数控机床考试考点总结
第一章
1.1952年研制出世界第一台数控铣床。
2.数控机床的发展趋势：1）高速、高效、高精度和高可靠性。2）模块化、智能化、柔性化和集成化。3）开放性。4）新一代数控加工工艺与设备。
3.数控机床组成：数控机床通常由程序载体、CNC装置、伺服系统、检测与反馈装置、辅助装置、机床本体组成。
4.数控机床分类：1）按工艺用途分类：（1）切削加工类数控机床（2）成型加工类数控机床（3）特种加工类数控机床（4）其他类型数控机床2）按机床运动轨迹分类：（1）点位控制数控机床（2）直线控制数控机床（3）轮廓控制数控机床3）按伺服系统控制方式分类：（1）开环控制数控机床（2）半闭环控制数控机床（3）全闭环控制数控机床4）按数控系统功能水平分类：低、中、高档三类。
5.数控机床加工特点：1）加工精度高、质量稳定。2）生产效率高、经济效益好。3）对加工对象的适应性强。4）自动化程度高，劳动强度低。5)有利于现代化管理。6)具有很强的通讯功能。
6.数控机床的结构特点：1）高刚度和高抗振性。20高灵敏度。3)热变形小。4)高精度保持性。5)高可靠性。6）工艺复合化和功能集成化。
7.数控机床的规格指标（基本功能）：1）行程范围。2）摆角范围。3）主轴功率和进给轴扭矩。4）控制轴数和联动轴数。5）刀具系统。
8.数控机床的精度指标：1）分辨率和脉冲当量。2）定位精度和重复定位精度。3）分度精度。9.数控机床的运动指标：主轴转速。进给速度。
10.数控机床可靠性指标：1）平均无故障时间MTBF（MTBF＝总工作时间/总故障次数）。2）平均修复时间MTTR（MTTR＝总故障停机时间/总故障次数）。3）平均有效度A（A＝MTBF/MTBF+MTTR）。11.数控机床的主要功能：1)控制轴数和联动轴数。2)准备功能。3)插补功能。4)进给功能。5)主轴功能。6)辅助功能。7)操作功能。8)刀具功能。9)刀具补偿。10)程序管理功能。11)零件程序结构。12)误差补偿功能。13)自动加减速控制。14)开关量接口。15)机床顺序控制接口。16)字符图形显示。17)通信与通信协议。18)自诊断功能。第二章
1.立式加工中心主轴组件：后轴承，定子，转子，前轴承，主轴。2.通常主轴准停机构分为机械控制式与电气控制式。
3.电主轴结构：无外壳电动机、主轴、轴承、主轴单元壳体、驱动模块和冷却装置组成。第三章
1.对数控机床进给系统的要求：低惯量。低摩擦阻力。高刚度。高谐振。消除传动间隙。
2.滚珠丝杠螺母副间隙的消除：采用双螺母结构，利用两个螺母的相对轴向位移，使两个滚珠丝杠螺母中的滚珠分别贴紧在螺旋滚道的两个相反的侧面上。3.常用的丝杠螺母副消除间隙的方法有单螺母消隙和双螺母消隙两类。单螺母消隙：单螺母变位导程预加负荷单螺母螺钉预紧。双螺母消隙：垫片调隙式螺纹调整式齿差调隙式第四章
1.步进电机的分类：按工作原理：反应式感应子式永磁式和混合式。
2.步进电机的控制系统：脉冲混合电路加减脉冲分配电路加减速电路环形分配器功率放大器。3.直流伺服电动机的分类：按励磁方式：永磁式励磁式混合式。按电枢结构：有槽无槽印刷绕组空心杯形等。按输出量：位置速度转矩。按控制方式：磁场控制方式电枢控制方式。按运动模式：增量式连续式。第五章
1.刀具选择方式：顺序选刀任选刀具。、
2.任选刀具的三种编码方式：刀具编码方式刀座编码方式记忆。（软件选刀方式）
3.自动换刀基本要求：换刀时间短且换刀可靠;刀具重复定位精度高；足够的刀具储存量；刀库占地面积小；安全可靠。第六章
1.液压与气压传动系统的组成：动力装置（液压泵、空气压缩机）执行装置（液压缸、液压马达）控制与调节装置辅助装置传动介质。
3.气压传动的优点：1）工作介质是空气，因此处理方便，不存在介质变质及补充问题，对环境无污染。2)空气粘度小，在管路中的能量损失小，适于远程传输及控制。3）所需工作压力低，元件的材料和制造精度要求低，成本低。4）工作适应性强，能在各种恶劣环境下正常工作。5）节后简单，轻便，使用安全。第七章
1.数控回转工作台和分度工作台的区别：数控回转工作台进给运动除了可以实现圆周运动之外，还可以完成分度运动。分度工作台的分度、转位和定位工作，是按照控制系统的指令自行的进行，分度工作台的分度精度要求较高。它只能完成分度运动，不能实现圆周运动。第八章
1.数控车床的分类：按数控系统的功能分类：经济型全功能型车削中心FANC车床。按主轴的配置形式分类：卧式立式。按数控系统的轴数分类：两轴四轴。第九章
FMC柔性制造单元FMS柔性制造系统CIMS计算机集成制造系统DNC直接数字控制
扩展阅读：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。
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