12数控相关习题数控技术习题集

1、第一章概论1-1数控机床？它由哪些部分组成？答：数控机床是一种利用数控技术，准确按照事先安排的工艺流程，自动实现规定动作的金属加工机床。它由输入介质、数控装置、伺服系统、反馈系统和机床等部分组成。题型变换：数控机床的输入介质是指光电阅读机穿孔带、磁带和软磁盘答：穿孔机零件图纸和加工程序单1-2 用框图说明一般数控机床的工作原理。答：数控机床的工作原理如图 1-1 所示。首先将零件图纸的形状、尺寸和技术条件、加工工艺等按照规定的格式和代码，在输入介质上（例如穿孔带、磁带和软磁盘等），并输入数控装置。数控装置由输入、信息处理和输出三部分。输入介质通过输入单元（例如光电读带机）后，转换成可以识别的信

2、息，由信息处理单元加以处理，再通过输出单元发出位置、速度等指令（脉冲信号）给伺服系统。伺服系统的作用是将来自数控装置的各种指令，转换成机床移动运动。反馈系统再将机床的实际位置、速度等参数检测出来，转换成电信号，输送到数控装置，使数控装置能够校核该机床实际位移情况是否与指令一致，并发出指令纠正所产生的误差。机床位置检出速度检出图 1-1对于一些高效率和加工精度较高的数控机床还有适应控制系统，以补偿加工环境参数的变化。题型变换：数控机床的数控装置包括。光电读带机和输入介质输入、信息处理和输出单元答：步进电机和伺服系统位移、速度传感器和反馈系统1-3 数控机床的机械结构与普通机床相比，有何特点？反馈

3、装置速度指令伺服系统数据装置输入介质位置指令答：数控机床是高精度和高生产率的自动化机床，与普通机床相比，应该具有更好的刚性和抗振性，相对运动面的摩擦系数要小，传动之间的间隙要小。1-4简述机床数控系统的工作原理和组成部分。答：机床数控系统在输入某种介质载有的、以规定格式的指令后，能自动译解指令，并使所控制的机床执行指令，有时还能其执行结果，以保证得到要求的精度和功能。机床数控系般由输入介质、数控装置和伺服系统。对于较高级的机床数控系统还包括反馈系统和适应控系统。1-5机床数控系统的类型很多，根据伺服系统来分类，可分为、和。根据运动方式来分类，可分为、和。根据坐标值的表示方式可分为坐标控制系统和

4、坐标控制系统。答：开环控制系统点位/直线控制系统闭环控制系统连续控制系统半闭环控制系统点位控制系统增量绝对1-6什么叫脉冲当量？它影响数控机床什么性能？它的值一般为多少？答：相对于每一脉冲信号的机床运动的位移量称为脉冲当量，又称作最小设定单位。它的大小视机床精度而定，一般为 0.010.0005cm。脉冲当量影响数控机床的加工精度，它的值取得越小，加工精度越高。题型变换一：数机床的最小设定答：脉冲当量题型变换二：脉冲当量是。又称作。相对于每一脉冲信号，传动丝杠所转过的角度相对于每一脉冲信号，步进电机所回转的角度脉冲当量乘以进给传构的传动比就是机床位移量对于每一脉冲信号，机床运动答：的位移量题型

5、变换三：脉冲当量的值取得越，加工精度越。答：小高开环控制系统中，多采用作为伺服电机。答：功率步进电机闭环控制系统的反馈装置。装在电机轴上装在传动丝杠上答：装在位移传感器上装在机床移动上1-9 闭环系统比开环系统及半闭环系统。稳定性好答：1-10 点位控制系统。故障率低精度高精度低必须采用增量坐标控制方式必须采用绝对坐标控制方式刀具沿各坐标轴的运动之间有确定的函数关系仅控制刀具相对于工件的定位，不规定刀具运动的途径答：加工如图 1-2 所示的直线轮廓，应该采用点位/直线控制系统，还是采用连续控制系统？答：应该采用连续控制系统。点位/直线控制系统只能加工沿坐标轴方向上的直线廓形。DNC 系统是指。

