数控技术题目.doc

第一章 绪论一、 名词解释1、数控加工中心2、脉冲当量3、MDI4、开环控制5、闭环控制6、半闭环控制二、填空题：1、数控装置是数控机床的_，绝大部分数控机床采用微型计算机控制，由_、_、_、_、_等部分组成。2、穿孔纸带上的代码信息可由_送入数控系统。3、加工中心是一种带_和_的数控机床。4、点位直线控制和轮廓控制的根本区别是前者没有_。三、简答题：1、什么是点位控制、直线控制和轮廓控制？2、数控机床由哪几部分组成？数控机床具有哪些特点？3、简述数控机床是如何分类的？4、何谓控制介制？数控介制由哪几部分组成？5、何谓加工单元、柔性制造系统？试述柔性制造系统的组成。参考答案一、名词解释1、数控加工中心是在一般数控机床上加装一个刀库和自动换刀装置，是一种带自动换刀装置的数控机床。2、每个脉冲信号使数控机床的移动部件的移动位移量叫做脉冲当量，符号用表示，单位为mm/p。3、MDI是指手动数据输入方式，即在键盘控制程序的控制下由键盘把工件加工程序或刀具运行程序输入数控装置的一种操作方式。4、控制系统中没有检测装置，指令信号单方面传递，并且指令发出以后，不再反馈回来，称开环控制。5、在数控机床上安装位置检测装置，检测装置能将工作台的实际位移反馈到计算机，与所要求的位置指令进行比较，用比较的差值进行控制，直到差值为零时，工作台就停止移动，称闭环控制。6、检测装置安装在与伺服电动机有联系的旋转轴上，通过检测角位移推算出工作台的实际位移量，由于反馈环内没有包括工作台，故称为半闭环控制。二、填空题：1、中枢，输入装置，输出装置，运算器，控制器，存储器2、光电阅读机 3、刀库，自动换刀装置 4、插补器 三、简答题1、点位控制是指对机床获得准确加工坐标点的位置的控制。点位直线控制除要求控制终点位置以外，还能实现平行坐标轴的直线切削加工，并且可以设定直线切削加工的进给速度。轮廓控制数控机床要求对两个或两个以上的坐标轴同时进行控制，不仅控制机床移动部件的起点和终点坐标，而且能控制整个加工过程每一点的速度和位移量。2、数控机床由控制介质，数控装置，伺服驱动系统，辅助控制装置，反馈装置，适应控制装置，机床组成。数控机床的特点有：适应性强，加工精度高，生产率高，改善劳动条件，经济效益好， 有利于管理现代化。3、数控机床按运动轨迹分类可分为点控制、点位直线控制和轮廓控制。数控机床按控制方式可分为开环控制、闭环控制、和半闭环控制。数控机床按功能分类可分为经济型数控机床、全功能数控机床和精密型数控机床。4、控制介质是人与数控机床之间建立某种联系的中间媒介物，又称信息载体。数控介质有穿孔带，穿孔卡，磁盘，磁带等部分组成。5、由数控机床、工业机械人（或工件交换机）和工件台架组成的全自动加工系统称加工单元。以镗铣数控机床为基础的数控加工中心使用两个可交换的工作台，一个工作台加工工件时，另一个工作台由工人装夹待加工工件，在计算机控制下自动把待加工工件送去加工，并自动卸下已加工好的工件，工件由自动输送车搬运。这种型式的数控机床称为柔性制造单元。柔性制造系统由加工子系统，物流子系统，信息流子系统组成。第二章 数控加工编程基础一、填空题：1、数控加工程序的定义是按规定格式描述零件 和 的数控指令集。2、加工程序单主要由 和 两大部分构成。3、自动编程又称为 。其定义是：利用计算机和相应的 、 和 处理程序对零件进行处理，以得到加工程序单和数控穿孔的一种编程方法。4、铣削平面轮廓曲线工件时，铣刀半径应_工件轮廓的_ 凹圆半径。5、数控装置处理程序时是以信息字为单元进行处理。信息字又称_，是组成程序的_,它是由_和_组成。6、对刀点既是程序的 ，也是程序的 。为了提高零件的加工精度，对刀点应尽量选在零件的 基准或工艺基准上。7、机械零件一般设置在刀架或移动工作台的_，并且在机床坐标系的_。机械零件定位精度很高，是机床调试和加工时十分重要的_。8、在数控加工中，刀具 相对于工件运动的轨迹称为加工 路线。