数控机床考试复习资料.docx

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数控机床考试复习资料

1.数控机床考试复习资料

标题类型：

简答题

答：

数控机床的工作过程是将加工零件的几何信息和工艺信息进行数字化处理，即对所有的操作步调（如机床的启动或停止，主轴的变速，工件的加紧或松夹，刀具的选择和交换，切削液的开或关等）和刀具与工件之间的相对位移，以及进给速度等都用数字化的代码表示。

在加工前由编程人员按规定的代码将零件的图纸编制成法度榜样，然后经由过程法度榜样载体或手工直接输入方法将数字信息送入数控体系的计算机中进行存放，运算和处理，最后经由过程驱动电路由伺服装配控制机床实现主动加工。

2．数控机床涉及哪些根本技巧？

（P4）

标题类型：

简答题，选择题，填空题

答：

周详机械技巧它包含周详机械设计和周详机械加工两大年夜方面。

计算机及信息处理技巧

主动控制理论和伺服驱动技巧

周详检测和传感技巧

收集和通信技巧

3．数控机床的最大年夜的特点是什么？

（P2）

答：

当改变加工零件时，原则上只须要向数控体系输入新的加工法度榜样，而不须要对机床进行人工的调剂和直接介入操作，就可以主动地完成全部加工过程。

4．数控机床若何分类（P5）

标题类型：

简答题

一、按工艺用处分类

.金属切削类数控机床

如数控钻床、数控车床、数控铣床、数控镗床、数控磨床、数控齿轮加工机床

非金属切削类类数控机床

如数控冲床、数控压力机、数控弯管机、数控折弯机、数控电火花线切割机床、数控电火花成型机床、数控等离子弧切割机床、数控火焰切割机床、数控激光加工机床和数控高压水切割机床等。

以及各类加工中间

二、按活动方法分类

.点位控制

点位控制数控机床的特点：

是机床移动部件只能实现由一个地位到另一个地位的准肯定位，在移动和定位过程中不进行任何加工。

机床数控体系只控制行程终点的坐标值，不控制点与点之间的活动轨迹，是以几个坐标轴之间的活动无任何接洽。

可以几个坐标同时向目标点活动，也可以各个坐标零丁依次活动。

为了尽可能削减活动部件的活动和定位时光，并包管稳定的定位精度，平日先以快速活动至接近终点坐标，然后再以低速精确活动到终点地位。

点位控制数控机床举例：

数控坐标镗床、数控钻床、数控冲床、数控点焊机等。

．点位直线控制

点位直线控制机床的特点是：

机床的活动部件不仅要实现一个坐标地位到另一个坐标地位的精确移动和定位，并且能实现平行于坐标轴的直线进给活动或控制两个坐标轴实现斜线的进给活动。

.轮廓控制

轮廓控制数控机床的特点：

机床的活动部件可以或许实现两个或两个以上的坐标轴同时进行联动控制。

它不仅请求控制机床活动部件的起点与终点坐标地位，并且请求控制全部加工过程每一点的速度和位移量，即请求控制活动轨迹，将零件加工成在平面内的直线、曲线外面或在空间的曲面。

轮廓控制包含了实现点位控制和点位直线控制。

典范的轮廓控制数控机床：

数控铣床，数控车床，数控磨床，各类数控切割机床。

三、按控制方法分类

、开环控制

开环控制数控机床特点：

其控制体系没有地位检测元件

.闭环控制

闭环控制数控机床特点：

在机床移动部件上直接安装直线位移或角位移检测装配，直接对工作台的实际位移进行检测，将测量的实际位移值反馈到数控装配中，与输入的指令位移值进行比较，用差值对机床进行控制，使移动部件按照实际须要的位移量活动，最终实现移动部件的精确活动和定位。

从理论上讲，闭环体系的活动精度重要取决于检测装配的检测精度，与传动链的误差无关，是以其控制精度高。

（断定题）

.半闭环控制

半闭环控制数控机床特点：

在伺服电念头的轴或数控机床的传动丝杠上装有角位移检测装配（如光电编码器等），经由过程检测丝杠的转角间接地检测移动部件的实际位移，然后反馈到数控装配中去，并对误差进行修改。

5．什么是数控编程?

