数控机床习题集
第四版
主编：赵敏、刘有余
编者：王立涛、王海、裴九芳
主审：许德章
应用专业：机械设计制造及其自动化、
测量与仪器控制、车辆工程
班级
学号
姓名
机械系机制教研室
二00七年二月
第一章绪论
1.1 何谓数控机床？它是由哪几部分组成？各部分作用是什么？
1.2 NC与CNC的区别是什么？
1.3数控机床有哪几种分类方法？各有什么特点？
1.4何谓点位控制、直线控制、轮廓控制？三者有何区别？
1.5数控机床按伺服系统控制方式分为哪三类？各用在什么场合？
1.6 FANUC 公司和 SIEMENS 公司有哪些产品系列？各有哪些功能？1.7数控机床的发展趋势主要有哪些？
1.8如何提高数控机床的精度、速度和可靠性？
1.9什么是FMC、FMS、CIMS？他们各有什么特点？
1.10什么是开环、闭环、半闭环数控机床？它们之间有什么区别？1.11数控机床按工艺用途有哪些类型？
1.12 加工中心与一般数控机床相比有什么特点？
1.13数控技术目前大致向哪几个方向发展？
1.14数控机床适合加工什么样的零件？
1.15 数控机床对刀具和夹具有什么样的要求？
第二章数控编程基础
2.1 手工编程要经过哪些步骤？
2.2 准备功能（G）与辅助功能（M）在数控编程中的作用如何？
2.3 M00、M01、M02、M30的区别在哪里？
2.4 编程中如何选择对刀点、换刀点？
2.5 简述数控机床的坐标系及编程特点。
2.6 简述加工中心特点及固定循环功能的作用。
2.7 加工中心机床的换刀程序如何编制？
2.8 什么是右手直角坐标系？
2.9 机床坐标系及坐标方向是怎样确定的？
2.10 什么叫工件原点和工件坐标系？
2.11 何为工件原点，工件原点如何选定？
2.12 什么叫刀位点？什么是刀具半径补偿和刀具长度补偿？它们有什么作用？
2.13 数控编程的工艺处理内容是什么？
2.14 数控机床在配备刀具时应注意哪些问题？
2.15 试述数控加工时，工序划分的原则及编排原则。
2.16 切削用量是否合理的标准是什么？
2.17 数控程序有哪几部分组成？试述字地址程序段的构成与格式。
2.18 简述数控编程的内容和步骤。
2.19 试述 G92 的用法。
2.20 数控车床适合加工哪些特点的回转体零件?为什么?
2.21 什么是刀位点、起刀点、对刀点、对刀基准点、对刀参考点、换刀点?确定对刀点的原
则是什么?常用对刀方法有哪些?
2.22 设置工件坐标系有哪些指令，如何使用？
2.23 试述 G90 和 G91 有什么不同。
2.24 G 90 X20 Y30 与 G91 X20 Y30 有什么区别？
2.25 试述 G00 ， G01 ， G02 ， G03 指令的功能和格式。
2.26 在数控机床中，刀具和运动指令的控制一般采用哪两种方式？有何区别？
2.27 准备功能G代码的模态和非模态有什么区别？
2.28 何谓后置处理程序？简述其主要内容。
2.29 解释以下各程序段的意义
(1) N005 G01X120.7F120.
(2) N010 G00X35.8Y60.9S1200
(3) N100 T06M06
N105 G43H06
(4) N080 G03X0.Y-12.5I-15.J0.
N090 G02X-12.5Y0.I0.J12.
