G01C、G90D、G044、程序段G00G01G02G03X50.0Y70.0R30.0F70；最終執(zhí)行（）指令。A、G00B、G01C、G02D、G03模態(tài)指令的作用一直延續(xù)到下一個非模態(tài)指令為止。（）5、準備功能G40、C41、G42都是模態(tài)指令。（）6、G96功能為主軸恒線速度控制，G97功能為主軸恒轉速控制。（）7、數(shù)控機床編程中的模態(tài)指令必須由非模態(tài)指令取消。（）

8、G96S200表示切削速度是200m/mim。（）9、G97S1500表示主軸轉速為1500r/min。（）10、模態(tài)指令在整個程序中只需輸入一次。（ ）11、同組模態(tài)G代碼可以放在一個程序段中，而且與順序無關。（）

1、T為

（

）功能。

A、準備功能

B、輔助功能

C、刀具功能

D、主軸轉速功能2、F為（

）功能。

A、準備功能

B、輔助功能C、刀具功能

D、進給功能

3、進給功能一般是用來指令機床主軸的轉速。（）

4、F、S指令都是模態(tài)指令。（）5、主軸轉速功能字一般用來指定主軸的轉速。（）6、在數(shù)控系統(tǒng)中，F(xiàn)地址字只能用來表示進給速度。（）1、M02為

（

）

指令。

A、程序暫停

B、程序停止C、程序結束

D、主軸停止

2、M09為

（

）

指令。

A、主軸停止

B、主軸暫停

C、切削液關

D、切削液開3、輔助功能M02和M30都表示主程序的結束，程序自動運行至此后，程序運行停止，系統(tǒng)自動復位一次。（）增量坐標編程，就是把上一工步的終點坐標作為本工步的坐標原點。（）1、“G00”指令定位過程中，刀具所經過的路徑是()。

A、直線

B、曲線

C、圓弧

D、連續(xù)多線段2、G00和G01的運行軌跡都一樣，只是速度不一樣。（）

3、G00指令可以用于切削加工。（）4、G00指令為快速點定位指令。（）5、G00指令中不需要給定進給速度。（）

1、G02

X20

Y20

R-10

F100；所加工的一般是（

）。A、整圓B、夾角≦180°的圓弧C、180°≦夾角≦360°的圓弧

D、不確定2、在銑削一個XY平面上的圓弧時，圓弧起點在（30，0），終點在（-30，0），半徑為50，圓弧起點到終點的旋轉方向為順時針，則銑削圓弧的指令為（）。A、G17G90G02X-30.0Y0R50.0F50B、G17G90G03X-30.0Y0R-50.0F50C、G17G90G02X-30.0Y0R-50.0F50D、G18G90G02X30.0Y0R50.0F50

3、在XY平面上，某圓弧圓心為(0，0)，半徑為80，如果需要刀具從(80、0)沿該圓弧到達(0，80)點程序指令為()。A、G02X0．Y80．I80J0F300B、G03X0．Y80．I-80J0F300C、G02X80.Y0.J80．J0F300D、G03X80．Y0．I-80．J0F3004、在XY平面上，某圓弧圓心為(0，0)，半徑為80，如果需要刀具從(80，0)沿該圓弧到達(0，-80)點程序指令為()。A、G90G03X80.0Y0R80.0F300B、G90G02X80.0Y0R80.0F300C、G90G03X0Y-80.0R80.0F300D、G90G02X0Y-80.0R80.0F3005、I、K為

（

）坐標尺寸。A、直線

B、圓心

C、圓弧終點

D、圓弧起點

6、G03為

（

）插補指令。

A、直線

B、順時針圓弧

C、逆時針圓弧

D、螺紋7、直徑為?40mm，要求由A（20，0）點逆時針圓弧插補并返回A點，其程序段格式為（）。A、G91G03X20.0Y0I-20.0J0F100B、G90G03X20.0Y0I-20.0J0F100C、G91G03X20.0Y0R-20.0F100D、G90G03X20.0Y0R-20.0F1008、圓弧插補方向（順時針和逆時針）的規(guī)定與（

