《数控原理与数控机床》试题及答案
专业：机电一体化层次：专科
一填空题：
1．数控机床要在高速和重载荷条件下工作，因此，机床的床身、立柱、主轴、工作台、刀架等主要部件，均具有很高的（），工作中应无（）或（）2．2．数控机床的导轨部件通常用（）、（）、（）等，以减少摩擦力，使其在低速运动时无（）现象。
3．工作台、刀架等部件的移动，由（）驱动，经（）传动，减少了进给系统所需要的驱动扭矩，提高了（）和（）。
4．改善数控机床动态特性的方法是提高系统的（），增加
（），以及调整构件的（）和（），通过高速回转部分的（）降低扰动作用程度等。
5．为了保证机床部件的运动精度，要求各运动部件的（）要小，以防止热变形。
6．为提高运动部件的耐磨性，除正确选择材料外，还应采取一些工艺措施，如（）和（）、（）等。
7．引入机床机构（）系统和（）系统、优化（）等，也都有助于机床可靠地工作。
8．一般数控机床，其主轴转速比普通机床主轴转速高（），某些特殊用途的数控机床，其主轴转速高达（）转，因此对刀具要求严格得多，刀具应有（）和（），其结构也要合理。
9．数控机床主轴传动方式有（）传动、（）传动和（）传动三种方式。
10．加工中心主轴除要求精度和刚度较高外，还需设计有（）、（）和主轴孔内（）。
11．高速主轴的驱动多采用（）主轴，这种主轴结构紧凑，重量轻和惯性小，有利于提高主轴起动或停止时的（）。
12．高速主轴选用的轴承主要是（）轴承和（）轴承。
13. 数控机床进给系统中的机械传动装置是指将驱动旋转运动变为工作台直线运动的整个机械传动链，包括（）、（）及（）等。
14.滚珠的循环方式有两种，滚珠在返回过程中与丝杠脱离接触的为
（），滚珠在循环过程中与丝杠始终接触的为（）。
15．滚珠丝杠的传动间隙是（），为消除间隙，常采用
（）结构，具体结构型式有（
）调隙式、（）调隙式和（）调隙式。
16．刀库的型式很多，结构也各不相同，加工中心最常用的刀库有（）刀库和（）刀库两种。
17．数控机床蜗杆蜗轮传动副间隙的消除措施通常是采用（）结构。
18．按数控装置的刀具选择指令，从刀库中挑选所需要刀具的操作过程称为
（）。常用的选刀方式有（）和（）两种。
19．数控机床的自动换刀装置中，实现刀库与机床主轴之间传递和装卸刀具的装置称为（）。
20．刀具交换方式通常分为无机械手换刀和有机械手换刀两大类。无机械手换刀是利用刀库与主轴的（）实现刀具交换。
21．分度工作台按其定位机构的不同分为（）和（）两类。
22．只能完成分度辅助运动的工作台叫（），既能使工作台进行圆周进给，又能完成分度运动的工作台叫（）。分度精度较高的是（），这种工作台有（）和（
）两种形式。
23.数控机床的床身结构有（）、（）、
（）和（）四种布局形式。其中多采用（）和（）两种形式。
24．有机械手换刀的换刀步骤有（）、（）、（）、（
）和（）五种。
25．控制介质有（）、（）、
（）等。
26．每个脉冲信号使机床移动部件的位移量称为（）。
27．加工中心是一种带（）和（）数控机床。
28．数控机床按运动轨迹分可分为（）、
（）和（）。
29．计算机数控系统可用（）代替（）电路，取消了庞大的电气控制装置。
填空题答案：
1．刚度变形振动2．滚动导轨塑料导轨静压导轨爬行
3．交流或直流伺服电动机滚珠丝杠定位精度运动平稳性
4．静刚度阻尼质量自振频率动平衡
5．发热量6．淬火磨削导轨粘贴抗磨塑料导轨
7．故障诊断自适应系统切削用量8．1~2倍数万高强度高耐用度
9．变速齿轮柔性带调速电动机直接驱动
10．刀具自动装卸主轴准停切削清除装置11．内装电动机式响应特性
12．高速球磁力13．减速装置丝杠螺母副导向元件14．外循环内循环15．轴向间隙双螺母垫片螺纹齿差16．圆盘式链式17．双导程蜗杆18．自动选刀顺序选刀任意选刀
19．刀具交换装置20．相对运动21．鼠牙盘式定位销式
22．分度工作台数控回转工作台分度工作台鼠牙盘式定位销式
23．平床身平床身斜滑板斜床身立床身平床身斜滑板斜床身24．抓住刀具拔出刀具交换刀具插入刀具脱开离去
二判断题
1 （×）当数控加工程序编制完成后即可进行正式加工
2（×）数控机床是在普通机床的基础上将普通电气装置更换成CNC控制装置。
3 （√）插补运动的实际插补轨迹始终不可能与理想轨迹完全相同。
4 （√）数控机床按控制方式的特点可分为开环、闭环和半闭环系统。
5（√）在开环和半闭环数控机床上，定位精度主要取决于进给丝杠的精度。
6（×）点位控制系统不仅要控制从一点到另一点的准确定位，还要控制从一点到另一点的路径。
7（√）常用的位移执行机构有步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机。
8 （×）数控机床适用于单品种，大批量的生产。
9（×）数控机床的常用控制介质就是穿孔纸带。
10（√）车削中心必须配备动力刀架。
11（×）数控铣床属于直线控制机床。
12（√）伺服系统的执行机构常采用直流或交流伺服电动机。
13（√）数控机床按工艺用途分类，可分为数控切削机床、数控电加工机床、数控测量机等。
14（×）数控机床按控制坐标轴数分类，可分为两坐标数控机床、三坐标数控机床、多坐标数控机床和五面加工数控机床等。
15（√）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。
16（√）伺服系统包括驱动装置和执行机构两大部分。
17（√）在数控机床上加工零件，应尽量选用组合夹具和通用夹具装夹工件。避免采用专用夹具。
18（√）数控机床加工过程中可以根据需要改变主轴速度和进给速度。
19（√）刀具半径补偿是一种平面补偿，而不是轴的补偿。
20（√）数控车床的刀具补偿功能有刀尖半径补偿与刀具位置补偿。
21（×）直线型检测装置有感应同步器、光栅、旋转变压器。
22（×）常用的间接测量元件有光电编码器和感应同步器。
23（√）直线型检测元件有感应同步器、光栅、磁栅、激光干涉仪。
24（√）旋转型检测元件有旋转变压器、脉冲编码器、测速发电机。
25（√）开环进给伺服系统的数控机床，其定位精度主要取决于伺服驱动元件和机床传动机构精度、刚度和动态特性。
三、单项选择题
1加工（B）零件，宜采用数控加工设备。
A．大批量B 多品种中小批量C 单件
2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
3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（C）。
A．传动精度B. 运动精度和刚度C.快速响应性能和运动精度D. 传动精度和刚度
4为了保证数控机床能满足不同的工艺要求，并能够获得最佳切削速度，主传动系统的要求是（C）。
A．无级调速B.变速范围宽C.分段无级变速D.变速范围宽且能无级变速
5 （B）使用专用机床比较合适。
A．复杂型面加工B. 大批量加工C. 齿轮齿形加工
6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
7步进电机的转速是否通过改变电机的（A ）而实现。
A. 脉冲频率
B. 脉冲速度
C. 通电顺序
8目前第四代计算机采用元件为（C ）。
A. 电子管
B. 晶体管
C. 大规模集成电路
9采用数控机床加工的零件应该是（B ）。
A. 单一零件
B. 中小批量、形状复杂、型号多变
C. 大批量
10数控机床的核心是（B ）。
A．伺服系统B. 数控系统C. 反馈系统D. 传动系统
11 “NC”的含义是（A）。
A．数字控制B. 计算机数字控制C.网络控制
12 “CNC”的含义是（B ）。
A．数字控制B. 计算机数字控制C.网络控制