2.30 说说刀尖圆弧半径补偿的意义。
2.31 用 G02，G03 编程时，什么时候用 R ，什么时候用R?为什么？
2.32 整圆编程时，为什么不能用 R ？
2.33 常用的辅助功能 M 有哪几种？各自的功能如何？ 2.34 G 04 指令有什么作用？常在什么情况下使用？
2.35 对于同一 G 代码而言，不同数控系统所代表的含义完全一样吗？试举例说明。 2.36 何谓刀具长度补偿、刀具半径补偿？其执行过程如何？ 2.37 B 功能刀具半径补偿与C 功能刀具半径补偿的区别在何处？
第三章 数控加工编程
3.1 完成如图3.1所示工件的粗加工循环。
3.2 完成如图3.2所示工件的粗加工循环。
3.3 编写如图3.3所示工件的加工程序。
图
3.1 图3.2
3.4 图3.4所示零件的毛坯为φ 72 × 150 ，试编写其粗、精加工程序。
3.5 完成图3.5所示零件的加工。
1) 毛坯：Φ 88 × 125 ， 45# 钢。 2) 按零件图制定加工工序。 3) 完成加工编程。
图
3.3 图3.4
图3.5
3.6试编写图3.6所示小轴的数控加工程序。材料为 45 钢。
3.7 编制简单回转零件 ( 图3.7所示 ) 的车削加工程序，包括粗精车端面、外圆、倒角、倒圆。零件加工的单边余量为 2mm ，其左端面 25mm 为夹紧用。
3.8 编制轴类零件 ( 图3.8所示 ) 的车削加工程序。加工内容包括粗精车端面、倒角、外圆、锥角、圆角、退刀槽和螺纹加工等。左端 25mm 夹紧用。毛坯为 ф 85 × 300 的棒料，精加工余量为 0.2mm 。
图
3.6 图3.7
图3.8
3.9 编制图3.9、图3.10、图3.11、图3.12、图 3.13 所示工件的车削加工程序。
3.9
图
图3.11
图3.12
图3.13
3.10 数控铣床加工的对象是什么？数控铣床加工的特点是什么？
3.11为什么要进行刀具补偿？
3.12 什么是固定循环指令？
3.13加工如图 3.14所示工件。加工程序启动时刀具在参考点位置 ( 参考点位置如图所示 ) ，选择ф30 立铣刀，并以零件的中心孔作为定位孔，加工时的走刀路线如图，试编写其精加工程序。
图3.14
3.14试用刀具半径补偿等指令编写图3.14所示工件的外轮廓精加工程序 ( 不考虑工件厚度，即刀具在 Z 轴方向的移动不考虑，刀具采用 ф 10 立铣刀 ) 。
3.15 试编写如图3.15、图3.16、图3.17所示工件的铣削加工程序。
图3
.14 图3.15
图
3.16
图3.17
3.16平面凸轮零件的数控铣削编程。图3.18所示是一个平面凸轮，由四段圆弧相切组成，
试编写加工程序并加工。
图3.18
3.17编写工件的外轮廓的精加工程序，如图 3.19所示。刀具为Φ25的立铣刀，进给为70mm/min，主轴转速800r/min。
说明：①将程序零点设在如图所示位置；
② Z的零点设在工件上表面。
图3.19
3.18编写轴的车削加工程序，如图3.20所示。其中Φ100圆柱不加工，换刀点设在如图所示位置。
第四章计算机数控装置
4.1 CNC系统主要由哪几部分组成？CNC装置主要由哪几部分组成？
4.2 试述CNC装置的工作过程。
4.3 单微处理器结构的CNC装置与多微处理器结构的CNC装置有何区别？多微处理器结构的
CNC装置有哪些基本功能模块？
4.4 共享总线结构的CNC装置与共享存储器结构的CNC装置各有何特点？
4.5 试分析现代CNC装置的硬件结构的特点？
4.6 CNC装置中常用的CPU有哪几类？其特点如何？
4.7 简述数控系统在数控机床控制中的作用。
4.8 完成CNC基本任务应有哪些功能?要实现这些功能其控制器结构应具备哪些必要的条件(或环境)?
4.9数控系统要进行哪些方面的数据处理，最终输出哪些控制信号?
4.10单微处理器结构和多微处理器结构有何特点?
4.11请描述CNC控制的基本数学模型为何?
4.12多微处理器数控系统的共享总线结构和共事存储器结构有何区别?
