CH11.数控是数字控制系统的简称：广义上讲，是指利用数字化信息实行控制，也就是利用数字控制技术实现的自动控制系统，其被控对象可以是各种生产过程。

狭义上理解，是利用数字化信息对机床轨迹和状态实行控制。

2.计算机数字控制系统都是由输入、决策、输出组成。

C:计算机数控系统。

PLC:可编程逻辑控制器。

DNC:分布式数字控制系统。

CIMS:计算机集成制造系统。

FMC:柔性制造单元。

FMS:柔性制造系统。

CAD:计算机辅助设计。

CAM:计算机辅助制造。

CAPP:计算机辅助工艺过程设计。

CAQ:计算机辅助质量管理。

MAP:制造自动化协议。

LAN:工业局域网络。

ISO:国际标准化组织。

WOP:面向车间的编程系统。

MRP:物料需求计划。

ERP:企业资源规划。

TCP/IP:传输控制协议/网际协议。

4.数控装置是数控系统的核心，主要功能：正确识别和解释数控加工程序，对解释结果进行各种数据计算和逻辑判断处理，完成各种输入、输出任务。

5.数控机床右手坐标系，确定坐标系时一律看做工件相对静止而刀具产生运动，还规定增大刀具与工件之间距离的方向为正方向。

6.数控系统分类：(1)按数控机床运动轨迹分①点位数控系统②直线数控系统③轮廓数控系统(2)按数控机床伺服系统分①开环数控系统②全闭环数控系统③半闭环数控系统7.数控系统的主要任务是进行刀具和工件之间相对运动的控制，通电后对机床各组成部分工作状态进行检查和诊断，并设置初始状态。

8.数控系统软件实现对输入的数控加工程序进行译码，刀补处理及插补运算等。

硬件和各功能程序的接口是由数控系统的管理软件实现的。

9.现代机械制造系统中，生产率和柔性是系统自动化程度的两个主要因素CH21.输入方式包括光电式纸带阅读机输入，键盘方式输入，存储器方式输入和通信方式输入。

2.键盘分为全编码键盘(指由硬件逻辑直接提供被按键相应的ASCII码或其他编码的键盘)和非编码键盘(只提供行列矩阵位置)。

3.通信是指计算机与计算机或计算机与外部设备间的信息交换。

4.ISO与EIA代码大致分为数字码，字母码和功能码三大类。

5.译码的过程主要包括代码识别和功能码翻译两大部分。

6.功能码翻译过程：①建立一个与数控加工程序缓冲器相对应的译码结果缓冲器②考虑缓冲器规模③约定存储格式。

7.由于准备功能代码G(6组)和辅助功能代码M(4组)具有互斥性，因此可按功能分组。

8.数控加工程序诊断是指CNC装置在程序输入或译码过程中对不规范的指令格式进行检查，监控及处理的服务操作，其目的是防止错误代码的读入。

9.语法错误：是指程序段格式或程序字格式不规范的错误。

逻辑错误：是指整个数控加工程序或一个程序段中功能代码之间相互排斥，互相矛盾的错误。

10.刀具补偿：刀具实际参与切削的部分是刀尖或刀刃边缘。

它们与刀具中心或刀架参考点之间存在偏差，因此需要通过数控系统计算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上，以满足加工需求。

11.刀具中心轨迹始终在编程轨迹的左边时称为左刀补G41，在右边为右刀补G42。

12.刀具半径补偿执行过程①刀具半径补偿建立②刀具半径补偿进行③刀具半径补偿撤销CH31.脉冲增量(行程标量)插补算法是通过向各个运动轴分配脉冲，控制机床坐标轴相互协调运动，从而加工出一定轮廓形状的算法。

2.数据采样(时间标量)插补算法是根据数控加工程序编写的进给速度，先将零件轮廓曲线插补周期分割为一系列首尾相连的微小直线段，然后输出这些微小直线段对应的位置数据增量，用以控制伺服系统实现坐标轴的进给。