6、适应控制系统答：群控系统柔性制系统计算机数控系统题型变换二：AC 控制是指。闭环控制答：1-14加工中心是指柔性制造单元 FMC适应控制系统答：自动化工厂群控系统计算机集成制造系统分布式 DNC 系统自动换刀数控机床1-15 近年来数控系统发展很快，数控机床进给速度已从增加到，而最小已从减少到。设定答：35m/min1530m/min0.001mm0.0001mm第二章数控机床的程序编制2-1数控机床的程序编制？简述程序编制的内容及步骤。答：在数控机加工零件，首先要编制零件的加工程序，然后才能加工。即将零件的图形尺寸、工艺路线与工艺参数等内容，用数控机床能够接受的数字及文字代码表示，再根据代码

7、的规定形式制成控制介质（如数控带、磁带等），然后把控制介质作为数控装置的输入信息，自动控制机床加工。这种从零件图到制成控制介质的过程称之为数控机床的编程。程序编制的内容及一般步骤如下：(1)(2)(3)(4)(5)制订工艺过程。数值计算。编写程序单。控制介质。程序交核。以上是手工编程的内容及一般步骤。题型变换：用框图表示在数控机加工零件的全过程。答：框图如图 2-1 所示，其中虚线框中为程序编制的内容。图 2-12-2程序编制过程中程序校核的作用是什么？如何进行？答：在穿孔机上制成的数控带必须经过仔细校对以防出错。为了确保加工的准确性，还需用此数控带在机进行首件试切，并检验首件是否符合图纸要求

8、。只有首件通过了检验，才能将此数控带投入使用。试切可以综合地检查穿孔带、程序单的错误，及零件精度是否符合图纸要求。题型变换：程序编制中首件试切的作用是。检验零件图纸设计的正确性检验零件工艺方案的正确性检验程序单、穿孔带的正确性，综合检验所加工的零件是否符合图纸要求仅检验数控带穿孔的正确性答：2-3数控机常用的编程方法有哪些？答：由零件图纸给出零件形状和尺寸时，采用的编程方法有手工编程和自动编程两大程序编制成品零件图纸毛坯数控装置数控装置编写程序数值计算数控装置数控带制订工艺类。由无尺寸的图形或实物模型给出零件形状和尺寸时，采用数字化技术编程或实物编程。题型变换一：数控机床的程序编制方法可分为和

9、两大类。答：手工编程 自动编程题型变换二：由无尺寸图形或实物模型给出零件形状和尺寸时，需采用编程。答：数字化技术2-4手工编程方法优缺点，适用于什么情况？答：手工编程是用人工编写零件程序。对于几何形状较为简单的零件，计算工作量较少，程序又不长，用手工编程比较经济而及时。零件轮廓复杂和加工工序较长时，使用手工编程既繁琐又费时，且易出错，常会出现编程工作跟不上数控机床加工的情况，此时应采用自动编程。2-5自动编程，适用于什么情况？答：自动编程是用计算机代替手工编程的大部分工作。自动编程时，使用“数控语言”描述切削加工时的刀具与工件的相对运动轨迹和一些加工工艺过程。程序员只需使用规定的数控语言编写零

10、件的“语言程序”即可。当零件源程序输入计算机后，计算机自动完成机床运动轨迹的计算，加工程序的编制和数控带制作等工作。所编程序还可通过屏幕或绘图仪进行检查。自动编程与手工编程相比，具有减轻程序员的劳动强度，缩短编程时间，提高编程准确性的优点。但是自动编程系统需要较大容量的计算机和昂贵。所以自动编程系统适用于数控机床较多的大、中型工厂。题型变换：自动编程是指。，而且系统的又较从零件图纸到制作加工穿孔带的全过程都由通过计算机完成从零件图到制作加工穿孔带的过程中，除后置处理程序外，全部由计算机完成需要人工用数控语言编写源程序需要人工编写目标程序答：2-6国际上常采用的八列穿孔带有哪两种代码？它们代表什

11、么含义？答：EIA 代码，是电子工业的标准代码。ISO 代码，是国际标准化组织的简称。2-7EIA 代码和 ISO 代码主要有哪些区别？答：主要有以下几点区别：EIA 代码采用小写字母，ISO 代码采用大写字母；程序段结束时，EIA 代码中用 CR 或 EOB，ISO 代码中用 LF 或NL；EIA 代码中有 EOR 代码，用于倒带停止，ISO 代码中用%；ISO 代码中有“（”、“）”代码，括号中间的文字对数控装置没有影响，可以插入注解；ISO 代码中有“：”代码，表示数控带上特定位置。读入时，将数控带送到此位置为止，或者返回到此位置；程序段取消：EIA 用“block delete”，IS

