数控技术04077大自考复习资料

第 1 页 共 16 页 第一章第一章 绪论绪论 1 数控加工的特点 数控加工的特点 答答 1 可以加工具有复杂型面的工件可以加工具有复杂型面的工件 2 加工精度高 质量稳定加工精度高 质量稳定 3 生产效率高生产效率高 4 改善劳动条件改善劳动条件 5 有利有利 于生产过程的现代化 于生产过程的现代化 2 数控加工的对象 数控加工的对象 答答 1 几何形状复杂的工件几何形状复杂的工件 2 新产品的工件新产品的工件 3 精度及表面粗糙度要求高的工件精度及表面粗糙度要求高的工件 4 需要多道工序的工需要多道工序的工 件件 5 原材料特别贵重的工件原材料特别贵重的工件 3 数控技术 简称数控 数控技术 简称数控 Numerical Control 是利用数字化信息对机械运动及加工过程进行控制的 是利用数字化信息对机械运动及加工过程进行控制的 一种方法 现在又称为计算机数控 一种方法 现在又称为计算机数控 computer numerical control CNC 4 数控系统一般由控制介质 输入装置 数控装置 伺服系统 执行部件和测量反馈装置组成 数控系统一般由控制介质 输入装置 数控装置 伺服系统 执行部件和测量反馈装置组成 5 控制介质概念 控制介质概念 数控设备工作时 不需要操作者直接进行手工加工 但设备必须按操作者的数控设备工作时 不需要操作者直接进行手工加工 但设备必须按操作者的 意图进行工作 这就必须在操作者与设备间建立某种联系 这种联系的中间媒介物称为控制介质 也称意图进行工作 这就必须在操作者与设备间建立某种联系 这种联系的中间媒介物称为控制介质 也称 为信息载体 它可以是 穿孔带 穿孔卡 磁带 软磁盘 为信息载体 它可以是 穿孔带 穿孔卡 磁带 软磁盘 6 输入装置的作用 是将控制介质上的程序代码变成相应的电脉冲信号 传送并存入数控装置中 输入装置的作用 是将控制介质上的程序代码变成相应的电脉冲信号 传送并存入数控装置中 输入装置可以是 光电读带机 录音机或软盘驱动器 输入装置可以是 光电读带机 录音机或软盘驱动器 7 数控装置 是数控设备的核心 它接受输入装置送来的脉冲信号 经过数控装置的控制软件和 数控装置 是数控设备的核心 它接受输入装置送来的脉冲信号 经过数控装置的控制软件和 逻辑电路进行编译 运算和逻辑处理 然后将各种信息指令输出给伺服系统使设备各部分进行规范有序逻辑电路进行编译 运算和逻辑处理 然后将各种信息指令输出给伺服系统使设备各部分进行规范有序 的动作 的动作 8 强电控制装置 介于数控装置与被控设备之间 主要作用是接收数控装置输出的主运动变速 强电控制装置 介于数控装置与被控设备之间 主要作用是接收数控装置输出的主运动变速 刀具选择交换 辅助装置动作等指令信号 经过必要的编译 逻辑判断和功率放大后 直接驱动相应的刀具选择交换 辅助装置动作等指令信号 经过必要的编译 逻辑判断和功率放大后 直接驱动相应的 电器 液压 气动和机械部件等 完成指令所规定的各种动作 电器 液压 气动和机械部件等 完成指令所规定的各种动作 9 伺服系统 包括伺服驱动电路和伺服驱动元件 它们与执行部件上的机械部件组成数控设备的进 伺服系统 包括伺服驱动电路和伺服驱动元件 它们与执行部件上的机械部件组成数控设备的进 给系统 作用 把数控装置发来的速度和位移指令转换成执行部件的进给速度 方向和位移 给系统 作用 把数控装置发来的速度和位移指令转换成执行部件的进给速度 方向和位移 10 脉冲当量 相对于每一个脉冲信号 执行部件都有一个相应的位移量 其值越小 加工精度 脉冲当量 相对于每一个脉冲信号 执行部件都有一个相应的位移量 其值越小 加工精度 就越高 就越高 11 数控系统的精度与速度主要取决于伺服系统 数控系统的精度与速度主要取决于伺服系统 12 执行部件 伺服系统的执行部件主要有功率步进电动机 电液脉冲马达 直流伺服电动机和 执行部件 伺服系统的执行部件主要有功率步进电动机 电液脉冲马达 直流伺服电动机和 交流伺服电动机等 其作用是将电控信号的变化转换成电动机输出轴的角速度和角位移的变化 从而带交流伺服电动机等 其作用是将电控信号的变化转换成电动机输出轴的角速度和角位移的变化 从而带 动执行部件进给运动 动执行部件进给运动 13 数控系统按数控装置类型分类分为硬件逻辑数控系统 数控系统按数控装置类型分类分为硬件逻辑数控系统 NC 和计算机数控系统 和计算机数控系统 CNC 14 数控系统按运动方式分类 点位控制系统 点位直线控制系统 轮廓控制系统 数控系统按运动方式分类 点位控制系统 点位直线控制系统 轮廓控制系统 15 点位控制系统 加工移动部件只能实现从一个位置到另一个位置的精确移动 在移动和定位 点位控制系统 加工移动部件只能实现从一个位置到另一个位置的精确移动 在移动和定位 过程中不进行任何加工 而且移动部件的运动路线并不影响加工精度 过程中不进行任何加工 而且移动部件的运动路线并不影响加工精度 16 采用点位控制系统的主要有数控坐标镗床 数控钻床 数控冲床 数控点焊机及数控弯管机 采用点位控制系统的主要有数控坐标镗床 