对于直流交流伺服电机常用的插补算法（1）经典插补算法
这类算法主要是针对直线、圆弧、抛物线、螺旋线的插补，插补的方法
有脉冲增量插补和数据采样插补两种，经典插补算法已经十分成熟，但近年
来也有针对这类方法的改进性研究。
（2）参数曲线插补算法
参数化曲线被国际标准化组织规定为CAD/CAM的数据交换标准，针对参数化曲线的插补研究是当前的一一个研究热点，目前主要有两种参数化曲线的插补研究：①B样条曲线插补；②NURBS曲线插补。其中NURBS插补算法更具有优良特性，是当前运动控制技术的一一个研究热点。然而高速、高精度的NURBS插补技术还有很多问题急需研究。如插补计算的稳定性问题、插补计算时延问题、插补精度与插补速度的矛盾问题。运动控制系统的NURBS插补和数控机床的插补又不完全相同，运动控制系统应用对象广泛，针对不同的控制对象，插补算法又有不同的要求。插补算法的适应性问题是运动控制系统插补所特有的问题。
（3）智能插补算法
由于神经网络技术的发展，利用基于三层前向神经网络的插补算法也有报导。神经网络是近年发展起来的一门新兴学科。由于它具有逼近任意非线性函数的能力，使得采用神经网络进行非线性轮廓插补成为可能。神经网络具有并行处理的特点，能大幅度缩短插补周期，提高插补精度。且由于其插补时间与曲线表达式无关，使其对非线性轮廓，尤其对高次参数方程的插衣表现出较大的优越性。但是它尚处于起步阶段，极少有真正的工业应用。
《数控技术及应用》 第一章绪论 （一）数控技术的产生及其应用领域 开环控制系统用于经济型数控机床上。 数控机床加工依赖于各种数字化信息。 绕X轴旋转的回转运动坐标轴是A轴。 （二）数控机床的分类、组成、及各部分的作用 （三）数字控制系统的分类、组成其工作原理 对步进电机施加一个电脉冲信号，步进电机就回转一个固定的角度，这个角度叫做步距角，电机的总角位移和输入脉冲的数量成正比，而电机的转速则正比于输入脉冲的频率。 数控系统所规定的最小设定单位就是脉冲当量。 数控机床的种类很多，如果按加工轨迹分则可分为点位控制、直线控制和连续控制。 根据控制运动方式的不同，机床数控系统可分为点位数控系统和连续数控系统。 点位控制的特点是，可以以任意途径达到要计算的点，因为在定位过程中不进行加工。 （四）数控技术的发展趋势及其与现代制造系统的关系 第二章数控加工程序的编制 1.数控机床的机床坐标系与工件坐标系的含义是什么? 答：机床坐标系是机床上固有的坐标系。一般利用机床机械结构的基准来确定，在说明书中均有规定。 工件坐标系是在编程时使用，由编程人员在工件上指定某一个点作为原点，并在其上建立工件坐标系。 工件坐标系的原点在机床坐标系中称为调整点，它的选择应使工件上最大尺寸能加工出来。 数控机床上有一个机械原点，该点到机床坐标零点在进给坐标轴方向上的距离可以在机床出厂时设定，该点称机床参考点。 （一）数控机床程序编制的目的、步骤和方法 数控加工程序的编制方法主要有手工编程和自动编程两类。 （二）工件加工程序的格式和代码 G代码可以分为模态G代码和非模态G代码，非模态指令只能在本程序段内有效。 数控编程中，主轴功能字S指定的是主轴每分钟转速（r/min）。进给功能字F常用mm/min或mm/r单位。（三）手工编程方法 通常在命名或编程时，不论何种机床，都一律假定工件静止刀具移动。 确定数控机床坐标轴时，一般应先确定Z轴。数控铣床的默认加工平面是XY平面。 数控机床的标准坐标系是以右手直角笛卡尔坐标系来确定的。 设G01X30Z6执行G91G01Z15后,正方向实际移动量。因为G91是增量尺寸。 数控机床加工零件的程序编制不仅包括零件工艺过程，而且还包括切削用量、走刀路线和刀具尺寸。（四）自动编程系统的工作过程及APT自动编程系统 第三章计算机数控系统 系统控制程序放在只读存储器EPROM中。 工件加工程序、数据和参数存放在有后备电池的CMOS RAM中。 （一）CNC系统的组成及各部分的功用 CNC系统由数控计算机、程序输入/输出装置和机床控制装置三部分组成。 机床控制装置包括位置控制装置和机床状态检测控制装置两部分。
数控技术习题及答案 篇一：机床数控技术复习与考试,试题及答案大全 数据采样插补的特点是插补运算分两步进行。第一步进行粗插补，第二步进行精插补。 刀具补偿包括刀具长度补偿和刀具半径补偿。 伺服系统被看作一个独立部分，与数控系统和机床本体并列为数控机床的三大组成部分。 一般而言，数据采样的插补周期T必须A插补运算时间。A：大于；B：小于；C：等于 数据采样插补又称为数字增量插补，适用于数控机床 C驱动的闭环进给伺服系统。 A：步进电机； B：直流伺服电机；C：交流或直流伺服电机 机床数控系统中的PLC经常被用作 A控制。 A：逻辑顺序；B：智能；C：进给伺服； 目前数控机床高速主轴电机使用最多的是 C。 A：步进电机； B直流伺服电机：C交流伺服电机：D：直线电机 数控机床在加工零件时，刀具相对于工件运动的 A 称为对刀点。 A：起点；B：基点；C：原点 伺服系统是一种反馈控制系统。不仅能控制执行件的 C，而且能控制几个执行件按一定运动规律合成的轨迹。 A: 速度；B：速度、位置； C：速度、方向、位置旋转变压器是利用电磁感应原理的A 式角位移检测传感器。A：模拟式；B；数字式；C：脉冲式
