数控技术试题集答案.docx

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数控技术试题集答案

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。

2、插补的定义。

答：

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。

3、试述逐点比较法的工作节拍。

答：

位置判别、坐标进给、偏差计算、终点判别

4、加工起点A（0，0）、终点B（3，2）第一象限的直线，试分析插补轨迹（按脉冲当量为1计）。

5、 简述数控编程的步骤。

答；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。

6、脉冲当量的定义，一般取值是多少？

与机床加工精度有何关系？

答：

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。

一般取0.01或0.001mm，脉冲当量越小，机床精度越高。

7、一个完整的加工程序由哪几部分组成？

其开始部分和结束部分常用什么符号及代码表示？

答：

一个完整的程序是由程序号、程序内容、结束符号三部分组成。

程序的开始部分为程序号，常用的有O、P、%等符号。

程序的结束部分主要采用M02和M30指令。

8、数控车床的坐标轴是怎样规定的？

试按右手笛卡尔坐标系确定数控车床中Z轴和X轴的位置及方向。

答：

数控车床的坐标轴是用右手笛卡尔直角坐标系确定的。

Z轴的方向是主轴轴线的方向，其正方向是刀具远离工件的方向。

X轴的方向是垂直主轴轴线的方向，其正方向是刀具远离工件的方向。

 9、制定加工方案的要求是什么？

答：

制定加工方案的要求有：

1）程序段最少2）进给路线最短3）灵活选用不同形式的加工路线

四、名词解释

1、数字控制

答：

数字控制是用数字化信息实现机床控制的一种方法。

2、节点

答:

