数控技术试题集+答案

填空题 1 数控机床坐标系采用的是 右手笛卡尔直角 坐标系 2 数控机床坐标系的正方向规定为 增大刀刀具与工件距离的方向 3 数控机床坐标系中 Z 轴的方向指的是 与主轴平行的方向 其正方向是 刀具远离工件的方向 4 数控机床中旋转坐标有 A 轴 B 轴 C 轴 其正方向的判断是用 右手螺旋定则 5 数控车床中 X 轴的方向是 工件的径向 其正方向是 远离工件的方向 6 数控机床坐标系一般可分为 机床坐标系 和 工件坐标系两大类 7 数控机床坐标系按坐标值的读法不同可分为 绝对坐标系和 增量坐标系 8 在绝对坐标系中所有刀具运动轨迹的坐标值都以坐标原点 为计算基准 而增量坐标系中所有运动轨迹的坐标值都相对 前一位置 进行计算的 9 数控系统的插补是指根据给定的 数学函数 在理想的轨迹和轮廓上的已知点之间进行数据密化处理 的过程 10 大多数数控系统都具有的插补功能有 直线插补和圆弧插补 11 插补的精度是以 脉冲当量 的数值来衡量的 12 所谓脉冲当量是指 数控装置发出一个脉冲信号机床执行部件的位移量 13 数控机床插补过程中的四个节拍是 偏差差别 坐标进给 偏差计算 终点差别 14 插补过程中终点判别的具体方法有 单向计数 双向计数 分别计数 15 数控编程是从 零件图样 到获得 数控机床所能识别的数控加工程序 的全过程 16 数控编程的步骤有 工艺分析 数值计算 编写程序单 程序输入 程序检验和首件加工 17 数控机床程序段的格式有 固定程序段格式 和 可变程序段格式 18 数控机床的编程方法有 手动编程 和 自动编程 19 以下指令的含义 G00 快速点定位 G01 直线插补 G02 顺时针圆弧插补 G03 逆时针圆弧插补 20 准备功能 G 代码有 模态代码 和 非模态代码 两大类 二 判断题 1 数控加工程序是由若干程序段组成 而且一般常采用可变程序进行编程 2 只需根据零件图样进行编程 而不必考虑是刀具运动还是工件运动 3 进给路线的确定一是要考虑加工精度 二是要实现最短的进给路线 4 刀位点是刀具上代表刀具在工件坐标系的一个点 对刀时 应使刀位点与对刀点重合 5 绝对值方式是指控制位置的坐标值均以机床某一固定点为原点来计算计数长度 6 增量值方式是指控制位置的坐标是以上一个控制点为原点的坐标值 7 编制程序时一般以机床坐标系作为编程依据 8 数控加工的插补过程 实际上是用微小的直线段来逼近曲线的过程 9 数控加工路线的选择 尽量使加工路线缩短 以减少程序段 又可减少空走刀时间 10 G 代码可以分为模态 G 代码和非模态 G 代码 11 一个主程序中只能有一个子程序 12 数控铣床规定 Z 轴正方向为刀具接近工件方向 13 非模态 G04 代码只在本程序段有效 14 用 G04 指令可达到提高加工表面粗糙度精度的目的 15 确定机床坐标系时 一般先确定 X 轴 然后确定 Y 轴 再根据右手定则法确定 Z 轴 16 数控铣加工中 进退刀位置应选在合适的位置 以保证加工质量 17 工作坐标系是编程时使用的坐标系 故又称为编程坐标系 18 数控机床坐标系是机床固有的坐标系 一般情况下不允许用户改动 19 机床参考点是数控机床上固有的机械原点 该点到机床坐标原点在进给坐标轴方向上的距离可以在机床出厂时设定 20 对于既有铣面 又有镗孔的工件 一般先铣面后镗孔 三 简答题 1 绝对坐标系和增量坐标系的区别是什么 举例说明 答 在绝对坐标系中所有刀具运动轨迹的坐标值都以坐标原点为计算基准 而增量坐标系中所有运动轨迹的坐标值都相对前一位置进 行计算的 2 插补的定义 答 数控系统的插补是指根据给定的数学函数 在理想的轨迹和轮廓上的已知点之间进行数据密化处理的过程 3 试述逐点比较法的工作节拍 答 位置判别 坐标进给 偏差计算 终点判别 4 加工起点 A 0 0 终点 B 3 2 第一象限的直线 试分析插补轨迹 按脉冲当量为 1 计 5 简述数控编程的步骤 答 数控编程的步骤有工艺分析 数值计算 编写程序单 程序输入 程序检验和首件加工 6 脉冲当量的定义 一般取值是多少 与机床加工精度有何关系 答 所谓脉冲当量是指数控装置发出一个脉冲信号机床执行部件的位移量 一般取 0 01 或 0 001mm 脉冲当量越小 机床精度越高 7 一个完整的加工程序由哪几部分组成 其开始部分和结束部分常用什么符号及代码表示 答 一个完整的程序是由程序号 程序内容 结束符号三部分组成 程序的开始部分为程序号 常用的有 