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机床名词解释汇总
发表时间:2010-03-12 08:33:39; 来源:
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数控技术：指用数字、字母和符号对某一工作过程进行可编程的自动控制技术。 数控系统：指实现数控技术相关功能的软硬件模块有机集成系统，它是数控技术的载体。 计算机数控系统（CNC）：指以计算机为核心的数控系统。 数控机床：是指应用数控技术对机床加工过程进行控制的机床。 点位控制数控机床：这类数控机床仅能控制在加工平面内的两个坐标轴带动刀具与工件相对运动，从一个坐标位置快速移动到下一个坐标位置，然后控制第三个坐标轴进行钻镗切削加工。特点：在整个移动过程中不进行切削加工，因此对运动轨迹没有任何要求，但要求坐标位置有较高的定位精度。点位控制的数控机床用于加工平面内的孔系，这类机床主要有数控钻床、印刷电路板钻孔机、数控镗床、数控冲床、三坐标测量机等。 直线控制数控机床：这类数控机床可控制刀具或工作台以适当的进给速度，沿着平行于坐标轴的方向进行直线移动和切削加工，进给速度根据切削条件可在一定范围内调节。早期，简易两坐标轴数控车床，可用于加工台阶轴。简易的三坐标轴数控铣床，可用于平面的铣削加工。现代组合机床采用数控进给伺服系统，驱动动力头带着多轴箱轴向进给进行钻镗加工，它也可以算作一种直线控制的数控机床。值得一提的是现在仅仅具有直线控制功能的数控机床已不多见。 轮廓控制数控机床：这类数控机床具有控制几个坐标轴同时协调运动，即多坐标轴联动的能力，使刀具相对于工件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功能。可实现联动加工是这类数控机床的本质特征。这类数控机床有数控车床、数控铣床、加工中心等用于加工曲线和曲面形状零件的数控机床。现代的数控机床基本上都是这种类型。若根据其联动 轴数还可细分为：2轴联动数控机床、3轴联动数控机床、4轴联动数控机床、5轴联动数控机床。 开环进给伺服系统：这类伺服系统没有位置测量装置，信号流是单向的（数控装置→进给系统），故系统稳定性好。但由于无位置反馈，精度相对闭环系统来讲不高，其精度主要取决于伺服驱动系统和机械传动机构的性能和精度。这类系统一般以功率步进电机作为伺服驱动元件，具有结构简单、工作稳定、调试方便、维修简单、价格低廉等优点，在精度和速度要求不高、驱动力矩不大 的场合得到广泛应用。一般用于经济型数控机床和旧机床的数控化改造。 半闭环进给伺服系统：这类伺服系统的位置检测点是从驱动电机（常用交直流伺服电机）或丝杠端引出，通过检测电机和丝杠旋转角度来间接检测工作台的位移量，而不是直接检测工作台的实际位置。由于在半闭环环路内不包括或只包括少量机械传动环节，因此可获得稳定的控制性能，其系统的稳定性虽不如开环系统，但比闭环要好。另外，由于在位置环内各组成环节的误差可得到某种程度的纠正，而位置环外的各环节如丝杠的螺距误差、齿轮间隙引起的运动误差均难以消除。因此，其精度比开环要好，比闭环要差。但可对这类误差进行补偿，因而仍可获得满意的精度。半闭环数控系统结构简单、调试方便、精度也较高，因而在现代CNC机床中得到了广泛应用。 闭环进给伺服系统：它直接对工作台的实际位置进行检测，从理论上讲，可以消除整个驱动和传动环节的误差、间隙和失动量。具有很高的位置控制精度。但由于位置环内的许多机械传动环节的摩擦特性、刚性和间隙都是非线性的，故很容易造成系统的不稳定，使闭环系统的设计、安装和调试都相当困难。因而，该系统对其组成环节的精度、刚性和动态特性等都有较高的要求，故价格昂贵。这类系统主要用于精度要求很高的镗铣床、超精车床、超精磨床以及较大型的数控机床等。 CNC控制功能：CNC能控制和能联动控制的进给轴数。CNC的控制进给轴有：移动轴和回转轴；基本轴和附加轴。如NC车床：只要两轴联动，在具有多刀架的车床上则需要两轴以上的控制轴。 NC镗铣床：加工中心等需要有3根或3根以上的控制制轴。