自考02195数控技术及应用高频考点重点

PAGE高等教育自学考试课程代码02195《数控技术及应用》分章节高频考点重点汇总（划书版）指定教材：《数控技术及应用》梅雪松主编机械工业出版社2014年版（ISBN978-7-111-48139-3）覆盖：全8章按【单选/填空/简答/编程/计算】彩色标注题型彩色标注图例【单选】【填空】【简答】【编程】【计算】选择题高频填空高频简答/分析编程指令公式计算说明：红色加粗为必背结论，灰底为必背公式，虚线框为口诀/易混辨析。

第一章概述▍第一节数控技术与数控机床【填空】数控技术（NC，NumericalControl）是指用数字、字符等数字信息发出指令，实现对机床运动及其加工过程进行自动控制的技术。【单选】计算机是数控技术的实现手段；控制理论是数控技术的关键技术（必要前提）；数控技术是衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志。数控机床（CNC机床）：采用数字控制技术、按给定程序自动加工的高效自动化机床。数控机床主要由两大部分组成——数控系统和伺服系统（2020.8真题）；完整地看由控制介质（输入/输出设备）、计算机数控装置（CNC）、伺服驱动系统、测量反馈系统和机床本体（含辅助装置）组成。【单选】现代制造系统英文缩写必须分清：NC数字控制、CNC计算机数字控制、DNC直接（分布式）数字控制、MC加工中心、FMC柔性制造单元、FMS柔性制造系统、CIMS计算机集成制造系统、CAD计算机辅助设计、CAPP计算机辅助工艺规程设计、CAM计算机辅助制造。【单选】1952年美国研制成功世界上第一台三坐标立式数控铣床（2020.10）。数控系统发展历经电子管→晶体管→小规模集成电路→小型计算机（CNC）→微处理器（MNC）→基于工业PC的开放式系统；SINUMERIK802s是第一次将CNC和驱动控制集成在一块板子上的数控系统。▍第二节数控机床的分类【填空】按控制刀具与工件相对运动轨迹（运动方式）不同，数控机床分为点位控制和轮廓控制两大类（2025.4），完整划分为点位控制、直线控制、轮廓（连续轨迹）控制三类。类别控制特点移动中是否切削典型机床点位控制只保证点到点的准确定位，点间路径无要求不切削数控钻床、镗床、冲床直线控制保证沿平行坐标轴方向直线移动并切削切削简易数控车床轮廓控制两个及以上坐标协调联动，走直线/曲线/空间曲面连续切削数控车、铣、加工中心【单选】要走出平面直线或曲线运动轨迹，通常需要机床两个运动坐标的协调运动（同时联动）；要走出空间曲线则需三个或三个以上运动坐标联动。【单选】按伺服系统类型分为开环、半闭环、闭环三类，务必对比记忆：类型有无检测反馈检测元件安装/方式精度与特点开环无反馈不用检测元件，多用步进电动机精度最低、结构简单、成本低、稳定半闭环有反馈编码器装在电动机/丝杠轴端，属间接测量精度较高，需对传动误差进行补偿闭环有反馈光栅等装在工作台上，属直接测量精度最高，可消除全部机械传动误差【填空】闭环控制的数控机床可以消除机械传动系统精度误差对零件加工的影响；间接测量组成位置半闭环伺服系统，为提高定位精度常需对机床传动误差进行补偿。按工艺用途分：金属切削类（数控车、铣、钻、镗、磨、齿轮加工及加工中心）、金属成形类、特种加工类（数控线切割、激光切割、电火花）、测量绘图类；按联动轴数分2轴、2.5轴、3轴、4轴、5轴联动等；按功能水平分高、中、经济型（低档）。▍第三节机床数控系统的工作流程基本工作流程：零件图样分析→工艺处理→数值计算→编写加工程序→程序输入CNC装置→译码→刀具补偿→进给速度处理→插补→位置控制→伺服驱动→机床运动加工。【填空】机床CNC装置实际控制的是刀具（刀尖点）相对于工件的运动轨迹。▍第四节数控技术的发展发展趋势可概括为：高速度、高精度、高可靠性，以及复合化（工序集中）、智能化、网络化、开放式（PC化）、绿色化。【口诀·易混】点位只认“点”、轮廓才走“线”；开环无反馈用步进、闭环直测精度高、半闭间接要补偿；CIMS是“系统的系统”，层级最高。▍补充强化·细节考点与真题回扣【单选】数控技术与数控机床、数控系统三者关系：数控系统是数控机床的核心（大脑），伺服系统是执行（手脚），机床本体是躯体；没有数控系统就不能称为数控机床。【填空】数控机床按控制刀具与工件相对运动方式分为点位控制和轮廓控制两大类；按伺服系统有无检测反馈及反馈位置分为开环、半闭环、闭环。【单选】开环控制系统的特点：无位置检测反馈、结构简单、成本低、调试维修方便，但精度较低、多用于经济型数控机床，其执行元件是步进电动机。【单选】闭环与半闭环的根本区别在于检测元件的安装位置：闭环直接测工作台（执行件）位移，半闭环测电动机轴/丝杠转角后间接推算。【填空】数控加工的基本过程：零件图样→工艺设计→程序编制→程序输入→数控装置运算→伺服驱动→机床加工。【易混辨析】NC是硬接线数字控制、CNC是用计算机的软件数控、MNC是微处理器数控、DNC是用计算机对多台数控机床直接/分布控制；FMS面向“车间级物流+信息流”，CIMS面向“工厂级集成”，层级依次升高。对比项开环半闭环闭环检测反馈无有（转角，间接）有（直线位移，直接）执行/检测元件步进电动机编码器/旋变（电机轴端）光栅/感应同步器（工作台）精度低较高最高稳定性最好较好调试较难、易振荡成本/应用低、经济型中、主流高、精密大型第二章数控加工程序编制技术▍第一节数控编程概述【单选】编程方法分手工编程和自动编程；自动编程又分语言式（APT）、语音式、混合式和图形交互式，其中图形交互式（CAD/CAM）是目前使用最广泛的自动编程方式（2025.4）。一般编程步骤（内容）：分析零件图样→工艺处理→数学（数值）处理→编写程序单→制备控制介质（输入程序）→程序校验与首件试切。【单选】检验数控加工程序正确性的方法通常有3种（2024.4）：①机床空运转（空走刀）检查；②图形模拟显示刀具轨迹；③用木件、蜡件或铝件进行首件试切。【简答】子程序的优点及使用指令（2020.10）：把程序中重复出现的固定动作编成子程序，主程序用M98调用、子程序用M99返回。优点：①简化程序、缩短程序长度、减少占用内存；②减少重复编程工作量、降低出错率；③便于修改，改一处则处处更新。