4.13试用框图表达CNC工作过程的信息处理情况。
4.14何谓常规的和开放式的CNC?
4.15数按系统各级中断一般包括哪些主要功能? 4.16 CNC 装置中常用的存储器有哪几类？其特点如何？
4.17 CNC 装置与机床电气设备之间的接口按功能分为哪几类？各传送什么信息？ 4.18 CNC 装置的I/O 接口电路中常用哪些抗干扰技术？ 4.19 CNC 装置的软件结构可分为哪两类？各有何特点？
4.20 中断型结构的软件中，各中断服务程序的优先级是如何安排的？ 4.21 CNC 装置常用的输入输出设备有哪些？
4.22 CNC 装置常用的通信接口有哪些？各有什么特点？ 4.23 使用RS －232C 接口应注意哪些问题？ 4.24 现代CNC 装置的诊断技术有哪些发展方向? 4.25 CNC 装置的主要技术指标有哪些？
4.26 简述我国使用较多的几种典型CNC 装置的功能和特点？
第五章 数控插补控制原理
5.1 何谓插补？在数控机床中，刀具能否严格地沿着零件轮廓运动？为什么？
5.2 直线的起点坐标在原点(0,0)o ，终点(9,4)A ，试用逐点比较法对该直线进行插补，并画出插补轨迹。
5.3 顺圆弧(0,5)A 和终点(0,10)B ，试用逐点比较法对该圆弧进行插补，并画出插补轨迹。 5.4 简述数据采样插补法的原理和特点。 5.5 机床数控的基本任务有哪两类？
5.6 零件加工程序的输入数据处理主要包括哪些内容？ 5.7 什么叫插补？目前应用较多的插补算法有哪些？
5.8 试述逐点比较法插补的四个节拍，并推导第Ⅱ象限直线插补公式。
5.9 设欲加工第一象限直线OE 、起点坐标为O （0，0），终点坐标为E （11，8），脉冲当量δ＝1，试用逐点比较法插补之并画出插补轨迹。
5.10 设欲加工第一象限逆圆AB ，起点A （7，0），终点E （0，7），脉冲当量δ＝1，试用逐点比较法插补之并画出插补轨迹。 5.11 试述数字积分法的工作原理。
5.12 试用数字积分法插补题8、题9中的直线和圆弧，设寄存器位数m＝3。
5.13 何谓“左移格式化”？它有什么作用？
5.14 数据采样插补与脉冲增量插补的区别在哪里？如何实现粗、精两级插补？
5.15 如何正确地选择插补周期？
5.16 如何用软件实现进给速度控制？
5.17 加减速控制有何作用？有哪些实现方法？
5.18 误差补偿的基本原理是什么？
第六章数控机床的伺服系统
6.1 试对开环、半闭环、闭环进行综合比较，说明它们的机构特点和应用场合。
6.2伺服系统由哪些部分组成，数控机床对伺服系统的要求有哪些？
6.3简述反应式步进电机的工作原理，并说明开环步进伺服系统如何进行移动部件的位移量、速度和方向控制的。
6.4 实现步进电动机控制脉冲的环形分配器有哪些主要方法？
6.5 简述高低切换驱动电源、恒流斩波型驱动电源、调频调压型驱动电源的工作原理，各有何优缺点？
6.6 简述幅值比较进给伺服系统、数字相位比较进给伺服系统、数字、脉冲比较进给伺服系统的基本工作原理？
6.7 什么是步距角，反应式步进电机的步距角与哪些因素有关，步距角与脉冲当量之间的关系是什么？
6.8 步进电机的环形脉冲分配器和功率放大器分别有哪些形式，各自有何特点？
6.9 如何实现齿隙补偿、螺距补偿和热变形补偿？
6.10 提高步进伺服系统精度的措施有哪些？分别说明它们的工作原理。
6.11直流伺服电机有哪几种？试说明它们的工作原理。
6.12直流伺服电机的调速方法有哪些？说明它们的实现原理，数控直流伺服系统主要采用哪种方法？
6.13直流进给运动的PWM和晶闸管调速原理分别是什么？请比较它们的优缺点。
6.14交流伺服电机有哪几种？试说明永磁交流伺服电机工作原理。
6.15交流伺服电机的调速方法有哪些？说明它们的实现原理，数控交流伺服系统主要采用哪种方法？
6.16在交流伺服电机变频调速中，为什么要将电源电压和频率同时调整？
6.17简述SPWM调制原理，分析SPWM变频器的功率放大电路和SPWM变频调速系统工作原理。
6.18 试说明直线电机的类型、结构和工作原理，直线电机有何特点？
6.19直线电机伺服系统由哪几部分组成？分别各部分的功能。
6.20简述数字-脉冲比较伺服系统和全数字控制伺服系统的基本工作原理。
6.21 比较分析数字-脉冲比较、相位比较、幅值比较和全数字式伺服系统的特点?
