2025年数控论文试题及答案

2025年数控论文试题及答案一、选择题（每题2分，共40分）1.数控系统中，（）指令在加工过程中是模态的。A.G01、F、SB.G27、G28C.M02D.M03答案：A解析：模态指令是指一经在一个程序段中指定，便保持有效到以后的程序段中出现同组的另一代码才失效的代码。G01（直线插补）、F（进给速度）、S（主轴转速）都是模态指令；G27、G28是非模态指令；M02是程序结束指令，不是模态指令；M03虽然是模态指令，但本题问的是一组模态指令，A选项更全面。2.数控机床的核心是（）。A.伺服系统B.数控系统C.反馈系统D.传动系统答案：B解析：数控系统是数控机床的核心，它接受输入装置送来的程序和数据，经过数控装置的系统软件或逻辑电路进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种信号和指令，控制机床的各个部分，使其按规定的动作和顺序进行工作。伺服系统是执行机构；反馈系统用于检测机床的运动状态并反馈给数控系统；传动系统是传递动力的部分。3.数控编程时，应首先设定（）。A.机床原点B.固定参考点C.机床坐标系D.工件坐标系答案：D解析：在数控编程中，首先要确定工件坐标系。工件坐标系是编程人员在编程时使用的坐标系，它是根据工件的特点和加工要求来设定的。机床原点和固定参考点是机床本身的基准点；机床坐标系是机床固有的坐标系，而编程通常是基于工件坐标系进行的。4.下列G代码中（）是非模态代码。A.G00B.G01C.G04D.G17答案：C解析：G04是暂停指令，它只在当前程序段有效，属于非模态代码。G00（快速定位）、G01（直线插补）、G17（选择XY平面）都是模态代码。5.数控机床的联动轴数是指机床（）。A.数控装置控制的轴数B.同时控制的轴数C.主轴的轴数D.进给轴的轴数答案：B解析：数控机床的联动轴数是指机床同时控制的轴数。例如，三轴联动的数控机床可以同时控制X、Y、Z三个轴的运动，实现复杂曲面的加工。数控装置控制的轴数不一定都能同时联动；主轴的轴数与联动轴数概念不同；进给轴的轴数也不直接等同于联动轴数。6.圆弧插补指令G02/G03中I、J、K地址的值是（）。A.圆弧起点相对于圆弧圆心的增量坐标B.圆弧圆心相对于圆弧起点的增量坐标C.圆弧终点相对于圆弧圆心的增量坐标D.圆弧圆心相对于圆弧终点的增量坐标答案：B解析：在圆弧插补指令G02（顺时针圆弧插补）/G03（逆时针圆弧插补）中，I、J、K分别表示圆弧圆心相对于圆弧起点在X、Y、Z轴上的增量坐标。7.为了保证数控机床能满足不同的工艺要求，并能够获得最佳切削速度，主传动系统的要求是（）。A.无级调速B.变速范围宽C.分段无级变速D.变速范围宽且能无级变速答案：D解析：为了保证数控机床能满足不同的工艺要求，并能够获得最佳切削速度，主传动系统需要有较宽的变速范围，以适应不同材料、不同刀具和不同加工要求。同时，无级变速可以使主轴在变速范围内连续地调整转速，获得最佳的切削速度，提高加工质量和效率。8.数控车床中，转速功能字S可指定（）。A.mm/rB.r/mmC.r/minD.mm/min答案：C解析：在数控车床中，转速功能字S通常指定主轴的转速，单位是r/min（转/分钟）。mm/r是每转进给量的单位；r/mm不是常用的数控编程单位；mm/min是进给速度的单位。9.数控系统中，（）指令是固定循环指令。A.G04B.G28C.G81D.G92答案：C解析：G81是钻孔固定循环指令，用于简化钻孔加工的编程。G04是暂停指令；G28是返回参考点指令；G92是螺纹切削循环指令，但不是本题所问的固定循环指令范畴，一般固定循环主要用于孔加工等，G81更符合。10.用逐点比较法插补直线OA，其起点坐标为O（0，0），终点坐标A（5，8），若采用插补的总步数作为终点减法计数器JE的初始值，则JE=（）。A.5B.8C.13D.以上都不对答案：C解析：逐点比较法插补直线时，插补的总步数等于终点坐标的X坐标绝对值与Y坐标绝对值之和。