数控理论试卷及答案

数控理论及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.世界上第一台数控机床诞生在（）。A.美国B.日本C.德国D.英国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3.下列指令中属于模态指令的是（）。A.G00B.G04C.M03D.M054.用于指定螺纹加工的指令是（）。A.G32B.G01C.G02D.G035.刀具半径补偿指令中，刀具左补偿是（）。A.G40B.G41C.G42D.G436.数控编程时，通常用F指令表示（）。A.进给速度B.主轴转速C.刀具号D.程序段号7.以下哪种数控机床不属于轮廓控制机床（）。A.数控车床B.数控铣床C.数控磨床D.数控钻床8.开环控制系统的主要特征是系统内（）位置检测反馈装置。A.有B.没有C.有时有，有时没有D.以上都不对9.数控系统中，（）指令在加工过程中是模态的。A.G27、G28B.G01、FC.M02D.M0310.数控机床的运动配置有不同的形式，需要考虑工件与刀具相对运动关系及坐标方向，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11.圆弧插补指令G02和G03的区别在于（）。A.刀具的进给速度B.刀具的进给方向C.圆弧的顺逆方向D.圆弧的起点和终点12.当零件图尺寸为链状尺寸标注时，适宜用（）编程。A.绝对值编程B.相对值编程C.两者混合D.先绝对值后相对值编程13.数控机床坐标轴命名原则规定，（）的运动方向为该坐标轴的正方向。A.刀具远离工件B.刀具接近工件C.工件远离刀具D.工件接近刀具14.辅助功能M00的作用是（）。A.程序停止B.程序结束C.主轴停止D.冷却液关闭15.数控车床的刀架的两个方向运动分别是由（）伺服电动机驱动的。A.1台B.2台C.3台D.4台二、多项选择题（每题3分，共15分）1.数控系统的主要功能包括（）。A.控制功能B.准备功能C.插补功能D.进给功能E.辅助功能2.以下属于数控机床按控制运动轨迹分类的有（）。A.点位控制数控机床B.直线控制数控机床C.轮廓控制数控机床D.开环控制数控机床E.闭环控制数控机床3.刀具补偿包括（）。A.刀具长度补偿B.刀具半径补偿C.刀具角度补偿D.刀具磨损补偿E.刀具形状补偿4.以下属于G代码中常用的模态代码有（）。A.G00B.G01C.G02D.G03E.G045.数控编程的步骤包括（）。A.分析零件图样B.确定工艺过程C.数值计算D.编写程序单E.程序校验与首件试切三、判断题（每题1分，共10分）1.数控机床的可靠性是指机床在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。（）2.数控系统中，G代码和M代码都有模态和非模态之分。（）3.刀具半径补偿在刀具切入工件后生效。（）4.开环控制系统没有反馈装置，所以精度比闭环控制系统高。（）5.绝对值编程时，X、Z是刀具运动终点在工件坐标系中的坐标。（）6.圆弧插补指令G02和G03中，I、J、K表示圆弧圆心相对于圆弧起点的增量坐标。（）7.辅助功能M02和M30都表示程序结束，但M30还会使程序回到程序开头。（）8.数控编程时，进给速度F可以是每分钟进给量，也可以是每转进给量。（）9.数控机床的坐标系采用右手直角笛卡尔坐标系。（）10.数控车床编程时，X轴的坐标值可以用绝对值或相对值表示。（）四、简答题（每题5分，共20分）1.简述数控机床的特点。2.什么是数控编程？数控编程的方法有哪些？3.刀具半径补偿有什么作用？在使用刀具半径补偿时应注意哪些问题？4.简述G00和G01指令的区别。五、编程题（共25分）1.（15分）已知零件如图所示，毛坯为Φ50×100的棒料，材料为45钢。试编写该零件的数控车削加工程序。要求：采用绝对值编程，粗、精车分开，粗车每次背吃刀量为2mm，精车余量X向为0.5mm，Z向为0.2mm，进给速度F粗车为0.2mm/r，精车为0.1mm/r，主轴转速粗车为600r/min，精车为800r/min。2.