在 D系统中，进给速度的计算方法是采用数据采样方法进行插补加工，进给速度的计算是根据编程速度F值，将被加工零件轮廓曲线分割为采样周期的轮廓步长。A：闭环；B：半闭环；C：开环；D：闭环和半闭环 数控机床的工作流程包括哪些内容？ 答：工作流程包括：①数据加工程序的编制；②输入；③译码；④刀具补偿； ⑤插补；⑥位置控制和机床加工。 后置处理程序的作用是什么？ 答：后置处理的目的是生成数据加工程序。由于各种机床使用的控制系统不同，所用的数据加工程序的指令代码及格式也有所不同。为解决这个问题，自动编程软件通常设置一个后置处理程序，在后置处理前，编程人员应根据具体数控机床指令代码及程序的格式，事先编辑好这个文件，这样才能输出符合数控加工格式要求的数控加工 DDA直线插补的物理意义是使动点沿速度矢量的方向前进，这种方法同样适用于DDA 圆弧插补。 刀具补偿的作用是把零件轮廓轨迹转换成为刀具中心轨迹 采用步进电机的开环伺服系统，对于数控装置发来的一个进给脉冲经驱动线路放大后驱动步进电机转过一个步距角，经过机械传动系统带动工作台移动一个脉冲当量的位移。 逐点比较法是以折线逼近直线或圆弧曲线，它与给定的直线或圆弧之间的最大误差不超过一个脉冲当量。 数控机床的伺服驱动系统通常包括两种：进给伺服系统和主轴伺服系统。 直线式感应同步器由作相对平行移动的定尺和滑尺组成。
3.2 插补原理 概念引出： 在‘画图板’下绘制垂直、水平、45°、一般角度的直线，圆弧。找同学写出其加工代码。并让其观察各直线的区别。存在差别的原因就是插补所致，引出本节题目―――插补。显示器显示原理与步进电机插补原理同出一辙。 插补的地位： 插补是加工程序与电机控制之间的纽带。 3.2.1 插补概述 1、插补定义 用户在零件加工程序中，一般仅提供描述该线形所必须的相关参数，如对直线，提供其起点和终点坐标；对圆弧，提供起终点坐标、圆心坐标及顺逆圆的信息。而这些信息不能满足控制机床的执行部件运动（步进电机、交直流伺服电机）的要求。因此，为了满足按执行部件运动的要求来实现轨迹控制必须在已知的信息点之间实时计算出满足线形和进给速度要求的若干中间点。这就是数控系统的插补概念。可对插补概念作如下定义：是指在轮廓控制系统中，根据给定的进给速度和轮廓线形的要求，在已知数据点之间插入中间点的方法，这种方法称为插补方法。每种方法又可能用不同的计算方法来实现，这种具体的计算方法称之为插补算法。插补的实质就是数据点的密化。 由插补的定义可以看出，在轮廓控制系统中，插补功能是最重要的功能，是轮廓控制系统的本质特征。插补算法的稳定性和算法精度将直接影响到CNC系统的性能指标。所以为使高级数控系统能发挥其功能，不论是在国外还是国内，精度高、速度快的新的插补算法(软件)一直是科研人员努力突破的难点，也是各数控公司竭力保密的技术核心。像西门子、Fanuc 数控系统，其许多功能都是对用户开放的，但其插补软件却从不对用户开放。 2、插补分类 插补的形式很多，按其插补工作由硬件电路还是软件程序完成，可将其分为硬件插补和软件插补。软件插补的结构简单（CNC装置的微处理器和程序），灵活易变。现代数控系统都采用软件插补器。完全硬件的插补已逐渐被淘汰，只有在特殊的应用场合和作为软件、硬件结合插补时的第二级插补使用；从产生的数学模型来分，有一次（直线）插补、二次（圆、
《数控机床故障诊断与维修》习题 一、判断题（30分） 1.闭环控制按控制信号又可分为数字控制和模拟控制。( ) 2.对长期不用的数控系统要经常通电，特别是在梅雨季节更应如此，利用电器元件本身的发热来驱散数控系统内的潮气，保证电子器件性能稳定可靠。( ) 3.半闭环控制系统的位置和速度检测元件一般是安装在伺服电机轴的输出端。( ) 5.数控机床一般要求可靠性高、低噪声、体积小、重量轻、温升低。( ) 6.功能程序测试法常用于闲置时间较长的数控机床恢复使用时和对数控机床进行定期检修后。( ) 7.没有加减速过程或者加减速不当,步进电机的转子会在原位置振荡而不能作旋转运动,这就是步进电机的失步现象。( ) https://www.doczj.com/doc/f119243185.html,C报警总是真实的故障信息。( ) 9.三相异步电动机经改装后可以作为数控机床的伺服电机。（） 1 0、当代数控系统中都具备存储螺距误差补偿功能，间隙补偿的作用是提高精度。（） 11、对于一个设计合理，制造良好的带位置闭环控制系统的数控机床，可达到的精度由检测元件决定。（） 12、CNC装置由软件和硬件组成，软件比硬件重要。（） 13、CNC装置的软件包括管理软件和控制软件两类，控制软件有软输入输出程序、显示程序和诊断程序等组成。（√） 14、数控机床的伺服系统由伺服驱动和伺服执行两个部分组成。（） 15、脉冲当量是数控机床数控轴的位移量最小设定单位，脉冲当量的取值越小，插补精度越高。