编程误差由逼近误差、插补误差、计算（圆整）误差等组成，应使编程误差小于零件公差的1/3～1/5。▍第二节数控机床坐标系【单选】我国采用ISO标准的右手直角笛卡尔坐标系；确定机床坐标系时首先确定Z轴（Z轴平行于主轴轴线），再定X轴，最后用右手定则定Y轴（2024.4）。【填空】规定增大刀具与工件之间距离的方向为数控机床各坐标轴的正方向（2024.4）。【单选】旋转坐标轴A、B、C分别绕X、Y、Z轴转动：卧式加工中心绕主轴（Z轴）轴线旋转的是C轴；绕X轴的为A轴、绕Y轴的为B轴（2023.10）。卧式数控车床上X坐标负方向是刀具接近工件旋转中心（卡盘端面）的方向。【单选】几个“点”必须分清：名称含义/设定者要点机床原点（机械零点）由机床生产厂家设定、完成设置（2020.10）机床坐标系基准，固定不变机床参考点由行程开关/编码器零位确定的固定点“回参考点”建立机床坐标系工件原点（编程原点）由编程人员选定数控车床一般取卡盘端面与主轴轴线交点对刀点刀具相对工件运动的起点（2025.4）也是程序起点，应便于对刀与计算刀位点代表刀具位置的特征基准点钻尖、车刀刀尖、球头铣刀球心换刀点更换刀具的位置设在工件外部、不发生干涉的固定位置【填空】数控机床通常在一个固定位置进行换刀操作，该固定位置称为换刀点；数控车床机床原点一般取在卡盘端面与主轴轴线的交点处。▍第三节数控程序编制中的工艺【简答】数控加工中加工方法的选择原则（2025.4）：①根据加工表面形状、尺寸、精度和表面粗糙度选择；②结合零件材料、热处理与生产类型；③考虑现有设备并优先选用经济又能保证质量的方法；④遵循先粗后精、先面后孔、先主后次、工序集中的原则；⑤保证质量的前提下提高效率、降低成本。【单选】刀具从对刀点开始运动直至加工程序结束所经过的全部路径称为走刀路线（加工路径）。【简答】走刀路线的选择原则（2026.4，高频）：①保证零件加工精度和表面质量；②走刀路线最短，尽量减少空行程时间；③数值计算简单、编程方便；④减少刀具切入、切出次数；⑤避免刀具与夹具、工件发生干涉。【单选】凹槽加工常用走刀路线有行切法和环切法（2024.4），另有竖切、横切、外切等。【简答】环切法的优缺点（2023.10）：优点——走刀连续、每圈进给方向一致，加工表面残留高度均匀、接刀痕小、表面质量较好；缺点——刀位点坐标计算繁琐、编程工作量大、加工路线相对较长。切削用量三要素：背吃刀量aₚ、进给量f、切削速度v_c。粗加工优先选大的背吃刀量；精加工时应尽量选择较大的切削速度（2023.10）以保证表面质量。【简答】夹具的选择原则（2026.4）：①保证工件加工精度；②装夹方便、迅速，提高效率；③与机床坐标系协调、便于对刀；④夹紧力与支承布置合理，不使工件变形；⑤优先选用通用夹具，其次用组合/专用夹具。【填空】对于铝合金等材料的旋转体零件（轴类、圆盘类零件），通常采用数控车床进行加工。▍第四节数控加工程序编制基本指令及格式程序结构：程序号（O××××）＋若干程序段（N××××）＋程序结束指令；每个程序段由若干“程序字（地址符＋数字）”组成。【单选】准备功能G指令按有效性分模态（续效）指令与非模态（一次性）指令，非模态只在所在程序段有效，如G04（暂停）。G代码功能G代码功能G00快速点定位G01直线插补G02/G03顺/逆时针圆弧插补G04暂停（非模态）G17/18/19XY/ZX/YZ平面选择G40取消刀具半径补偿G41/G42刀具左/右半径补偿G39拐角偏置圆弧补偿G90/G91绝对/增量（相对）坐标G54～G59工件坐标系选择G32等螺距螺纹切削G96/G97恒线速度/取消恒线速【单选】左刀具半径补偿指令为G41，取消刀补为G40，右刀补为G42（2023.10）；等螺距螺纹切削指令为G32（2020.8）。【填空】在基本指令中，表示换刀的辅助功能指令代码为M06；表示切削液关闭的M代码是M09（M08为开）。M代码功能M代码功能M00/M01程序停/选择停M02、M30程序结束（M30复位回起点）M03/M04/M05主轴正转/反转/停M06自动换刀M08/M09切削液开/关M98/M99调用/返回子程序【单选】数控程序指令中：F为进给功能、S为主轴转速功能、T为刀具功能，辅助功能指令也称M指令（2025.4）。“N50……G96S100……”中S100的含义是主轴恒线速度控制、切削点线速度为100m/min。圆弧插补编程：可用半径R编程，也可用I、J、K（圆心相对圆弧起点在X、Y、Z方向的增量坐标）编程，整圆必须用I、J、K。▍第五节数控车床编程简介数控车床X坐标一般用直径值编程、Z轴沿主轴方向；常用G00/G01/G02/G03、G71外圆粗车复合循环、G72端面粗车循环、G92螺纹切削循环；刀补用T代码同时选刀与调刀补。▍第六节自动编程简介【简答】图形交互式自动编程的方法（步骤）（2020.8）：①零件几何造型（CAD建模）；②确定工艺方案、选择刀具与切削参数；③生成刀具加工轨迹（刀位文件）；④加工仿真与轨迹校验；⑤后置处理生成具体机床G代码并输出。【口诀】先定Z、后定X、右手定Y；远离工件为正、靠近为负。G41左补、G42右补、G40取消；M03转、M05停、M06换刀、M30结束。▍补充强化·细节考点与真题回扣【单选】对刀点（程序起点）的选择要求：选在对刀方便、便于测量和数值计算、引起加工误差小的位置；尽量与工件原点（或机床原点）重合以简化坐标换算。【单选】刀位点举例：钻头为钻尖、圆柱铣刀为轴线与端面交点、球头铣刀为球心、车刀为刀尖（或刀尖圆弧中心）；对刀的实质就是确定刀位点与工件原点的相对位置。【填空】换刀点往往也是机床参考点或其附近的固定点；加工中心通常在一个固定位置换刀，且换刀点必须离开工件、夹具、刀具一定安全距离。【单选】程序段格式有固定顺序格式、带分隔符（表格）格式和字地址可变程序段格式，现代CNC普遍采用字地址可变程序段格式。【填空】一个完整程序由程序号（程序名）、程序内容（若干程序段）、程序结束指令三部分组成；程序结束用M02或M30，M30兼有使程序返回开头、复位的作用。