数控技术作业.doc

数控技术作业年级专业 姓名 一.判断题（每小题1分，共10分）1.（）数控系统的主要功能是控制运动坐标的位移及速度。2.（）轮廓控制数控系统控制的轨迹一般为与某一坐标轴相平行的直线。3.（）数控机床几何精度的检测验收必须在机床精调后一次完成，不允许调整一项检测一项。4.（）当脉冲放电能量相同时，热导率愈小的金属，电蚀量会降低。5.（）旋转变压器能测量直线位移和角位移。6.（）闭环控制数控系统的控制精度高于开环控制数控系统的控制精度。7. （）目前来讲，FANUC 0系统是普及型数控系统，而SINUMERIK 840D是高档型数控系统。8（）数控加工程序输入NC装置后，CNC-CPU立即进行几何数据处理和速度预计算，不需进行译码处理。9.（）进行几何变换和补偿计算的数控功能程序是为了方便零件加工程序编制者而设计的。10. （）CNC装置确定机床的基准点是通过回参考点（reference）建立的。二.选择题 （每小题1分，共16分）1. 数据采样插补的结果是 A 。A.一个数字量B.单个脉冲C.两者都不是2.对于一个采用脉冲增量插补算法的CNC系统来讲，要求的脉冲当量越小，即精度越高，则所能达到的最大进给速度越 B 。A.高B.低C.不确定3. 欲加工一条与X轴成30的直线轮廓，应采用 C 数控机床。A.点位控制B.直线控制C.轮廓控制4. 经济型数控车床多采用 C 控制系统。A.闭环B.半闭环C.开环5. 用铣刀加工轮廓时，其铣刀半径应 C 。A、选择尽量小一些 B、大于轮廓最小曲率半径 C、小于或等于零件凹形轮廓处的最小曲率半径 D、小于轮廓最小曲率半径6.开环系统多采用 A 作为执行元件。A.步进电动机B.交流伺服电动机C.直流伺服电动机7.逐点比较法属于哪一类插补算法？ A A.脉冲增量插补法B.数据采样插补法C.两者都不是8. 数控机床组成如图所示，其中 C 把来自CNC装置的微弱指令信号通过调节、放大后驱动伺服电动机，通过传动系统驱动机床运动，使工作台精确定位或使刀具与工件按规定的轨迹作相对运动，最后加工出符合图纸要求的零件。A、 B、 C、 D、伺服驱动系统机床本体反馈系统辅助控制装置主轴驱动系统数控装置输入/输出装置9.数控机床常用的直线位移直接测量装置是 C 。A.光电旋转编码器B.旋转变压器C.直线光栅尺(linear scale)10. 采用开环进给伺服系统的机床上，通常不安装 D 。A.伺服系统 B.制动器C.数控系统 D.位置检测器件11.增量式脉冲编码器(encoder)输出的A、B两相，其相位差为90o，它的作用是 C 。A.用于细分B.提高可靠性 C.判别旋向12.数字式位置检测装置的输出信号是 A 。A.电脉冲 B.电流量 C.电压量13. A 是CNC控制系统的基本功能。A输入、输出、插补 B输入、插补、伺服控制C输入、输出、伺服 D输入、显示、插补14. 按数控系统的控制方式分类，数控机床分为：开环控制数控机床、 C 、闭环控制数控机床。A. 点位控制数控机床 B. 点位直线控制数控机床C. 半闭环控制数控机床 D. 轮廓控制数控机床15.柔性制造系统英文简称为 C 。A、CIMS B、FMC C、FMS D、DNC16. 步进电动机(step motor)是一种将 B 的执行元件。A电流信号转换成角位移 B电脉冲信号转换成角位移C电脉冲信号转换成角速度 D电压信号转换成角位移1三.填空题（每小题2分，共24分）1按CNC装置中各印刷电路板的插接 方 式，可将 数 控 装 置 的 硬 件 结 构 分为 大板式结构 和 模块式结构 。2. 数控机床三环系统是指 速度反馈环、位置反馈环和电流反馈环3.半闭环控制工作方式中，CNC精确控制电动机的旋转角度，然后通过 滚珠丝杠螺母副 传动机构，将角度转换成工作台的直线位移。