数控技能证技能大赛复习题考试题问答题有答案教材

1、四、问答题1、简述数控机床的基本工件过程？2、数控机床的数控系统主要有哪些部分组成？3、什么是数控机床的开环伺服系统？4、什么是数控机床的闭环伺服系统？5、什么是数控机床的半闭环伺服系统？6、数控系统的软件一般由哪几个程序组成？7、什么叫脉冲当量？8、机床伺服系统有什么作用？9、通常对伺服系统性能有何要求？10、什么是开环控制系统？它的执行元件是什么？11、什么是闭环，半闭环控制系统？12、旋转变压器的用途和特点介绍？13、日本的 FANUC 的 CNC 系统如 F0,F10/11/12，F15，16，18 等系 列有何特点？14、德国 SIEMENS 的 CNC 系统有 3,8，810，82

2、0，850，880，840C/D 型有何特点？15、国际电工委员会（ IEC）对可编程序控制器（ PC）有何规定？16、梯形图的格式是怎样的？有些什么内容？17、数控机床对位置检测装置有何要求？18、简述可编程序控制器（ PLC）中中央处理单元（ CPU）的作用。19、简述可编程序控制器（ PLC）中输入 /输出单元（ I/O ）的作用。20、数控机床的梯形图和继电器电气控制线路图的不同之处是什么？ 21、为何数控机床可实现恒线速切割？22、数控机床的主轴部件有何要求？23、数控机床的主轴部件为何要有准停装置？24、数控机床对导轨有何要求？25、试述滚动导轨的优缺点。26、鼠齿盘式分度工作台有

3、何优缺点？27、数控机床的自动换刀装置应有何基本要求？28、什么是机床坐标系？29、什么是数控机床的机床原点？30、什么是数控机床的机床参考点？31、什么是工件坐标系？32、数控加工工艺主要有哪些内容 ?33、数控机床最适合于加工具有哪些特点的零件？34、对刀点选择的原则有哪些？35、什么叫做成组夹具？36、（专用）夹具由哪几部分组成？37、（专用）夹具有哪些作用？38、数控编程的工作内容。39、数控编程的步骤。40、什么叫数控的编程？41、数控铣床（或加工中心）的布局形式共有几种？42、如何用（ JB/T32081999）标准设定铣床工作坐标系。43、数控车床的主轴支的配置形式有几种？各适于

4、什么加工？44、加工中心（或数控铣）的主轴支配置形式有几种？各适于什么加 工？45、加工中心得道轨有几种形式？46、数控机床的进给传动装置有何要求？47、数控机床地进给传动装置与一般机床有何不同？48、简述自动编程的两种方法。49、简述数控铣床（或加工中心） GOO 指令的执行过程。50、数控车床如何实车螺纹时主轴转速与进给间的关系。四、问答题答案1、答：首先根据零件图样，结合加工工艺编制程序，然后通过键 盘或其他的输入设备或介质将其输入数控系统，再经过调试，修 改，再储存，加工时，计算机再进行有关数字信息处理，一方面 由插补运算器进行加工轨迹运算处理，从而控制伺服系统驱动机 床各坐标轴，使刀

5、具按照工件的形状轨迹运动，闭环系统的机床 并通过检测反馈确保位移精度。另一方面通过 PLC 控制主轴及其 他辅助装置协调整机有条地工作，合理地自动加工出产品。2、答：数控机床一般由数控系统， 包含伺服电机和检测反馈装置 的伺服系统，主传动系统，强电控制柜，机床本身和各类辅助装 置组成。3、答：这类机床的数控系统对零件程序进行处理后， 将数字指令 信号输出给伺服系统，驱动机床运动。传动精度由电机及传动零 件精度保证，伺服系统没有来自位置传感器的反馈信号。4、答：机床可以接受插补器的指令， 而且随时与工作台端测得的 实际位置反馈信号进行比较，并且根据其插值不断进行误差修正， 确保其工作精度。5、答

6、：半闭环伺服系统数控机床是将位置反馈的测量元件从工作 台上移到电动机端头或丝杠端头。 它的闭环之路内部不包括丝杠， 螺母副及工作台。6、答：数控系统的软件一般由六个主要程序构成。 初始化程序 输入数据处理程序插补运算程序速度控制程序系统管理 程序诊断程序7、答：在数控机床中，刀具是一步一步移动的，刀具移动一步的 距离(机床移动的最小单位)称脉冲当量。8、答：伺服系统又称为伺服机构，在机床中，伺服系统接受来自 数控插补器的进给脉冲信号，将它变换，放大，转化为机床工作 台的位移。9、答：对伺服系统性能要求如下：1) 进给速度范围要大，不仅要满足低速切削进给要求，还要 满足高速进给要求。2) 位移精