13目前机床导轨中应用最普遍的导轨型式是（C）。
A．静压导轨B.滚动导轨C.滑动导轨
14数控机床的种类很多，如果按加工轨迹分则可分为（B）。
A．二轴控制、三轴控制和连续控制B.点位控制、直线控制和连续控制C.二轴控制、三轴控制和多轴控制
15加工中心选刀方式中常用的是（C）方式。
A．刀柄编码B.刀座编码C.记忆
16切削热主要是通过切屑和（C）进行传导的。
A．工件B 刀具C 周围介质
17切削的三要素有进给量、切削深度和（B ）。
A. 切削厚度
B. 切削速度
C. 进给速度
18数控车床在加工中为了实现对车刀刀尖磨损量的补偿，可沿假设的刀尖方向，在刀尖半径值上，附加一个刀具偏移量，这称为（B）。
A．刀具位置补偿B.刀具半径补偿C. 刀具长度补偿
19数控机床的检测反馈装置的作用是：将其准确测得的（B）数据迅速反馈给数控装置，以便与加工程序给定的指令值进行比较和处理。
A．直线位移B. 角位移或直线位移C.角位移D.直线位移和角位移
20全闭环伺服系统与半闭环伺服系统的区别取决于运动部件上的（C ）。
A．执行机构B. 反馈信号C.检测元件
21 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
22．当滚珠丝杠副预紧力大小不要求准确，但希望随时调节时，预紧方式宜选用(③ )。
①双螺母垫片预紧②双螺母齿差预紧③双螺母螺纹预紧④单螺母变位导程预紧
23．某滚珠丝杠比较长，但负载不大，轴向刚度要求也不高，则可采用的安装支承方式是(② )。
①仅一端装推力轴承②一端装推力轴承，一端装向心轴承
③两端装推力轴承④两端装推力轴承和向心轴承
24．滚珠丝杠副消除轴向间隙的目的主要是(①)。
①提高反向传动精度②增大驱动力矩③减少摩擦力矩④提高使用寿命
25．当鼠牙式工作台的鼠牙盘数为72时，理论上可作(③)分度方式。
①1种②4种③10种④无数种
26．滚珠丝杠副采用双螺母齿差调隙方式时，如果最小调整量为0．0025mm，齿数Z1＝6l，Z2＝60，则滚珠丝杠的导程为(③)。
①4mm ②6mm ③9mm ④12mm
27．滚珠丝杠的基本导程减小，可以(①)。
①提高精度②提高承载能力③提高传动效率④加大螺旋升角
28．滚珠丝杠副的公称直径d0应取为(② )。
①小于丝杠工作长度的l／30 ②大于丝杠工作长度的1／30
③根据接触角确定④根据螺旋升角确定
29．数控机床中采用双导程蜗杆传动是为了(④)。
①提高传动效率②增加预紧力③增大减速比④消除或调整传动副的间隙
30．程序编制中首件试切的作用是（④）。
①检验零图样的正确性②检验零件工艺方案的正确性③仅检验数控穿孔带的正确性
④检验程序单或控制介质的正确性，并检验是否满足加工精度的要求
31．进给功能字F后的数字表示（③）
①每分钟进给量（mm/min）②每秒钟进给量（mm/s）③每转进给量（r/min）
④螺纹螺距
32．准备功能G90表示（）②
①预置功能②固定循环③绝对尺寸④增量尺寸
33．辅助功能M03表示（）④
①程序停止②冷却液开③主轴停止④主轴顺时针转动
34．采用逐点比较法加工第一象限的斜线，若偏差函数值等于零，规定刀具向（）方向移动。①
①+X ②－X ③+Y ④－Y
35．数控机床的数控装置包括③。
①伺服电机和驱动系统②控制介质和光电阅读机③信息处理、输入和输出装置
④位移、速度检测装置和反馈系统
36．齿轮的消隙可以采用②结构。
①螺纹式②偏心环式③齿差式④无间隙式
37．加工平面任意直线应采用③控制数控机床。
①点位②直线③轮廓④闭环
38．闭环控制系统的位置检测装置安装在③。
①传动丝杠上②伺服电机轴上③机床位移部件上④数控装置中
39．闭环控制系统比开环控制系统及半闭环控制系统②。
①稳定性好②精度高③故障率低④价格低
40．FMS是指③。
①自动化工厂②计算机数控系统③柔性制造系统④加工中心
41．CIMS是指②。
①自动化工厂②计算机集成制造系统③柔性制造系统④柔性制造单
四、名词解释：
1 数字控制:
（Numerical Control NC）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）进行编程控制的自动化方法。
2 数控机床:
（Numerical Control Machine Tools）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。
3加工中心(MC)：带有自动换刀装置的数控机床。
CNC：计算机数控系统（Computer Numerical Control CNC ）以计算机为控制核心的数字控制系统。
脉冲当量：单位脉冲下，进给伺服系统驱动元件所给的最小位移。
6伺服系统：由伺服驱动电路和伺服驱动装置组成，并与机床上的执行部件和机械传动部件组成数控机床的进给系统。
7开环进给伺服系统：不需要对实际位移和速度进行测量，不需要将所测得的实际位移和速度反馈到系统的输入端与输入的指令位置和速度进行比较的系统。
8 闭环进给伺服系统：将检测元件装在执行部件上，直接测量执行部件的实际位移来进行反馈的进给系统
9插补：是根据给定进给速度和给定轮廓线形的要求，在轮廓的已知点之间，确定一些中间点的方法。
五、问答题：
1 轮廓加工机床之所以能加工出形状各异的零件轮廓，最主要的是因为有什么功能？(插补功能)
2数控机床与普通机床相比较，在哪些方面是基本相同的，最根本的不同是什么?（表面形成方法相同；实现自动化控制的原理和方法不同。普通机床是人工过程，数控机床是自动化过程）
3数控机床由哪几个部分组成?（编程及程序载体、输入装置、CNC装置及强电控制装置、伺服驱动系统及位置检测装置、机床的机械部件。）
4什么样控制特点的系统称为点位控制系统？
仅能实现刀具相对于工件从一点到另一点的精确定位运动；对轨迹不作控制要求；运动过程中不进行任何加工。
5开环、闭环和半闭环系统，它们在结构形式、精度、成本和影响系统稳定因素方面，各有何特点？
6 CNC装置硬件由哪几个模块组成?各模块的作用分别是什么?（计算机主板和系统总线、显示、输入输出、存储、设备辅助控制接口、位置控制、功能接口。）
7 CNC装置中数据转换流程，按顺序有哪几个过程?（译码、刀补、速度预处理、插补、位控。）
8刀具半径补偿执行过程有哪三步?（建立过程、执行过程、取消过程）
9 C刀补中，转接过渡形式有几种?（插入型、缩短型、伸长型）
10逐点比较法加工圆弧，如果误差函数大于零，则当前点在圆上、圆内还是圆外？（在圆外）
11 B刀补和C刀补在连接线段、处理方法过渡形式上有何区别？
（B刀补：是圆弧过渡，读一条指令执行一条。拐角的插补需人工考虑。
C刀补：是直线过渡，预读两条指令进行处理。拐角的插补系统自动进行。）
12进给伺服系统的作用是什么？进给伺服系统的技术要求有哪些?
进给伺服系统的作用：进给伺服系统是数控系统主要的子系统。它忠实地执行由CNC 装置发来的运动命令，精确控制执行部件的运动方向，进给速度与位移量。
进给伺服系统的技术要求：调速范围要宽且要有良好的稳定性(在调速范围内)；位移精度高；稳定性好；动态响应快；还要求反向死区小，能频繁启、停和正反运动。
13进给伺服系统由哪几部分组成?各部分功能是什么? （P.171）
进给伺服系统主要由以下几个部分组成：伺服驱动电路、伺服驱动装置（电机）、位置检测装置、机械传动机构以及执行部件。进给伺服系统接受数控系统发出的进给位移和速度指令信号，由伺服驱动电路作一定的转换和放大后，经伺服驱动装置和机械传动机构，驱动机床的执行部件进行工作进给和快速进给。
14什么是进给伺服系统的调速范围?
