中国石油大学（北京）远程教育学院
期末考试
《数控技术》
学习中心：_______姓名：________学号：_______
关于课程考试违规作弊的说明
1、提交文件中涉嫌抄袭内容（包括抄袭网上、书籍、报刊杂志及其他已有论文），带有明显外校标记，不符合学院要求或学生本人情况，或存在查明出处的内容或其他可疑字样者，判为抄袭，成绩为“0”。
2、两人或两人以上答题内容或用语有50%以上相同者判为雷同，成绩为“0”。
3、所提交试卷或材料没有对老师题目进行作答或提交内容与该课程要求完全不相干者，认定为“白卷”或“错卷”，成绩为“0”。
一、题型
1、简答题，4题，每题15分，共60分；
2、论述题，1题，每题40分，共40分。
二、题目
A卷：学号尾号为单号的答A卷
1、简答题
1）、比较开环、闭环、半闭环数控机床在位置检测装置、控制精度和应用领域上的不同。
2）、什么是刀具半径补偿？B刀补和C刀补有何区别？
3）、逐点比较插补包含几步？各步有何作用？
4）、请分别解释步进电动机的步距角、静态步距误差、启动频率、最高工作频率、频矩特性的含义。
2、论述题
通过自主调研，以“开放式数控体系”为主题，阐明其概念、研究背景、研究内容及研究难点。
B卷：学号尾号为双号的答B卷
1、简答题
1）、什么是插补？脉冲增量插补和数据采样插补有何区别？
在机床运动过程中，为了实现轮廓控制，数控系统必须根据零件轮廓的曲线形式和进给速度的要求，实时计算出介于轮廓起点和终点之间的所有折线端点的坐标(a1、 a2、a3、.. )，这种实时运算操作就是插补运算。
所谓插补，就是根据零件轮廓的几何形状、几何尺寸以及轮廓加工的精度要
求和工艺要求，在零件轮廓的起点和终点之间插入- -系列中间点(折线端点)的过程，即所谓“数据点的密化过程”，其对应的算法称为插补算法。
1、脉冲增量插补算法
通过向各个运动轴分配驱动脉冲来控制机床坐标轴相互协调运动，从而加工出一定轮廓形状的算法。
2、数据采样插补算法
根据数控加工程序所要求的进给速度，按照插补周期的大小，先将零件轮廓曲线分割为-系列首尾相接的微小直线段，然后输出这些微小直线段所对应的位置增量数据，控制伺服系统实现坐标轴进给。
采用数据采样插补算法时，每调用一次插补程序，数控系统就计算出本插补，周期内各个坐标轴的位置增量以及各个坐标轴的目标位置。
随后伺服位置控制软件将把插补计算求得的坐标轴位置与采样获得的坐标轴实际位置进行比较求得位置跟踪误差，然后根据当前位置误差计算出坐标轴的进给速度并输出给驱动装置，从而驱动移动部件向减小误差的方向运动。
2）、数控机床的位置控制系统有什么作用？比较鉴相式和鉴幅式位控系统在控制原理和结构组成上的不同。
位置控制系统的作用：控制机床刀具或工作台精确移动，达到改变工件形状，加工出合格产品的目的。数控机床的位置控制系统是用来实现数控机床的主要功能的，没有位置控制系统，数控机床就变成普通机床，需要人工去控制它加工产品了。
答:主要介绍嵌入式实时操作系统VxWorks在随动控制中的应用采用伪微分反馈控制算法,使用PCI-171...PC机和PCI-1711数据采集卡作为随动控制系统中的控制器，光电编码器作为反馈信号测量单元:功率放大器作为能量提供单元，力矩电机作为执行机构。
3）、数控机床的自动换刀装置有哪些形式？比较它们在应用领域、换刀时间、容纳刀具数、刀具选择方式上的不同。
各类数控机床的自动换刀装置的结构取决于机床的形式、工艺范围以及刀具的种类和数量等，主要可以分为以下几种形式
①回转刀架换刀
数控机床上使用的回转刀架是一种最简单的自动换刀装置，根据加工对象的不同，可以设计成四方刀架和六角刀架等多种形式，分别安装着四把、六把或更多的刀具，并按数控装置的指令换刀。回转刀架的结构上必须具有良好的强度和刚性，以承受粗加工时的切削抗力，由于车削加工精度在很大程度上取决于刀尖位置，而加工工程中对刀尖位置一般不进行人工调整，因此更有必要选择可靠地定位方案和合理的定位结构，以保证回转刀架在每次转位之后，具有尽可能高的重复定位精度
回转刀架的全部动作由液压系统通过电磁换向阀和顺序阀进行控制，他的动作分为四个步骤：刀架抬起。刀架转位。刀架压紧。转位油缸复位
回转刀架除了采用液压缸驱动转位和定位销定位以外，还可以采用电机/马氏机构转位和鼠齿定位，以及其他转位和定位机构。
②更换主轴头换刀
在带有旋转刀具的数控机床中，更换主轴头是一种比较简单的换刀方式，主轴头通常有卧式和立式两种，而且常用砖塔的转位来更换主轴头，以实现自动换刀，在砖塔的各个主轴头上，预先安装有各工序所需要的旋转刀具，当发出换刀指令时，各主轴头依次的转到加工位置，并接通主运动，使相应的主轴带动刀具旋转，而其他处于不加工位置上的主轴都与主运动脱开。
由于空间位置的限制，主轴部件的结构不可能设计的十分坚实，因为影响了主轴系统的刚度，为了保证主轴的刚度，主轴的数目必须加以限制，否则将会使结构尺寸大为增加。砖塔主轴头换刀方式的主要优点在于省去了自动松夹、卸刀、装刀、夹紧以及刀具搬运等一系列复杂的操作，从而提高了换刀的可能性，并显著的缩短了换刀时间，但由于结构上的原因，砖塔主轴头通常只适用于工序较少，精度要求不太敢的数控机床，如数控钻床等。
③带刀库的自动换刀系统
带刀库的自动换刀系统由刀库和刀具交换装置如机械手等组成，目前他是多工序数控机床上应用最为广泛的换刀方法
整个换刀过程较为复杂，首先把加工过程中需要使用的全部刀具分别安装在标准的刀柄上，在机外进行尺寸育调整之后，按一定的方式放入刀库，换刀时先在到库中进行选刀，并由刀具交换装置分别动刀库和主轴上取出刀具，在进行刀具交换之后，将新道具装入主轴，把就刀具放回刀库。存放刀具的刀库具有较大的容量，它既可安装在主轴箱的侧面或上方，也可作为单独部件安装的机床以外，并有搬运装置运动刀具。
带刀库的自动换到数控机床主轴箱与砖塔主轴头相比较，由于主轴箱内只有一个主轴，设计主轴部件时就有可能充分增强它的刚度，因而能够满足精密加工的要求，另外刀库可以存放数量很大的刀具，因为能够进行复杂零件的多工序加工，这样就明显的提高了机床的适应性和加工效率。所以带刀库的自动换刀装置特别适用于数控钻、铣、镗床。但这种换刀方式的整个过程动作较多，换刀时间长，系统较为复杂，降低了工作可靠性。
4）、数控编程的内容有哪些？请分别予以说明。
答:在数控机床上加工零件，首先应根据零件图样进行工艺分析、处理，编制数控加工工艺，然后再能编制加工程序。整个加工过程是自动的。它包括的内容有机床的切削用量、工步的安排、进给路线、加工余量及刀具的尺寸和型号等。
数控编程包括的主要内容有:
1、分析零件图样,确定工艺过程。
2、数值处理。
3、编写零件加工程序单。
4、制作程序介质并输入程序信息。
5、程序校检和试切削。
数控编程的方法有两种:手工编程和自动编程。
2、论述题
通过自主调研，以“虚拟制造”为主题，阐明其概念、研究背景、研究内容及研究难点。
虚拟制造(VM,Virtual Manufacturing)是实际制造在计算机上的本质实现,是计算机仿真技术和虚拟现实技术在制造领域的综合发展及应用,是企业以信息集
成为基础的一种新的制造哲理。虚拟制造技术的广泛应用将从根本上改变现行的制造模式,将带来企业组织、企业管理及生产方式等多方面的变化,对相关行业也将产生巨大影响,是下一代制造技术的重要内容之一。可以说虚拟制造技术决定着企业的未来,也决定着制造业在竞争中能否立于不败之地。
一、虚拟制造产生的背景