7、度要高，伺服系统的位移精度是指指令脉冲要求机 床工作台进给位移量和工作台实际位移量之间的符合程度。3) 工作台跟随指令脉冲移动的跟随误差要小，即伺服系统的 速度相应要快。4) 伺服系统的工作稳定性要好，要具有较强的抗干扰能力。10、答：开环控制系统由驱动控制环节、执行元件和机床三大部分组 成，执行元件的精 度对系统的性能有着极大的影响， 常用的执行元 件是功率前进电机。11、答：闭环系统主要由执行元件，反馈检测环节，比较环节，驱动 电路和机床五部分组成。反馈检测环节是将工作台实际位移检测出来并转换成电信号， 反馈给 比较环节， 然后比较环节将指令信号和反馈信号进行比较， 两者的差 值作为伺服系

8、统的跟随误差， 经驱动电路控制执行元件带动工作台移 动，直到误差为零。半闭环也是由以上五部分组成， 只是其反馈检测环节装在电机主轴或 传动丝杠端部， 反馈给比较环节的是它们的转角误差信号 (与指令信 号比较)作为跟随误差，不包括丝杠，螺母副及工作台的转动误差。12、答：旋转变压器常用于数控机床中角位移的检测，或是转速转变 为直线位移的中间检测计数环节。特点：结构简单、牢固，工作环绕要求不高，信号输出幅度大，以 及抗干扰能力强等优点。13、答： FANUC 的 CNC 系统由 F0，F10/11/12，F15，F16，F18等 系列。系统特点：1) 结构上较长时间采用了大板结构，但新产品已采用模

9、块化结 构。2) 采用 LSI(大规模集成电路) 。3) 高可靠度。4) 性能价格比高。5) 产品应用范围广。6) CNC 装置的体积越来越小，采用面板式装配，内装 PLC7) 推进 CNC 装置面向用户开放的功能。8) 各种语言显示。9) 有适应于多种用途的外部设备。14、答： SIEMENS 的 CNC 系统有 3、8，810，820，850，880，840 等系统特点：1) 采用模块化结构，模块有多层印刷电路板制成。2) 在一种 CNC 系统中采用标准硬件模块，用户可以选择不同模 块组合来满足各自机床的要求。3) 在硬件上配有多种软件。4) 具有与上级计算机通信功能，易于进入 FMS。5

10、) 采用 SIMATIC S5 系列可编程控制器，使用 STEP5 编程语言。6) 有多种语言显示。7) 具有丰富的人机对话功能。8) 具有很强扩展性。9) 电话维修服务，为用户提供了方便。15、答：国际电工委员会（ IEC）在 1982年。 1985 年对可编程控制 器做了如下规定：可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统， 专为在工业环境下应用而设计。 它采用可编程的存储器， 用来在其内 部存储执行逻辑运算， 顺序控制，定时计算和算术运算等操作的指令， 并通过数字式， 模拟式的输入和输出， 控制各种类型的机械式生产过 程。可变程序控制器及其有关设备， 都应与工业控制系统连成一个整 体，易

11、于扩充其功能而设计。16、答：每个梯形图由多个样级组成， 每个输出元素可构成一个梯级， 每个梯级可由多个支路组成，通常每个支路可容纳 11 个编程元素， 最右边的元素必须是输出元素，每个网络最多允许 16 条支路，简单 的编程元素只占用一条支路， 有些编程元素要占用多条支路， 从上到 下按行绘制，两侧竖线称作母线（类似于电源线） ，每一行从左到右， 左侧总是安排输入点， 并把并联点多的支路靠近最左端， 图形符号用 常开和常闭， 数出线权用圆形或椭圆形表示， 每一个编程元素应按一 定的规则加标字母、数字串。17、答：数控机床对位置检测装置有如下要求： 满足数控机床的精度和速度的要求。 工作可靠，

12、抗干扰性强。不怕油水污染，对温度影响要小。 便于安装和维修方便。 对所检测位置信号处理方便。 成本低。18、答：中央处理单元（ CPU）包括微处理器和控制接口电路。微处理器是可编程序控制器的运算和控制中心， 由它实现逻辑运算， 协调控制系统内部各部分的工作。 它的运行是按照系统程序所赋予的任务 进行的。19、答：输入 /输出单元是 PLC 的 CPU 与现场输入 /输出装置或其他 外部设备之间接口部件。现场的输入信号经输入单元接口电路的转 换，变换为中央处理器能接受和识别的低电压信号，送给 CPU 进行 运算，输出单元则将 CPU 输出的低电压信号变换为控制器件所能接 受的电压电流信号，以驱动