【单选】G00快速移动速度由机床参数设定，与程序段中的F无关；G01必须由F指定进给速度；G02/G03的顺、逆方向判断是沿垂直于运动平面的第三轴正方向向负方向看，顺时针为G02。【单选】刀具半径补偿的意义：编程时直接按零件轮廓编程，由系统自动偏置一个刀具半径；刀具磨损、重磨或更换时只改刀补值，不必修改程序。【简答】数控加工工序（加工顺序）安排原则：①先粗后精，逐步提高精度；②先面后孔，保证孔与面位置精度；③先主后次；④尽量减少换刀次数、一次装夹完成多面加工（工序集中）；⑤先安排对后道工序定位有利的表面。【填空】数控车床编程X方向通常用直径值编程，这样图样尺寸可直接使用、便于测量。【G代码易混】G00快、G01切、G02顺圆、G03逆圆、G04停；G41走刀方向看刀在左、G42在右、G40取消；G90绝对、G91增量；模态一经指定持续有效、非模态（如G04）只本段有效。第三章计算机数控系统硬件及软件▍第一节数控系统硬件构成【简答】CNC装置的硬件组成（2026.4，高频）：①中央处理单元CPU；②存储器（ROM系统程序、RAM零件程序与数据）；③输入/输出接口（I/O接口）；④位置控制器；⑤可编程控制器PLC；⑥显示与键盘（MDI/CRT）接口；⑦通信接口。单微处理器结构：只有一个CPU，采用集中控制、分时处理完成各项任务，结构简单、投资少。一体式（集成式）结构把显示和数据输入/输出面板、机床控制面板及各功能模块板集中装在同一机箱内，优点是结构紧凑（2023.10）。【单选】多微处理器数控装置按各功能模块之间通信方式不同，分为共享存储器结构和共享总线结构两种（2025.4）。其功能模块及分工是必考点：功能模块主要职能真题对应管理模块系统初始化、中断处理、总线仲裁、系统出错识别“完成系统初始化”→管理模块插补模块零件程序译码、插补运算“零件程序译码”→插补模块位置控制模块位置环运算、进给速度控制，最后输出速度控制信号驱动伺服电动机“进给速度控制/最后输出”→位置控制模块PLC模块M/S/T译码、刀具交换、机床开关量逻辑控制“刀具交换”→PLC模块存储器模块程序与数据存储共享数据▍第二节CNC系统的软件结构【单选】CNC系统软件由管理软件和控制软件两大部分组成（2020.8）：管理软件含输入、I/O处理、显示、诊断、通信；能够实现插补和位置控制等功能的是控制软件（含译码、刀补、速度处理、插补、位置控制、开关量控制）。【单选】CNC装置自诊断分三种：脱机诊断（系统在空运转/不工作（停机）条件下的诊断）、联机诊断（自诊断程序随时运行以检查机床运行中的异常事件）、远程诊断（借助网络通信由远端进行诊断）（2025.4）。▍第三节CNC系统的PLC【填空】PLC在机床上的结构形式有内装（集成）型及独立型两种（2024.4）。【简答】现代数控机床采用PLC可完成的功能（2025.4）：①实现M、S、T辅助功能（主轴转向/转速、换刀、冷却润滑）；②处理机床操作面板和机床上各开关量信号；③控制润滑、冷却、排屑、防护门等辅助动作；④实现主轴、进给使能与机床动作间的联锁；⑤故障检测、报警与安全保护。▍第四节数控机床用通信设备和接口【填空】数据在设备间的传送方式可采用并行方式与串行方式两种（2025.4）；相距较远的设备之间数据传输多采用串行通信（2020.8）。【单选】光电耦合器是一种以光为媒介来传输电信号的器件，起隔离、抗干扰和电平转换作用（2020.10）。【简答】CNC系统接口电路的主要功能（2020.8）：①电平转换与功率放大；②信号隔离（光电隔离）与抗干扰；③数据缓冲、锁存与时序匹配；④A/D、D/A转换（模拟/数字信号转换）。【简答】CNC装置需要通过接口电路进行数据传送和信息通信的设备（2023.10）：键盘、纸带/磁盘等输入设备；显示器；伺服驱动单元；位置检测装置；PLC及机床侧开关量（按钮、行程开关、电磁阀）；上位计算机与网络设备。【单选】CNC装置的中断类型一般有外部中断、内部定时中断、硬件故障中断、程序性中断（注意真题以“三种/四种”计数，需按教材表述判断）。▍第五节伺服总线及接口【单选】SINUMERIK840D数控系统中，数控和驱动的接口信号均采用数字量传输（2025.4），抗干扰强、可靠性高。▍第六节数控机床参数【单选】数控机床管理参数按其硬件结构可分为：NC参数、伺服/主轴系统参数、电机参数、刀具参数、PLC参数、工作台参数（2020.10）。【单选】按使用权限：由数控系统生产厂商直接掌握的参数称为系统参数（机床参数），用户可设定的为用户参数（2024.4）；另有诊断参数、维修参数、管理参数、备用参数之分。【单选】状态型参数通常由八位二进制数组成，每一位都表示一种独立的状态或某种功能的有无（2025.4）。【填空】数控系统制造厂家为保证系统的安全以及便于用户使用，根据使用权限的不同将系统参数进行了分级。【易混】管理模块管“初始化与调度”、插补模块管“译码与密化”、位置模块管“速度与输出”、PLC模块管“换刀与逻辑”；脱机=停机自检、联机=运行中自检、远程=网络诊断。▍补充强化·细节考点与真题回扣【单选】CNC装置的工作过程：输入→译码（识别指令、数据）→刀具补偿→进给速度处理→插补→位置控制→I/O处理与输出，其中插补与位置控制实时性最强。【单选】多微处理器系统中共享总线结构靠一套系统总线连接各模块、配置灵活易扩展；共享存储器结构靠公共存储器交换各模块信息。【填空】CNC软件的特点是多任务并行处理与实时性（中断）：管理与控制任务并行，插补、位置控制等靠定时中断保证实时。【单选】CNC系统中断中，由外部设备请求引起的是外部中断（如键盘、操作面板），由定时时钟引起插补等的是内部定时中断，程序运算出错引起程序性中断。【填空】数据在设备间传送分并行与串行：并行传送速度快但线多、适合近距离；串行线少、适合远距离传输，现代现场总线多为串行数字通信。【单选】内装型PLC含在CNC内部、与CNC共用CPU（或有独立CPU）、结构紧凑；独立型PLC自成系统、可独立配用、通用性强。【简答】CNC装置自诊断三种方式区别：脱机诊断（离线）在机床不加工（停机/空运转）时运行诊断程序；联机诊断（在线）在机床运行过程中随时自检并报警；远程诊断通过通信网络由厂家或远端专家进行。