数控技术复习题一

第一章概论1．什么是计算机数控技术？（CNC）计算机数控技术是利用计算机采纳数字指令信号对机电产品或设施进行控制的一种自动控制技术2．与传统机床对比,数控机床拥有哪些特色?自动化程度高，加工精度高，生产率高，对工件的适应性强，有益于生产管理信息化3．数控机床的发展趋向怎样？智能化、开放化、网络化、高速化、精细化、复合化4．什么叫工件坐标系？在数控加工中，工件坐标系与机床坐标系有何关系？工件坐标系是为编程人为设定的坐标系.工件坐标系各轴要与机床坐标系平行,加工工件时,经过对刀实现工件坐标系与机床坐标系重合.5．数控机床按伺服系统控制方式可分红哪几类?各有什么特色?分类:开环控制数控机床特色：机床构造简单，成本低，但加工精度低；闭环控制数控机床机床加工精度高，但构造复杂，成本高；半闭环控制数控机床机床加工精度、构造复杂程度、成本适中。6．数控机床按运动轨迹控制方式可分红哪几类?各有什么特色?分类:点位控制数控机床特色：CNC系统无插补器，可实现定位精度、定位时间、挪动速度，对运动轨迹无精度要求；连续控制数控机床这种机床带有插补器，以精准实现各样曲线或曲面的加工。7．怎样确立立式数控铣床坐标系的各轴?Z轴：平行于主轴，远离工件的运动方向为正方向；X轴：位于与主轴垂直的平面内，由刀具向立柱看，Y轴：由确立的X轴、Z轴，按右手定章来确立。8．怎样确立立式数控车床坐标系的各轴?

X轴的正向指向右侧；Z轴：平行于主轴，远离工件的运动方向为正方向；X轴：垂直主轴轴线且平行于横向滑板，使刀具远离工件的方向为X轴的正向；什么是数控机床？它由哪些部分构成？答：数控机床是一种利用数控技术，正确依据预先安排的工艺流程，自动实现规定动作的金属加工机床。它由输入介质、数控装置、伺服系统、反应系统和机床等部分构成。题型变换：数控机床的输入介质是指（

③）①光电阅读机

②穿孔机③穿孔带、磁带和软磁盘

④零件图纸和加工程序单用框图说明一般数控机床的工作原理。答：数控机床的工作原理如图1-1所示。第一将零件图纸的形状、尺寸和技术条件、加工工艺等依据规定的格式和代码，记录在输入介质上（比如穿孔带、磁带和软磁盘等），并输入数控装置。数控装置由输入、信息办理和输出三部分构成。输入介质经过输入单元（比如光电读带机）后，变换成能够识其他信息，由信息办理单元加以办理，再经过输出单元发出地点、速度等指令（脉冲信号）给伺服系统。伺服系统的作用是未来自数控装置的各样指令，变换成机床挪动零件运动。反应系统再将机床的实质地点、速度等参数检测出来，转换成电信号，输送到数控装置，使数控装置能够校核该机床实质位移状况能否与指令一致，并发出指令纠正所产生的偏差。地点指令输入介质数据装置伺服系统机床图1-1速度指令关于一些高效率和加工精度较高的数控机床还有适应控制系统，以赔偿加工环境参数的变化。题型变换：数控机床的数控装置包含（③）。①光电读带机和输入介质③输入、信息办理和输出单元