）有關。

A、X軸

B、Y軸

C、Z軸D、不在圓弧平面內的坐標軸9、加工整圓時可以用圓弧終點坐標和半徑編寫加工程序。（）10、若I、K、R同時在一個程序段中出現(xiàn)，則R有效，I、K被忽略。（）11、在編寫圓弧插補程序時，若用半徑R指定圓心位置，不能描述整圓。（）12、當用G02/G03指令，對被加工零件進行圓弧編程時，圓心坐標I、J、K為圓弧終點到圓弧中心所作矢量分別在X、Y、Z坐標軸方向上的分矢量（矢量方向指向圓心）。（）13、圓弧插補加工中，I、J值是指圓弧起點相對圓心的坐標。（）14、不論在G90還是G91狀態(tài)下，G2和G3圓弧插補指令中，圓弧圓心坐標都是為絕對坐標。（）15、圓弧半徑R的值為正值時，圓弧段小于或等于半圓。（ ）16、只有用圓心坐標與終點坐標方式才可以編程一個整圓。（ ）17、切削大于180度的圓弧，其圓弧半徑“R”值要使用正值。（）零件圖紙數(shù)控工藝分析確定加工內容、路線數(shù)學處理程序編制試切驗證編程手冊確定刀、夾、量具確定切削用量手工編程流程圖第三章數(shù)控加工編程方法CNC3.1概述主要內容數(shù)控車床的編程特點（1）絕對坐標編程時常用代碼X和Z表示；增量坐標編程時則用代碼備U和W表示，可按絕對坐標編程、增量坐標編程或兩者混合編程。一般不用G90、G91指令。（2）由于車削常用的毛坯為棒料或鍛件，加工余量較大，可充分利用各種固定循環(huán)功能，達到多次循環(huán)切削的目的：G70、G71、G73。（3）直徑方向按絕對坐標編程時常以直徑值表示，按增量坐標編程時，以徑向實際位移量的2倍值表示。第三章數(shù)控加工編程方法CNC3.2.1數(shù)控車床編程方法主要內容第三章數(shù)控加工編程方法CNC3.2.1數(shù)控車床編程方法O0003；N10G50X200.0Z350.0；工件坐標系設定N20G30U0W0T0101；換1號刀N20S630M03；N30G00X41.8Z292.0M08；N40G01X47.8Z289.0F0.15；N50Z230.0； N60X50.0； N70X62.0W-60.0；N80Z155.0；N90X78.0；N100X80.0W-10.0；N110W-19.0；N120G02W-60.0I3.25K-30.0；N130G01Z65.0；11223344556678789910101111第三章數(shù)控加工編程方法CNC數(shù)控車削編程實例如圖所示工件，需要進行精加工，其中φ85mm外圓不加工。毛坯為φ85mm×340mm棒材，材料為45鋼。第三章數(shù)控加工編程方法CNC3.2.1數(shù)控車床編程方法N140X90.0；N150G00X200.0Z350.0T0100M09；N160G30U0W0T0202；N170S315M03；N180G00X51.0Z230.M08；N190G01X45.0F0.16；N200G04O5.0；N210G00X51.0；N220X200.0Z350.0T0200M09；1212第三章數(shù)控加工編程方法CNC3.2.1數(shù)控車床編程方法N230G30U0W0T0303；換3號刀N240S200M03；N250G00X62.0Z296.0M08；快速接近車螺紋進給刀起點N260G92X47.54Z231.5F1.5；螺紋切削循環(huán)，螺距為1.5mmN270X46.94；螺紋切削循環(huán)，螺距為1.5mmN280X46.54；螺紋切削循環(huán)，螺距為1.5mmN290X46.38；螺紋切削循環(huán)，螺距為1.5mmN300G00X200.0Z350.0T0300M09；N310M05；N320M30；第三章數(shù)控加工編程方法CNCN30G03X0Y14.0I0.0J-14.0；N40G01Y20.0；N50G03X0.0Y20.0I0J-20.0；N60G41G01X0Y25.0D01；N65G01X-15.0；N90G03X-25.0Y15.0I0J-10.0；N100G01Y-15.0；N110G03X-15.0Y-25.0I10.0J0；N120G01X15.0；N130G03X25.0Y-15.0I0J10.0；N140G01Y15.0；N142G03X15.0Y25.0I-10.0J0；N143G01X0;N150G00Z150.0；N160G40X35.0Y35.0M09；N160M30；

YXO第三章數(shù)控加工編程方法CNC3.2.2數(shù)控銑床編程方法及實例銑削編程實例YXR10R10R10R1070705050163.98OYZO100R10第三章數(shù)控加工編程方法CNC3.2.2數(shù)控銑床編程方法及實例O1000；N10G92X35.0Y35.0Z150.0；N15S500M03；N17G90G00X0Y14.0Z1.0M08；N20G01Z-3.98F100；YXR10R10R10R1070705050163.98OYZO100R10第三章數(shù)控加工編程方法CNC3.2.2數(shù)控銑床編程方法及實例5.56.759.02.0R1.5板厚10mm,求最大銑刀直徑第三章數(shù)控加工編程方法CNC3.2.2數(shù)控銑床編程方法及實例特點：帶有刀庫和換刀裝置，一次裝夾能進行銑、鏜、鉆、攻螺紋等多種工序的加工，工序集中，主要用于箱體、復雜曲面的加工。第三章數(shù)控加工編程方法CNC3.2.4加工中心編程方法及實例加工中心編程指令X和Y軸定位；快速運行到R點；孔加工；在孔底的動作，包括暫停、主軸反轉等；返回到R點；快速退回到初始點。（1）孔加工固定循環(huán)指令第三章數(shù)控加工編程方法CNC3.2.4加工中心編程方法及實例加工中心編程指令孔加工固定循環(huán)程序段的一般格式為：G90/G91G98/G99G81-G89X_Y_Z_R_Q_P_F_L_；第三章數(shù)控加工編程方法CNC加工中心編程指令孔加工固定循環(huán)程序段的一般格式為：G90/G91G98/G99G81-G89X_Y_Z_R_Q_P_F_L_；第三章數(shù)控加工編程方法CNC加工中心編程指令孔加工固定循環(huán)程序段的一般格式為：G90/G91G98/G99G81-G89X_Y_Z_R_Q_P_F_L_；第三章數(shù)控加工編程方法CNC