在经济全球化、贸易自由化和社会信息化的新形势下,世界市场由过去传统的相对稳定逐步演变成动态多变的特征,由过去的局部竞争演变成全球范围内的竞争;同行业之间、跨行业之间的相互渗透、相互竞争日益激烈,因此,制造业的经营战略发生了很大变化,TQCS成为现代制造企业适应市场需求、提高竞争力的关键因素。即以最快的上市速度(T—Time to Market)、最好的质量(Q—Quality)、最低的成本(C—Cost)、最优的服务(S—Service)来满足不同顾客的需求。
与此同时,信息技术取得了迅速发展,特别是计算机技术、计算机网络技术、信息处理技术等取得了人们意想不到的进步。进入九十年代以来,技术更新的速度明显加快,新兴知识转化成生产力推动力量的时间间隔越来越短。如何利用新技术所提供的机遇,抓住用户需求,以最短的时间开发出用户能够接受的产品,已成为市场竞争的焦点。
多年来的实践证明,将信息技术应用于制造业,进行传统制造业的改造,是现代制造业发展的必由之路。自70年代以来,CAD技术是众多计算机应用技术中推广应用最为深入和最为广泛的专业应用领域之一,特别在制造业中的影响力更为突出。80年代初,以信息集成为核心的计算机集成制造系统(CIMS,Co mputer Integrated Manufacturing System)开始得到实施;80年代末,以过程集成为核心的并行工程(C E,Concurrent Engineering)技术进一步提高了制造水平;进入90年代,先进制造技术进一步向更高水平发展,出现了虚拟制造、精益生产(LP,Lean Production)、敏捷制造(AM,Agile Manufacturing)、虚拟企业(VE,Virtual Enterprise)等新概念。
尽管各种新的制造概念的侧重点不同,但都无一例外地强调了充分利用现代信息技术的成果。但是,当人们试图利用信息技术工具解决制造系统的问题时,必然会遇到制造系统和信息系统之间的“语义鸿沟”(Semantic gap)。也就是说,必须解决如何用信息工具描述制造系统、处理制造活动,如何在信息世界完整地再现真实的制造系统等等。
虚拟制造是沟通信息系统与制造系统的桥梁,为沟通信息技术与制造系统间的“语义鸿沟”提供了有效的工具和环境,它能够提供给我们有效的制造系统及制造活动信息化方法,使制造系统的产品及其制造过程数字化,以便计算机系统处理。
因此,在这些诸多新概念中,“虚拟制造”引起了人们的广泛关注,不仅在科技界,而且在企业界,已经成为研究和应用的热点之一。
二、国内研究概况
近几年来,虚拟制造技术也引起我国科技工作者的关注,据不完全统计,目前全国已有34家科研机构、高等院校和企业正在开展VM技术方面的研究。国家863/CIMS主题组也将“制造系统的可视化、虚拟建模与仿真”确定为研究重点。国家自然科学基金也有专门的研究课题。国内以清华大学、上海交大为主的高等院校正在开展基础技术研究,正处于理论体系初步研究阶段。其中清华大学CIMS 工程研究中心虚拟制造研究室是国内最早开展虚拟制造研究的机构之一,目前该中心正在建立支持产品生产全过程的虚拟制造平台。
国内的研究主要集中在四个方面:
1.虚拟制造基础研究
虚拟制造涉及的技术领域极其广泛,从产品建模、过程建模、可交换数据模型到分布式仿真、离散事件仿真、面向对象方法、人工智能、虚拟现实及计算机网络技术等等。这些技术构成了虚拟制造的技术基础。当然,有些技术并非虚拟制造所特有,相关研究已经展开和应用。在虚拟制造概念下,这些技术也具有了新的内涵,虚拟制造技术也不是各单项技术的简单组合,而是在相关理论和已积累知识的基础上对制造知识的系统化组织,需要进一步深化。清华大学CIMS中心提出了支持虚拟制造的产品元建模方法,为产品生命周期的各阶段分析与评价提供了可供操作的模型支持。
2.产品虚拟设计技术
主要包括虚拟产品开发平台、虚拟测试、虚拟装配以及机床、模具的虚拟设计实现等。其中清华大学在国家863/CIMS主题重大关键技术攻关项目的支持下,开展了剑杆织机的虚拟产品开发,进行了剑杆织机的三维数字建模及产品性能分析、加工过程仿真、虚拟装配技术等技术的研究与应用,并建立了具有相当共性的支持创新设计的虚拟产品开发环境,其成果获得2000年度国家科技进步二等奖;北京机械科学研究院采用C语言和OpenGL进行编程初步实现了立体停车库的虚拟现实下的参数化设计,可以直观地进行车库的布局、设计、分析和运动模拟。
3.产品虚拟加工技术
主要包括材料热加工工艺模拟、加工过程仿真、板材成型模拟、模具制造仿真等。清华大学国家CIMS 中心开发的加工过程仿真系统作为863/CIMS目标产品已在多个企业得到成功的应用,北航与一汽用O PTRIS开发的板料成型软件已经基本能够模拟类似车门的中等复杂程度的汽车覆盖件和其他冲压成型件的冲压成型过程;沈阳铸造研究所开发的电渣熔铸工艺模拟软件包ESRD3D已经应用于水轮发电机变曲面过流部件生产中,其产品在刘家峡、李家峡、天生桥、太平役等7个电站中使用;合肥工业大学研制的双刀架数控车床加工过程模拟软件已经在马鞍山钢铁股份有限公司车轮轮箍厂应用,使数控程序现场调试时间由几个班缩短到几小时,并保证一次试切成功;北京机床研究所、机械科学研究院、东北大学、上海交大和长沙铁道学院等单位也研制出一些这方面的仿真软件。
4.虚拟制造系统
主要包括虚拟制造技术的体系结构、技术支持、开发策略等。其中提出了比较成熟的思想并可能实现的是由上海同济大学张曙教授提出的分散网络化生产系统和西安交通大学谢友柏院士组建的异地网络化研究中心。清华大学CIMS工程中心提出了基于产品数据管理(PDM)集成的虚拟制造体系结构。它包括虚拟加工平台、虚拟生产平台、虚拟企业平台,分别对产品的“可加工性”、“可生产性”和“可合作性”进行决策支持。上海交通大学提出了基于界面层、控制层、应用层、活动层、数据层五层协议的虚拟制造体系结构。
三、关于发展我国虚拟制造技术的建议
虚拟制造的概念是基于信息技术对传统制造业改造的需要及若干企业的初步实践于1993年首先由美国提出的。我国清华大学国家CIMS工程技术研究中心从1996年开始进行跟踪研究,随后863计划立项进行了技术攻关研究,取得了初步进展。
我国虚拟制造技术与先进工业发达国家的主要差距表现在;
(1)虚拟制造研究开发环境缺乏总体规划,资源分散、利用率低
(2)缺乏支持虚拟制造的国产化软件
(3)缺乏既懂专业又懂计算机、既懂设计又懂工艺的复合型人才
(4)企业需求日趋旺盛,但企业信息化基础薄弱
(5)投资强度不够,缺乏能全面支持虚拟制造的大型研究与开发中心
为了加快我国的现代化,就必须加速科学技术现代化。在贯彻江泽民总书记“用信息化带动工业化”的过程中,必须大力发展虚拟制造技术,为提高原创性能力,提高产品的技术含量,加速产品结构调整,提供强有力的技术支持手段,争取用10~15年左右的时间,使我国的主要制造业能赶上工业发达国家的水平
三、要求
1、简答题答题格式：根据教材内容，把需要回答的内容全部答出。
2、论述题答题格式：（以“开放式数控体系”为例）：
1）概念阐述：（回答“什么是开放式数控体系？”）
2）研究背景：（回答“为什么提出开放式数控体系？开放式数控体系用于解决什么问题？”）
3）研究内容：（回答“开放式数控体系的研究内容有哪些？”）
4）研究难点：（回答“在开放式数控体系的研究内容中，研究难点有哪些？目前都有什么方法可以解决这些难点？”）
四、评分标准
A卷简答题（60分）
1）、在位置检测装置、控制精度、应用领域上的不同各5分。
2）、刀具半径补偿的概念5分，B刀补和C刀补的区别10分。
3）、逐点比较插补的步骤5分，各步的作用10分。
4）、步距角、静态步距误差、启动频率、最高工作频率、频矩特性的含义各3分。