12、O 用“/”代码；每排孔孔位从 b5b8 代表的意义不同。EIA 代码用 b5 位作为补奇位，每排孔数必须为奇数；ISO 代码用 b8 位作为补偶位，每排孔数必须为偶数。其它孔位区别参见表 2-1。题型变换一：EIA 代码的补奇位是。b5答：b6b7任意位题型变换二：ISO 代码的补偶位是。b8答：b7b6任意位题型变换三：用 ISO 代码编程时，每程序段的末尾用。CR答：EOR分隔符LF2-8 在 ISO 编码中，数字编码特征孔是。第七列八更有孔答：第五列六列有孔第五至七列无孔第五列无孔2-9在EIA 代码中，数字 19 的编码是。第六列第七列有序 第六列第七列无孔答：第七列有孔第八列有孔2

13、-10用EIA 代码编程时，下列叙述正确的是。采用大写字母程序段结束时用 LF答： 采用小写字母 有“（”、“）”代码，可注解2-11 任意取一数控带，南非辨别其为 EIA 代码或 ISO 代码，可采用下述哪种方法？。第五列是否有孔每排孔数是奇数或偶数答：第八列是否有孔是否为字地址程序段格式什么叫程序段中的字？答：以某个顺序安排字符的集合称为字(word)，数控带上的信息以字为如 N001，G00 等。什么叫程序段？处理，例答：在数控机床的程序中，必要的信息以字或字的集合表示，此集合称为程序段。数控带上的各个程序段必须用 EOB 区分。例如：N003G08X12345Y67890F004S71

14、7M07LF即为一程序段。2-14数控带的格式？答：在一个程序段中，字的特定排列式样称为数控带的格式。2-15目前在八数控带中用得最广泛的是哪种数控带格式？答：用得最广泛的是文字地址程序段格式。在这种程序段格式中，每一坐标轴和各种功能，都以字母和数字的特定字表示，而在一个程序段内，坐标字和各种功能字又按一定顺序排列。每个字都由字母开头。2-16在如下程序段中，各字符表示：N006G08X2354Y1369Z2213F004S717 T65432 M07LFN：；G：功能字；X、Y、Z：；F：功能字；S：功能字；T：功能字；M：功能字；LF：。答：程序段序号刀具准备辅助尺寸字程序段结束进给主轴转

15、速2-17进给速度代码有几种？答：共有五种：（1）FRN 法；（2）3 位、4 位和 5 位代码法（3）等比级数法或 2 位代码法；（4）符号法或 1 位代码法； （5）直接法。进给速度代码的 FRN 法是如何规定的？答：把刀具沿途径移动的进给速度 V(mm/min)除以直线的位移量L(mm)，所得的值称为 FRN 值或进给速度数。此值在 0.1999.9 之间时，用 00019999 四位代码表示。圆弧插补时的 FRN 一般为进给速度除以圆弧半径（mm）之值。举例说明进给速度的 3 位、4 位或 5 位代码法是如何表示的？答：规定代码的第一位数字表示数值的位数，余下的数字代表速度。例如第一位

16、数字减去三等于 n，它的位数是 0.110n。设速度为 1728，是 4 位数，n=7-3=4，数值位数为 0.110n=0.1104，即 4 位数，用 3 位代码表示为 717，用 4 位代码表示为 7173，用 5 位代码表示则为 71728。题型变换一：当进给速度为 7.826 时，如用 3 位、4 位、5 位代码表示，各为多少？答：进给速度为一位，先计算第一位数字 x3=1，x=4，故进给速度为 7.826 时，用 3位代码 478，用 4 位代码表示为 4783，用 5 位代码表示为 47826。题型变换二：如进给速度的三位代码为 213，实际进给速度为多少？答：第一位数字表示数值的

17、位数。N=23=1，数值位数为 0.1101，为2 位，实际进给速度为 0.013。题型变换三：用 4 位代码表示进给速度时，F6150 所表示的实际进给速度为。15.03答：150.3150315030G90 时的 X10，Y20 与 G91 时的 X10、Y20 有何区别？答：G90 表示绝对尺寸，即以坐标原点为基准表示的尺寸是 X=10，Y=20；G91 表示增量尺寸，即以前一点为基准X=10，Y=20。比较 G00 与 G01 程序的主要区别。答：G00 是点定位的代码，以最大进给速度移动到指定位置。以前程序段指定的进给速度无效。G01 是直线插补，用于斜线或直线运动，它通过程序段中的

