《数控机床》期末考试AB卷带答案

《数控机床》期末考试AB卷带答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.数控系统中，实现刀具半径补偿的关键参数是（）。A.刀具长度B.刀具半径C.主轴转速D.进给速度2.下列哪项不是闭环数控系统的组成部分？（）A.位置检测装置B.伺服电机C.数控装置D.步进电机3.数控车床编程中，G00指令表示（）。A.直线插补B.快速定位C.圆弧插补D.暂停4.加工中心的“换刀点”通常设置在（）。A.工件表面B.机床参考点C.刀具交换区域D.编程原点5.下列哪种检测元件属于增量式位置检测装置？（）A.绝对式编码器B.光栅尺C.旋转变压器D.感应同步器6.数控系统中，F功能表示（）。A.进给速度B.主轴转速C.刀具补偿D.程序段号7.车削加工中，G71指令用于（）。A.外圆粗车循环B.端面粗车循环C.螺纹加工循环D.钻孔循环8.数控机床的“超程报警”通常是由于（）。A.刀具磨损B.坐标轴移动超出极限位置C.主轴过载D.冷却液不足9.下列G代码中，属于模态指令的是（）。A.G04（暂停）B.G01（直线插补）C.G92（工件坐标系设定）D.G40（刀具半径补偿取消）10.数控铣床中，G54指令的作用是（）。A.选择第一工件坐标系B.设定刀具长度补偿C.开启镜像加工D.定义参考点二、填空题（每空1分，共10分）1.数控装置的核心部件是__________，其主要功能是完成__________和__________。2.伺服系统按控制方式可分为开环、__________和__________三种类型。3.数控编程中，G90表示__________编程，G91表示__________编程。4.加工中心的刀具交换装置主要有__________和__________两种形式。5.数控机床的定位精度主要受__________和__________的影响。三、判断题（每题1分，共10分）1.闭环系统的位置检测装置安装在机床工作台上。（）2.G41是刀具右补偿指令，G42是刀具左补偿指令。（）3.数控车床的X轴通常与主轴轴线平行。（）4.步进电机的转角与输入的脉冲数成正比，适用于高精度加工。（）5.加工中心必须具备自动换刀装置和刀库。（）6.圆弧插补指令G02表示顺时针圆弧，G03表示逆时针圆弧（以刀具运动方向看）。（）7.数控系统的“单段运行”功能可用于程序调试。（）8.刀具长度补偿指令G43用于刀具长度正补偿，G44用于负补偿。（）9.数控机床的重复定位精度反映了多次定位时的一致性，数值越小越好。（）10.编程时，绝对坐标系和增量坐标系可在同一程序段中混合使用。（）四、简答题（每题6分，共30分）1.简述数控车床与普通车床在结构和功能上的主要区别。2.说明FANUC系统中G71指令的格式及各参数含义，并举例说明其应用场景。3.伺服系统的基本要求有哪些？试列举两种常见的伺服电机类型。4.数控系统的抗干扰措施主要包括哪些方面？5.加工中心的自动换刀流程通常包括哪几个步骤？五、综合题（每题10分，共20分）1.如图所示（假设工件为直径50mm、长度80mm的棒料，加工外圆至直径40mm、长度60mm，左端留2mm加工余量），试编写FANUC系统数控车床加工程序（要求包含刀具选择、坐标系设定、粗精加工循环、退刀等步骤，进给速度F100，主轴转速S800）。2.某数控铣床运行时出现“401号报警（伺服未准备好）”，试分析可能的故障原因，并提出3种排查方法。数控机床期末考试A卷答案一、单项选择题1.B2.D3.B4.C5.B6.A7.A8.B9.B10.A二、填空题1.中央处理器（CPU）；输入处理；插补运算（或数据处理、控制输出）2.半闭环；闭环3.绝对式；增量式4.机械手换刀；无机械手换刀（或转塔换刀）5.机械传动误差；检测系统精度三、判断题1.√2.×（G41左补偿，G42右补偿）3.×（X轴与主轴垂直）4.×（步进电机精度较低）5.