数控钻床 数控冲床 数控点焊机及数控弯管机 17 点位直线控制系统 加工移动部件不仅要实现从一个位置到另一个位置的精确移动 而且能 点位直线控制系统 加工移动部件不仅要实现从一个位置到另一个位置的精确移动 而且能 实现平行于坐标轴的直线切削加工运动及沿与坐标轴成实现平行于坐标轴的直线切削加工运动及沿与坐标轴成 45 度的斜线进行切削加工 但不能沿任意斜率的度的斜线进行切削加工 但不能沿任意斜率的 第 2 页 共 16 页 直线进行切削加工 直线进行切削加工 18 数控系统按控制方式分类和各有什么优缺点 数控系统按控制方式分类和各有什么优缺点 答 数控系统按控制方式分类分为开环控制系统 半闭环控制系统 闭环控制系统 开环控制系统答 数控系统按控制方式分类分为开环控制系统 半闭环控制系统 闭环控制系统 开环控制系统 由于没有反馈装置 步距误差及机械部件的传动误差不能进行校正补偿 所以控制精度较低 但结构简由于没有反馈装置 步距误差及机械部件的传动误差不能进行校正补偿 所以控制精度较低 但结构简 单 运行平稳 成本低 价格低廉 使用维修方便 半闭环控制系统由于采用的角位移检测装置比直线单 运行平稳 成本低 价格低廉 使用维修方便 半闭环控制系统由于采用的角位移检测装置比直线 位移检测装置结构简单 安装方便 稳定性能好 价格便宜且精度高于开环控制系统 但机械传动装置位移检测装置结构简单 安装方便 稳定性能好 价格便宜且精度高于开环控制系统 但机械传动装置 的误差未包含在反馈系统中 故控制精度不算很高 闭环控制系统采用直接测量装置 且机械传动误差的误差未包含在反馈系统中 故控制精度不算很高 闭环控制系统采用直接测量装置 且机械传动误差 给予补偿 因此控制精度高 但价格贵 稳定性差 给予补偿 因此控制精度高 但价格贵 稳定性差 19 数控系统按功能水平分类分高档数控系统 中档数控系统 低档数控系统 数控系统按功能水平分类分高档数控系统 中档数控系统 低档数控系统 20 按用途分类 金属切削类数控系统 金属成形类数控设备 数控特种加工设备 按用途分类 金属切削类数控系统 金属成形类数控设备 数控特种加工设备 21 概念 概念 FMS FMC CIMS CAD CAE CAPP CAM 22 数控技术的发展趋势 数控技术的发展趋势 答 答 1 高速化 高精度 高速化 高精度 2 高可靠性 高可靠性 3 多功能 多功能 4 智能化 智能化 5 复合化 复合化 第二章第二章 数控加工工艺数控加工工艺 1 工艺设计 是指对工件进行数控加工的前期工艺准备工作 它必须在程序编制工作以前完成 工艺设计 是指对工件进行数控加工的前期工艺准备工作 它必须在程序编制工作以前完成 2 数控加工的工艺设计内容有那些 数控加工的工艺设计内容有那些 答 选择并确定零件的数控加工内容 数控加工的工艺性分析 数控加工工艺路线设计 数控加工答 选择并确定零件的数控加工内容 数控加工的工艺性分析 数控加工工艺路线设计 数控加工 工序设计 数控加工专用技术文件的编写 工序设计 数控加工专用技术文件的编写 3 工艺考虑不周影响数控机床加工质量 生产效率及加工成本的重要因素 工艺考虑不周影响数控机床加工质量 生产效率及加工成本的重要因素 4 数控工艺特点 数控工艺特点 1 工艺详细 工艺详细 2 工序集中 工序集中 5 不适合数控加工的内容 不适合数控加工的内容 答 答 1 占机时间长的加工内容 占机时间长的加工内容 2 加工部位分散 数控坐标轴不够 加工部位分散 数控坐标轴不够 3 按样板而非公式加工 按样板而非公式加工 的曲面轮廓的曲面轮廓 6 对刀点 通过对刀确定刀具与工件相对位置的基准点 一般在加工中是刀具相对零件运动的起 对刀点 通过对刀确定刀具与工件相对位置的基准点 一般在加工中是刀具相对零件运动的起 点 又称起刀点 也就是程序运行的起点 对刀点选定后 便确定了机床坐标系统和零件坐标系之间的点 又称起刀点 也就是程序运行的起点 对刀点选定后 便确定了机床坐标系统和零件坐标系之间的 相互位置关系 相互位置关系 7 对刀点的选择原则 对刀点的选择原则 答 答 1 所选的对刀点应使程序编制简单 所选的对刀点应使程序编制简单 2 对刀点应选择在容易找正 便于确定零件加工原点的位 对刀点应选择在容易找正 便于确定零件加工原点的位 置置 3 对刀点应选在加工时检验方便 可靠的位置 对刀点应选在加工时检验方便 可靠的位置 4 对刀点的选择应有利于提高加工精度 对刀点的选择应有利于提高加工精度 5 对刀点 对刀点 应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上 应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上 8 数控加工采用工序集中原则 应尽量一次安装完成零件所有待加工面的加工 应尽量采用通用夹 数控加工采用工序集中原则 应尽量一次安装完成零件所有待加工面的加工 应尽量采用通用夹 具或组合夹具 必要时才设计专用夹具 具或组合夹具 必要时才设计专用夹具 9 数控加工工序的划分 