（） 16、光栅可分为圆光栅和长光栅，分别用于测量转角和直线位移。（） 17、数控半闭环控制系统一般利用装在电动机或丝杠上的光栅获得位置反馈量。（） 18、所谓细分电路，就是把步进电机的一步分得细一些。采用十细分电路后，步进电机的步距角缩小为原来的十分之一，但脉冲当量不变。（） 19、步进电机的功率放大电路若采用高、低压型驱动电路，则可使电机启动时启动电 流迅速 上升，从而使电机的启动频率得以提高。（） 20、环形分配器是步进电机驱动控制线路必不可少的组成环节，它可以由硬件逻辑电 路组成 也可以用软件程序实现。（） 二、选择题（30分） 1、操作不当和电磁干扰引起的故障属于（） A.机械故障 B.强电故障 2、进行数控机床的几何精度调试时，对于关联项目精度要（） A. 检测一次完成 B. .检测一项，调整一项 3、故障定位与检测应遵循以下原则（） A.先一般后特殊 B.先查输入后查输出 4、下列选项中不属于数控机床故障诊断与维修的一般方法的是（）： A、追踪法 B、自诊断功能 C、通信诊断 5、下列选项中不属于数控机床故障诊断与维修的技术的是（）： A、在线诊断 B、自修复系统 C、专家诊断系统 D、计算机仿真与检测
一、填空题(每空2分，共30分) 1.数控机床的基本组成包括___________、____________、___________、__________、加工程序及机床本体。系统中常用的插补方法中，脉冲插补法适用于以_________电机作为驱动元件的数据系统；数字增量插补法(数据采样插补法)一般用于_________和_________电机作为驱动元件的数控系统。 3.直流主轴电动机的控制系统可分为两部分：_________控制部分和_________控制部分。 4.进给伺服系统若仅采用比例型位置控制，跟随误差是_________完全消除的。 5.目前应用的插补算法分为两类,一类为__________,另一类为__________. 代表__________________，FMS代表__________________，CIMS代表__________________。一、填空题(每空2分，共30分) 1.输入装置数控系统伺服测量反馈系统辅助控制装置 (顺序不分先后) 2.步进直流伺服交流伺服 (后两空顺序不分先后) 3.电枢电压励磁电流 (顺序不分先后) 4.不能 5.脉冲增量插补数据采样插补 (顺序不分先后) 6.柔性制造单元柔性制造系统计算机集成制造系统 (顺序不分先后) 二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案， 并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题2分，共24分) 1.数控机床有不同的运动形式，需要考虑工件与刀具相对运动关系及坐标系方向，编写程序时，采用（ B ）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 2.( A )是无法用准备功能字G来规定或指定的。 A.主轴旋转方向 B.直线插补 C.刀具补偿 D.增量尺寸 3.在确定数控机床坐标系时，首先要指定的是( C ) 轴轴轴 D.回转运动的轴 4.根据加工零件图样选定的编制零件程序的原点是（ B ） A 机床原点 B编程原点 C加工原点 D刀具原点 5.下列刀具中，（ C ）的刀位点是刀头底面的中心。 A. 车刀 B.镗刀 C. 立铣刀 D. 球头铣刀 6.滚珠丝杠副的设计计算和验算，一般不包括( D )方面。 A.强度 B.刚度 C.稳定性 D.抗振性 7.光栅利用( C )，使得它能测得比栅距还小的位移量。 A.莫尔条纹的作用 B.数显表 C.细分技术 D.高分辨指示光栅 8.当交流伺服电机正在旋转时，如果控制信号消失，则电机将会( D )。 A.以原转速继续转动 B.转速逐渐加大 C.转速逐渐减小 D.立即停止转动 9.数控机床伺服系统是以( B )为直接控制目标的自动控制系统。 A.机械运动速度 B.机械位移 C.切削力 D.机械运动精度 10.脉冲比较伺服系统中，可逆计数器的作用是( C )。 A.计算位置指令脉冲个数 B.计算位置反馈脉冲个数 C.计算位置指令脉冲个数与位置反馈脉冲个数之差 D.计算位置指令脉冲个数与位置反馈脉冲个数之和 11.数控机床坐标轴的重复定位误差应为各测点重复定位误差中的( B )。 A.平均值 B.最大值 C.最大绝对值 D.最大值和最小值之差 12.( A )主要用于经济型数控机床的进给驱动。 A.步进电机 B.直流伺服电机 C.交流伺服电机 D.直流进给伺服电机 三、编程题(14分) 1. 固定循环指令加工图示零件加工程序，并对所用刀具作出说明。 三、编程题(14分) 1号刀90度刀