本题中，X=5，Y=8，所以总步数JE=|5|+|8|=13。11.数控机床的伺服系统是指（）。A.主轴驱动系统B.进给驱动系统C.辅助装置D.自动换刀装置答案：B解析：数控机床的伺服系统主要是指进给驱动系统，它的作用是根据数控装置发出的指令，精确地控制机床各坐标轴的运动，实现工件的加工。主轴驱动系统主要控制主轴的转速；辅助装置包括润滑、冷却等装置；自动换刀装置用于刀具的更换。12.数控编程时，通常用F指令表示（）。A.主轴转速B.进给速度C.切削深度D.刀具补偿答案：B解析：在数控编程中，F指令用于表示进给速度，单位可以是mm/min（每分钟进给量）或mm/r（每转进给量）。主轴转速用S指令表示；切削深度通常在编程中不是用专门的一个指令表示，而是通过刀具路径和切削参数综合确定；刀具补偿用G40、G41、G42等指令表示。13.下列关于数控机床组成的描述不正确的是（）。A.数控机床通常由控制介质、数控装置、伺服系统和机床本体组成B.数控装置是数控机床的核心，它接受控制介质送来的程序和数据C.伺服系统是数控机床的执行机构，它接受数控装置的指令，驱动机床运动部件D.机床本体是数控机床的机械部分，它与普通机床的结构完全相同答案：D解析：机床本体虽然是数控机床的机械部分，但它与普通机床的结构并不完全相同。数控机床的机床本体在精度、刚度、抗振性等方面有更高的要求，并且通常采用了一些特殊的结构和部件，以适应数控加工的需要，如滚珠丝杠副、直线导轨等。A、B、C选项的描述都是正确的。14.数控铣床中，G41、G42指令是用于（）。A.刀具半径补偿B.刀具长度补偿C.刀具角度补偿D.以上都不对答案：A解析：G41是左刀补指令，G42是右刀补指令，它们用于刀具半径补偿。刀具长度补偿通常用G43、G44等指令；数控编程中一般没有刀具角度补偿的专门指令。15.对于数控车床，其恒线速度控制是通过（）来实现的。A.改变主轴转速B.改变进给速度C.改变切削深度D.以上都不对答案：A解析：在数控车床的恒线速度控制中，当加工不同直径的工件时，为了保证切削点的线速度恒定，需要根据工件直径的变化改变主轴转速。进给速度和切削深度与恒线速度控制没有直接关系。16.数控系统中，绝对坐标和相对坐标编程的指令分别是（）。A.G90、G91B.G91、G90C.G92、G93D.G93、G92答案：A解析：G90是绝对坐标编程指令，所有的编程坐标值都是相对于工件坐标系原点的绝对坐标；G91是相对坐标编程指令，编程坐标值是相对于前一位置的增量坐标。G92是螺纹切削循环或设定工件坐标系指令；没有G93这样典型的绝对/相对坐标编程指令。17.数控机床的精度主要包括（）。A.几何精度、定位精度、重复定位精度B.几何精度、加工精度、表面粗糙度C.定位精度、重复定位精度、加工精度D.以上都不对答案：A解析：数控机床的精度主要包括几何精度、定位精度和重复定位精度。几何精度反映了机床的基础精度，如导轨的直线度等；定位精度是指机床运动部件实际到达位置与指令位置的符合程度；重复定位精度是指在相同条件下，同一指令位置多次定位时的位置一致性。加工精度和表面粗糙度是加工结果的指标，不是机床本身精度的分类。18.数控编程时，子程序调用指令是（）。A.M98B.M99C.M02D.M03答案：A解析：M98是子程序调用指令，用于调用指定编号的子程序。M99是子程序返回指令；M02是程序结束指令；M03是主轴正转指令。19.数控机床的坐标轴采用（）确定。A.右手笛卡尔直角坐标系B.左手笛卡尔直角坐标系C.极坐标系D.球坐标系答案：A解析：数控机床的坐标轴采用右手笛卡尔直角坐标系来确定。右手笛卡尔直角坐标系规定了X、Y、Z轴的正方向，便于统一编程和机床的运动控制。20.下列哪种检测装置不用于位置检测（）。A.光电编码器B.光栅尺C.感应同步器D.测速发电机答案：D解析：光电编码器、光栅尺和感应同步器都可以用于位置检测。光电编码器可以将角位移转换为电信号，用于检测旋转轴的位置；光栅尺用于直线位置的检测；感应同步器也可用于直线或角度位置的测量。