4.通常，交流伺服电动机在额定转速以上工作时，随着转速的升高，电动机输出的转矩将下降 （上升，不变，下降）。5. 全闭环系统不需反向间隙和丝杠螺距误差补偿。6.半闭环控制系统常以 光电脉冲编码器 为反馈元件。7.在CNC系统内部进行位置计算时，都是以机床坐标系（机床坐标系，工件坐标系）为基准计算的；对于不同的编程形式，系统内部都是以绝对坐标 （绝对坐标，相对坐标）方式进行处理。8. 在MC加工时，常用的高性能刀具材料有硬质合金刀具（涂层）、立方氮化硼刀具和金刚石刀具等。9. 数控机床的维修包含日常性维护与保养和故障维修两方面内容。10.开环伺服系统主要特征是系统内没有位置检测装置，通常使用步进电动机为伺服执行机构。11. 数控加工时对刀点设置的原则为：便于数值计算和简化程序编制、易于找正并在加工过程中便于检查、引起的加工误差小。12. 数控程序的代码标准常用的有ISO和EIA两种，其中应用广泛的为ISO代码标准。四.简答题（每小题6分，共24分）1.简述数控机床的组成及其各部分的功能？2.简述开放式数控系统的基本特征？（1）、模块化（2）、标准化（3）、平台无关性（4）、可再次开发（5）、适应网络操作方式3. 什么是刀具半径补偿。 答：所谓刀具半径补偿就是具有这种功能的数控装置能使刀具中心自动从零件实际轮廓上偏离一个指定的刀具半径补偿值，并使刀具中心在这一被补偿的轨迹上运动，从而把工件加工成图纸上要求的轮廓形状。编程时不考虑加工所用的刀具半径，直接按零件的实际轮廓形状来编制数控加工程序，在加工时，把实际采用的刀具半径值由“刀具半径拨码盘”或键拨入，系统自动地算出每个程序段在各坐标方向的补偿量。4. 数控车削加工时车削用量的具体选择原则有哪些？。答：（1）粗车时，首先考虑选择一个尽可能大的背吃刀量ap，其次选择一个较大的进给量f,最后确定一个合适的切削速度v 。增大背吃刀量ap 可使走刀次数减少，增大进给量f有利于断屑，因此根据以上原则选择粗车切削用量对于提高生产效率，减少刀具消耗，降低加工成本是有利的。（2）精车时，加工精度和表面粗糙度要求较高，加工余量不大且均匀，因此选择较小（但不太小）的背吃刀量ap和进给量f ，并选用切削性能高的刀具材料和合理的几何参数，以尽可能提高切削速度v。（3）在安排粗、精车削用量时，应注意机床说明书给定的允许切削用量范围。对于主轴采用交流变频调速的数控车床，由于主轴在低转速时扭矩降低，尤其应注意此时的切削用量选择。5. 写出下列指令代码的功能G00 G17 G42 G90 G97 M04 M09 G02 G01 G44 G91 M01 M06 M03G03 G40 G84 G95 M02 M08答：G00点定位 G17 XY平面选择 G42刀具半径右偏置 G90绝对尺寸 G97 主轴每分钟转数 M04 主轴反转 M09 冷却液关 G02顺时针圆弧插补 G01直线插补 G44刀具长度负偏置G91相对尺寸 M01 计划停止 M06 换刀 M03主轴正转 G03 逆时针圆弧插补G40刀具半径补偿注销 G84攻丝循环 G95 主轴每转进给 M02 程序结束 M08开液状冷却液6、试说明基准脉冲插补法和数据采样法的特点？答：基准脉冲插补法其特点是每插补运算一次，最多给每一轴进给一个脉冲，产生一个基本长度单位和移动量。输出脉冲的最大速度取决于执行一次运算所需时间，其插补程序简单，但进给率受到一定的限制，所以用于进给速度要求不很高的数控系统或开环数控系统中。插补运算的频率决定进给速度的大小，输出进给脉冲的数量决定位移量的大小。数据采样插补法其特点是其位置伺服通过计算机及测量装置构成闭环，在每个插补运算周期输出的不是单个脉冲，而是线段。计算机定时对反馈回路采样，得到采样数据与插补程序所产生的指令数据相比较后，用误差信号输出去驱动伺服电机。