B卷简答题（60分）
1）、插补的概念5分，脉冲增量插补和数据采样插补的区别10分。
2）、数控机床的位置控制系统的作用5分，鉴相式和鉴幅式位控系统在控制原理和结构组成上的不同各5分。
3）、数控机床自动换刀装置的形式3分，它们在应用领域、换刀时间、容纳刀具数、刀具选择方式上的不同各3分。
4）、数控编程的任务5分，内容10分。
论述题（40分）：
1）概念阐述：（10分）
2）研究背景：（10分）
3）研究内容：（10分）
5）研究难点：（10分）
第一章绪论 数控机床是由哪几部分组成，它的工作流程是什么 答：数控机床由输入装置、CNC装置、伺服系统和机床的机械部件构成。 数控加工程序的编制-输入-译码-刀具补偿-插补-位置控制和机床加工 数控机床的组成及各部分基本功能 答：组成：是由输入输出设备、数控装置、伺服系统、测量反馈装置和机床本体组成 输入输出设备：实现程序编制、程序和数据的输入以及显示、存储和打印数控装置：接受来自输入设备的程序和数据，并按输入信息的要求完成数值计算、逻辑判断和输入输出控制等功能。 伺服系统：接受数控装置的指令，驱动机床执行机构运动的驱动部件。 测量反馈装置：检测速度和位移，并将信息反馈给数控装置，构成闭环控制系统。 机床本体：用于完成各种切削加工的机械部分 什么是点位控制、直线控制、轮廓控制数控机床三者如何区别 答：（1）点位控制数控机床特别点：只与运动速度有关，而与运动轨迹无关。如：数控钻床、数控镗床和数控冲床等。 （2）直线控制数控机床特点：a.既要控制点与点之间的准确定位，又要控制两相关点之间的位移速度和路线。b.通常具有刀具半径补偿和长度补偿功能，以及主轴转速控制功能。
如：简易数控车床和简易数控铣床等。 （3）连续控制数控机床（轮廓控制数控机床）：对刀具相对工件的位置，刀具的进给速度以及它的运动轨迹严加控制的系统。具有点位控制系统的全部功能，适用于连续轮廓、曲面加工。 数控机床有哪些特点 答：a.加工零件的适用性强，灵活性好；b.加工精度高，产品质量稳定；c.柔性好；d.自动化程度高，生产率高；e.减少工人劳动强度；f.生产管理水平提高。 按伺服系统的控制原理分类，分为哪几类数控机床各有何特点 答：（1）开环控制的数控机床： 其特点：a.驱动元件为步进电机；b.采用脉冲插补法:逐点比较法、数字积分法；c.通常采用降速齿轮；d.价格低廉，精度及稳定性差。 （2）闭环控制系统： 其特点：a.反馈信号取自于机床的最终运动部件（机床工作台）b.主要 第二章数控加工编程基础 数控编程是指从零件图样到制成控制介质的全部过程
第一部分提纲 1、数控机床的组成 2、数控机床的分类与含义 3、程序编制的步骤、首件试切的作用 4、数控机床坐标系 5、几个概念：数字控制、伺服系统、脉冲当量、数控机床的控制轴与联动轴 6、什么是插补、插补方法分类， 7、滚珠丝杠幅预紧的分类与原理 8、进给系统中齿轮传动副、滚珠丝杠螺母副的间隙将会造成什么后果 9、CNC装置硬件结构分类？ 10、CNC装置软件结构分类？ 11、M00、M01、M02、M03、M04、M05、M06、M30、M98、M99 12、G00、G01、G02、G03、G40、G41、G42、G43、G44、G49、G90、G91、G92、G80、G81、G70、G71、G72、G73 13、逐点比较法的公式、确定刀具进给方向的依据、直线、圆弧计算过程、插补轨迹图 14、数字增量插补法的插补周期及其相关因素 15、刀具补偿原理与方法 16、在逐点比较法直线插补中，已知 f、δ、直线与X轴的夹角α，则V、Vmax、Vmin=？ mm/s 17、数控机床上加工工件时所特有的误差是什么 18、伺服系统的作用、分类、所采用的插补方法、使用的电动机 19、旋转变压器的工作方式？ 20、增量式光电编码器的组成、原理 21、绝对值编码器的原理，能分辨的最小角度与码位数的关系 22、光栅的组成、摩尔条纹的计算、特性、读数原理
23、步进电机、交流伺服电机、直流伺服电机的应用场合，步进电机失步的类型。 24、步进电机步距角的计算 25、交流伺服电机的种类、调速方法 26、步进电动机功率驱动电路的种类 27、主运动的传动形式 28、车、铣数控加工编程，用绝对坐标或增量坐标编程，刀补的应用，进刀、退刀方式选择，粗车循环的应用，带公差尺寸的编程处理方法 29.数控机床由哪几部分组成？（用框图表示） 30、有一台数控机床在进给系统每一次反向之后就会使运动滞后于指令信号，请分析产生这种现象的原因及消除的办法。 31、步进电机常用的驱动放大电路有哪几种？它们在性能上各有何特点？ 32、说说正式加工前的程序校验和空运行调试有什么意义？ 33、数控加工编程的主要内容有哪些？ 34、简述绝对坐标编程与相对编程的区别。 35、在孔加工中，一般固定循环由哪6个顺序动作构成？ 36、简要说明数控机床坐标轴确立的基本原则。 37、说明模态指令（模态代码）和非模态指令（非模态代码）的区别） 38、.刀具半径补偿的作用是什么？使用刀具半径补偿有哪几步，在什么移动指令下才能建立和取消刀具半径补偿功能？ 39、数据采样式进给位置伺服系统中选择采样周期时，应考虑那些因素？ 40、光电盘为什么要采用相同的两套光电元件？它们的安装位置如何确定？ 41、什么叫做数控机床的脉冲当量？它影响数控机床的什么性能？一般数控机床的脉冲当量为多大值？ 42、 G90 G00 X20.0 Y15.0与G91 G00 X20.0 Y15.0有什么区别？
数控机床的发展史 1.第一代数控机床产生于 1952年（电子管时代）美国麻省理工学院研制出一套试验性数字控制系统，并把它装在一台立式铣床上，成功地实现了同时控制三轴的运动。这台数控机床被大家称为世界上第一台数控机床，但是这台机床毕竟是一台试验性的机床。到了1954年11月，在帕尔森斯专利基 础上，第一台工业用的数控机床由美国本迪克斯公司。 2.第二代数控机床产生于1959年（晶体管时代）电子行业研制出晶体管元器件，因而数控系统中广泛采用晶体管和印制电路板，使数控机床跨入了第二代。同年3月，由美国克耐·杜列克公司（Keaney ＆Trecker Corp）发明了带有自动换刀装置的数控机床，称为“加工中心”。现在加工中心已成为数控机床中一种非常重要的品种，在工业发达的国家中约占数控机床总量的l/4左右。生产出来。 3. 第三代数控机床产生于1960年（集成电路时代）研制出了小规模集成电路。由于它的体积小，功耗低，使数控系统的可靠性得以进一步提高，数控系统发展到第三代。以上三代，都是采用专用控制的硬件逻辑数控系统（NC）。 4.第四代数控机床产生于 1970年前后随着计算机技术的发展，小型计算机的价格急剧下降、小型计算机开始取代专用控制的硬件逻辑数控系统（NC），数控的许多功能由软件程序实现。由计算机作控制单元的数控系统（CNC），称为第四代。1970年，在美国芝加哥国际展览会上，首次展出了这种系统。 5.第五代数控机床产生于1974年美、日等国首先研制出以微处理器为核心的数控系统的数控机床。30多年来，微处理机数控系统的数控机床得到飞速发展和广泛的应用，这就是第 五代数控（MNC）。后来，人们将MNC也统称为CNC。 柔性制造系统 1967年，英国首先把几台数控机床联接成具有柔性的加工系统，这就是最初的FMS—Flexible Manufacturing System柔性制造系统。之后，美、欧、日等国也相继进行了开发和应