将组成零件的轮廓的曲线，按数控插补功能的要求，在满足允许程序编制误差的条件下进行分割，各分割点为节点。

3、基点

答：

各几何元素的联结点称为基点。

4、插补

答：

在被加工轨迹或轮廓上的已知点之间，进行数据点的密化，确定一些确定一些中间点的方法，称为插补。

5、稳定速度

答：

稳定速度就是系统处于稳定进给状态时，每插补一次的进给量。

6、分辨率

答：

位移检测系统能够测量出的最小位移量称为分辨率。

7、数控系统

答：

数控系统是一种控制系统，它能自动完成信息的输入、译码、运算，从而控制机床的运动和加工过程。

8、手工编程

答：

用人工完成程序编制的全部工作，称为手工程序编制。

9、自动编程

答：

自动编程是用计算机代替手工进行数控机床编制工作。

10、硬件插补

答：

NC系统中插补器由数字电路组成，成为硬件插补。

11、软件插补

答：

ＣＮＣ系统中，插补器功能由软件来实现，成为软件插补。

12、并行处理

答：

并行处理是指计算机在同一时刻或同一时间间隔内完成两种或两种以上性质相同或不同的工作。

一、简答

1、数控的原理

答：

数控机床的加工，首先要将被加工零件图上的几何信息和工艺信息数字化，按规定的代码和格式编成加工程序。

数控系统按照程序的要求，经过信息处理、分配，使坐标移动若干个最小位移量，实现刀具与工件的相对运动，完成零件的加工。

2、数据采样插补原理

答：

数据采样插补是根据编程的进给速度，将轮廓曲线分割为插补采样周期的进给段------即轮廓步长。

3、列举ＣＮＣ系统的中断类型

答：

１）外部中断２）内部定时中断３）硬件故障中断４）程序性中断

4、列举５种增量式回转型位置检测装置

答：

脉冲编码器、旋转变压器、圆感应同步器、圆光栅、圆磁栅。

5、数控机床对插补器的基本要求

答：

1）插补所需的原始数据较少。

2）有较高的插补精度，插补结果没有累计误差、局部偏差不能超过允许的误差3）沿进给路线，进给速度恒定且符合加工要求。

4）硬件线路简单可靠，软件插补算法简洁，计算速度快。

6、CNC系统外部中断类型

答：

纸带光电阅读机中断、外部监控中断和键盘操作面板输入中断。

7、开环控制的数控机床的工作原理

答：

开环控制数控机床没有检测反馈装置，数控装置发出的指令信号的流程是单向的，其精度主要决定于驱动元器件和电机的性能。

这类机床比较稳定，调试方便，适用经济型、中小型。

8、程序编程中数字处理的任务

答：

根据零件图纸和加工路线进行机床各坐标轴位移数据的计算和插补计算。

9、列举4种增量式直线型检测装置

答：

直线感应同步器、计数光栅、磁尺、激光干涉仪。

二、填空

1、CNC装置软件包括管理软件和控制软件两大类

2、管理软件由零件程序的输入输出程序、显示程序和诊断程序等组成。

控制软件由译码程序、刀具补偿计算程序、速度控制程序、插补运算程序和位置控制程序等组成。

3、刀具补偿分刀具长度补偿和刀具半径补偿两种。

4、数控机床用PC可分为内装型PC和独立型PC两类。

5、CNC装置的功能模块

CNC管理模块

CNC插补模块

PC模块

位置控制模块

操作控制数据输入、输出和显示模块。

6、点位\直线数控系统装置的核心是位置计算与比较线路。

7、系统软件包括管理和控制部分；管理部分包括：

输入、I/O处理、通讯、显示、诊断以及加工程序的编制管理等程序。

控制部分包括：

译码、刀具补偿、速度处理、插补和位置控制等软件。

在单微处理机数控系统中，常采用前后台型的软件结构和中断型的软件结构。

8、CNC系统外部中断中纸带光电阅读机中断和外部监控中断的实时性要求很高。

9、CNC系统内部定时中断主要有插补周期定时中断和位置采样定时中断。

10、数据处理程序又叫插补准备程序，它包括译码、刀补、辅助功能处理和进给速度计算等部分。

译码有解释和编译两种方法。

11、CNC装置中根据刀具补偿方向不同分为三种类型：

伸长型、缩短型和插入型。

12、进给速度软件控制常用的方法有程序计时法、时钟中断法及V/ΔL积分法等。

程序计时法空运转等待时间越短，发出进给脉冲频率越高，速度就越快。

点位直线运动的速度分为升速段、恒速段、降速段和低速段等几个阶段。

13、数据采样系统的CNC装置加减速控制分为前加减速控制和后加减速控制

14、故障诊断包括运行中诊断、停机诊断和通讯诊断。

15、检测装置的分类，按耦合方式可分为直接测量和间接测量检测装置两种；按检测信号分为数字式和模拟式。

16、旋转变压器作为我位置检测元件，有两种应用方法：

鉴相式和鉴幅式工作方式。

17、感应同步器是多极旋转电压的展开形式。

直线感应同步器由定尺和滑尺两部分组成。

18、脉冲编码器分光电式、接触式和电磁感应式三种。

19、常用的编码器有编码盘和编码尺，通称码盘。

20、绝对值编码器从结构原理来分类，有接触式、光电式和电磁式等几种。

21、根据光线在光栅中是反射还是透射分为透射光栅和反射光栅；从形状上看，又可分为圆光栅和长光栅。

光栅是由标尺光栅和光栅读数头两部分组成。

光栅读数头是由光源、透镜、指示光栅、光敏元件和驱动线路组成。

22、速度环中作速度反馈的检测装置为测速发电机、脉冲编码器等。

速度控制单元是一个独立的单元部件，它由速度调节器、电流调节器及功率驱动放大器等各部分组成。

位置环是由ＣＮＣ装置中的位置控制模块、速度控制单元、位置检测及反馈控制等各部分组成。

23、刀具半径补偿执行过程分为刀补建立、刀补进行和刀补撤销三步。

24、伺服系统的分类：

（一）、按调节理论分类

1、开环伺服系统2、闭环伺服系统3、半闭环伺服系统

（二）、按使用的驱动元件分类

1、电液伺服系统2、电气伺服系统

（三）、按使用直流伺服电机和交流伺服电机分类

1、直流伺服系统2、交流伺服系统

（四）、按进给驱动和主轴驱动分类

1、进给伺服系统2、主轴伺服系统

（五）、按反馈比较控制方式分类

1、脉冲、数字比较伺服系统2、相位比较伺服系统

3、幅值比较伺服系统4、全数字伺服系统

名词解释：

数字控制:

（NumericalControl）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。

数控机床:

（NumericalControlMachineTools）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。

加工中心（MC）：

带有刀库和自动换刀装置的数控机床。

CNC：

计算机数控系统（ComputerNumericalControlCNC）以计算机为控制核心的数字控制系统。

DNC：

直接数字控制系统是用一台通用计算机直接控制和管理一群数控机床进行零件加工或装配的系统。

FMC：

柔性制造单元是由加工中心与自动交换工件的装置所组成，同时数控系统还增加了自动检测与工况自动监控等功能。

FMS：

柔性制造系统由加工、物流、信息流组成的系统。

CIMS：

计算机集成制造系统是生产设备的集成、以信息为特征的技术集成和功能集成。

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。

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。

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。

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。

半闭环进给伺服系统：

将检测元件安装在进给伺服系统传动链中的某一个环节上，间接测量执行部件的实际位移来进行反馈的进给系统。

PWM：

晶体管脉冲调宽调速系统，是通过改变脉冲宽度的方法来改变电枢回路的平均电压，达到电机调速的目的。

第一章

1-1数控技术的组成?