18、信息在各坐标轴上产生与其移动距离成比例的速度当程序段中有 G01 代码时，一定要有指定的 F 时给速度， G01 或 F 都是续效指令（即不仅在本程序段中起作用，在后的程序段中亦效）。进给速度 F 对 G00 程序无效。准备功能 G42 表示的功能是。螺纹切削答：刀具偏置刀具补偿永不指定2-24辅助功能 M 主要有哪几种功能？ 答：辅助功能 M 主要有以下几方面功用：程序停止或程序结束，用于控制主轴停转、机械进给停止、冷却液关闭等，如M00、M01、M02 等。控制主轴正转、反转或停止。例如 M03、M04、M05 等。换刀。开关冷却液。夹紧、松开工件。更换工件。刀具或工件直线位移。此外，还有

19、永不指定和不指定代码等。题型变换一：辅助功能 M03 代码表示。程序停止答：冷却液开主轴停止主轴顺时针方向转动2-25 MDI 表示什么意思？答 MDI 是手动数据输入。所编程序不是由穿孔带输入，而是通过 NC 装置操作面板上的键和码盘，将程序段逐个直接输入。2-26答：人机人机输入形式？的输入形式是在人工进行编程时，编程坐在NC 装置的屏幕（CRT）前，对屏幕上顺序问题和输入要求，用回答问题方式输入数据，这就是人机形式的编程功能，也可称为人机的输入形式。所编程序和输入数据，存入 NC 装置的记忆单元，可随时调用执行。这样，消除了按数控带格式编程的麻烦，可以适时地进行修改、补充和编辑，非常方便

20、地完成编程工作。2-27数控车床程序编制特点？答：数控车床程序编制有以下特点：在一个程序段中，根据图纸标注尺寸，可以是绝对值或增量值或二者混合编程。由于图纸尺寸和测量尺寸都是直径值，故值径方向用绝对值编程时，X 以直径值表示。用增量值编程时，以径向实际位移量的二倍值编程，并附上方向符号（正向省略）。为提高径向尺寸精度，X 向的脉冲当量取为Z 向的一半。由于毛坯常用棒料或锻料，加工余量较大，所以数控装置常个备不同形式的固定循环功能，可进行多次重复循环切削。(5) 为提高刀具和加工表面粗糙度，车刀刀尖常磨成半径不大的圆弧。为此，当编制圆头刀程序时，需要对刀具半径进行补偿。228数控自动编程系统按其

21、功能可分为哪几类？并举出每一类型系统的代表。答：可分为以下几类：（1）几何处理系统：主要功能是处理复杂的几何形状，APT 系统就是一个具有较强的处理几何形状能力而不能自动求取最佳工艺参数的系统。（3）工艺处理系统：对许多工件，较简单的几何描述已经够用了，就特别注重工艺的处理，如切削参数、铣削时轨迹分解、车削时走刀划分、选择刀具等。德国的 EXAPT具有这方面的功能。（3）会话型自动编程系统：使自动编程系统的功能更加完备，使用更方便，于是发展了这种自动编程系统。在数控系统处理零件源程序的过程中，编程可以随时与计算机，进行适当的控制。这种系统可以富士通的会话型自动编程系统 FAPT 为代表。题型变

22、换一：在自动编程系统中，具有较强处理几何形状的能力而不能自动求取最佳工艺参数的系统是。ADAPT 系统答：EXAPT 系统APT 系统FAPT 系统题型变换二：德国的EXAPT 系统是下述几类系统中哪一类？佳话题自动编程系统几何处理系统答：人机自动编程系统工艺处理系统2-29 APT 系统的控制面有几个？代号是什么？作用？答：APT 自动编程系统为了控制刀具在空间的轨迹，定义了三个控制面：导动面（DS 面）。它是在切削过程中，引导刀具保持在指定公差范围内运动的面。零件面（PS 面）。在刀具沿导动面运动时，控制刀具高度（Z 方向）的面是零件面。（3）停止面（CS 面）。控制刀具停止位置的面，又叫