调速范围是指最高进给速度与最低进给速度之比。
15脉冲编码器的输出有几相？试画出它们的波形，并说明它们各有何作用？
脉冲编码器的输出有A、A、B、B、Z、Z，其中A、B、Z是取反信号。
A、B两相的作用：根据脉冲的数目可得出被测轴的角位移；根据脉冲的频率可得被测轴的转速；根据A、B两相的相位超前滞后关系可判断被测轴旋转方向；后续电路可利用A、B两相的90°相位差进行细分处理（四倍频电路实现）。
Z相的作用：被测轴的周向定位基准信号；被测轴的旋转圈数计数信号。
A、B、Z的作用：后续电路可利用A、A两相实现差分输入，以消除远距离传输的共模干扰。
16数控回转工作台进给系统采用闭环控制时，位置检测元件安装在什么位置？
位置检测元件安装在数控回转工作台的转轴上。
17数控机床常用丝杠螺母副是哪一种?（滚珠丝杠螺母副）
18 数控回转工作台有哪两种?分度工作台和数控回转工作台（开环数控回转工作台、闭环数控回转工作台）
19数控机床常用导轨有哪几种?塑料导轨：滑动摩擦滚动导轨：滚动摩擦静压导轨：液体摩擦
20进给伺服系统的传动元件在调整时均需预紧，其主要目的什么？
消除传动间隙，提高传动刚度。
21自动换刀装置的形式有哪几种?各有何应用场合和特点?
(1)回转刀架换刀：常用于数控车床，可设计成四方、六方刀架或圆盘式轴向装刀刀架；
(2)更换主轴换刀：用于工序较少、精度要求不太高的机床，如数控钻床、铣床，优点是换刀时间短，为保证主轴系统的刚性，必须限制主轴数目；
(3)更换主轴箱换刀：用于多主轴的主轴箱的组合机床，适于加工箱体类零件，具有高的生产率；
(4)更换刀库换刀：用于单机或多机的自动生产线，工艺范围广，需要刀具多，可以先更换刀库，再选择刀具
(5)带刀库的自动换刀系统：用于钻床、铣镗床、数控组合机床，应用广泛，可以作为独立部件，换刀过程复杂。
22自动换刀装置的刀库的形式有哪几种? 各有何应用场合和特点?
(1)盘式刀库
（2）链式刀库
23什么是刀具交换装置?作用是什么?
刀具交换装置：实现刀库与机床主轴之间装卸与传递刀具的装置。
24数控机床的主传动系统有何特点?（6分）
数控机床的主传动电动机采用交流调速电动机或直流调速电动机，可实现无级调速，转速高，功率大，变速范围大，变速迅速可靠，以适应高速、大功率切削以及加工中选用合理的切削用量。
25.对数控机床的结构有哪些要求？（6分）
刚度要高，热变形要小，工艺性要好
26．数控机床对进给系统机械部分总的要求是什么?（6分）
要求是：消除间隙，减少摩擦，减少运动惯量，提高传动精度和刚度
27 数控机床的齿轮传动副为什么要消除齿侧间隙?直齿圆柱齿轮传动常用的消除措施有哪几种?（8分）
数控机床进给系统由于经常处于自动变向状态，齿侧间隙会造成进给反向时丢失指令脉冲，并产生反向死区误差，从而影响加工精度，因此必须采用措施消除齿轮传动中的间隙。
消除措施有：刚性消隙——垫片消隙、偏心环消隙；柔性消隙——双片薄齿轮消隙。
28．减少数控机床的热变形的措施有哪些？（6分）
减少发热，控制温升，强制散热
29．数控机床为什么要安装自动换刀装置？对自动换刀装置有哪些要求？（8分）
数控机床为满足多工序加工的要求，安装刀具数量较多。为减少换刀时间，提高生产效
率，所以要安装自动换刀装置。
刚性高，工作可靠，刀具重复定位精度高，换刀时间短，刀库容量大，刀库占地面积小。
30．刀具号的编码方式有哪几种？使用方便的是哪一种？这种方法的刀具号码识别方式有几种？各自特点？（10分）
选刀方式有顺序选刀和任意选刀。使用方便的是任意选刀方式。
任意选刀方式的刀具号码识别方法有：
接触式：结构简单，
非接触式：
31．滚珠丝杠螺母副的运动间隙较大，会出现什么现象？应采取什么措施予以消除？具体方法有哪几种？（10分）
会出现运动精度降低及反向死区误差现象。
应采取消隙装置消除间隙。
具体方法有：双螺母消隙装置——垫片式、螺纹式、齿差式
单螺母消隙装置——变导程
数控机床的工作原理及基本结构 一、程序编制及程序载体 数控程序就是数控机床自动加工零件的工作指令。在对加工零件进行工艺分析的基础上,确定零件坐标系在机床坐标系上的相对位置,即零件在机床上的安装位置;刀具与零件相对运动的尺寸参数;零件加工的工艺路线、切削加工的工艺参数以及辅助装置的动作等。得到零件的所有运动、尺寸、工艺参数等加工信息后,用由文字、数字与符号组成的标准数控代码,按规定的方法与格式,编制零件加工的数控程序单。编制程序的工作可由人工进行;对于形状复杂的零件,则要在专用的编程机或通用计算机上进行自动编程(APT)或CAD/CAM设计。 编好的数控程序,存放在便于输入到数控装置的一种存储载体上,它可以就是穿孔纸带、磁带与磁盘等,采用哪一种存储载体,取决于数控装置的设计类型。 数控机床的基本结构
二、输入装置 输入装置的作用就是将程序载体(信息载体)上的数控代码传递并存入数控系统内。根据控制存储介质的不同,输入装置可以就是光电阅读机、磁带机或软盘驱动器等。数控机床加工程序也可通过键盘用手工方式直接输入数控系统;数控加工程序还可由编程计算机用RS232C或采用网络通信方式传送到数控系统中。 零件加工程序输入过程有两种不同的方式:一种就是边读入边加工(数控系统内存较小时),另一种就是一次将零件加工程序全部读入数控装置内部的存储器,加工时再从內部存储器中逐段逐段调出进行加工。 三、数控装置 数控装置就是数控机床的核心。数控装置从内部存储器中取出或接受输入装置送来的一段或几段数控加工程序,经过数控装置的逻辑电路或系统软件进行编译、运算与逻辑处理后,输出各种控制信息与指令,控制机床各部分的工作,使其进行规定的有序运动与动作。 零件的轮廓图形往往由直线、圆弧或其她非圆弧曲线组成,刀具在加工过程中必须按零件形状与尺寸的要求进行运动,即按图形轨迹移动。但输入的零件加工程序只能就是各线段轨迹的起点与终点坐标值等数据,不能满足要求,因此要进行轨迹插补,也就就是在线段的起点与终点坐标值之间进行“数据点的密化”,求出一系列中间点的坐标值,并向相应坐标输出脉冲信号,控制各坐标轴(即进给运动的各执行元件)的进给速度、进给方向与进给位移量等。 四、驱动装置与位置检测装置
数控机床原理与结构实验报告答案 篇一：数控机床实验报告 数 实 控验报班级姓名：学号： 机告床书《》 实验一：《宇航数控加工仿真系统》功能熟悉实验二：数控车床编程与仿真操作 1.数控车床由哪几部分组成？ 答：数控车床由数控装置、床身、主轴箱、刀架进给系统、尾座、液压系统、冷却系统、润滑系统、排屑器等部分组成。 数控车床分为立式数控车床和卧式数控车床两种类型。 2.为什么每次启动系统后要进行“回零”操作？ 答：机床断电后,就不知道机床坐标的位置,所以进行回零,进行位置确定每次开机启动数控系统的机械零点和实际的机械零点可能有误差，回零操作是对机械零点的校正。 3.绘出运行程序的仿真轨迹，并标出轨迹各段所对应的程序段号。 答：略 4.简述对刀过程? 答：（1）一般对刀，一般对刀是指在机床上使用相对位
置检测手动对刀。下面以Z向对刀为例说明对刀方法：刀具安装后，先移动刀具手动切削工件右端面，再沿X向退刀，将右端面与加工原点距离N输入数控系统，即完成这把刀具Z向对刀过程。 （2）机外对刀仪对刀，机外对刀的本质是测量出刀具假想刀尖点到刀具台基准之间X及Z方向的距离。利用机外对刀仪可将刀具预先在机床外校对好，以便装上机床后将对刀长度输入相应刀具补偿号即可以使用。 （3）自动对刀，自动对刀是通过刀尖检测系统实现的，刀尖以设定的速度向接触式传感器接近，当刀尖与传感器接触并发出信号，数控系统立即记下该瞬间的坐标值，并自动修正刀具补偿值。 5.G00与G01指令有何不同？答： G00指令表示刀具以机床给定的快速进给速度移动到目标点，又称为点定位指令,G01指令使刀具以设定的进给速度从所在点出发，直线插补至目标点。 6.简述用MDI方式换2号刀的操作过程。答：按下程序建按下MDI建输入一段换刀程序T0101的刀具指令按循环启动 实验三：数控铣床编程与仿真操作 1.数控铣床由哪几部分组成？ 答：（1）、主轴箱包括主轴箱体和主轴传动系统。