数控加工工序的划分 答答 1 以一次安装 加工作为一道工序 以一次安装 加工作为一道工序 2 以同一把刀具加工的内容划分 以同一把刀具加工的内容划分 3 以加工部位划分工序 以加工部位划分工序 4 以粗精加工划分工序 以粗精加工划分工序 10 数控加工顺序安排的原则 数控加工顺序安排的原则 第 3 页 共 16 页 答 答 1 上道工序的加工一能影响下道工序的定位与夹紧 上道工序的加工一能影响下道工序的定位与夹紧 2 先进行内腔加工 后进行外形加工 先进行内腔加工 后进行外形加工 3 以相同定位 夹紧方式加工或用同一把刀具加工的工序 最好连续加工 以减少重复定位次数 换刀次以相同定位 夹紧方式加工或用同一把刀具加工的工序 最好连续加工 以减少重复定位次数 换刀次 数与挪动压板次数 数与挪动压板次数 11 走刀路线 指刀具在整个加工工序中的运动轨迹 它不但包括工步的内容 也反映了工步顺 走刀路线 指刀具在整个加工工序中的运动轨迹 它不但包括工步的内容 也反映了工步顺 序 序 12 确定走刀路线的注意事项 确定走刀路线的注意事项 1 寻求最短加工路线 寻求最短加工路线 2 最终轮廓一次走刀完成 最终轮廓一次走刀完成 3 选择切入 切 选择切入 切 出方向 切向切入切出 出方向 切向切入切出 4 选择使工件在加工后变形小的路线 选择使工件在加工后变形小的路线 13 确定定位和夹紧方案的注意事项 确定定位和夹紧方案的注意事项 1 尽可能做到设计基准 工艺基准与编程计算基准的统一 尽可能做到设计基准 工艺基准与编程计算基准的统一 2 尽量将工序集中 减少装夹次数 尽可能在一次装夹后能加工出全部待加工表面 尽量将工序集中 减少装夹次数 尽可能在一次装夹后能加工出全部待加工表面 3 避免采用占机人 避免采用占机人 工调整时间长的装夹方案工调整时间长的装夹方案 4 夹紧力的作用点应落在工件刚度较好的部位 夹紧力的作用点应落在工件刚度较好的部位 14 刀位点 平头立铣刀 端铣刀类刀具 刀位点在它们的底面中心 对钻头 刀位点在钻尖 对 刀位点 平头立铣刀 端铣刀类刀具 刀位点在它们的底面中心 对钻头 刀位点在钻尖 对 球头铣刀 刀位点在球心 对车刀 镗刀类刀具 刀位点为其刀尖 球头铣刀 刀位点在球心 对车刀 镗刀类刀具 刀位点为其刀尖 15 换刀点 是指为避免换刀时碰伤零件 刀具或夹具的位置 换刀点 是指为避免换刀时碰伤零件 刀具或夹具的位置 16 高效率的金属切削机床考虑的三大要素是 被切削材料 切削刀具和切削用量 高效率的金属切削机床考虑的三大要素是 被切削材料 切削刀具和切削用量 17 切削三要素是 主轴转速 进给量 背吃刀量 切削三要素是 主轴转速 进给量 背吃刀量 18 数控加工技术文件有那些 数控加工技术文件有那些 答 数控编程任务书 工件安装和原点设定卡片 数控加工工序卡片 数控加工走刀路线图 数控答 数控编程任务书 工件安装和原点设定卡片 数控加工工序卡片 数控加工走刀路线图 数控 刀具卡片 刀具卡片 19 数控加工对刀具的要求 数控加工对刀具的要求 答 答 1 足够的强度与刚度 足够的强度与刚度 2 高的刀具耐用度 高的刀具耐用度 3 高的可靠性 高的可靠性 4 较高的精度 较高的精度 5 可靠的断屑 可靠的断屑 6 能 能 够快速更换刀具 够快速更换刀具 20 回转型刀具的组成 主轴刀柄 中间接杆 适用刀具 回转型刀具的组成 主轴刀柄 中间接杆 适用刀具 21 常用刀具材料 高速钢 硬质合金 涂层硬质合金 陶瓷 金刚石 氮化硼 常用刀具材料 高速钢 硬质合金 涂层硬质合金 陶瓷 金刚石 氮化硼 22 数控机床最主要的参数是 坐标轴的行程 数控机床最主要的参数是 坐标轴的行程 23 影响零件加工精度的主要因素 机床因素和工艺因素 影响零件加工精度的主要因素 机床因素和工艺因素 在机床因素中 主要有主轴回转精度 在机床因素中 主要有主轴回转精度 导轨导向精度 各坐标轴间的相互位置精度 机床的热变形等 导轨导向精度 各坐标轴间的相互位置精度 机床的热变形等 24 数控机床的功能包括 数控机床的功能包括 坐标轴数 联动轴数 辅助功能 数控系统功能选择坐标轴数 联动轴数 辅助功能 数控系统功能选择 选择机床时主要考 选择机床时主要考 虑虑 坐标轴数 联动轴数坐标轴数 联动轴数 25 可靠性 是指在规定的条件下 如环境温度 使用条件及使用方法等 数控机床维持无故障 可靠性 是指在规定的条件下 如环境温度 使用条件及使用方法等 数控机床维持无故障 工作的能力 工作的能力 26 平均无故障时间 是指一台数控机床在使用中两次故障间隔的平均时间 即数控机床在寿命 平均无故障时间 是指一台数控机床在使用中两次故障间隔的平均时间 即数控机床在寿命 范围内总工作时间和总故障次数之比 范围内总工作时间和总故障次数之比 27 平均修复时间 是指数控机床从出现故障开始直到能正常使用所用的平均修复时间 平均修复时间 是指数控机床从出现故障开始直到能正常使用所用的平均修复时间 28 有效度 是指一台可维修的机床 在某一段时间内 维持其性能的概率 有效度 是指一台可维修的机床 在某一段时间内 维持其性能的概率 