23、检验面。2-30 什么叫 APT 自动编程系统的 CL 数据？答：APT 系统中计算刀具轨迹时，先将工件坐标系固定在适当位置，并且假定加工件不动而刀具移，计算结果称为 CL 数据（cutter location data）或者称为一般解。为了使这些假设符合所使用的数控装置和加工情况，要利用处理程序进行处理。在APT 自动编程系统中人工需要完成哪些工作？答：在当前广泛使用的 APT 自动编程系统中，根据零件图纸，需要人工制订工艺，然后利用数控语言描述加工件的几何形状和工艺方法，编制源程序。数控语言是一系列按一定规则书写的代码和符号。试解释以下APT 系统中词汇的定义，并以图表示之。P32=PO/

24、XLARGE，OF，L3，C1L5=LINE/P5，PARLEL，LINIC5=CIRCLE/CENT6，TANTO，L1答：其意义为：P32 是 L3 与圆 C1 交点中，X 坐标值偏大的一点。定义 L5 为经过 P5 与直线 LINI 平行的直线。定义 C5 为以 P5 为圆心并与 L1 相切的圆。2-33为什么要对工件廓形进行拟合？答：由于大多数数控机只具备直线和圆弧插补，所以在连续控制系统的数控机床上加工成形轮廓的工件时，都先要对工件廓形曲线进行拟合，代替原来的轮廓曲线，然后才能使用数控机床的 G 功能加工出所需的廓形曲线。已知工件廓形方程时，可以用哪些方法进行插补计算？答：已知工件廓

25、形方程时，可以采用直线插补和圆弧插补计算。直线插补计算常采用等间距法和等误差法。直线插补时，等误差计算法的基本原理是什么？答：等误差法拟合廓形曲线时，可以使每段的拟合误差相等，且小于或等于曲线上都很光滑，并且具有连续曲率。另外，由于三次样条函数是建立在材料力学弹性梁变形的理论基础上，故只能应用于小挠度的情况，即工件廓形曲线斜率变化不大的场合。2-38三次样条曲线插值教育处优缺点？答：用三次样条函数分段拟合列表线时计算程序简单、方便、拟合效果好，可保证一阶、二阶导数连续。但是有以下缺点：（1）拟合后的图形不具备几何不变性。即当坐标系变化后，三次样条函数随之变化。虽然仍通过这些型值点，但与原来的样

26、条函数不完全重合。（2）现在的数控机广泛使用直线插补器或圆弧插补器，故插值出来的三次样条函数尚需用直线或圆弧作第二次拟合，将三次样条曲线变成分段的圆弧或直线，增加了计算量并降低了拟合精度。2-39双圆弧 近法的优缺点是什么？答：双圆弧 近法是在两个型值点之间用两个相切的圆弧拟合工作廓形曲线。其优点是：（1）每段圆弧的圆心和半径是几何不变量，它的形状不随坐标选择而变。（2）使圆弧 近法以后，可直接用于零件的编程计算，不需要进行二次拟合。计算方法比三次样条法简单、准确。可以拟合大挠度曲线。主要缺点是：要先建立局部坐标，再进行坐标变换，多一道步骤。2-40 为什么在双圆弧 近计算时采用局部坐标，而在

27、计算完毕后，还要将计算结果转换回原来曲线的坐标系中？答：双圆弧 近计算时，首先要建立局部坐系，即以相邻的两个型值点联线为横坐标 U，通过前一个型值点并与U 轴垂直的线为纵坐标 V，在每一个局部坐标系中有两段圆弧相切，需求出这两段圆弧的半径和圆心。采用局部坐标系有以下好处：计算简单方便；可以解决大挠度曲线；采用局部坐标系后，双圆弧可具有较好的保凸性。但是在插补编程时，需要知道圆心在整体坐标系 OXY 中的坐标值，故还要将计算结果转换回原来曲线的坐标系中。2-41 用三次样条函数插值法拟合 n 个型值点，有条三次样条曲线表示该点列：如圆弧 近法拟合 n 个型值点，需建立个局部坐标系，由段圆弧拟合该

28、点列。答：n-1n-12(n-1)2-42圆弧 近法拟合曲线时，一对相邻型值点之间的两个圆弧相切，下列叙述中正确的是。切点是唯一的切点必须是息；（2）信息处理功能。对外部输入的各种有关控制信息进行相应的算术运算和逻辑处理，以便对执行机构发出相应的动作指令；（3）控制功能。由于保持控制系统内各功能的动作及各之间的协调；输入/输出功能。由于保持对外随着系和机床控制状态信息的输入和输出；适应环境的功能。在计算机数控系统中，可以人工或自动改变程序，以适应环境条件和加工状态的变化。3-4CNC 系统中微机译码程序的功能是什么？答：译码程序的功能是将输入的零件轮廓信息、加工速度及辅助功能进行识别处理。将这