X

Y

X1550M10Φ8.5105035

A

B

C

D

O

O15第三章數(shù)控加工編程方法CNCN05G92X0Y0Z250.0;N10T01M06;N15S500M03；N20G90G00Z150.0;N25G99G83X15.0Y10.0Z-3.0Q5.0R53.0F50;N30G98Y35.0;N35G99X50.0;N40G98Y10.0;N45G00X0Y0Z250.0M05;N50T02M06;N55Z150.0S150M03;N60G99G84X15.0Y10.0Z-3.0R53.0F150;

X

Y

X1550M10Φ8.5105035

A

B

C

D

O

O15N65G98Y35.0;N70G99X50.0;N75G98Y10.0;N80G80G00X0Y0Z250.0M05；N85M30;

X

Y

X1550M10Φ8.5105035

A

B

C

D

O

O15第三章數(shù)控加工編程方法CNC4.1概述從自動控制的角度來看，CNC系統(tǒng)是一種位置（軌跡）控制系統(tǒng)，其本質上是以多執(zhí)行部件(各運動軸)的位移量、速度為控制對象并使其協(xié)調運動的自動控制系統(tǒng)，是一種配有專用操作系統(tǒng)的計算機控制系統(tǒng)。從外部特征來看，CNC系統(tǒng)是由硬件（通用硬件和專用硬件）和軟件（專用）兩大部分組成的。第四章數(shù)控裝置CNC4.2CNC裝置的硬件結構按其中含有CPU的多少可分為：

單微處理機結構和多微處理機結構；按電路板的結構特點可分為：

大板結構和模塊化結構。CNC裝置的硬件結構第四章數(shù)控裝置CNC4.3.2CNC系統(tǒng)軟件的特點和結構特點:多任務性與并行處理技術多任務性：顯示、譯碼、刀補、速度處理、插補處理、位置控制、…并行處理：系統(tǒng)在同一時間間隔或同一時刻內完成兩個或兩個以上任務處理。并行處理的實現(xiàn)方式：

☆資源分時共享（單CPU）☆資源重疊流水處理（多CPU）4.3CNC系統(tǒng)的軟件結構第四章數(shù)控裝置CNC插補技術是數(shù)控系統(tǒng)的核心技術。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。刀具或工件一步步移動，移動軌跡是一個個小線段構成的折線，不是光滑曲線。刀具不能嚴格按照所加工零件的廓型運動，而用折線逼近輪廓線型。脈沖當量或最小分辨率：刀具或工件移動的最小位移量?！?.1概述第5章數(shù)控機床的控制原理插補的實質是根據有限的信息完成“數(shù)據密化”工作。第四章數(shù)控裝置CNC5.1.2插補方法的分類插補器：

數(shù)控裝置中完成插補運算工作的裝置或程序。插補器分：硬件插補器

軟件插補器

軟硬件結合插補器——5.1概述第5章數(shù)控機床的控制原理第四章數(shù)控裝置CNC基準脈沖插補數(shù)據采樣插補基準脈沖插補（脈沖增量插補、行程標量插補）每次插補結束時向各運動坐標軸輸出一個基準脈沖序列，驅動各坐標軸進給電機的運動。每個脈沖使坐標軸產生1個脈沖當量的增量，代表刀具或工件的最小位移；脈沖數(shù)量代表刀具或工件移動的位移量；脈沖序列頻率代表刀具或工件運動的速度?！?.1概述第5章數(shù)控機床的控制原理主要插補方法第四章數(shù)控裝置CNC現(xiàn)代CNC數(shù)控系統(tǒng)：軟件插補或軟、硬件插補結合的方法，由軟件完成粗插補，硬件完成精插補。粗插補采用軟件方法，將加工軌跡分割為線段，精插補采用硬件插補器，將粗插補分割的線段進一步密化數(shù)據點。粗、精插補結合的方法對數(shù)控系統(tǒng)運算速度要求不高，可節(jié)省存儲空間，且響應速度和分辨率都較高。——5.1概述第5章數(shù)控機床的控制原理第四章數(shù)控裝置CNC數(shù)據采樣插補（數(shù)據增量插補、時間分割法）——5.1概述第5章數(shù)控機床的控制原理采用時間分割思想，根據編程的進給速度將輪廓曲線分割為每個插補周期的進給直線段（又稱輪廓步長）進行數(shù)據密化，以此來逼近輪廓曲線。第四章數(shù)控裝置CNC第一步粗插補：時間分割，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。在每個T內，計算輪廓步長l＝F·T，將輪廓曲線分割為若干條長度為輪廓步長

l的微小直線段；

l＝F·T——5.1概述第5章數(shù)控機床的控制原理第四章數(shù)控裝置CNC第二步精插補：在粗插補算出的每一微小直線段的基礎上再作“數(shù)據點的密化”工作。一般將粗插補運算稱為插補，由軟件完成；精插補可由軟件、硬件實現(xiàn)。