第第 3 章章 数控加工的程序编制数控加工的程序编制 1 数控加工程序 根据被加工零件的图样 技术要求及其工艺要求等切削加工的必要信息 按照 数控加工程序 根据被加工零件的图样 技术要求及其工艺要求等切削加工的必要信息 按照 第 4 页 共 16 页 具体数控系统规定的指令和格式 编制出的加工指令序列具体数控系统规定的指令和格式 编制出的加工指令序列 2 数控程序编制 数控编程 从零件图的分析到制成数控加工程序单的全部过程 数控程序编制 数控编程 从零件图的分析到制成数控加工程序单的全部过程 3 数控编程的内容与步骤 数控编程的内容与步骤 答 分析零件图样 工艺处理 数学处理 编制数控程序 输入数控系统 程序检验 首件试切削 答 分析零件图样 工艺处理 数学处理 编制数控程序 输入数控系统 程序检验 首件试切削 4 程序检验的方法 空走刀方式检验 模拟软件进行模拟 用石蜡 木材等易切削材料进行试切 程序检验的方法 空走刀方式检验 模拟软件进行模拟 用石蜡 木材等易切削材料进行试切 在具有图形显示功能和动态模拟功能的机床上进行图形模拟刀具轨迹 在具有图形显示功能和动态模拟功能的机床上进行图形模拟刀具轨迹 5 程序检验只能检查运动正确与否 不能检查由于刀具调整不当或数学处理误差而造成的加工精度 程序检验只能检查运动正确与否 不能检查由于刀具调整不当或数学处理误差而造成的加工精度 超出图样技术要求 因此首件试切削的目的 检验加工精度 超出图样技术要求 因此首件试切削的目的 检验加工精度 6 数控编程方法 手工编程 自动编程 数控编程方法 手工编程 自动编程 CAD CAM 编程 编程 7 标准规定工件是静止的 而刀具相对于静止的工件运动 并且 以刀具远离工件的运动方向为正 标准规定工件是静止的 而刀具相对于静止的工件运动 并且 以刀具远离工件的运动方向为正 方向 方向 8 标准规定 数控机床的坐标系采用右手定则的笛卡儿坐标系 旋转轴的正方向根据右手螺旋定则 标准规定 数控机床的坐标系采用右手定则的笛卡儿坐标系 旋转轴的正方向根据右手螺旋定则 来确定 来确定 9 刀具半径补偿 刀具半径补偿 垂直于刀具轨迹的位移 用来修正实际的刀具半径与编程的刀具半径的差异垂直于刀具轨迹的位移 用来修正实际的刀具半径与编程的刀具半径的差异 10 插补 插补 机床数控系统依照一定方法确定刀具机床数控系统依照一定方法确定刀具运动轨迹运动轨迹的过程 即在已知曲线上的某些数据 按照的过程 即在已知曲线上的某些数据 按照 某种算法计算已知点之间的中间点的方法 也称为某种算法计算已知点之间的中间点的方法 也称为 数据点的密化数据点的密化 11 坐标轴的确定 先确定 坐标轴的确定 先确定 Z 轴 再确定轴 再确定 X 轴 最后确定轴 最后确定 Y 轴 轴 12 机床坐标系统 以机床原点为坐标原点建立起来的 机床坐标系统 以机床原点为坐标原点建立起来的 X Z 轴直角坐标系称为机床坐标系 它是轴直角坐标系称为机床坐标系 它是 机床固有的坐标系 在出厂前已经调整好 一般情况下 不允许用户随意变动 机床固有的坐标系 在出厂前已经调整好 一般情况下 不允许用户随意变动 13 工件坐标系 是编程人员根据零件图及加工工艺等建立的坐标系 其各轴应与所使用的数控 工件坐标系 是编程人员根据零件图及加工工艺等建立的坐标系 其各轴应与所使用的数控 机床相应的坐标轴平等 机床相应的坐标轴平等 14 绝对坐标系 刀具运动轨迹的坐标值均是以固定的坐标原点为基准来计量的坐标系 绝对坐标系 刀具运动轨迹的坐标值均是以固定的坐标原点为基准来计量的坐标系 15 基点 由直线和圆弧组成的零件轮廓上各几何元素的起点 终点 圆弧的圆心坐标 两几何 基点 由直线和圆弧组成的零件轮廓上各几何元素的起点 终点 圆弧的圆心坐标 两几何 元素的交点或切点称为基点 元素的交点或切点称为基点 16 节点 逼近非圆曲线的若干个直线段或圆弧段的交点或切点称为节点 节点 逼近非圆曲线的若干个直线段或圆弧段的交点或切点称为节点 17 模态指令 续效指令 是指在某一段程序应用后可以一直保持有效状态 直到撤销这些指 模态指令 续效指令 是指在某一段程序应用后可以一直保持有效状态 直到撤销这些指 令 令 18 非模态指令 非续效指令 是指单段有效指令 仅在编入的程序段中有效 非模态指令 非续效指令 是指单段有效指令 仅在编入的程序段中有效 19 熟练掌握指令意义 熟练掌握指令意义 G02 R 的正负问题 的正负问题 G03 G17 G18 G19 G90 G91 G40 G41 G42 G43 G44 M00 与与 M01 M02 与与 M30 的区别 的区别 M03 M04 M05 M06 M07 09 M98 M99 的意义 的意义 20 数控机床在切削圆锥面或圆弧面时 须进行刀尖圆弧半径补偿 数控机床在切削圆锥面或圆弧面时 须进行刀尖圆弧半径补偿 21 孔加工固定循环程序格式中 孔加工固定循环程序格式中 G98 加工完成后返回初始点 加工完成后返回初始点 G99 加工完成后返回参考平面 加工完成后返回参考平面 第第 4 章章 数控机床的工作原理数控机床的工作原理 