（10分）编写一个简单的数控铣削程序，在工件上加工一个边长为50mm的正方形轮廓，刀具半径为5mm，刀具起始点为（0，0，50），安全高度为20mm，切削深度为5mm，进给速度为100mm/min，主轴转速为1000r/min。数控理论答案一、单项选择题1.答案：A解析：1952年，美国麻省理工学院成功研制出世界上第一台数控机床。2.答案：B解析：数控系统是数控机床的核心，它指挥机床各部件协调地工作，完成零件的加工。3.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。G00是模态指令，G04、M03、M05是非模态指令。4.答案：A解析：G32是螺纹切削指令，G01是直线插补指令，G02、G03是圆弧插补指令。5.答案：B解析：G40是取消刀具半径补偿，G41是刀具左补偿，G42是刀具右补偿，G43是刀具长度正补偿。6.答案：A解析：F指令用于指定进给速度，S指令指定主轴转速，T指令指定刀具号，N指令指定程序段号。7.答案：D解析：轮廓控制机床能够对两个或两个以上的坐标轴同时进行控制，实现复杂轮廓的加工。数控钻床一般只进行点位控制，不属于轮廓控制机床。8.答案：B解析：开环控制系统没有位置检测反馈装置，其精度主要取决于步进电动机的步距角精度和传动机构的精度。9.答案：B解析：G01、F指令在加工过程中是模态的，G27、G28是非模态指令，M02是程序结束指令，M03是主轴正转指令。10.答案：B解析：编写程序时，采用工件固定不动，刀具移动的原则编写程序，这样可以统一编程标准。11.答案：C解析：G02表示顺时针圆弧插补，G03表示逆时针圆弧插补，区别在于圆弧的顺逆方向。12.答案：B解析：当零件图尺寸为链状尺寸标注时，适宜用相对值编程，因为相对值编程更方便根据相邻尺寸的关系进行编程。13.答案：A解析：数控机床坐标轴命名原则规定，刀具远离工件的运动方向为该坐标轴的正方向。14.答案：A解析：M00是程序停止指令，M02是程序结束指令，M05是主轴停止指令，M09是冷却液关闭指令。15.答案：B解析：数控车床的刀架的两个方向运动分别是由2台伺服电动机驱动的，分别控制X轴和Z轴的运动。二、多项选择题1.答案：ABCDE解析：数控系统的主要功能包括控制功能、准备功能、插补功能、进给功能、辅助功能等。2.答案：ABC解析：数控机床按控制运动轨迹分类可分为点位控制数控机床、直线控制数控机床和轮廓控制数控机床；开环控制和闭环控制是按伺服系统的控制方式分类。3.答案：AB解析：刀具补偿包括刀具长度补偿和刀具半径补偿，刀具角度补偿、刀具磨损补偿、刀具形状补偿不属于常见的刀具补偿类型。4.答案：ABCD解析：G00、G01、G02、G03是常用的模态代码，G04是非模态代码。5.答案：ABCDE解析：数控编程的步骤包括分析零件图样、确定工艺过程、数值计算、编写程序单、程序校验与首件试切。三、判断题1.答案：√解析：数控机床的可靠性是指机床在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力，是衡量机床质量的重要指标之一。2.答案：√解析：数控系统中，G代码和M代码都有模态和非模态之分，模态代码在后续程序段中继续有效，非模态代码只在当前程序段有效。3.答案：×解析：刀具半径补偿应在刀具切入工件前生效，在刀具切出工件后取消。4.答案：×解析：开环控制系统没有反馈装置，精度较低；闭环控制系统有反馈装置，能及时纠正误差，精度较高。5.答案：√解析：绝对值编程时，X、Z是刀具运动终点在工件坐标系中的坐标。6.答案：√解析：圆弧插补指令G02和G03中，I、J、K表示圆弧圆心相对于圆弧起点的增量坐标。7.答案：√解析：辅助功能M02和M30都表示程序结束，但M30还会使程序回到程序开头，便于再次加工。8.答案：√解析：数控编程时，进给速度F可以是每分钟进给量（mm/min），也可以是每转进给量（mm/r），通过相关指令进行切换。9.答案：√解析：数控机床的坐标系采用右手直角笛卡尔坐标系，规定了坐标轴的正方向。10.答案：√解析：数控车床编程时，X轴的坐标值可以用绝对值或相对值表示，方便编程人员根据不同情况选择。四、简答题1.简述数控机床的特点-加工精度高：数控机床的脉冲当量一般为0.001mm，高精度的数控机床可达0.0001mm，而且传动系统和机床结构的刚性好，制造精度高，能保证很高且稳定的加工精度。