地点检出反应装置速度检出②步进电机和伺服系统10．在数控机床的编程时，一般假设刀具相关于静止工件运动的原则。11．数控机床的机械构造与一般机床对比，有何特色？答：数控机床是高精度和高生产率的自动化机床，与一般机床对比，应当拥有更好的刚性和抗振性，相对运动面的摩擦系数要小，传动零件之间的空隙要小。简述机床数控系统的工作原理和构成部分。答：机床数控系统在输入某种介质载有的、以规定格式记录的指令后，能自动译解指令，并使所控制的机床履行指令，有时还可以监控其履行结果，以保证获取要求的精度和功能。机床数控系一致般由输入介质、数控装置和伺服系统构成。关于较高级的机床数控系统还包含反应系统和适应控系统。13．机床数控系统的种类好多，依据伺服系统来分类，可分为开环控制系统、闭环控制系统和半闭环控制系统。依据运动方式来分类，可分为点位控制系统、点位/直线控制系统和连续控制系统。依据坐标值的表示方式可分为增量坐标控制系统和绝对坐标控制系统。14．什么叫脉冲当量？它影响数控机床什么性能？它的值一般为多少？答：相关于每一脉冲信号的机床运动零件的位移量称为脉冲当量，又称作最小设定单位。它的大小看机床精度而定，一般为0.01～0.0005cm。脉冲当量影响数控机床的加工精度，它的值获得越小，加工精度越高。题型变换一：数机床的最小设定单位又称作脉冲当量。题型变换二：脉冲当量是（④）。①相关于每一脉冲信号，传动丝杠所转过的角度②相关于每一脉冲信号，步进电机所展转的角度③脉冲当量乘以进给传动机构的传动比就是机床零件位移量④关于每一脉冲信号，机床运动零件的位移量题型变换三：脉冲当量的值获得越小，加工精度越高。15．开环控制系统中，多采纳步进电机作为伺服电机。16．闭环控制系统的反应装置（④）。①装在电机轴上②装在位移传感器上③装在传动丝杠上④装在机床挪动零件上17．闭环系统比开环系统及半闭环系统（③）。①稳固性好②故障率低③精度高④精度低点位控制系统（④）。①一定采纳增量坐标控制方式②一定采纳绝对坐标控制方式③刀具沿各坐标轴的运动之间有确立的函数关系④仅控制刀具相关于工件的定位，不规定刀具运动的门路18．DNC系统是指（④）。①适应控制系统②群控系统③柔性制系统④计算机数控系统题型变换二：AC控制是指（③）。①闭环控制②自动化工厂③群控系统④计算机集成制造系统19．加工中心是指（④）①柔性制造单元FMC②散布式DNC系统③适应控制系统④自动换刀数控机床20．最近几年来数控系统发展很快，数控机床进给速度已从3～5m/min增添到15～30m/min，而最小设定单位已从0.001mm减少到0.0001mm。第二章CNC系统的基来源理1．数控机床的CNC系统由哪几部分构成?输入/输出设施、计算机数字控制装置、可编程控制器、强电控制部分、主轴调速驱动单元及主轴电机、进给伺服驱动单元及进给电机、协助装置电动履行器、位移与速度检测装置。2．在CNC中，何谓插补？有哪两大类插补算法？插补是依据给定的刀具运动轨迹和进给速度,采纳适合的计算方法,在运动的起点和终点之间,计算出知足预约要求的中间点及其坐标.基准脉冲插补,数据采样插补9．在数控加工中，刀具地点赔偿的作用和原理是什么？原理：数控系统的刀具地点赔偿功能是指利用两把刀具地点坐标的差作为地点的赔偿值，对刀具的运动轨迹进行坐标变换（坐标平移），使两刀具的地点等同，可共用同样的程序对零件进行同样的加工。作用：数控系统拥有刀具地点赔偿功能，只管各刀具的地点不一样，我们能够按任一把刀具编程。用另外刀加工时，只需将该刀具与编程刀具地点的赔偿值存入指定的存放器，使用系统的地点赔偿功能，都可用该程序加工出要求零件。达到简化编程的目的3．工业控制计算机与通用计算机对比，有什么显着特色？答：依据数控机床的特别要求，它拥有两个显着特色：1）高靠谱性：工业生产一般要求CNC系统拥有很强的抗扰乱能力，能在比较恶劣的环境中靠谱地工作，要求CNC系统拥有较高的均匀无故障率和很短的修复时间。2）编程简单，操作方便。以方便用户使用。4．机床