1 插补器 完成插补工作的装置称为插补器 插补器 完成插补工作的装置称为插补器 硬件插补器与软件插补器的区别 硬件插补器与软件插补器的区别 第 5 页 共 16 页 2 插补的分类 基准脉冲插补和数据采样插补 插补的分类 基准脉冲插补和数据采样插补 3 基准脉冲插补又称为行程标量插补或脉冲增量插补 适用于以步进电动机为驱动装置的开环数控 基准脉冲插补又称为行程标量插补或脉冲增量插补 适用于以步进电动机为驱动装置的开环数控 系统 闭环数控系统中粗精二级插补的精插补以及特定的经济型数控系统 系统 闭环数控系统中粗精二级插补的精插补以及特定的经济型数控系统 4 数据采样插补又称为时间标量插补或数字增量插补 适用于高精度数控系统 数据采样插补又称为时间标量插补或数字增量插补 适用于高精度数控系统 5 掌握直线和圆弧的逐点比较法 重点 掌握直线和圆弧的逐点比较法 重点 第第 5 章章 计算机数控装置计算机数控装置 1 数控装置的功能 正确识别和解释数控加工程序 对解释结果进行各种数据计算和逻辑判断处 数控装置的功能 正确识别和解释数控加工程序 对解释结果进行各种数据计算和逻辑判断处 理 完成各种输入输出任务 理 完成各种输入输出任务 2 数控装置将数控加工程序信息近两类控制量分别输出 一类是连续控制量 送往驱动控制装置 数控装置将数控加工程序信息近两类控制量分别输出 一类是连续控制量 送往驱动控制装置 另一类是离散的开关量 送往机床电器逻辑控制装置 控制机床各组成部分实现各种数控数控功能 另一类是离散的开关量 送往机床电器逻辑控制装置 控制机床各组成部分实现各种数控数控功能 3 数控系统的硬件由 数控装置 输入 数控系统的硬件由 数控装置 输入 输出装置 驱动装置和机床电器逻辑控制装置 等组成 输出装置 驱动装置和机床电器逻辑控制装置 等组成 4 常规 常规 CNC 的硬件结构 的硬件结构 1 总线式模块化结构 总线式模块化结构 2 以单板或专用芯片及模板组成结构紧凑的 以单板或专用芯片及模板组成结构紧凑的 CNC3 基于通用计算机基础上开发的 基于通用计算机基础上开发的 CNC 5 多微处理 多微处理 CNC 的典型结构是 共享总线结构 共享存储结构 的典型结构是 共享总线结构 共享存储结构 6 开放式 开放式 CNC 定义 定义 7 CNC 系统任务包括管理 输入 系统任务包括管理 输入 I O 处理 显示 诊断 和控制 译码 刀补 速度处理 插补 处理 显示 诊断 和控制 译码 刀补 速度处理 插补 位置控制 任务位置控制 任务 8 实时多任务计算机系统最突出的特点 多任务并行处理和多重实时中断 实时多任务计算机系统最突出的特点 多任务并行处理和多重实时中断 9 并行处理的方法有 资源重复 时间重叠 资源分时共享 并行处理的方法有 资源重复 时间重叠 资源分时共享 10 常规 常规 CNC 软件结构 中断型和前后台型 软件结构 中断型和前后台型 第第 6 章章 位置检测装置位置检测装置 1 检测元件是数控机床伺服系统的重要组成部分 作用是检测位移和速度 发送反馈信号 构成闭 检测元件是数控机床伺服系统的重要组成部分 作用是检测位移和速度 发送反馈信号 构成闭 环控制 环控制 2 数控机床的运动精度主要由检测系统的精度决定 数控机床的运动精度主要由检测系统的精度决定 3 分辨率 位移检测系统测量的最小位移量 分辨率 位移检测系统测量的最小位移量 4 数控机床对检测元件的主要要求 数控机床对检测元件的主要要求 答 答 1 高可靠性 高可靠性 2 高抗干扰性 高抗干扰性 3 满足精度与速度要求 满足精度与速度要求 4 使用维护方便 适合机床运行环境 使用维护方便 适合机床运行环境 5 成本低 成本低 5 位移检测装置的分类 位移检测装置的分类 1 对机床的直线位移采用直线型检测元件测量称为直接测量 其测量 对机床的直线位移采用直线型检测元件测量称为直接测量 其测量 精度主要取决于测量元件的精度 不受机床传动精度的影响 精度主要取决于测量元件的精度 不受机床传动精度的影响 2 对机床的直线位移采用回转型检测元件 对机床的直线位移采用回转型检测元件 测量称为间接测量 其测量精度取决于测量元件和机床传动链两者的精度 为了提高定位精度 常常需测量称为间接测量 其测量精度取决于测量元件和机床传动链两者的精度 为了提高定位精度 常常需 要对机床的传动误差进行补偿 要对机床的传动误差进行补偿 6 旋转变压器又称同步分解器 它由定子和转子组成 旋转变压器又称同步分解器 它由定子和转子组成 有鉴相型和鉴幅型应用 有鉴相型和鉴幅型应用 7 感应同步器分旋转式和直线式 由定尺和滑尺组成 定尺和滑尺之间有 感应同步器分旋转式和直线式 由定尺和滑尺组成 定尺和滑尺之间有 0 25 0 05mm5 0 05mm 的气隙 的气隙 8 感应同步器的特点 感应同步器的特点 第 6 页 共 16 页 答 答 1 精度高精度高 2 测量长度不受限制 测量长度不受限制 3 对环境适应性强对环境适应性强 4 维护简单 寿命长维护简单 寿命长 9 脉冲编码器是一种光学式位置检测元件 特点 检测方式是非接触式的 