联动控制轴数越多，CNC系统就越复杂，编程也越困难。 CNC准备功能：即G功能--指令机床动作方式的功能，即规定机床运动线型、坐标系、坐标平面、刀具补偿、暂停等操作，它由G后带二位数字组成，共有100种(G00～G99)，有模态（续效）指令与非模态指令之分。 CNC插补功能：所谓插补功能是数控系统实现零件轮廓(平面或空间)加工轨迹运算的功能。一般CNC系统仅具有直线和园弧插补，而现在较为高档的数控系统还备有抛物线、椭圆。极坐标、正弦、螺旋线以及样条曲线插补等功能。 CNC固定循环功能：在数控加工过程中，有些加工工序如：钻孔、攻丝、镗孔、深孔钻削和切螺纹等，所需完成的动作循环十分典型，数控系统事先将这些循环用G代码进行定义，在加工时使用这类G代码，可大大简化编程工作量。 CNC进给功能：数控系统的进给速度的控制功能。主要有以下三种控制功能：进给速度-- 控制刀具相对工件的运动速度，单位为mm/min。同步进给速度--实现切削速度和进给速度的同步，单位为mm/r，用于加工螺纹。进给倍率（进给修调率）--实现人工实时修调进给速度。即通过面板的倍率波段开关在0%～200%之间对其实现实时修调。 CNC主轴功能：数控系统的切削速度的控制功能。主要有以下几种控制功能：切削速度（主轴转速）--实现刀具切削点切削速度的控制功能，单位为m/min（r/min）。恒线速度控制--实现刀具切削点的切削速度为恒速控制的功能。主轴定向控制--实现主轴周向定位于特定点控制的功能。C轴控制--实现主轴周向任意位置控制的功能。切削倍率（进给修调率）--实现人工实时修调切削速度。即通过面板的倍率波段开关在0%～200%之间对其实现实时修调。 CNC辅助功能：即M功能--用于指令机床辅助操作的功能，即控制机床及其辅助装置的通断的指令。如开、停冷却泵；主轴正反转、停转；程序结束等，它由M后带二位数字组成，共有100种(M00～M99)。有模态(续效)指令与非模态指令之分。 CNC刀具管理功能：实现对刀具几何尺寸和刀具寿命的管理功能。加工中心都应具有此功能，刀具几何尺寸是指刀具的半径和长度，这些参数供刀具补偿功能使用；刀具寿命是指时间寿命，当某刀具的时间寿命到期时，CNC系统将提示用户更换刀具；另外，CNC系统都具有T功能即刀具号管理功能，它用于标识刀库中的刀具和自动选择加工刀具。 CNC补偿功能：刀具半径和长度补偿功能－－该功能能实现按零件轮廓编制的程序去控制刀具中心的轨迹，以及在刀具磨损或更换时(刀具半径变化)，可对刀具的刀具半径或长度作相应的补偿。该功能由G指令实现。传动链误差、反向间隙误差补偿功能－－螺距误差补偿，可事先测量出螺距误差和反向间隙，然后按要求输入CNC装置相应的储存单元内，CNC外界干扰产生的随机误差，可采用现代先进的人工智能、专家系统等方法进行建立模型，实施智能补偿，这是数控技术发展的方向。智能补偿功能－－如热变形引起的误差，装置将会在相应地方自动进行补偿。 CNC人机对话功能：在CNC装置中配有单色或彩色CRT，通过软件可实现字符和图形的显示，以方便用户的操作和使用在CNC装置中这类功能有：菜单结构的操作界面；零件加工程序的编辑环境；系统和机床参数、状态、故障信息的显示、查询或修改画面等。 CNC自诊断功能：系统自身的故障诊断和故障定位功能。一般的CNC系统或多或少都具有自诊断功能，尤其是现代的CNC系统，这些自诊断功能主要是用软件来实现。具有此功能的CNC系统，可以在故障出现后迅速查明故障的类型及部位，减少故障停机时间。通常不同的CNC装置所设置的诊断程序不同，可以包含在系统程序之中，在系统运行过程中进行检查，也可以作为服务性程序，在系统运行前或故障停机后进行诊断，查找故障的部位，有的CNC装置可以进行远程通讯诊断。 CNC通讯功能：CNC装置与外界进行信息和数据交换的功能。通常CNC系统都是具有RS232C接口，可与上级计算机进行通讯，传送零件加工程序，有的还备有DNC接口，以利实现直接数控，更高档的系统还可与MAP(制造自动化协议)相连，以适应FMS、CIMS、IMS等大制造系统集成的要求。 F指令：指定(合成)进给速度指令，由F后带若干位数字，如F150、F3500等。