数控技术试题库（答案） 试题类型： 一、填空:180题; 二、判断:300题; 三、单项选择:250题; 四、多项选择:100题; 五、简述、问答:100题; 六、编程:50题. 一、填空：180 1、数控机床综合应用了、、、等方面的技术成果。 [电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密检测与新型机械结构] 2、NC机床的含义是数控机床，CNC机床的含义是_______ ，_______的含义是柔性制造系 统，_______ 的含义是计算机集成制造系统。 [计算机数字控制机床、FMS、CIMS] 3、计算机数字控制系统的硬件组成、、、。 [计算机、外部设备、输入/出通道、操作面板] 4、数控机床自动编程有两种：软件编程和软件编程。[APT、CAM] 5、旋转变压器是一种角度测量元件，它是一种。[小型交流电机] 6、使用作位置检测装置的半闭环进给系统，一方面用它作实际位移反馈信号，另一方 面作测速信号。[旋转变压器] 7、数控机床的主运动的变速系统的参数有、。[动力参数、运动参数] 8、在数控编程时，是按照______ 来进行编程，而不需按照刀具的在机床中的具体位置。 [工件原点] 9、圆弧插补时，通常把与时钟走向一致的圆弧叫______，反之称为_______。[顺圆、逆圆] 10、为了防止机床强电系统干扰和其他类型外界干扰通过I/O控制回路进入计算机，在控制计 算机中，经常采用_______的输入和输出电路。[光电隔离] 11、通过预紧可以消除滚珠丝杠螺母副的轴向间隙和提高轴向刚度，通常预紧力应为最大轴向 负载的_______。[2倍] 12、当滚珠丝杠在静态或低速情况下工作时，滚珠丝杠副的破坏形式主要是在滚珠接触面 上产生_______。[点蚀] 13、数控车床自动换刀装置的刀架动作是刀架抬起、____ __、_____ __、_____ _。 [刀架转位、刀架定位、夹紧刀架] 14、实现刀具半径左补偿的指令格式是。[G00（G01）G41位置指令D01] 15、循环指令G81用于加工，G82用于加工。[车端面、车螺纹] 16、粗加工复合循环指令G72主要用于加工，G76主要用于加工。 [端面车削、螺纹切削] 17、按照伺服系统类型，可将数控机床的控制系统分为、和。 [开环、半闭环、闭环] 18、数控机床有着不同的运动方式，编写程序时，我们总是一律假定并规定为正。 [工件不动刀具运动、刀具远离工件的方向] 19、在子程序中出现M99程序段，则表示。[子程序结束，返回主程序] 20、数控机床就其本身的发展方向是。[自适应控制机床] 21、数控铣床根据其工艺范围大致可适用于零件、零件、零件的加工。 [平面类、变斜角类、曲面类（立体类）]
数控技术概述 数控是数字控制的简称，英文为 Numerical Control，简称NC。目前数控一般是采用通用或专用计算机实现数字程序控制，因此数控也称为计算机数控(Computer Numerical Control )，简称CNC，国外一般都称为CNC，很少再用NC这个概念了。下面详细说明之： 数控(Numerical Control NC 数字控制)是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。1908年，穿孔的金属薄片互换式数据载体问世；19世纪末，以纸为数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明；1938年，香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输，奠定了现代计算机，包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。1952年，第一台数控机床问世，成为世界机械工业史上一件划时代的事件，推动了自动化的发展。 现在，数控技术也叫计算机数控技术(Computer Numerical Control )，目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可通过计算机软件来完成。 一、数控技术的发展状况 第一代数控系统：1952年至1959年，采用电子管元件。 第二代数控系统：1959年开始，采用晶体管元件。 第三代数控系统：1965年开始，采用集成电路。 第四代数控系统：1970年开始，采用大规模集成电路及小型通用计算机。 第五代数控系统：1974年开始，采用微处理机和微型计算机。 柔性制造系统(Flexible Manufacturing System-FMS)带有自动换刀装置(Automatic Tool Changer-ATC)的数控加工中心，是柔性制造的硬件基础，是制造系统的基本级别。其后出现的柔性制造单元(Flexible Manufacturing Cell-FMC)，是较之高一级的柔性制造系统，它一般由加工中心机床与自动更换工件(Automated Work-piece Changer-AWC)的随行托盘(pallet)或工业机器人以及自动检测与监控技术装备所组成。由多台和存储，以及必要的工件清洗和尺寸检查设备，并由高一级的计算机对整个系统进行控制和管理。可实现多品种的全部机械加工。 计算机集成制造系统(Computer Integrated Manufacturing System-CIMS):将车间制造过程的自动化,从生产决策、产品设计、市场预测直到销售的整个生产活动的自动化，特别是技术和管理科室工作的自动化的要求综合成一个完整的生产制造系统，即所谓的计算机集成制造系统，它将一个制造工厂的生产活动进行有机的集成，以实现更高效益、更高柔性的智能化生产。这是当今自动化制造技术发展的最高阶段。
第一章 ? 1. 什么叫机床的数字控制？什么是数控机床？机床的数字控制原理是什么？ 答：数字控制是一种借助数字、字符或其它符号对某一工作过程(如加工、测量、装配等)进行可编程控制的自动化方法。 数控机床是采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。是数控技 术典型应用的例子。 数控机床在加工零件时，首先是根据零件加工图样进行工艺分析，确定加工方案、工 艺参数和位移数据；其次是编制零件的数控加工程序，然后将数控程序输入到数控装置，再由数控装置控制机床主运动的变速、启停、进给运动方向、速度和位移的大小，以及其他诸如刀具选择交换、工件夹紧松开、路程和参数进行工作，从而加工出形状、尺寸与精度符合要求的零件。 ? 2. 什么叫点位控制、直线控制和轮廓控制？ 答：点位控制是控制点到点的距离。只是要求严格控制点到点之间的距离，而与所走 的路径无关。 直线控制是不仅控制点到点的距离，还要控制这两点之间的移动速度和路线，使之沿 坐标平行或成45°的方向运动。也就是说同时控制的坐标只有一个。 轮廓加工控制是控制轮廓加工，实时控制位移和速度。它的特点是能够对两个或两个 以上的运动坐标的位移和速度同时进行连续地相关控制，使合成的平面或空间运动轨 迹能满足轮廓曲线和曲面加工的要求。控制过程中不仅对坐标的移动量进行控制，而 且对各坐标的速度及它们之间比率都要行严格控制，以便加工出给定的轨迹。 ? 3. 简述数控机床是如何分类的？ 答：按伺服系统的类型分： 开环控制的数控机床、闭环控制的数控机床、半闭环控制的数控机床。 按工艺方法分： 金属切削类数控机床、金属成型类及特种加工类数控机床。 按功能水平分： 低档数控机床；中档数控机床；高档数控机床。 ? 4.什么叫CNC？
数控技术现状与发展 讲课目录提纲 华南理工大学机械与汽车工程学院 李伟光教授 2010年5月