——5.1概述第5章數(shù)控機床的控制原理第四章數(shù)控裝置CNC插補周期T＞插補運算時間，為什么？答：因為除完成插補運算外，還要執(zhí)行顯示、監(jiān)控、位置采樣及控制等實時任務?！?.1概述第5章數(shù)控機床的控制原理如：美國A-B公司的7300系列，T＝T反饋

日本FANUC7M系統(tǒng)，T＝8ms，T反饋=4ms現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的T已縮短到2～4ms，有的小于1ms。

T與采樣周期T反饋可相同或不同，一般：T＝T反饋的整數(shù)倍第四章數(shù)控裝置CNCFi+1,j=Fi,j-|ye|Fi,j+1=Fi,j+|xe|第5章數(shù)控機床的控制原理5.2逐點比較法第四章數(shù)控裝置CNC第5章數(shù)控機床的控制原理5.2逐點比較法（3，1）（6，6）思考：起點不在原點起點在其他象限第四章數(shù)控裝置CNC第5章數(shù)控機床的控制原理5.2逐點比較法Fi,j≥0Fi,j≥0Fi,j<0Fi,j<0逆圓逆圓逆圓順圓順圓順圓逆圓順圓OXYFi,j<0Fi,j<0Fi,j<0Fi,j<0Fi,j<0Fi,j<0Fi,j≥0Fi,j≥0Fi,j≥0Fi,j≥0Fi,j≥0Fi,j≥0其他象限圓弧插補的方法?1）分別處理法2）坐標變換法（常用）第四章數(shù)控裝置CNC前后兩段編程軌跡的連接方式主要有：直線與直線轉接；直線與圓弧轉接；圓弧與圓弧轉接。根據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。5.7刀具半徑補償?shù)谒恼聰?shù)控裝置CNC定義α為前一程序段軌跡矢量逆時針旋轉到下一程序段軌跡矢量的旋轉角。則上述情況可以總結成下列表格（G42的判別可以將sinα取反，用G41法則判別）：第四章數(shù)控裝置CNC主要內容數(shù)控機床伺服系統(tǒng)是以機床移動部件的位置和速度為控制量的自動控制系統(tǒng)。7.1概述伺服系統(tǒng)的作用:接受CNC裝置發(fā)出的插補結果(指令脈沖等)，作一定的轉換和放大后，經伺服電機（直流、交流伺服電機、步進電機等）和機械傳動機構，驅動機床的工作臺等執(zhí)行部件實現(xiàn)工作進給或快速運動。數(shù)控機床的“大腦”數(shù)控機床的“四肢”，是執(zhí)行“命令”的機構，它是一個不折不扣的跟隨者。第五章伺服系統(tǒng)CNC主要內容步進電機是一種脈沖控制的執(zhí)行元件，可將輸入脈沖轉換為機械角位移。每給步進電機輸入一個脈沖，其轉軸就轉過一個角度，稱為步距角。脈沖數(shù)量----位移量；脈沖頻率---電機轉速；脈沖順序----方向。7.2步進電機及其驅動控制系統(tǒng)機械執(zhí)行部件A相B相C相…f、nCNC插補指令脈沖頻率f脈沖個數(shù)n換算脈沖環(huán)形分配變換功率放大第五章伺服系統(tǒng)CNC主要內容7.2.2步進電機的主要特性

m—定子相數(shù)；z—轉子齒數(shù)；k—通電系數(shù)，

m相m拍，k＝1；m相2m拍，k＝2。

每給一個脈沖信號，電機轉子轉過角度的理論值。α一般很小，如：3°／1.5°，1.5°／0.75°，0.72°／0.36°等7.2步進電機及其驅動控制系統(tǒng)1．步距角α第五章伺服系統(tǒng)CNC主要內容7.2.3步進電機的分類

1．根據相數(shù)分類有三、四、五、六相等，相數(shù)越多，步距角越小。通電方式采用m相m拍、雙m拍和m相2m拍，m相m拍和m相2m拍通電方式中，可采用一/二相、二／三相轉換通電，如五相步進電機，五相十拍的二／三相轉換方式：AB→ABC→BC→BCD→CD→CDE→DE→DEA→EA→EAB

7.2步進電機及其驅動控制系統(tǒng)第五章伺服系統(tǒng)CNC主要內容7.2步進電機及其驅動控制系統(tǒng)例如：轉子40個齒，定子仍是3對磁極，三相六拍。問步距角是多少？第五章伺服系統(tǒng)CNC