O P 等符号 程序的结 束部分主要采用 M02 和 M30 指令 8 数控车床的坐标轴是怎样规定的 试按右手笛卡尔坐标系确定数控车床中 Z 轴和 X 轴的位置及方向 答 数控车床的坐标轴是用右手笛卡尔直角坐标系确定的 Z 轴的方向是主轴轴线的方向 其正方向是刀具远离工件的方向 X 轴的方向是垂直主轴轴线的方向 其正方向是刀具远离工件的方向 9 制定加工方案的要求是什么 答 制定加工方案的要求有 1 程序段最少 2 进给路线最短 3 灵活选用不同形式的加工路线 四 名词解释 1 数字控制 答 数字控制是用数字化信息实现机床控制的一种方法 2 节点 答 将组成零件的轮廓的曲线 按数控插补功能的要求 在满足允许程序编制误差的条件下进行分割 各分割点为节点 3 基点 答 各几何元素的联结点称为基点 4 插补 答 在被加工轨迹或轮廓上的已知点之间 进行数据点的密化 确定一些确定一些中间点的方法 称为插补 5 稳定速度 答 稳定速度就是系统处于稳定进给状态时 每插补一次的进给量 6 分辨率 答 位移检测系统能够测量出的最小位移量称为分辨率 7 数控系统 答 数控系统是一种控制系统 它能自动完成信息的输入 译码 运算 从而控制机床的运动和加工过程 8 手工编程 答 用人工完成程序编制的全部工作 称为手工程序编制 9 自动编程 答 自动编程是用计算机代替手工进行数控机床编制工作 10 硬件插补 答 NC 系统中插补器由数字电路组成 成为硬件插补 11 软件插补 答 系统中 插补器功能由软件来实现 成为软件插补 12 并行处理 答 并行处理是指计算机在同一时刻或同一时间间隔内完成两种或两种以上性质相同或不同的工作 一 简答 1 数控的原理 答 数控机床的加工 首先要将被加工零件图上的几何信息和工艺信息数字化 按规定的代码和格式编成加工程序 数控系统按照程 序的要求 经过信息处理 分配 使坐标移动若干个最小位移量 实现刀具与工件的相对运动 完成零件的加工 2 数据采样插补原理 答 数据采样插补是根据编程的进给速度 将轮廓曲线分割为插补采样周期的进给段 即轮廓步长 3 列举 系统的中断类型 答 外部中断 内部定时中断 硬件故障中断 程序性中断 4 列举 种增量式回转型位置检测装置 答 脉冲编码器 旋转变压器 圆感应同步器 圆光栅 圆磁栅 5 数控机床对插补器的基本要求 答 1 插补所需的原始数据较少 2 有较高的插补精度 插补结果没有累计误差 局部偏差不能超过允许的误差 3 沿进给路线 进 给速度恒定且符合加工要求 4 硬件线路简单可靠 软件插补算法简洁 计算速度快 6 CNC 系统外部中断类型 答 纸带光电阅读机中断 外部监控中断和键盘操作面板输入中断 7 开环控制的数控机床的工作原理 答 开环控制数控机床没有检测反馈装置 数控装置发出的指令信号的流程是单向的 其精度主要决定于驱动元器件和电机的性能 这类机床比较稳定 调试方便 适用经济型 中小型 8 程序编程中数字处理的任务 答 根据零件图纸和加工路线进行机床各坐标轴位移数据的计算和插补计算 9 列举 4 种增量式直线型检测装置 答 直线感应同步器 计数光栅 磁尺 激光干涉仪 二 填空 1 1 CNC 装置软件包括管理软件和控制软件两大类 2 2 管理软件由零件程序的输入输出程序 显示程序和诊断程序等组成 控制软件由译码程序 刀具补偿计算程序 速度控制程序 插补运算程序和位置控制程序等组成 3 3 刀具补偿分刀具长度补偿和刀具半径补偿两种 4 4 数控机床用 PC 可分为内装型 PC 和独立型 PC 两类 5 5 CNC 装置的功能模块 CNC 管理模块 CNC 插补模块 PC 模块 位置控制模块 操作控制数据输入 输出和显示模块 1 2 3 4 5 6 6 点位 直线数控系统装置的核心是位置计算与比较线路 7 7 系统软件包括管理和控制部分 管理部分包括 输入 I O 处理 通讯 显示 诊断以及加工程序的编制管理等程序 控制部分 包括 译码 刀具补偿 速度处理 插补和位置控制等软件 在单微处理机数控系统中 常采用前后台型的软件结构和中断型的 软件结构 8 8 CNC 系统外部中断中纸带光电阅读机中断和外部监控中断的实时性要求很高 9 9 CNC 系统内部定时中断主要有插补周期定时中断和位置采样定时中断 1010 数据处理程序又叫插补准备程序 它包括译码 刀补 辅助功能处理和进给速度计算等部分 译码有解释和编译两种方法 1111 CNC 装置中根据刀具补偿方向不同分为三种类型 伸长型 