无摩擦和磨损 驱动力 脉冲编码器是一种光学式位置检测元件 特点 检测方式是非接触式的 无摩擦和磨损 驱动力 小 响应速度快 按编码的方式 可分为增量式和绝对值式 小 响应速度快 按编码的方式 可分为增量式和绝对值式 10 光栅测量装置有长光栅和圆光栅 它具有精度高 响应速度较快等优点 是一种非接触式测量 光栅测量装置有长光栅和圆光栅 它具有精度高 响应速度较快等优点 是一种非接触式测量 11 如何提高光栅的精度 如何提高光栅的精度 1 增加线密度 增加线密度 2 采用细分电路 采用细分电路 12 速度传感器分直线速度型和角速度型 速度传感器分直线速度型和角速度型 13 位置传感器分接触式和接近式 位置传感器分接触式和接近式 第第 7 章章 数控机床的伺服系统数控机床的伺服系统 1 伺服系统 指以位置和速度作为控制对象的自动控制系统 是连接数控装置和机床本体的关键 伺服系统 指以位置和速度作为控制对象的自动控制系统 是连接数控装置和机床本体的关键 部分 部分 2 伺服系统 数控装置 机床本体并列为数控机床的三大组成部分 伺服系统 数控装置 机床本体并列为数控机床的三大组成部分 3 按调节理论分类 开环伺服系统 闭环伺服系统 半闭环伺服系统 按调节理论分类 开环伺服系统 闭环伺服系统 半闭环伺服系统 4 按使用的驱动元件分类 电液伺服系统 电气伺服系统 按使用的驱动元件分类 电液伺服系统 电气伺服系统 5 按被控对象分类 进给伺服系统 主轴伺服系统 按被控对象分类 进给伺服系统 主轴伺服系统 6 伺服系统的组成 控制器 功率驱动装置 检测反馈装置和伺服电动机 伺服系统的组成 控制器 功率驱动装置 检测反馈装置和伺服电动机 7 控制器有三大环构成 控制器有三大环构成 外环是位置环 中环是速度环 内环是电流环 外环是位置环 中环是速度环 内环是电流环 8 数控机床对伺服系统的要求 数控机床对伺服系统的要求 答答 1 调速范围要宽 低速转矩大 调速范围要宽 低速转矩大 2 精度要高 精度要高 3 快速响应并无超调 快速响应并无超调 4 稳定性好 可靠性高 稳定性好 可靠性高 5 有足够的传动刚性 有较强的过载能力 电动机的惯量能与移动部件的惯量相匹配 能够频繁启停 以有足够的传动刚性 有较强的过载能力 电动机的惯量能与移动部件的惯量相匹配 能够频繁启停 以 及可逆运行 及可逆运行 9 数控机床对主轴伺服系统的要求 数控机床对主轴伺服系统的要求 答答 1 足够的输出功率足够的输出功率 2 调速范围要宽调速范围要宽 3 定位准停功能定位准停功能 4 速度精度高速度精度高 5 响应时间短 具有四象限驱动响应时间短 具有四象限驱动 能力 能力 10 步进电动机 是一种电脉冲信号变换成相应的角位移或直线位移的机电执行元件 工作台的 步进电动机 是一种电脉冲信号变换成相应的角位移或直线位移的机电执行元件 工作台的 位移量与进给脉冲数量成正比 进给速度与脉冲频率成正比 位移量与进给脉冲数量成正比 进给速度与脉冲频率成正比 11 步距角 步距角 mzk 360 12 脉冲当量 脉冲当量 h 为滚珠丝杠导程为滚珠丝杠导程 mm i 为齿轮传动比 为齿轮传动比 ih 360 2 1 z z i 13 步进电机转速 步进电机转速 6 60 360 f fn 14 工作台的直线进给速度 工作台的直线进给速度 mm min f 60 15 提高步进伺服系统精度的措施 提高步进伺服系统精度的措施 答 答 1 传动间隙补偿 传动间隙补偿 2 螺距误差补偿 螺距误差补偿 3 细分线路 细分线路 16 直流电动机的调速方法 直流电动机的调速方法 1 改变电枢外加电压改变电枢外加电压 2 改变磁通量改变磁通量 3 改变电枢电路的电阻 改变电枢电路的电阻 17 交流伺服电动机的调速方法 交流伺服电动机的调速方法 1 改变磁极对数改变磁极对数 2 改变转差率改变转差率 3 变频调速 变频调速 18 主轴准停又称为主轴定向 是指当主轴停止时 能够准确停于某一固定位置 为人机械准停和 主轴准停又称为主轴定向 是指当主轴停止时 能够准确停于某一固定位置 为人机械准停和 电气准停 电气准停 第 7 页 共 16 页 19 电气准停分为磁传感器准停控制 编码器准停控制 数控系统准停控制 电气准停分为磁传感器准停控制 编码器准停控制 数控系统准停控制 卷号 A 数控技术数控技术 试题试题 题号一二三四五六七八九总分 题分 104020101010100 得分 一 填空题一 填空题 共 10 分 每空 1 分 1 数控机床由程序载体 输入装置 伺服系统和机床的机械部件构成 2 机床坐标系最常用的是 坐标系 3 为防止机床强电系统和其它外界干扰通过 I O 控制回路进入计算机 在控制计算机中 经常采用 的输入和输出回路 4 CNC 控制软件的结构主要有前后台型和 5 在加工中心类机床上 为了实现刀具在主轴上自动装卸与夹持 必须有刀具的自动夹紧装置以及 等结构 6 滚动导轨由于摩擦系数小 低速运动时 不易出现 现象 7 CNC 系统中一般都具有直线和 插补功能 8 数控装置每输出一个脉冲给驱动装置 工作台相应地移动一段距离 