CH1 1.数控是数字控制系统的简称：广义上讲，是指利用数字化信息实行控制，也就是利用数字控制技术实现的自动控制系统，其被控对象可以是各种生产过程。狭义上理解，是利用数字化信息对机床轨迹和状态实行控制。 2.计算机数字控制系统都是由输入、决策、输出组成。 https://www.doczj.com/doc/ff4594849.html,C:计算机数控系统。PLC:可编程逻辑控制器。DNC:分布式数字控制系统。CIMS:计算机集成制造系统。FMC:柔性制造单元。FMS:柔性制造系统。CAD:计算机辅助设计。CAM:计算机辅助制造。CAPP:计算机辅助工艺过程设计。CAQ:计算机辅助质量管理。MAP:制造自动化协议。LAN:工业局域网络。ISO:国际标准化组织。WOP:面向车间的编程系统。MRP:物料需求计划。ERP:企业资源规划。TCP/IP:传输控制协议/网际协议。 4.数控装置是数控系统的核心，主要功能：正确识别和解释数控加工程序，对解释结果进行各种数据计算和逻辑判断处理，完成各种输入、输出任务。 5.数控机床右手坐标系，确定坐标系时一律看做工件相对静止而刀具产生运动，还规定增大刀具与工件之间距离的方向为正方向。 6.数控系统分类：(1)按数控机床运动轨迹分①点位数控系统②直线数控系统③轮廓数控系统(2)按数控机床伺服系统分①开环数控系统②全闭环数控系统③半闭环数控系统 7.数控系统的主要任务是进行刀具和工件之间相对运动的控制，通电后对机床各组成部分工作状态进行检查和诊断，并设置初始状态。 8.数控系统软件实现对输入的数控加工程序进行译码，刀补处理及插补运算等。 硬件和各功能程序的接口是由数控系统的管理软件实现的。 9.现代机械制造系统中，生产率和柔性是系统自动化程度的两个主要因素 CH2 1.输入方式包括光电式纸带阅读机输入，键盘方式输入，存储器方式输入和通信方式输入。 2.键盘分为全编码键盘(指由硬件逻辑直接提供被按键相应的ASCII码或其他编码的键盘)和非编码键盘(只提供行列矩阵位置)。 3.通信是指计算机与计算机或计算机与外部设备间的信息交换。 4.ISO与EIA代码大致分为数字码，字母码和功能码三大类。 5.译码的过程主要包括代码识别和功能码翻译两大部分。 6.功能码翻译过程：①建立一个与数控加工程序缓冲器相对应的译码结果缓冲器②考虑缓冲器规模③约定存储格式。 7.由于准备功能代码G(6组)和辅助功能代码M(4组)具有互斥性，因此可按功能分组。 8.数控加工程序诊断是指CNC装置在程序输入或译码过程中对不规范的指令格式进行检查，监控及处理的服务操作，其目的是防止错误代码的读入。 9.语法错误：是指程序段格式或程序字格式不规范的错误。逻辑错误：是指整个数控加工程序或一个程序段中功能代码之间相互排斥，互相矛盾的错误。 10.刀具补偿：刀具实际参与切削的部分是刀尖或刀刃边缘。它们与刀具中心或刀架参考点之间存在偏差，因此需要通过数控系统计算偏差量并将控制对象由刀具中心或刀架参考点变换到刀尖或刀刃边缘上，以满足加工需求。 11.刀具中心轨迹始终在编程轨迹的左边时称为左刀补G41，在右边为右刀补G42。 12.刀具半径补偿执行过程①刀具半径补偿建立②刀具半径补偿进行③刀具半径补偿撤销CH3 1.脉冲增量(行程标量)插补算法是通过向各个运动轴分配脉冲，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(时间标量)插补算法是根据数控加工程序编写的进给速度，先将零件轮廓曲线插补周期分割为一系列首尾相连的微小直线段，然后输出这些微小直线段对应的位置数据增量，用以控制伺服系统实现坐标轴的进给。 与脉冲增量插补算法相比数据采样插补算法结果不再是单个脉冲，而是位置增量的数字量。 3.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。 4.终点判别方法①总步长法②投影法③终点坐标法。
数控机床原理及应用作业 一、概念题： 1.数控机床 CNC(数控机床)是计算机数字控制机床(Computer number control)的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件。 2.伺服驱动进给系统 伺服驱动系统（Servo System）简称伺服系统，是一种以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统，例如数控机床等。 3.走刀路线 数控加工过程中刀具相对于被加工工件的运动轨迹 4.数控机床编程 按数控机床规定的代码和程序格式，将工件的尺寸、刀具运动中心轨迹、位移量、切削参数以及辅助功能（换刀、主轴正反转、冷却液开关等）编制成加工程序，再把程序内容记录在控制介质（如穿孔纸带、磁带、磁盘等），然后输入到数控机床的数控装置中，由数控装置指挥机床自动地加工零件。这种从零件图的分析到制成控制介质的全部过程叫数控机床编程。 5.刀具补偿 刀具补偿英文名称：cutter compensation 定义：通过切削点垂
直于刀具轨迹的位移补偿，用来修正刀具实际半径或直径与其程序规定值之差。 简答： 1.简述数控概念。 数字控制（Numerical Control NC）：简称数控，是用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法。 2.简述数控机床工作原理。 数控机床进行加工，首先必须将工件的几何数据和工艺数据等加工信息按规定的代码和格式编制成数控加工程序，并用适当的方法将加工程序输入数控系统。数控系统对输入的加工程序进行数据处理，输出各种信息和指令，控制机床各部分按规定有序地动作。 3.数控机床主要组成部分包括哪些。 ⑴输入/输出设备，⑵计算机数控装置CNC，⑶伺服系统（能源中心，包括主轴伺服驱动系统、进给伺服驱动系统），⑷PLC与机床I/O 电路装置，⑸操作面板，⑹机床本体。 4.常用数控机床分类有哪些。 ⑴按工艺用途（机床类型）分类 切削加工类：数控镗铣床、数控车床、数控磨床、加工中心、数控齿轮加工机床、FMC等。 成形加工类：数控折弯机、数控弯管机等。 特种加工类：数控线切割机、电火花加工机、激光加工机等。 其它类型：数控装配机、数控测量机、机器人等。
《数控机床原理及结构》 实验报告 学院：昆明理工大学城市学院 班级：机械 1121 班 学号：2011218501113 姓名：王国军 成绩： 2011年12月
一、实验课程名称：数控机床原理及结构 二、实验课性质：非独立设课 三、实验教学目的、基本要求 通过指导教师肖潇老师带领我们在工厂实地参观学习，经肖潇老师及工厂相关技术人员指导介绍，使学生将理论知识和实践教学有机结合。 1、了解数控铣床的工作原理布局、用途、分类及结构； 2、了解数控铣床的功能及分类、主要技术指标； 3、了解数控铣床基本操作技能及常用的指令； 4、了解新工艺、新技术、新设备在实际加工中的运用 四、基本原理及课程简介 1、基本原理 实验在昆明尼古拉斯克雷亚机床有限公司实地进行；本课程是一门新兴的技术，实践性很强，要学好这门课程必须将理论知识和实践教学相结合，二者缺一不可。通过实践教学从而加深和理解对数控机床原理及结构的基本概念，巩固理论知识，可使学生学到数控机床的基本原理和技能操作，为今后成为实用型科技人才奠定初步基础。 2、课程简介 本课程主要介绍数控机床各组成部分的结构原理、主要功能和特点，并针对数控机床的特点介绍机床的布局、相关机械结构和辅助装备以及相关的调整方法。结合相关实验教学训练项目，从理论到实践，再从实践到理论全面介绍，使学生较快的掌握数控机床各组成部分的结构原理。 五、各项要求： 1、遵守工厂各项规章制度，切实注意安全，对工厂设备、仪器不得随 意搬动。 2、认真听指导教师和工厂技术人员讲解，仔细观察，做好相关记录。 3、整理相关资料，认真完成实验报告。 六、实验课程内容：