缩短型和插入型 1212 进给速度软件控制常用的方法有程序计时法 时钟中断法及 V L 积分法等 程序计时法空运转等待时间越短 发出进给脉冲 频率越高 速度就越快 点位直线运动的速度分为升速段 恒速段 降速段和低速段等几个阶段 1313 数据采样系统的 CNC 装置加减速控制分为前加减速控制和后加减速控制 1414 故障诊断包括运行中诊断 停机诊断和通讯诊断 1515 检测装置的分类 按耦合方式可分为直接测量和间接测量检测装置两种 按检测信号分为数字式和模拟式 1616 旋转变压器作为我位置检测元件 有两种应用方法 鉴相式和鉴幅式工作方式 1717 感应同步器是多极旋转电压的展开形式 直线感应同步器由定尺和滑尺两部分组成 1818 脉冲编码器分光电式 接触式和电磁感应式三种 1919 常用的编码器有编码盘和编码尺 通称码盘 2020 绝对值编码器从结构原理来分类 有接触式 光电式和电磁式等几种 2121 根据光线在光栅中是反射还是透射分为透射光栅和反射光栅 从形状上看 又可分为圆光栅和长光栅 光栅是由标尺光栅和光栅 读数头两部分组成 光栅读数头是由光源 透镜 指示光栅 光敏元件和驱动线路组成 2222 速度环中作速度反馈的检测装置为测速发电机 脉冲编码器等 速度控制单元是一个独立的单元部件 它由速度调节器 电流调 节器及功率驱动放大器等各部分组成 位置环是由 装置中的位置控制模块 速度控制单元 位置检测及反馈控制等各部分 组成 2323 刀具半径补偿执行过程分为刀补建立 刀补进行和刀补撤销三步 2424 伺服系统的分类 一 按调节理论分类 1 开环伺服系统 2 闭环伺服系统 3 半闭环伺服系统 二 按使用的驱动元件分类 1 电液伺服系统 2 电气伺服系统 三 按使用直流伺服电机和交流伺服电机分类 1 直流伺服系统 2 交流伺服系统 四 按进给驱动和主轴驱动分类 1 进给伺服系统 2 主轴伺服系统 五 按反馈比较控制方式分类 1 脉冲 数字比较伺服系统 2 相位比较伺服系统 3 幅值比较伺服系统 4 全数字伺服系统 名词解释 数字控制 Numerical Control 是一种借助数字 字符或其它符号对某一工作过程 如加工 测量 装配等 进行编程控制的自动化 方法 数控机床 Numerical Control Machine Tools 是采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床 加工中心 MC 带 有刀库和自动换刀装置的数控机床 CNC 计算机数控系统 Computer Numerical Control CNC 以计算机为控制核心的数字控制系统 DNC 直接数字控制系统是用一台通用计算机直接控制和管理一群数控机床进行零件加工或装配的系统 FMC 柔性制造单元是由加工中心与自动交换工件的装置所组成 同时数控系统还增加了自动检测与工况自动监控等功能 FMS 柔性制造系统由加工 物流 信息流组成的系统 CIMS 计算机集成制造系统是生产设备的集成 以信息为特征的技术集成和功能集成 插补 是根据给定进给速度和给定轮廓线形的要求 在轮廓的已知点之间 确定一些中间点的方法 伺服系统 由伺服驱动电路和伺服驱动装置组成 并与机床上的执行部件和机械传动部件组成数控机床的进给系统 开环进给伺服系统 不需要对实际位移和速度进行测量 不需要将所测得的实际位移和速度反馈到系统的输入端与输入的指令位置和速 度进行比较的系统 闭环进给伺服系统 将检测元件装在执行部件上 直接测量执行部件的实际位移来进行反馈的进给系统 半闭环进给伺服系统 将检测元件安装在进给伺服系统传动链中的某一个环节上 间接测量执行部件的实际位移来进行反馈的进给系统 PWM 晶体管脉冲调宽调速系统 是通过改变脉冲宽度的方法来改变电枢回路的平均电压 达到电机调速的目的 第一章 1 1 数控技术的组成 答 数控技术由机床本体 数控系统 外围技术组成 机床本体包括 主运动部件 进给运动部件 工作台 拖板以及相应的传动机构 支承件 立柱 床身等 特殊装置 刀具自动交换系统 工件自动交换系统 辅助装置 如排屑装置等 数控系统由输入输出 装置 CNC 装置 伺服驱动 检测装置等 外围技术包括工具技术 编程技术 1 2 为什么数控系统的联动轴数越多 则控制越复杂 答 联动轴数要求的插补计算越多 指令输出也越多 位置控制要求的动作越复杂等 1 3 数控机床与普通机床相比较 在哪些方面是基本相同的 最根本的不同是什么 答 