数控技术答案.doc

数控机床：采用数字化信号对机床运动及加工过程进行控制的机床。数控编程：从分析零件图纸到制成数控机床所需控制介质的过程。滚珠丝杠副：在螺母和丝杠之间用滚珠作为滚动体的螺旋传动元件。机床抗振性：机床在工作时抵抗由交变载荷及冲击载荷所引起的振动的能力。填空题（每题2分）1、数控机床是由 控制介质 、数控装置、 伺服驱动装置 、 辅助控制装置、 反馈装置、 适应控制装置和 机床等部分组成。2、数控机床加工过程的加工路线是指刀具中心的运动轨迹和方向。3、三相步进电机的转子上有40个齿，若采用三相六拍通电方式，则步进电机的步距角为 1.50 。4、数控机床的最小设定单位是数控机床能实现的最小位移量，标制着数控机床精度的分辨率，其值一般为0.00010.01mm，在编程时，所有的编程单位都应转换成与最小设定单位相应的数据。5、通常把数控车床的床身导轨倾斜布置，可改善其排屑条件和受力状态。提高机床的静刚度。6、数控机床的工作台和刀架等部件的移动，是由 交流或直流伺服电机 驱动，经过 滚珠丝杠 传动，可减少进给系统所需要的驱动扭矩，提高 定位精度、 运动平稳性。7、对步进电机施加一个电脉冲信号时，步进电机就回转一个固定的角度，叫做步距角，电机的总回转角和输入脉冲数成正比，而电机的转速则正比于输入脉冲的频率。8、位置检测装置是数控机床的重要组成部分，在闭环系统中，它的主要作用是检测位移量，并发出反馈信号与数控装置发出的指令信号进行比较，如有偏差，经放大后控制执行部件，使其向着消除偏差方向运动，直至偏差等于零为止。9刀具半径补偿功能的作用就是要求数控系统根据工件轮廓程序和刀具中心偏移量，自动计算出刀具中心轨迹。10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。 11数控机床工作台和刀架等部件的移动，由交流或直流伺服电机驱动，经过滚珠丝杠 传动，减少了进给系统所需要的驱动扭矩，提高了定位精度和运动平稳性。12光栅依不同制造方法有透射光栅和反射光栅两种。数控机床中常用透射光栅做位置传感器。13、数控机床的滚珠丝杠螺母副按其循环方式可分为 内循环 和 外循环 。14.数控机床按控制方式分类可为 点位控制数控机床 、 直线控制数控机床 、和 轮廓控制数控机床 。15、逐点比较法控制机床加工时，需要四个节拍： 偏差判断 、 坐标进给 、 偏差计算 、 重点判别 。 16、确定数控机床坐标轴时规定，平行于主轴的方向为 Z轴 坐标轴，它的正方向为 刀具远离工件的方向 。17、编程时所用的坐标系有 工件坐标 和 机床坐标 。18、数控机床由 程序载体 、 输入装置 、 数控装置 、 伺服装置 、 位置反馈装置 和 机床机械部件 六部分构成。19、数控机床的常用导轨按其接触面的摩擦性质的不同，可分为 滑动导轨 、滚动导轨和 静压导轨 。20、只能完成分度辅助运动的工作台叫 分度工作台 ，既能使工作台进行圆周进给，又能完成分度运动的工作台叫 回转工作台 。21、加工中心是一种备有 刀库 和 自动放刀装置 的多工序的数控机床。选择题（每题2分）1、闭环伺服系统使用的执行元件是（1，2）（1）支流伺服电机 （2）交流伺服电机 （3）步进电机 （4）电液脉冲马达2、步进电机的角位移与（4）成正比。（1）步距角 （2）通电频率 （3）脉冲当量 （4）脉冲数量3、数控机床CNC系统是（3）（1）轮廓控制系统 （2）动作顺序控制系统 （3）位置控制系统 （4）速度控制系统4、采用DDA法加工第一象限的斜线，若偏差函数值大于零，规定刀具向（1）方向移动。（1）+X （2）-X （3）+Y （4）-Y5、数控机床有不同的运动形式，需要考虑关键与刀具相对运动关系和坐标系方向，编写程序时，采用（4）的原则。（1）刀具固定不动，工件移动 （2）铣削加工刀具固定不动，工件移动；车削加工刀具移动，工件固定 （3）分析机床运动关系后再根据实际情况两者的固定和移动关系 （4）工件固定不动，刀具移动。6、选择刀具起始点时应考虑（1，2）（1）防止与工件或夹具干涉碰撞 （2）方便工件安装测量 （3）每把刀具刀尖在起始点重合 （4）必须选在工件外侧。