1.1数控机床的组成 数控机床是机电一体化的典型产品，是集机床、计算机、电动机及拖动、动控制、检测等技术为一体的自动化设备。数控机床的基本组成包括控制介质、数控装置、伺服系统、反馈装置及机床本体，见图2 - 1。 图1-1 数控机床组成 一、控制介质 数控机床工作时，不要人去直接操作机床，但又要执行人的意图，这就必须在任何数控机床之间建立某种联系，这种联系的中间媒介物称之为控制介质。在普通机床上加工零件时，由工人按图样和工艺要求进行加工。在数控机床加工时，控制介质是存储数控加工所需要的全部动作和刀具相对于工件位置等信息的信息载体，它记载着零件的加工工序。数控机床中，常用的控制介质有穿孔纸带、穿孔卡片、磁带和磁盘或其他可存储代码的载体，至于采用哪一种，则取决于数控装置的类型。早期时，使用的是8单位（8孔）穿孔纸带，并规定了标准信息代码ISO（国际标准化组织制定）和EIA（美国电子工业协会制定）两种代码。 二、数控装置
数控装置是数控机床的核心。其功能是接受输入装置输入的数控程序中的加工信息，经过数控装置的系统软件或逻辑电路进行译码、运算和逻辑处理后，发出相应的脉冲送给伺服系统，使伺服系统带动机床的各个运动部件按数控程序预定要求动作。一般由输入输出装置、控制器、运算器、各种接口电路、CRT显示器等硬件以及相应的软件组成。数控装置作为数控机床“指挥系统”，能完成信息的输入、存储、变换、插补运算以及实现各种控制功能。它具备的主要功 能如下： 1）多轴联动控制。 2）直线、圆弧、抛物线等多种函数的插补。 3）输入、编辑和修改数控程序功能。 4）数控加工信息的转换功能：ISO/EIA代码转化，米英制转换，坐标转换，绝对值和相对值的转换，计数制转换等。 5）刀具半径、长度补偿，传动间隙补偿，螺距误差补偿等补偿功能。6）实现固定循环、重复加工、镜像加工等多种加工方式选择。 7）在CRT上显示字符、轨迹、图形和动态演示等功能。 三、伺服系统 机床上的执行部件和机械传动部件组成数控机床的进给系统，它根据数控装置发来的速度和位移指令控制执行部件的进给速度、方向和位移量。每个进给运动的执行部件都配有一套伺服系统。伺服系统的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换为机床移动部件的运动，它相当于手工操作人员的手，使工作台（或溜板）精确定位或按规定的
1．2 数控机床的组成及基本工作原理 一、数控机床组成 数控机床由：程序、输人/输出装置、CNC单元、伺服系统、位置反馈系统、机床本体组成。 1、程序的存储介质，又称程序载体 1)穿孔纸带（过时、淘汰）； 2)盒式磁带（过时、淘汰）； 3)软盘、磁盘、U盘； 4)通信。 2、输人/输出装置 1)对于穿孔纸带，配用光电阅读机；（过时、淘汰）； 2)对于盒式磁带，配用录放机；（过时、淘汰）； 3)对于软磁盘，配用软盘驱动器和驱动卡； 4)现代数控机床，还可以通过手动方式(MDI方式)； 5)DNC网络通讯、RS232串口通讯。 3、CNC单元 CNC单元是数控机床的核心，CNC单元由信息的输入、处理和输出三个部分组成。 CNC单元接受数字化信息，经过数控装置的控制软件和逻辑电路进行译码、插补、逻辑处理后，将各种指令信息输出给伺服系统，伺服系统驱动执行部件作进给运动。其它的还有主运动部件的变速、换向和启停信号；选择和交换刀具的刀具指令信号，冷却、润滑的启停、工件和机床部件松开、夹紧、分度台转位等辅助指令信号等。 准备功能：G00,G01,G02,G03, 辅助功能：M03，M04 刀具、进给速度、主轴：T，F，S 4、伺服系统 由驱动器、驱动电机组成，并与机床上的执行部件和机械传动部件组成数控机床的进给系统。它的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床移动部件的运动。对于步进电机来说，每一个脉冲信号使电机转过一个角度，进而带动机床移动部件移动一个微小距离。每个进给运动的执行部件都有相应的伺服驱动系统，整个机床的性能主要取决于伺服系统。如三轴联动的机床就有三套驱动系统。 脉冲当量：每一个脉冲信号使机床移动部件移动的位移量。常用的脉冲当量为0.001mm/脉冲。 5、位置反馈系统（检测反馈系统） 伺服电动机的转角位移的反馈、数控机床执行机构(工作台)的位移反馈。包括光栅、旋转编码器、激光测距仪、磁栅等。（作业：让同学们网上查找反馈元件，下节课用5分钟自述所查内容） 反馈装置把检测结果转化为电信号反馈给数控装置，通过比较，计算实际位置与指令位置之间的偏差，并发出偏差指令控制执行部件的进给运动。 反馈系统包括半闭环、闭环两种系统。 6、机床的机械部件 1)主运动部件
徐州工程学院试卷 一、填空题（共10 小题，每题 2 分，共计20 分） 1. 数控技术是指用数字化信号对机床运动及其加工过程进行自动控制的一种方法。 2. 逐点比较法的直线插补过程为每走一步都要进行：偏差判别、坐标进给、、新偏差计算和终点比较四个节拍（步骤）。 3. CNC系统的插补计算一般采用软件插补和硬件插补相结合的办法，即由CNC软件把刀具轨迹分割成若干小线段，再由硬件电路在各个小线段的起点和终点之间进行数据的“密化”，使刀具轨迹在允许的误差之内。 4.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、单微处理机结构两大类。 5. CNC软件中，译码程序的功能是把程序段中的各数据根据其前后的文字地址送到相应的缓冲寄存器。假设当前需要译码的程序段如下： N1 G01 X132 Y200 Z300 F1500 如果当前取出的代码是X，那么数字码寄存器中存放的数据是01 ，此时应该把该数据送入代码G 的缓冲寄存器中。 1、6. 对单CPU的CNC系统而言，其软件结构通常有两种类型，即 前后台型、和中断型 2、7.步进式伺服驱动系统是典型的开环控制系统，在此系统中执行元件是：步 进电机。 8. 脉冲当量越小，位移精度和插补精度越高，零件加工的质量越高。 9.在单CPU的CNC系统中，主要采用CPU分时共享的原则来解决多任务的同时运行。 10.数据传送时，接收方和发送方对数据的传送要遵守一定的格式，这种约定叫作通 信协议。 二、单项选择题（共10 小题，每题3 分，共计30 分） 1.开环伺服系统的主要特征是系统内( B )位置检测反馈装置。 A、有 B、没有 C、某一部分有 D、可能有 2. 数控系统中，（ A ）主要实施对数控系统的运算和管理。 A、中央处理单元 B、存储器 C、外部设备 D、输入/输出接口电路 3.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（8，5），若采用 插补的总步数作为终点减法计数器J E的初始值，则J E＝（ C ）。 A、5 B、8 C、13 D、以上都不对 4. RS-232C公布的标准协议中，通信电缆的总长不得超过（A ）m。 A、30 B、20 C、50 D、40 5．一个系统只有一块大板（称为主板），大板上装有主CPU和各轴的位 置控制电路等。这种结构属于（D ） A、模块化结构 B、整体式结构 C、分体式结构 D、大板式结构 6. 下面哪种检测装置不能测量角位移？（D ） A、旋转变压器 B、圆光栅 C、编码盘 D、编码尺 7. 下面哪项任务不是数据预处理（预计算）要完成的工作？（A ） A、位置控制 B、刀具半径补偿计算 C、刀具长度补偿计算 D、象限及进给方向判断