参数类别掌握/设定者举例系统（机床）参数数控系统/机床生产厂家各轴行程极限、伺服增益、回零方式用户参数机床用户/编程员工件坐标系、刀补值、进给倍率状态型参数系统按位记录八位二进制，每位表某功能有无诊断/维修参数维修人员报警记录、I/O状态监视第四章计算机数控系统控制原理▍第一节插补原理及算法【单选】插补就是在程序给定的工件轮廓起点、终点之间进行数据点密化计算；完成该计算的装置称为插补器（2020.8）。【填空】插补可分为脉冲增量插补（基准脉冲插补）和数据采样插补（数字增量插补）两大类（2020.8）。类别代表算法输出形式适用系统脉冲增量插补逐点比较法、数字积分法DDA每运算一次输出一个脉冲，每脉冲移动一个脉冲当量开环、步进系统数据采样插补时间分割法、扩展DDA输出一段微小位移的二进制字（数字量）交/直流伺服的闭环、半闭环系统【单选】数字积分法简称DDA法（2023.10）；数字积分（脉冲增量）插补运算后输出一个个脉冲，每个脉冲使相应坐标轴移动量为一个脉冲当量（2020.10）。【单选】以直流或交流伺服电动机为驱动电动机的闭环或半闭环数控系统，一般都采用数据采样插补算法；数字采样插补一般分为两步进行（粗插补＋精插补），完成后数控系统产生的是二进制字（2025.4、2024.4）。【填空】逐点比较法是以折线来逼近给定轨迹的插补方法（2025.4）；逐点比较法插补过程通常包括直线插补和圆弧插补两种。逐点比较法四个工作节拍：①偏差判别；②坐标进给；③偏差计算；④终点判别，如此循环直至到达终点。【计算】第一象限直线插补（计算37题必考）：设终点E(Xₑ,Yₑ)，起点O(0,0)，动点偏差F=XₑYᵢ−YₑXᵢ。判别与递推：F≥0→沿+X方向走一步，新偏差F←F−Yₑ；F＜0→沿+Y方向走一步，新偏差F←F+Xₑ；插补循环总步数N=|Xₑ|+|Yₑ|（脉冲当量为1时）。初始F₀=0、坐标(0,0)；每走一步步数加1，当步数等于N时到达终点（此时F=0）。按“偏差判别→进给方向→偏差计算→刀具位置坐标→终点判别”列表，并画出由水平、垂直线段组成的阶梯状插补轨迹。▍第二节刀具补偿原理刀具半径补偿：编程时直接按零件实际轮廓编程，由系统自动计算刀具中心轨迹。G41左补偿、G42右补偿、G40取消；刀补过程分建立、进行、取消三个阶段。刀具长度补偿用于补偿刀具轴向长度差异。换刀或刀具磨损后只需修改刀补值而不必改程序。▍第三节速度与加减速控制【填空】伺服进给驱动系统要求在低速时速度能保持恒定，不会出现爬行现象（2023.10）。进给速度处理把编程F值换算成各坐标的瞬时速度；为避免冲击，启动/停止时需进行自动加减速控制（直线加减速、指数加减速、S形加减速），分前加减速与后加减速。插补运算的脉冲当量（插补周期）直接影响工件加工的进给速度。【计算套路·直线插补】起点F=0；F≥0走X并减Yₑ、F<0走Y并加Xₑ；总步数=横纵步数之和；数到N停、终点F必为0。▍补充强化·细节考点与真题回扣【单选】插补的实质是数据密化（数据点的密集化）：只给起点、终点（圆弧还给圆心/半径），由插补器算出中间各点坐标。【单选】脉冲当量δ：每发出一个脉冲，机床移动部件移动的距离，是设计与计算的最小设定单位；δ越小，加工精度和分辨率越高，常用0.001～0.01mm。【填空】脉冲增量插补一次插补运算输出一个脉冲，适于以步进电机驱动的开环系统；数据采样插补在一个插补周期内输出一段位移二进制字，适于闭环、半闭环。【单选】逐点比较法每走一步都要和给定轨迹比较一次偏差、决定下一步走向，因此称为“逐点比较”，其四个节拍顺序是偏差判别→坐标进给→偏差计算→终点判别。【计算】逐点比较法四象限/圆弧扩展规律：第一象限直线F=XₑYᵢ−YₑXᵢ；不同象限、顺逆圆弧只需改变进给坐标方向，偏差递推形式相同。终点判据可用总步数N=|Xₑ|+|Yₑ|（直线）或各坐标走步总数。【单选】数字积分法（DDA）用累加（积分）思想实现插补，由被积函数寄存器和累加器组成，多坐标联动方便、易实现多象限直线与圆弧。【填空】刀具半径补偿分B功能（基本）刀补和C功能刀补，C功能刀补能自动处理程序段间的尖角过渡（伸长、缩短、插入），现代CNC多用C功能刀补。【插补方法对比口诀】脉冲增量逐点/DDA、输出脉冲配步进；数据采样分两步、输出数字配伺服；逐点比较四节拍、F正走X减Yₑ、F负走Y加Xₑ。第五章数控机床位置检测装置▍第一节概述【单选】检测装置的作用是实时检测机床执行部件的位移信号和速度信号（2023.10、2020.8），并转换成电信号反馈给CNC，实现闭环控制。【单选】按被测对象类型，数控机床检测装置所测信号可分为三种：位移型、速度型、电流型（2020.10）；按测量方式分直接测量与间接测量。【填空】可直接对被测量进行检测、无须量化，并可实现小量程内高精度测量的检测方式称为直接检测（直接测量）（2025.4）。【简答】数控机床对检测装置的使用要求（2024.4）：①工作可靠、抗干扰能力强、适应机床环境；②满足精度、分辨率和测量范围要求；③使用维护方便、成本低；④能实现动态（速度、加速度）测量、线性度好、迟滞小；⑤与伺服系统匹配，输出信号便于处理。【单选】位置检测装置的系统精度是指在一定长度或转角范围内测量累积误差的最大值（2024.4）；位置检测精度主要包括系统精度和重复定位精度（2020.8）。直接测量与间接测量对比：直接测量把检测元件（光栅、感应同步器）装在工作台（执行部件）上，直接测直线位移，组成全闭环，精度高但稳定性受机械影响；间接测量把编码器装在电动机轴或丝杠轴端，通过转角换算直线位移，组成半闭环，结构简单稳定，但需对机械传动误差进行补偿。要组成位置闭环伺服系统必须采用位置检测（光栅测量）。▍第二节光栅【单选】光栅按用途分透射光栅和反射光栅：透射光栅的基体材料是光学玻璃（2020.8）；适合制造金属反射光栅的材料是不锈钢（钢带）（2025.4）。【单选】光栅单位长度上的刻线数目称为线纹密度（2023.10）；相邻两刻线间距离称为光栅节距（栅距）ω。【单选】光栅读数头的作用是将莫尔条纹的光信号转换成电脉冲信号（2024.4）。莫尔条纹节距W与光栅节距ω成正比（W∝ω）关系（2024.4），并具有放大作用和均化误差作用。