（P59）

答：

从分析零件图样到产生数控机床输入信息的过程称为数控加工的法度榜样编制。

6．数控加工法度榜样编制的一般步调是什么？

（P59）

答：

法度榜样的编制要经由从零件图―――工艺的制订―――数值计算―――编写法度榜样单―――法度榜样输入―――法度榜样校核―――首件试切,这些步调。

7．编程的办法有哪些？

（P60）

答：

有手工编程和主动编程两种办法

手工编程就是编程过程全部或重要由人工完成；

主动编程是应用计算机及其外围设备并配以专用的体系处理软件进行编程，重要有批处理式，交互式，什物模型等；

8．机床坐标轴是若何肯定的？

（P64）

答：

Z轴

X轴

Y轴

附加坐标轴

扭转活动A，B，C

主轴反转展转活动的偏向

9．什么是机床零点？

（P71）

答：

10．什么是机床的参考点？

（P71）

答：

11．什么是工件零点？

（P71）

答：

12．什么是起刀点？

（P71）

答：

13．什么是对刀点？

（P71）

答：

刀具零点切实其实定是以机床零点为原点，加工时以工件零点进刀，如许不是有两个零点，不是乱了，为什么不刀具零点以工件零点肯定？

刀具零点若何肯定？

机床的0点在机床在出厂的时刻都设置好了的，不是厂家维修人员是不克不及调这个原点的，机床的所有动作的运算都是以这个原点为准的

零件0点是指待加工零件的法度榜样基准点，法度榜样中的数据就是以零件原点为基准的，

要加工零件，机床会主动根据机床0点和零件0点进行路径换算。

刀具0点实际上就是对刀，这个过程就人工地对机床坐标和零件对刀基准的换算，这就产生了相对坐标和绝对坐标

国内很多体系用的是日本的发兰克，这个体系就请求必须区分出机床原点和零件的原点，有的体系FIDIA等，机床的原点是在后台运行的，也就是说不须要你去区分机床和零件的原点，你只在机床上设置零件的坐标系就行了。

14．什么是刀具补偿？

（P153）

答：

15．数控机床的诊断功能有哪些？

（P154）

答：

16．什么是插补？

（P154）

答：

插补是在构成轨迹的直线段或曲线段的起点和终点之间，按必定的算法进行数据点的密化工作，以肯定一些中心点。

从而为轨迹控制的每一步供给切近亲近目标。

17.CNC的硬件构造（P157）

答：

CNC的硬件构造有两种，一种是惯例CNC的硬件构造，另一种是开放式CNC的硬件构造。

一：

惯例CNC的硬件构造

（1）技巧上十分成熟的惯例CNC的硬件构造有三种

总线式模块化构造的CNC，这类构造多用于多轴控制的高等数控机床；

以单板或专用芯片及模板构成构造紧凑的CNC，多用于中档数控机床和经济型数控机床；

基于通用PC计算机的基本上开辟的CNC,这种构造具有很大年夜的通用性。

（2）单微处理器构造

只有一个微处理器控制体系总线，占领总线资本，CNC的各小我物都以集中控制分时处理的方法来完成

（3）多微处理器构造

指在体系中有两个或两个以上的微处理器能控制体系总线或主存储器进行工作的体系构造。

二：

开放式CNC的硬件构造

18.CNC单微处理器构造特点是什么？

（P159）

答：

CNC的所有功能都是经由过程一个微处理器来进行集中控制，分时处理；这个微处理器经由过程总线与存储器，输入输出控制等各类接口相连，构成CNC的硬件；构造简单，易于实现；正式因为只有一个微处理器集中控制，其功能将手微处理器字长，数据宽度，寻址才能和运算速度等身分限制。

