数控习题Word格式.docx
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伺服单元和驱动装置：
保证灵敏、准确地跟踪CNC装置指令。
PLC:
用于完成与逻辑运算有关顺序动作的I/O控制。
机床：
由主运动部件、进给运动部件（工作台、拖板以及相应的传动机构）、支承件（立柱、床身等）以及特殊装置（刀具自动交换系统工件自动交换系统）和辅助装置（如排屑装置等）。
3.什么是开环、闭环、半闭环数控机床？
它们之间有什么区别？
开环没有位置测量装置，信号流是单向的（数控装置→进给系统），故系统稳定性好。
框图如下：
特点：
无位置反馈，精度相对闭环系统来讲不高，其精度主要取决于伺服驱动系统和机械传动机构的性能和精度。
一般以功率步进电机作为伺服驱动元件。
这类系统具有结构简单、工作稳定、调试方便、维修简单、价格低廉等优点，在精度和速度要求不高、驱动力矩不大的场合得到广泛应用。
一般用于经济型数控机床。
半闭环：
数控系统的位置采样点如图所示，是从驱动装置（常用伺服电机）或丝杠引出，采样旋转角度进行检测，不是直接检测运动部件的实际位置。
半闭环环路内不包括或只包括少量机械传动环节，因此可获得稳定的控制性能，其系统的稳定性虽不如开环系统，但比闭环要好。
由于丝杠的螺距误差和齿轮间隙引起的运动误差难以消除。
因此，其精度较闭环差，较开环好。
但可对这类误差进行补偿，因而仍可获得满意的精度。
半闭环数控系统结构简单、调试方便、精度也较高，因而在现代CNC机床中得到了广泛应用。
全闭环：
数控系统的位置采样点如图的虚线所示，直接对运动部件的实际位置进行检测。
从理论上讲，可以消除整个驱动和传动环节的误差、间隙和失动量。
具有很高的位置控制精度。
由于位置环内的许多机械传动环节的摩擦特性、刚性和间隙都是非线性的，故很容易造成系统的不稳定，使闭环系统的设计、安装和调试都相当困难。
该系统主要用于精度要求很高的镗铣床、超精车床、超精磨床以及较大型的数控机床等。
习题2：
1.什么是机床坐标系?
什么是工件坐标系?
它们是如何建立的？
都用什么指令？
机床坐标系是机床上固有的坐标系，设有固定的坐标原点M（零点）。
（1）该点被机床的制造者预先设定并且不能更改。
在机床零点的基础上测量整个机床。
（2）是其他坐标系和参考点如工件坐标系、编程坐标系、机床参考点的基准点。
（3）一旦建立，不受控制程序及新坐标系的影响。
工件坐标系是为了确定工件几何图形上各几何要素（点、直线、圆弧）的位置而建立的坐标系。
工件零点W是工件坐标系统的原点。
能被编程者选定并且能在NC程序中被修改。
机床坐标系可用G53;
工件坐标系可用G92等。
2.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？
插补加工功能。
3.进给功能字F有几种进给速度的表示方法？
用来指定刀具相对于工件的速度。
其单位以一般为：
mm/min。
也有用mm/r、in/min、r/min、in/r等表示，F是指各坐标方向速度的矢量和
习题3：
1.如图1所示的“S”字母是由直线和圆弧组成，字母深为2mm，宽度为4mm。
用φ4的立铣刀加工，试编程。
参考程序如下：
N1G90G92X0Y0Z30;
N2G00X40Y35;
N3Z2S1000M03;
N4G01Z-2F50;
N5G03X35Y40I-5F100;
N6G01X15;
N7G03X10Y35J-5;
N8G01Y30;
N9G03X15Y25I5;
N10G01X35;
N11G02X40Y20J-5;
N12G01Y15;
N13G02X35Y10I-5;
N14G01X15;
N15G02X10Y15J5;
N16G00Z30M05;
N17X0YO;
N18M02;
2.下图所示，分别对1、2、3孔和4、5孔进行钻孔、攻丝。
试编制加工程序。
（用循环加工模式）
切削用量：
T01主轴转速S800;
钻孔时F60（mm.min）
T02主轴转速S500;
钻孔时F50（mm.min）
T03主轴转速S400;
钻孔时F1.2（mm/r）,螺距为1.2mm
N27M02；
习题4：
1.下图为数控铣床要加工的零件廓形，SETPOINT为机床零点，试用APT语言编程。
（采用左偏刀）
SETPOINT＝POINT/0,0,0
P1＝POINT/-52,-20,0
P2＝POINT/-74,-44,0