【简答】金属反射光栅（钢带光栅）的特点（2025.4）：①基体为不锈钢带，线膨胀系数与机床接近、温度误差小；②强度高、不易破碎、可做成长光栅，测量范围大；③装调方便、成本较低；④需注意防锈与清洁，其分辨率略低于玻璃透射光栅。▍第三节编码器【单选】增量式脉冲编码器按工作原理有光电式、接触式与电磁感应式三种（2025.4）。【单选】编码器在数控机床上的安装方式有两种（2025.4）：装在电动机轴端（间接测量、半闭环）或装在丝杠/工作台（直接测量）。【简答】绝对式脉冲编码器的主要特点（2023.10）：①每个位置对应唯一二进制（格雷码）编码，断电后位置不丢失、开机无须回零；②没有累积误差，抗干扰强；③结构较复杂、分辨率受码道数限制、价格较高。增量式则结构简单，但断电丢失位置、开机须回参考点，且可能产生累积误差。【对比记忆】透射用玻璃、反射用不锈钢；读数头=光信号→电脉冲；莫尔节距W正比栅距ω；绝对式“不丢位置不回零”，增量式“要回零、可能累积误差”。▍补充强化·细节考点与真题回扣【单选】位置检测装置是闭环（半闭环）伺服系统不可缺少的环节，要组成位置闭环伺服系统必须采用位置检测（如光栅测量）。【填空】检测装置精度主要包括系统精度和重复定位精度；系统精度是测量范围内累积误差的最大值，重复精度是多次回到同一位置的一致程度。【单选】莫尔条纹的三大特性：①放大作用（W≈ω/θ，把微小栅距放大成宽条纹）；②均化误差作用（平均多条刻线误差）；③条纹移动与光栅移动方向、数量对应，便于计数测位移。【单选】光栅读数头由光源、指示光栅、光电元件和透镜组成，把莫尔条纹明暗变化转换成电脉冲（正弦电信号），经整形、倍频、辨向后计数。【单选】增量式编码器输出A、B两相（相差90°，用于辨向）和Z相（一转一个零位脉冲，用于回零）；绝对式编码器每个角度位置都有唯一编码，多采用格雷码避免读码错误。【简答】直接测量与间接测量的优缺点：直接测量无中间传动误差、精度高，但检测元件与行程等长、安装维护要求高；间接测量结构紧凑、可靠方便、价格低，但丝杠等传动链误差无法被反馈包含，需进行误差补偿。【检测元件归类】测直线位移：光栅、感应同步器、磁栅；测角位移：光电/接触/电磁感应式编码器、旋转变压器；透射光栅基体=光学玻璃，反射光栅基体=不锈钢。第六章伺服驱动系统▍第一节伺服进给驱动系统概述【单选】以被控对象的位置与速度作为控制量的自动控制系统称为伺服系统（2020.8）。伺服系统能根据数控插补生成的位置指令，精确控制机床移动部件的运动方向、进给速度和位移量（2020.8）。【单选】一个伺服进给系统可以控制数控机床的一个进给轴（2025.4）；普通立式数控铣床需要进给伺服驱动系统的轴数一般为3个（2024.4）；加工中心上的伺服驱动系统至少必须有3个（2023.10）。【单选】某立式加工中心配有4个进给伺服驱动系统，应是3个直线进给轴和1个刀库旋转轴（2025.4）。伺服驱动系统的性能在很大程度上决定了数控机床的精度和效率（效率和精度）（2024.4/2020.8）；进给传动装置的精度、灵敏度和稳定性将直接影响工件的加工精度（2025.4）。▍第二节步进电动机及其控制原理【单选】开环控制数控机床的驱动装置多采用步进电动机（2020.10）。正常运转时步进电动机的转角与输入脉冲的数量（个数）成正比（2020.8），转速与脉冲频率成正比，转向由通电相序决定。【单选】矩频特性是衡量步进电动机运转时的动态（运行）性能指标（2024.4）：脉冲频率越高，输出转矩越小。【计算】步进电动机计算（计算36高频）必背公式：步距角α=360°/(m·z·k)=360°/(z·N)，其中m—相数，z—转子齿数，N—运行拍数（单/双拍N=m，单双拍N=2m）；转速n=60f/(z·N)=αf/6（r/min），f—控制脉冲频率(Hz)；电机一转工作台移动=P·z₁/z₂（P—丝杠导程，z₁/z₂—减速齿轮）；脉冲当量δₓ=P·z₁/(z₂·z·N)（mm/步），反求z₂=P·z₁/(δₓ·z·N)。通电方式相数m运行拍数Nz=40/50/100时α举例三相单三拍/双三拍33z=100时1.2°三相六拍（单双拍）36z=40时1.5°、z=80时0.75°四相八拍48z=50时0.9°五相十拍510z=100时0.36°【单选】四相步进电动机采用四相八拍、步距角α=0.9°时，转子齿数z=360/(αN)=360/(0.9×8)=50（2024.4同型题）。▍第三节直流伺服电动机及其控制原理【单选】直流伺服电动机电枢回路的电压平衡方程式为U=Eₐ+IₐRₐ（2020.10）。【计算】直流伺服电动机计算（计算36）必背公式：电磁转矩T_M=K_TΦ·Iₐ→Iₐ=T_M/(K_TΦ)；反电动势Eₐ=K_eΦ·n，转速n=(U−IₐRₐ)/(K_eΦ)；理想空载转速n₀=U/(K_eΦ)；转速降Δn=IₐRₐ/(K_eΦ)→K_eΦ=IₐRₐ/Δn；直流伺服转速降Δn与负载转矩T_L成正比（Δn∝T_L）。▍第四节交流伺服电动机及其控制原理【单选】交流永磁同步电动机转速n=60f/p（f—通电频率，p—磁极对数）。例：p=2、f=100Hz时n=60×100/2=3000r/min（2025.4）。交流伺服分同步型和异步型；常用SPWM变频调速，直—交变频器先把工频交流整流成直流再逆变成频率可调的交流（2023.10简答工作原理）。【填空】SPWM变频器属于脉宽调制型（交—直—交）变频器（2020.10）。▍第五节直线电动机驱动技术【填空】数控机床使用直线伺服电动机驱动系统，取消了丝杠等中间传动环节，实现了进给系统的零传动（2025.4），具有高速、高加速度、无反向间隙的优点。▍第六节主轴驱动系统【单选】数控机床主轴系统主要包括两种类型：机械主轴和电主轴（2020.8）。电主轴的电动机主要分为同步型和异步型两种（2025.4）；采用电主轴结构实现了主轴系统的零传动（2020.10）。【单选】为保证主轴系统的热稳定性，现代数控机床主轴系统普遍采用强制冷却措施（2025.4）；现代主轴能在正、反两个转向任意方向转动和加减速，称为主轴的四象限驱动能力（2023.10）；为实现大功率切削和高速切削，主轴系统应有高的转速和大的变速范围（2023.10）。