数控机床概论考试要点小结
第一章绪论
1、数字控制：简称数控，是一种自动控制技术，是用数字化信号对机床的运动加工过程进行控制的一种技术。
2、数控系统：即采用数字控制的系统，能逻辑的处理输入到系统中具有特定代码的程序，并将其译码，从而使机床运动并加工零件。
3、数控机床的发展方向：1）高速、高效；2）多功能；3）智能化；4）高精度；5）高可靠性；6）柔性化和集成化；7）开放性。
4、数控机床的特点：1）适合与复杂异性零件的加工；2）加工精度高；3）加工稳定可靠；4）高柔性；5）高生产率；6）劳动条件好；7）有利于生产管理的现代化；8）投资大，维修困难，使用费用高；9）生产准备工作复杂。
5、数控机床的工作原理：1）根据零件加工图样进行工艺分析，拟定工艺方案，确定工艺过程，工艺参数和刀具位移数据；2）用规定的程序代码和格式编写零件加工程序，或用CAD/CAM软件直接生成零件的加工程序；3）把零件加工程序输入或传输到数控系统；4）数控系统对加工程序进行译码或运算，发出相应的命令，通过伺服系统驱动机床的各个运动部件，并控制刀具与工件的相对运动，最后加工出零件。
6、数控机床的组成：程序载体、控制面板、CNC装置、辅助控制装置、伺服驱动系统、检测与反馈装置、机床本体。
7、按加工方式和工艺用途分类：普通数控机床和加工中心。
8、按机床运动轨迹分类：点位控制数控机床、直线控制数控机床、轮廓控制数控机床。
9、按伺服系统控制方式：开环控制数控机床、闭环控制数控机床、半闭环控制数控机床。
10、数控机床的主要性能指标：分辨率、脉冲当量、定位精度、重复定位精度、分度精度。
分辨率是指数控机床对两个相邻的分散细节之间可以分辨的最小间隔。脉冲当量是数控装置每发出一个脉冲信号，执行运动部件的位移量。
定位精度是指数控机床工作台等移动部件在确定的终点所到达的实际位置的精度。重复定位精度是指同一台数控机床上，应用相同程序相同代码加工一批零件，所得到的连续结果的一致程度。
分度精度是指分度工作台上在分度时，理论要求回转角度值和实际回转的角度值的差
第二章数控机床的控制原理
1、插补周期：两个微小直线段之间的插补时间间隔。
1）插补周期T必须大于差不运算时间，插补周期等于插补运算时间与完成其他任务所占用的时间之和。
2）插补周期与位置反馈采样周期可以相同也可以不同。若不同，则取插补周期为位置反馈采样周期的整数倍。
3）对于直线插补来讲，由于坐标轴的脉冲当量很小，再加上位置检测反馈补偿，可以认为插补所形成的轮廓补偿l与给定的直线重合，不会造成轨迹误差。2、基准脉冲插补与数据采样插补的区别：1）基准脉冲插补适用于以步进电机为驱动装置的开环数控系统。其特点是计算机每进行一次插补，坐标轴进给一个脉冲当量，进给速度受到计算机插补速度的限制。2）数据采样插补适用于交、直流伺服电动机驱动的闭环或半闭环数控系统。其特点是差不输出的是下一个插补周期内个坐标轴的运动距离，因此可以达到很高的运行速度。
3、DDA直线插补与圆弧插补的区别：1）直线是终点坐标常值累加，累加本坐标的终点坐标；2）圆弧是动点坐标变量累加，X坐标值累加的溢出脉冲作为Y轴的进给脉冲，Y坐标值累加的溢出脉冲作为X轴的进给脉冲。
4、进给速度均化的目的：均化处理后，行程短的程序段，累加次数N减少得多，则进给数度提高得多；而行程长的程序段，累加次数N减少得少，则进给数度提高得较少，因为达到进给速度均化的目的。
5、译码读取加工点坐标刀具半径补偿插补
在加工内轮廓时，刀具中心要想零件的内侧偏移一定的距离；在加工外轮廓时，刀具中心要想零件的外侧偏移一定的距离。
6、B道具半径补偿：刀具中心轨迹的段间连接是圆弧，计算简单。但加工外轮廓尖角时，刀具中心通过连接圆弧轮廓尖角时始终处于切削状况，使零件的轮廓尖角被加工成小圆角；加工内轮廓时，要有编程人员插入一个比刀具半径大的过度圆弧，一旦疏忽，会产生过切现象；B刀具半径补偿在处理道具中心轨迹时，采用读一段、算一段、再走一段的方法，这样无法预计由于刀具半径补偿所造成的下一段加工轨迹对本段加工轨迹的影响。
7、C道具半径补偿：一次对零件的两段轮廓进行处理，即先处理本段，然后根据下一段的方向来确定道具中心轨迹的段间过渡状态，从而完成本段的刀补运算，然后再从程序段缓存器读下一段，用于完成第二段的刀补轨迹，依次进行直到程序结束。采用直线作为轮廓之间的过渡，能自动处理两个相邻程序段之间的连接（即尖角过渡）的各种情况，并直接求出刀具中心轨迹的转接交点，然后再对原来的刀具中心轨迹作伸长或缩短修正。第三章数控机床的经典结构