I/O

控制部分依据机床与微机之间传递信息形式的不一样，

I/O

控制被区分为

数字量

I/O

、开关量

I/O

和模拟量

I/O

三种。5．在数控加工中，何谓刀补？在编程时

,将刀具简化为刀位点

,用零件自己轮廓进行编程

,但要将实质刀具的参数丈量出来并输入给

CNC装置,再在程序中适合地点调用赔偿指令

,CNC

装置就会依据程序的刀补值自动调整刀位点的运动轨迹

,使刀位点的运动轨迹相对编程轨迹产生偏移,这个偏移恰巧能加工出要求的零件轮廓,这个过程称为刀补.6．刀具赔偿功能包含刀补成立、刀补进行和刀补取消三个阶段。7．数控铣床（车床）的刀具赔偿功能分为哪两种8．数控机床对伺服驱动系统有哪些要求？答：有以下要求；(1)调速范围宽并有优秀的稳固性，特别是低速时的安稳性；(2)负载特征硬，即便在低速时也应有足够的负载能力；(3)动向响应速度快；(4)高的位移情度；(5)能够屡次地启动；9．三相步进电机为何常采纳三相六拍驱动方式，而极少采纳三相三拍驱动方式？答：三相三拍驱动时，三相绕组是按A→B→C→A或A→C→B→A→的次序通电，而三相六拍驱动方式是按A→AB→B→BC→C→CA→A→次序通电（或相反方向）。因为三相六拍制在变换时一直保拥有一相线圈通电，故其工作稳固性好，并且步距角比三相三折驱动方式减小了一半，能够提升地点精度。10．步进电机的主要特色是什么？答：步进电机的主要特色是：输出转角大小与输入脉冲数严格成比率，即每输入一个脉冲，电机转子相应转动一步，且在时间上与输入脉冲同步。电机转子转速随输入信号的脉冲频次而变化。改变输入脉冲频次，即可实现光滑的无级调速，且调速范围相当宽。借助控制线路，易于获取正反转、间歇运动等特别功能。转子的转动惯量小，启动、停止时间短。一般在信号输入几毫秒或几十毫秒后，即能使电机转动或达到同步转速。信号切断后，电机立刻停止转动。输出转角精度高，无积累偏差。步进电机的工作状态对各样扰乱因素不敏感。因为步进电机拥有上述特色，故在数控机床中获取宽泛应用，并且是独一能以开环构造用于数控机床的电动机。11．步进电动机驱动器电路由环形脉冲分派器、功率放大器构成。12．步进电机转子有80个齿，采纳三相六拍驱动方式，经丝杠螺母传动副驱动工作台做直线运动，丝杠的导程为5mm，工作台挪动最大速度为6mm/s。求：(1)步进电机的步距角=？(2)工作点的脉冲当量？(3)步进电机的最高工作频次f？解：(1)3603600.75mkz3280(2)丝杠导程×步距角/360°=5×0.75°/360°=0.01(mm/脉冲)(3)fv/6/0.01600(Hz)13．三相六拍运转的步进电机采纳单双相轮番通电控制方式，即m=3,k2。转子齿数Z50，频次f500HZ。电机正转时的通电次序：A→AB→B→BC→C→CA→A电机反转时的通电次序：A→AC→C→CB→B→BA→A依据步距角计算公式：360360mZk3502依据转速计算公式：n60f60500mZk3（转/分）)50214．关于一个设计合理，制造优秀的带地点闭环控制系统的数迭机床，可达到的精度由（②）决定。①机床机械构造的精度②检测元件的精度③计算机的运算速度④驱动装置的精度题型变换：关于一个设计、制造优秀的地点闭环控制系统，可达到的精度以的精度为极限。答：系统所采纳的检测元件15．数控机床常用的地点检测元件有光栅、感觉同步器、磁栅等，这些传感器的特色是检测范围较大、易于实现丈量信号数字化和丈量精度高。题型变换：举出2～3种数控机床常用的地点传感器，并说明它们的主要特色？答：常用的地点传感有光栅、感觉同步器、光电编码盘等等。它们的特色是：检测范围较大，易于实现丈量信号数字化，丈量精度高。16．在检测装置直线光栅中，莫尔条纹宽W、栅距P、两光栅尺线纹夹角θ三者之间存在关系。17．数控机床的光栅检测装置用于丈量工作台运动的位移、速度和方向。18．数控机床伺服系统是以（②）为直接控制目标的自动控制系统。①机械运动速度②机械位移③切削力19．伺服系统的输入是插补器发出的指令脉冲，输出是直线或转角位移。20．数控机床对伺服系统的基本设计要求是（①②⑤⑥）。①精准度高②稳固性好③电机负载特征好④正确的地点检测⑤拥有迅速响应特征⑥靠谱性好21闭环控制伺服系一致般由、、等部分构成。答：地点检测元件获得地点偏差的比较环节以地点偏关工业区输入的伺服电机调速系统22．设X-Y工作台由步进电机直接经丝杠螺母副驱动，丝杠螺距为5mm，步进电机步距角为1.5°/3°，工作方式为三相六拍工作台最大行程为400mm。求：系统的脉冲当量；微机发出的脉冲总数是多少？答：(1)(2)