脈沖當量（即每個脈沖對應機床工作臺移動的距離）由下式決定：式中：δ—脈沖當量（mm/脈沖）；

θ—步進電機步距角；

L—滾珠絲杠的導程（mm/r）；i—減速齒輪的減速比；主要內容2．根據產生力矩的原理分類

根據定子與轉子間磁場建立方式，可分：反應式、永磁式、混合式。7.2步進電機及其驅動控制系統(tǒng)3．根據結構分類

步進電機可制成軸向分相式（多段式）、徑向分相式（單段式）

第五章伺服系統(tǒng)CNC主要內容7.2.4步進電機的環(huán)形分配器

7.2步進電機及其驅動控制系統(tǒng)步進電機的驅動控制由環(huán)形分配器和功率放大器組成。環(huán)形分配器功率放大器ABC第五章伺服系統(tǒng)CNC主要內容進給脈沖頻率f→定子繞組通電/斷電狀態(tài)變化頻率f→步進電機轉速→工作臺的進給速度V。硬件環(huán)分：控制CLK的頻率，控制電機的速度。軟件環(huán)分：控制相鄰兩次軟件環(huán)分狀態(tài)之間的延時，可控制電機線圈通電狀態(tài)的變化頻率。7.2步進電機及其驅動控制系統(tǒng)步進電機的速度控制第五章伺服系統(tǒng)CNC主要內容作用：將環(huán)形分配器或微處理器送來的弱電信號變?yōu)閺婋娦盘?，以得到步進電機繞組所需的脈沖電流及脈沖波形。按工作原理分：單電壓驅動、高低電壓驅動、恒流斬波、調頻調壓、細分電路等。7.2步進電機及其驅動控制系統(tǒng)7.2.5功率放大電路步進電機有幾相，就需要幾組功率放大電路。第五章伺服系統(tǒng)CNC2、已知步進電機的步距角為0.9

，直接驅動的絲杠螺距為2mm，試求出該系統(tǒng)的脈沖當量，當步進電機的脈沖頻率為1000HZ時，求對應的軸的移動速度F，若要使脈沖當量達到0.0025，請問可以采取什么措施？采取措施后，對軸的最高移動速度有無影響？答：由于電機直連絲桿（i=1），則有（P177）：360/步距角=螺距/脈沖當量，所以脈沖當量為： 脈沖當量=螺距*步距角/360=2×0.9/360=0.005 當頻率為1000HZ時，對應的軸移動速度為：F=0.005*1000=5mm/s即F=300mm/min 若要使脈沖當量達到0.0025則可采取以下措施：增加減速裝置、減小螺距、減小步距角采取措施后，分辨率提高了一倍，但最高速度降低一半。主要內容7.3直流伺服電機及其速度控制根據磁場產生的方式：他勵式、永磁式、并勵式、串勵式和復勵式。在結構上：有刷、無刷（電樞式、無槽電樞式、印刷電樞式、繞線盤式和空心杯電樞式等。）根據控制方式：磁場控制方式、電樞控制方式。

7.3.1直流伺服電機分類第五章伺服系統(tǒng)CNC主要內容調節(jié)電樞電壓（調壓調速）時，直流電機機械特性為一組平行線，只改變電機的理想轉速n0，保持了原有較硬的機械特性，所以調壓調速主要用于伺服進給驅動系統(tǒng)電機的調速如果Δn值較大，不可能實現(xiàn)寬范圍的調速。永磁式直流伺服電機的Δn值較小，因此，進給系統(tǒng)常采用永磁式直流電機。

7.3直流伺服電機及其速度控制第五章伺服系統(tǒng)CNC主要內容7.3直流伺服電機及其速度控制第五章伺服系統(tǒng)CNC某一PWM調速的直流伺服電機，其外加電源U=80V，控制脈沖頻率是1000Hz。電機電樞電壓Ua=80V時，理想空載轉速是1100r/min，加上額定負載后，轉速下降到955r/min。若一個開閉周期內的導通時間τ=0.66ms，試求電機驅動額定負載時的轉速。主要內容數(shù)控機床上應用的交流電機一般都為三相。分：異步型、同步型交流伺服電機。同步型交流電機分：電磁式、非電磁式兩大類。數(shù)控機床進給驅動系統(tǒng)：多數(shù)采用永磁式交流同步電機數(shù)控機床主軸驅動系統(tǒng)：采用異步交流伺服電機7.4交流伺服電機及其速度控制系統(tǒng)7.4.1交流伺服電機的分類與特點第五章伺服系統(tǒng)CNC主要內容n=60f/p，其中f是電源頻率，p是磁極對數(shù),n是定子磁場的轉速即電機同步轉速。

三相電機的常用磁極有2、4、6、8（如2的稱為二極或兩極），在我國，三相交流電的頻率是50Hz，2極的電機即為內部有一對磁極，每分鐘的磁場旋轉的轉速為3000，同步轉速為3000。4極的即為兩對磁極，同步轉速為3000/2=1500，同理，6極的同步轉速為3000/3=1000，8極的為750轉/分鐘。

7.4交流伺服電機及其速度控制系統(tǒng)7.4.1交流伺服電機的分類與特點第五章伺服系統(tǒng)CNC主要內容已知單頭絲杠的導程是10mm，工作臺的速度為F500mm/min，三相同步交流電機為8極，請問交流電變頻后的頻率是多少？

7.4交流伺服電機及其速度控制系統(tǒng)7.4.1交流伺服電機的分類與特點第五章伺服系統(tǒng)CNC主要內容直線電機的特點：機床進給系統(tǒng)采用直線電機直接驅動，與原旋轉電機傳動方式的最大區(qū)別是：取消了從電機到工作臺（拖板）之間的機械中間傳動環(huán)節(jié)，即把機床進給傳動鏈的長度縮短為零，故這種傳動方式稱為“直接驅動”，也稱“零傳動”。直接驅動避免了絲杠傳動中的反向間隙、慣性、摩擦力和剛性不足等缺點。