1、结构特点：1）采用高性能的无级变速主轴及伺服传动系统，机械传动结构大大简化，传动链缩短；2）采用刚度和抗振性好的机床新结构；3）采用在效率、刚度、精度等个方面较良好的传动元件。
2、提高机床的结构刚度：1）合理设计构件形式：正确选择截面形状尺寸、合理选择和布置筋板、提高构件的局部刚度、适当采用焊接结构；2）采用合理的结构布局；3）补偿构件的变形。
3、提高机床的抗振性：机床内部振源的处理、提高静刚度、提高阻尼比。、
4、减小机床的热变形：1）控制热源和发热量；2）加强冷却和润滑；3）改进机床布局和结构设计；4）控制环境温度；5）采用热变形补偿装置。5、数控机床主传动系统包括：主轴电动机、传动系统、主轴组件。
6、数控机床主传动调速控制的四种配置方式：带有变速齿轮的主传动、通过带传动的主传动、用两个电动机分别驱动主轴、采用电主轴的主传动。
7、滚动轴承特点：摩擦系数小，能够预紧，润滑维护简单，并且在一定的转速范围和载荷变动范围内能稳定的工作，但噪音大，滚动体的数目有限，刚度变化大，抗振性差，并且限制转速。8、机械准停装置：V行槽定位盘准停装置、端面螺旋凸轮准停装置。9、电气准停装置：磁传感器方式、编码器方式、数控系统方式。
10、编码器准停装置的控制原理于磁传感器装置的不同：1）检测元件不同，其中编码器的安装位置更灵活多样；2）编码器准停的准停位置可由外部开关信号设定给数控系统，由数控系统向主轴驱动单元发出准停信号，而磁传感器准停装置只能靠调整磁发体或磁传感器的相对位置来实现。
11、数控机床对进给传动系统的基本要求：1）提高传动部件的精度和刚度；2）减小传动部件的惯量；3）减小系统的摩擦阻力；4）系统要有适度的阻尼比；5）高谐振；6）无传动间隙。
12、数控机床的进给运动分为直线运动和圆周运动。实现直线运动：通过丝杠（通常为滚珠丝杠或静压丝杠）螺母副、通过齿轮齿条副、直接采用直线电动机进行驱动。实现圆周运动：使用齿轮副或蜗轮蜗杆副。
13、消除齿轮间隙的方法：1）刚性调整法：偏心轴套调整法、轴向垫片调整法；2）柔性调整法：轴向压簧调整法、周向拉簧调整法。
14、滚珠丝杠螺母副特点：1）传动效率高，磨损损失小。传动效率为0.92~0.96；2）给予适当的预紧，可消除丝杠和螺母的螺纹间隙，反向时就可以消除空行程死区，定位精度高、刚度好；3）运动平稳，无爬行现象，传动精度高；4）有可逆性，直线运动和旋转运动可相互装换，即螺母和丝杠都可作为主动件；5）制造工艺复杂、成本高；6）不能自锁，对于垂直丝杠，常需添加制动装置。
15、滚珠丝杠螺母副：1）内循环：圆柱凸键反向器、扁圆镶块反向器2）外循环：端盖式、插管式、螺旋槽式。外循环：滚珠在循环过程中有时与丝杠脱离接触。外循环：滚珠在循环过程中始终与丝杠保持接触。
16、支承形式：1）一端固定、一端自由：仅在一端装有可以承受双向轴载荷和与径向载荷的轴承。结构简单，承载能力较小，刚度较低，适用于短丝杠或竖直安装的丝杠（加自锁装置，否则工作台会引起自身重力下降）；2）一端固定、一端简支：适用于丝杠较长的情况。应将推力轴承远离液压马达等热源及丝杠常用段，以减少变形的影响；3）两端固定：可实现丝杠的预拉伸安装，以补偿丝杠热变形对导程的影响，适用于长丝杠、高转速、要求高精度、高刚度的场合。
17、选刀方式：1）顺序选刀：优点是不需要刀具识别装置，刀库的驱动控制也较简单。但刀库中每把刀在不同的工序中不能重复使用，装刀时必须十分谨慎，如果刀具不按顺序装在刀库中，将会产生严重的后果。2）任意选刀：优点是刀库中的刀具的排列顺序与工件加工顺序无关，没有装入刀具失误的问题，刀具可重复使用，但增加了系统结构的复杂性。任意选刀分为：刀座编码方式、刀具编码方式、跟踪记忆方式、（软件选刀）。
18、机械手刀具交换步骤：抓刀、拔刀、换刀、插刀、复位。
19、自动排屑装置：作用是排出机床在加工过程中的切屑，主要有平板式、刮板式、螺旋槽式。
20、常用的数控机床导轨有：矩形导轨、三角形导轨、燕尾形导轨、圆柱形导轨。21、导轨的选择原则：1）导轨有较大的刚度和承载能力选择矩形导轨（中小型机床导轨采用V形和矩形组合，而重型机床采用双矩形组合）；2）精度高选择三角形导轨（三角形能自动补偿间隙，两边其支承作用）；3）结构紧凑、高度小及调整方便的机床选择燕尾形导轨。第四章典型数控机床