测速发电机主要用于速度检测，而不是位置检测。二、填空题（每题2分，共20分）1.数控机床按运动控制方式可分为______、______和______。答案：点位控制数控机床、直线控制数控机床、轮廓控制数控机床解析：点位控制数控机床只控制刀具或工作台从一点移动到另一点的准确定位，对运动轨迹没有要求；直线控制数控机床不仅要控制点与点的准确位置，还要控制两点之间的移动速度和轨迹，一般是沿坐标轴的直线运动；轮廓控制数控机床能够同时对两个或两个以上的坐标轴进行连续控制，加工出复杂的曲线或曲面轮廓。2.数控编程中的数值计算主要包括______、______和______的计算。答案：基点坐标、节点坐标、刀具中心轨迹坐标解析：基点是构成零件轮廓的各相邻几何元素的交点或切点；节点是当被加工零件的轮廓形状与数控系统的插补功能不一致时，用直线段或圆弧段逼近零件轮廓时相邻逼近线段的交点；刀具中心轨迹坐标是考虑刀具半径补偿后刀具中心的运动轨迹坐标，这些数值计算是数控编程的重要基础。3.数控系统中，G代码分为______代码和______代码。答案：模态、非模态解析：如前面选择题中所述，模态代码一经指定，在后续程序段中持续有效，直到被同组的其他代码取代；非模态代码只在当前程序段有效。4.数控机床的主轴部件通常采用______轴承和______轴承来提高主轴的旋转精度和刚度。答案：角接触球、双列圆柱滚子解析：角接触球轴承可以同时承受径向载荷和轴向载荷，能很好地保证主轴的轴向精度；双列圆柱滚子轴承具有较高的径向刚度，能够承受较大的径向载荷，两者配合使用可以提高主轴的旋转精度和刚度。5.数控车床的刀架分为______刀架和______刀架两种。答案：排式、转塔解析：排式刀架结构简单，刀具沿直线排列，一般用于小型数控车床；转塔刀架可以安装多把刀具，通过转塔的旋转实现刀具的更换，适用于中、大型数控车床。6.数控编程中，刀具半径补偿的建立通过______指令和______指令实现。答案：G41、G42解析：G41是左刀补指令，刀具沿进给方向左侧进行半径补偿；G42是右刀补指令，刀具沿进给方向右侧进行半径补偿。7.数控机床的进给传动系统常用的传动部件有______、______和______等。答案：滚珠丝杠副、直线导轨、联轴器解析：滚珠丝杠副将回转运动转化为直线运动，具有传动效率高、精度高、运动平稳等优点；直线导轨用于支撑和引导运动部件，保证运动的直线性和精度；联轴器用于连接电机轴和丝杠轴，传递扭矩。8.数控系统的插补算法主要有______和______两种。答案：脉冲增量插补、数据采样插补解析：脉冲增量插补适用于以步进电机为驱动装置的开环数控系统，它每次插补运算产生一个脉冲控制步进电机转动一步；数据采样插补用于闭环和半闭环数控系统，它根据编程的进给速度，将轮廓曲线按时间分割为一系列微小的直线段进行插补计算。9.数控机床的刀具交换方式有______和______两种。答案：无机械手换刀、有机械手换刀解析：无机械手换刀是通过刀库和主轴的相对运动实现刀具的交换，结构简单，但换刀时间较长；有机械手换刀利用机械手进行刀具的抓取和交换，换刀速度快，适用于高速加工的数控机床。10.数控编程中，M代码主要用于控制机床的______功能，如______、______等。答案：辅助、主轴的启停、冷却液的开关解析：M代码是辅助功能代码，用于控制机床的辅助动作，除了主轴的启停（如M03、M04、M05）、冷却液的开关（如M08、M09）外，还可以控制换刀（如M06）、程序的结束（如M02、M30）等。三、简答题（每题10分，共30分）1.简述数控加工的特点。答案：加工精度高：数控机床是按照预定的程序自动进行加工，避免了人为因素的干扰，而且数控系统具有误差补偿功能，能够保证加工精度的稳定性和一致性，一般尺寸精度可达±0.005～±0.01mm。生产效率高：数控机床的主轴转速和进给速度范围大，能够进行强力切削和高速切削，空行程运动速度快，同时还可以自动换刀和自动变速，减少了辅助时间，因此加工效率比普通机床高3～5倍，甚至更高。