其中数字表示实际的合成速度值。它是模态指令，单位：mm/min(公制)或nch/min(英制)，视用户选定的编程单位而定，若为公制单位则上述两个指令分别表示：F=150mm/min；F=3500mm/min。 S指令(切削速度)：指定主轴转速指令，由S后带若干位数字，如S500、S3500等。其中数字表示实际的主轴转速值。它是模态指令，单位：r/min。上述两个指令分别表示主轴转速：500r/min；3500r/min。 T、D指令：指定刀具号和刀具长度、半径补偿存放寄存器号指令，由T、D后跟两位数字，如 T11、D02等。其中数字分别表示存放的在库中的刀具号和刀具长度、半径补偿存放寄存器号。上述两个指令分别表示后续加工将选择刀库中11号刀具和采用D02寄存器中的数值进行补偿。 前置处理：数控自动编程系统产生刀具路径的过程为前置处理。在完成了零件的几何造型以后，交互式图形自动编程系统要完成的是产生刀具路径。其基本过程为：首先确定加工类型（轮廓、点位、挖槽或曲面加工），用光标选择加工部位，选择走刀路线或切削方式。 然后选取或输入刀具类型、刀号、刀具直径、刀具补偿号、加工裕留量、进给速度、主轴转速、退刀安全高度、粗精切削次数及余量、刀具半径长度补偿状况、进退刀延伸线值等加工所需的全部工艺切削参数。最后软件系统根据这些零件几何模型数据和切削加工工艺数据，经过分析、计算、处理，生成刀具运动轨迹数据，即刀位文件CLF(CutLocationFile),并动态显示刀具运动的加工轨迹。 后置处理：后置处理的目的是生成针对某一特定数控系统的数控加工程序。由于各种机床使用的数控系统各不相同，例如有FANUC,SIEMENS,AB,GE等系统，每一种数控系统所规定的代码及格式不尽相同，为此，自动编程软件系统通常提供多种专用的或通用的后置处理文件，这些后置处理文件的作用是将已生成的刀位文件转变成合适的数控加工程序。早期的后置处理文件是不开放的，使用者无法修改。目前绝大多数优秀的CAD/CAM软件提供开放式的通用后置处理文件。使用者可以根据自己的需要打开文件，按照希望输出的数控加工程序格式，修改文件中相关的内容。这种通用后置处理文件，只要稍加修改，就能满足多种数控系统的要求。 手动编程：用人工完成程序编制的全部工作（包括利用计算机辅助进行数值计算）称为手工编程。 对于点位加工或几何形状较为简单的零件，数值计算较简单，程序段不多，用手工编程即可实现比较经济。对于比较复杂的零件,若能利用数控系统指定的固定循环(复合固定循环)指令进行编程,手工编程也是非常方便的。对于空间曲面零件，或零件轮廓简单但程序量很大时，使用手工编程既麻烦又费时，且易出错。为了缩短编程时间，提高机床的利用率，必须采用"自动编程"的方法。 自动编程：即计算机辅助编程，它是借助数控自动编程系统由计算机来辅助生成零件加工程序。此时，编程人员一般只需借助数控编程系统提供的各种功能对加工对象、工艺参数及加工过程进行较简便的描述后，即可由编程系统自动完成数控加工程序编制的其余内容。自动编程减轻了编 译人员的劳动强度、缩短编程时间、提高编程质量。同时解决了手工编程无法解决的许多复杂零件的编程难题。通常三轴联动以上的零件加工程序只能用自动编程来完成（如非圆曲线轮廓的计算）。 对刀点（起刀点）：确定刀具与工件相对位置的点。对刀点可以是工件或夹具上的点，或者与它们相关的易于测量的点。当该工件安装到机床上以后，可通过该点采用"对刀"的办法来确定它和刀具的相对位置，或者说确定机床坐标系与工件坐标系的相对关系就确定了。 刀位点：用于确定刀具在机床坐标系中位置的刀具上的特定点。该操作是工件加工前必需的步骤，即在加工前采用手动的办法，移动刀具或工件，是刀具的刀位点与共建的对刀点重合。 “行切法”：三轴两联动加工的方法，即以X、Y、Z轴中任意两轴作插补运动，另一轴（轴）作周期性进给。 机床原点：机床坐标系的零点，这个原点是在机床调试完成后便确定了，是机床上固有的点。 机床坐标系：以机床原点为坐标系原点的坐标系，是机床固有的坐标系，它具有唯一性。机床坐标系是数控机床中所建立的工件坐标系的参考坐标系，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。 