1、按数控车床的功能分类：经济型数控车床（采用步进电机驱动的开环伺服系统，无刀尖圆弧半径自动补偿和恒线速切削等功能）、全功能型数控车床、车削中心（配置刀库、换刀装置、分度装置、铣削动力头和机械手等）、FMC车床（由数控车床和机器人等构成）。
2、数控车床的组成：车床主机、数控系统、伺服驱动系统、辅助装置、机外编程器3、数控车床与普通车床从主运动与进给运动的联系上的差别：数控车床，主运动与进给运动之间没有直接的机械联系，主运动、横向进给运动、纵向进给运动分别由独立的电机驱动，每条传动链较短，结构简单；同时也能够加工各种导程的螺纹，数控车床的主轴上安装有脉冲编码器，主轴的运动通过同步齿形带1：1地传到脉冲编码器。当主轴旋转时，脉冲编码器发出检测脉冲信号给数控系统，使主轴电动机的旋转与刀架的切削进给保持同步关系，即实现加工螺纹是主轴旋转一转，刀具正好移动一个工件导程的运动关系，从而加工出所要求的螺纹。普通车床，主运动和进给运动由一台电机驱动，它们之间存在直接的机械联系，传动链长，结构复杂，变速时需要人工调整；加工米制、模数制、英制等各种导程的螺纹，主要通过配挂轮、基本组、增倍组的配合得到，并要通过查表、计算的方式确定挂轮、基本组、增倍组的齿轮副参数，比较复杂。
4、数控车床车身和布局：水平车身（用于大型数控车床或小型精密数控车床的布局）、斜车身（导轨的导向性及受力情况差，用于中小规格的数控车床）、平床身斜滑板（工艺性能好，小型数控车床普遍采用）、立床身。
5、数控车床结构的特点：传动链短；机床刚度大、转速较高，可实现无级变速；轻拖动、润滑好、排屑方便、机床寿命较长；加工冷却充分、防护较严密；自动换刀；模块化设计等。
数控车床的加工特点：高精度、高效率、高柔性和高可靠性、工艺能力强。
6、数控车床的工艺范围：精度要求高的回转体零件，轮廓形状复杂的回转体零件，表面粗糙度好的回转体零件，特殊螺纹的回转体零件，超精密、超低表面粗糙度的零件。7、同步带传动具有齿轮传动、链传动和带传动的各种优点。具有准确的传动比，无滑动，可获得恒定的速比，传动平稳，能吸震。
8、数控铣床的结构特点：控制机床运动的坐标特征，数控铣床的主轴特征。
数控铣床的加工特点：加工灵活、通用性强；加工精度高；生产效率高；减轻操作者劳动强度。
9、数控铣床的工艺范围：平面类零件，变斜角类零件，曲面类零件。
10、加工中心的结构特点：机床的刚度高、抗振性好；机床的传动系统结构简单，传递精度高，速度快；主轴系统结构简单，无齿轮箱变速系统；加工中心的导轨都采用了耐磨损材料和新结构，能长期地保持导轨的精度，在高速切削下，保证运动部件不振动，低速进给时不爬行及运动中的高灵敏度；设置有刀库和换刀机构；具有主轴准停机构、刀杆自动夹紧松开机构和切屑自动清除装置。
加工特点：全封闭防护，加工精度高；能自动进行刀具交换，加工生产效率高；工序集中，加工连续进行；加工中心能自动改变机床主轴转速、进给量和刀具相对工件的运动轨迹及其他辅助机能；操件者的劳动强度减轻；功能强大，趋向复合加工，对加工对象的适应性强；经济效益高，有利于生产管理的现代化。
扩展阅读：数控技术考试重点总结
第一章绪论
1数控系统的发展趋势a高速度、高精度化b多功能c智能化d小型化e高可靠性
2数控技术：利用数字化信息对机械运动及加工过程进行控制的一种方法，简称数控。3数控系统：由实现数字化信息控制的硬件和软件组成的。4数控系统的核心是数控装置。
5数控机床的特点：a精度高,质量稳定b生产率高c适应性灵活性好d减轻劳动强度、改善
劳动条件e有利于ERP、CAPP现代化数据信息管理f有利于实现产品的改型和升级、提高市场的竟争力
6数控系统的工作过程：a输入信息b译码c数据处理d插补e伺服控制f管理与诊断
7数控机床加工零件的操作过程a编程数控加工程序b控制介质的制备c加工信息的输入与
处理d加工过程的在线检测
8按机床的运动轨迹分类a点位控制系统:只控制机床运动的终点位置，对到达终点的路径不
加管理，既可以走单坐标，也可以两坐标联动。(特点：仅能实现刀具相对于工件从一点到另一点的精确定位运动；对轨迹不作控制要求；运动过程中不进行任何加工)
b直线切削控制系统：被控制的刀具或工作台以适当的速度按平行
于坐标轴的方向（或与坐标轴成45方向）的直线移动对工件进行切削加工。（特点：既要求准确定位，又要求刀具走直线；在运动过程中，进行切削加工；轨迹和速度均可控制。）
c连续切削控制系统：具有控制几个进给轴同时谐调运动(坐标联