P3＝POINT/-52,-66,0
P4＝POINT/-27,-66,0
P5＝POINT/-27,--45,0
P6＝POINT/-10,-54,0
P7＝POINT/0,-20,0
LX＝LINE/P1,P7
LY＝LINE/P7,LEFT,TANTO,C2
L1＝LINE/P1,P2
L2＝LINE/P3,P4
L3＝LINE/P4,P5
L4＝LINE/P5,P6
C1＝CIRCLE/-74,-66,0,22
C2＝CIRCLE/-10,-44,0,10
CUTTER/9
SPINDL/1000,CLW
COOLNT/ON
FEDRAT/300
FROM/SETPOINT
GO/TO,LY
TLLFT,GOFWD/LY,TANTO,C2
GORGT/C2,PAST,L4
GORGT/L4,PAST,L3
GOLFT/L3,PAST,L2
GORGT/L2,PAST,C1
GORGT/C1,PAST,L1
GORGT/L1,PAST,LX
GORGT/LX,PAST,LY
GOTO/SETPOINT
COOLNT/OFF
SPINDL/OFF
FINI
习题5
1、逐点比较法直线插补的偏差函数是如何确定的？
它与刀具位置有何关系？
对于第一象限直线OA上任一点P（X,Y）:
X/Y=Xe/Ye
若刀具加工点为Pi（Xi，Yi），则该点的偏差函数Fi可表示为
若Fi=0，表示加工点位于直线上；
若Fi≥0，表示加工点位于直线上方；
若Fi＜0，表示加工点位于直线下方
2直线的起点坐标在原点O（0，0），终点A的坐标为A（10，5）.试用逐点比较法对直线进行插补，并画出插补轨迹。
参考答案：
当Fi≥0，X方向进给一步，Fi=Fi－5；
否则Fi＜0，Y向一步，Fi=Fi＋10
总步数为：
N＝10＋5＝15；
插补循环为：
序号
判别式Fi（初始状态Fi＝0）
进给
终点判别
Fi≥0,Fi=Fi－5
Fi＜0,Fi=Fi＋10
1
－5
X
N＝14
2
5
Y
N＝13
3
N＝12
4
－5
N＝11
N＝10
6
N＝9
7
N＝8
8
N＝7
9
N＝6
10
N＝5
11
N＝4
12
N＝3
13
N＝2
14
N＝1
15
N＝0
插补轨迹如下：
习题6：
1）接触式码盘码道10个，当前位置输出的编码数为1001100010，求相对0点转过多少角度？
从编码数可知，编码器为10个码道，则角度的分辨率为
，编码数对应的10进制数为
D＝1×
29＋1×
26＋1×
25＋1×
21＝610
相对0点转过多少角度为
2）用光栅测量位移，光栅发出50000时，测得距离为225mm，光栅的分辨率是多少？
光栅的分辨率为
习题7：
如图所示，某数控车床用步进电机作为进给驱动，步进电机的步距角θs=1.8°
，丝杠螺距t=4mm,编码器与主轴连接方式如图，其中Z1=80、Z2=40、Z3=40、Z4=20，编码器为1500p/r,问加工螺距为6mm的螺纹时，工作台走一个脉冲当量δp时，对应的编码器的脉冲数是多少？
∵脉冲当量为
式中i----步进电机齿轮的降速比;
i=20/40=0.5
L01---丝杠螺距；
L01=4mm
车床主轴转一转，脉冲编码器发出的脉冲数为
∴当加工螺距L02=6mm的螺纹，工作台走一个脉冲当量δp时，编码器的脉冲数应为
习题8：
1、三相步进电机为什么常采用三相六拍驱动方式，而很少采用三相三拍驱动方式？
三相三拍驱动时，三相绕组是按A→B→C→A或A→C→B→A的顺序通电，而三相六拍驱动方式是按A→AB→B→BC→C→CA→A顺序通电（或相反方向）。
由于三相六拍制在转换时始终保持有一相线圈通电，故其工作稳定性好，而且步距角比三相三拍驱动方式缩小了一半，可以提高位置精度。
2、为什么步进电机的输出转矩随其运行频率的增高而逐渐减小？
因为步进电机的绕组是感性负载，在通电或断电时，绕组电流不能突变而是按指数规律变化。
在绕组通电时，电流逐渐上升，从而有效转矩较小。
绕组断电时，电流亦逐渐下降，残余电流产生与转动方向相反的力矩。
这些都使电机产生的平均转矩下降。
另外，由于运行频率的提高，磁力线变化加剧，使涡流损耗增加，也造成输出转矩的下降
3、已知脉冲当量0.005mm，步进电机步距角为0.75°
，滚珠丝杠基本导程为4mm，求减速器的传动比？
因为
，所以，传动比为
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