工件原点：为编程方便在零件、工装夹具上选定的某一点或与之相关的点，该点也可以是对刀点重合。 工件坐标系：以工件原点为零点建立的一个坐标系，编程时，所有的尺寸都基于此坐标系计算。现代数控机床均可设置多个工件 坐标系，在加工时通过G指令进行换。 工件原点偏置：工件随夹具在机床上安装后，工件原点与机床原点间的距离。 相对坐标编程：运动轨迹的终点坐标值是相对于起点计量的编程方式(增量坐标编程)。 并行处理：指CNC软件系统在同一时刻或同一时间间隔内完成两个或两个以上任务处理的方法。采用并行处理技术的目的是为了提高CNC系统资源的利用率和系统的处理速度。并行处理的实现方式是与CNC系统的硬件结构密切相关的。 前后台型结构：这种结构模式将CNC系统软件划分成两部分：前台程序和后台程序。前者主要完成插补运算、位置控制、故障诊断等实时性很强的任务，它是一个实时中断服务程序。后台程序(也称背景程序)则完成显示、零件加工程序的编辑管理、系统的输入/输出、插补预处理（译码、刀补处理、速度预处理)等弱实时性的任务，它是一个循环运行的程序，其在运行过程中，不断地定时被前台中断程序所打断，前后台相互配合来完成零件的加工任务。 中断型结构：这种结构是将除了初始化程序之外，整个系统软件的各个任务模块分别安排在不同级别的中断服务程序中，然后由中断管理系统(由硬件和软件组成)对各级中断服务程序实施调度管理。 插补：根据给定进给速度和给定轮廓线形的要求，在轮廓的已知点之间，确定一些中间点的方法，这种方法称为插补方法或插补原理。而对于每种方法(原理)又可能有不同的计算方法来实现，这种具体的计算方法称之为插补算法。 刀具半径补偿：数控机床在加工过程中，它所控制的是刀具中心的轨迹，为了方便起见，用户总是按零件轮廓编制加工程序，因而为了加工所需的零件轮廓，在进行内轮廓加工时，刀具中心必须向零件的内侧偏移一个刀具半径值；在进行外轮廓加工时，刀具中心必须向零件的外侧偏移一个刀具半径值。这种根据按零件轮廓编制的程序和预先设定的偏置参数，数控装置能实时自动生成刀具中心轨迹的功能称为刀具半径补偿功能。 进给伺服系统：是以运动部件的位置和速度作为控制量的自动控制系统，它是一个很典型的机电一体化系统，主要由位置控制单元、速度控制单元、驱动元件(电机)、检测与反馈单元和机械执行部件几个部分组成。 数字式测量：是将被测量以数字的形式来表示，测量信号一般为电脉冲，可以将它直接送到数控装置进行比较处理和显示。这样的检测装置有光栅检测装置和脉冲编码器。数字式测量装置比较简单、位移脉冲信号抗干扰能力较强。 模拟式测量：是将被测量用连续变量来表示，如电压的幅值变化、相位变化。模拟式测量装置有旋转变压器和感应同步器等。模拟式测量所得的模拟量（如相位变化的电压），可以直接发送至数控系统与移相的指令电压信号进行比较；或者将模拟信号（如鉴幅测量所得到的为幅值变化的电压信号）转换成数字脉冲信号后，再送至数控系统进行比较和显示。 增量式测量：检测装置只测出位移的增量，并用数字脉冲个数来表示单位位移(即最小设定单位)的数量。光栅、脉冲编码器、旋转变压器、感应同步器、磁栅等都是增量式测量装置 绝对式测量：检测装置测出的是被测部件在某一绝对坐标系中的绝对坐标位置，并且以二进制或十进制数码信号表示出来，一般都要经过转换成脉冲数字信号以后，才送去进行比较和显示这样的测量装置有绝对式脉冲编码盘、三速式绝对编码盘（或称多圈式绝对编码盘）等，它的结构比较复杂，而且测量的分辨率与位移量都受到一定限制。 主轴定向控制（或主轴准停）：是指实现主轴准确定位于周向特定位置的功能。NC机床在加工中，为了实现自动换刀，使机械手准确地将刀具装入主轴孔中。刀具的键槽必须与主轴的键位在周向对准；在镗削加工中，退刀时，要求刀具向刀尖反方向，径向移动一段距离后才能退出，以免划伤工件，所有这些均需主轴具有周向准确定位功能。 C轴控制功能：是实现主轴周向任意位置控制的功能。显然，主轴定向控制是Ｃ轴控制的特例。 同步控制功能：是实现主轴转角与某进给轴（通床为Z轴）进给量保持某一关系的控制功能。 |
