数控机床与编程课后习题参考答案
第1章
1 数控机床由哪几部分组成？
答：数控机床主要由机床本体，数控系统，驱动系统，辅助装置等几个部分组成。
2 数控机床有哪些类型？
答：数控车床，数控卧式镗床，数控立式升降台铣床，五坐标摆动工作台铣床，五坐标摆头铣床。
3 数控机床加工有哪些特点？
答：适应性强，精度高，效率高，减轻劳动强度`改善劳动条件。
4 什么是点位控制及轮廓控制？所用的数控机床有何不同？
答：（1）点位控制或位置控制数控机床只能控制工作台或刀具从一个位置精确地移动到另一个位置，在移动过程中不进行加工，各个运动轴可以同时移动，也可以依次移动。如数控镗·钻·冲·数控点焊机及数控折弯机等机等均属此类机床（2）轮廓控制数控机床能够同时对两个或两个以上坐标轴进行连续控制，具有插补功能，工作台或刀具边移动边加工。如数控铣·车·磨·及加工中心等是典型的轮廓控制数控机床，数控火焰切割机，数控线切割及数控绘图机等也都采用轮廓控制系统。
5 什么是开环控制系统，闭环控制系统和半闭环控制系统？它们各有何特点？答：（1）开环控制数控机床不带位置检测反馈装置，通常使用功率步进电动机或电液马达作为执行机构，数控装置输出的脉冲通过环形分配器和驱动电路，使步进电动机转过相应的步距角，再经过减速齿轮带动丝杠旋转，最后转换为移动部件的直线位移。其反应快，调试方便，比较稳定，维修简单。但系统对移动部件的误差没有补偿和矫正，步进电动机的步距误差，齿轮与丝杠等的传动链误差都将反应到被加工零件的精度中去，所以精度比较低。此类数控机床多为经济类机床。（2）闭环控制数控机床带有检测反馈装置，位置检测器安装在机床运动部件上，加工中将检测到的实际运行位置值反馈到数控装置中，与输入的指令位置相比较，用差值对移动部件进行控制，其精度高。从理论上说，闭环系统的控制精度主要取决于检测装置的精度，但这不意味着可以降低机床的结构与传动链的要求，传动系统的刚性不足及间隙，导轨的爬行等各种因素将增加调试的困难，严重时会使闭环控制系统的品质下降甚至引起震荡。故闭环系统的设计和调试都有较大的难度，此类机床主要用于一些精度要求较高的镗铣床，超精度车床和加工中心等。(3)半闭环控制数控机床与闭环控制不同的是，检测元件安装在电动机的端头或丝杠的端头。该系统不是直接测量工作台的位移量，而是通过检测丝杠或电动机轴上的转角间接地测量工作台的位移量，然后反馈给数控装置。显然，半闭环控制系统的实际控制量是丝杠的转动，而由丝杠转动变换为工作台的移动，不受闭环的控制，这一部分的精度由丝杠-螺母副的转动精度来保证。其特点是比较稳定，调试方便，精度介于开环于闭环之间，被广泛采用。
6 若Fi<0时，请导出DDA直线插补时新加工点偏差的通式？
7 试述数控机床加工的基本工作原理？
答：数控机床加工时，是根据零件图样要求及加工工艺过程，将所用刀具及机床各部件的移动量，速度，及动作先后顺序，主轴转速，主轴旋转方向及冷却等
要求，以规定的数控代码形式编成程序单，并输入到机床专用计算机中。然后，数控系统根据输入的指令，进行编译，运算和逻辑处理，输出各种信号指令，控制机床各部分进行规定的位移和有顺序的动作，加工出各种不同形式的零件。第2章
1 数控编程的数值计算包括哪些内容？
答：零件轮廓中几何元素的基点，插补线段的节点，刀具中心位置及辅助计算等内容。
2 什么是基点与节点？基点和节点有什么区别？
答：（1）基点就是构成零件轮廓的各相邻几何元素之间的交点或切点。节点是在满足容差要求条件下用若干插补线段去逼近实际轮廓曲线时，相邻两插补线段的焦点。（2）一般来说，基点的坐标根据图样给定的尺寸，利用一般的解析几何或三角函数关系不难求得。节点的计算比较复杂，方法也很多，是手工编程的难点。有条件时，应尽可能借助于计算机来完成，以减少计算误差并减轻编程人员的工作量。
3 等步长法插补轮廓曲线，其插补节点的计算步骤是什么？试述其特点和适用范围。
答：（1）求取线段的最小曲率半径Rmin 插补步长h 求插补节点（2）等步长是指插补的直线段长度相等，而插补误差则不一定相同。计算插补节点时，必须使产生的最大插补误差小于或等于容许的插补误差，以满足加工精度的要求。
4 等误差法插补轮廓曲线，其插补节点的计算步骤是什么？试述其特点和适用范围。
5 试述弦线插补圆弧段时插补节点的计算方法？
6 试述圆弧插补轮廓曲线时插补圆弧的计算方法？
答：用圆弧段逼近轮廓曲线是一种精度较高的插补方法。用这种方法插补轮廓曲线时，需计算出各插补圆弧段半径，圆心及圆弧段的起点和终点。
7 为什么要计算刀具中心位置？
答：数控机床系统在控制刀具进行切削加工时，是按刀具中心在零件坐标系中的位置进行控制的。
8 刀具在尖角过渡时应考虑什么问题？
9 平面轮廓加工时，立铣刀的偏置规则是什么？
答：具有刀具中心自动偏置功能的数控机床，可直接按零件轮廓切削点的位置进行编程，其刀具半径偏置由数控系统自动调用预先储存在刀具半径补偿地址中数值来实现。但对于没有刀具自动偏置由数控车系统，则需要计算出相对于切削点的刀具中心位置的坐标作为编程数据。
10空间形体加工时，球头刀和平头圆角刀的偏置规则是什么？
11加工空间自由曲线，曲面时，插补节点的计算方法是什么？
12在图2·9所示的零件坐标系中，试给出各零件轮廓各基点的坐标？
13一半径R=20mm，圆心位于坐标原点的圆弧，起点坐标为（-10，17.32），终点坐标为（12.856,15.32），若用弦线插补该圆弧，当容差分别为
0.1mm,0.01mm,0.001mm时，各需要计算多少插补节点？
14如果用切线逼近圆弧，试导出切线段插补圆弧的节点计算公式？
15用直径6mm的立铣刀加工曲线y
第3章
1 什么是数控编程？
答：数控编程是数控机床使用中很重要的一环，它对控制产品质量有着重要的作用。数控编程技术涉及制造工艺，计算机技术，数学，人工智能等多学科领域。
2 试述手工数控编程的主要步骤？
答：分析零件图样制定工艺方案、数值计算、编写零件加工程序、制作控制介质、程序校验与零件适切、切削加工。
3 绝对坐标与相对坐标有何不同？
答：绝对坐标值是以公共点为依据来表示坐标位置。
相对坐标值是以相对于前一点位置坐标尺寸的增量来表示坐标位置，即在坐标系中，运动轨迹的终点坐标是以起点计量的，各坐标点的坐标值是相对前一点所在位置之间的距离。
4 数控加工程序的程序段由什么组成？
答：由若干个程序字组成，每个程序字又由地址符和带符号或不带符号的数值组成，程序字是程序指令中最小有效单位。