目录
一数控技术概述 1.1数控技术与国民经济 1.2数控技术的起源 1.3研究数控技术的科技动力 1.4研究数控技术的社会环境 1.5数控技术的应用 1.6有关数控技术产业的国家政策 1.7国内外数控技术与设备行业情况介绍二数控设备的控制系统 2.1 数控系统概述 2.2 数控系统的组成、性能与体系结构2.2.1 数控系统性能的现状与发展趋势 2.2.2 数控系统功能的现状与发展趋势 2.2.3 数控系统体系结构的现状与发展趋势2.2.4 基于PC技术的智能开放式数控系统三数控技术发展与数控设备应用 3.1数控技术的发展与数控设备的应用 3.2应用数控设备的社会需求 3.3应用数控设备的工业环境 3.4应用数控设备的技术支持 3.5国内外应用数控技术的现状与差距 3.6数控机床领域的装置种类及技术发展
3.6.1 高速、高刚度大功率电主轴技术 3.6.2 多功能双摆角数控铣头技术 3.6.3 高刚度大扭矩双摆角数控铣头技术 3.6.4 车铣复合主轴头技术 3.6.5 高速、精密数控回转工作台 3.6.6 全数字交流伺服驱动装置 3.6.7 高速、精密、重载直线导轨精度保持性技术 3.6.8 高速、精密、重载滚珠丝杠精度保持性技术3.6.9 盘式结构大扭矩力矩电机及驱动装置 3.6.10 精密直线电机驱动装置及全闭环控制技术 3.6.11 复合加工技术 3.6.12 切削表面完整性技术 3.6.13 高速切削技术 3.6.14 高速、超高速磨削技术 3.6.15 五轴联动高速高精加工工艺技术 3.6.16 高精度刀具测量技术 3.6.17 刀具动平衡技术 3.6.18 柔性工装关键技术 四培养掌握数控技术与设备的人才 4.1国内外研究数控技术人才的基础与现状 4.1.1国外研究数控技术的现状与成果 4.1.2国内研究数控技术的机构与人才培养现状
《数控加工工艺与编程》 模拟试题一 一、填空题(每题1分,共20分) 1、数控机床大体由输入装置、数控装置、伺服系统和机床本体组成。 2、FMC由加工中心和自动交换工件装置所组成。 3、数控系统按一定的方法确定刀具运动轨迹的过程叫插补，实现这一运算的装置叫插补器 4、数控机床坐标系三坐标轴X、Y、Z及其正方向用右手定则判定，X、Y、Z各轴的回转运动及其正方向+A、+B、+C分别用右手螺旋法则判断。 5、走刀路线是指加工过程中，刀具刀位点相对于工件的运动轨迹和方向。 6、使用返回参考点指令G28时，应取消刀具补偿功能，否则机床无法返回参考点。 7、在精铣内外轮廓时，为改善表面粗糙度，应采用顺铣的进给路线加工方案。 8、一般数控加工程序的编制分为三个阶段完成，即工艺处理、数学处理和编程调试。 9、一般维修应包含两方面的含义，一是日常的维护,二是故障维修。 10、数控机床的精度检查，分为几何精度检查、定位精度检查和切削精度检查。 11、刚度是指材料在外力作用下抵抗变形的能力。 12、三相步进电动机的转子上有40个齿，若采用三相六拍通电方式，则步进电动机的步距角为1.50 。 13、切削时的切削热大部分由切屑带走。 14、决定某一种定位方式属于几点定位，根据工件被消除了几个自由度。 15、滚珠丝杠消除轴向间隙的目的是提高反向传动精度。 16、车刀的角度中影响切削力最大的是前角。 17、观察G02(G03)方向为垂直于圆弧所在坐标平面的坐标轴负向。 18、刀具路线是刀位点相对于工件运动轨迹。 19、可以完成几何造型，刀具轨迹生成，后置处理的编程方法称图形交互式自动编程。 20、刀具磨损主要原因是切削时的高温。 二、判断(每题1分,共20分) 1．数控机床是为了发展柔性制造系统而研制的。（×） 2．数控技术是一种自动控制技术。（√） 3．数控机床的柔性表现在它的自动化程度很高。（×） 4．数控机床是一种程序控制机床。（√） 5．能进行轮廓控制的数控机床，一般也能进行点位控制和直线控制。（√） 6．加工平面任意直线应采用点位控制数控机床。（×） 7．加工与坐标轴成45o的斜线可采用点位直线控制数控机床。（√） 8．多坐标联动就是将多个坐标轴联系起来，进行运动。（×） 9．联动是数控机床各坐标轴之间的运动联系。（×） 10．四轴控制的数控机床可用来加工圆柱凸轮。（√） 11．加工中心是一种多工序集中的数控机床。（√） 12．加工中心是最早发展的数控机床品种。（×） 13．加工中心是世界上产量最高、应用最广泛的数控机床之一。（√） 14．数控机床以G代码作为数控语言。（×） 15．数控机床上的F、S、T就是切削三要素。（×） 16．G40是数控编程中的刀具左补偿指令。（×） 17．判断刀具左右偏移指令时，必须对着刀具前进方向判断。（×） 18．数控铣床的工作台尺寸越大，其主轴电机功率和进给轴力矩越大。（√） 19．G03X_Y_I_J_K_F_表示在XY平面上顺时针插补。（×）
章节练习答案 第一章绪论 1．数控机床是由哪几部分组成，它的工作流程是什么？ 答：数控机床由输入装置、CNC装置、伺服系统和机床的机械部件构成。 2．按伺服系统的控制原理分类，分为哪几类数控机床？各有何特点？答：（1）开环控制的数控机床； 其特点：a.驱动元件为步进电机；b.采用脉冲插补法：逐点比较法、数字积分法；c. 通常采用降速齿轮；d. 价格低廉，精度及稳定性差。 （2）闭环控制系统； 其特点：a. 反馈信号取自于机床的最终运动部件（机床工作台）；b. 主要检测机床工作台的位移量；c. 精度高，稳定性难以控制，价格高。 （3）半闭环控制系统： 其特点：a. 反馈信号取自于传动链的旋转部位；b. 检测电动机轴上的角位移；c. 精度及稳定性较高，价格适中。应用最普及。 3．什么是点位控制、直线控制、轮廓控制数控机床？三者如何区别？答：（1）点位控制数控机床特点：只与运动速度有关，而与运动轨迹无关。如：数控钻床、数控镗床和数控冲床等。 （2）直线控制数控机床特点：a. 既要控制点与点之间的准确定位，又要控制两相关点之间的位移速度和路线。b. 通常具有刀具半径补偿和长度补偿功能，以及主轴转速控制功能。 如：简易数控车床和简易数控铣床等。 3）连续控制数控机床（轮廓控制数控机床）：对刀具相对工件的位置，刀具的进给速度以及它的运动轨迹严加控制的系统。具有点位控制系统的全部功能， 适用于连续轮廓、曲面加工。
4．数控机床有哪些特点？ 答：a.加工零件的适用性强，灵活性好；b.加工精度高，产品质量稳定；c.柔性好；d.自动化程度高，生产率高；e.减少工人劳动强度；f .生产管理水平提高。 适用范围：零件复杂、产品变化频繁、批量小、加工复杂等
数控机床现状及发展趋势分析 数控机床的概念 数控机床就是在数字控制下，能在尺寸精度和几何精度两方面完成金属毛坯零件加工成所需要形状的工作母机的总称。数控机床通常由控制系统、伺服系统、检测系统、机械传动系统及其他辅助系统组成。 国产数控机床的发展现状 一、国产数控机床与国际先进水平差距逐渐缩小 数控机床是当代机械制造业的主流装备，国产数控机床的发展经历{HotTag}了30年跌宕起伏，已经由成长期进入了成熟期，可提供市场1,500种数控机床，覆盖超重型机床、高精度机床、特种加工机床、锻压设备、前沿高技术机床等领域，产品种类可与日、德、意、美等国并驾齐驱。特别是在五轴联动数控机床、数控超重型机床、立式卧式加工中心、数控车床、数控齿轮加工机床领域部分技术已经达到世界先进水平。其中，五轴(坐标)联动数控机床是数控机床技术的制高点标志之一。 它集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体，应用于复杂曲面的高效、精密、自动化加工，是发电、船舶、航天航空、模具、高精密仪器等民用工业和军工部门迫切需要的关键加工设备。