7.5直線電機及其在數(shù)控機床中的應用簡介第五章伺服系統(tǒng)CNC主要內容6.1概述

位置檢測裝置的組成：檢測元件（傳感器）、信號處理裝置。作用：實時測量執(zhí)行部件的位移和速度信號，并變換成位置控制單元所要求的信號形式，構成伺服系統(tǒng)閉環(huán)或半閉環(huán)控制。半閉環(huán)控制的數(shù)控機床：旋轉變壓器、編碼器等，安裝在電機或絲杠上，測量電機或絲杠的角位移間接測量工作臺直線位移。閉環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機床：感應同步器、光柵、磁柵等，安裝在工作臺和導軌上，直接測量工作臺的直線位移。半閉環(huán)、閉環(huán)數(shù)控機床的加工精度在很大程度上是由位置檢測裝置的精度決定的。第五章伺服系統(tǒng)CNC是一種絕對值式的檢測裝置，可直接將被測轉角用數(shù)字代碼表示出來，每一個角度位置均有唯一對應的代碼。即使斷電或切斷電源，也能讀出轉動角度。

6.6編碼器6.6.1接觸式編碼器第五章伺服系統(tǒng)CNC4位二進制碼盤

高位在內，低位在外。n位二進制碼盤，有n圈碼道，圓周均分2n等份(有2n不同位置)，最小分辨角α＝360°/2n。n越大，能分辨的角度越小，測量精度越高。目前n=8～14位。6.6編碼器第五章伺服系統(tǒng)CNC優(yōu)點：結構簡單、體積小、輸出信號強。缺點：電刷磨損造成壽命降低，轉速不能太高（每分鐘幾十轉），精度受碼道數(shù)限制。使用范圍有限。

6.6編碼器接觸式絕對值編碼器思考:接觸式碼盤碼道數(shù)為8個，當前位置輸出編碼數(shù)為10001100，問相對于零點轉過了多少角度?第五章伺服系統(tǒng)CNC6.6編碼器思考1用光電脈沖編碼器測某軸轉速，2min測得17800個脈沖，已知編碼器每轉950個脈沖，則軸的轉速是多少?第五章伺服系統(tǒng)CNC例如：配置2000脈沖／r光電編碼器的伺服電機直接驅動8mm螺距的滾珠絲杠，脈沖當量是多少？6.6編碼器第五章伺服系統(tǒng)CNC（以玻璃透射式直線光柵為例）

光柵的結構組成：標尺光柵、光柵讀數(shù)頭

標尺光柵與行程等長，通常光柵長度為1m，行程大于1m時，需要將光柵接長。安裝：標尺光柵一般安裝在機床活動部件上（如工作臺上或絲杠上）；光柵讀數(shù)頭安裝在機床固定部件上（如機床底座上）。指示光柵裝在光柵讀數(shù)頭中。6.4光柵6.4.2光柵的結構與測量原理第五章伺服系統(tǒng)CNC光柵的基本測量原理在光源照射下，在與兩光柵線紋角θ的平分線相垂直的方向上，形成明暗相間條紋——莫爾條紋（橫向莫爾條紋），兩條亮（暗）紋間的距離稱莫爾條紋寬度

B。6.4光柵第五章伺服系統(tǒng)CNC均勻刻線標尺光柵指示光柵夾角明暗相間條紋莫爾條紋移動WB6.4光柵第五章伺服系統(tǒng)CNC莫爾條紋特性：（1）光學放大作用放大比k為若d=0.01mm，θ＝0.01rad，則w＝1mm，k＝100

6.4光柵x第五章伺服系統(tǒng)CNC（2）均化誤差作用莫爾條紋→大量光柵線紋形成→誤差平均效應→克服個別/局部誤差→提高精度

（3）莫爾條紋移動與柵距移動成比例（同步性）光柵移動一柵距d

→莫爾條紋移動一個間距w光柵移動方向相反，莫爾條紋移動方向也相反。在一個柵距d內，光電元件所檢測的光強變化為正弦（或余弦）變化。6.4光柵第五章伺服系統(tǒng)CNC6.6.3光柵測量系統(tǒng)

6.4光柵組成：標尺光柵、光柵讀數(shù)頭、信號處理電路（倍頻細分電路+鑒向電路）等。標尺光柵移動，莫爾條紋亮暗交替出現(xiàn)，光信號的變化近似一個正弦波，光電元件接收該光信號并轉換為一個近似正弦波的電壓（或電流）信號。每當標尺光柵移動一個柵距d，莫爾條紋在光電元件上有一次最大光電信號輸出，信號處理電路計數(shù)一次，由計數(shù)次數(shù)N可求出標尺光柵移動距離Ｎd。安裝兩個相距1/4w的光電元件，根據兩個光電元件接受光的順序可知標尺光柵的移動方向。