5 数控加工程序的主要构成是什么？
答：由程序名，程序内容，程序结束三部分组成。
6 数控机床上有几种坐标系？机床坐标系是如何确定的？
答：（1）机床坐标系零件坐标系（2）在数控机床上，机床的动作是由数控装置来控制的，为了确定数控数控机床上的成型运动和辅助运动，必须先确定机床上的运动的位移和运动的方向，这就需要通过坐标系来实现。
7、机床坐标系与零件坐标系有何不同？为什么要建立零件坐标系？
答：机床坐标系是厂家设计时已定义好的，是机床本身所固有的坐标系，其位置由机械挡块决定，不能随意改变。工件坐标系是编程时自行设定的坐标系。
工件坐标系应用非常广泛，不单在加工机床上，包括测量时也经常使用。它的优点就是让参数或者程序看起来非常直观，操作起来也很方便，同时也简化了编程的工作。
8、建立零件坐标系的方法有几种?怎样建立零件坐标系？
答：主要三种，具体方法如下：FANUC系统确定零件坐标系有三种方法。
第一种是：通过对刀将刀偏值写入参数从而获得工件坐标系。这种方法操作简单，可靠性好，他通过刀偏与机械坐标系紧密的联系在一起，只要不断电、不改变刀偏值，零件坐标系就会存在且不会变，即使断电，重启后回参考点，零件坐标系还在原来的位置。
第二种是：用G50设定坐标系，对刀后将刀移动到G50设定的位置才能加工。对到时先对基准刀，其他刀的刀偏都是相对于基准刀的。
第三种方法是MDI参数，运用G54~G59可以设定六个坐标系，这种坐标系是相对于参考点不变的，与刀具无关。这种方法适用于批量生产且工件在卡盘上有固定装夹位置的加工。
9、绝对输入方式与增量输入方式的区别是什么？
答：(1) G90指令建立绝对坐标输入方式，移动指令目标点的坐标值X、Y、Z 表示刀具离开工件坐标系原点的距离；
(2) G91指令建立增量坐标输入方式，移动指令目标点的坐标值X、Y、Z表示刀具离开当前点的坐标增量。
10、回参考点指令有几个？写出其指令格式？有何不同？
答：刀具返回参考点的指令有两个，分别为G28、G29。
指令格式分别为G28 X_Y_Z_ ;G29 X_Y_Z_.G28指令可以使刀具从任何位置以快速定位方式经中间点返回参考点，常用于刀具自动换刀的程序段。G29指令使刀具从参考点经由一个中间点而定位于定位终点。它通常紧跟在G28指令之后。用G29指令使所有的被指令的轴以快速进给经由以前G28指令定义的中间点，然后到达指定点。
11、暂停指令有几种使用格式？G04 X1.5、G04 P2000、G04 U300 F100各代表什么意义？
答：暂停指令常用的使用格式有三种。
G04 X1.5 表示暂停1.5s
G04 P2000表示暂停2000ms
G04 U300 F100表示零件空转300/100=3转。
12、指出定位指令G90、G01、G02、M03等各自的功能及使用方法？
答：G90指令建立绝对坐标输入方式。移动指令目标点的坐标值X、Y、Z表示道具离开工件坐标系的距离。一般格式为G90 X_Y_Z_。
G01直线插补，刀具以一定的进给速度从当前所在位置沿直线移动到指令给出的目标位置。G01为模态指令，有继承性。一般格式为G01 X_Y_Z_。
G02为顺时针圆弧插补。一般格式为G02 R__；（R是圆弧半径，当圆弧所对应的圆心角为0°～180°时，R取正值；圆心角为180°～360°时，R取负值；）M03为主轴顺时针旋转。一般格式为M03 S_ ；（S代表主轴转速）。
13、如何确定编程原点？
答：一般遵循如下原则：
○1工件原点选在工件图样的尺寸基础上。
○2能使工件方便地装卡、测量和检验。
○3工件原点尽量选在尺寸精度高、粗糙度较细的工件表面上。
○4对于有对称形状的几何零件，工件零件最好选在对称中心上。第四章
1精铣图4.20和图4.21所示外轮廓
图4.20
O0011
N01 G90 G92 X0 Y0 Z100
N02 G00 X74 Y20 Z2
N03 M03 S800
N04 G01 Z-5 F50
N05 Y0
N06 G02 X66.9342 Y-12.1621 R14
N07 G01 X10.8966 Y-44.1119
N08 G02 X-10.8966 Y-44.119 R22
N09 G01 X-66.9342 Y-12.1621
N10 G02 X-66.9342 Y12.1621 R14
N11 G01 X-10.8966 Y44.119
N12 G02 X10.8966 Y44.119 R22
N13 G01 X66.9342 Y12.1621 R14
N14 G02 X74 Y0 R14
N15 G01 Y-20
N16 M05
N17 G00 Z20
N18 X0 Y0 Z100
N19 M02
图4.21
O0012
N01 G90 G92 X0 Y0 Z100 N02 G00 X80 Y0 Z20
N03M03 S800
N04 G01 Z-5 F50
N05 Y-20
N06 G02 X60 Y0 R20
N07 G01 Y24.8528
N08 X24.8528 Y60
N09 X-24.8528
N10 X-60 Y24.8528
N11 Y-24.8528
N12 X-24.8528Y -60
N13 X24.8528
N14 X60 Y-24.8528
N15 Y0
N16G02 X80Y20R20
N17 G01 Y0
N18 M05
N19 G00 Z20
N20 X0 Y0 Z10
N21 M30
2、用?8的立铣刀加工图4.22和图4.23所示零件图4.22
O0021
N01 G90 G92 X-10 Y-10 Z50
N02 T01
N03 M03 S800 F50
N04 G43 H01 G00 Z-5
N05 G41 G01 X0 Y0 D01
N06 G01 Y40
N07 X40 Y60
N08 G02 X80 Y20 R40
N09 G02 X60 Y0 R20
N10 G01 X-2
N11 G40 G01 X-10 Y-10
N12 G49 G00 Z50
N13 M05
N14 M30
图4.23
O0022
N01 G90 G92 X0 Y0 Z100 N02 T01
N03 M03 S800 F50
N04 G43 H01 G00 Z20
N05 G00 X50 Y0
N06 G01 Z-5
N07 G42 G01 Y-20 D01 N08 G02 X35 Y0 R15
N09 G01 Y9
N10 G03 X29 Y15 R6
