0 4 3 3 F3=0+3-3=0 5 3 4 F4=0+3-4=-1 6 3 4 F5=-1+3=2 7 3 5 F6=2+3-5=0 3-22 L=FT/60=40um 3-23 er=(TF)2/8R

F=6720mm/min 个人所做，或有错误！ 第四章：

一、数控系统的主要功能： 1.控制功能：联动轴数和控制轴数 2.准备功能：用来指定机床的运动方式 3.插补功能：可实现精插补和粗插补

F6=0 F5>0 F4<0 F3=0 y +Δx,-Δy +Δx N=4 X N=5 Y +Δx,-Δy +Δx,-Δy N=2 X N=0 X 4.进给功能：切削进给速度和同步进给速度、进给倍率

5.主轴功能：主轴编码方式指定速度、恒线速功能、准停功能（定向停止） 6.辅助功能： 7.刀具功能：

8.补偿功能：刀具的尺寸补偿、各种变形补偿和反向间隙补偿 9.字符、图形显示： 10.自诊断功能： 11.通讯功能：

12.人机交互自动编程： 二、CNC系统的工作流程：

1．输入2．译码3.刀具补偿4.进给速度处理5.插补6.位置控制O处理8.显示 三、CNC系统的硬件结构： 单CPU结构和多CPU结构

四、常规的CNC软件结构有哪几种结构模式： 1.中断型结构模式2.前后台型结构模式 五、CNC系统控制软件的结构特点： 1.多任务性2.并行处理3.实时中断处理 六、CPU结构CNC系统的基本结构：

CPU、总线、I/O接口、存储器、串行接口、CRT/MDI接口、控制单元部件和接口电路等

七、控制功能包括：

内部控制、对零件加工程序的输入输出控制、对机床加工现场状态信息的记忆控制

八、CPU运算任务：完成一系列的数据处理，工作包括：译码、刀补计算、运动轨迹计算、插补运算和位置控制的给定与反馈值的比较运算 九、可靠性问题：

可靠性定义：产品在规定条件和规定时间内完成规定功能能力。 评价指标：1.平均无故障时间2.失效率3.平均有效度4.平均修复时间

包括的内容：电源系统设计、硬件可靠性设计、软件可靠性设计、电磁兼容设计、热设计、结构设计、保护的灵敏度、可维修性设计。 第六章 数控机床的伺服驱动系统

1、 数控机床伺服系统概念：以数控机床移动部件的位置和速度为控制对象的自动控制系统，也成为随动系统、伺服机构。

2、 伺服系统分类：开环系统和闭环系统。开环系统主要以步进电机为控制对象，闭环系统以直流伺服电机或交流伺服电机为控制对象。

3、 半闭环系统与闭环系统的区别：半闭环系统的位置检测元件不直接安装在最终运动部件上，而是传动装置的一个环节上（如丝杠或传动轴）。 4、 双闭环伺服系统的基本结构：速度换和位置环。速度环：速度调节器、电流调节器、功率驱动放大器。位置环：位置控制、速度控制、位置检测、反馈控制。

5、 伺服系统的基本性能：高精度、良好的稳定性、动态响应速度快、调速范围宽，低速时能输出大转矩、高性能电动机。

6、伺服系统的分类：按调节理论分：开环伺服系统、闭环伺服系统、半闭环伺服系统。

按使用的驱动原件分：电液伺服系统、电气伺服系统 按反馈比较控制方式分：脉冲、数字比较伺服系统；相位比

较伺服系统；幅值比较系统；全数字比较系统。

7、步进电动机的组成：环形分配器、步进电动机、驱动电源等。

8、步进电机的工作原理：电磁铁的作用原理。

9、步矩角：步进电动机每走一步所转过的角度叫步矩角。其大小等于错齿的角

度。步矩角越小，控制精度越高。步矩角a=360/mzk（m为相数，z为齿数，单拍时k=1，双拍时k=2）

10、环形分配：要使得步进电动机一步一步的正常运行，控制脉冲必须按一定

的顺序分别供给电动机各相，称为脉冲分配，或环形分配。

11、步进电动机的控制方式：硬件脉冲分配（环形分配器）、软件脉冲分配。硬件脉冲分配可以用门电路及逻辑电路构成。如：TTL集成电路和CMOS集成电路。软件脉冲分配有查表法、比较法、移位寄存器法。最常用的是查表法（环形分配表）。

12、步进电动机的功率驱动形式：1、单电压功率放大电路；2、高低压功率放大电路；3、斩波横流功放电路；4、调频调压驱动。

13、位置检测装置分类：1、旋转变压器——角度测量装置，转子（角位移）+

定子（励磁），应用互感原理；2、感应同步器，定尺（感应电动势）+滑尺（加电压），电磁感应原理；3、脉冲编码器（是一种增量检测装置，分为光电式、接触式、电磁感应式，最常用的是光电式编码器）；4、绝对式编码器，，没有累计误差，最常用的是光电式二进制循环码编码器；5、光栅，标尺光栅+光学读数头；6、磁栅，磁性标尺+拾磁磁头+检测电路，用拾磁原理。

14、检测装置的作用：检测位移和速度，发出发出反馈信号与数控装置的指令

信号进行比较，若有偏差，经过放大后控制执行部件，使其向消除偏差的方向运动，直到偏差为0为止。

15、角位移测量装置：旋转变压器、旋转式感应同步器、脉冲编码器（增量式角位移测量装置）、绝对值编码器（码盘）、圆光栅、圆磁栅。 16、线位移测量装置：直线磁栅、长光栅、直线式感应同步尺。 17、角速度测量装置：脉冲编码器

18、光栅工作原理：光栅由标尺光栅和光栅读数头两部分组成。指示光栅装在

光栅读数头中，当光栅读数头相对于标尺光栅移动时，指示光栅便在标尺光栅上相对移动。标尺光栅和指示光栅构成了光栅尺。 19、莫尔条纹的作用：放大作用和平均误差作用。

20、磁栅工作原理：磁栅工作前要在高精度录磁设备上对磁性标尺进行录磁，用录磁磁头将相等节距(常为20μm或50μm)周期变化的电信号记录到磁性标尺上，作为测量位移量的基准尺。在检测时，用拾磁磁头读取记录在磁性标尺上的磁信号，拾磁磁头可分为动态磁头和静态磁头。动态磁头(又称速度响应型磁头)只有一组输出绕组，当磁头和磁尺有一定相对速度时才能读取磁化信号，并输出电信号。

21、直流电动机伺服系统：定子+转子+电刷。

22、直流伺服电动机调速公式：n=(U-IR)/Keφ n——转速 U——电枢电压 I

——电枢电流R=电枢回路总电阻 Ke——由电动机结构决定的电动势常数φ——励磁磁通。

23、直流伺服电动机调速方法：1、调节电枢供电电压U（主要用）；