13、信号灯，电磁阀，电磁开关等，且所有内 外电路均有光电耦合电路隔离。20、答：梯形图与继电器电气控制线路图的不同之处： 外表很相似，但有本质区别，一个是程序，一个是电路图。 梯形图所用的器件为“软继电器”类，其触点可无限制使用， 而继电器图触点有一定限制的。 梯形图中只要标注触点，线圈等编号，连接线不必编号。 用户程序执行顺序不同，梯形图是串行的，即从用户程序规定 的顺序执行，而且从头到尾循环执行， 而电器图是串形工作的。 在梯形图中，不准有不可编程的回路，有些电器线路逻辑图在 电器原理中可用，但在 PLC 中却成不可执行的程序图。21、答：随着新型直流和交流主轴调速电机的完善，可以方便地实现

14、范围很宽的无级变速， 还可按照控制指令连续地进行变速， 这样在大 型数控车床削端口、圆锥面等时，就可以实现恒线速度切削。22、答：数控机床的主轴部件，既要满足精加工时高精度要求，又要 具备粗加工时高效切削的能力，因此在旋转精度、刚度，抗振性和热 变形等方面，都有很高的要求。 在自动换刀的机床中还有刀具自动夹 紧，主轴自动准停和主轴装刀吹净装置。23、答：自动换刀数控机床没有准停装置。其作用是使主轴每次都准 确地停止在固定不变的周向位置上， 以保证换刀时主轴上的端面键能 对准刀类上的键槽。同时使每次装刀时刀类与主轴的相对位置不变， 提高刀具的重复精度，从而提高孔加工是孔径的一致性。24、答：对导

15、轨的要求如下：导向精度高：要求运动部件移动式的直线度和对有关基面的平 行度准确，导轨及支承面刚度良好，热变形小。耐磨性号： 长度使用中能保持一定的导向精度， 磨损后能自动 补偿或便于调整。足够的刚度：加大导轨面尺寸或添加辅助导轨来减少变形。低速运动的平稳性： 要摩擦阻力小， 运动轻便，低速时无爬行。结构简单，工艺性好，要制造维修方便， 便于使用时调整维护。25、答：滚动导轨的优点：灵敏度高，摩擦阻力小，动静摩擦因素相 差甚微，因而运动均匀。低速时不易爬行，定位精度高，重复定位精 度误差可达 0、 2mm，牵引力小，磨损小，精度保持好，寿命长。缺点：抗振性差（支承刚性差） ，对防护要求较高，结构

16、复杂，制 造比较困难，成本高。26、答：鼠齿盘式分度工作台与其它分度工作台相比： 优点：重复定位精度高，定位刚度好，结构简单，随着使用其定位精度可进一步提高，鼠齿磨损小缺点：制造精度要求高，不能进行任意角度分度运动。27、答：自动换刀装置应满足换刀时间短，刀具重复定位精度高，足 够的刀具储存量，刀库占地面积小，安全可靠等要求。28、答：由机床坐标原点机床 x(y) ，z 轴组成的坐标系，称为机床坐 标系。29、答：机床原点是机床的一个固定点，不能改变，出厂时由厂方所 定，如数控机床的机床原点定义为主轴端面(或卡盘外端口)与主轴 旋转中心的交点。30、答：机床参考点也是机床的一个固定点，其固定位

17、置由z 向， x想，(y 向) 的机械挡块来确定，也称机械原点。31、答：从零件图上找出它的设计基准点，称之为工件原点。也是编 程原点，是人为设定的。工件坐标系是由工件原点与 x(y) ，z 轴组成。32、答：包括以下几点：1) 选择适合在数控机床上加工的工件，确定工序内容。2) 分析被加工工件图样， 明确加工内容及技术要求， 在此基础上 确定工件的加工方案，制定数控加工工艺路线，如划分序，安排 加工排序，与传统加工工序的衔接等。3) 设计数控加工工序，如工艺，工件定位，夹紧，选刀，定切削 参数等。4) 调整数控加工工序的程序，如对刀点，换刀点，加工路线，刀 补确定等。5) 分配数控加工中的容

18、差。6) 处理数控机床上部分工艺指令(配置 M、S、T、F 等指令)。33、答：适合于加工以下特点的零件：1) 多品种，小批量生产的零件或新产品试别中的零件。2) 轮廓形状复杂，对加工精度要较高的零件。3) 用普通机床加工时，需要有昂贵的工艺装备的零件。4) 价值昂贵，加工中不允许报废的关键零件。5) 需要最短生产周期的急需零件。34、答：选择原则如下：1) 便于用数字处理和简化程序编制。2) 在机床上找正容易，加工中便于检查。3) 引起的加工误差小。4) 在不干涉换刀的情况下，应离加工件最短。35、答：把不同的零件按工件的形式，尺寸和工艺的共性分组，然后 每组工件设计和制造具有一定使用性的夹