精品文档《数控技术》复习资料 一、填空题软件插补和硬件插补的原理相同，其作用都是根据给定的信息进行计算，在计算的过程中不断向各坐标轴发1 . 运动。出相互协调的，使数控机床按指定的来逼近零件的轮廓曲线。所谓插补，就是数据密化的过程。在实际加工过程中，常采用或2. 。数据采样插补的特点是插补运算分两步进行。第一步进行，第二步进行3 插补。矢量的方向前进，这种方法同样适用于DDA 4. DDA直线插补的物理意义是使动点沿调速；基频以上调速称为5. 交流主轴伺服电机，采用变频调速的方法时，基频以下调速称为 调速。他激式直流主轴伺服电机调速时，额定转速以下调速称为恒转矩调速，通过调整6. 实现。实现；额定转速以上调速称为恒功率调速，通过调整 多CPU 单CPU 和系统使用的微机及结构来分，7.从CNCCNC系统的硬件结构一般分为：结构两大类。补偿。补偿和刀具 8. 刀具补偿包括刀具轨迹。 9. 刀具补偿的作用是把轨迹转换成分以构可补器的结称为插补器。根据插装10. 数控系统中完成插补运算的置或程序三种类型。、 为、 经驱动线路放大后驱动步进电机转过一 11. 采用步进电机的开环伺服系统，对于数控装置发来的一个，经过机械传动系统带动工作台移动一个脉冲当量的位移。个 。之间的最大误差不超过一个 12. 逐点比较法是以折线逼近直线或圆弧曲线，它与给定的称为编编程坐标系的编程人员以 图样上的某一点为原点建立的坐标系，称为编程坐标系，13.程零点。准备功能指令分为模态代码和非模态代码。模态代码表示该代码一经在一个14. 时才失效。中应用，直到出现同组的另一个并列为数控机床的三大组成部分。伺服系统被看作一个独立部分，与和15. 。和数控机床的伺服驱动系统通常包括两种：16. 型两类。型和 17. 机床数控系统中常使用的位置检测装置，按运动方式可分为组成。和 18. 直线式感应同步器由作相对平行移动的 长度、半 8.7.略 6.电枢电压、励磁电流 3.粗插补、精插补 4.速度、圆弧 5.恒转矩、恒功率 1.略 2.略9.零件轮廓、刀具中心径 15.14.程序段、G代码进给脉冲、11.步距角 12.略 13.工件、原点 10.硬件插补、软件插补、软硬件结合 数控系统、机床本体16进给伺服系统、主轴伺服系统18定尺、滑尺（动尺）17.直线、回转
第一章 1)数控机床的特点 (1)能适应不同零件的自动加工。 (2)生产效率和加工精度高、加工质量稳定 (3)能完成复杂型面零件的加工 (4)工序集中，一机多用 (5)数控机床是一种高技术的设备 数控机床是一种高度自动化的机床，在加工工艺与加工表面形成方法上，与普通机床是基本相同的，最根本的不同在于实现自动化控制的原理与方法上。数控机床是用数字化的信息来实现自动控制 数控机床的组成 (一)程序编制及程序载体 (二)输入装置 (三)数控装置及强电控制装置 (四)伺服驱动系统及位置检测装置 (五)机床的机械部件 数控机床的分类 1．按工艺用途分类 (1)金属切削类指采用车、铣、镗、钻、铰、磨、刨等各种切削工艺的数控机床。它又可分为两类： ①普通数控机床 ②数控加工中心 (2)金属成形类指采用挤、压、冲、拉等成形工艺的数控机床，常用的有数控弯管机、数控压力机、数控冲剪机、数控折弯机、数控旋压机等。 (3)特种加工类主要有数控电火花线切割机、数控电火花成形机、数控激光与火焰切割机等。 (4)测量、绘图类主要有数控绘图机、数控坐标测量机、数控对刀仪等。 2、按数控机床的加工功能分类 ⏹点位控制数控机床 ⏹直线控制机床 ⏹轮廓控制机床 3,按所用进给伺服系统的类型分类 （1）开环控制数控机床 （2）闭环控制数控机床 （3）半闭环控制数控机床 4,按所用数控装置的构成方式分类 ⏹硬线数控机床（NC) ⏹计算机数控机床 第二章数控加工程序编制 (CNC PROGRAMMING) 将零件加工的工艺顺序、运动轨迹与方向，位移量，工艺参数（主轴转速，进给量，切深）以及辅助动作（换刀，变速，冷却液开停等），按动作顺序，用数控机床的数控系统所规定的代码和程序格式，编制成加工程序单，再将程序单中的内容记录在磁盘等控制介质上，输送给数控系统，从而控制数控机床自动加工。这种从零件图纸到制成控制介质的过程，称为数控机床的程序编制。（数控编程） 2.程序编制分为：手工编程和自动编程 3.八单位穿孔纸带的标准分为：ISO 和EIA的区别 EIA：每行为奇数孔，第5列为补奇列。 ISO：每行为偶数，第8列为补偶列。 补奇或补偶的作用：鉴别纸带的穿孔是否有错。
《数控技术与数控机床》复习题及答案 一、单项选择题 1 插补周期与位置反馈采样周期。 A：相同；B：不相同；C：可以相同，也可以不相同 2 在圆弧插补时，一般用切线、内接弧线和内外均差弦线逼近圆弧，其中具有较大的轮廓误差而不宜采用。 A：切线；B：、内接弧线；C：内外均差弦线 3 双螺母齿差调隙式滚珠丝杠，两齿轮的齿数分别为Z1=99、Z2=100，丝杠导程t=10mm，若间隙为0.004mm，则相应的螺母应转过个齿即可消除间隙，达到预紧的目的。 A：3；B：4；C：5；D：6 4 机床数控系统中的PLC经常被用作控制。 A：逻辑顺序；B：智能；C：进给伺服； 5 脉冲增量插补法适用于以为驱动装置的开环伺服系统。 A：步进电机；B直流伺服电机：C交流伺服电机：D：直线电机 6 步进电机通电方式没有带负载的能力，不能实际应用。 