√6.×（以工件为基准看方向）7.√8.√9.√10.√四、简答题1.结构区别：数控车床有数控系统、伺服驱动装置、位置检测装置（闭环/半闭环）；普通车床无电子控制，依赖手动操作。功能区别：数控车床可自动完成复杂轮廓加工（如圆弧、锥度），支持多轴联动；普通车床需手动调整刀具和进给，适合简单形状加工。2.G71指令格式：G71U(Δd)R(e)P(ns)Q(nf)X(Δx)Z(Δz)F(f)S(s)T(t)。参数含义：Δd（每次切削深度，半径值）；e（退刀量）；ns（精加工路径起始程序段号）；nf（精加工路径结束程序段号）；Δx（X向精加工余量，直径值）；Δz（Z向精加工余量）。应用场景：适用于圆柱面或圆锥面的粗车循环，尤其适合轴向尺寸较长、径向切削量大的零件。3.基本要求：高精度（定位和跟踪精度）、快速响应（小时间常数）、宽调速范围、足够的输出扭矩。常见伺服电机：交流伺服电机、直流伺服电机（或直线伺服电机）。4.抗干扰措施：①电源抗干扰（隔离变压器、滤波器、稳压电源）；②接地处理（系统地、屏蔽地、保护地分开）；③信号传输抗干扰（屏蔽线、双绞电缆）；④软件抗干扰（数字滤波、指令冗余、watchdog电路）。5.换刀流程：①主轴准停（定位刀具）；②刀库移动至换刀位置；③机械手抓住主轴刀具和刀库待换刀具；④主轴松刀，机械手拔刀；⑤机械手旋转180°交换刀具；⑥机械手插刀，主轴紧刀；⑦机械手复位，刀库返回原位置。五、综合题1.参考程序（O0001）：T0101（选择1号外圆刀，刀补1）；M03S800（主轴正转，800r/min）；G00X52Z2（快速定位至起刀点）；G71U2R1（每次切削深度2mm，退刀1mm）；G71P10Q20X-2Z0.5F100（X向余量-2mm，Z向0.5mm）；N10G01Z-62F80（精加工起始段，车削至Z-62）；X40（车削外圆至φ40）；N20G01X50Z2（精加工结束段，退刀）；G70P10Q20（精加工循环）；G00X100Z100（返回换刀点）；M05（主轴停）；M30（程序结束）。2.可能原因：①伺服驱动器电源未接通；②伺服电机过载或短路；③编码器故障（信号丢失）；④伺服驱动器参数设置错误；⑤连接电缆断路或接触不良。排查方法：①检查伺服驱动器电源指示灯，确认24V/380V供电正常；②用万用表测量电机绕组电阻，判断是否短路；③查看系统诊断界面，确认编码器反馈信号是否正常；④复位驱动器参数至出厂值，重新调试；⑤更换备用电缆，测试是否恢复。数控机床期末考试B卷一、单项选择题（每题2分，共20分）1.数控系统中，实现刀具长度补偿的指令是（）。A.G40B.G41C.G43D.G492.下列哪项属于开环控制系统的特点？（）A.无位置检测装置B.精度高C.成本高D.响应速度快3.数控铣床编程中，G02X_Y_R_表示（）。A.顺时针圆弧插补（用半径指定）B.逆时针圆弧插补（用半径指定）C.顺时针圆弧插补（用圆心坐标指定）D.逆时针圆弧插补（用圆心坐标指定）4.加工中心的“刀具寿命管理”功能主要用于（）。A.记录刀具使用时间B.自动更换磨损刀具C.调整切削参数D.优化加工路径5.下列检测元件中，精度最高的是（）。A.旋转变压器B.感应同步器C.光栅尺D.光电编码器6.数控系统中，S功能表示（）。A.进给速度B.主轴转速C.刀具补偿D.程序段号7.车削加工中，G76指令用于（）。A.外圆粗车循环B.端面粗车循环C.螺纹加工循环D.钻孔循环8.数控机床的“主轴定向”功能主要用于（）。A.提高切削效率B.保证换刀时刀具位置准确C.减少振动D.降低能耗9.下列G代码中，属于非模态指令的是（）。A.G01（直线插补）B.G04（暂停）C.G90（绝对编程）D.G41（刀具补偿）10.数控车床中，G50指令的作用是（）。A.设定工件坐标系B.设定主轴最高转速C.开启恒线速控制D.定义参考点二、填空题（每空1分，共10分）1.