动)，使工件相对于刀具按程序规定的轨迹和速度运动，在运动过程中进行连续切削加工的数控系统。（特点：数控装置能够同时对两个或两个以上的坐标轴进行连续控制。）
9按伺服系统的控制方式分类：
a开环控制系统(没有位移检测反馈的数控系统)特点：移动量与进给脉冲成正比；控制精度完全依赖电机及传动部件；不能反馈矫正，控制精度低；结构简单，调试方便，造价低。b半封闭控制系统（采用装在丝杠或伺服电机上的角位移测量元件，测量丝杠与电机转动角度的误差，间接控制工作台的位移量）特点：控制精度较高；没有考虑直线移动距离，只控制转角误差；机床调试简单，稳定性好，造价便宜；控制精度受测量元件和部分传动件精度的影响；
c闭环控制系统（直接测量循环系统的末端元件（工作台）的位移量，考虑了全系统所有元件的不正确性和环境的影响。）特点：控制精度高，控制了系统内的所有元件；直接控制工作台位移量（反复修正，直至为零或精度允差内）；精度取决于测量元件，在理论上与传动误差、制造误差、热变形等无关；调试不方便，造价高，适应与精度要求很高的机床10按实现的功能水平分类
a经济型（简易）数控系统：特点：满足一般加工精度，分辨率为10um；形状简单的轮廓；控制系统采用的是单板机或单片机；采用数码或CRT显示位置值；采用驱动元件为步进电机（一般为3轴以下）；结构简单，价格低；
b普及型（全功能）数控系统特点：加工精度较高，分辨率为1um；加工形状较复杂：一般采用工控机为运算控制中心（16位、32位）；驱动元件为伺服电机；控制的轴数为4轴下的联动；采用PLC控制通信输入、输出；灵活性强，应用范围广；造价适中。
c高档型数控系统特点：加工精度高，分辨率为0.1um；加工形状复杂，采用PC或32为以上微处理器；工序集中，自动化程度高；动能强大，柔性好；具有三维动画功能，人机界面好，智能化强；造价昂贵；
11按工艺特点分类：金属切削数控机床、金属成型数控机床、特种加工数控机床
12数控机床的工作原理：按照零件图纸的技术要求和加工工艺要求，将几何信息和加工工艺信息转化成可执行的指令程序，并将指令程序输入到数控装置中，由数控装置去控制机床的各种规定动作和设置机械参数，从而加工出符合图纸要求的零件。13数控机床的组成：
a控制介质，作用：存储和传递各种被控制信息；b数控系统，作用：接受载体的信息，并经计算机处理后去控制机床各种动作;c伺服系统，作用：接受数控系统的指令、反馈、调节、放大、执行指令动作。d机床本体，作用：完成指令的各种动作及刀具与工件之间的相对运动。
14数控机床本体与传统机床相比，具有传动结构简单、传动路线好、传动路线短、运动部件的运动精度高、刚性好、可靠性高和传动效率高等特点。
第二章数控机床的刀具
1按结构分类：整体式、镶嵌式、减振式、内冷式和特殊式
2按切削部分的材料来分：高速钢、硬质合金、陶瓷、立方氮化硼、聚晶金刚石3数控刀具按加工方法来分：车削刀具、钻削刀具、镗削刀具、铣削刀具
4刀具切削部分的硬度必须高于工件材料的硬度，一般要求刀具材料硬度在62HRC以上。5选择数控刀具应该考虑的因素：被加工工件材料的种类和性能、切削工艺方法、被加工工件的几何形状、刀具的承载状况、生产大纲
6第八位用一个英文字母来描述切削刃状态，它包括刀尖切削刃或倒角切削刃。7第九位用一个英文字母来描述进刀方向或倒刃宽度；
第三章数控机床程序的编制
1数控机床坐标系都是假设刀具相对工件运动来确定的。
2在国际标准或国家标准中均采用右手螺旋原则的笛卡尔坐标系。右手拇指代表x的方；右手食指代表y的方向；右手中指代表z的方向。右手拇指与平动的坐标轴正方向一致，则其余四指的方向就是绕该轴旋转正方向分别是A、B、C来表示3Z轴：它是机床坐标轴确定的关键，一般是主轴。
规定：Z轴的位置是由传递切削力的主轴确定的，与主轴的轴线平行的坐标轴;没有主轴或有多个主轴,垂直于工件的安装面;Z轴的正方向为刀具远离工件的方向。4X轴：刀具旋转类机床（钻、镗、铣），X轴位置一般平行于工件的装卡方向。
X轴的正方向：如果人处在工作操作位置，则X的正方向与主进给运动方向一致。Z轴水平（卧式），则从刀具(主轴)向工件看时，X坐标的正方向指向右边。Z轴垂直（立式）：单立柱机床，从刀具向立柱看时，X的正方向指向右边；Z轴垂直（立式）：双立柱机床(龙门机床)，从刀具向左立柱看时，X轴的正方向指向右边。
在工件旋转的机床上（车床、磨床等），X轴位置位于工件的径向,并平行于横向拖
板。X轴正方向:刀具离开工件旋转中心的方向。
5Y轴：X、Z方向确定后，由右手定则自然确定。