A：三相单三拍；B：三相六拍；C：三项双三拍 7 一个零件的轮廓曲线一般是由许多不同的几何元素组成的，把各几何元素间的连接点称为。 A：起点；B：基点；C：原点 8 闭环位置控制系统又称为位置伺服系统，是基于原理工作的。 A：正反馈控制；B；负反馈控制；C：逻辑顺序控制 9 检测装置的功能是对进行检测与信号变换，与指令信号进行比较，达到反馈控制的目的。 A：输入变量；B；随机变量；C：被控变量 10 进给速度的计数方法因系统不同有很大差别。在系统中，坐标轴运动速度是通过控制向步进电机输出脉冲频率来实现的。该频率的计数方法是根据编程速度的F值来确定的。 A：闭环B：半闭环C：开环D：闭环和半闭环 11、数控机床的组成部分包括( ) A．输入输出装置、光电阅读机、PLC装置、伺服系统、多级齿轮变速系统、刀库B．输入输出装置、CNC装置、伺服系统、位置反馈系统、机械部件 C．输入输出装置、PLC装置、伺服系统、开环控制系统、机械部件 D．输入输出装置、CNC装置、多级齿轮变速系统、位置反馈系统、刀库 12、计算机数控系统的优点不包括( ) A．利用软件灵活改变数控系统功能，柔性高 B．充分利用计算机技术及其外围设备增强数控系统功能 C．数控系统功能靠硬件实现，可靠性高 D．系统性能价格比高，经济性好
填空题 1、数控机床坐标系采用的是右手笛卡尔直角坐标系。 2、数控机床坐标系的正方向规定为增大刀刀具与工件距离的方向。 3、数控机床坐标系中Z轴的方向指的是与主轴平行的方向，其正方向是刀具远离工件的方向。 4、数控机床中旋转坐标有 A 轴、B 轴、 C 轴，其正方向的判断是用右手螺旋定则。 5、数控车床中X轴的方向是工件的径向,其正方向是远离工件的方向 . 6、数控机床坐标系一般可分为机床坐标系和工件坐标系两大类。 7、数控机床坐标系按坐标值的读法不同可分为绝对坐标系和增量坐标系 . 8、在绝对坐标系中所有刀具运动轨迹的坐标值都以坐标原点为计算基准，而增量坐标系中所有运动轨迹的坐标值都相对前一位置 进行计算的。 9、数控系统的插补是指根据给定的数学函数，在理想的轨迹和轮廓上的已知点之间进行数据密化处理的过程。 10、大多数数控系统都具有的插补功能有直线插补和圆弧插补。 11、插补的精度是以脉冲当量的数值来衡量的。 12、所谓脉冲当量是指数控装置发出一个脉冲信号机床执行部件的位移量。 13、数控机床插补过程中的四个节拍是：偏差差别、坐标进给、偏差计算、终点差别 . 14、插补过程中终点判别的具体方法有：单向计数、双向计数、分别计数。 15、数控编程是从零件图样到获得数控机床所能识别的数控加工程序的全过程。 16、数控编程的步骤有工艺分析、数值计算、编写程序单、程序输入、程序检验和首件加工. 17、数控机床程序段的格式有固定程序段格式和可变程序段格式。 18、数控机床的编程方法有手动编程和自动编程。 19、以下指令的含义:G00 快速点定位;G01直线插补；G02 顺时针圆弧插补；G03 逆时针圆弧插补 . 20、准备功能G代码有模态代码和非模态代码两大类。 二、判断题 1、数控加工程序是由若干程序段组成，而且一般常采用可变程序进行编程。（√） 2、只需根据零件图样进行编程，而不必考虑是刀具运动还是工件运动。（× ) 3、进给路线的确定一是要考虑加工精度，二是要实现最短的进给路线. ( √） 4、刀位点是刀具上代表刀具在工件坐标系的一个点，对刀时,应使刀位点与对刀点重合. （√) 5、绝对值方式是指控制位置的坐标值均以机床某一固定点为原点来计算计数长度。( √ ) 6、增量值方式是指控制位置的坐标是以上一个控制点为原点的坐标值。（√） 7、编制程序时一般以机床坐标系作为编程依据。（×） 8、数控加工的插补过程，实际上是用微小的直线段来逼近曲线的过程。( √） 9、数控加工路线的选择，尽量使加工路线缩短，以减少程序段，又可减少空走刀时间。( √） 10、G代码可以分为模态G代码和非模态G代码.（√) 11、一个主程序中只能有一个子程序。（×） 12、数控铣床规定Z轴正方向为刀具接近工件方向。（×） 13、非模态G04代码只在本程序段有效。（√ ) 14、用G04指令可达到提高加工表面粗糙度精度的目的。（× ) 15确定机床坐标系时，一般先确定X轴,然后确定Y轴，再根据右手定则法确定Z轴。（×） 16、数控铣加工中，进退刀位置应选在合适的位置，以保证加工质量。（√) 17、工作坐标系是编程时使用的坐标系，故又称为编程坐标系。（√ ) 18、数控机床坐标系是机床固有的坐标系，一般情况下不允许用户改动。（√ ) 19、机床参考点是数控机床上固有的机械原点，该点到机床坐标原点在进给坐标轴方向上的距离可以在机床出厂时设定.(√） 20、对于既有铣面，又有镗孔的工件，一般先铣面后镗孔。（√） 三、简答题 1、绝对坐标系和增量坐标系的区别是什么？举例说明。 答：在绝对坐标系中所有刀具运动轨迹的坐标值都以坐标原点为计算基准，而增量坐标系中所有运动轨迹的坐标值都相对前一位置进行计算的.