N11 G01 X21
N12 G02 X15 Y21 R6
N13 G01 Y29
N14 G03 X9 Y35 R6
N15 G01 X-9
N16 G03 X-15 Y29 R6
N17 G01 Y21
N18 G02 X-21 Y15 R6
N19 G01 X-29
N20 G03 X-35 Y9 R6 N21 G01 Y-9
N22 G03 X-29 Y-15 R6 N23 G01 X-21
N24 G02 X-15 Y-21 R6 N25 G01 Y-29
N26 G03 X-9 Y-35 R6 N27 G01 X9
N28 G02 X15 Y-29 R6 N29 G01 Y-21
N30 G03 X21 Y-15 R6 N31 G01 X29
N32 G02 X35 Y-9 R6 N33 G01 Y0
N34 G02 X50 Y15 R15 N35 G40 G01 X50 Y0 N36 G49 G00 Z20
N37 M05
N38 G00 X0 Y0 Z100 N39 M30
3.精铣内外轮廓面
图4.24
O0030
N01 G90 G92 X0 Y0 Z00
N02 M03 S800
N03 G43 G00 Z50 H01
N04 G00 X100 Y100
N05 G41 G01 X20 Y-40 F100 D01 N06 G01 Z-4
N07 X0 Y-40
N08 G02 X0 Y-40 I0 J40
N09 G01 X-20
N10 G00 Z50
N11 G40 G01 X0 Y15 F100
N12 G42 G01 X0 Y0 D02
N13 G01 Z-4
N14 G02 X-30 Y0 I-15 J0
N15 G02 X30 Y0 I30 J0
N16 G02 X0 Y0 I-15 J0
N17 G00 G40 X0 Y15
N18 G49 G00 Z50
N19 X0 Y0 Z100 M05
N20 M02
4、如图所示零件有6个形状、尺寸相同的凸台，高6mm，试用子程序编制程序。
图4.25
O0040
N01 G90 G92 X0 Y0 Z100
N02 G00 G43 Z20 H01
N03 Z2
N04 G91 S600 M03
N05 M98 P10
N06 G00 X50
N07 M98 D10
N08 G00 X50
N09 M98 P10
N10 G00 X-100 Y60
N11 M98 D10
N12 G00 X50
N13 M98 D10
N14 G00 X50
N15 M98 D10
N16 M05
N17 G49 G00 Z20
N18 G00 X0 Y0 Z100
N19 M02
O10
N1 G01 Z-8 F50
N2 X20 Y10
N3 Y40
N4 30
N5 Y-40
N6 X-40
N7 X-10
N8 G00 Z8
N9 M99
5.刀具半径补偿的作用是什么？使用刀具半径补偿有那几步？在什么移动指令下才能建立和取消刀具半径补偿功能？
答：刀具半径补偿的作用：1、变成是不考虑刀具的半径。2、补偿刀具磨损。3、可以是粗加工的程序简化。
使用刀具半径补偿的步骤：1、将刀具半径的补偿值存入D 存储器中。2、建立刀具半径。3、G40取消刀具半径补偿。
在G00或G01指令下才能建立和取消刀具半径补偿功能。
6、根据图4、26所示读懂程序，在空白括弧中填写对应程序的注释
N01 G92 X0 Y0 Z0 (以当前点为原点建立工件坐标系) N02 G00 X-65 Y-95 Z300 (在绝对坐标系下快速移至（-65，-95,300）)
N03 G01 Z-15 S800 M03 H01 (刀具长度正补偿H01，向下进给至-15，同时刀具以顺时针800r/min旋转)
N04 G41 X-45 Y-75 D05 F120 (刀具左补偿D05，刀具从点（-45，-75）进行插补补偿，进给速度为120mm/min)
N05 Y-40
N06 X-25
N07 G03 X-20 Y-15 I-16 J25 (逆时针圆弧插补，加工至（-20，-15)，圆心相对起点坐标为（-16,25））
N08 G02 X20 I20 J150
N09 G03 X25 Y-40 I165 J0
N10 G01 X45
N11 -75
N12 X0 Y-65
N13 X-45 Y-75
N14 G40 X-65 Y-95 Z300
N15 M02
7、利用子程序编写图4、27所示零件的程序O0070
N01 G90 G92 X0 Y0 Z100
N02 M03 S500
N03 G00 G43 H01 Z5
N04 G01 Z-2 F100
N05 M98 P7
N06 G49 G00 Z100
N07 M05
M08 M30
O7
N1 G41 G01 X35 Y0 G01 F200
N2 Y25
N3 X-35
N4 Y-25
N5 X35
N6 Y2
N7 G40 G01 X0 Y0
N8 M99
8、精铣图4.28（a）（b）所示的内部轮廓
图4.28（a）
O0081
N01 G90 G92 X0 Y0 Z100
N02 M03 S800
N03 G43 G00 Z50 H01
N04 G41 G01 X25 Y0 D01 F100 N05 G01 Z-4
N06 G02 X0 Y-25 R25
N07 G01 X-25.98 Y-25
N08 G02 X-34.64 Y-10 R10
N09 G01 X-8.66 Y35
N10 G02 X8.66 Y35 R10
N11 G01 X34.64 Y-10
N12 G02 X25.98 Y-25
N13 G01 X0 Y-25
N14 G02 X-25 Y0 R25
N15 G00 Z50 G49
N16 G40 G01 X0 Y0
N17 G00 Z100 M05
N18 M02
图4.28（b）
O0082
N01 G90 G92 X0 Y0 Z100
N02 G43 G00 Z20 H01
N03 M03 S800
N04 G00 X80 Y50
N05 G41 G01 X50 Y45 D01 F100 N06 G01 Z-2.5
N07 X24
N08 G02 X15 Y54 R9
N09 G01 Y66
N10 G02 X24 Y75 R9
N11 G01 X81
N13 G01 Y24
N14 G02 X96 Y15 R9
N15 G01 X54