五轴联动数控机床的应用，其加工效率相当于2台三轴机床，甚至可以完全省去某些大型自动化生产线的投资，大大节约了占地空间和工作在不同制造单元之间的周转运输时间及费用。国产五轴联动数控机床品种日趋增多，国际强手对中国限制的五轴联动加工中心、五轴数控铣床、五轴龙门铣床、五轴落地铣镗床等均在国内研制成功，改变了国际强手对数控机床产业的垄断局面。 二、国产数控机床存在的问题 由于中国技术水平和工业基础还比较落后，数控机床的性能、水平和可*性与工业发达国家相比，差距还是很大，尤其是数控系统的控制可*性还较差，数控产业尚未真正形成。因此加速进行数控系统的工程化、商品化攻关，尽快建成与完善数控机床和数控产业成为当前的主要任务。目前主要问题有： 三、核心技术严重缺乏 统计数据表明，数控机床的核心技术—数控系统，由显示器、控制器伺服、伺服电机和各种开关、传感器构成，中国90%需要国外进口。如在上海设厂的德国吉特迈集团和意大利利雅路机床集团，在烟台建厂的韩国大宇综合机械株式会社，所有的核心技术都被外方掌握。国内能做的中、高端数控机床，更多处于组装和制造环节，普遍未掌握核心技术。国产数控机床的关键零部件和关键技术主要依赖进口，国内真正大而强的企业并不多。目前世界最大的3家厂商是：日
数控技术期末整理试题及答案 一、知识点 1、数控及数控机床的定义；数控机床的组成；数控机床的主要技术参数；数控机床的分类？答：数控，即是数字控制（NC）；数控机床就是采用了数控技术的机床；数控机床主要由程序介质、数控装置、伺服系统、机床主体四部分组成；数控机床的主要技术参数：1、主要规格尺寸； 2、主轴系统； 3、进给系统； 4、刀具系统；数控机床的分类：1、按机械运动轨迹分类（1.点位控制数控机床；2.直线控制数控机床；3.轮廓控制数控机床。）；2、按伺服系统的类型分类（1.开环伺服系统数控机床；2.闭环伺服系统数控机床；3. 半闭环伺服系统数控机床。）；3、按功能水平分类（高、中、低档）；4、按加工方式分类（1.金属切削类数控机床；2金属成型类数控机床；3.数控特种加工机床。） 2、什么是脉冲当量（分辨率）；什么是定位精度和重复定位精度？ 答：脉冲当量是指两个相邻分散细节之间可以分辨的最小间隔，是重要的精度指标。定位精度是指数控机床工作台等移动部件在确定的终点所达到的实际位置的精度。重复定位精度是指在同一台机床上，应用相同程序相同代码加工一批零件，所得到的连续结果的一致程度。 3、开环伺服系统数控机床、闭环伺服系统数控机床、半闭环伺服系统数控机床各自有什么 特点？ 答：(1)开环：这类机床没有来自位置传感器的反馈信号。数控系统将零件程序处理后，输出数字指令后给伺服系统，驱动机床运动；其结构简单、较为经济、维护方便，但是速度及精度低，适于精度要求不高的中小型机床，多用于对旧机床的数控化改造。 （2）闭环：这类机床上装有位置检测装置，直接对工件的位移量进行测量；其精度高，但系统设计和调整困难、结构复杂、成本高，主要用于一些精度要求很高的镗铣床、超精密车床、超精密铣床、加工中心等。 （3）半闭环：这类数控机床采用安装在进给丝杠或电动机端头上的转角测量元件测量丝杠旋转角度，来间接获得位置反馈信息；可获得较为满意的精度和速度，大多数数控机床采用它，如数控车床、数控铣床和加工中心等。 4、数控加工方法与加工方案的确定原则分别是什么？ 答：数控加工方法的选择是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。加工方案的确定原则：零件上比较精确表面的加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。
数控技术第二版课后答 案 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
数控技术第二版章节练习答案 第一章绪论 数控机床是由哪几部分组成，它的工作流程是什么？ 答：数控机床由输入装置、CNC装置、伺服系统和机床的机械部件构成。 数控加工程序的编制-输入-译码-刀具补偿-插补-位置控制和机床加工 数控机床的组成及各部分基本功能 答：组成：由输入输出设备、数控装置、伺服系统、测量反馈装置和机床本体组成 输入输出设备：实现程序编制、程序和数据的输入以及显示、存储和打印 数控装置：接受来自输入设备的程序和数据，并按输入信息的要求完成数值计算、逻辑判断和输入输出控制等功能。 伺服系统：接受数控装置的指令，驱动机床执行机构运动的驱动部件。 测量反馈装置：检测速度和位移，并将信息反馈给数控装置，构成闭环控制系统。 机床本体：用于完成各种切削加工的机械部分。 ．什么是点位控制、直线控制、轮廓控制数控机床三者如何区别 答：（1）点位控制数控机床特点：只与运动速度有关，而与运动轨迹无关。如：数控钻床、数控镗床和数控冲床等。 （2）直线控制数控机床特点：a.既要控制点与点之间的准确定位，又要控制两相关点之间的位移速度和路线。b.通常具有刀具半径补偿和长度补偿功能，以及主轴转速控制功能。 如：简易数控车床和简易数控铣床等。 （3）连续控制数控机床（轮廓控制数控机床）：对刀具相对工件的位置，刀具的进给速度以及它的运动轨迹严加控制的系统。具有点位控制系统的全部功能，适用于连续轮廓、曲面加工。 ．数控机床有哪些特点？ 答：a．加工零件的适用性强，灵活性好；b．加工精度高，产品质量稳定；c．柔性好；d．自动化程度高，生产率高；e．减少工人劳动强度；f．生产管理水平提高。 适用范围：零件复杂、产品变化频繁、批量小、加工复杂等 ．按伺服系统的控制原理分类，分为哪几类数控机床各有何特点 答：（1）开环控制的数控机床； 其特点：a.驱动元件为步进电机；b.采用脉冲插补法：逐点比较法、数字积分法；c.通常采用降速齿轮；d. 价格低廉，精度及稳定性差。 （2）闭环控制系统； 其特点：a. 反馈信号取自于机床的最终运动部件（机床工作台）；b. 主要检测机床工作台的位移量；c. 精度高，稳定性难以控制，价格高。 （3）半闭环控制系统： 其特点：a. 反馈信号取自于传动链的旋转部位；b. 检测电动机轴上的角位移；c. 精度及稳定性较高，价格适中。应用最普及。
数控技术的最新发展趋势 数控技术是以数字化进行控制机床运作及加工过程的一种方法，由数控装置、进给装置、可编程控制器、主轴驱动器等部分组成。信息技术、计算机技术、传统控制技术的优化结构及有机结合，给数控技术发展现代化提供了新的契机和空间。数控技术的不断发展和应用领域的不断扩大，对关系国计民生的重要行业的发展起着越来越重要的作用。 一、数控技术的发展现状 目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM 与数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC 只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场