29、引起零件程序翻译成计算机能够识别的代码。3-5CNC 系统常用的插补方法中，有一种是数据采样法。计算机执行插补程序输出的是数据而不脉冲。这种方法适用于。开环控制系统答：闭环控制系统点位控制系统连续控制系统3-7工业控制计算机与通用计算机相比，显著特点？答：根据数控机床的特殊要求，它具有两个显著特点：（1）高可靠性：工业生产一般要求 CNC 系统具有很强的能力，能在比较恶劣的环境中可靠地工作，要求 CNC 系统具有较高的平均无故障率和很短的修复时间。（2）编程简单，操作方便。以方便用户使用。3-8为了提高 CNC 系统的可靠性，可采取哪些措施？正确是。采用单片机采用模块化结构答：采采用光电CPU

30、电路提高时钟频率3-9CNC 系统中的微机部分，订要由微处理器（CPU）、和 1/O 接口电路组成。由、和三条信号线联接。器（RAM 和 ROM）答：数据总线地址总线控制总线题型变换：CNC 系统中的微机部分，主要由、和组成。由数据总线、地址总线和控制总线三条信号线联接。答：微处理器（CPU）器（RAM 和 ROM）I/O 接口电路3-10机床 I/O 控制部分根据机床与微机之间传送信息形式的不同，I/O 控制被划分为、和三种。答：数字量 I/O开关量 I/O模拟量 I/O3-11什么叫微处理器、微机、微机系统？处理（CPU）功能的一片或少数几片大答：微处理器是指具有完整的计算机规模集成电路。

31、微处理器也叫微处理机；微机是指微型计算机，是以微处理机做为 CPU器（RAM、ROM）、I/O的电子计算机，微机除包含微处理器以外，还必须包含接口和系统总线。微机系统是以微机为主体的系统，在这个系统中，除包含微型计算机以外，还包含计算机外设、系统电源。3-13FANCU15 系列的 CNC 系统快速进给速度已达到。切削进给可达到。10m/min2.4mm/s10m/s24m/min100m/min24mm/s哪几部分组成？100m/s2.4m/min3-14 在微机，I/O 接口电路答：微机中 I/O 接口应包括 I/O 接口硬件电路和两方面的内容。根据选用不同的I/O 设备或接口，I/O 的

32、操作方式不同，因而应用程序亦不可。如地址、接口初始化状态设备、工作方式选择等。I/O 硬件电路主要由地址译码、I/O 读写译码和 I/O 接口（如数据缓冲器和数据锁存器等）组成。3-16CNC 系统中的 I/O 控制器通道由、和几部分组成。答：I/O 接口电路光电电路信息转换电路3-17CNC 系统中 I/O 控制通道应具备哪些基本功能？答：（1）可靠地传递输入输出信息；能进行相应的信息转换（如A/D、D/A、电平转换、数字量转开关量、弱电转换强电等）；阻断干扰信号进入计算机。3-18如图 3-2 所示光电电路，其输入与输出的对应状态应是。输入、输出低电平输入低电平，输出输入，输出输入低电平，

33、输出低电平Vc=+5V+12VR1R2反向器74L S04光敏三极管发光G二极管输入信号来自微机输出信号去机床图 3-23-19光电电路（如采用或可探硅输出型光电耦合器件）的主要作用是什么？答：（1）使微机与强电不共地，阻断干扰信号的传导。可以进行信号电平转换。提高驱动能力。3-20试绘出采用成框图。答：如图 3-3 所示。实现环形分配与采用硬件环形分配器的步进电机控制通道组3-21将一台普通车床改造成经济型数控车床，其主电仍为手动控制，但方刀架要能自动转位（90、180270、0），试用框图表明，组成一个完整的数控系统需要哪些基本的硬件电路和设备？答：如图 3-4 所示。步进电机BB 相放大