-加工生产率高：数控机床可有效地减少零件的加工时间和辅助时间。数控机床的主轴转速和进给量的范围大，允许机床进行大切削量的强力切削，提高了切削效率。同时，数控机床更换被加工零件时几乎不需要重新调整机床，节省了零件安装调整时间。-自动化程度高：数控机床对零件的加工是按事先编好的程序自动完成的，操作者除了操作键盘、装卸零件、关键工序的中间测量以及观察机床运行外，不需要进行繁杂的重复性手工操作，劳动强度与紧张程度均可大为减轻。-对加工对象的适应性强：数控机床改变加工零件时，只需重新编制（更换）程序，输入新的程序后就能实现对新的零件的加工，这就为复杂结构的单件、小批量生产以及试制新产品提供了极大的便利。-有利于生产管理的现代化：用数控机床加工零件，能准确地计算零件的加工工时，并有效地简化检验和工夹具、半成品的管理工作，利于生产管理的现代化。-良好的经济效益：虽然数控机床设备昂贵，加工时分摊到每个零件上的设备折旧费较高，但在单件、小批量生产的情况下，使用数控机床加工可节省划线工时，减少调整、加工和检验时间，节省直接生产费用；同时还能节省工艺装备的费用；并且由于加工精度高，质量稳定，减少了废品率，使生产成本进一步下降。-可向更高级的制造系统发展：数控机床是计算机辅助制造（CAM）的基础设备，是柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS）等先进制造系统的基础。2.什么是数控编程？数控编程的方法有哪些？-数控编程的定义：数控编程是指从零件图纸到获得数控加工程序的全部工作过程。即根据被加工零件的图纸及其技术要求、工艺要求等切削加工的必要信息，按数控系统所规定的指令和格式编制成加工程序文件。-数控编程的方法：-手工编程：手工编程是指编程的各个阶段均由人工完成。对于几何形状不太复杂的零件，所需的加工程序不长，计算比较简单，用手工编程比较经济且及时。-自动编程：自动编程是利用计算机专用软件来编制数控加工程序。编程人员只需根据零件图样的要求，使用数控语言，由计算机自动地进行数值计算及后置处理，编写出零件加工程序单，加工程序通过直接通信的方式送入数控机床，指挥机床工作。自动编程使得一些计算繁琐、手工编程困难或无法编出的程序能够顺利地完成。3.刀具半径补偿有什么作用？在使用刀具半径补偿时应注意哪些问题？-刀具半径补偿的作用：-简化编程：在编程时，不需要考虑刀具的实际半径大小，只需按照零件的轮廓尺寸进行编程，从而大大简化了编程工作。-提高加工精度：可以根据刀具的磨损情况或加工要求，通过修改刀具半径补偿值来保证零件的加工精度。-实现粗、精加工：在粗加工时，可以设置较大的刀具半径补偿值，留出一定的加工余量；在精加工时，再修改补偿值，完成最终的加工。-使用刀具半径补偿时应注意的问题：-刀具半径补偿的建立和取消：刀具半径补偿应在刀具切入工件前建立，在刀具切出工件后取消，且必须在G00或G01指令下进行。-补偿值的设置：刀具半径补偿值应根据刀具的实际半径进行设置，若设置错误，会导致加工尺寸偏差。-过切问题：在某些情况下，如轮廓拐角处，可能会出现过切现象，需要合理调整刀具路径或补偿值来避免。-刀具半径补偿平面：要明确刀具半径补偿是在哪个平面内进行的，通常为G17（XY平面）、G18（XZ平面）、G19（YZ平面）。4.简述G00和G01指令的区别-运动方式：-G00是快速定位指令，刀具以机床设定的最快速度移动到目标位置，不进行切削加工，其运动轨迹不一定是直线。-G01是直线插补指令，刀具以指定的进给速度沿直线从当前位置移动到目标位置，可用于切削加工。-速度控制：-G00的速度是机床设定的固定快速移动速度，与程序中指定的进给速度F无关。-G01的速度由程序中指定的进给速度F决定，F值可以根据加工要求进行调整。-用途：-G00主要用于刀具在非加工区域的快速移动，如刀具的快速接近和快速退回等。-G01主要用于零件轮廓的直线切削加工，是编程中常用的指令之一。五、编程题1.数控车削加工程序```O0001;T0101;//选择1号刀具，调用1号刀具补偿M03S600;//主轴正转，转速600r/minG00X52Z2;//快速定位到循环起点//