右手螺旋法则：在XZ平面，从Z至X，姆指所指的方向为+y。
6附加坐标：如果在XYZ主要直线运动之外另有第二组平行于它们的坐标运动，就成为附加坐标。
7工件坐标系：为了便于编程和实际加工中的工件安装，往往选择工件上的某一点作为编程原点，平行于机床坐标轴建立一个新的坐标系即工件坐标系。
8绝对坐标系：以某一固定点计量的坐标值计算方法为绝对坐标，即运动轨迹的终点坐标值是以起点来度量的。
9相对坐标：运动轨迹的终点坐标值是以前一终点为基准来度量的。
10机床原点：机床坐标系的原点，它是机床的最基本参考位置点是所有坐标、编程坐标、机床参考点的确定依据和基准。一般均选取在机床上具有特征意义的位置上。11注意：机床坐标系一般不作为编程坐标系，仅作为工件坐标系的参考坐标系。12注：在实际工作时，装下工件，必须将刀具回参考点。
13对刀点（起刀点）：确定刀具与工件相对位置的点，刀具相对于工件运动的起点，又称起刀点，也就是程序运行的起点。
14对刀点不仅是程序的起点，而且往往又是程序的终点。
15对刀点的选择原则：对刀点应便于数学处理和程序编制；对刀点在机床上容易校准；在加工过程中便于检查；引起的加工误差小。
16程序编制中的基本指令主要包括：准备功能指令G代码、辅助功能指令M代码、进给功能指令F代码、主轴功能指令S代码、刀具功能指令T代码等。17准备性工艺指令：包括准备功能指令G代码和辅助功能指令M代码18Ｇ指令分成模态与非模态两类19G90（模态）表示语句中给定的坐标值是绝对坐标方法进行计算，所有的终点距离值（或坐标值）都是从编程零点开始
20G91（模态）表示语句中给定的坐标值是相对坐标方法进行计算的，轨迹运动的前一个终点是下一段程序的起点。
21G92指令（模态）格式：G92X_Y_Z_；
作用：使用G92指令用来确定起刀点与编程原点的相对位置关系，从而建立加工坐标系22执行G92指令，机床不产生任何运动。
23必须保证起刀点位置与程序中G92指令中的坐标值一致，重复加工时应特别注意；24G00（模态）格式：G90G00X----Y----Z----；G91G00X----Y----Z----；
作用：用于刀具从参考点运动到对刀点，处于非加工状态，按机床固有的最快速度运行。25G01（模态）格式：G90G01X----Y----Z----F---；G91G01X----Y----Z----F---
作用：刀具从当前位置以进给速度F作直线运动到达目标位置，处于加工状态，是加工工作指令。
26G00与G01的区别：
两者的运动轨迹不同：G00不规定运动轨迹；G01运动轨迹一定是直线；
两者的运动速度不同：G00按机床固有的最快速度运行；G01按指令给定的速度运行；两者的工作状态不同：G00运行过程中不进行切削；G01运行过程中进行切削。27G02：顺时针填充圆弧方向；G03：逆时针填充圆弧方向；
格式有两种，具体如下：G90(G91)G02（G03）X----Y----Z----I----J---K---F----；其中:X、Y、Z为圆弧终点坐标；I、J、K为圆心增量坐标，即圆心坐标减去圆弧起点坐标；F为进给量。28注:顺、逆方向判别规则：沿垂直于圆弧所在平面的坐标轴的负方向（或逆坐标轴箭头方向）观察，来判别圆弧的顺、逆时针方向。
29注：当圆心角θ≤180°时，即加工劣弧时，R取正直；当圆心角θ＞180°时，加工优弧R取负直；对于整圆不能用此格式，因为整圆起点就是终点，一般将圆分成两段首尾相接的圆弧来处理。
30暂停指令：G04（非模态）格式：G04X----；G04P----；
其中：X----：停留的时间单位用秒；P----；停留的时间单位用毫秒31刀具补偿相关的G指令（模态）刀具半径补偿指令：G41、G42、G40
格式：G00（G01）G41（G42）DXX_XYF--；G00（或G01）G40X_Y_
其中：G41左刀补：沿刀具的进给方向，刀具位于工件的左侧谓左补；G42右刀补：沿刀具的进给方向，刀具位于工件的右侧谓右补。G40：取消刀补。D：偏置值寄存器选用指令。xx：刀具补偿偏置值寄存器号。
32规定G41用于刀具的左刀补，即沿刀具的进给方向，刀具位于工件的左侧；G42用于刀具的右刀补，即沿刀具的进给方向，刀具位于工件的右侧，两者都是模态指令。33G43：正修正，刀具长于标准刀具；G44：负修正，刀具短于标准刀具。34固定循环指令：G80~G89（模态）
固定循环指令：G81格式：G81F1----S----Z1----F2----Z2---；