与脉冲增量插补算法相比数据采样插补算法结果不再是单个脉冲，而是位置增量的数字量。

3.逐点比较法四个工作节拍①偏差判别②坐标进给③偏差计算④终点判别。

4.终点判别方法①总步长法②投影法③终点坐标法。

5.为使圆弧插补能够自动过象限可采用①绝对坐标值法②代数坐标值法。

6.与直线插补相比，数字积分法(DDA)圆弧插补的不同①被积函数寄存器与坐标轴关联关系不同②被积函数寄存器存放的数据形式不同。

7.左移规格化：就是将被积函数寄存器中存放的坐标值前i位零移出寄存器，并使之成为最高位或次高位为“1”得规格化数，然后再进行累加从而达到稳定进给速度的目的。

8.数据采样法：利用一系列首尾相连的微小直线段逼近给定曲线（时间分割法）。

9.通常取插补周期T S≥T C位置控制周期。

10.插补误差e r，即T S越长，F越大，R越小，圆弧插补误差越大，反之，误差越小。

CH41.数控机床用伺服驱动装置分为开环和闭环两大类。

开环控制系统采用步进电机作为驱动元件，无位置反馈回路和速度控制回路，但进给速度和精度较低。

闭环控制系统分为半闭环和全闭环，采用直流或交流伺服电机驱动，半闭环：快速性好，动态精度高，传动机构的非线性因素对系统影响小，但如果传动系统误差过大或其误差不稳定，则数控系统难以补偿。

全闭环不受机械传动精度影响。

2.直流伺服电机的工作区域分三部分，连续工作区(转矩转速任意组合都可长期连续工作)，间断工作区(电动机可根据附在周期曲线决定允许的工作时间与断电时间做间歇工作)，瞬时加减速区(电动机只能在加减速时工作于其中，只能在该区域工作极短的一段时间)。

3.步进电动机分类①运动方式：旋转、平面、直线、滚切运动式②转矩产生原理：反应式、永磁式、永磁感应式(混合式)③输出转矩大小：伺服式、功率式④结构：单段式(径向式)、多段式(轴向式)、印制绕组式⑤相数：二、三、四、五、六相⑥使用频率：高频、低频。

4，步进电动机特点：①送给步进电动机定子绕组一个电流脉冲，其定子就转过一个角度，并称之为步距角θ②有脉冲就走无脉冲则停③随脉冲数增加角位移量增加④脉冲频率越高电机转速越快⑤脉冲变化太快会引起失步或过冲⑥改变分配脉冲的相序可改变电动机旋转方向⑦运行状态是步进式⑧定子绕组所加电源要求是脉冲电流形式⑨输出转角精度高，并且一般只有相邻误差而无累积误差。

5.脉冲分配器作用：是将插补输出脉冲按步进电动机所要求的规律分配给步进电动机驱动电路的各相输入端，用以控制绕组中电流的开通与关断。

6.步进电动机自动升降速的方法分为定时法和定步法。

7.精度分析。

8.数控系统位置控制的任务是准确控制数控机床各坐标轴的位置。

9.误差分析。

10.三环系统：电流环，速度环及位置环。

11.传动反转间隙补偿，螺距误差补偿。

CH51.主轴无级变速作用：要求主轴在整个范围内均能提供切削所需的功率，并尽可能在全速度范围内提供主轴电机最大功率。

即恒功率范围要宽，为满足数控机床低速强力切削需求，采用分段无级变速。

如何实现：数控机床变速是依指令自动进行的，在低速段采用机械减速装置。

2.两种常用的换挡方法：液压拨叉和电磁离合器。

3.主轴准停：为满足加工中心自动换刀以及某些加工工艺的需求，要求主轴具有高精度的准停控制。

机械控制方法：V型槽轮定位盘准停结构，端面螺旋凸轮准停等。

4.脉冲编码器：是精密数字控制系统与伺服控制设备中常用的角位移数字化检测器件，具有高精度结构简单工作可靠等优点。

编码器可分为增量式和绝对式、接触式和非接触式（光电式、电磁式）5.增量式脉冲编码器，指脉冲发生器每次测量的角位移都是相对于上一次角度位置的增量。

CH61.数控系统内部处理信息分为①连续数字信息(控制坐标轴运动)②逻辑离散信息(刀具更换，主轴准停等)2.PLC组成由中央处理器CPU，存储器，输入输出单元，编程器，电源和外部设备等，内部通过总线相连。