51.50.020833(mm)360脉冲数nL40019200(步)η4003605/24051.5第三章数控机床的机械构造1．（×）数控机床进给传动机构中采纳滚珠丝杠的原由主假如为了提升丝杠精度。2．（√）数控机床为了防止运动件运动时出现爬行现象，能够经过减少运动件的摩擦来实现。第四、五章数控机床的程序编制1．数控机床上常用的编程方法有哪些？答：由零件图纸给出零件形状和尺寸时，采纳的编程方法有手工编程和自动编程两大类。由无尺寸的图形或实物模型给出零件形状和尺寸时，采纳数字化技术编程或实物编程。题型变换一：数控机床的程序编制方法可分为

手工编程

和自动编程

两大类。题型变换二：由无尺寸图形或实物模型给出零件形状和尺寸时，需采纳

数字化技术

编程。2．

手工编程方法有什么优弊端，合用于什么状况？答：手工编程是用人工编写零件程序。关于几何形状较为简单的零件，计算工作量较少，程序又不长，用手工编程比较经济而实时。零件轮廓复杂和加工工序较长时，使用手工编程既繁琐又费时，且易犯错，常会出现编程工作跟不上数控机床加工的状况，此时应采纳自动编程。3．

什么是自动编程，合用于什么状况？答：自动编程是用计算机取代手工编程的大多数工作。自动编程时，使用“数控语言”描绘切削加工时的刀具与工件的相对运动轨迹和一些加工工艺过程。程序员只需使用规定的数控语言编写零件的“语言程序”即可。当零件源程序输入计算机后，计算机自动达成机床运动轨迹的计算，加工程序的编制和数控带制作等工作。所编程序还可经过屏幕或画图仪进行检查。自动编程与手工编程对比，拥有减少程序员的劳动强度，缩短编程时间，提升编程正确性的长处。可是自动编程系统需要较大容量的计算机和专用软件，并且系统的软件又较昂贵。因此自动编程系统合用于数控机床许多的大、中型工厂。题型变换：自动编程是指（③）。①从零件图纸到制作加工穿孔带的全过程都由经过计算机达成②从零件图到制作加工穿孔带的过程中，除后置办理程序外，所有由计算机达成③需要人工用数控语言编写源程序④需要人工编写目标程序4．什么是模态

G代码?什么是非模态

G代码?模态代码：该代码在一个程序段一经指定就向来有效，直到后续的程序中出现同组的非模态代码：只在出现的程序段才有效的代码。5．在以下程序段中，各字符表示：N006G08X2354Y—1369Z2213F004S717T65432M07LFN：程序段序号；G：准备功能字；X、Y、Z：尺寸字；F：进给功能字；T：刀具功能字；M：协助功能字；LF：程序段结束。6．G90时的X10，Y20与G91时的X10、Y20有何差别？

G代码才无效；S：主轴转速功能字；答：G90表示绝对尺寸，即以坐标原点为基准表示的尺寸是为基准△X=10，△Y=20。

X=10，Y=20；G91表示增量尺寸，即从前一点7．程序结束指令

M02和

M30有何同样功能

?又有什么差别

?同样：同为程序结束指令，一定出此刻最后一个程序段中，该指令使主轴、进给、冷却所有停止。差别：M02使数控系统处于复位状态；M30使程序返回开始状态。8．比较G00与G01程序的主要差别。答：G00是点定位的代码，以最大进给速度挪动到指定地点。从前途序段指定的进给速度无效。

G01是直线插补，用于斜线或直线运动，它经过程序段中的信息在各坐标轴上产生与其挪动距离成比率的速度当程序段中有G01代码时，必定要有指定的F时给速度，G01或F都是续效指令（即不单在本程序段中起作用，在后的程序段中亦效）。进给速度F对G00程序无效。9．协助功能M主要有哪几种功能？答：协助功能M主要有以下几方面功用：（1）程序停止或程序结束，用于控制主轴停转、机械进给停止、冷却液封闭等，如M0