数控机床工作原理及组成 1．1．1 数控机床工作原理 数控机床是采用了数控技术的机床，它是用数字信号控制机床运动及其加工过程。具体地说，将刀具移动轨迹等加工信息用数字化的代码记录在程序介质上，然后输入数控系统，经过译码、运算，发出指令，自动控制机床上的刀具与工件之间的相对运动，从而加工出形状、尺寸与精度符合要求的零件，这种机床即为数控机床。 1．1．2 数控机床的种类 由于数控系统的强大功能，使数控机床种类繁多．其按用途可分为如下三类。 ①金属切削类数控机床。金属切削类数控机床包括数控车床、数控铣床、数控磨床、数控钻床、数控镗床、加工中心等。 ②金属成形类数控机床。金属成形类数控机床有数控折弯机、数控弯管机、数控冲床和数控压力机等。 ③数控特种加工机床。数控特种加工机床包括数控线切割机床、数控电火花加工机床、数控激光加工机床，数控淬火机床等。 1．1．3 数控机床的组成 数控机床一般由输入输出设备、数控装置(CNC)、伺服单元、驱动装置(或称执行机构)、可编程控制器(PLC)及电气控制装置、辅助装置、机床本体及测量装置组成。图1—1是数控机床的硬件构成。
(1)输入和输出装置 输入和输出装置是机床数控系统和操作人员进行信息交流、实现人机对话的交互设备． 输入装置的作用是将程序载体上的数控代码变成相应的电脉冲信号，传送并存入数控装置内。目前，数控机床的输入装置有键盘、磁盘驱动器、光电阅读机等，其相应的程序载体 第1页 为磁盘、穿孔纸带。输出装置是显示器，有CRT显示器或彩色液晶显示器两种。输出装置的作用是：数控系统通过显示器为操作人员提供必要的信息。显示的信息可以是正在编辑的程序、坐标值，以及报警信号等。 (2)数控装置(CNC装置) 数控装置是计算机数控系统的核心，是由硬件和软件两部分组成的。它接受的是输入装置送来的脉冲信号，信号经过数控装置的系统软件或逻辑电路进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种信号和指令，控制机床的各个部分，使其进行规定的、有序的动作。这些控制信号中最基本的信号是各坐标轴(即作进给运动的各执行部件)的进给速度、进给方向和位移量指令(送到伺服驱动系统驱动执行部件作进给运动)，还有主轴的变速、换向和启停信号，选择和交换刀具的刀具指令信号，控制切削液、润滑油启停、工件和机床部件松开、夹紧、分度工作和转位的辅助指令信号等。 数控装置主要包括微处理器(CPU)、存储器、局部总线、外围逻辑电路以及与CNC系统其他组成部分联系的接口等。 (3)可编程逻辑控制器(PLC)
1. 数字控制是用数字化的信息对机床的运动及加工过程进行控制的一种方法。 2. 数控机床按伺服系统的控制原理可分为开环控制、半闭环控制和闭环控制数控机床，其中，精度最高的是闭环控制数控机床。 3. 按机械加工的运动轨迹分类，数控机床可分为点位控制、直线控制和轮廓控制数控机床。 4. NC 机床的含义是数控机床，CNC 机床的含义是计算机数字控制机床。 5. 数控机床大体由输入输出设备、数控装置、测量反馈装置、伺服系统和机床本体组成，其中，数控机床的核心是数控装置。 6. 简单地说，是否采用数控机床进行加工，主要取决于零件的复杂程度；而是否采用专用机床进行加工，主要取决于零件的生产批量。 7. 数控机床按功能水平可分为高级型、普及型和经济型数控机床。 8. 对刀点就是在数控机床上加工零件时，刀具相对于工件运动的起点。为了提高零件的加工精度，应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上。 9. 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。 10. 数控机床中的标准坐标系采用笛卡儿直角坐标系，并规定增大刀具与工件之间距离的方向为坐标正方向。 11. 机床的最小设定单位，即数控系统能实现的最小位移量称为脉冲当量，它是数控机床的一个重要技术指标，一 般为0.001~0.01mm。 12. 与机床主轴重合或平行的刀具运动坐标轴为Z轴，并规定刀具远离工件的运动方向为正方向。 13. 对于机床X 坐标轴，规定其方向为水平方向，且垂直于Z 轴并平行于工件的装夹面。 14. 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和半径补偿功能。 15. 在铣削平面轮廓零件时，为减少刀具切入切出的刀痕，应采用外延法，即刀具应沿着零件轮廓延长线的切向方向 切入切出。 16. 机床接通电源后的回零操作是使刀具或工作台返回到机床参考点。 17. 数控编程时的数值计算，主要是计算零件的基点和节点的坐标。 18. 数控编程时可将重复出现的程序编成子程序，使用时可以由主程序多次重复调用。 19. 数控机床程序编制可分为手工编程和自动编程两种，自动编程又分为语言式自动编程和图形交互式自 动编程。 20. 一个零件加工程序是由遵循一定结构、句法和格式规则的若干个程序段组成，其又是由若干个指令字组成。 21. 一个完整的数控程序，通常由程序名、程序内容和程序结束三部分组成。目前普遍采用的数控程序 的程序段格式是字地址程序段格式。 22. 改变刀具半径补偿值的大小可以实现同一轮廓的粗、精加工，改变刀具半径补偿值的正负可以实现同一轮 廓的凸模和凹模的加工。 23. 刀具半径补偿的作用是把零件轮廓轨迹转换成刀具中心轨迹。 24. G 代码中，模态代码表示在程序中一经被应用，直到出现同组的任一G 代码时才失效；非模态代码表示只在本 程序段中有效。 25. 用直线段逼近非圆曲线，目前常用的节点计算方法有等间距法、等步长法和等误差法，其中程序段数 目最少的方法是等误差法。 26. 数控编程中数值计算的内容主要包括的：基点和节点计算、刀位点轨迹计算和辅助计算。 27. 数控车削加工时，为提高工件的径向尺寸精度，X 方向的脉冲当量取Z 向的1/2 。 28. 孔加工固定循环指令一般包括 6 个动作过程， 3 个相关平面，如孔底平面等。 29. 在孔加工的返回动作中，用G98 指定刀具返回初始平面；用G99 指定刀具返回R 平面。 30. 数控装置具有计算机的一般特征，也是由硬件和软件组成，软件由管理软件和控制软件组成，后者包括译 码程序、速度控制程序等，其核心是插补。 31. CNC 装置按照微处理器的个数可以分为单微处理器结构和多微处理器结构两种结构。 32. 在单微处理机结构的CNC 装置中，只有一个CPU，只能采用集中控制、分时处理数控的每一项任务。 33. 由于CNC 装置具有多任务性，因此必须采用并行处理技术，常用的并行处理方法有资源共享、资源重复和时间
《数控机床原理与应用》试卷（A 卷） 年级： 2011级 班级：机电4、5 数控1、2 考试方式：考查 一、填空（30分） 1、数控系统主要由 和 两大部分组成。数控系统的控制精度很大程度取决于 ，而数控系统的功能取决于 。 2、数控系统的数据转换流程为 、 、 、 和 。 3、刀具补偿分为 、 和 。 4、在插补过程中，脉冲频率决定 ，脉冲个数和脉冲方向决定 ，脉冲当量的大小决定了 。 5、在逐点比较法中，每进给一步都需要进行 、 、 和 四个步骤。 6、数控机床主传动方式有 传动、 传动和 传动三种方式。 7、滚珠丝杆的传动间隙是 ，为消除间隙，常采用 机构，具体结构形式有 调隙式、 调隙式和 调隙式。 8、刀库的形式很多，结构也各不相同，加工中心最常用的刀库有 刀库和 刀库两种。 9、数控机床中，主轴准停装置用 。 二、选择题（20分） 1、 闭环控制系统的位置检测装置装在 。 Ａ.传动丝杠上；Ｂ.伺服电动机轴上；Ｃ.机床移动部件上；Ｄ.数控装置中 2、 刀尖半径左补偿方向的规定是 。 A.沿刀具运动方向看，工件位于刀具左侧B.沿工件运动方向看，工件位于刀具左侧； C.沿工件运动方向看，刀具位于工件左侧D.沿刀具运动方向看，刀具位于工件左侧 3、 进给伺服系统根据 驱动工作台（刀具）运动。 A 、 输入信号 B 、 脉冲当量 C 、 输入电压 4、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 5、回零操作就是使运动部件回到 。 A 、机床坐标系原点； B 、机床的机械零点； C 、工件坐标的原点。 6、数控机床与普通机床的主机最大不同是数控机床主机采用 A.伺服系统 B.滚动导轨 C.数控装置 D.滚珠丝杠 7、滚珠丝杆副消除间隙的目的主要是（） A.提高反向传动精度 B.增大驱动力矩 C. 提高使用寿命 D.减小摩擦力矩 8、步进电动机的角位移与（）成正比 A.脉冲当量 B.步距角 C. 通电频率 D. 脉冲数量 9、通常情况下，，平行于机床主轴的坐标轴是（） A.X B.Y C. Z D. 不确定 10、闭环控制系统比开环控制系统（） A.稳定性好 B.精度高 C. 价格低 D.维护简单