环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM 中的设定量，因而影响CNC 的工作效率和产品加工质量。由此可见，传统CNC 系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构，限制了CNC 向多变量智能化控制发展，已不适应日益复杂的制造过程，因此，对数控技术实行变革势在必行。二、数控技术发展趋势 进入20 世纪90 年代以来, 由于计算机技术的飞速发展, 推动了数控机床技术更快的更新换代。 2.1 数控技术体系结构的发展 首先，体系结构的网络化。通过机床联网的形式，可以在任一台机床上对其它机床进行操作、编程、运行、设定，而且不同机床的画面可以同时显示在每台机床的屏幕上。因此，机床联网可以进行无人化操作和远程控制。其次，体系结构的集成化。采用高度集成化的RISC、CPU 芯片和大规模可编程集成电路EPLD、FPGA、CPLD 及专用集成电路ASIC芯片，可以提高软硬件运行速度和数控系统的集成度。而且应用FPD 平板显示技术，还可提高显示器的性能。 2.2 数控技术的性能发展方向 首先，工艺复合性及多轴化。数控机床的工艺复合化，是指工件在一台机床上经一次装夹后，通过旋转主轴头、自动换刀或转台等各种措施，完成多表面、多工序的复合加工。其次，性能的高速高精高效化。速度、精度及效率是机械制造技术的主要性能指标。采用RISC 芯片、高速CPU 芯片、带高分辨率绝对式检测元件以及多CPU 控制
数控技术及应用期末考试试卷（附答案） 一、填空题（每空1分，共30分） 1、数控机床按伺服系统的控制方式可分为、和。 2、一般数控加工程序由程序号、、坐标值、、主轴速度、刀具、等功能字组成。 3、立铳刀主要用于的加工，而球头铳刀则主要用于加工。 4、数控铳削加工需要增加一个回转坐标或准确分度时，可以使用配备或使用。 5、改变刀具半径补偿值的可以实现同一轮廓的粗、精加工，改变刀具半径 补偿值的可以实现同一轮廓的凸模和凹模的加工。 6、电火花加工一次放电后，在工件和电极表面各形成一个小凹坑，其过程可分为 电离、、热膨胀、和消电离等几个连续阶段。 7、影响数控电火花成形加工精度的主要因素是、、。 8、电火花成形加工极性的选择主要靠经验和实验确定，当采用短脉冲时，一般应选用极性加工。 9、确定数控电火花线切割加工中电极丝相对基准面、基准线或基准孔的坐标位置 的方法有：目测法、、电阻法、。 10、脉冲当量是指。数控车床X轴方向上的脉冲当量为Z方向上的 脉冲当量的。 11、数控机床选用内容包括_______ 、 _________ 、__________ 12、旋转变压器和感应同步器根据励磁绕组供电方式的不同，可分为____ 工作方式和工作方式。 13、常见的程序段格式有_________ 和 ____________ 两类。 14、数控电火花线切割机床U、V移动工作台，是具有 _______ 加工功能的电火花线切割机床的一个组成部分。 二、判断题（每题1分，共10分，正确打“错误打X） 1、更换电池一定要在数控系统通电的情况下进行。否则存储器中的数据就会丢失， 造成数控系统的瘫痪。（） 2、数控机床几何精度的检测验收必须在机床精调后一次完成，不允许调整一项检测一项。（） 3、数控螺纹加工，在考虑走刀路线时，要求设定一定的引入和引出距离。（） 4、电火花成形加工在精加工时一般选择煤油加机油作为工作液。（） 5、当脉冲放电能量相同时，热导率愈小的金属，电蚀量会降低。（） 6、基准脉冲插补法适用于闭环数控系统。（） 7、当数控机床具有刀具半径补偿功能时，其程序编制与刀具半径补偿值无关。 （）
问：数控是什么？ 答：过去我们做模具加工，比较多地使用手工以及机械设备，如车床、铣床、磨床等，那些设备都是机械设备。随着科技的进步，电脑技术被应用到机械加工中，这样的技术，也叫“数字控制技术”，简称“数控”。在企业里应用的数控技术，主要分两类：一是数控机台操作；二是数控编程。数控机台操作和数控编程的关系，通俗地讲是：通过数控编程人员编出软件，让数控机台操作人员在数控机台上使用，以加工出所需要的产品。由于在编程中，要熟悉数控机台加工的工艺，所以，学数控编程的人员，最好有半年以上的数控机台操作经验。也就是说，如果你没有数控机台操作经验，又想学数控技术的话，最好是先学习数控机台操作。目前在模具行业常用的数控机台，也就一般所称的数控机床，主要包括：数控车床、数控铣床、数控电火花、线切割机、数控加工中心等。其中，数控加工中心，是一种多功能的数控机床。 问：数控专业是不是很难学？ 答：数控专业，听起来有点难，但并不是想象中的那么难。我校有专职的教师教学，每一位都是都有5年以上的教学经验，有属于自己的一套教学方案，成熟、实用、效果显著，模具工厂对外加工供给学生实习。有这样的教学体制保障，只要你用积极的心态，即使你没有任何基础，通过我们这里由浅入深的教学安排，都是可以学会的。反过来说，如果一项技术没有难度，很容易学会，那也就没有多大价值了。 问：数控技术的发展趋势？ 答：数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对
国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面: 1. 高速、高精加工技术及装备的新趋势。 2. 5轴联动加工和复合加工机床快速发展。 3. 智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势。 4. 重视新技术标准、规范的建立。 问：女生可以学么？ 答：可以。在传统模具行业，模具加工与制作的确是体力劳动占很大比例，既脏又辛苦。但在今天，数控技术被引入模具行业，从产品模具设计到模具生产制作,都是在电脑里完成,模具加工也是电脑控制数控机床自动化生产，完全是技术性工作,谈不上对体力有要求。相反,在现实中,由于有技术的女生比有技术的男生更服从管理,有协作精神，吃苦耐劳、心细等优势,更受企业欢迎.目前我校也有女生在读. 问：数控技术就业前景如何？ 答：近年来，随着计算机技术的发展，数字控制技术已经广泛应用于工业控制的各个领域，尤其是机械制造业中，普通机械正逐渐被高效率、高精度、高自动化的数控机械所代替。目前国外机械设备的数控化率已达到85%以上，而我国的机械设备的数控化率不足20%，随着我国机制行业新技术的应用，我国世界制造业加工中心地位形成，数控机床的使用、维修、维护人员在全国各工业城市都
数控技术第二版章节练习答案 第一章绪论 1.1数控机床是由哪几部分组成，它的工作流程是什么？ 答：数控机床由输入装置、CNC装置、伺服系统和机床的机械部件构成。 数控加工程序的编制-输入-译码-刀具补偿-插补-位置控制和机床加工 1.2 数控机床的组成及各部分基本功能 答：组成：由输入输出设备、数控装置、伺服系统、测量反馈装置和机床本体组成 输入输出设备：实现程序编制、程序和数据的输入以及显示、存储和打印 数控装置：接受来自输入设备的程序和数据，并按输入信息的要求完成数值计算、逻辑判断和输入输出控制等功能。 伺服系统：接受数控装置的指令，驱动机床执行机构运动的驱动部件。 测量反馈装置：检测速度和位移，并将信息反馈给数控装置，构成闭环控制系统。 机床本体：用于完成各种切削加工的机械部分。 1.3．什么是点位控制、直线控制、轮廓控制数控机床？三者如何区别？ 答：（1）点位控制数控机床特点：只与运动速度有关，而与运动轨迹无关。如：数控钻床、数控镗床和数控冲床等。 （2）直线控制数控机床特点：a.既要控制点与点之间的准确定位，又要控制两相关点之间的位移速度和路线。b.通常具有刀具半径补偿和长度补偿功能，以及主轴转速控制功能。 如：简易数控车床和简易数控铣床等。 （3）连续控制数控机床（轮廓控制数控机床）：对刀具相对工件的位置，刀具的进给速度以及它的运动轨迹严加控制的系统。具有点位控制系统的全部功能，适用于连续轮廓、曲面加工。 1.4．数控机床有哪些特点？ 答：a．加工零件的适用性强，灵活性好；b．加工精度高，产品质量稳定；c．柔性好；d．自动化程度高，生产率高；e．减少工人劳动强度；f．生产管理水平提高。 适用范围：零件复杂、产品变化频繁、批量小、加工复杂等 1.5．按伺服系统的控制原理分类，分为哪几类数控机床？各有何特点？ 答：（1）开环控制的数控机床； 其特点：a.驱动元件为步进电机；b.采用脉冲插补法：逐点比较法、数字积分法；c.通常采用降速齿轮；d. 价格低廉，精度及稳定性差。 （2）闭环控制系统； 其特点：a. 反馈信号取自于机床的最终运动部件（机床工作台）；b. 主要检测机床工作台的位移量；c. 精度高，稳定性难以控制，价格高。 （3）半闭环控制系统： 其特点：a. 反馈信号取自于传动链的旋转部位；b. 检测电动机轴上的角位移；c. 精度及稳定性较高，价格适中。应用最普及。