7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 （4）切削用量8指出下列哪些误差属于系统的稳态误差（1）。（1）定位误差（2）跟随误差（3）轮廓误差 （4）定位误差和跟随误差9、数控机床控制介质是指（ c ）A 零件图样和加工程序单 B 穿孔带 C 穿孔带、磁盘和磁带 D 光电阅读机10、FMS是指（ c ）A 自动化工厂 B 计算机数控系统 C 柔性制造系统 D 数控加工中心11、进给功能字F后的数字表示（ a ）A 每分钟进给量（mm/min） B 每秒钟进给量 （mm/s） C 每转进给量（m/min） D 螺纹螺距12、逐点比较法加工第一象限的斜线，若偏差函数值小于零，规定刀具向（ c ）方向移动。A +X B -X C +Y D -Y13、以下哪种措施不是用来减少数控机床的热变形（d ）A 减少发热 B 控制温升 C 改善机床结构 D 提高机床的抗热性14、准备功能字G90表示（ c ）A 预置功能 B 固定循环 C 绝对尺寸 D 增量尺寸15、脉冲当量是（ d ）A每个脉冲信号使伺服电机转过的角度B每个脉冲信号使传动丝杠传过的角度C数控装置输出脉冲数量D每个脉冲信号使机床移动部件的位移量16、辅助功能字M03（ d ）A 程序停止 B 冷却液开 C 主轴停止 D主轴顺时针转动 简答题（每题5分）1、数控机床的主传动系统有何特点？答：数控机床的主传动系统采用交流调速电动机或直流调速电动机，可实现无级调速，转速高，功率大，变速范围大，变速迅速可靠，以适应高速、大功率切削以及加工中采用合理的切削用量。2、试论述数控机床的进给伺服系统是由哪几部分组成，它们分别的作用如何？伺服系统常用的驱动元件是什么？答：由伺服驱动电路、伺服驱动装置、机械传动机构及执行部件四部分组成。它的作用是：接收数控系统发出的进给速度和位移指令信号，由伺服驱动电路作转换和放大后，经伺服驱动装置(直流、交流伺服电机，功率步进电机，电液脉冲马达等)和机械传动机构，驱动机床的工作台、主轴头架等执行部件实现工作进给和快速运动。伺服系统常用的驱动元件是步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机。3、简述数控车床采用钢板焊接床身的原因。答：采用钢板焊接床身结构可采用最有利于提高刚度的筋板布置形式，能充分发挥壁板和筋板的承裁及抵抗变形的作用； 焊接结构还无需铸造结构所需的出砂口，有可能将基础件做成完全封闭的箱形结构；钢板的弹性模量E比铸铁的弹性模量E大几乎相差一倍。因此，在结构相同时，E值大的材料刚度则高。4、简述数控立铣床的坐标轴如何分布？答：Z轴为主轴轴线方向，其正方向是刀具远离工件的方向。X轴面对工件看向右为正方向，Y轴可根据右手直角坐标系判断。5、数控机床对导轨提出了哪些要求？答：导向精度、精度保持性、低速运动平稳性、结构简单工艺性好。6、数控机床有何特点？适应于加工何种类型的零件答：特点：对加工对象改型的适应性强 加工精度高 加工生产率高 减轻操作者的劳动强度 良好的经济效益 有利于生产管理的现代化 易于建立计算机通信网络适用范围：多品种小批量生产的零件 结构比较复杂的零件 需要频繁改型的零件 价值昂贵，不允许报废的关键零件 需要最小生产周期的急需零件。3数控机床对伺服驱动系统有哪些要求？答：有以下要求； (1) 调速范围宽并有良好的稳定性，尤其是低速时的平稳性； (2) 负载特性硬，即使在低速时也应有足够的负载能力； (3) 动态响应速度快； (4) 高的位移情度； (5) 能够频繁地启动；计算题（每题9分） 1若加工第一象限直线OE，起点为O(0，0)，终点为E(7，4)，设累加器为3位，试按DDA法进行插补计算，并绘出插补轨迹图。解： 将Xe 7及Ye 4化成二进制数Xe 111B及Ye100B存放在Jvx及Jvy 中，选寄存器容量为三位，则累加次数m238。插补运算过程如下表所示，插补轨迹见图3-24所示。