其中：G81：钻孔指令；F1----：进给速度；S----：主轴转速；Z1----：钻孔深度；F2----：停留时间；Z2----：退刀距离（是标量）。
作用：主要应用与某些特殊工序，一般包含几个独立的动作。
注：G84：用于螺纹（非车床）加工指令；G85：用于铰孔加工指令；G80：为循环取消指令
35在车床加工螺纹指令：G33~G35（非模态）一般格式为：G33（G34、G35）Z----K----；
G33：用于加工普通等距螺纹；G34：用于加工增距螺纹；G35：用于加工减距螺纹；Z----：为螺纹加工后的终点坐标；K----：为螺距。
36只有在主轴上安装脉冲编码器或通过同步齿形带驱动脉冲编码器的数控车床，才能进行螺纹切削。
37M00程序暂停指令(模态)格式:M00
作用:（1）作用的时间，程序指令运行开始执行;（2）执行该指令，机床自动停止;（3）便于检测、调试、换刀、排屑和工件调头。注：只有重新启动程序后，才能继续执行后续程序。38M01选择停止指（模态）格式:M01作用:（1)作用的时间，程序运行一段后才执行;（2)机床执行该指令，只有在“选择停止”旋钮键（控制面板）置于“ON”时，才有效，实现临时停止，否则该指令无效;（3)用于关键部位的检测、对刀。
39M02程序结束指令（非模态）格式:M02作用:（1)作用的时间，程序完成后；（2）停止机床的一切工作，等待复位，表明加工结束；（3）程序结束的标识，装下工件。
注：执行该指令后，不会回到加工程序的首句，要按复位键，才能回到加工程序的首句。40M30程序结束指令（非模态）格式:M30作用:（1)作用的时间，程序执行完后；（2）结束程序，并自动回到加工程序的首句，按“启动”按钮键，重复加工本程序；（3）装下工件、检测。注：M30返回到加工程序的首句，等待再次执行。
41注：1）M98位于主程序中，M99是子程序的结尾。2）必须成对使用。42进给功能指令F的最大值是机床本身设定的。
43T0101表示调用01号刀具，刀具的偏置量存放在01暂存器中44数控编程的方法分为两种：手动编程和自动编程。45程序编制内容（数控编程的步骤）：分析图纸、确定工艺过程、数值计算、编写程序单、制备控制介质、程序的调试和试切
46注:车床上的X坐标值为工件的直径,不是半径.二、Fanuc系统的特征指令
1常用工件坐标建立指令G50（模态）1）格式：G50X_Z_；
2）作用：建立工件坐标系并设定主轴最高转速。
2常用的坐标计算方式：不采用G90，G91的格式来指明坐标值的计算方式。采用X_Z_为绝对坐标计算方式，采用U_W_为相对坐标计算方式。3慎用G00进退刀1）格式:G00X(u)_Z(w)__;（模态）2）作用：以机床固有的最高速度快速移到目标位，不规定轨迹。
3）原因：运动过程中不约束轨迹，当退刀和进刀的距离距工件表面很近时，易产生碰刀或损坏工件。
4调用子程序指令M98格式：M98P__xxxx
其中：_P为调用子程序的次数，xxxx为调用子程序的程序名。5返回主程序指令M99格式：M99注：（1）M98语句位于主程序中。（2）M99语句位于子程序中。（3）两者必须成对，否则程序不能执行，机器将报警。
6G96，G97恒速指令获得满意的粗糙度。（模态）1）格式：G96S200（单位：m/min）；G97S200（单位：r/min）
作用：可通过调用G96恒线速，用于车端面、锥面和圆弧；G97恒转速，用于车光轴且取消G96，默认状态为G97。使加工面粗糙度的均匀一致。7G96保证恒定的切削速度，获得均匀一致的粗糙度。8单一固定循环指令G90、G94（模态）
圆柱面和圆锥面的循环切削指令G90（模态）
（1）加工圆柱面格式：G90X（U）Z（W）F；2）加工圆锥面格式：G90X(U)Z(W)IF；
I锥体大小端的半径差。锥面起点坐标大于终点坐标时为正，反之为负。端面切削循环指令G94（模态）
（1）加工无锥度的端面格式:G94X(U)Z(W)F；
(2)加工有锥度的端面格式:G94X(U)Z(W)K（或R）F；K（或R）端面切削始点到终点位移在Z轴方向的坐标增量值，单位：mm9粗车内外圆循环指令G71（非模态）1)格式：G71U（△d）R（e）；
G71P（ns）Q（nf）U（△u）W（△w）FST；
10刀尖半径补偿不能用于G71、G72、G73、G76的程序段中。11粗车端面循环指令G72(非模态)
1)格式：G72W（△d）R(e)；