有其实插补等功能由软件来实现，是以其功能的实现与处理速度成为一对凸起的抵触。

19.什么是多微处理器的构造？

有哪几种情势？

（P159）

答：

指在体系中有两个或两个以上的微处理器能控制体系总线或主存储器进行工作的体系构造。

多微处理器的构造有和松耦合两种情势。

紧耦合

所谓紧耦合，是指两个或两个以上的微处理器构成的处理部件之间采取紧耦合（相干性强），有集中的错作体系，共享资本。

松耦合

所谓松耦合，是指两个或两个以上的微处理器构成的功能模块之间采取松耦合（具有相对自力性或相干弱性），有多重操作体系有效地实现并行处理。

20.多微处理器构造的特点是什么？

（P159）

答：

现代CNC大年夜多采取多微处理器构造。

原因是在这种构造重的每个微处理器完成体系重规定的一部分功能，自力履行撑虚，因而，它比单微处理器构造进步了计算处理速度。

其次是多位处理器的CNC大年夜多采取模块化设计，将软硬件模块形成一个特定额功能但愿，称为功能模块。

概括起来有下面三点：

字串3

①

机能价格比高。

多微机构造中的每个微机完成体系中指定的一部分功能，自力履行法度榜样。

它比单微机进步了计算的处理速度，适于多轴控制、高进给速度、高精度、高效力的控制请求。

因为体系采取共享资本，而单个微处理机的价格又比较便宜，使CNC装配的机能价格比大年夜为进步。

字串1

采取模块化构造，具有优胜的适应性和扩大性。

多微机的CNC装配大年夜都采取模块化构造，可将微处理机、存储器、I/O控制构成自力微机级的硬件模块，响应的软件也采取模块构造，固化在硬件模块中。

硬软件模块形成特定的功能单位，称为功能模块。

功能模块间有明白定义的接口，接口是固定的，相符工厂标准或工业标准，彼此可以进行信息交换。

如许可以积木式地构成CNC装配，使CNC装配设计简单、适应性和扩大性好、调剂维修便利、构造紧凑、效力高。

字串7

③硬件易于组织范围临盆。

因为硬件是通用的，轻易设备，只要开辟新的软件就可构成不合的CNC装配，是以多微处理机构造便于组织范围临盆，且包管质量。

字串9

有很高的靠得住性。

多微处理机CNC装配的每个微机分担各自的义务，形成若干模块。

假如某个模块出了故障，其它模块仍能照常工作；而单微处理机的CNC装配，一旦出故障就造成全部体系瘫痪。

别的，多微处理机的CNC装配可进行资本共享，省去了一些反复机构，不只降低了成本，也进步了体系的靠得住性

21．多微处理器的典范构造有哪几种？

（P160）

答：

CNC的多微处理器的构造重的模块与模块间的互联与通信是在机柜内进行的，典范的构造有共享总线和共享存储器两种构造。

共享总线构造

以体系总线为中间，体系总线将各个模块有效地连接在一路，按照标准协定交换各类数据和控制信息，构成完全的体系，实现各类预定的功能。

共享存储器构造

采取多端口存贮器来实现各CPU之间的互连和通信，每个端口都配有一套数据、地址、控制线，以供端口拜访。

由多端控制逻辑电路解决拜访冲突。

当CNC体系功能复杂请求CPU数量增多时，会因争用共享存储器而造成信息传输的壅塞，降低体系的效力，其扩大功能较为艰苦。

22．多微处理器CNC的根本功能模块有哪些？

（P161）

答:

（1）CNC治理模块该模块治理和组织全部CNC装配各功能调和工作，如体系的初初始化、中断治理、总线裁决、体系缺点辨认和处理、体系软硬件诊断等。

它还完成数控代码编译、坐标计算和转换、刀具补偿和进给速度处理等插补前的预处理。

字串8

（2）存储器模块该模块存放法度榜样和数据，为主存储器。

每个CPU控制模块中还有局部存储器。

主存储器模块是各功能模块间数据传送的共享存储器。

字串4

（3）CNC插补模块该模块根据前面的编译指令和数据进行插补计算，按规定的插补类型经由过程插补计算为各个坐标供给地位给定值。

（4）地位控制模块字插补后的坐标作为地位控制模块的给定值，而实际地位经由过程响应的传感器反馈给该模块，经由必定的控制算法，实现无超调、无滞后、高机能的地位闭环。

（5）PLC模块零件法度榜样中的开关功能和由机床来的旌旗灯号在这个模块中作逻辑处理，实现各功能和操作方法这间的连锁，机床电气设备的启停、刀具交换、转台分度、工件数量和运转时光的计算等。

（6）操作面板监控和显示模块字零件法度榜样、参数、各类操作敕令和数据的输入、输出、显示所须要的各类接口电路。

23．开放式CNC的定义（P162）

答：

IEEE对开放式体系的定义是：

一个真正意义上的开放式数控体系必须具备不合应用法度榜样能调和地运行与体系平台上的才能，供给面向功能的动态重构对象，同时供给赞成标准化的应用法度榜样界面。

24．开放式CNC的特点（P163）

答：

可互操作性

可移植性

可缩放性

可互相替代性

25．多义务并行处理的时刻，CNC体系是若何分化义务的？

（P165）

答：

多义务性表示在它的软件必须完成治理和控制两大年夜义务。

个中体系治理包含了输入，I/O处理，显示，诊断；体系控制包含了译码，刀具补偿，速度处理，插补，地位控制。

必定要会图4－12

26．CNC体系的中断类型有哪些?