表面形成方法相同 实现自动化控制的原理和方法不同 普通机床是人工过程 数控机床是自动化过程 1 4 数控机床由哪几个部分组成 答 编程及程序载体 输入装置 CNC 装置及强电控制装置 伺服驱动系统及位置检测装置 机床的机械部件 1 5 CNC 装置对输入的加工程序进行运算处理的核心部分有哪三步 答 逼近处理 插补运算 指令输出 1 6 什么是点位控制系统 答 仅能实现刀具相对于工件从一点到另一点的精确定位运动 对轨迹不作控制要求 运动过程中不进行任何加工 1 7 开环 闭环和半闭环系统 它们在结构形式 精度 成本和影响系统稳定因素方面 各有何特点 结构形式精度成本 开环系统简单低低 半闭环系统较复杂较高较高 闭环系统复杂高高 1 8 数控技术的发展趋势 答 发展趋势为 运行高速化 加工高精化 功能复合化 控制智能化 驱动并联化 交互网络化 第二章 2 1 数控机床最适用于哪些类型零件的加工 答 复杂 高精 多种批量尤其是单件小批量 2 2 数控机床坐标系各进给轴运动的正方向总是假定为怎样的方向 答 假设工件不动 刀具远离工件的方向为正 2 3 数控程序段的一般格式及各字的含义 字地址程序段的一般格式为 N G X Y Z F S T M 其中 N 程序段号字 G 准备功能字 X Y Z 坐标功能字 F 进给功能字 S 主轴转速功能字 T 刀具功能字 M 辅助功能字 2 4 说出工件坐标系设定的常用 G 指令 什么是工件零点偏置 答 用 G54 G59 指令设定工件坐标系 操作者在实际加工前 测量工件原点与机床原点之间的偏置值 并在数控系统中预先设定 这个 值叫做 工件零点偏置 2 6 数控工序安排时应遵循什么原则 1 先进行内形内腔加工 后进行外形加工工序 2 有相同的定位 夹紧方式最好一起进行 以减少重复定位 3 用同一把刀具加工的工序最好一起进行 节省换刀时间 4 同一次装夹中进行的多道工序 应先安排对工件刚性破坏较小的工序 2 7 数控夹具与传统夹具的差别 答 数控机床的夹具与传统夹具结构的差别在于 数控夹具不需要导向和对刀功能 夹具结构比较简单 2 8 如何选择铣刀 答 大平面 面铣刀 加工凹槽 小台阶面及平面轮廓 立铣刀 加工空间曲面 模具型腔或凸模成形表面等 模具铣刀 加工封闭的键槽 键槽铣刀 加工变斜角零件 鼓形铣刀 特殊形状 成形铣刀 根据不同的加工材料和加工精度要求 应选择不同参数的铣刀进行加工 2 9 什么是对刀点 如何选择对刀点 答 对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上 以提高零件的加工精度 如以孔为定位基准的零件 应以孔中心作为对刀点 便于对刀 观察和检测 简化坐标值的计算 精度高 粗糙度低的表面 2 10 如何选择加工路线 答 保证零件的加工精度和表面粗糙度要求 简化数值计算 减少程编工作量 缩短加工路线 减少刀具空行程时间 提高加工效率 第三章 3 7 编制轴类零件的车削加工程序 加工内容包括粗精车端面 倒角 外圆 锥度 圆角 退刀槽和螺纹加工等 其左端 25mm 为夹紧用 可先在普通车床上完成车削 该零件采用棒料毛坯 由于加工余量大 在外圆精车前采用粗车循环指令去除大部分毛坯余量 留有单边 0 2mm 余量 选用第一参考点为换刀点使用刀具为 外圆粗车刀 外圆精车刀 切槽刀和螺纹车刀 数控车削程序如下 O0006 N10 G92 X200 0 Z350 0 设置工件坐标系 N15 G28 U0 W0 返回参考点 N20 S1000 T0101 M03 M08 主轴正转 调用 01 号粗车刀 N25 G00 X87 0 Z290 1 快速走到粗车右端面起点 87 0 290 1 N30 G95 G01 X 1 6 W0 F0 3 粗车右端面 车削进给速度 0 3mm r N35 G00 X105 0 Z300 0 快速走到外圆粗车循环起点 N40 G71 U1 0 R1 0 粗车循环 每次车削深度 1 0mm 每次退刀 1 0mm N45 G71 P50 Q100 U0 4 W0 2 F0 3 S800 留粗车余量 X 向 0 4mm Z 向 0 2mm N50 G00 X87 0 F0 15 快速走到车削起点 精车进给 0 15mm r N55 G42 G01 X48 0 Z290 0 刀具右偏 N60 W 60 0 精车 48 的外圆 N65 X50 0 精车台阶端面 N70 X60 Z160 0 精车锥面 N75 