第五章伺服系統(tǒng)CNC6.4光柵所謂四倍頻，就是在1個莫爾條紋寬度內安裝彼此距離1/4個莫爾條紋寬度的4個光電元件，這樣，莫爾條紋移動時，4個光電元件將產生4個依次相差1/4周期（90°相位）的正弦信號。1個莫爾條紋寬度對應1個脈沖信號的輸出變?yōu)?個脈沖信號的輸出，即光柵每移動1個柵距d就對應輸出4個脈沖信號，這樣，分辨率提高了四倍。例：光柵線紋密度50條/mm（柵距20μm），經4倍頻處理后，工作臺每移動5μm送出一個脈沖，即分辨力為5μm，提高4倍。分辨率取決于光柵柵距d和鑒向倍頻的倍數(shù)n，即：分辨率＝d/n。例：光柵線紋密度50條/mm（柵距20μm），經4倍頻處理后，工作臺每移動5μm送出一個脈沖，即分辨力為5μm，提高4倍。分辨率取決于光柵柵距d和鑒向倍頻的倍數(shù)n，即：分辨率＝d/n。第五章伺服系統(tǒng)CNC6.4光柵現(xiàn)有一直線光柵，其1mm長度內刻有200條柵線，指示光柵和標尺光柵上的光柵線紋夾角θ=1.1465°，光柵信號經過4倍頻處理，試求：(1)此光柵的莫爾條紋寬度B；(2)當1s內通過70個莫爾條紋時，工作臺的運動速度；(3)脈沖當量是多少？

第五章伺服系統(tǒng)CNC主要內容6.2旋轉變壓器是一種輸出電壓與角位移量成連續(xù)函數(shù)關系的感應式微電機，數(shù)控機床上常見的角位移測量裝置，廣泛用于半閉環(huán)控制的數(shù)控機床。優(yōu)點：結構簡單、動作靈敏、工作可靠、對環(huán)境條件要求低（特別是高溫、高粉塵的地方）、輸出信號幅度大和抗干擾能力強等特點。缺點：信號處理比較復雜。旋轉變壓器轉子軸與電機軸或絲杠連接在一起，實現(xiàn)電機軸或絲杠轉角的測量。旋轉變壓器第五章伺服系統(tǒng)CNC主要內容6.2旋轉變壓器定子的兩個繞組：分別通以相同幅值、相同頻率，但相位差π/2的交流激磁電壓

U1s＝Umsinωt

U1c＝Umsin（ωt+π/2）＝Umcosωt當轉子正轉時，這兩個激磁電壓在轉子繞組中產生的感應電壓經疊加，得到轉子的感應電壓U2為

1．鑒相工作方式U2＝kUmsinωtsinθ＋kUmcosωtcosθ＝

kUmcos（ωt-θ）第五章伺服系統(tǒng)CNC主要內容6.2旋轉變壓器當轉子反轉時，同理，轉子的感應電壓U2為：

U2＝kUmcos（ωt+θ）轉子輸出電壓的相位角和θ間有嚴格對應關系，只要檢測出轉子輸出電壓的相位角，就可以求得θ，也就可得到被測軸的角位移。實際應用時，把定子余弦繞組激磁電壓的相位作為基準相位，與轉子繞組的輸出電壓相位做比較，來確定θ的大小。第五章伺服系統(tǒng)CNC主要內容2．鑒幅工作方式6.2旋轉變壓器定子的兩個繞組：分別通以頻率相同、相位相同、幅值分別按正弦和余弦變化的交流激磁電壓，即U1s＝Umsin

sinωt

U1c=Umcos

sinωt

轉子正轉時，U1s、U1c經疊加，轉子感應電壓U2為：U2＝kUmsinαsinωtsinθ＋kUmcosαsinωtcosθ＝kUmcos（α－θ）sinωt第五章伺服系統(tǒng)CNC主要內容6.2旋轉變壓器轉子反轉時，同理有轉子感應電壓U2為：U2＝kUmcos（α＋θ）

sinωt轉子感應電壓的幅值隨轉子的偏轉角而變化。測量出幅值可測出轉角。第五章伺服系統(tǒng)CNC主要內容三、旋轉變壓器的應用

由角位移如何計算直線位移?將旋轉變壓器安裝在數(shù)控機床的絲杠上，當θ角從0°變化到360°時，表示絲杠上的螺母走了一個導程，就間接地測量了絲杠的直線位移（導程）的大小。要檢測工作臺的絕對位置，需加一臺絕對位置計數(shù)器，累計所走的導程數(shù)，折算成位移總長度。轉子每轉1周，轉子的輸出電壓不止一次通過零點，需加相敏檢波器來辨別轉換點和區(qū)別不同的轉向。6.2旋轉變壓器第五章伺服系統(tǒng)CNC6.3.1感應同步器的結構6.3感應同步器（固定在床身上）（安裝在移動部件上）平行，間隙為0.25±0.05mm直線感應同步器結構：第五章伺服系統(tǒng)CNC6.3感應同步器當正弦繞組與定尺繞組對齊時，余弦繞組與定尺繞組相差1/4節(jié)距。“節(jié)距”2

是衡量感應同步器精度的主要參數(shù)。標準感應同步器定尺長250mm，滑尺長100mm，節(jié)距2mm。第五章伺服系統(tǒng)CNC6.3.2感應同步器的安裝

定尺安裝在機床的不動部件上；滑尺安裝在機床的移動部件上。安裝防護罩：防止切屑和油污浸入必須保持定尺和滑尺平行、兩平面的間隙約為0．25±0．05mm，其它安裝要求視具體的產品說明而定。保證定尺和滑尺在全部工作長度上正常耦合，減少測量誤差。6.3感應同步器第五章伺服系統(tǒng)CNC6.3.3感應同步器工作原理