G72P（ns）Q（nf）U（△u）W（△w）FST
作用：用于毛坯端面方向粗车，主要应用于长径比较小的盘类零件的粗加工。G72指令用于切除棒料毛坯的大部分余量。12粗车外轮廓循环指令G73（非模态）
1）格式：G73U(△i)W(△k)K(△d)
G73P（ns）Q（nf）U（△u）W（△w）FST；
其中：△i径向（X向）粗车余量，单边余量，单位：mm；△k轴向（Z
向）粗车余量，单边余量，单位：mm；△d粗车循环次数；
13精车循环G70(非模态）
1）格式：G70P(ns)Q(nf)
在精车循环G70状态下，ns至nf程序中指定的F、S、T有效，当ns到nf程序中
不指定F、S、T时，粗车循环中指定的F、S、T有效。
14单导程螺纹加工指令G32（非模态）
（1）格式：G32X（U）Z（W）FX（U）、Z（W）螺纹的终点坐标，单位：mm；F螺纹的导程，单位：mm。（2)作用：主要是用于加工单头直、锥、端面螺纹。15螺纹切削循环指令G92(非模态)
(1)格式：G92X(U)Z(W)IF；
其中：X、Z螺纹终点的坐标值；U、W螺纹终点坐标相对于螺纹起点的增量坐标；
I锥螺纹起点和终点的半径差；F螺纹导程作用：用于加工圆柱、圆锥螺纹。
在需要经过多次走刀时，进行几次走刀就要调用几次G92指令。16螺纹切削复合循环指令G76（非模态）
（1）格式：G76P(m)(r)(a)Q(△dmin)R(d)；
G76X（U）Z（W）R(i)P(k)Q(△d)F(f)；
当切端面螺纹、锥螺纹也使用恒切削速度控制时，由于主轴转速一直变化，会出现螺纹导程不准的情况，因此切螺纹时不用恒切削速度控制，选用固定转速。螺纹切削中主轴倍率开关无效，固定在100%。精加工时，应将m的值设置成m=1。
17数控车床编程实例：a零件图分析、b确定工件的装夹方式、c确定数控加工刀具d合理选择切削用量、e编写加工程序
第四章数控系统典型功能模块的数学建模方法
1在数控机床中，可采用硬件插补和软件插补。
2刀具或工件能够移动的最小位移量称为数控机床的脉冲当量或最小分辨力。
3插补：数控系统根据轮廓线形的有限信息，如直线的起点、终点、圆弧的起点和圆心等，按照进给速度、刀具参数和进给方向等要求，计算出满足加工精度要求的中间插入点的坐标值，并用已知线形逼近零件轮廓的过程。
4插补根据数控装置输出到伺服驱动装置信号的不同，插补方法归纳为基准脉冲插补和数据采样插补。
5基准脉冲插补应用较多的是逐点比较法和数字积分法。特点：直观易掌握；一般用硬件较多；运算速度较快；适宜精度为：10~1um。
数据采样插补应用较多的是直线函数法和扩展数字积分法。特点：分步进行，粗精分开；采用软件插补较多；灵活性高，对系统要求高；适宜精度为：≤1um
6直线插补(G01有人又将这种方法叫做：直线判别法，代数运算法，醉步近似法。基本原理：每走一步都要将加工点的瞬时坐标与规定的图形轨迹相比较判断一下偏差，然后决定下一步的走向
7逐点插补法每走一步都要完成：偏差判别、坐标进给、偏差计算、终点判别四个步骤。8数字积分法插补法具有运算速度快，逻辑功能强，脉冲分配均匀等特点。可进行一次、二次和高次曲线的插补，适合于多轴联动，被CNC系统中广泛采用进给原理：整数部分溢出，尾数留下累加终点判别：不论xe、、ye值为多大，都只有累加m=2n次才能结束，终点判别是用累加次数的减数来标记：∑=2n；∑=∑－1；被积函数kxe=xe/2n；（kye=ye/2n）与xe（ye）两数之差为n位小数，只将kxe（kye）左移n位即可，所以一个n位寄存器xe（ye）和kxe（kye）的数字相同，只是小数点出现的位置不同，对计算没有影响。
9数字增量插补法：将被加工的曲线（直线、圆弧）按时间划分成若干个相等的间隔，依据加工指令中的进给速度，等步长的以直代曲的进行逼近的插补方法。其中，划分曲线的时间间隔称为插补周期
解决的主要问题
1）如何选择周期；它与插补精度、系统速度相关；
2）如何计算在一个周期内的坐标值的增量，各坐标值是依次递推计算的。插补周期大于运算时间，它包括运算、显示、监控、位置选择和控制。
10DDA法插补过程中，我们是用合成速度方向来逼近曲线，即曲线的切线来代替弧线，起点保证在曲线上，单位切矢的终点肯定不会在曲线上。
11扩展DDA为了克服DDA法模拟的误差较大的缺陷，采用割线代替曲线，保证割线的起点和终点均落在曲线上，精度更高。
12时间增量插补的基本思路是：在满足加工精度的前提下，用弦线代替弧线进给，即以直线逼近圆弧。