9、标准坐标系采用_规定空间直角坐标系X,Y,Z三者的关系及其方向用_判定，X,Y,Z各轴的回转运动及其正方向+A,+B,+C分别用_判定。10、在轮廓控制中，为了保证一定的精度和编程方便，通常需要有刀具 和 补偿功能。11、编程时的数值计算，主要是计算零件的 和节点的坐标或刀具中心轨迹的节点和 的坐标。直线段和圆弧段的交点和切点是 ，逼近直线段和圆弧小段轮廓曲线的交点和切点是 。12、数控机床使用的刀具必须具有_和_。13、 确定数控机床坐标轴是规定，传递动力的主轴为_坐标轴，使工件和刀具之间距离_方向是_坐标轴的_方向。14、在数控机床上加工整圆时，为避免工件表面产生刀痕，刀具从起始点沿圆弧表面的_进入，进行圆弧铣削加工；圆弧加工完毕退刀时，顺着圆弧表面的_退出。15、确定轴向移动尺寸时，应考虑刀具的_和_16、切削用量三要素是指_、_、_。对于不同的加工方法，需要不同的_，并应编入程序单内。17、车床和机床坐标系的原点O取在_与_的交点。18、直线插补指令的特点G01是刀具以_方式由某坐标移动到另一坐标，由指令F设定_。19、G00指令要求刀具以_从刀具所在位置用_移动到指定位置。20、G41和G42是半径补偿指令。刀具加工工件时，若顺着刀具前进方向观察，刀具偏移在工件轮廓线的_，则选用G41；刀具偏移在工件轮廓线的_，则选用G42。二、判断题1、（ ）G00、G01指令都能使机床坐标轴准确到位，因此它们都是插补指令。2、（ ）数控机床编程有绝对值和增量值编程，使用时不能将它们放在同一程序段中。3、（ ）G代码可以分为模态G代码和非模态G代码。4、（ ）G00、G01指令都能使机床坐标轴准确到位，因此它们都是插补指令。5、（ ）圆弧插补用半径编程时，当圆弧所对应的圆心角大于180时半径取负值。6、（ ）不同的数控机床可能选用不同的数控系统，但数控加工程序指令都是相同的。三、选择题：（单选）1、进给功能字F后的数字表示 ( )mm/min；mm/s；mm/r；r/mm。2、功能字S600表示 ( )600S；600r/min；600mm/min；600mm/r。3、在SIEMENS系统数控机床中调刀与换刀指令格式为 ( )T ；M06；M06 T ；T M06。4、在圆弧插补中，对于小于180、大于180的圆弧插补用半径R编程时的表示格式为 ( )。R、R；-R、R；R、-R；-R、-R。5、逐点比较法的工作顺序是 ( )偏差判别、进给控制、新偏差计算、终点判别；进给控制、偏差判别、新偏差计算、终点判别；终点判别、新偏差计算、偏差判别、进给控制；终点判别、偏差判别、进给控制、新偏差计算；6、下列控制系统中，不带反馈装置的是 ( )。开环控制系统；半开环控制系统；闭环控制系统；半闭环控制系统。7、粗精铣平面、钻孔时的加工顺序原则是 ( )粗铣 钻孔 精铣； 粗铣 、精铣 钻孔；钻孔 精铣 精铣； 钻孔 精铣 粗铣；8、数控加工中，工件安装的基本原则是 ( )基准统一；工序集中；一次安装；基准统一；工序集中；一次安装；9、选择刀具起始点时应该考虑 ( )选择工件的外侧；每一把刀具应在起点重合；防止与工件或夹具发生碰撞；在机床原点；10、G04 X3所定义的意义为 ( )暂停3s；冷却液开3s；调刀3把；X方向前进3mm；四、简答题1、数控程序段的格式是什么？2、简述数控加工的工件坐标系、机床坐标系和机械零点。3、解释下列名词术语：程序起点、参考点、刀具长度偏置、刀具半径偏置4、什么叫基点和节点？ 参考答案一、填空题：1、几何形状，加工工艺 2、程序体，注释3、计算机辅助编程，前置，后置4、小于， 最小 5、功能字，最基本单元, 地址字符，数字字符 6、起点，终点，设计7、最大行程处， 正方向， 基准点 8、刀位点9、右手直角笛卡尔坐标系， 右手定则， 右手螺旋法则 10、长度，半径11、基点，结点，基点，节点12、较高强度， 耐用度 13、Z，增大的，Z，正14、切线方向，切线方向 15、引入长度，超越长度16、主轴转速、切削深度、进给量、切削用量 17、卡盘后端面，主轴中心线 18、直线插补运算联动，进给速度 19、点位置控制方式，最快速度 20、左边，右边 二、判断题1、（）2、（）3、（）4、（）5、（）6、（）三、选择题：（单选）1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、四、简答题1、程序段格式就是指信息字的特定排列方式，地址字程序段格式和分隔符固定程序段格式。