数控系统的硬件主要由__________、__________和__________组成。2.插补的实质是根据给定的__________和__________，在理想轨迹上计算出若干中间点的坐标值。3.数控编程中，M03表示__________，M05表示__________。4.加工中心的刀库类型主要有__________和__________（列举两种）。5.数控机床的反向间隙主要由__________和__________引起。三、判断题（每题1分，共10分）1.半闭环系统的位置检测装置安装在电机轴或丝杠上。（）2.G40是刀具半径补偿取消指令，必须与G41/G42成对使用。（）3.数控铣床的Z轴通常与主轴轴线平行。（）4.交流伺服电机比直流伺服电机更易维护，无电刷磨损问题。（）5.加工中心的“刚性攻丝”功能需要主轴与进给轴严格同步。（）6.圆弧插补时，R为正值表示圆弧小于180°，负值表示大于180°。（）7.数控系统的“手轮进给”功能可用于精确调整刀具位置。（）8.刀具半径补偿仅在G01或G02/G03指令中有效，G00时无效。（）9.数控机床的热变形会影响加工精度，可通过预热机床缓解。（）10.编程时，同一程序段中只能使用绝对坐标或增量坐标，不能混合。（）四、简答题（每题6分，共30分）1.简述数控铣床与普通铣床在加工方式上的主要差异。2.说明西门子系统中CYCLE83指令的格式及应用场景（深孔钻循环）。3.数控系统的“插补”有何作用？常用的插补算法有哪些？4.数控机床的维护包括哪些主要内容？列举3项日常维护项目。5.数控车床的“对刀”目的是什么？常用的对刀方法有哪些？五、综合题（每题10分，共20分）1.如图所示（假设工件为直径60mm、长度100mm的棒料，需加工内孔至直径45mm、深度50mm，孔口倒角C1，试编写FANUC系统数控车床加工程序（要求包含刀具选择、坐标系设定、粗精加工循环、退刀等步骤，进给速度F80，主轴转速S600）。2.某数控车床运行时出现“500号报警（X轴软限位超程）”，试分析可能的故障原因，并提出3种解决方法。数控机床期末考试B卷答案一、单项选择题1.C2.A3.A4.B5.C6.B7.C8.B9.B10.A二、填空题1.输入输出装置；数控装置；伺服驱动装置2.轨迹类型（直线/圆弧）；进给速度3.主轴正转；主轴停转4.圆盘式刀库；链式刀库（或斗笠式、转塔式）5.齿轮间隙；丝杠螺母副间隙三、判断题1.√2.√3.√4.√5.√6.√7.√8.×（G00时也可生效）9.√10.×（可以混合使用）四、简答题1.加工方式差异：数控铣床通过程序控制多轴联动，可自动完成复杂曲面（如三维轮廓、型腔）加工；普通铣床依赖手动操作，仅能加工简单平面、沟槽，需频繁调整刀具和进给。2.CYCLE83格式：CYCLE83(RTP,RFP,SDIS,DP,DPR,FDEP,FDPR,DAM,DT,DTS,FRF,VARI)。参数含义：RTP（参考平面）、RFP（工件表面）、SDIS（安全距离）、DP（孔底坐标）、DPR（孔深）、FDEP（第一次钻孔深度）、FDPR（后续钻孔深度）、DAM（递减量）、DT（暂停时间）、DTS（退刀时暂停）、FRF（进给率系数）、VARI（加工类型）。应用场景：深孔钻削（孔深≥5倍直径），通过多次啄钻排屑，避免钻头过热。3.插补作用：根据零件轮廓的起点、终点和形状，计算出轨迹上各中间点的坐标，控制伺服系统精确运动。常用算法：逐点比较法、数字积分法（DDA）、时间分割法、样条插补（B样条、NURBS）。4.维护内容：机械部分（润滑、导轨清洁）、电气部分（电路板除尘、接线检查）、液压/气动系统（油位、压力调整）、数控系统（参数备份、电池更换）。日常维护项目：①每天清洁导轨并加注润滑油；②每周检查冷却液位和过滤装置；③每月检查伺服电机连接电缆是否松动。5.对刀目的：确定刀具与工件坐标系的相对位置，保证程序中坐标指令与实际加工位置一致。常用方法：试切对刀法（手动车削外圆/端面，测量