X65 0 精车台阶端面 N80 W 80 0 精车 65 的外圆 N85 G02 X75 0 W 5 0 R5 0 精车 R5 内圆 N90 X85 0 精车端面 N95 Z25 精车 85 的外圆 N100 G40 0 取消刀补 N105 G28 U0 W0 返回参考点 N110 G50 S1500 限制主轴最高转速为 1500r min G50 指令可做钳位用 N115 G96 S20 T0202 指定恒定切削速度 调用 02 号精车刀 02 号刀补 N120 G70 P50 Q100 粗车后精车 N125 G00 X87 0 Z290 0 回退到精车端面快速运动起始点 N130 X50 0 快速走到精车端面的工进点 N135 G01 X 2 0 精车右端面 N140 G28 U0 W0 返回到参考点 N145 T0303 调用 03 号切槽刀 03 号刀补 N150 G00 X51 0 Z230 0 刀具快速运动到切槽起点 N160 G01 X45 0 F0 15 切槽 N165 G00 X60 0 切槽刀退出 N170 G28 U0 W0 返回参考点 N175 G97 S1500 T0404 取消恒定切削速度 指定主轴转速 调用 04 号螺纹车刀 N180 G01 X50 0 Z293 0 快速运动到螺纹车削起始点 N185 G76 P3 12 60 Q0 1 R0 1 复合螺纹加工循环 N190 G76 X45 8 W 63 5 P1 73 Q0 85 F2 0 复合螺纹加工循环 N195 G28 U0 W0 M05 M09 主轴停 关闭冷却液 N200 M30 程序结束 3 8 如图所示工件 进行周边精铣加工 且加工程序启动时刀具在参考点位置 参考点位置如图所示 选择 30 的立铣刀 并以零件的 中心孔作为定位孔 加工时的走刀路线如图 加工程序如下 O0012 N0010 G92 X450 0 Y250 0 Z300 0 N0020 G00 G90 X175 0 Y120 0 N0030 Z 5 0 M3 N0040 G01 G42 H10 X150 0 F80 N0050 X70 0 N0060 G02 X30 0 R25 0 N0070 G01 Y140 0 N0080 G03 X 30 0 R30 0 N0090 G01 Y120 0 N0100 G02 X 80 0 R25 0 N0110 G01 X 150 0 N0120 Y0 N0130 X80 0 N0140 X150 0 Y40 0 N0150 Y125 0 N0160 G00 G40 X175 0 Y120 0 M05 M0170 G91 G28 X0 Y0 Z0 N0180 M30 3 9 编制简单回转零件的车削加工程序 包括粗精车端面 外圆 倒角 倒圆 零件加工的单边余量为 2mm 其左端 25mm 为夹紧用 可 先在普通车床上完成夹紧面的车削 该零件粗 精车刀分别为 T01 和 T02 选用第二参考点为换刀点 数控车削程序如下 O0005 程序号 O0005 N10 G50 X100 0 Z70 0 设置工件坐标系 有的系统可写成 G92 X100 0 Z70 0 N15 G30 U0 W0 返回第二参考点 也可以写成 G30 X U Z W 的形式 N20 S1000 T0101 M08 选定主轴速度 调用 01 号粗车刀 01 号长度补偿 打开冷却液 N25 G96 S60 M03 指定恒定切削速度为 60m min 主轴顺时针旋转 N30 G00 X56 0 Z0 1 快速走到粗车外圆起点 56 0 0 1 N35 G95 G01 X 1 6 F0 3 粗车右端面 车削进给速度 0 3mm r N40 G00 Z10 0 刀具沿 Z 方向回退到点 1 6 10 N45 X48 0 快速移动到点 48 0 10 N50 Z0 1 走到倒角粗车起点 48 0 0 1 N55 G01 X50 2 Z 1 粗车倒角 车倒角也可以用插入倒角指令 G01 Z W C N60 Z 57 0 粗车小端外圆面也可以用车圆角指令 N65 G02 X56 0 Z 59 9 R2 9 粗车削台阶内圆角 也可以用插入圆角指令 G01 Z W R N70 G01 X88 0 粗车削台阶端面 N71 X90 2 Z 61 粗车倒角 N75 G01 Z 85 0 粗车削台阶外圆面 N80 G30 U0 W0 返回第二参考点 N85 T0202 调用 02 