时间分割圆弧插补的新算法 张永刚 【摘要】针对直流或交流伺服系统常用的时间分割插补算法,提出了圆弧插补的新算法.在内接弦线逼近圆弧的各种算法中,此算法通过解析几何准确推导出了插补计算公式,避免了以往插补算法中的近似计算,并保证粗插补点都在圆弧上,最终的计算公式简单准确,此算法为插补软件的实现提供了依据,采用此算法可以很大程度上提高插补精度及插补速度. 【期刊名称】《机械制造与自动化》 【年(卷),期】2015(044)002 【总页数】2页(P63-64) 【关键词】时间分割法;圆弧插补;插补算法 【作者】张永刚 【作者单位】湖北省十堰市高级技校湖北十堰442000 【正文语种】中文 【中图分类】TH123 数控插补是数控技术的核心，插补算法的优劣直接反应了数控机床的加工精度和工作效率。步进电机驱动系统常用逐点比较法、DDA插补法，这两种插补方法主要用于经济型数控系统中。对于直流或交流伺服电机驱动的系统，常采用时间分割插补法，采用这种算法可以获得较高的速度和精度，故此算法常用于精度较高的半闭
环和闭环系统中。 时间分割插补法也称数据采样插补法，采用数据采样法插补时，在加工某一直线段或圆弧段的加工指令中必须给出加工进给速度v，先通过速度计算，将进给速度分割成单位时间间隔的插补进给量f(或称为轮廓步长)，又称为一次插补进给量。数 据采样插补是分两步完成的，即粗插补和精插补。第一步为粗插补，它是在给定起点和终点的曲线之间插入若干个点，即用若干条微小直线段来逼近给定曲线，粗插补在每个插补计算周期中计算一次。第二步为精插补，它是在粗插补计算出的每一条微小直线段上再做“数据点的密化”工作，这一步相当于对直线的脉冲增量插补。粗插补涉及到很多数学运算, 一般采用高级语言由软件完成, 精插补过程相对比较 简单, 可用硬件也可用软件实现。 在FANUC 7M系统中，插补周期为8 ms，位置反馈采样周期为4 ms，即插补周期为位置采样周期的2倍，它以内接弦进给代替圆弧插补中的弧线进给。其时间 分割算法如图1所示： 如图1所知，顺圆弧AB为待加工曲线，下面推导其插补公式。在顺圆弧上的B 点是继A点之后的插补瞬时点，两点的坐标分别为A(xi,yi)，B(xi+1,yi+1)。所谓 插补，在这里是指由点A(xi,yi)求出下一点B(xi+1,yi+1)，实质上是求在一次插补 周期的时间内，x轴和y轴的进给量ΔX和ΔY。图中的弦AB正是圆弧插补时每 个周期的进给步长f，AP是A点的圆弧切线，M是弦的中点。显然，ME⊥AF，E 是AF的中点，而OM⊥AB。其中δ为进给弦AB所对应的角度增量。根据几何 关系，有： 令: 在△MOD中: 所以： 上式反应了A点与B点的位置关系，只要坐标满足上式，则A点与B点必在同一
数控复习 第一章绪论 数控机床的组成： 1、输入输出设备 2、数控装置 3、伺服系统 4、测量反馈装置 5、机床本体数控机床按伺服系统的控制原理分为：开环控制的数控机床、闭环控制的数控机床（按传感器安装位置的不同分为全闭环和半闭环）开环、闭环共同点：1、采用直流/ 交流伺服电机驱动。 2 、采用数字增量插补法（时间分割、角度分割）。 3 、通常不用降速。 两个重要参数：步距角（两个相邻脉冲时间内转子转过的角度）、脉冲当量。插补器：有无插补器是点位控制器与连续控制的根本区别。 数控机床特点：1、加工零件的适应性强，灵活性好。 2 、加工精度高，产品质量稳定。 3 、生产效率高。 4 、减少工人劳动强度。 5 、生产管理水平高。 数控机床的适用范围：产品品种的变换频繁、批量小、加工方法的区别大。第四章计算机数控装置 CNC装置的功能：1、基本功能（输入、插补、位控）2、选择功能3、特殊功能。 单微处理结构的CN（装置： （1）微处理器由控制器和运算器组成，是微处理机的核心，它完成控制和运算两方面的内容。（2）总线是将微处理器、存储器和输入/ 输出接口等相对独立的装置或功能部件联系起来，并传送信息的公共通道。它包括数据总线、地址总线和控制总线。 数控装置与机床及机床电器设备之间的接口分为三种类型： 第一类、与驱动控制器和测量装置之间的连接电路。 第二类、电源及保护电路。 第三类、开/ 关信号和代码连接电路。 接口电路的主要任务是： 1）进行电平切换和功率放大。 2）防止噪声引起误动作。 3）模拟量和数字量之间的转换。