N16 G02 X45 Y24 R9
N17 G01 Y50
N18 G40 G01 X80 Y50
N19 G49 G00 Z50
N20 G00 Z100 M05
N21 M02
9、图4.29所示的凸台高度为4，试用镜像指令编程。图4.29
O0009
N01 G90 G92 X0 Y0 Z100
N02 G00 G20
N03 M03 S800
N04 G01 Z-4 F50
N05 M98 P91
N06 G24 X0
N07 M98 P91
N08 G24 Y0
N09 M98 P91
N10 G25 X0
N11 M98 P91
N12 G25 Y0
N13 G90 G00 Z100
N14 M05
N15 M30
O91
N01 G01 G41 X10 Y5 D01 F100
N02 Y30
N03 X20
N04 G03 X30 Y20 R10
N05 G01 Y10
N06 X5
N07 G00 G40 X0 Y0
N08 M99
第六章数控车床编程
1、不同档次的数控车床功能上有什么差别？
答：1、加以数控车床：简易数控车床是一种低档数控车床，一般用单板机或单片机进行控制。
2、经济型数控车床：经济型数控车床是中档数控车床，一般具有单色显示的CRT、程序存储和编辑功能。
3、多功能数控车床：多功能数控车床是指较高档的数控车床，这列机床一般具备刀尖圆弧半径自动补偿、横线速度切削、倒角、固定循环、螺纹切削、图形显示、用户宏程序等功能。
4、车削中心：车削中心配有刀库和机械手，与数控车床单机相比，自动选择和使用的刀具数量大大增加。并且还具备动力刀具功能和C轴位置控制功能。
2、数控车床加工零件为什么需要对刀？如何对刀？
答：1、确定零件的加工原点，以建立准确的加工坐标系；同时，把刀具的不同尺寸对加工的影响考虑进去。
2、手动对刀：假设程序原点设在零件左端面，如果以刀尖点为编程点，这时可以将刀架向左移动并将右端面光切一刀，并将显示的值设置为零，再把刀架移回起始位置即可。
3、手动对刀时，如果采用相对位置检测，除课本上介绍的方法外，还可采用什么方法？如果采用绝对位置检测器，应如何进行对刀？
4、选择数控车床的工艺装备时，应考虑哪些问题？
答：1、对刀具的要求：（1）刀具结构（2）刀具强度、耐用度（3）刀片断屑槽
2、对刀座的要求：刀座的结构应根据刀具的形状、刀架的外形和刀架对主轴的配置形式决定。
3、数控车床可转位刀具要求：（1）精度高（2）可靠性高（3）换刀迅速（4）刀片材料（5）刀杆截形
5、请自己总结数控车床程序便知有哪些特点？S功能、T功能、M功能、及G功能代码的含义及用途。
答：1、（1）绝对坐标、相对坐标都可表示
（2）绝对坐标编程时，坐标值X取工件的直径。增量坐标编程时，用径向实际位移量的2倍表示。
（3）X向德脉冲当量取Z向的一半。
（4）由于车削加工余量较大。因此，为简化编程装置采用固定循环。
（5）需要刀具补偿
（6）X、Z就是绝对编程，U、W就是相随坐标编程。
(7)混合编程X、U、Z、W
2、S功能：（1）主轴最高转速限制（G50）
（2）恒线速度限制（G96）
（3）恒线速度取消（G97）
T功能：T后面有4数值，前两位是刀具号，后两位既是刀具半径补偿号，又是刀尖圆弧半径补偿号。
G功能：（1）G50 G54～G59为加工坐标系设定
（2）倒角、倒圆可用G01及G02、G03
（3）取消刀具半径补偿（G40）
左偏刀具补偿（G41）
右偏刀具补偿（G42）
（4）单一固定循环圆柱或圆锥切削循环（G90）
（5）复合固定循环外圆粗切循环（G71）
端面粗加工循环（G72）
封闭切削循环（G73）
精加工循环（G70）
深孔钻循环（G74）
外径切削循环（G75）
（6）螺纹切削螺纹切削（G32）
螺纹切削循环（G92）
复合螺纹切削循环（G76）
课程名称：_ _数控技术及其应用(上)___ 总分：_______________ 一、单项选择题（每1分，共20分） 1. 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）螺旋线插补2．数控加工中心与普通数控铣床、镗床的主要区别是（ D ）。 （A）一般具有三个数控轴（B）主要用于箱体类零件的加工（C）能完成铣、钻、镗、铰、攻丝等加工功能 （D）设置有刀库，在加工过程中由程序自动选择和更换 3．确定数控机床坐标系时假定（ A ）。 （A）刀具运动，工件相对静止（B）工件运动，刀具相对静止 （C）工件运动，工作台相对静止（D）刀具运动，工作台相对静止4．铣床程序单节“G00 G43 Z10. H05;”中H05的含义是（ C ）。（A）刀具长度补偿量是5mm（B）刀具半径补偿量是5mm （C）刀具长度补偿量存放位置（D）刀具半径补偿量存放位置 5．下列孔加工固定循环指令中不是钻孔循环的是（ D ）。 （A）G81 （B）G82 （C）G83 （D）G84 6．利用时间分割法进行插补运算时精度与进给速度和插补周期的关系（ C ） （A）速度越快、插补周期越长精度越高 （B）速度越慢、插补周期越短精度越高 （C）速度越快、插补周期越短精度越高 （D）速度越慢、插补周期越长精度越高 7．数控机床进给系统减少摩擦阻力和动静摩擦之差，是为了提高数控机床进给系统的（ B ）。 （A）传动精度（B）运动精度和刚度，减少爬行（C）快速响应性能和 运动精度（D）传动精度和刚度 8．步进电机的转速是通过改变电机的（ A ）而实现。 （A）脉冲频率(B) 脉冲速度 (C) 通电顺序 (D )脉冲个数 9．在铣削一个XY平面上的圆弧时，圆弧起点在（30，0），终点在（-30，0），圆弧圆心点坐标（0，-40），圆弧起点到终点的旋转方向为顺时针，则铣削圆弧的指令为（ D ）。 （A）G17 G90 G02 X30.0 Y0 R50.0 F50 （B）G17 G90 G02 X30.0 Y0 R-50.0 F50 （C）G17 G90 G02 X-30.0 Y0 R50.0 F50 (D）G17 G90 G02 X-30.0 Y0 R-50.0 F50 10. 数控机床的回零指的是直线坐标轴回到（ A ） （A）机床坐标系的原点（B）工件坐标系的原点（C）局部坐标系的原点（D）工作台的特定点，此点位置由用户自己设定 11. 数控铣床一般采用半闭环控制方式，它的位置检测器是（ B ）。 (A)光栅尺 (B)脉冲编码器 (C)感应同步器 (D)旋转变压器 12. 下列叙述错误的是（ C ）。 （A）旋转变压器属于间接测量位置检测装置 （B）直线感应同步器属于直接测量位置检测装置 （C）光栅属于模拟式测量位置检测装置 （D）脉冲编码器属于增量检测装置 13. 通常数控机床按（ A ）进行译码与控制。 （A）机床坐标系（B）工件坐标系（C）局部坐标系 （D）具体由用户自己设定 14. 步进电机的步距角的大小不受（ C ）的影响。 （A）转子的齿数（B）定子通电相数（C）通电的频率（D）通电方式 15. 下列叙述错误的是（ B ）。 （A）逐点比较法插补属于脉冲增量插补 （B）数字积分法插补属于数字增量插补 （C）扩展数字积分法插补属于数字增量插补 （D）时间分割法插补属于数字增量插补 16.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 得分评卷人