数控车床的基本组成与工作原理 一、任务描述 了解CAK40100VL 的基本组成与工作原理 二、任务准备 (一)、安全文明生产(播放插件) (二)、机床结构与工作原理 1、 机床结构 数控机床一般由输入输出设备、CNC 装置(或称CNC 单元)、伺服单元、驱动装置(或称执行机构)、可编程控制器PLC 及电气控制装置、辅助装置、机床本体及测量反馈装置组成。如下图就是数控机床的组成框图。 ⑴、机床本体 数控机床的机床本体与传统机床相似,由主轴传动装置、进给传动装置、床身、工作台以及辅助运动装置、液压气动系统、润滑系统、冷却装置等组成。但数控机床在整体布局、外观造型、传动系统、刀具系统的结构以及操作机构等方面都已发生了很大的变化,这种变化的目的就是为了满足数控机床的要求与充分发挥数控机床的特点。 ⑵、CNC 单元 CNC 单元就是数控机床的核心,CNC 单元由信息的输入、处理与输出三个部分组成。CNC 单元接受数字化信息,经过数控装置的控制软件与逻辑电路进行译码、插补、逻辑处理后,电 气 回 路 辅 助 装 置 PLC 主轴伺服单元 操 作 面 板 主轴驱动装置 进给驱动装置 测量反馈装置 进给伺服单元 输入/输出 设 备 计算机 数 控 装 置 机 床 本 体
将各种指令信息输出给伺服系统,伺服系统驱动执行部件作进给运动。 ⑶输入/输出设备 输入装置将各种加工信息传递于计算机的外部设备。在数控机床产生初期,输入装置为穿孔纸带,现已淘汰,后发展成盒式磁带,再发展成键盘、磁盘等便携式硬件,极大方便了信息输入工作,现通用DNC网络通讯串行通信的方式输入。 输出指输出内部工作参数(含机床正常、理想工作状态下的原始参数,故障诊断参数等),一般在机床刚工作状态需输出这些参数作记录保存,待工作一段时间后,再将输出与原始资料作比较、对照,可帮助判断机床工作就是否维持正常。 ⑷伺服单元 伺服单元由驱动器、驱动电机组成,并与机床上的执行部件与机械传动部件组成数控机床的进给系统。它的作用就是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床移动部件的运动。对于步进电机来说,每一个脉冲信号使电机转过一个角度,进而带动机床移动部件移动一个微小距离。每个进给运动的执行部件都有相应的伺服驱动系统,整个机床的性能主要取决于伺服系统。 ⑸驱动装置 驱动装置把经放大的指令信号变为机械运动,通过简单的机械连接部件驱动机床,使工作台精确定位或按规定的轨迹作严格的相对运动, 最后加工出图纸所要求的零件。与伺服单元相对应,驱动装置有步进电机、直流伺服电机与交流伺服电机等。 伺服单元与驱动装置可合称为伺服驱动系统,它就是机床工作的动力装置,CNC装置的指令要靠伺服驱动系统付诸实施,所以,伺服驱动系统就是数控机床的重要组成部分。 ⑹可编程控制器 可编程控制器 (PC,Programmable Controller) 就是一种以微处理器为基础的通用型自动控制装置,专为在工业环境下应用而设计的。由于最初研制这种装置的目的就是为了解决生产设备的逻辑及开关控制, 故把称它为可编程逻辑控制器( PLC, Programmable Logic Controller)。当PLC用于控制机床顺序动作时,也可称之为编程机床控制器( PMC, Programmable Machine Controller )。PLC己成为数控机床不可缺少的控制装置。CNC 与PLC协调配合,共同完成对数控机床的控制。 ⑺测量反馈装置 测量装置也称反馈元件,包括光栅、旋转编码器、激光测距仪、磁栅等。通常安装在机床的工作台或丝杠上,它把机床工作台的实际位移转变成电信号反馈给CNC装置,供CNC装置与指令值比较产生误差信号,以控制机床向消除该误差的方向移动。 2、工作原理 使用数控机床时,首先要将被加工零件图纸的几何信息与工艺信息用规定的代码与格式编写成加工程序; 然后将加工程序输入到数控装置,按照程序的要求,经过数控系统信息处
数控机床与数控原理试题库 一、填空 1、数控机床坐标系三坐标轴X、Y、Z及其正方向用（）判定，X、Y、Z各轴的回转运动及其正方向+A、+B、+C分别用（）判断。 2、与机床主轴重合或平行的刀具运动坐标轴为（）轴，远离工件的刀具运动方向为（）。 3、X坐标轴一般是（），与工件安装面（），且垂直Z坐标轴。 4、在数控铣床上加工整圆时，为避免工件表面产生刀痕，刀具从起始点沿圆弧表面的进入，进行圆弧铣削加工；整圆加工完毕退刀时，顺着圆弧表面的（）退出。 5、走刀路线是指加工过程中，（）相对于工件的运动轨迹和方向。 6、机床接通电源后的回零操作是使刀具或工作台退离到（）。 7、数控机床按控制系统功能特点分类分为：（）、（）和（）。 8、DNC是指（）。 9、数控机床大体由加工程序、（）、（）、（）、（）、辅助控制装置、机床组成。 10、为减少运动件的摩擦和消除传动间隙，数控机床广泛采用（）导轨和（）导轨，在进给系统中，目前数控机床几乎无例外的都采用（）代替滑动丝杆。 11、从零件图开始，到获得数控机床所需控制（）的全过程称为程序编制，程序编制的方法有（）和（）。 12、数控机床按控制运动轨迹可分为（）、点位直线控制和（）等几种。按控制方式又可分为（）、（）和半闭环控制等。 13、对刀点既是程序的（），也是程序的（）。为了提高零件的加工精度，对刀点应尽量选在零件的（）基准或工艺基准上。 14、数控加工工艺的特点是（）。 15、主轴伺服系统的作用是实现零件加工中的（）。 16、数控机床的进给伺服系统分为（），（），（）三类。 17、常用的滚动导轨有（）和（）。 18、刀库式自动换刀装置中，刀具的换刀方式有：（）和（）。 19、数控车床刀具换刀点的位置应避免与（）、（）和机床发生干涉。 20、刀位点是刀具上的一点，车刀刀尖带圆弧时刀位点是（），球头铣刀刀位点为（）。 21、在数控加工中，刀具刀位点相对于工件运动的轨迹称为（）路线。 22、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（）和（）补偿功能。 23、编程时的数值计算，主要是计算零件的（）和（）的坐标，或刀具中心轨迹的（）和（）的坐标。直线段和圆弧段的交点和切点是（），逼近直线段或圆弧小段轮廓曲线的交点和切点是（）。 24、数控车床的混合编程是指（）。 25、X坐标轴一般是（），与工件安装面（），且垂直Z坐标轴。 26、机床接通电源后的回零操作是使刀具或工作台退回到（）。
欢迎阅读填空题 1数控技术中常用的插补算法有（脉冲增量插补法）和（数据采样插补法）插补法两类。 2立铣刀的刀位点是（刀具底面中心），球头刀的刀位点是（球心）。 3FMC是指（柔性制造单元），DNC是指（直接数字控制系统）。 4车削加工中心的主传动系统与数控车床的主传动系统相比，增加了主轴的（C轴（进给））功能。5数控加工是指（在数控机床上进行自动加工零件）的一种工艺方法。 6数控机床按伺服控制系统可分为（开环数控机床）、（闭环数控机床）、（半闭环数控机床）。 7JB3051-82规定，数控机床坐标轴和方向是基于（工件）固定，（刀具）移动。 8光栅是用于数控机床的精密检测装置，是一种非接触式测量，按其形状分为（圆光栅）和（长光栅）。 9G（非10 11 12 13 中心线 14)返回丝杠螺 15 降低, 16 17 18 19 20 选择题 1 A. C. D. 2CNC A. 3(A )不是滚动导轨的缺点. A.动,静摩擦系数很接近 B.结构复杂 C.对脏物较敏感 D.成本较高 4在开环系统中,以下因素中的( D)不会影响重复定位精度. A.丝杠副的配合间隙 B.丝杠副的接触变形 C.轴承游隙变 D.各摩擦副中摩擦力的变化 5采用经济型数控系统的机床不具有的特点是(D ). A.采用步进电动机伺服系统 B.CPU 可采用单片机 C.只配备必要的数控功能 D.必须采用闭环控制系统 6数控机床的优点是( A). A.加工精度高,生产效率高,工人劳动强度低,可加工复杂型面,减少工装费用 B.加工精度高,生产效率高,工人劳动强度低,可加工复杂型面,工时费用低