19、具， 称为成组夹具。使用时， 只需调整或更换部分零件，就可用于组内不同工件的加工。36、答：(专用)夹具中以下几部分组成： 定位元件：用来确定工件在夹具中的正确位置。夹紧元件：使工件在夹具的正确位置中固定，以便切削。导向元件：用来对刀或引导刀具进入正确加工位置的元件 夹具体：将全部元件组成一个完整体的基础件。其他辅助元件：如分度，平衡块等。37、答：夹具作用如下：1) 保证加工精度。2) 提高生产效率，减少了装夹，定位时间，提高了生产率。3) 扩大机床使用范围，如车变成镋、铁等。4) 降低对工人技术等级的要求。38、答：数控编程的主要内容：分析工件图样，确定工件数控加工工 艺方案，数值计算，编

20、写工件加工程序，制作控制介质，校对程序及 首件试切。39、答：数控编程的步骤如下：分析图样，确定加工工艺过程，对工件进行技术分析，定加工方 案，加工顺序，加工路线，装夹方式，刀具切削参数。数值计算：设定坐标，确定工艺路线，计算各基点、切点的坐标， 定出刀具运动轨迹，得到刀位数据。编写加工程序单，加工路线，工艺参数，刀位数据，配上功能指 令代码，逐段编写加工程序单，填写各种卡片。制备控制介质：将编制好的程序单上的内容记录在控制介质上， 作为数控装置的输入信息。程序校验与首件试切：控制介质必须经过校验，试切，调整才能 正式使用。40、答：把从分析零件图到制成控制介质的全部过程叫做数控程序的 编制。

21、如对工件的工艺路线分析，数值计算，定参数，刀具轨迹，选 定辅助功能，配机床指令代码，编写成加工程序单，再记录在控制介 质上，送入数控系统中，进行条失窃，而指挥机床加工的全过程。41、答：数控铣床（或加工中心）布局形式有以下三种：1、数控立式铣床（或加工中心） 较小规格的机床刀具不动，工作台移动及升降。 重型的机床往往工作纵横向移动， 主轴沿垂直方向溜板上下滑 动。 较大规格的机床往往采用龙门结构。主轴可在龙门架上，上下 及横向移动，纵向有龙门架移动，也有工作台纵向移动的。2、卧式数控铣床（或加工中心） 主轴平行于水平面，常没有数控或万能数控转盘扩大功能。3、立卧两用数控（或加工中心） 主轴方向

22、可更换，能进行立式加工，又可进行卧式加工。42、答：规定使用右手笛卡尔坐标系， 都假定工件不同， 而刀具移动， 传递刀削力的主轴为 Z 轴，刀具远离工件方向为正。对立式铣床：竖直向上是 Z 轴正向，人面对主轴，主轴右侧为 X正向， X轴用右手定则食指确定（使工件增大） ，前方向为 Y 正向。 对卧式铣床： Z轴水平，离开工件为正，人面对主轴，左侧为 X正向， Y轴用右手定则定（食指） ，垂直向上为 Y 轴正向。43、答：数控车床主轴的配置形式主要有下列三种形式： 前支承采用双列圆柱滚子轴承和 60角接触双列球轴承组合， 其 综合刚度，用于各类车床。前支承采用高精度双列（或三列）角接触球轴承，后

23、支承采用 单列（或双列）角接触轴承，它适用于高速、轻载、精密车床主轴。 前后支承采用双列和单列圆锥滚子轴承，适用于中等精度，低速 重载的数控车床主轴。44、答：有三种轴承配置方式：前支承采用双列短圆柱滚子轴承和 60角接触双列向心推力球 轴承组合，后支承采用向心推力球轴承，综合刚度高，满足强力切削 适于各类数控机床。（2）前支承采用高精度双列向心推力球轴承， （双列正排列）配一 60o向心推力轴承，后支承为向心球轴承，适于高速轻载精密数控机 床主轴。（ 3）前支承双列圆锥滚子轴承（反排列） ，后支承单列圆锥滚子轴承 能承受较大的轴向力和径向力。 所以可承重载和较强重载荷， 适于中 等精度低速重载45 答：有下列几种导轨：1. 合金耐磨铸铁淬硬滑动导轨2. 淬火钢滑动导轨