13数控系统是通过控制刀具中心或刀架参考点实现轮廓加工的。
14刀补：由于切削的有效部位是刀尖或刀刃边缘，它们与刀具中心或刀架参考点在通常情况下是不重合的。因此，需要通过数控系统计算出两者的偏差量，并将控制对象由刀具中心或刀架参考点变换到刀尖或刀刃边缘处。这种变化过程称为刀具补偿。15刀补分为刀具长度补偿和刀具半径补偿。
16刀具长度补偿：实现刀尖圆弧中心与机床刀架参考点之间的坐标值转换。17刀具半径补偿：刀具必须沿工件的轮廓的法向修正一个半径值。18刀补的过程；建立、进行、撤消
19B功能刀具半径补偿本质：读取一段、计算一段、再走一段的控制过程，不作下一段程序的修正分析
20C功能刀具半径的补偿本质：计算完本段，马上修正计算下一段加工轮廓，避免刀具半径与工件轮廓转接出的干涉，是一种积极主动的补偿控制系统。
21数控机床的加减速控制目的：当速度高于一定值时，在启动和停止时，为了防止产生冲击、失步、超程和震荡，保证运动平稳和准确定位。
22CNC系统的进给速度控制包括：自动调节和手动调节两种方式。
23一次插补算法进给速度的控制主要是通过控制插补运算的频率来实现主要有：程序延时法和中断方法
24加减速控制分类：前加速控制（在插补进行之前对进给速度进行控制处理）；后加减速控制
25稳定速度fs：系统处于稳定状态时，每插补一次（一个插补周期）的进给量。当系统处于加速（减速）状态时，瞬时速度小于（大于）稳定速度。
26CNC系统由硬件（I/O设备、计算机装置、PLC、驱动控制装置）和软件（管理软件、控制软件）组成。核心：计算机数字控制（CNC）装置，简称数控系统。软件只在硬件的支持下才能运行，硬件离开软件无法工作。
27CNC系统的组成：机床本体、计算机数控装置、位置/速度控制单元、主轴控制单元、位置检测装置、可编程控制器（PLC）、输入/输出装置、通信接口。
28CNC系统的功能：基本功能（控制功能、准备功能、插补功能、进给功能、主轴功能、辅助功能、刀具功能、显示功能、故障诊断功能）；选择功能（补偿功能、固定循环功能、通信功能、人机对话功能）。
29CNC系统的硬件结构按印刷线路板插接方式分：大板式、功能模块:
30PLC处于计算机控制装置与机床之间，对计算机控制装置和机床的输入输出信号进行处
理，实现辅助功能M、主轴转速S及刀具功能T的控制和译码。31PLC的组成：中央处理器存储器、输入输出单元、（输入输出接口）、编程器、电源和外部设备。
32典型软件结构：前后台软件结构、多重中断软件结构、功能模块型软件结构。
第六章数控机床的常用检测装置简介
1伺服系统：以机械角位移和位置作为控制对象的自动控制系统:2
2伺服驱动元件：步进电机、直流伺服电机、交流伺服电机、直线电机。3检测装置：感应同步器、旋转变压器、光栅、脉冲编码器等
4旋转变压器的特点：结构简单，动作灵敏，对环境无特殊要求，维护方便。输出信号幅度大，抗干扰能力强，工作可靠，广泛应用于数控机床上。
5感应同步器特点：高精度；测量的量程大；对环境的适应性强；维护简单，寿命长；感应电动势低，阻抗低，抗干涉能力差，回路阻抗对精度影响大6莫尔条纹纹距B与光栅节距w和倾角θ之间的关系：Wdsind
7脉冲编码器按检测原理不同：光电式、接触式、和电磁式
第七章数控机床的主要机械部分
1数控机床机械部分的主要组成部分：基础部件、主传动系统、进给传动系统、自动换刀装置
2基础部件主要包括：床身、立柱、导轨、工作台。作用：支承机床的其它部件，并使它们各自在运动和静止时占有正确的相对位置。
3机械结构要求：刚度高、抗振动性能好、灵敏性高、热稳定性好、操作安全性4驱动方式：高速齿轮变速、带传动、多电机驱动、变频器调速、内置电机
5除屑清理目的：防止在安装刀具时，切屑对主轴孔的划伤和脏物对刀柄与主轴内孔配合精度的影响。
6滚珠丝杠滚珠有内循环和外循环
7滚珠丝杠螺母副的预紧目的：减小轴向间隙。预紧方法：（1）双螺母垫片式2)双螺母螺纹式（3）双螺母齿差式
8回转进给系统工作过程：松开待令、周向进给、静止锁紧工作状态。9自动换刀装置主要有两种：转塔式自动换刀、刀库式自动换刀10刀库形式：鼓盘式、链式、格子箱式
11刀库交换装置：无机械手换刀、机械手换刀12选刀方式：顺序选刀、任意选定
13刀具识别装置：接触式识别、非接触式识别（磁性识别、光电识别）
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