此距离称为 9 光栅式测量中 利用 条纹实现了对输入信号 位移量 的脉冲信号转换 10 步进电机是将 信号转换成相应的角位移的电动机 二 单项选择题二 单项选择题 共 40 分 每题 2 分 1 开环控制系统与闭环控制系统的主要区别在于 A 采用不同的伺服电机 B 是否装有位置反馈系统 C 用不同的传感装置 2 以下代码中 不是模态代码 A G00B G01C G92 3 在立式数控铣床上 面对 工作台向左移动 坐标值变化是 A X 增加B X 减少 C Y 增加 4 数控计算机和机床之间的信号通信要通过 连接起来 A I O 接口 B MDI 接口C PLC 5 用绝对坐标编程 G90G01X10F100 表示 A X 方向进给到 10 其它坐标不变 B X 方向进给 10 其它坐标不变 C X 方向快进到 100 其它坐标不变 6 滚珠丝杠副消除轴向间隙的目的主要是 A 提高反向传动精度B 提高进给传动精度C 提高轴向刚度 7 莫尔条纹的间距对光栅栅距具有 作用 A 误差平均B 放大 C 缩小 第 8 页 共 16 页 8 G00 在指令机床运动时 A 允许刀具切削 B 不允许刀具切削 C 由用户事先规定 9 步进电机采用单双六拍通电方式时步距角要比单三拍通电方式 A 增加一倍B 减小一半C 增加二倍 10 利用工件坐标系编程时 A 工件原点可位于机床任意位置 B 工件坐标系必须与机床坐标系重合 C 工件可安装在工作台上任意合适位置 11 滚动导轨经过预紧 可以显著地提高 A 耐磨性B 刚度C 摩擦力 12 步进电机通过改变 调节电动机的转速 A 电压大小B 电流大小 C 脉冲频率 13 闭环控制系统与半闭环控制系统的区别在于 A 采用的伺服电机不同 B 采用的传感器不同 C 传感器安装位置不同 14 ISO 标准规定 Z 坐标为 A 平行于主轴轴线的坐标 B 平行与工件装夹面的方向 C 制造厂规定的方向 15 Z 坐标的正方向是指 A 使工件尺寸增大的方向 B 刀具远离工件的方向 C 刀具趋近工件的方向 16 在确定一个 CNC 机床的坐标系时 X Y Z 坐标的确定顺序为 A X Y Z B Y Z X C Z X Y 17 G41 G42 指令是刀具半径补偿指令 其功能是使 A 刀具中心在工件轮廓的法向偏离一半径值 B 刀具中心在工件轮廓的运行方向偏离一半径值 C 刀尖沿工件轮廓的加工方向偏离一半径值 18 逐点比较法逼近直线或圆弧时 其逼近误差 A 不大于一个脉冲当量 B 与进给速度和插补周期有关 C 与切削速度有关 19 感应同步器在以鉴相方式工作时 其正弦余弦绕组的激磁电压的特点为 A 幅值 频率相同相位不同 B 幅值 相位相同频率不同 C 频率 相位相同幅值不同 20 格来码的特点是 A 相邻两个数码之间只有一位变化 B 编码顺序与数字的大小有关 C 编码直观易于识别 三 简答题三 简答题 每题 5 分 共 20 分 1 数控技术的优点有那些 2 手工编程的步骤有哪些 3 常用的位置检测装置有哪些 4 常用的滚珠丝杠轴向间隙消除方法有哪些 第 9 页 共 16 页 五五 20 分 直线的起点坐标为 O 0 0 终点坐标为 A 5 3 试用逐点比较法进行插补 写出计 算步骤 并画出插补轨迹 六六 10 分 编程加工图示图形的外轮廓 采用绝对坐标编程 圆弧编程 I J 值用圆心相对于起点的写法 起刀点为 O 点 由 A 点开始逆时针加工 XY 进给量为 100mm min Z 轴进给量 30mm m 主轴转 速 500r m 加工深度为 10mm 刀具直径 5mm 并画出刀具中心的轨迹 图示为某数控工作台 X 方向的传动系统简图 已知电机为三相反应式步进电机 转子的齿数为 80 采用三相六拍的工作方 式 丝杠螺距 P 12mm 齿轮的齿数 Z1 20 若要求该工作台 X 方向的脉冲当量 请求出被动齿轮mm01 0 x Z2 O X Y 10203040 10 20 30 A 第 10 页 共 16 页 数控技术 试题试题 题号一二三四五六七八九十 题分3210103018 得分 一 选择题 每空 2 分 共 32 分 1 采用半径编程方法编写圆弧插补程序段时 当其圆弧所对圆心角 180 度时 该半径 R 取负值 A 大于 B 小于 C 等于或大于 D 等于或小于 2 圆弧加工指令 G02 G03 中 I K 值用于规定 A 圆弧终点坐标 B 圆心和起点坐标 C 圆心相对坐标 D 起点相对于圆心位置 3 S1000 表示 A 主轴转速 1000r min B 主轴线速度 1000mm min C 进给速度 1000r min D 进给速度 1000mm min 4 相对编程是指 A 相对于加工起点位置进行编程 B 相对于下一点的位置编程 C 相对于当前位置进行编程 D 以方向正负进行编程 5 3 轴联动的数控机床 CNC 系统是 A 轮廓控制系统 B 动作顺序控制系统 C 位置控制系统 D 速度控制系统 6 请找出下列数控屏幕上菜单词汇的对应英文词汇 SPINDLE EMERGENCY STOP FEED COOLANT A 主轴 B 冷却液 C 急停 