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
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？
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
数控技术试题 1.欲用逐点比较法插补直线OA ，其起点坐标为O （0，0），终点坐标为A （e x ，e y ），其值为e x ＝5，e y ＝6，试写出其直 线插补运算过程，并绘出其插补轨迹。 解：由于待插补直线的起点坐标为O （0，0），终点坐标为A （5，6），采用总步数终点判别方法，总步数N =5+6=11。 从坐标原点开始插补，故此时偏差 0=F ，加工过程的运算节拍如下表所示： 序号 工作节拍 第1拍：偏差判别 第2拍：坐标进给 第3拍：新偏差计算 第4拍：终点判别 1 0 0=F +X 6 6001-=-=-=e y F F 10111=-=N 2 01 一、填空题： 1.数控机床是用数字化代码来控制刀具与工件的相对运动，从而完成零件的加工。 2.所谓“插补”就是指在一条已知起点和终点的曲线上进行数据点的密化（或数据密化）的过程。 3.对刀操作就是确定工件坐标系和机床坐标系之间关系的操作。 4.直流伺服电动机的控制特性是指其速度随电压变化的特性，而其机械特性是指其速度随负载转矩变化的特性。 5.刀具在机床上的位置是由刀位点的位置来表示的。 规定，数控机床坐标轴和方向是基于工件固定，刀具移动。 7.数控机床上采用的导轨主要有静压导轨、滚动导轨、塑料导轨三种形式。 7.用逐点比较法插补直线OA，其起点坐标为O（0，0），终点坐标A（5，8），若采用插补的总步数作为终点减法计数器J E 的初始值，即J E＝ 13 。在插补过程中，每进给一步，计数器J E减1,当J E＝ 0时，到达终点，停止插补。 8.数控机床一般由控制介质、数控装置、伺服系统、测量装置和机械本体五个部分组成。 系统软件必须完成管理和控制两大任务。 10.步进电机的“失步”现象有两种表现形式，即丢步和越步 14.在CNC软件中资源分时共享要解决的问题是各任务何时占用CPU以及占用时间的长短，解决的办法是循环轮流和中断优先相结合。 11.数控机床伺服驱动系统是指以机床移动部件的位置和速度作为控制量的自动控制系统，又称为拖动系统。 12.若三相步进电机（三相绕组分别为A、B、C），请写出三相六拍工作方式的通电顺序：A－AB－B－BC－C－CA－A（或者A －AC－C－CB－B－BA－A） 13.对于第四象限逆圆弧来说，当F≥0时其进给方向为 +y ，偏差计算公式为 F=F-2y+1 14.数控机床的脉冲当量是指每个脉冲信号使数控机床移动部件产生的位移量。 15.数控技术是指用数字化信号（或数字化代码）对机床运动及其加工过程进行自动控制的一种方法。 16.从CNC系统使用的微机及结构来分，CNC系统的硬件结构一般分为：多微处理机和单微处理机 17.改变刀具半径补偿值的大小，不改变加工程序，就可以实现同一轮廓的粗、精铣加工。 18.数控机床按伺服系统的控制方式可分为开环数控机床半闭环数控机床闭环数控机床。 三、单项选择题： 系统软件必须完成管理和控制两大任务，下面任务中哪个不属于控制任务（ A ） 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？ 第4 章习题解答 4.1 数控机床对机械结构的基本要求是什么？提高数控机床性能的措施主要有哪些？ 数控机床对机械结构的基本要求是：具有较高的静、动刚度和良好的抗振性；具有良好的热稳定性；具有较高的运动精度与良好的低速稳定性；具有良好的操作、安全防护性能 成。 提高数控机床性能的措施主要有：合理选择数控机床的总体布局；提高结构件的刚度；提高机床抗振性；改善机床的热变形；保证运动的精度和稳定性。 4.2 数控机床采用斜床身布局有什么优点？ 斜床身布局的数控车床（导轨倾斜角度通常选择45°、60°和75°），不仅可以在同等条件下，改善受力情况；而且还可通过整体封闭式截面设计，提高床身的刚度。特别是自动换刀装置的布置较方便。 4.3 卧式数控镗铣床或加工中心采用T 型床身和框架结构双立柱各有什么优点？ T 型床身布局可以使工作台沿床身作 X 向移动时，在全行程范围内，工作台和工件完全支承在床身上，因此，机床刚性好，工作台承载能力强，加工精度容易得到保证。而且，这种结构可以很方便地增加X 轴行程，便于机床品种的系列化、零部件的通用化和标准化。 框架结构双立柱采用了对称结构，主轴箱在两立柱中间上、下运动，与传统的主轴箱侧挂式结构相比，大大提高了结构刚度。另外，主轴箱是从左、右两导轨的内侧进行定位，热变形产生的主轴中心变位被限制在垂直方向上，因此，可以通过对Y 轴的补偿，减小热变形的影响。 4.4 什么叫“箱中箱”（box in box）结构？高速加工机床为什么要采用“箱中箱”结构？ 卧式布局高速数控机床采用了“内外双框架”即称为“箱中箱”（box in box）结构。这两种布局型式在总体上的共同特点是：运动部件质量轻，结构刚性好。机床进给系统的结构全部（或部分）移出工作台外，以最大限度减轻移动部件的质量和惯量，是高速加工机床结构布局设计的总原则。 4.5 什么叫虚拟轴机床？其结构特点是什么？与传统机床相比它具有哪些主要优点？ 虚拟轴机床的基座与主轴平台间是由六根杆并联地连接的，称之为并联结构。X、Y、Z 三个坐标轴的运动由六根杆同时相互耦合地作伸缩运动来实现。