3.存储器主要用于存放系统程序，用户程序和工作数据。

4.编程器是用来开发，调试，运行程序的特殊工具，一般由键盘、显示器、智能处理器、外部设备(如硬盘/软盘驱动器等)组成，通过通信接口与PLC相连。

5.PLC基本软件包括系统软件和用户应用软件。

系统软件一般包括操作系统，语言编译系统以及各种功能软件等。

6.采用PLC实现控制时可分为内装型和独立型。

内装型：指PLC内含在CNC装置内，PLC 的硬件和软件都被作为CNC系统的基本功能统一设计，并且其性能指标也由CNC系统确定。

独立型：实际上是一个通用型PLC，完全独立于CNC装置，具有完备的硬件和软件，能够独立完成CNC系统所要求的控制任务。

总的来讲，独立型多用于多微处理器CNC，内装型多用于单微处理器CNC，作用是配合CNC装置实现刀具轨迹控制和机床顺序控制。

7.数控系统中PLC的信息交换就是指以PLC为中心，在CNC、PLC之和机床之间信息传递。

8.S功能主要完成主轴转速的控制，并且常用S2位代码形式和S4位代码形式来进行编程。

S2代码编程是指S代码后跟随2位十进制数字来指定主轴转速。

S4试制4位十进制数。

9.根据取/还刀位置是否固定可将换刀功能分为随机存取换刀控制和固定存取换刀控制。

CH71.数控系统为用户提供的接口从功能上分①数控装置与上位系统的接口②数控装置与用户间交互设备的接口③数控装置与下位系统的接口。

上位系统是DNC系统、FMS或CIM系统的单元或上位计算机。

下位系统指驱动器和执行机构、传感器和机床控制器。

2.数控装置是整个系统的核心①其硬件结构按CNC装置中各印制电路板插接方式不同分为大板式结构和功能模块式结构②按硬件制造方式不同可分为专用型结构和个人计算机式结构③按CNC装置中微处理器个数不同可分为单微和多微处理器结构。

3.单微处理器结构，CNC装置的功能将受微处理器的字长、数据宽度、寻址能力和运算速度等因素的影响和限制。

提高速度措施：①采用高性能处理器②采用协处理器来增强运算功能，提高运算处理速度③采用大规模集成电路完成一些实时性要求高的任务，如插补计算和位置控制④采用带微处理器的CRT控制和PLC等智能部件。

4.多微处理器结构：主从式系统，总线式多主CPU系统和分布式系统。

5.典型I/O模板电路由总线接口逻辑，输入缓冲器和输出缓冲器三部分组成。

6.每进行一次数据传输都要三个阶段①建立电路阶段②交换数据阶段③释放电路阶段。

C装置是一个计算计算机控制系统，其数控系统软件必须完成管理和控制两种任务。

C装置系统软件具有多任务型和实时性两大特点。

9.并行处理：指计算机在同一时刻或同一时间间隔完成两种或以上性质相同或不同的工作。

10.实时：在一个确定的有限时间里对外部产生的随机事件作出响应，并在确定的时间里完成这种响应或处理。

11.软件总体结构①前后台型软件结构②多重中断型软件结构③功能模块型软件结构。

12.软件开发阶段①定义期②开发期③使用维护期13.常见的用户界面操作形式：程序控制界面，数据输入界面和交互输入界面。

14.监测过程包括状态获取和状态比较两方面。

15.对机床有关机械部件的诊断有：各种液压、气压及温度阀检查，刀具专用夹具检查，导轨检查。

在高速机床中还要对承受大负载的部件(联动装置和主轴轴承)进行检查等。