号精车刀 02 号刀补 N90 G00 X 3 0 Z1 0 快速走到点 3 0 1 0 N95 G42 G01 X 1 6 Z0 F0 15 走到精车起点 1 6 0 刀尖半径右补偿 N100 X48 0 精车端面 N105 X50 0 Z 1 0 精车倒角 N110 Z 57 0 精车小端外圆面 N115 G02 X56 0 Z 60 0 R3 0 精车削台阶内圆角 N120 G01 X88 0 精车削台阶端面 N121 X90 0 Z 61 精车倒角 N125 G01 Z 85 0 精车削台阶外圆面 N130 G30 U0 W0 返回第二参考点换刀 N135 T0200 M05 M09 取消刀补 主轴停 关闭冷却液 N140 M30 程序结束 3 11 如图所示工件 加工外轮廓 立铣刀直径 20mm 程序如下 O0001 程序代号 N01 G00 G90 X120 0 Y60 Z50 绝对值输入 快速进给到 X120 Y60 Z50 N02 X100 Y40 M13 S500 快速进给到 X100 Y40 切削液开 主轴正转 转速 500r min N03 Z 11 快速向下进给到 Z 11 N04 G01 G41 X70 Y10 H012 F100 直线插补到 X70 Y10 刀具半径左补偿 H012 10mm 进给速度 100mm s N05 Y 10 直线插补到 X70 Y 10 N06 G02 X40 Y 40 R30 顺圆插补到 X40 Y 40 半径为 30mm N07 G01 X 70 直线插补到 X 70 Y 40 N08 Y40 直线插补到 X 70 Y40 N09 X40 直线插补到 X40 Y40 N10 G03 X70 Y10 R30 逆圆插补到 X70 Y10 半径为 30mm N11 G01 X85 直线插补到 X85 Y10 N G00 G40 X100 Y40 快速进给到 X100 Y40 取消刀具半径补偿 N13 X120 Y60 Z50 快速进给到 X120 Y60 Z50 N14 M30 程序结束 系统复位 第四章 4 1 CNC 装置软件结构模式有哪几种 答 有前后台型 中断型 基于 RTOS 4 2 CNC 装置硬件由哪几个模块组成 各模块的作用分别是什么 答 计算机主板和系统总线 显示 输入输出 存储 设备辅助控制接口 位置控制 功能接口 4 3 根据 CNC 装置硬件所含有的 CPU 多少来分 可分为哪两大类系统 答 单机系统 多机系统 4 4 在中断型软件结构中 位置控制 键盘输入 插补运算 通信这 4 个中断服务程序 哪一个安排为最高级别优先级 优先级安排的 原则是什么 答 位置控制级别最高 优先级安排的原则 1 控制指令高于管理指令 2 译码 刀补 速度预处理 插补 位控的优先级由低到高 4 5 CNC 装置软件从功能特征来看分为哪两大类 CNC 装置的软件特点是什么 答 从功能特征来看分为 控制系统和管理系统 CNC 装置的软件特点是 1 多任务与并行处理技术 资源分时共享 并发处理和流 水处理 2 实时性与优先抢占调度机制 第五章 5 1 B 刀补和 C 刀补在连接线段 处理方法过渡形式上有何区别 答 B 刀补 是圆弧过渡 读一条指令执行一条 拐角的插补需人工考虑 C 刀补 是直线过渡 预读两条指令进行处理 拐角的插补系 统自动进行 5 2 插补方法有哪两大类 答 插补方法有脉冲增量插补 数字增量插补 5 3 刀具半径补偿执行过程有哪三步 C 刀补中 转接过渡形式有几种 答 刀具半径补偿执行过程分建立过程 执行过程 取消过程三个步骤 C 刀补中 转接过渡形式主要分为插入型 缩短型 伸长型三种 5 4 刀具半径补偿的意义何在 答 刀具半径补偿的意义为 1 同一程序实现粗 精加工 2 减少编程人员的坐标计算 3 使用不同的刀具时不用再编程 4 同一 程序实现凹凸模加工 第六章 6 1 感应同步器绕组节距为 2 感应电势的相位角变化与滑尺相对于定尺移动的距离 x 的关系是 答 6 2 感应同步器在以鉴相或鉴幅方式工作时 滑尺两绕组的激磁电压的特点如何 答 在鉴相型系统中 激磁电压是频率 幅值相同 相位差为 2 的交变电压 在鉴幅型系统中 激磁电压是频率 相位相同 幅值不同的交变电压 6 3 脉冲编码器的输出有几相 说明它们各有何作用 答 脉冲编码器的输出有 A A B B Z Z 其中 A B Z 是取反信号 A B 两相的作用 根据脉冲的数目可得出被测轴的角位移 