C.加工精度高,专用于大批量生产,工人劳动强度低,可加工复杂型面,减少工装费用 D.加工精度高,生产效率高,对操作人员的技术水平要求较低,可加工复杂型面,减少工装费用 7对于数控机床最具机床精度特征的一项指标是(C ). A.机床的运动精度 B.机床的传动精度 C.机床的定位精度 D.机床的几何精度 8车削时切削热大部分是由(C )传散出去. A.刀具 B.工件 C.切屑 D.空气 9MDI 运转可以(A). A.通过操作面板输入一段指令并执行该程序段 B.完整地执行当前程序号和程序段 C.按手动键操作机床 10.光栅栅格为0.02mm，两块光栅之间的夹角为0.057o，则摩尔条纹的宽度约为（ A ）。A、 11. （ C A 12.( A 13. A 14.ISO A G90 15. A.F 16. 用( C A 17. A 18. A 19 FMS A 20. CNC A 21. A C轮廓控制数控机床D闭环控制数控机床 22. 步进电机的角位移与( D )成正比。 A步距角B通电频率C脉冲当量D脉冲数量 23. 准备功能G90表示的功能是( C )。 A预置功能B固定循环C绝对尺寸D增量尺寸 24刀具半径补偿是（ B ）。 A．轴的补偿B．平面补偿C．常规补偿 25（ C ）指令使主轴启动反转。 A．M03 B．M01 C．M04 26（ C ）是数控机床上的一个固定基准点，一般位于各轴正向极限。
《数控原理与数控机床》教学大纲 课程编码：04040213 课内学时：56 适用专业：机电一体化技术 数控技术 开课学期：第四学期课程名称：数控原理与数控机床课程类型：专业基础课 开课单位：汽车工程学院 大纲撰写人： 一、课程的性质与任务 （一）本课程的性质 课程性质：《数控原理与数控机床》是面向数控技术专业高等职业技术教育学生的一门实践性很强的专业基础课。本课程是以自动化必备设备—数控机床为研究对象讲授数控系统的基本概念、数控机床的程序的编制、机床数控装置的插补原理、计算机数字控制装置、位置检测装置、数控机床的伺服系统等方面知识，培养学生使用和维护数控机床的基本技能。本教学大纲根据本专业及课程的特点，着重能力的培养及具体应用为原则，力求创新。共分九个学习领域，二十六个教学项目，共需56学时。 （二）本课程的任务 课程任务：本课程培养学生掌握数字控制的理论体系。掌握数控加工的程序设计及插补原理，掌握熟悉数控机床的典型机械传动结构及调整方法，熟悉数控机床的控制系统，了解数控机床的伺服系统。 二、课程的基本要求及重点、难点
(一)课程的基本要求 1、掌握数控技术和数控机床的基本理论及概念，了解数控机床的工作原理及其发展趋势。 2、熟练掌握数控编程的内容和步骤，掌握G指令编程方法。 3、了解光电编码器和光栅的结构特点、工作原理及应用。 4、熟悉计算机数字控制系统的组成与功能，了解和掌握刀具补偿原理以及逐点比较法和数字积分法等插补方法， 5、了解数控机床伺服系统的组成和分类；掌握开环伺服系统、闭环伺服系统和半闭环伺服系统工作原理和特点；了解和掌握常用伺服电机及其特点。 6）了解和掌握数控机床的结构特点、数控机床主运动系统和进给传动系统。 7、了解和掌握数控刀具的特点及其选择。 8、了解和掌握典型数控机床的组成及其特点。 （二）课程的重点 1、掌握数控机床的组成及分类方法 2、程序编制的内容和步骤 3、自动换刀系统，主轴部件及准停装置 4、掌握CNC装置的结构；掌握CNC装置的功能；了解CNC装置的特点 5、掌握旋转变压器的工作原理及应用；了解感应同步器的工作原理； 6、步进电机的正、反转，升降速
数控车床的基本组成和工作原理 一、任务描述 了解CAK40100VL的基本组成和工作原理 二、任务准备 （一）、安全文明生产（播放插件） （二）、机床结构和工作原理 1、机床结构 数控机床一般由输入输出设备、CNC装置（或称CNC单元）、伺服单元、驱动装置（或称执行机构）、可编程控制器PLC及电气控制装置、辅助装置、机床本体及测量反馈装置组成。如下图是数控机床的组成框图。 数控机床的机床本体与传统机床相似，由主轴传动装置、进给传动装置、床身、工作台以及辅助运动装置、液压气动系统、润滑系统、冷却装置等组成。但数控机床在整体布局、外观造型、传动系统、刀具系统的结构以及操作机构等方面都已发生了很大的变化，这种变化的目的是为了满足数控机床的要求和充分发挥数控机床的特点。 ⑵、CNC单元 CNC单元是数控机床的核心，CNC单元由信息的输入、处理和输出三个部分组成。CNC
单元接受数字化信息，经过数控装置的控制软件和逻辑电路进行译码、插补、逻辑处理后，将各种指令信息输出给伺服系统，伺服系统驱动执行部件作进给运动。 ⑶输入/输出设备 输入装置将各种加工信息传递于计算机的外部设备。在数控机床产生初期，输入装置为穿孔纸带，现已淘汰，后发展成盒式磁带，再发展成键盘、磁盘等便携式硬件，极大方便了信息输入工作，现通用DNC网络通讯串行通信的方式输入。 输出指输出内部工作参数（含机床正常、理想工作状态下的原始参数，故障诊断参数等），一般在机床刚工作状态需输出这些参数作记录保存，待工作一段时间后，再将输出与原始资料作比较、对照，可帮助判断机床工作是否维持正常。 ⑷伺服单元 伺服单元由驱动器、驱动电机组成，并与机床上的执行部件和机械传动部件组成数控机床的进给系统。它的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床移动部件的运动。对于步进电机来说，每一个脉冲信号使电机转过一个角度，进而带动机床移动部件移动一个微小距离。每个进给运动的执行部件都有相应的伺服驱动系统，整个机床的性能主要取决于伺服系统。 ⑸驱动装置 驱动装置把经放大的指令信号变为机械运动，通过简单的机械连接部件驱动机床，使工作台精确定位或按规定的轨迹作严格的相对运动，最后加工出图纸所要求的零件。和伺服单元相对应，驱动装置有步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机等。 伺服单元和驱动装置可合称为伺服驱动系统，它是机床工作的动力装置，CNC装置的指令要靠伺服驱动系统付诸实施，所以，伺服驱动系统是数控机床的重要组成部分。 ⑹可编程控制器 可编程控制器 (PC，Programmable Controller) 是一种以微处理器为基础的通用型自动控制装置，专为在工业环境下应用而设计的。由于最初研制这种装置的目的是为了解决生产设备的逻辑及开关控制，故把称它为可编程逻辑控制器( PLC， Programmable Logic Controller)。当PLC用于控制机床顺序动作时，也可称之为编程机床控制器( PMC，Programmable Machine Controller )。PLC己成为数控机床不可缺少的控制装置。CNC 和PLC协调配合，共同完成对数控机床的控制。 ⑺测量反馈装置 测量装置也称反馈元件，包括光栅、旋转编码器、激光测距仪、磁栅等。通常安装在机床的工作台或丝杠上，它把机床工作台的实际位移转变成电信号反馈给CNC装置，供CNC 装置与指令值比较产生误差信号，以控制机床向消除该误差的方向移动。 2、工作原理 使用数控机床时，首先要将被加工零件图纸的几何信息和工艺信息用规定的代码和格式