机床控制的I/O部件 1）特点：a、可靠性高抗干扰的能力强。 b 、进行信息转换功率放大。 2）光电隔离电路作用：a隔离信号防干扰、b电平转化。 多微处理机CNC装置的基本功能模块： 1）CNCt理模块2 ）CNC插补模块3 ）位置控制模块4 ）PLC模块5）操作与控制数据输入输出和显示模块 6 ）存储器模块 并行处理方法：资源共享、资源重复和时间重叠。 CNC装置的中断类型：a、外部中断b、内部空时中断 c 、硬件故障中断d、程序性中断 第五章数控装置的轨迹控制原理 目前使用的插补算法有两种：脉冲增量插补、数据采样插补。 脉冲增量插补：包括逐点比较插补法、DDA法。它的控制精度较低，主要运用于以步 进电机为驱动装置的开环控制系统中。 数据采样插补：包括时间分割插补法、角度分割插补法。据采样插补法适用于闭环和半闭环的直流或交流伺服电动机为驱动装置的位置采样控制系统。 逐点比较法的特点 ①可以实现直线插补和圆弧插补： ②毎次插补运算后，只有一个维标轴方向右进给: ③插补误差不超过--个脉冲当量； ④运算简单肖观，输出脉冲均匀° 缺点；不容易实现网坐标以上的联动插补° 在两坐标联动的数控机床屮应用比较普遍口 2・5逐点比较法插补象阻处理
第一章测试 1.工业机器人由操作机、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成。 A:错 B:对 答案:B 2.被誉为“工业机器人之父”的约瑟夫·英格伯格最早提出了工业机器人概念。 A:对 B:错 答案:B 3.直角坐标机器人的工作范围为圆柱形状。 A:对 B:错 答案:B 4.工业机器人的机械结构系统由基座、手臂、手腕、末端操作器4大件组成。 A:对 B:错 答案:B 5.工业机器人按臂部的运动形式分为哪几种？ A:圆柱坐标型（如SCARA） B:关节型机器人 C:球坐标型 D:直角坐标型 答案:ABCD 第二章测试 1.串联机器人，一个轴的运动不会改变另一个轴的坐标原点。 A:错 B:对 答案:A 2.串联机械手是一种开式运动链机器人，它是由一系列连杆通过转动关节或移 动关节串联形成的姿态。 A:对 B:错 答案:A 3.串联机器人中，小型机器人定义的臂长是小于1m，负载是小于10kg A:错 B:对 答案:B
4.串联机器人常见安装方式有哪几种？ A:地装 B:倒装 C:墙装 D:斜装 答案:ABCD 5.依据技术指标进行串联机器人选型的时候初步选择有哪些？ A:荷重 B:精度 C:作业空间 D:节拍时间 答案:BCD 第三章测试 1.并联机器人，一个轴的运动不会改变另一个轴的坐标原点。 A:对 B:错 答案:A 2.并联机械手采用了一种闭环机构，一般由上下运动平台和两条或者两条以上 运动支链构成。 A:对 B:错 答案:A 3.相比串联机器人，并联机器人的特点是？ A:电机位于机架，惯量小 B:需要减速器 C:驱动功率不同，电机型号不一 D:逆解简单 答案:AD 4.常见的并联机器人有哪几种？ A:柔索牵引 B:Swewart C:delta D:球面并联 E:平面并联 答案:ABCDE 5.柔索牵引并联机器人可分为哪几种类型？ A:完全约束定位机构 B:欠约束定位机构 C:冗余约束定位机构
数控机床》第三次作业 （第三、四章） 一. 填空题 （1）数控系统通常由人机界面、数字控制以及PLC 控制这三个相互依存的功能部件构成。 （2 ）插补算法分为基准脉冲插补和数据采样插补两大类。 （3 ）脉冲当量是数控机床数控轴的位移量最小设定单位。 （4 ）常用伺服电机有步进电机、直流伺服电机、交流伺服电机和直线电机。 （5 ）复合加工中心除用各种刀具进行切削外，还可使用激光头进行打孔、清角，用磨头磨削内孔，用智能化在线测量装置检测、仿型等。 （6）一般需要对工件的多个侧面进行加工，则主轴应布局成水平放置。 （7 ）加工中心与数控铣床、数控镗床等机床的主要区别是它设置有刀具库，并能进行 自动道具交换。 （8 ）并联机床实际是一个空间并联连杆结构机构。 （9）根据电极丝的运行速度，电火花线切割机床通常分为快速走丝和快速走丝两大 类。 二.选择题 （1 ）下列功能中，（D ）是数控系统目前一般所不具备的。 （A ）控制功能（B ）进给功能 （C ）插补功能（D ）刀具刃磨功能 2 ）（A ）是数控系统核心，它是一台数控系统控制品质的体现。
A ）数控装置B）可编程控制器 C ）I/O 板（ D ）数控软件 3 ）脉冲当量的取值越小，插补精度（ A ）。 A ）越高（B）越低（C ）与其无关（C）不受影响 （4）车削中心是以（A）为主体，并配置有刀库、换刀装置、分度装置、铣削动力头和机械手等，以实现多工序复合加工的机床。在工件一次装夹后，它可完成回转类零件 的车、铣、钻、铰、攻螺纹等多种加工工序。 （A）全功能数控车床（B）卧式加工中心 （C）镗铣加工中心（D）经济型数控车床 （5）立式数控铣床的主轴轴线（B）于水平面，是数控铣床中最常见的一种布局形式，应用范围最广泛，其中以三轴联动铣床居多。 （A）平行（B）垂直（C）倾斜 （6 ）D7125 表示是一种（C）。 （A）数控铣床（B）数控车床（C）电火花成形加工机床（D）数控线切割 机床 （7）电火花加工的局限性（D ）。 A）电火花加工属不接触加工B）易于实现加工过程自动化 C）加工过程中没有宏观切削力D）只能用于加工金属等导电材料 8 ）采用经济型数控系统的机床不具有的特点是（B ）。