累加次数溢出溢出1000111111000010010002111111110110010000013110111101100010010004101111100110010000015100111011100010010006011111010110010000017010111001100010010008001111000110010000012步进电机转子有80个齿，采用三相六拍通电方式，经丝杠螺母传动副驱动工作台做直线运动，滚珠丝杠导程为5mm，工作台移动最大速度为6mm/s，求：l 步进电机的步距角l 工作台的脉冲当量l 步进电机的最高工作频率f答五论述题（每题9分）1为什么要对工件廓形进行拟合？答：由于大多数数控机床上只具备直线和圆弧插补，所以在连续控制系统的数控机床上加工成形轮廓的工件时，都先要对工件廓形曲线进行拟合，代替原来的轮廓曲线，然后才能使用数控机床的G功能加工出所需的廓形曲线。2试画出框图说明数控机床的工作原理。答：数控机床的工作原理如图所示。首先将零件图纸的形状、尺寸和技术条件、加工工艺等按照规定的格式和代码，记录在输入介质上（例如穿孔带、磁带和软磁盘等），并输入数控装置。数控装置由输入、信息处理和输出三部分构成。输入介质通过输入单元（例如光电读带机）后，转换成可以识别的信息，由信息处理单元加以处理，再通过输出单元发出位置、速度等指令（脉冲信号）给伺服系统。伺服系统的作用是将来自数控装置的各种指令，转换成机床移动部件运动。反馈系统再将机床的实际位置、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际位移情况是否与指令一致，并发出指令纠正所产生的误差。对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，以补偿加工环境参数的变化。位置指令速度指令位置检出速度检出输入介质数控装置伺服系统机 床反馈装置编程题1.使用刀具长度补偿和一般指令加工图1-1所示的零件中A、B、C三个孔。程序清单：N01 G92 X0 Y0 Z0； 设定坐标系N02 G91 G00 X120.0 Y80.0； 定位到A点N03 G43 Z-32.0 T1 H01； 刀具快速到工进起点， 刀具长度补偿N04 S600 M03； 主轴启动N05 G01 Z-21.0 F1000； 加工A孔N06 G04 P2000； 孔底停留2秒N07 G00 Z21.0； 快速返回到工进起点N08 X30.0 Y-50.0； 定位到BN09 G01 Z-38.0； 加工B孔N10 G00 Z38.0； 快速返回到工进起点N11 X50.0 Y30.0； 定位到C孔N12 G01 Z-25.0； 加工C孔N13 G04 P2000； 孔底停留2秒钟N14 G00 Z57.0 H00； Z坐标返回到程序起点， 取消刀补N15 X-200.0 Y-60.0； X、Y坐标返回到程序起点N16 M05 M09； 主轴停止N17 M02； 程序结束2零件的车削加工程程序清单：N01 G92 X200.0 Z350.0； 起点坐标设定N02 G00 X41.8 Z292.0 S31 M03 T11 M08； 移到刀路起点N03 G01 X47.8 Z289.0 F15； 倒角N04 U0 W-59.0； 切47.8圆N05 X50.0 W0； 切圆锥小头N06 X62.0 W-60.0； 切锥度N07 U0 Z155.0； 切62.0圆N08 X78.0 W0； N09 X80.0 W-1.0； 倒角N10 U0 W-19.0； 切80.0圆N11 G02 U0 W-60.0 I63.25 K-30.0 切圆弧N12 G01 U0 Z65.0； 切80.0圆N13 X90.0 W0； 退刀N14 G00 X200.0 Z350.0 M05 T10 M09； 退回换刀点，主轴停N15 X51.0 Z230.0 S23 M03 T22 M08；换刀， 开主轴N16 G01 X45.0 W0 F10； 切退刀槽N17 G