D 进给 7 当更换加工产品时 普通机床是靠 来实现 自动机床和仿形机床主要是靠 来实现的 而数控机床则只需靠 来实现即可 A 重新编程 B 人工直接控制 C 改变凸轮靠模等装备 8 轴与 轴的快速移动速度均设定为 3000 min 若一指令 G91 G00 X50 0 Y10 0 则其路径为 A 先沿垂直方向 再沿水平方向 B 先沿水平方向 再沿垂直方向 C 先沿 45 度方向 再沿垂直方向 D 先沿 45 度方向 再沿水平方向 9 G17 G02 X22 5 Y30 9 I32 5 F100 表示刀具位移限定于 A XY 平面 B XZ 平面 C YZ 平面 D 任何平面均可 10 CNC 铣床若无原点自动记忆装置 在开机后的第一步骤宜先执行 A 机械原点复位 B 编辑程序 C 执行加工程序 D 检查程序 11 若在三轴控制机床上增加一绕 X 轴回转的附加轴 那么此轴是 A Y 轴 B Z 轴 C A 轴 D B 轴 第 11 页 共 16 页 二 填空题 每空 2 分 共 10 分 1 二进制编码盘中 0110 对应到格来编码盘中代码为 2 应用旋转变压器作位置检测元件 有两种方法 鉴幅型和 应用 3 光栅位移检测装置由光源 两块光栅和 等组成 4 三相单三拍步进电机的步距角为 5 脉冲当量是指 三 简答题 每小题 5 分 共 10 分 1 何谓对刀点 对刀点的选取对编程有何影响 2 说明模态指令 模态代码 和非模态指令 非模态代码 的区别 五 设要加工直线 OA 如下图所示 起点为坐标原点 O 0 0 终点坐标为 A 4 3 所选寄存器均为 三位二进制寄存器 试用数字积分法确定插补算法 18 分 一 填空题一 填空题 每空每空 3 分 共分 共 30 分分 1 数控机床的进给伺服系统可以分为 半闭环伺服系统和 2 在数控机床坐标系中 绕平行于 X Y 和 Z 轴的回转运动的轴 分别称为 轴 轴 和 轴 3 逐点比较法插补直线时 可以根据 与刀具应走的总步数是否相等来判断直线是否加工完 毕 第 12 页 共 16 页 4 机床工作时发生的振动有 振动和 振动两种 5 在闭环系统中 数控机床的运动精度主要取决于 6 光栅栅距为 0 01mm 两块光栅之间的夹角为 0 057 则莫尔条纹节距约为 二 单项选择题二 单项选择题 在每小题的四个备选答案中 选出一个正确答案 并将正确答案的序号填在题干的括号在每小题的四个备选答案中 选出一个正确答案 并将正确答案的序号填在题干的括号 内 每小题内 每小题 3 分 共分 共 21 分分 1 FMS 是指 A 柔性制造系统 B 柔性制造单元 C 计算机集成制造系统 D 加工中心 2 在刀具旋转的机床上 如果 Z 轴是垂直的 则面对刀具主轴向立柱看 对于单立柱机床 A X 轴的正向指向右边 B X 轴的正向指向左边 C Y 轴的正向指向右边 D Y 轴的正向指向左边 3 是编程人员在编程时使用的 由编程人员在工件上指定某一固定点为原点 所建立的坐标系 A 工件坐标系 B 机床坐标系 C 右手直角笛卡儿坐标系 D 标准坐标系 4 在数控机床的插补计算中 DDA 是指 A 逐点比较插补法 B 数字积分插补法 C 数字增量插补法 D 最小偏差插补法 5 CNC 系统是指 A 适应控制系统 B 群控系统 C 柔性制造系统 D 计算机数控系统 6 程序编制中首件试切的作用是 A 检验零件图样设计的正确性 B 检验零件工艺方案的正确性 C 检验程序单及控制介质的正确性 综合检验所加工的零件是否符合图样要求 D 测试数控程序的效率 7 是滚动导轨的优点 A 动 静摩擦系数很接近 B 结构复杂 C 对脏物较敏感 D 成本较高 三 简答题 每小题 5 分 共 10 分 1 简述刀具补偿有何作用 答 2 什么是机床原点 机床参考点 编程原点 一 单项选择题 本大题共一 单项选择题 本大题共 20 小题 每小题小题 每小题 2 分 共分 共 40 分 分 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的 请将其代码填写在题后的括号内 错选 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的 请将其代码填写在题后的括号内 错选 多选或未选均无分 多选或未选均无分 1 传感器是将一种物理量转换为另一种 的装置 第 13 页 共 16 页 A 物理量B 电量 C 非电量D 模拟量 2 下列有关数控机床的叙述中 不正确的说法是 A 具有柔性好 精度高 效率高的特点 B 热变形比普通机床严重 C 进给运动要求平稳 无振动 D 对刚度的要求比普通机床高 3 在 FANUCl5 数控系统中 设置了多达 15 个缓冲器 其目的是 A 可以同时解读 15 个程序段的地址指令 保证微小程序段的不间断的连续高效加工 B 可以存储 15 条加工程序 C 可以存储 15 个不同的控制参数 D 可以实现 15 种不同的插补功能 4 预紧滚珠丝杠螺母副时 合适的预紧力应为最大轴向负荷的 A 1 5B 1 4 C 1 3D 1 2 5 数控系统中将工件加工程序