34、电路步进电机BB 相放大电路图 3-3C 相放大电路CA 相放大电路环形分配器输出端口进给方向光电电路进给脉冲光电电路AC 相放大电路光电电路C光电电路A 相放大电路光电电路输出端口微机APA0、PA1Z进电机光电环形分配器功率放大器PA2、PA3X进电机光电I/OPA4交流电刀架回转光电功率放大器交流控制接PC 口口PB 口PC 口8255A图 3-43-22CNC 系统控制主要由哪些部分组成？答：主要由以下七部分组成。系统管理程序；零件加工源程序的输入、输出设备的管理程序；机床手动控制程序；系统的编译程序；插补程序；伺服控制开关量控制程序；系统自检程序。3-23零件加工程序通过 CNC 系

35、统几个程序的共同处理和加工，最后才能生成控制机床运动的目标信息，这几个程序是。系统管理程序、零件加工源程序的输入输出设备管理程序系统管理程序、机床手动控制程序、插补程序、系统自检程序系统的编译程序、插补程序、伺服控制及开关控制程序系统的管理程序、编译程序、伺服控制及开关控制程序答：3-24机床 I/O 控制回路中的接口是。微处理机键盘LED到位信号功率放大器环形分配器插补程序答：系统管理程序系统的编译程序伺服控制程序3-25目前 CNC 系统控制基本上有两种常用的典型结构，即和。答：前型中断型题型变换：在 CNC 系统控制的结构上，将主要完成插补计算、伺服控制和机床逻辑控制等信息的实时中断服务

36、程序与另一部分主要完成程序的输入、译码、数据处理及管理调度的程序，二者共同完成数控的全部功能的称为；而将在中除了初始化程序以外，各种功能程序均被安排成优先级别不同的中断服务程序称为。答：前型中断型结构中，各种功能程序被安排成优先级别不同的中断服务程别的应是。伺服系统位置控制3-26在中断型系统序，下列程序中被安排成CRT 显示插补运算及转段处理答：译码、刀具中心轨迹计算3-27微机数控系统的模块化设计？答：模专人经设计方法是把控制根据功能划分成具有一种或几种独立功能的单元模板，组成一个模块网络，配上相应的控制，组成一个完整的控制系统。3-28实现控制系统的模块化设计的必要条件是。而模块化设计工

37、作可归结为的选用。答：总线的标准化功能模块3-31微机控制系统的模块化，按照功能，总线标准模块可分为、以及等。答：CUP 模板器板I/O 模板模板3-32采用标准总线模板组成系统时的优缺点有哪些？答：其优点是：提高设计效率，缩短设计、制造周期；提高系统的可靠性；便于调试和维修；能适应技术发展需要；经济上合理。其缺点是：（1）系统硬件模块化，增强了许多插接环节，在有振动的情况下，易出现故障；插接件之间有接触电阻，在不利工作环境下工作时，会出现腐蚀损坏；标准化模板会对某些用户有不需要的多余功能，而使系统的成本提高。第四章进给伺服系统4-1数控机床对伺服驱动系统有哪些要求？答：有以下要求；(1)(2

38、)调速范围宽并有良好的稳定性，尤其是低速时的平稳性；负载特性硬，即使在低速时也应有足够的负载能力；(3)动态响应速度快；(4)(5)高的位移情度；能够频繁地启动；4-2数控机床中常用哪几种电气调速驱动系统？答；电气调速驱动系统的种类很多，在数控机床中常采用以下几种：(1) 直流电调速系统。这种调速系统历史最长，应用最广。近几年出现的直流电脉冲调宽系统()的性能优越，调速比可达 1:10000，在数控机床伺服系统中应用日益广泛。(2) 交流电的夫级调速系统近年来发展很快，调速比已达 1:10000 以上，应用范围日益扩大。(3) 由于步进电价格较低，容易实现调整，系统较简单，定位也较准确，但低速

39、易振动，高速又受矩频特性限制，故常用于经济型数控机床的伺服系统中。题型变换；-M 系统是指。直流发电机电组 可控硅直流调压电源加直流电组脉冲宽度调制器直流电调速系统 感应电变频调速系统答：4-3 它激直流电的调速方法有几种？哪一种得到普遍应用？答：根据直流电转速公式转速低到 10r/min 时，仍无爬行现象，且调速范围宽。(4) 峰值转矩可达额定值的 10 倍。(5) 由于这类电机转动惯量小，一般与负载转动惯量同一量级，甚至在某些机负载的转动惯量要比电机的大得多。这样，机床传动链和执行机构就成了影响整个系统动态特性的主要，增加了调试工作的。而且，当工作情况改变时，系统容易出现不稳定的情况。目前