【简答】电主轴与传统主轴相比的优势（2024.4）：①电动机内装、取消带轮/齿轮，实现“零传动”，结构紧凑、振动小、噪声低；②转速高、调速范围宽、易实现高速高精加工；③可实现准停与四象限驱动；④便于实现定向、定速控制。难点是发热大，需强制冷却与精密动平衡。【单选】高速切削时微小质量不平衡会产生巨大离心力，因此保证高速刀具系统的动平衡非常重要（2024.4）。▍第七节伺服进给位置控制伺服进给位置控制分开环、半闭环、闭环；位置环把指令位置与反馈位置比较，经放大后驱动电动机，实现位置、速度、电流三环控制。▍第八节伺服进给系统的传动计算伺服进给系统传动计算包括：脉冲当量、降速齿轮传动比、滚珠丝杠导程与电动机转速匹配、负载与转动惯量折算等，公式见第二节步进电动机计算。【计算套路·步进】先定拍数N（单双拍=2m）→α=360/(zN)→n=60f/(zN)→δ=Pz1/(z2·zN)；【直流】Ia=TM/(KTΦ)、KeΦ=IaRa/Δn、n0=U/KeΦ。▍补充强化·细节考点与真题回扣【单选】伺服系统按控制原理分开环、半闭环、闭环；按驱动元件分步进、直流伺服、交流伺服；按被控量分位置、速度、电流（转矩）伺服，三环由外向内依次为位置环→速度环→电流环。【填空】步进电动机的转角与输入脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比、转向由通电相序决定，不会累积位置误差，但有失步、振荡问题。【单选】步进电动机通电方式：m相时单拍/双拍运行拍数N=m，单双拍（如三相六拍）N=2m；拍数越多、步距角越小、运行越平稳。【单选】直流伺服机械特性：负载转矩T_L越大、转速降Δn越大，即Δn∝T_L；调速靠改变电枢电压U；PWM（脉宽调制）调速通过改变占空比改变平均电压，平滑高效。【单选】交流永磁同步电动机n=60f/p，变频调速；现代数控机床进给多用交流永磁同步伺服电动机，主轴多用交流异步（感应）电动机。【单选】直线电动机直接把电能变成直线运动、取消丝杠/齿轮，称为零传动（直接驱动），优点是无反向间隙、速度与加速度高、行程不受丝杠限制。【填空】电主轴把电动机转子与主轴做成一体，也是一种零传动；其电动机分同步型和异步型，发热大需强制冷却，高速时必须做精密动平衡。【简答】主轴四象限驱动能力：主轴在正转、反转两个转向下都能进行电动（加速）和制动（减速、回馈），合起来为四个工作象限，满足攻丝、急停、定向停车等需要。驱动元件用于系统关键特性步进电动机开环脉冲数定位、成本低、有失步直流伺服电动机闭环/半闭环调速性好、有刷需维护交流永磁同步伺服现代主流闭环无刷、高效、动态好直线伺服电动机高速高精直接驱动零传动、高加速度第七章数控机床机械结构▍第一节概述数控机床机械结构主要由主传动系统、进给传动系统、自动换刀装置、支承件（床身、导轨、立柱）及辅助装置组成。要求高刚度、高灵敏度、高抗振性、热变形小、运动平稳、操作方便。▍第二节数控机床主传动结构【单选】与BT刀柄相比，HSK刀柄和KM刀柄具有更好的静刚度和动刚度（2024.4）；HSK系列刀柄的锥度为1∶10（2020.10），经过精密动平衡后HSK刀柄转速可达40000r/min（2023.10）。【单选】加工中心的刀柄在加工过程中必须紧紧拉紧在主轴锥孔中，产生这个拉紧力的是安装在主轴单元中的碟形弹簧（2024.4）。【单选】数控车床的自动回转刀架是一种简单的自动换刀装置（ATC）（2020.10）。▍第三节进给传动系统【简答】滚珠丝杠螺母副的特点（2025.4）：①摩擦损失小、传动效率高（η达0.92～0.96）；②灵敏度高、低速无爬行；③可通过预紧消除轴向间隙、提高轴向刚度和定位精度；④磨损小、寿命长；⑤不能自锁、垂直安装需制动，成本较高。【单选】滚珠丝杠采用预拉伸结构的支承设计，可以有效提高进给传动系统的刚度（补偿热伸长）（2020.8）。设计加工中心时，在按额定动载荷确定滚珠丝杠螺母副尺寸规格基础上，对细长且承受压载荷的滚珠丝杠还应作压杆稳定性（压杆稳定）核算（2025.4）。【单选】导轨：机床运动部件沿导轨移动时的直线与其他基面之间相互位置的准确性称为导轨的导向精度（2020.10）；导轨在长期使用过程中保持一定导向精度的能力称为导轨的耐磨性（2024.4）；导轨受力变形后会影响部件之间相对位置和导轨刚度（导向精度）（2020.8）。【单选】数控机床的圆周进给运动通常由数控回转工作台实现（2023.10）；分度工作台有有盘式（齿盘式）和无盘式两种（2020.8）。▍第四节自动换刀装置【单选】自动换刀装置由刀库和机械手等组成（2020.10）。无机械手的换刀系统，刀库中刀具的存放方向一般与主轴上的装刀方向一致（2023.10），由刀库与主轴相对运动直接换刀。【单选】目前多数加工中心通常采用的选刀方式是记忆选刀方式（随机换刀）（2025.4），另有刀具编码方式、刀座编码方式、混合选刀方式。【记忆】滚珠丝杠“高效无爬行、预紧提刚度、细长要稳”；导轨“导向看精度、长期看耐磨、受力看刚度”；HSK1∶10、4万转、碟形弹簧拉紧；记忆换刀最常用。▍补充强化·细节考点与真题回扣【单选】数控机床主传动变速方式：带传动、齿轮传动、电主轴（电动机直接驱动）；为实现无级变速、简化结构，现代机床越来越多用电主轴。【单选】HSK为1∶10短锥空心刀柄，锥面与端面双面定位（过定位夹紧），高速时离心力使夹紧更可靠，故高速性能优于仅靠锥面（7∶24）定位的BT刀柄。【填空】主轴内靠碟形弹簧产生拉紧力把刀柄拉紧，松刀靠液压缸/气缸压缩碟簧；这样断电时仍保持拉紧，安全可靠。【单选】滚珠丝杠螺母副按滚珠循环方式分外循环和内循环；预紧方式有双螺母垫片、双螺母螺纹、双螺母齿差及单螺母变位导程预紧，目的是消除轴向间隙、提高刚度。【填空】细长且承受压载荷的滚珠丝杠要做压杆稳定性核算；高速长丝杠还应校核临界转速；采用预拉伸安装可补偿热伸长、提高刚度。【单选】数控机床导轨常用塑料（贴塑）导轨、直线滚动导轨、静压导轨；对导轨的基本要求是导向精度高、精度保持性（耐磨性）好、刚度足够、低速无爬行。【单选】自动换刀装置（ATC）换刀方式：无机械手换刀（刀库与主轴直接交换，刀库存刀方向与主轴装刀方向一致）和机械手换刀（最常用，速度快）；选刀方式有顺序选刀、刀具编码、刀座编码和记忆（随机）选刀，加工中心多用记忆选刀。