目前广泛使用地址字程序段格式。2、以工件的工序基准建立的坐标系即工件坐标系，它的建立应保证工件的精度和编程方便。取机床某一点作为原点建立坐标系，数控机床装配完毕以后，机床坐标系的原点经调试确定，是机床检测的基准点，也是建立工件坐标系的基准点。机械零点一般设置在刀架或移动工作台的最大行程处，并且在机床坐标系的正方向，机械零点的定位精度很高，是机床调试和加工十分重要的基准点。3、程序运行时刀具的初始位置称为程序起点。刀具移动到某一空位置称为参考点，其坐标值由工件坐标系确定。反映程序的编制的参考位置、刀具运行的参考位置等。在编写加工程序时，先不考虑实际长度，而是确定一个编程参考点（或标准刀具长度），编程参考点与加工工件之间的距离称为刀具长度偏置。使用立铣刀加工工件的轮廓曲线时，刀具中心与被加工工件之间始终保持刀具的半径值，通常称为刀具半径偏置。4、运动轨迹相邻几何要素间的交点称为基点。拟合线段与工件轮廓曲线的交点称为节点。第三章 数控加工程序的编制1、编写该零件的精加工程序，包括精车程序和铣键槽程序。2、编写该零件的加工中心精加工程序第四章 计算机数控装置一、填空题：1、数控机床中常用的插补计算方法通常分为 插补和_插补两大类。2、数控机床在数控系统的控制下，自动地按给定的程序进行机械零件的加工，数控系统是由程序，输入输出设备，_、_、_和_等组成一个系统。3、CNC装置的多任务性，固此它的系统软件必须完成管理和控制两大任务、管理部分包括：_、_、_、_、控制部分包括_、_、_、_、_。4、_和_是构成工件轮廓的基本几何要素，因此大数CNC装置一般都具有_和_的插补功能。5、零件程序员编制的程序一般提供_和_，_和_。逆圆还是顺圆及圆心相对于起点的偏移量和圆弧半径，还要给出要求的_和_。6、数控机床中常用的插补计算方法为逐点_、_计算方法、_计算法、_计算方法。二、简答题1、数控系统由哪几部分组成？ 2、CNC装置的基本组成部分以及执行哪些工作？各部分完成的主要功能？3、CNC装置的硬件有哪几种结构形式？4、简述CNC装置的功能。5、简述刀具半径补偿的执行过程。参考答案一、填空题：1、脉冲增量插补，数字增量插补2、计算机数字控制装置，可编程控制器PC，主轴驱动装置，进给驱动装置3、输入，I/O处理，显示，诊断，译码，刀具补偿，速度处理，插补，位置控制4、直线，圆弧，直线，圆弧5、直线的起点，终点，圆弧的起点，终点，轮廓进给速度，刀具参数 6、比较插补计算法，数字积分插补，时间分割插补，样条插补二、简答题1、数控系统是由程序、输入输出设备、计算机数字控制装置、可编程控制器（PC）、主轴驱动装置、进给驱动装置等组成一个系统，习惯上称为CNC系统，数控系统的核心是计算机数字控制装置。2、CNC系统由硬件和软件两大部分组成，软件在硬件的支持下运行，离开软件、硬件无法工作，两者缺一不可。CNC装置的工作在硬件的支持下，执行软件的全过程，工作全过程包括输入、译码、刀具补偿、进行速度处理、插补、位置控制、I/O处理、显示和诊断的工作。硬件以计算机为核心，包括执行、测量元件及其计算机的接口，它提供了接收、执行零件加工程序、控制机床动作的物理手段，软件是在计算机中运行的程序，它实现控制算法，协调各个硬件部分的工作，从而控制机床按要求有条不紊地工作。系统由微机、程序输入/输出装置，机床控制装置三部分组成。 （1）CNC系统中的微机：微机是CNC系统的核心，它包括微处理、内存储器、输入/输出接口以及时钟、译码等辅助电器。 （2）CNC系统中的I/O设备：包括键盘、机床操作面板、显示装置、外围存储设备等，操作人员通过键盘、手动输入零件的加工程序，通过操作面板了解机床各部件的状态，显示装置主要用于零件加工程序的显示和编辑，显示数控机床各种加工信息。 （3）机床控制装置：机床控制装置包括位置控制装置和机床状态检测控制装置两部分，位置控制装置由伺服机构和执行元件组成。机床的检测和控制主工涉及机床的强电部分。3、CNC装置硬件结构一般分为单微处理机和多微处理机结构两大类。4、CNC装置的功能通常包括基本功能和选择功能，基本功能包括控制功能、准备功能、插补功能、进给功能、刀具功能、主轴功能、辅助功能、字符显示功能、自诊断功能，是数控必备的基本功能。选择功能包括补偿功能、固定循环功能图形显示功能、通信功能、人机对话编程功能。5、刀具半径补偿执行过程一般分为三步：刀具补偿建立，刀具补偿进行，刀具补偿撤销。第五章 数控装置轨迹控制原理1、什么叫插补？数控机床的插补算法有哪些？2、解释逐点比较法插补原理，逐点比较法直线插补原理。3、设欲加工直线OE，起点坐标为O（0，0），终点坐标为E（5，3），脉冲当量1，试用逐点比较法插补，试写出插补运算步骤并画出插补轨迹。4、何谓刀具半径补偿？5、如何实现间隙补偿、螺距误差补偿？参考答案1、插补计算就是对数控系统输入基本数据（如直线的起点、终点坐标，圆弧的起点、终点、圆心坐标等），运用一定的算法计算，并根据计算结果向相应的坐标发出进给指令。数控机床中常用的插补算法，有逐点比较法、数字积分法、时间分割法及最小偏差法等。2、逐点比较法就是每走一步控制系统都要将加工点与给定的图形轨迹相比较，以决定下一步进给的方向，使之逼近加工轨迹。逐点比较法以折线逼近直线和圆弧，其最大的偏差不超过一个最小设定单位。逐点比较法直线插补原理是，根据偏差判别函数值的大小，分别向x方向、+y方向进给，当两方向所走的步数与终点坐标相等是，停止插补。逐点比较法直线插补每走一步都要完成四个步骤：（1）位置判别：根据偏差值确定当前加工点的位置；（2）坐标进给：根据偏差值确定沿哪个方向进给一步；（3）偏差计算：根据递推公式算出新加工点的偏差值；（4）终点判别：确定加工点是否到达终点。逐点比较法圆弧插补是将加工点到圆心的距离与被加工圆弧的名义半径相比较，并根据偏差大小确定坐标进给方向，以逼近被加工圆弧。3、序号工作步骤1.位置判别2.坐标进给3.偏差计算4.终点判别1F00=0+xF10= F00-ye=0-3=-3J=8-1=72F10=-30+xF21= F11-ye=2-3=-1J=6-1=54F21=-10+xF32= F22-ye=4-3=1J=4-1=36F32=10+xF42= F32-ye=1-3=-2J=3-1=27F42=-20+xF53= F43-ye=3-3=0J=1-1=04、数控机床在进行轮廓加工时，由于刀具有一定的半径，因此在加工时，刀具中心的运动轨迹必须偏离零件实际轮廓一个刀具半径值，这种偏离即为刀具半径补偿。5、机械系统传动链中的传动间隙，可以按脉冲当量换算为指令脉冲数。当传动间隙相当于N个脉冲当量时，每当变换指令动作方向时，在给出进给的脉冲指令前，先给出N个额外的脉冲指令，以补偿间隙误差。螺距误差补偿有两种方法，一种是机械样板的补偿方法；另一种是在螺距误差达到一个脉冲当量的地方装上挡块，用位置开关检测并发出补偿脉冲的方法。第六章 数控机床的伺服系统一、填空题1、数控机床的进给由_、_、_及执行部件组成。2、数控进给伺服系统是一个位置、控制系统。按有无位置检测和反馈进行分类，分为_系统和_系统。3、_进给系统因为采用了位置检测装置，所以在结构上较_进给系统成本较高。4、数控系统发出的进给位移和速度指令，经过转换和功率放大后，作为_的输入信号，从而驱动执行部件实现给定的速度和位移量。5、_系统可以消除机械传动机构的全部误差，而_系统只能补偿系统环路内部部分元件的误差。6位置检测装置的精度指标主要包括系统精度和系统分辩率。