6.22 请分析主轴直流伺服系统的调速原理。
6.23 试说明主轴交流伺服系统的矢量控制调速基本思想并分析矢量变换控制原理。
6.24 主轴准停的作用是什么？如何用编码器准停方法进行实现？
6.25 数控机床对进给伺服系统的要求是什么？
6.26 直流电动机调速方式有哪几种？
6.27 交流电动机调速方式有哪几种？
6.28 简述PWM功率放大器的组成及基本原理。
6.29 简述倍频式PWM调制器的工作原理，画出有关的工作波形。
6.30 常用的调节器有哪几种？各有什么特点？
6.31闭环控制的基本特征是什么？
6.32说明转速、电流双闭环控制的基本工作原理。转速调节器、电流调节器的作用是什么？
6.33 什么是小惯量直流电动机？什么是大惯量直流电动机？它们各有什么特点？
6.34 TDC－12中，使能信号的作用是什么？
6.35 简述无换向器电机的工作原理。
6.36 主轴直流电动机采用什么调速方式？
6.37 主轴直流电动机控制单元如何实现调压调速与弱磁调速的自动转换？
6.38 简述SPWM调速的基本原理。
6.39 简述交流电动机矢量变换控制的工作原理。
6.40 什么是SPWM逆变器？SPWM波有何特点？
6.41 感应同步器的结构如何？为什么它的定尺绕组的输出电势位移X的函数？
6.42 光棚的基本结构如何？什么是摩尔条纹的放大作用？
6.43 光电编码器的结构如何？怎么对它辨向？
6.44 说明步进电动机的工作原理。说明什么是步距角？
6.45 常用的步进电动机的性能指标有哪些？其含义是什么？
6.46 简述混合式步进的电动机的结构特点，它与反应式步进电动机的最大区别是什么？
第七章数控机床的机械结构
7.1数控机床机械结构的组成及特点。
7.2数控车床床身导轨的布局有几种形式?各有什么特点?
7.3数控机床主传动系统有哪几种传动方式?各有何特点?
7.4在数控机床的进给伺服传动中，为什么经常采用同步齿形带?
7.5主轴轴承的配置形式主要有几种?各适用于什么场合?
7.6主轴的准停装置设置的目的?
7.7数控机床对进给传动系统的要求。
7.8数控机床导轨的类型及要求，塑料导轨和滚动导轨的特点。
7.9 滑动导轨按截面形状可分为哪几种?各有何特点?
7.10滚珠丝杠螺母副的工作原理与特点是什么?什么是内循环和外循环方式?
7.11说明滚珠丝杠副代号的标注方法，并解释FDT5010-4.5-T4所代表的含义。
7.12 试述滚珠丝杠螺母副消除间隙的方法。
7.13 滚珠丝杠支承有哪几种?特点是什么?各适用于什么情况?
7.14 何谓分度工作台和数控回转工作台?
7.15消除传动齿轮副间的传动间隙的方法有哪几种?各有何特点?
7.16自动换刀装置有哪几种形式?各有何特点?
7.18刀库有哪几种形式?各适用于什么场合?