【填空】刀库形式有盘式、链式、鼓轮式等；数控车床常用回转刀架（转塔刀架）实现自动换刀。【机械结构口诀】主轴要“高速、稳、冷、平衡”；丝杠要“预紧消隙、预拉提刚、细长稳压杆”；导轨要“导向、耐磨、刚度、无爬行”；换刀记“记忆选刀、机械最快、无机械手方向一致”。第八章典型数控系统应用实例▍第一节西门子840D数控系统及其应用【单选】SINUMERIK840D数控系统中数控和驱动的接口信号均采用数字量（2025.4）；其轴控制规模最大可以配31个轴（2023.10）；西门子840D可实现5轴联动（2024.4）。【单选】SINUMERIK802s数控系统进给驱动装置的动力源采用步进电动机（2020.8）；SINUMERIK802Cbaseline数控系统采用伺服（交流伺服）电动机驱动系统来驱动三个进给轴和一个模拟主轴（2025.4）。▍第二节华中数控系统简介华中数控系统是我国自主开发的基于工业PC的开放式数控系统，采用“工业PC＋运动控制卡”体系，具有开放性好、可配多种伺服、支持中文界面与二次开发等特点。▍第三节MX-3型开放式运动控制系统简介【填空】由西安交通大学研制的MX-3数控系统属于总线式运动控制系统（2024.4）。【简答】MX-3型数控系统中系统管理类功能模块（2026.4）：包括系统初始化模块、参数设置与管理模块、诊断与报警模块、文件管理模块、显示管理模块、通信管理模块等，负责整个系统的调度、配置、监控与人机交互。【系统型号速记】840D=数字量接口、最多31轴、5轴联动；802s=步进、802C=伺服三进给+模拟主轴；MX-3=西安交大、总线式。▍补充强化·细节考点与真题回扣【单选】SINUMERIK840D是西门子高档数控系统，CNC与驱动之间用数字总线（DRIVE-CLiQ类）传输数字量，最大可控31个轴、可多轴（5轴）联动。【单选】SINUMERIK802s用步进电动机驱动进给（开环、经济型）；802Cbaseline用伺服电动机驱动三个进给轴和一个模拟主轴。【填空】MX-3是西安交通大学研制的总线式（开放式）运动控制系统；开放式数控系统的特征是模块化、可移植、可扩展、可互换、即插即用。【简答】开放式数控系统的基本特征：①开放性/标准化接口；②可移植性（跨平台）；③可扩展性与可缩放性（按需增减轴与功能）；④可互换性（不同厂商部件可替换）⑤模块化、网络化，支持二次开发。【单选】华中数控“世纪星”系列以工业PC为硬件平台、软件自主，属于基于PC的开放式数控；FAUNC0i-M用于铣/加工中心、0i-T用于车床。【型号速辨】840D高档数字总线、31轴、5联动；802s步进、802C伺服三进给+模拟主轴；MX-3西安交大总线式；FANUC0i-M铣、0i-T车。附录全课程必背公式·指令·数值速查▍一、计算必背公式步进：α=360/(mzk)=360/(zN)；n=60f/(zN)；δₓ=Pz₁/(z₂zN)。直流伺服：U=Eₐ+IₐRₐ；T_M=K_TΦIₐ；n=(U−IₐRₐ)/(K_eΦ)；n₀=U/(K_eΦ)；Δn=IₐRₐ/(K_eΦ)。交流同步：n=60f/p。逐点比较直线：F=XₑYᵢ−YₑXᵢ；F≥0走+X、F←F−Yₑ；F<0走+Y、F←F+Xₑ；N=Xₑ+Yₑ。▍二、常用G/M指令速查指令含义指令含义G00/G01快速/直线插补G02/G03顺/逆圆弧G40/G41/G42取消/左/右刀补G90/G91绝对/增量G54工件坐标系G32等螺距螺纹M03/M05主轴正转/停M06换刀M08/M09切削液开/关M30程序结束复位M98/M99调用/返回子程序G04暂停▍三、六年真题高频考点频次提示高频考点出现年份题型逐点比较法直线插补填表+画轨迹2020.8/10、2023.10、2024.4、2025.4、2026.4计算37（必考）步进/直流伺服电动机计算六年轮换计算36（必考）激光切割/刻字/钻孔/车削编程六年编程35（必考）CNC硬件、走刀路线、夹具、PLC、检测装置、滚珠丝杠多次简答31-34坐标系/对刀点/换刀点、G/M指令、插补分类、光栅编码器、伺服轴数多次单选/填空

第三部分分题型专项突破（背诵与套用）本部分按真题五种题型（单选、填空、简答、编程、计算）把全书高频结论再集中一遍，可在临考前反复背诵、直接套用。▍一、简答题·高频必背20题（5分题，按要点给分）【简答】1.数控机床由哪几部分组成？各部分作用？答：①控制介质与输入输出设备：存放、输入加工程序；②数控装置CNC：译码、运算、插补并发出控制指令，是核心；③伺服驱动系统：把指令放大驱动机床运动；④位置检测装置：测位移/速度并反馈；⑤机床本体（含辅助装置）：执行切削加工的机械实体。【简答】2.点位控制、直线控制、轮廓控制有何区别？答：点位只保证刀具从一位置准确移动到另一位置，移动过程不加工（数控钻、镗）；直线控制保证沿平行坐标轴方向作直线切削；轮廓（连续轨迹）控制对两个及以上坐标同时协调联动，能加工直线、曲线、曲面（数控车、铣、加工中心）。【简答】3.开环、半闭环、闭环伺服系统区别？答：开环无检测反馈、用步进电机、结构简单精度低；半闭环把编码器装在电机/丝杠轴端间接测量、精度较高、需补偿传动误差；闭环把光栅等装在工作台上直接测量执行件位移、精度最高、可消除全部机械传动误差，但调试较难。【简答】4.数控加工程序编制的主要步骤？答：分析零件图样→工艺处理（确定加工方法、走刀路线、切削用量、夹具刀具）→数值计算（基点、节点、刀位点）→编写程序单→制备控制介质/输入→程序校验（空运行、图形模拟）与首件试切。【简答】5.图形交互式（CAD/CAM）自动编程的步骤？答：①零件几何造型；②制定工艺、选刀具与切削参数；③生成刀具加工轨迹（刀位文件）；④加工仿真、干涉与轨迹校验；⑤后置处理生成具体机床G代码并输出。【简答】6.走刀路线（加工路线）的选择原则？答：①保证加工精度和表面质量；②路线最短、减少空行程，提高效率；③数值计算简单、编程方便；④减少刀具切入切出次数；⑤避免刀具与工件、夹具干涉。【简答】7.数控加工中加工方法（工序）的选择原则？