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 诚信应考 ,考试作弊将带来严重后果！ 华南理工大学期末考试 号《机械设备数控技术》试卷B 位 座 1. 2. 3 4.100120。 题号一二三四五总分 得分 评卷人 一、名词解释（共 20 分，每题 4 分） 业 1、数控机床： 专 2、分辨率： ) 3、CNC： 院 学 4、采样周期： ( 5、模态代码： 36 分，每题 6 分） 二、简答题（共 号 1、试述 G00、G01、 G0 2、G90和 M05的含义，并举例说明应用格 式。 学 名 姓
2、光电旋转编码器的作用是什么？画出光电脉冲旋转编码器的A、B 相输出波形。说明用 A、 B 两相信号如何实现四倍频。 3、数控机床为什么要有刀补功能？C刀补的设计思想是什么？ 4、画出数控机床的组成框图，简述各部分的主要功能。
5、CNC 系统的控制软件一般包括哪几部分？简述各部分的主要功能。 6、何谓对刀点、刀位点？为何要对刀？ 三、原理与计算题（共21 分，每题 7 分） 1、试用框图说明第一象限逐点比较法直线插补的工作原理，并以如下直线为例 说明。直线的起点坐标在原点O(0,0) ，终点为 A(3,4) ，单位均为脉冲当量单位。
2、通过计算选择传动比满足步进电机在开环进给伺服系统中脉冲当量δ的要求。 t ＝6mm，步进电已知：步进电机通过一组齿轮副拖动工作台，工作台丝杠螺距 机步距角α＝ 0.75 °，脉冲当量δ＝ 0.01mm。求：这组齿 轮副的传动比 i 。 3、简要说明数控机床机械结构的一般特点及提高其进给传动系统的主要措施。
一、单项选择题 1、数控机床的组成部分包括( B ) A．输入输出装置、光电阅读机、PLC装置、伺服系统、多级齿轮变速系统、刀库 B．输入输出装置、CNC装置、伺服系统、位置反馈系统、机械部件 C．输入输出装置、PLC装置、伺服系统、开环控制系统、机械部件 D．输入输出装置、CNC装置、多级齿轮变速系统、位置反馈系统、刀库 2、计算机数控系统的优点不包括( C ) A．利用软件灵活改变数控系统功能，柔性高 B．充分利用计算机技术及其外围设备增强数控系统功能 C．数控系统功能靠硬件实现，可靠性高 D．系统性能价格比高，经济性好 3、机床数控系统是一种( C ) A．速度控制系统 B．电流控制系统 C．位置控制系统 D．压力控制系统 4、半闭环控制系统的传感器装在( A ) A．电机轴或丝杠轴端 B．机床工作台上 C．刀具主轴上D．工件主轴上 5、步进电动机多相通电可以( A ) A．减小步距角B．增大步距角 C．提高电动机转速D．往往能提高输出转矩 6、用光栅位置传感器测量机床位移，若光栅栅距为0.01mm，莫尔条纹移动数为1000个，若不采用细分技术则机床位移量为( C ) A．0.1mm B．1mm C．10mm D．100mm 7、所谓开环的数控伺服系统是指只有( B ) A．测量实际位置输出的反馈通道 B．从指令位置输入到位置输出的前向通道 C．开放的数控指令 D．位置检测元件 8、FANUC 0i系列数控系统操作面板上用来显示图形的功能键为（ C ）。 A PRGRM B OPR/ALARM C AUX/GRAPH D OFFSET 9．数控系统所规定的最小设定单位就是（ C ）。 A．数控机床的运动精度 B．机床的加工精度 C．脉冲当量 D．数控机床的传动精度 10、通常数控系统除了直线插补外，还有（ B ）。 A．正弦插补 B．圆弧插补 C．抛物线插补 D．多义线插补11、数控系统的报警大体可以分为操作报警、程序错误报警、驱动报警及系统错误报警，某个程序在运行过程中出现“圆弧端点错误”，这属于（ A ）。 A．程序错误报警B．操作报警 C．驱动报警 D．系统错误报警12、在数控机床的闭环控制系统中，其检测环节具有两个作用，一个是检测出被测信号的大小，另一个作用是把被测信号转换成可与（ A ）进行比较的物理量，从而构成反馈通道。 A．指令信号 B．反馈信号 C．偏差信号 D．脉冲信号 13、CNC系统是指( D )。