数控技术的发展及国内外现状 数控技术的发展及国内外现状 摘要：数控技术（Numerical Contrl）是一种采用计算机对生产过程中各种控制信息进行数字化运算、处理，并通过高性能的驱动单元对机械执行构件进行自动化控制的高新技术。本文对数控技术的发展经行了研究，并比较对比了国内外数控技术的发展现状，对国内数控未来的发展提出了建议。 关键词：数控技术；发展；国内外现状 数控技术集传统的机械制造技术、计算机技术、现代控制技术、传感检测技术、网络通信技术和光、电技术于一体的现代制造业的基础技术。它具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化和智能化起着举足轻重的作用。数控技术是制造自动化的基础，是现代制造装备的灵魂核心，是国家工业和国防工业现代化的重要手段，关系到国家战略地位，体现国家综合国力水平，其水平的高低和数控装备拥有量的多少是衡量一个国家工业现代化的重要标志。 1.数控技术的发展概述 1948年，美国帕森斯公司接受美国空军委托，研制直升飞机螺旋桨叶片轮廓检验用样板的加工设备。由于样板形状复杂多样，精度要求高，一般加工设备难以适应，于是提出采用数字脉冲控制机床的设想。1949年，该公司与美国麻省理工学院（MIT）开始共同研究，并于1952年试制成功第一台三坐标数控铣床，当时的数控装置采用电子管元件。1959年，数控装置采用了晶体管元件和印刷电路板，出现带自动换刀装置的数控机床，称为加工中心（ MC Machining Center），使数控装置进入了第二代。60年代末，先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控系统（简称 DNC），又称群控系统；采用小型计算机控制的计算机数控系统（简称 CNC），使数控装置进入了以小型计算机化为特征的第四代。 1974年，研制成功使用微处理器和半导体存贮器的微型计算机
函授本科2010-2011学年第一学期 一、填空题（15分） 1．X坐标轴一般是水平线，与工件安装面，且垂直Z坐标轴。 2．在数控编程时，使用指令后，就可以按工件的轮廓尺寸进行编程，而不需按照刀具的中心线运动轨迹来编程。 3．所谓加工路线是数控机床在加工过程中，的运动轨迹和方向。 4．自动换刀的形式是多种多样的,主要组成部分是刀库、和驱动机构等。 5．通过预紧可以消除滚珠丝杠螺母副的轴向间隙和提高轴向刚度，通常预紧力应为最大轴向负载 的。 6．光栅栅距为0.01mm，两块光栅之间的夹角为°，则莫尔条纹宽度约为。 7．在指定固定循环之前，必须用辅助功能使主轴旋转。 8．切削用量包含、进给量和。 9．G00表示。 10．点的坐标表示由平面坐标系和两种。 11．进给系统的驱动方式有液压伺服进给系统和两类。 12．加工中心是一种带刀库和的数控机床。 13．圆弧插补程序段中必须包含圆弧的终点坐标值和圆心相对于圆弧起点的坐标值或圆弧 的，同时应包含圆弧插补所在平面。 14．使用返回参考点指令G27或G28时，应取消，否则机床机无法返回参考点。 二、选择题（20分） 1．数控机床的数控装置包括（）。 A.光电读带机和输入程序载体 B.步进电机和伺服系统 C.输入、信息处理和输出单元 D.位移、速度传感器和反馈系统 2．程序编制中首件试切的作用是（）。 A.检验零件图样设计的正确性 B.检验零件工艺方案的正确性 C.检验程序单及控制介质的正确性，综合检验所加工的零件是否符合图样要求 D.测试数控程序的效率 3．数字增量圆弧插补法是用（）逼近被插补的曲线。 A.切线 B.弦线 C.圆弧 D.双曲线 4．CNC系统中的PLC是（）。 A.可编程序逻辑控制器 B.显示器 C.多微处理器 D.环形分配器
国内外数控技术发展 ２０世纪人类社会最伟大的科技成果是计算机的发明与应用，计算机及控制技术在机械制造设备中的应用是世纪内制造业发展的最重大的技术进步。自从１９５２年美国第１台数控铣床问世至今已经历了５０个年头。数控设备包括：车、铣、加工中心、镗、磨、冲压、电加工以及各类专机，形成庞大的数控制造设备家族，每年全世界的产量有１０～２０万台，产值上百亿美元。世界制造业在２０世纪末的十几年中经历了几次反复，曾一度几乎快成为夕阳工业，所以美国人首先提出了要振兴现代制造业。９０年代的全世界数控机床制造业都经过重大改组。如美国、德国等几大制造商都经过较大变动，从９０年代初开始已出现明显的回升，在全世界制造业形成新的技术更新浪潮。如德国机床行业从２０００年至今已接受３个月以后的订货合同，生产任务饱满。 我国数控机床制造业在８０年代曾有过高速发展的阶段，许多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型。但总的来说，技术水平不高，质量不佳，所以在９０年代初期面临国家经济由计划性经济向市场经济转移调整，经历了几年最困难的萧条时期，那时生产能力降到５０％，库存超过４个月。从１９９５年“九五”以后国家从扩大内需启动机床市场，加强限制进口数控设备的审批，投资重点支持关键数控系统、设备、技术攻关，对数控设备生产起到了很大的促进作用，尤
其是在１９９９年以后，国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一派繁荣。从２０００年８月份的上海数控机床展览会和２００１年４月北京国际机床展览会上，也可以看到多品种产品的繁荣景象。但也反映了下列问题： （１）低技术水平的产品竞争激烈，互相靠压价促销； （２）高技术水平、全功能产品主要靠进口； （３）配套的高质量功能部件、数控系统附件主要靠进口；（４）应用技术水平较低，联网技术没有完全推广使用； （５）自行开发能力较差，相对有较高技术水平产品主要靠引进图纸、合资生产或进口件组装。 当今世界工业国家数控机床的拥有量反映了这个国家的经济能力和国防实力。目前我国是全世界机床拥有量最多的国家（近３００万台），但我们的机床数控化率仅达到１．９％左右，这与西方工业国家一般能达到２０％的差距太大。日本不到８０万台的机床却有近１０倍于我国的制造能力。数控化率低，已有数控机床利用率、开动率低，这是发展我国２１世纪制造业必须首先解决的最主要问题。每年我们国产全功能数控机床３０００～４０００台，日本１年产５万多台数控机床，每年我们花十几亿美元进口７０００～９０００台数控机床，即使这样我国制造业也很难把行业中数控化率大幅度提上去。因此，国家计委、经贸委从“八五”、“九五”就提出数控化改造的方针，在“九五”期间，我协会也曾做过调研。当时提出数控化改造的设备可达８～１０万台，需投入８０～１００亿资金，但得到的经济效益将