适应性强：当加工对象改变时，只需要重新编制加工程序，不需要对机床进行复杂的调整，就可以快速地适应新的加工要求，特别适合于多品种、小批量生产。自动化程度高：数控加工过程自动完成，操作人员只需要装卸工件、操作键盘和监控加工过程，劳动强度大大降低，同时也减少了人为操作失误的可能性。加工质量稳定：由于数控加工是按照程序进行的，只要程序正确，加工过程稳定，就可以保证每个工件的加工质量基本一致，产品质量的稳定性好。利于生产管理现代化：数控加工可以实现生产过程的自动化管理，便于与计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）等技术集成，实现生产信息的数字化管理，提高企业的生产管理水平。2.什么是刀具半径补偿？其作用是什么？答案：刀具半径补偿是指数控系统在进行轮廓加工时，将刀具中心轨迹自动地偏离工件轮廓一个刀具半径值，使刀具中心按一定的规则运动，从而加工出符合要求的工件轮廓的功能。其作用主要有以下几点：简化编程：在编程时，不需要考虑刀具的实际半径大小，只需按照工件的轮廓尺寸进行编程。当刀具磨损、更换刀具或刀具半径发生变化时，只需修改刀具半径补偿值，而不需要重新编写程序，大大简化了编程工作。提高加工精度：在实际加工中，刀具存在一定的磨损，通过调整刀具半径补偿值，可以补偿刀具磨损带来的尺寸误差，保证加工精度。同时，在粗、精加工时，可以通过设置不同的刀具半径补偿值，实现粗、精加工的分开，提高加工质量。实现不同尺寸的加工：通过改变刀具半径补偿值，可以在不改变程序的情况下，加工出不同尺寸的工件，增加了加工的灵活性。例如，在模具加工中，可以通过调整刀具半径补偿值，对模具进行修模和试模。3.简述数控机床的伺服系统的组成和分类。答案：组成：控制器：它是伺服系统的核心部分，接受数控装置发出的指令信号，经过处理和运算后，输出控制信号给驱动器。控制器通常包括位置控制器、速度控制器和电流控制器等。驱动器：驱动器根据控制器发出的控制信号，将电能转换为机械能，驱动电机运转。它主要由功率放大器、逆变电路等组成，能够提供足够的功率和合适的电压、电流给电机。执行元件：执行元件是伺服系统的动力源，常用的执行元件有步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机等。它们将电能转换为机械能，带动机床的运动部件进行运动。检测装置：检测装置用于检测执行元件的位置、速度等实际运行参数，并将检测信号反馈给控制器。通过反馈控制，使执行元件的实际运行状态与控制器发出的指令信号一致，保证伺服系统的精度和稳定性。常见的检测装置有光电编码器、光栅尺、感应同步器等。分类：按控制方式分类：开环伺服系统：系统中没有位置检测装置，控制器根据输入的指令信号直接控制驱动器和执行元件的运动，不进行反馈控制。开环伺服系统结构简单、成本低，但精度和稳定性较差，一般用于精度要求不高的数控机床。闭环伺服系统：系统中装有位置检测装置，安装在机床的运动部件上，直接检测运动部件的实际位置。控制器将检测到的实际位置与指令位置进行比较，根据偏差进行控制，使运动部件准确地到达指令位置。闭环伺服系统精度高，但结构复杂、成本高，调试和维护难度大。半闭环伺服系统：位置检测装置安装在电机轴或丝杠轴上，间接检测运动部件的位置。半闭环伺服系统的精度介于开环和闭环之间，结构相对简单，调试和维护也比较方便，应用较为广泛。按执行元件分类：步进电机伺服系统：采用步进电机作为执行元件，通过控制器发出的脉冲信号控制步进电机的转动步数和转速。步进电机伺服系统结构简单、成本低，但精度和响应速度较低，适用于小型数控机床和对精度要求不高的场合。直流伺服电机伺服系统：使用直流伺服电机作为执行元件，具有调速范围宽、转矩大、控制性能好等优点。但直流伺服电机存在换向器和电刷，需要定期维护，而且结构复杂、成本较高。交流伺服电机伺服系统：以交流伺服电机为执行元件，克服了直流伺服电机的缺点，具有调速范围宽、动态响应快、精度高、可靠性好等优点，是目前数控机床中应用最广泛的