（P167）

答：

外部中断。

重要有纸带光电浏览机读孔中断、外部监控中断（如紧急停、量仪到位等）和键盘操作面板输入中断。

前两种中断的及时性请求很高，平日把这两种中断放在较高的优先级上，而键盘和操作面板输入中断则放在较低的中断优先级上。

在有些体系中，甚至用查询的方法来处理它。

内部准时中断。

重要有插补周期准时中断和地位采样准时中断。

在有些体系中，这两种准时中断合二为一。

但在处理时，老是先处理地位控制，然后处理插补运算。

硬件故障中断。

它是各类硬件故障检测装配发出的中断，如存储器掉足、准时器掉足、插补运算超时等。

法度榜样性中断。

它是法度榜样中出现的各类异常情况的报警中断，如各类溢出、清零等。

27．前后台型软解构造模式特点？

（P171）

答：

在前后台型构造的CNC体系中，全部控制软件分为前台法度榜样和后台法度榜样。

前台法度榜样是一个及时中断办事法度榜样，它几乎承担了全部的及时功能，如插补、地位控制、机床相干逻辑和监控等。

后台法度榜样是指实现输入、译码、数据处理及治理功能的法度榜样，亦称背景法度榜样。

背景法度榜样是一个轮回运行法度榜样，在其运行过程中，前台及时中断法度榜样赓续插入，与背景法度榜样相合营，合营完成零件的加工义务。

28．插补算法的类别？

（P175）

答：

按插补输出的标量不合来分：

数字脉冲增量发和数据采样法。

按插补算法的规矩不合来分：

逐点比较法，数字积分法，比较几分法。

按几何规律不合来分：

直线插补算法，圆弧插补算法。

29．逐点比较法的道理？

（P175）

答：

计算机在控制加工过程中，能逐点的计算和判别加工误差，与规定的活动轨迹进行比较，由比较成果决定下一步的移动偏向。

逐点比较法既可以作直线插补，又可以作圆弧插补。

这种算法的特点是运算直不雅，插补误差小于一个脉冲当量，输出脉冲平均，并且输出脉冲的速度变更小，调节便利，是以，在两座标连动的数控机床中应用广泛。

30．逐点比较法的步调？

（P176）

答：

一般地，逐点比较法插补过程有四个处理节拍，

误差判别。

判别刀具当前地位相对于给定轮廓的误差状况；

坐标进给。

根据误差状况，控制响应坐标轴进给一步，使加工点向被加工轮廓挨近；

从新计算误差。

刀具进给一步后，坐标点地位产生了变更，应按误差计算公式计算新地位的误差值；

终点判别。

若已经插补到终点，则返回监控，不然反复以上过程。

31．简述数据采样法插补？

答：

数据采样插补法，或称为时光瓜分法。

它尤其合适于闭环和半闭环以直流或交换电机为履行机构的地位采样控制体系。

这种办法是把加工一段直线或圆弧的整段时光细分为很多相等的时光距离，称为单位时光距离（或插补周期）。

每经由一个单位时光距离就进行一次插补计算，算出在这一时光距离内各坐标轴的进给量，边计算，边加工，直至加工终点。

这类算法的核心问题是若何计算各坐标轴的增长数

或

（而不是单个脉冲），数据采样插补是分两步完成的，即粗插补和精插补。

今朝常用的数据采样办法有两种，分别出自于FANUC7M和A-B公司的7360体系。

32．数据采样法插补周期的是若何选择的？

（P190）

答：

插补周期与插补运算时光的关系插补周期T必须稍大年夜于插补运算时光与完成其他及时义务所需时光之和。

插补周期与地位反馈采样周期的关系插补周期应当是采样周期的整数倍，或者两者雷同。

插补周期与精度，速度的关系直线插补中理论上不会造成轨迹误差，圆弧插补会造成理论轨迹误差，插补周期T应当尽可能地小。

33．C刀补的履行过程若何？

答;分为三个步调：

第一刀补的建立，刀具接近工件；

第二刀补进行；

第三刀补撤销，刀具撤离工件。

34．CNC对进给速度控制有哪些办法？

（P207）

答：

CNC体系对进给速度控制是经由过程对插补速度控制来实现的，对进给速度处理，一般可以分为

进给速度计算和进给速度调节两部分。

重要有法度榜样计时法和时钟中断法两种。

法度榜样计时法法度榜样延时法又称为法度榜样计时法。

这种办法先根据体系请求的进给频率，计算出两次插补运算之间的时光距离，用CPU履行延时子法度榜样的办法控制两次插补之间的时光。