根据脉冲的频率可得被测轴的转速 根据 A B 两相的相位超前滞后关 系可判断被测轴旋转方向 后续电路可利用 A B 两相的 90 相位差进行细分处理 四倍频电路实现 Z 相的作用 被测轴的周向 定位基准信号 被测轴的旋转圈数计数信号 A B Z 的作用 后续电路可利用A A 两相实现差分输入 以消除远距离传输的共 模干扰 6 4 莫尔条纹的作用是什么 若已知光栅栅距 d 0 02mm 莫尔条纹的宽度 w 6mm 则莫尔条纹的放大倍数是多少 答 莫尔条纹具有如下作用 1 起放大作用 放大比 k 为 2 实现平均误差作用 莫尔条纹是由大量光栅线纹干涉共同形成的 使得栅距之间的相邻误差被平均化了 消除了由光栅线纹的制造误 差导致的栅距不均匀而造成的测量误差 3 莫尔条纹的移动与栅距之间的移动成比例 d 0 02mm w 6mm 则莫尔条纹的放大倍数是 300 第七章 7 1 进给伺服系统的作用是什么 进给伺服系统的技术要求有哪些 答 进给伺服系统是数控系统的主要部分 它忠实地执行由 CNC 装置发来的运动命令 精确地控制执行部件的运动方向 进给速度与位 移量 进给伺服系统的技术要求 调速范围要宽且要有良好的稳定性 在调速范围内 位移精度高 稳定性好 动态响应快 还要求反向 死区小 能频繁启 停和正反运动 7 2 进给伺服系统由哪几部分组成 各部分功能是什么 答 进给伺服系统主要由以下几个部分组成 伺服驱动电路 伺服驱动装置 电机 位置检测装置 机械传动机构以及执行部件 进给伺服系统接受数控系统发出的进给位移和速度指令信号 由伺服驱动电路作一定的转换和放大后 经伺服驱动装置和机械传动 机构 驱动机床的执行部件进行工作进给和快速进给 7 3 交 直 流伺服电机是否可以作为开环进给伺服系统的伺服驱动装置 为什么 答 交 直 流伺服电机不可以作为开环进给伺服系统的伺服驱动装置 因为将执行部件的实际位移量转换成电脉冲或模拟电压量后 需要将电脉冲或模拟电压量反馈到交 直 流伺服电机 开环进给伺 服系统无需位置检测信息的反馈 7 4 步进电机驱动器中 环行分配器的作用是什么 答 环分的主要作用是 控制施加到电机绕组的脉冲电源的相序 7 5 提高开环进给伺服系统精度的措施有哪些 答 适当提高系统组成环节的精度 传动间隙补偿 螺距误差补偿 7 6 什么是进给伺服系统的调速范围 答 调速范围是指最高进给速度与最低进给速度之比 7 7 解决交流伺服电机变频调速的技术关键问题是什么 答 要获得调频调压的交流电源 7 8 一台五相步进电机 当采用五相五拍和五相十拍通电方式 其步距角为 0 6 则其转子齿数应分别是多少 答 360 mzk 五相五拍 m 5 k 1 z 120 五相十拍 m 5 k 2 z 60 一 填空题 每空 2 分 共 30 分 1 数控机床的基本组成包括 加工程序及机床本体 2 CNC 系统中常用的插补方法中 脉冲插补法适用于以 电机作为驱动元件的数据系统 数字增量插补法 数据采样插补法 一般用 于 和 电机作为驱动元件的数控系统 3 直流主轴电动机的控制系统可分为两部分 控制部分和 控制部分 4 进给伺服系统若仅采用比例型位置控制 跟随误差是 完全消除的 5 目前应用的插补算法分为两类 一类为 另一类为 6 FMC 代表 FMS 代表 CIMS 代表 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内 每小题 2 分 共 24 分 1 数控机床有不同的运动形式 需要考虑工件与刀具相对运动关系及坐标系方向 编写程序时 采用 的原则编写程序 A 刀具固定不动 工件移动 B 工件固定不动 刀具移动 C 分析机床运动关系后再根据实际情况定 D 由机床说明书说明 2 是无法用准备功能字 G 来规定或指定的 A 主轴旋转方向 B 直线插补 C 刀具补偿 D 增量尺寸 3 在确定数控机床坐标系时 首先要指定的是 A X 轴 B Y 轴 C Z 轴 D 回转运动的轴 4 根据加工零件图样选定的编制零件程序的原点是 A 机床原点 B 编程原点 C 加工原点 D 刀具原点 5 下列刀具中 的刀位点是刀头底面的中心 A 车刀 B 镗刀 C 立铣刀 D 球头铣刀 6 滚珠丝杠副的设计计算和验算 一般不包括 方面 A 强度 B 刚度 C 稳定性 D 抗振性 7 光栅利用 使得它能测得比栅距还小的位移量 A 莫尔条纹的作用 B 数显表 C 细分技术 D 高分辨指示光栅 8 当交流伺服电机正在旋转时 