主轴平台的受力由六根杆分摊承担，每根杆受力要小得多，且只承受拉力或压力，不承受弯矩或扭矩。因此，刚度高、移动部件质量小、结构简单、零件的数量多，是并联结构机床突出的优点。 4.6 数控机床对主传动系统的基本要求是什么？在数控机床上实现主传动的无级变速方式主要有哪几种？ 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。 https://www.doczj.com/doc/f53211222.html,C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__________. 6.FMC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 ) A.X轴 B.Y轴 C.Z 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 1、数控机床自动编程有两种：软件编程和软件编程。[APT、CAM] 2、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] 3、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] 4、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] 5、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] 6、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] 7、普通数控铣床程序与加工中心编程的主要区别于。[换刀程序] 8、数控机床是 由、 、、 、 组成的。 [数控程序、计算机、外部设备、输入/出通道、操作面板] 9、按所用的进给伺服系统的不同数控机床可 为、、 。 [开环、半闭环、闭环] 10、NC机床的含义是数控机床，CNC是_ FMS 是CIMS是。 [计算机数控机床、柔性制造系统、计算机集成制造系统] 11、数控机床程序编制可分为、。[手工编程、自动编程] 12、脉冲编码器是一种位置检测元件，按照编码方式，可分为和两种。 [光学式、增量式、绝对式] 13、一个零件加工的程序是由遵循一定结构、句法和格式规则的若干个组成的，而每个 是由若干个组成的。[程序段、程序段、指令字] 14、圆弧插补加工时，通常把与时钟走向一致的圆弧叫使用_______指令，反 之使用_______指令。[G02、G03] 15、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______，电机的总角位移和输入脉冲的_______成正比，而电机的转速则正比于输入脉冲的______。 [步距角、数量、频率] 16、插补是指。[将工件轮廓的形状描述出来，边根据计算结果向各坐标发出进给指令] 插补的任务：跟据进给速度的要求，完成在轮廓起点与终点之间的中间点的坐标值的计算。 17、程序编制的方法有和。[手工编程、自动编程] 18、数控机床实现插补运算广泛应用的是插补和插补。[直线、圆弧] 19、数控机床由控制介质、和、等部分组成。[数控装置、伺服系统、机床] 20、数控机床按控制运动轨迹可分为、点位直线控制和等几种。[点位控制、轮廓控制] 21、对刀点既是程序的，也可以是程序的。 [起点、终点] 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。 填空题 1、数控机床坐标系采用的就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轴的方向指的就是与主轴平行的方向,其正方向就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,其正方向的判断就是用右手螺旋定则。 5、数控车床中X轴的方向就是工件的径向,其正方向就是远离工件的方向。 6、数控机床坐标系一般可分为机床坐标系与工件坐标系两大类。 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与增量坐标系。 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、数控系统的插补就是指根据给定的数学函数 ,在理想的轨迹与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与圆弧插补。 11、插补的精度就是以脉冲当量的数值来衡量的。 12、所谓脉冲当量就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就是: 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、数控编程就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、程序检验与首件加工。 17、数控机床程序段的格式有固定程序段格式与可变程序段格式。 18、数控机床的编程方法有手动编程与自动编程。 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代码有模态代码与非模态代码两大类。 二、判断题 1、数控加工程序就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,而不必考虑就是刀具运动还就是工件运动。( × ) 3、进给路线的确定一就是要考虑加工精度,二就是要实现最短的进给路线。( √ ) 4、刀位点就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、绝对值方式就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、增量值方式就是指控制位置的坐标就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,实际上就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代码与非模态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、工作坐标系就是编程时使用的坐标系,故又称为编程坐标系。