40、，仅在高速轻载伺服系统，例如数控印刷电路板钻床中采用。4-6大惯量直流电有哪些特点？多用于哪些场合？答：大惯量直流电工作原理与普通它激式直流电机相同，其结构和性能上有以下特点：(1) 转子扁而粗，其长度与直径之比仅为 0.2 左右。在电枢直径相同的条件下，电枢直径（5）过载能力大，最大峰值转矩可达额定转矩的 10 倍，并可在三倍额定转矩的过载条件下工作 30 分钟。由于大惯量电机具有这些优点，在数控机床的闭环、半闭环伺服系统中得到广泛应用。4-7 当交流伺服电机正在旋转时，如果控制信号，则电机将会。以原转速继续转动转速逐渐加大转速逐渐减小立即停止转动答：4-8 交流伺服电的控制方法有、和三种。

41、答：幅值控制相位控制幅值、相位混合控制4-9对步进电机施加一个电脉冲信号时，步进电机就回转一个固定的角度，叫做，电机的总回转角和输入成正比，而电机的转速比于输入脉冲的。答：步距角脉冲数频率4-10步进电机的步距角计算公式为；齿距角的计算公式为；一个齿距角的电角度是；一个步距角的电角度是；步距角越小，意味着它所能达到的位置精度越；在数控制机床中常采用的步距角是。答：(2)电机转子转速随输入信号的脉冲频率而变化。改变输入脉冲频率，即可实现平滑的无级调速，且调速范围相当宽。(3)借助控制线路，易于获得正反转、间歇运动等特殊功能。(4)转子的转动惯量小，启动、停止时间短。一般在信号输入几毫秒或几十毫秒

42、后，即能使电机转动或达到同步转速。信号切断后，电机立即停止转动。(5)输出转角精度高，无累积误差。(6)步进电机的工作状态对各种干扰不敏感。由于步进电机具有上述特点，故在数控机床中得到广泛应用，而且是唯一能以开环结构用于数控机床的电。4-13常用步进电的性能指标有哪些？答：主要性能指标有以下几项：静态距一角特性和最大静态转矩。启动转矩答：因为步进电机的绕组是感性负载，在通电或断电时，绕组电流不能突变而是按指数规律变化。在绕组通电时，电流逐渐上升，从而有效转矩较小。绕组断电时，电流亦逐渐下降，残余电生与转动方向相反的力矩。这些都使电机产生的平均转矩下降。另外，由于运行频率的提高，磁力线变化加剧，

43、使涡流损耗增加，也造成输出转矩的下降。4-15步进电机瑾为：(1)90BF3；(2)107BYG4。说明其瑾中各数字及字符的含义。答：(1)BF 代表该步进电机为反应式，外径 90mm，三相控制绕组；(2)BYG 代表该步进电机为混合式，外径 107mm，四相励磁绕组。4-16 步进电机转子有 80 个齿，采用三相六拍驱动方式，经丝杠螺母传动副驱动工作台做直线运动，丝杠的导5mm，工作台移动最大速度为 6mm/s。求：(1)步进电机的步距角题型变换：感应同步器定尺绕组中感应的总电势是滑尺上和可产生的感应电势的。答：正弦绕组余弦绕组矢量和4-23为了改善磁栅传感器的输出信号，常采用有 n 个间隙

44、的磁头，磁头之间间隔为。1/4 节距1/2 节距一个节距节距的整倍数答：4-24在磁栅传感器中，有 n 个间隔为 1/2 节距的磁头，相邻两磁头的输出绕组，这样得到的信号将为单个磁头输出信号的 n 倍。正向串接反向并接反向串接反向并接答：题型变换：有 n 个间隔为 1/2 节距的磁头的磁栅传感器，相邻两磁头的输出绕组反向串接，则其输出为单个磁头输出的倍。nn/22n4n答：4-25设有一光栅的条纹密度是 10 条/mm，要利用它测出 1题型变换：循环码的特点是。答：相邻两个数码之间只有一们变化4-27对于单个码盘为 16 位的光电编码盘，它能测出的最小角位移为。11.7611.250.1960.0055(33)答：4-28旋转变压器工作时，加到励磁绕组的电压UL=Umsin用于光栅、光电盘等位置传感器 用于光栅、磁栅等位置传感器中只能用于光栅位置传感器中用于感应同步器、旋转变压器等位置传感器中答：题型变换：细分电路的主要作用是和。答：辨