这种方法所产生的最大速度不受计算机最大运算速度的限制。7. 简述选用数控机床的原则分别有哪些？答题要点：数控机床的选用原则：a、数控机床的适用范围；b、工件的加工批量应大于经济批量；c、根据典型加工对象选用数控机床的类型等。五、编程题：（共13分）1. 用内径粗/精车循环指令编制下图（1）所示零件的数控加工程序。要求对刀点在（80，80）处，循环起始点在（6，5），切削深度为1.5mm（半径量），X和Z方向的精加工余量均为0.3mm，图中点划线部分为工件毛坯。解：数控加工程序如下：N010 T0101N020 G50 X80.0 Z80.0；（坐标系设定）N030 S400 M03；N040 X6 Z5；NO50 G71 P90 Q170 U0.6 W0.3 D1.5 F100；(粗车循环)；N060 G00 X80.0 Z80.0；N070 T0202；N080 G00 G42 X6 Z5；N090 X44；N100 G01 W-20 F80；N110 U-10 W-10；N120 W-10；N130 G03 U-14 W-7 R7；N140 G01 W-10；N150 G02 U-10 W-5 R5；N160 G01 Z-80；N170 U-4 W-2； N180 G70 P90 Q170；（精车循环）N190 G40 X4；N200 G00 Z80；N210 X80；N220 M02；（程序结束）2. 用外径粗/精车循环指令编制下图（1）所示零件的数控加工程序。要求对刀点在（80，80）处，循环起始点在（46，3），切削深度为1.5mm（半径量），X和Z方向的精加工余量均为0.2mm，图中点划线部分为工件毛坯。六. 轨迹插补题：（共13分）1、欲加工第一象限直线AB，起点A（0，0），终点B（4，2）。试用逐点比较插补法，写出插补节拍并绘出插补轨迹。答题要点：（图略）节拍判别函数进给方向偏差与坐标计算终点判别起始F0=0X0=4 Y0=2 n=Xe+Ye=61F0=0+XF1=-2n=6-1=52F1=-20+XF3=0n=4-1=34F3=0+XF4=-2n=3-1=25F4=-20+XF6=0n=1-1=0解：数控加工程序如下：N010 G50 X80.0 Z80.0；（坐标系设定）N020 S400 M03；N030 G01 X46 Z3 F120；N040 G71 P050 Q130 U0.4 W0.2 D1.5 F100；(粗车循环)NO50 G00 X0N060 G01 X10.0 Z-2；N070 Z-20；N080 G02 U10 W-5 R5；N090 G01 W-10；N100 G03 U14 W-7 R7；N110 G01 Z-52；N120 U10 W-10；N130 W-20；N140 X50；N150 G70 P050 Q130；（精车循环）N160 G00 X80 Z80；N170 M05；N180 M02；（程序结束）六. 轨迹插补题： 1、加工如下图所示顺时针圆弧AB，起点A（6，8），终点B（10，0），用逐点比较法对圆弧进行插补，步长为1，要求计算总步数E，写出第一象限的偏差计算公式，并画出插补轨迹。E=12P0时，P i,j+1 =Pi,j-2Yj+1 走-YP0 时，Pi+1,j=Pi,j+2Xi+1 走+X序号工作节拍第一拍偏差判别第二拍进给第三拍偏差计算第四拍坐标差计算第五拍终点判别起点P0,0=0X0=6E0=12Y0=81P0,0=0-YP0,1=-15X0=6E0=11Y1=72P0,1=-150+XP1,1=-2X1=7E0=10Y1=73P1,1=-20+XP2,1=13X2=8E0=9Y1=74P2,1=130-YP2,2=0