(√ ) 18、数控机床坐标系就是机床固有的坐标系,一般情况下不允许用户改动。( √ ) 19、机床参考点就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、绝对坐标系与增量坐标系的区别就是什么？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。 2、插补的定义。 答:数控系统的插补就是指根据给定的数学函数,在理想的轨迹与轮廓上的已知点之间进行数据密化处理的过程。 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。 一、填空题（每空1分） 1.目前第四代计算机采用元件为_大规模集成电路___。 2.数字控制是用_数字化信息_______对机床的运动及加工过程进行控制的一种方法。 3.数控机床上有一个点，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。该点称为机床参考点_。 4.数控机床中的标准坐标系采用右手定则的笛卡尔坐标系，并规定远离 刀具与工件之间距离的方向为坐标正方向。 5.按照机床的运动方式分类，可分成点位控制系统、点位直线控制系统、_轮廓控制 _____系统。 6.数控编程描述的是刀具_刀位点____的运动轨迹，加工时也是按其来对刀。 7.在轮廓控制中，为了保证一定的精度和编程方便，通常需要有刀具的___位置补偿 _______和___刀尖圆弧半径_____补偿功能。 8.___走刀路线______是指数控加工过程中刀具相对与被加工工件运动的轨迹和方向。 换刀点是数控程序中指定用于换刀的位置点，其位置应避免与__工件_______、 ________夹具_____和________机床______干涉。 9.数控加工工艺文件主要包括___数据编程任务书________、____数据加工工件安装和原点设定卡片_______、__数据加工工序卡片_____、__数据加工走刀路线图_____等 9.孔加工的固定循环指令中，在返回动作时，用G98指定刀具返回___初始______平面； 用G99指定刀具返回______参考_______平面。 10.为了提高加工效率，进刀时，切削开始点的确定以尽量接近工件、不 碰撞工件为原则。 11.在轮廓控制中，为了保证一定的精度和编程方便，通常需要有刀具___长度偏置______ 和___半径______补偿功能。 12.数控铣床进行刀具长度补偿时，刀具需沿_______Z轴_______方向多移动一个补偿距 离，则采用G43；反之，采用G44。 13.在数控编程时，使用M30 指令后，就表示程序结束并返回到零件程序头。 14.加工中心自动换刀装置的刀库主要有____鼓（盘）式________、_____链式______ 两种形式。 15.刀库中刀具的选刀方式有顺序选刀和任意选刀两种。 16.刀库中刀具与主轴上刀具的交换有两种方式：刀库与主轴相对运动直接换刀和用 机械手换刀。 17.除_____换刀程序______外，加工中心的编程方法和普通数控铣床相同。 数控机床技术测试试卷A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、、。 2、较常见的CNC软件结构形式有软件结构和软件结构。 3、数控技术中常用的插补算法可归纳为插补法和插补法，前者用于数控系统，后者用于数控系统。 4、数控机床上导轨型式主要有滑动导轨、导轨和导轨。 5、数控铣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。 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、影响材料放电腐蚀的主要因素是、、。 8、影响电火花加工精度的主要因素是、、。 9、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。 10、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、数控机床的日常维护与保养主要包括、、等三个方面内容。 12、3B格式的数控系统没有功能，确定切割路线时，必须先根据工件轮廓划出电极丝中心线轨迹，再按编程。 13、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。 二、判断题<每题1分，共10分，正确打√错误打×） 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、数控铣削螺纹加工，要求数控系统必须具有螺旋线插补功能。<） 4、电火花成形加工在粗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、开环数控机床，进给速度受到很大限制，其主要原因是步进电机的转速慢。<） 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。<） 第3章习题解答 3.1 简述数控伺服系统的组成和作用。 数控伺服驱动系统按有无反馈检测元件分为开环和闭环（含半闭环）两种类型。开环伺服系统由驱动控制单元、执行元件和机床组成。驱动控制单元的作用是将进给指令转化为执行元件所需要的信号形式，执行元件则将该信号转化为相应的机械位移。闭环（半闭环）伺服系统由执行元件、驱动控制单元、机床，以及反馈检测元件、比较环节组成。位置反馈元件将工作台的实际位置检测后反馈给比较环节，比较环节将指令信号和反馈信号进行比较，以两者的差值作为伺服系统的跟随误差，经驱动控制单元驱动和控制执行元件带动工作台运动。 3.2 数控机床对伺服系统有哪些基本要求？ 数控机床对伺服系统的基本要求：⒈精度高；⒉快速响应特性好；⒊调速范围宽；⒋系统可靠性好。 3.3 数控伺服系统有哪几种类型？简述各自的特点。 数控伺服系统按有无检测装置分为开环伺服系统、半闭环伺服系统和闭环伺服系统。 开环伺服系统是指不带位置反馈装置的控制方式。开环控制具有结构简单和价格低廉等优点。半闭环伺服系统是通过检测伺服电机的转角间接地检测出运动部件的位移（或角位移）反馈给数控装置的比较器，与输入指令进行比较，用差值控制运动部件。