如果控制信号消失 则电机将会 A 以原转速继续转动 B 转速逐渐加大 C 转速逐渐减小 D 立即停止转动 9 数控机床伺服系统是以 为直接控制目标的自动控制系统 A 机械运动速度 B 机械位移 C 切削力 D 机械运动精度 10 脉冲比较伺服系统中 可逆计数器的作用是 A 计算位置指令脉冲个数 B 计算位置反馈脉冲个数 C 计算位置指令脉冲个数与位置反馈脉冲个数之差 D 计算位置指令脉冲个数与位置反馈脉冲个数之和 11 数控机床坐标轴的重复定位误差应为各测点重复定位误差中的 A 平均值 B 最大值 C 最大绝对值 D 最大值和最小值之差 12 主要用于经济型数控机床的进给驱动 A 步进电机 B 直流伺服电机 C 交流伺服电机 D 直流进给伺服电机 三 编程题 14 分 1 固定循环指令加工图示零件加工程序 并对所用刀具作出说明 得分 阅卷人 得分 阅卷人 四 简答题 每小题 10 分 共 20 分 1 什么叫逐点比较插补法 一个插补循环包括哪几个节拍 2 数控机床加工程序的编制方法有哪些 它们分别适用什么场合 五 计算题 每小题 6 分 共 12 分 1 一台五相十拍运行的步进电机 转子齿数 z 48 在 A 相绕组中测得电流频率为 600Hz 求 1 电机的步距角 2 电机的转速 2 光栅栅距为 0 01mm 两块光栅之间的夹角为 0 057 求莫尔条纹宽度 参考答案 一 填空题 每空 2 分 共 30 分 1 输入装置 数控系统 伺服测量反馈系统 辅助控制装置 顺序不分先后 2 步进 直流伺服 交流伺服 后两空顺序不分先后 3 电枢电压 励磁电流 顺序不分先后 4 不能 5 脉冲增量插补 数据采样插补 顺序不分先后 6 柔性制造单元 柔性制造系统 计算机集成制造系统 顺序不分先后 二 单项选择题 每小题 2 分 共 24 分 1 B 2 A 3 C 4 B 5 C 6 D 7 C 8 D 9 B 10 C 11 B 12 A 三 编程题 14 分 1 号刀 90 度刀 T2 号刀 R4 的球头形的刀 G50X200Z150 M03S500 T0101 G00X44Z5 G73U9 5W0R10 G73P10Q20U1 0W0F0 2 N10G1X12Z2F0 5 G1X20Z 2F0 1 G1Z 26 G1X24Z 28 Z 48 G1X30Z 83 G3X35Z 103 G1Z 108 N20X44F0 5 G70P10Q20 G00X200Z150 T0100 T0202 G0X30Z 38 G73U5W0R10 得分 阅卷人 得分 阅卷人 G73P30Q40U0 2W0F0 2 N30G1X24F0 5 G2Z 48R5F0 1 N40G1X26F0 5 G70P30Q40 G0X200Z150 M02 四 简答题 每小题 10 分 共 20 分 1 逐点比较插补法是通过逐点比较刀具与所加工曲线的相对位置 确定刀具的进给方向 以加工出所需的零件廓形 一个插补循环包括 偏差判断 进给 偏差计算 终点判断四个节拍 2 1 手工编程和自动编程两种 2 对于几何形状不太复杂的零件 所需要的加工程序不长 计算比较简单 出错机会少 手工编程用于形状简单的点位加工及平面轮廓 加工 对于一些复杂零件 特别是具有非圆曲线的表面 或者数控系统不具备刀具半径自动补偿功能 采用自动编程 五 计算题 12 分 1 1 360360 5482 075 mzc 2 n 6060600 5482 f mzc 75r min 2 3 14 0 057 180 0 001 B W 0 01 0 001 10mm 1 世界上第一台数控机床是 年研制出来的 2 数控机床对工件加工精度主要取决于 和 3 数控系统按功能水平的不同可分为 三类 4 是指数控机床适应加工对象变化的能力 5 CNC 一般按程序段的 执行 而不是按程序段号的顺序执行 6 测量与反馈装置的作用是为了 二 判断题 每题 1 分 共 10 分 1 由于数控机床的先进性 因此任何零件均适合在数控机床上加工 2 G00 快速点定位指令控制刀具沿直线快速移动到目标位置 3 对于点位控制 进给运动从某一位置到另一个给定位置的进程进行加工 4 立铣刀的刀位点是刀具中心线与刀具底面的交点 5 选择数控车床用的可转位车刀时 钢和不锈钢属于同一工件材料组 6 一般规定加工中心的宏编程采用 A 类宏指令 数控铣床宏编程采用 B 类宏指令 7 立式加工中心与卧式加工中心相比 加工范围较宽 8 段或