答：按表面形状、尺寸精度、粗糙度、材料和生产类型选方法；遵循先粗后精、先面后孔、先主后次、工序集中；保证质量前提下提高效率、降低成本，优先用现有经济可靠的方法。【简答】8.数控加工夹具的选择原则？答：①保证加工精度，定位可靠；②装夹方便迅速、效率高；③与机床坐标系协调、便于对刀；④夹紧力与支承布置合理、不使工件变形；⑤优先通用夹具，其次组合、专用夹具。【简答】9.凹槽加工环切法的优缺点？答：优点：走刀连续、各圈进给方向一致，残留高度均匀、接刀痕小、表面质量好；缺点：刀位点计算繁琐、编程复杂、加工路线较长。【简答】10.CNC装置的硬件组成？答：中央处理单元CPU、存储器（ROM/RAM）、输入输出接口（I/O）、位置控制器、可编程控制器PLC、显示与键盘（MDI/CRT）接口、通信接口。【简答】11.多微处理器CNC各功能模块及作用？答：管理模块（系统初始化、中断、总线仲裁、出错识别）；插补模块（译码、插补运算）；位置控制模块（位置环、进给速度控制并输出驱动伺服）；PLC模块（M/S/T、刀具交换、开关量逻辑）；存储器模块（程序与数据存储）。【简答】12.现代数控机床PLC可完成哪些功能？答：实现M/S/T辅助功能；处理操作面板与机床开关量信号；控制润滑、冷却、排屑、防护门等辅助动作；实现主轴进给使能与动作联锁；故障检测、报警与安全保护。【简答】13.CNC装置自诊断的三种方式？答：脱机诊断（停机/空运转条件下运行诊断程序）；联机诊断（机床运行中自诊断程序随时检查异常并报警）；远程诊断（经通信网络由远端诊断维护）。【简答】14.CNC接口电路的主要功能？答：电平转换与功率放大、信号光电隔离抗干扰、数据缓冲锁存与时序匹配、A/D与D/A转换。【简答】15.数控机床对位置检测装置的要求？答：工作可靠抗干扰、适应车间环境；满足精度、分辨率与测量范围；线性度好、迟滞小、能动态测量；使用维护方便、成本适宜，与伺服系统匹配。【简答】16.绝对式脉冲编码器的特点？答：每个位置对应唯一编码，断电不丢位置、开机无须回零；无累积误差、抗干扰强；但结构复杂、分辨率受码道数限制、价格较高。【简答】17.金属反射（钢带）光栅的特点？答：不锈钢带基体、线膨胀系数接近机床、温度误差小；强度高不易碎、可做长尺、量程大；装调方便成本低；需防锈保洁，分辨率略低于玻璃透射光栅。【简答】18.滚珠丝杠螺母副的特点？答：摩擦小、效率高（0.92～0.96）；灵敏度高、低速无爬行；可预紧消隙、提高轴向刚度与定位精度；磨损小寿命长；不能自锁、垂直安装需制动、成本较高。【简答】19.电主轴相对传统主轴的优势？答：电机内装、取消带/齿轮实现零传动，结构紧凑、振动噪声小；转速高、调速范围宽、利于高速高精；可准停、四象限驱动；难点是发热大需强制冷却并做精密动平衡。【简答】20.MX-3系统管理类功能模块有哪些？答：系统初始化模块、参数设置与管理模块、诊断与报警模块、文件管理模块、显示管理模块、通信管理模块，负责系统调度、配置、监控与人机交互。▍二、填空题·高频空速记（按章）【填空】1.用数字、字符等数字信息发出指令实现自动控制的技术称数控技术；数控机床主要由数控系统和伺服系统两大部分组成。【填空】2.按运动轨迹分点位控制和轮廓控制；按伺服分开环、半闭环、闭环。【填空】3.1952年美国研制第一台三坐标立式数控铣床；CIMS是计算机集成制造系统。【填空】4.CNC装置实际控制的是刀具相对工件的运动轨迹。【填空】5.使用最广泛的自动编程方式是图形交互式；检验程序正确性的方法通常有3种。【填空】6.确定机床坐标系首先确定Z轴；增大刀具与工件距离方向为坐标轴正方向；绕Z轴旋转的是C轴。【填空】7.机床原点由机床生产厂家设定；数控车床原点一般取卡盘端面与主轴轴线交点。【填空】8.刀具相对工件运动的起点称对刀点；固定换刀位置称换刀点；代表刀具位置的基准点称刀位点。【填空】9.左刀补G41、右刀补G42、取消刀补G40；等螺距螺纹G32；换刀M06；切削液关M09；程序结束M30。【填空】10.非模态指令只在本段有效，如G04；调用/返回子程序用M98/M99。【填空】11.多微处理器结构分共享存储器结构和共享总线结构；管理模块完成系统初始化。【填空】12.CNC软件分管理软件和控制软件；PLC在机床上分内装型和独立型。【填空】13.数据传送分并行与串行，远距离用串行；光电耦合器以光为媒介传输电信号。【填空】14.脱机诊断在停机条件下、联机诊断在运行中随时进行；状态型参数每位表示功能的有无。【填空】15.插补分脉冲增量插补和数据采样插补；数字积分法简称DDA；数据采样插补一般分两步、输出二进制字。【填空】16.逐点比较法以折线逼近轨迹，四节拍：偏差判别、坐标进给、偏差计算、终点判别。【填空】17.第一象限直线偏差F=XeYi−YeXi；F≥0走+X且F←F−Ye，F<0走+Y且F←F+Xe；总步数N=Xe+Ye。【填空】18.透射光栅基体是光学玻璃，反射光栅用不锈钢；光栅单位长度刻线数称线纹密度；读数头把莫尔条纹光信号变电脉冲。【填空】19.增量式脉冲编码器有光电式、接触式、电磁感应式；编码器安装方式有两种。【填空】20.一个伺服进给系统控制一个进给轴；普通立式数控铣床一般3个进给轴；立式加工中心4个驱动=3直线+1刀库旋转。【填空】21.步进电机转角与脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比；矩频特性是其运转（动态）性能指标。【填空】22.交流永磁同步电机n=60f/p；直线伺服电机实现进给零传动；电主轴电机分同步型和异步型。【填空】23.保证主轴热稳定性用强制冷却；主轴正反转均可加减速称四象限驱动能力；高速刀具系统要做动平衡。【填空】24.HSK刀柄锥度1∶10、转速可达40000r/min；拉紧刀柄靠碟形弹簧；HSK/KM比BT静、动刚度更好。【填空】25.滚珠丝杠预拉伸提高刚度；细长受压丝杠要做压杆稳定性核算；导轨长期保持导向精度的能力称耐磨性。【填空】26.无机械手换刀时刀库存刀方向与主轴装刀方向一致；加工中心多用记忆选刀方式。【填空】27.840D数控与驱动接口用数字量、最多配31轴、可5轴联动；802s用步进电机；MX-3是