这种系统的调试十分方便，并具有良好的系统稳定性。 闭环伺服系统将直接测量到的位移或角位移反馈到数控装置的比较器中与输入指令位移量进行比较，用差值控制运动部件，使运动部件严格按实际需要的位移量运动。闭环控制系统的运动精度主要取决于检测装置的精度，而与机械传动链的误差无关，其控制精度将超过半闭环系统。 3.4 简述步进电动机的分类及其一般工作原理。 从结构上看，步进电动机分为反应式与激磁式，激磁式又可分为供电激磁和永磁式两种。按定子数目可分为单段定子式与多段定子式。按相数可分为单相、两相、三相及多相，转子做成多极。 在输入电信号之前，转子静止不动；电信号到来之后，转子立即转动，且转向、转速随电信号的方向和大小而改变，同时带动一定的负载运动；电信号一旦消失，转子立即自行停转。 3.5 什么是步距角？步进电机的步距角大小取决于哪些因素？ 步进电机的步距角α是反映步进电机绕组的通电状态每改变一次，转子转过的角度。步距角α一般由定子相数、转子齿数和通电方式决定。 3.6 试比较交流和直流伺服电动机的特点。 直流伺服电机具有优良的调速性能，启动、运行和制动灵活、方便，因而在对速度调节有较高要求的场合，直流伺服系统一直占据主导地位。但它存在固有的弱点，如电刷和换向器工作中易磨损，需经常维护，换向器形状非常复杂，换向时还会产生火花，这给制造和维护都带来很大的困难。 交流伺服电机采用了全封闭无刷构造，不需定期检查和维修。它的定子省去了铸件壳体，结构紧凑，外形小，重量轻。空心杯转子的转动惯量很小，反应迅速，而且运转平稳。 3.7 分析交流和直流伺服电动机的速度调节方式。 直流伺服电动机常用的调速方式有两种： ⑴晶闸管直流调速（SCR） 晶闸管直流调速是通过调节触发装置的控制电压大小（控制晶闸管的开放角）来移动触发脉冲的相位，从而改变了整流电压的大小，使直流电动机电枢电压变化而平滑调速。 数控加工编程技术考试试题（含答案） 已阅[49]次[2011-1-7] 一、填空题：（本题共10小题，每小题2分，满分20分） １．切削速度是刀刃与工件接触点主运动的。 ２．数控机床上，为提高工件的加工精度，应尽量选择工件的作为对刀点。.３．在数控加工中，面铣刀的刀位点是。 ４．组合夹具可缩短夹具周期和工作量，提高生产率。 ５．数控车床上加工螺纹时，需要引入长度δ1，一般δ1取2~5mm 螺纹精度较高时取值。 ６．将反馈元件安装在伺服电机轴上或滚珠丝杠上间接计算移动执行件位移进行反馈的伺服系统，称 为环伺服系统 ７．数控铣床加工铣削余量可用改变铣刀直径设置值的方法来控制，精铣时，铣刀直径设置值应于铣刀实际直径值 ８．CNC和NC的主要区别在 于。 ９．数控编程中一般采用编程格式。 １０．数控机床采用的标准坐标系是坐标系。 二、选择题：（本题共20小题，每小题2分，满分40分。每小题给出的四个选项中，只有一个符合题目要求，请将所选项前的字母填入括号内） 1．数控加工中心与普通数控铣床、镗床的主要区别是（）。 （A）一般具有三个数控轴 (B)设置有刀库，在加工过程中由程序自动选用和更换 (C)能完成钻、铰、攻丝、铣、镗等加工功能 (D)主要用于箱体类零件的加工 ２．进行铣床水平调整时，工作台应处于行程的（）位置。 （A）坐标值最大（B）坐标值最小（C）中间（D）任一极限 ３．新数控铣床验收工作应按（）进行。 （A）使用单位要求（B）机床说明书要求（C）国家标准（D）制造单位规定 4．采用面铣刀加工平面，工件的平面度精度主要取决于（）。 (A) 切削速度（B）工件材料的切削性能 (C) 面铣刀各刀片的安装精度 2009年4月高等教育自学考试福建省统一命题考试 数控技术试卷 (课程代码4077) 一、单项选择题(本大题共8小题，每小题2分，共16分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．脉冲编码器输出的信号类型是【 A 】 A．脉冲串 B.电压 C．电流D．相位 2．步进电机每接收一个电脉冲信号，相应转过的一个固定角度称为【 B 】 A．齿距角 B．步距角 C.转角 D．夹角 3．加工工件同一轮廓时采用不同直径的刀具，或同一把刀具因磨损后使直径发生变化的情况下，为了不改变已经编制好的程序，这时可以调用数控系统的【 B 】 A．刀具长度补偿功能 B．刀具半径补偿功能 C．刀具位置补偿功能 D．刀尖圆弧半径补偿功能 4．插补圆弧时，逼近给定的圆弧曲线采用【 D 】 A微小圆弧 B．微小曲线 C．微小角度D．微小直线 5．步进电机输人的脉冲频率越高，输出的电磁转矩【 A 】 A．越小 B．越大 C．相等 D．无关 6.多微处理器的结构特点是【】 A．多任务集中控制、分时处理 B.多任务并行处理 C.单任务分时处理 D.结构简单 7.数控系统的管理软件不包括【】 A输入 B．I／0处理 C.显示 D．插补 8水磁式直流伺服电机常用的调述装置是【】 A.晶体管脉冲宽度调速系统 B .正弦波脉冲宽度调速系统 C.交流变频凋速系统 D.步进电机凋速系统 二、填空题(本大题共15空，每空2分，共30分) 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 9.数控系统按功能水平进行分类．有__________、__________和__________三种形式。10．主轴速度功能由字母__________加__________表示，单位是r／min。 11.数控系统的控制轴数指的是__________。 12．CNC装置按照微处理器的个数可以分为__________和__________两种结构。 13．位置检测装置按检测信号的类型分为__________和__________。 14．在CNC数控系统中，插补工作一般由__________完成。 15．刀具半径补偿时，当刀具中心轨迹始终位于编程轨迹的左边时，称为左半径刀具补偿，用__________表示。当刀具中心轨迹始终位于编程轨迹的右边时，称为右半径刀具补偿，用__________表示。撤消刀具半径补偿时用__________表不。 16.永磁式直流伺服电机的电磁转矩与电枢电流成___________关系。 三、简答题(本大题共8小题，每小题5分，共40分) 17．数控机床中辅助装置的作用是什么? 18．什么是脉冲当量?数控技术考试题及参考答案 (何雪明)
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