改变延时子法度榜样的轮回次数，即可改变进给速度。

时钟中断法中断办法或称为时钟中断法，是指每隔规定的时光向CPU发中断请求，在中断办事法度榜样中进行一次插补运算并发出一个进给脉冲。

是以，改变中断请求旌旗灯号的频率，就等于改变了进给速度。

35．数据采样的CNC体系加减速控制是若何做到的？

（P209）

答：

CNC控制机械机构启动和停止活动时，因为惯性总会出现加快与减速过程，二这种过程与履行元件和运念头构的构造尺寸，所带的负荷大年夜小等有着密切关系，假如不匹配就会产生冲击，掉步，超程，或振荡，为了避免这种现象的产生和达到优胜的加工后果，必须对进给电机进行加减速控制。

加减速控制大年夜都采取软件来实现，一边使体系的速度控制更为灵活便利。

加减速控制可以在插补进步行，成为前加减速控制；也可以在插补落后行，则称为后加减速控制。

前加减速控制是对编程的F指令即合成速度进行控制。

后加减速控制是对各活动坐标轴进行分别控制，是以，可应用实际进给迟后于插补运算进给这一特点，在减速控制时，只要运算终点到就进行减速处理，经恰当延时就能安稳地达到法度榜样段终点，如许就无需猜测减速点。

36.伺服体系的概念（P245）

答：

伺服驱动体系简称伺服体系，是一种以机械地位或角度作为控制对象的主动控制体系。

CNC控制器经由插补运算生成的进给脉冲或进给位移量指令输入到伺服体系中，由伺服体系经变换和功率放大年夜转化为机床机械不见的高精度活动。

伺服体系既是数控机床控制器与刀具，主轴间的信息传递环节，又是能量放大年夜与传递的环节。

37伺服体系的根本技巧请求有哪些？

（P245）

答：

精度高，指输出量能复现输入量的精确程度。

稳定性好，指体系在给定输入外界干扰感化下，能在短暂的调节后达到新的或者恢复到本来的均衡点

快速响应，反应的是体系的跟随精度

调速范围宽

低速大年夜转矩

38．数控机床的驱动伺服体系有哪几种？

（P247）

答数控机床的驱动伺服体系有两种：

进给驱动体系和主轴驱动体系，进给驱动体系前者控制机床各坐标轴的切削进给活动，后者控制机床主轴的扭转活动，它们的重要本能机能是供给切削过程中须要的转矩和功率，可以随便率性调节运转速度和精确的地位控制。

39．常用伺服履行元件有哪些？

（P247）

答：

重要有伺服电念头

步进电机：

反响式步进电机；永磁式步进电机；永磁感应式步进电机；

直流伺服电机：

永磁式直流伺服电机；小惯量直流电机

交换伺服电机：

同步交换伺服电机；异步交换伺服电机

直接驱动电机

40.伺服控制体系的若何分类？

（P250）

答：

（1）按控制方法分类：

开环控制方法

闭环控制方法

半闭环控制方法

（2）按所驱动的伺服电机分类;

步进电机伺服控制

直流伺服体系

交换伺服体系

（3）按进给驱动和主轴驱动分类：

进给伺服体系

主轴伺服体系

41．检测元件的感化是什么？

（P285）

答：

检测元件是闭环伺服体系的重要构成部分。

它的感化是检测地位和速度，发送反馈型号，构成闭环控制检测体系的精度决定了数控体系的精度和分辨率。

42.检测元件的请求？

（P285）

答：

精确性好，知足精度请求；

响应速度快，知足速度请求；

靠得住性好，抗干扰性强；

保护和安装便利

43．检测装配若何分类？

（P285）

答：

根据测量元件的安装地位及与机床活动部件的耦合方法，可分为直接测量和间接测量两种，间接测量精度低，须要增长补偿办法。

按检测元件输出的旌旗灯号类型分类可分为绝对式和增量式检测元件，以及数字式和模仿式检测元件。

增量式

绝对式

反转展转型

脉冲编码器

扭改变压器

圆感应同步器

圆光栅

圆磁栅

多速扭改变压器

绝对脉冲编码器

三速圆感应同步器

直线型

直线感应同步器

计数光栅

磁尺

激光干涉仪

三速感应同步器

绝对值式磁尺

44．感应同步器构造，特点，道理（P289）

45．脉冲编码器构造，特点，道理（P291）

46.光栅构造，特点，道理（P295）

47步进电机的工作道理（P297）

48.数控车床编程

49．数控铣床编程

50．逐点比较法插补直线

51．逐点比较法插补圆弧

52．DDA（数字积分法）插补直线