7、交流伺服驱动系统，用_作为伺服驱动装置，是近年来发展的一种新系统。8、开环进给系统中，步进电机的_、机械传动部件的精度、丝杠，支承的传动间隙及传动和支承件的变形等，直接影响_的精度。9、数控系统的_补偿和_补偿可以提高数控伺服定位精度。10交流伺服电机主要有_交流伺服电机和_交流伺服电机。11、_得到调节器的电压信号后，输出功率足够的运动速度，控制对象的运动。12、_测量执行部件的实际位移，将它转换成电信号反馈到输入端，在比较器内与输入指令信号进行比较。13、进给系统的特性是系统的_及在指令与负载作用下的_。二、判断题1、（ ）数控进给伺服系统是一个位置控制，有开环系统与半闭环进给系统。2、（ ）直流伺服电机的调速范围宽，机械特性硬，过载能力强，动态响应性能好。3、（ ）步进电机是一种将电脉冲信号转换成机械角位移的电磁机械装置。4、（ ）光电编码器是一种电磁或位置检测装置，根据两个平行绕组之间的交变磁场感应原理来实现位置检测功能。5、（ ）光栅尺是一种旋转式的角位移检测装置，在数控机床中得到广泛的使用。6、（ ）所谓脉宽调制调速，就是利用脉宽调制器对大功率晶体管开关放大器的开关时间进行控制，从而达到调速目地。三、简答题1、简述数控机床对伺服系统的要求。2、试述永磁交流伺服电机的工作原理。参考答案一、填空题1、伺服电路，伺服驱动装置，机械传动机构，执行部件2、开环进给，闭环、半闭环进给3、闭环，开环4、伺服驱动装置5、闭环，半闭环6系统精度，系统分辩率7、交流异步电机8、步距角精度，进给位移9、传动间隙，螺距误差10、异步型，同步型11、伺服驱动装置12、检测装置13、静态特性，动态特性二、判断题1、（）2、（）3、（）4、（）5、（）6、（）三、简答题1、数控机床的伺服驱动系统应满足以下要求：精度高。伺服驱动系统的位置精度是指控制指令要求工作台的位移量和该指令经过伺服系统转化为工作台实际位移量之间的符合程度、两者误差愈小，则伺服的位移精度愈高，高精度的数控机床的定位精度较高。调速范围宽。为获得最佳的切削条件，要求伺服驱动系统具有足够的调速范围，既要能满足低速切削的要求，又能满足高速切削的要求。速度响应要快。要求电机从零速到稳速和从稳速到零速的时间0.25以内。工作稳定性要好，具在较强的抗干挠能力。数控机床的精度与其使用的伺服驱动系统的类型有关，高精度系统必须采用高精度的检测元件，机械传动部件必须采用相应措施，采用高精度滚珠丝杠。 2、永磁交流伺服电机的工作原理与电磁式伺服电机的工作原理类似，只是磁场不是由转子上的励磁绕组产生，而是由转子上的永磁铁产生。定子三相绕组接上交流电源后，就会产生一个旋转磁场，以同步转速n旋转，定子旋转磁场与转子的永久磁铁磁极相吸引，使转子也以同步转速n旋转，转子的转速为n=nx=605/P。永磁同步伺服电机的调速与异步型伺服电机的调速不同，只能采用改变频率的方法来调速。第七章 数控机床的机械结构一、填空题1、机床上常用的导轨，按其接触面间的磨擦性质的不同，可分为 、 和 三大类。2、数控机床机械结构从 、 、减少机床的 提高进给运动的 和 方面提出要求。3、主轴回转精度的测量，一般分为三种即 、 、 。4、在自动换刀过程中，必须自动选择所需刀具转到刀库的换刀位置上，自动选刀的方式有 和 两种方法。5、为了保证数控机床进系统的 和 、对其机械传动装置提出了高传动刚度、高谐振、低磨擦、低惯量、无间隙等要求。6、加工中心刀库的类型普遍采用 和 。二、判断题1、（ ）在数控机床中，尤其是柔性制造单元（FMC）中，辅助机构动作的执行部件多，通常采用定量泵恒压供油液压系统 。2、（ ）影响机床刚度的主要因素是机床各构件、部件本身的刚度和其间的接触刚度。3、（ ）同步齿形带具有带传动和链传动的优点，与一般的带传动，它不会打滑，且不需要很大的张紧力。4、（ ）直线滚动导轨是近年来经常采用的导轨，突出的优点为无间隙，且能够施力预紧力。5、（ ）在加工中心和车削中心上，“一次装夹，多工序加工”的加工工艺方案，称为工序集中。6、（ ）加工