6.3感應同步器滑尺、定尺發(fā)生相對位移，由于電磁耦合的變化，使感應繞組的感應電壓隨位移的變化而變化。第五章伺服系統(tǒng)CNC當滑尺移動距離為2

，滑尺繞組相對于定尺繞組的空間相位角變化2；當移動x時，則相位角變化

角度。

6.3感應同步器可得設表示滑尺上一相繞組的激磁電壓，

則定尺繞組感應電壓為第五章伺服系統(tǒng)CNC給滑尺的正、余弦繞組的激磁信號是頻率、幅值相同，相位相差900的交流勵磁電壓

根據疊加原理，定尺上的總感應電壓為

通過鑒別定尺感應輸出電壓的相位，即可測量定尺和滑尺之間的相對位移。6.3感應同步器1.鑒相工作方式第五章伺服系統(tǒng)CNC

例如：定尺感應輸出電壓與滑尺勵磁電壓之間的相位差為3.60，表明滑尺移動了多少mm？6.3感應同步器2mm3.60第五章伺服系統(tǒng)CNC

給滑尺上正、余弦繞組的勵磁電壓的頻率、相位相同，但幅值不同。

2.鑒幅工作方式則在定尺繞組產生的總感應電壓為6.3感應同步器若電氣角α已知，只要測出V2幅值，便能求出與位移對應的角度θ。實際測量時，不斷調整α，讓幅值為零，則α=θ，從而求得θ對應的位移量x，就可測得機械位移。

第五章伺服系統(tǒng)CNC思考2

第五章伺服系統(tǒng)CNC主要內容根據對位置環(huán)、速度環(huán)和電流環(huán)的控制是軟件還是硬件來實現(xiàn)，可將伺服系統(tǒng)分為：混合式伺服系統(tǒng)和全數(shù)字式伺服系統(tǒng)?；旌鲜剿欧到y(tǒng)通過軟件實現(xiàn)位置環(huán)控制，通過硬件實現(xiàn)速度環(huán)和電流環(huán)的控制，是一種軟硬結合、數(shù)字信號和模擬信號結合的混合系統(tǒng)。對于混合式伺服系統(tǒng)，根據位置比較方式的不同，分為：數(shù)字—脈沖比較伺服系統(tǒng)、相位比較伺服系統(tǒng)、幅值比較伺服系統(tǒng)。7.6位置控制全數(shù)字伺服系統(tǒng)用計算機軟件實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)中位置環(huán)、速度環(huán)和電流環(huán)的控制，即系統(tǒng)中的控制信息全用數(shù)字量處理。第五章伺服系統(tǒng)CNC主要內容特點：將指令脈沖信號和位置檢測反饋信號都轉換為相應的同頻率的某一載波的不同相位的脈沖信號，在位置控制單元進行相位比較，相位差反映了指令位置與實際位置的偏差。相位比較伺服系統(tǒng)的位置檢測元件采用旋轉變壓器、感應同步器或磁柵，這些裝置工作在相位工作狀態(tài)。7.6位置控制相位比較的實質是脈沖相位之間超前或滯后關系的比較，相位比較由鑒相器實現(xiàn)。7.6.1相位比較伺服系統(tǒng)第五章伺服系統(tǒng)CNC主要內容采用感應同步器作為位置檢測元件的相位比較伺服系統(tǒng)原理框圖。7.6位置控制第五章伺服系統(tǒng)CNC主要內容7.6.2幅值比較伺服系統(tǒng)以位置檢測信號的幅值大小來反映機械位移的數(shù)值，并以此作為位置反饋信號與指令信號進行比較，構成半閉環(huán)控制系統(tǒng)，簡稱幅值伺服系統(tǒng)。與相位伺服系統(tǒng)相比，最顯著的區(qū)別：位置檢測元件工作在幅值工作方式，感應同步器、旋轉變壓器和磁柵等。比較器比較的是數(shù)字脈沖量，不是相位信號，所以不需要基準信號。

7.6位置控制第五章伺服系統(tǒng)CNC1、數(shù)控閉環(huán)伺服系統(tǒng)的速度反饋裝置裝在（）。A、伺服電動機上B、伺服電動機主軸上C、工作臺上D、工作臺絲杠上2、開環(huán)控制系統(tǒng)是帶有位置檢測裝置的控制系統(tǒng)，它結構簡單、容易調試、成本低；（）3、閉環(huán)控制系統(tǒng)是反指不帶位置檢測裝置的控制系統(tǒng)，它結構復雜、不易調試、成本高；（）4、閉環(huán)進給伺服系統(tǒng)與半閉環(huán)進給伺服系統(tǒng)主要區(qū)別在于（

）。

A、位置控制器

B、檢測單元

C、伺服驅動器

D、控制對象5、以下系統(tǒng)中(

)在目前應用較多。

A、閉環(huán)

B、開環(huán)

C、半閉環(huán)

D、雙閉環(huán)6、位置檢測元件裝在伺服電動機的尾部的是(