答：

数控技术由机床本体、数控系统、外围技术组成。

机床本体包括：

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）、-特殊装置（刀具自动交换系统、工件自动交换系统）、辅助装置（如排屑装置等）；数控系统由输入输出装置、CNC装置、伺服驱动、检测装置等；外围技术包括工具技术、编程技术。

1-2.为什么数控系统的联动轴数越多，则控制越复杂？

答：

联动轴数要求的插补计算越多、指令输出也越多、位置控制要求的动作越复杂等。

1-3.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?

答：

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。

1-4.数控机床由哪几个部分组成?

答：

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。

1-5.CNC装置对输入的加工程序进行运算处理的核心部分有哪三步?

答：

逼近处理、插补运算、指令输出。

1-6.什么是点位控制系统？

答：

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。

1-7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？

结构形式

精度

成本

开环系统

简单

低

低

半闭环系统

较复杂

较高

较高

闭环系统

复杂

高

高

1-8数控技术的发展趋势？

答：

发展趋势为：

运行高速化、加工高精化、功能复合化、控制智能化、驱动并联化、交互网络化

第二章

2-1数控机床最适用于哪些类型零件的加工？

答：

复杂、高精、多种批量尤其是单件小批量。

2-2数控机床坐标系各进给轴运动的正方向总是假定为怎样的方向?

答：

假设工件不动，刀具远离工件的方向为正。

2-3数控程序段的一般格式及各字的含义？

字地址程序段的一般格式为：

N_G_X_Y_Z_…F_S_T_M_；

其中N——程序段号字；

G——准备功能字；

X、Y、Z——坐标功能字；

F——进给功能字；

S——主轴转速功能字；

T——刀具功能字；

M——辅助功能字。

2-4说出工件坐标系设定的常用G指令？

什么是工件零点偏置？

答：

用G54-G59指令设定工件坐标系，操作者在实际加工前，测量工件原点与机床原点之间的偏置值，并在数控系统中预先设定，这个值叫做“工件零点偏置”。

2-6数控工序安排时应遵循什么原则？

（1）先进行内形内腔加工，后进行外形加工工序；

（2）有相同的定位、夹紧方式最好一起进行，以减少重复定位；

（3）用同一把刀具加工的工序最好一起进行，节省换刀时间；

（4）同一次装夹中进行的多道工序，应先安排对工件刚性破坏较小的工序。

2-7数控夹具与传统夹具的差别？

答：

数控机床的夹具与传统夹具结构的差别在于：

数控夹具不需要导向和对刀功能，夹具结构比较简单。

2-8如何选择铣刀？

答：

大平面：

面铣刀；

加工凹槽、小台阶面及平面轮廓：

立铣刀

加工空间曲面、模具型腔或凸模成形表面等：

模具铣刀

加工封闭的键槽：

键槽铣刀

加工变斜角零件：

鼓形铣刀

特殊形状：

成形铣刀

根据不同的加工材料和加工精度要求，应选择不同参数的铣刀进行加工。

2-9什么是对刀点？

如何选择对刀点？

答：

对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上，以提高零件的加工精度，如以孔为定位基准的零件，应以孔中心作为对刀点；

便于对刀、观察和检测；

简化坐标值的计算；

精度高、粗糙度低的表面。

2-10如何选择加工路线？

答：

保证零件的加工精度和表面粗糙度要求；

简化数值计算，减少程编工作量；

缩短加工路线，减少刀具空行程时间，提高加工效率。

第三章

3-7编制轴类零件的车削加工程序。

加工内容包括粗精车端面、倒角、外圆、锥度、圆角、退刀槽和螺纹加工等。

其左端25mm为夹紧用，可先在普通车床上完成车削。

该零件采用棒料毛坯，由于加工余量大，在外圆精车前采用粗车循环指令去除大部分毛坯余量，留有单边0.2mm余量.选用第一参考点为换刀点使用刀具为：

外圆粗车刀、外圆精车刀、切槽刀和螺纹车刀。

数控车削程序如下：

O0006；

N10G92X200.0Z350.0；设置工件坐标系；

N15G28U0W0；返回参考点；

N20S1000T0101M03M08；主轴正转，调用01号粗车刀；

N25G00X87.0Z290.1；快速走到粗车右端面起点（87.0，290.1）；

N30G95G01X-1.6W0F0.3；粗车右端面，车削进给速度0.3mm/r；

N35G00X105.0Z300.0；快速走到外圆粗车循环起点；

N40G71U1.0R1.0；粗车循环，每次车削深度1.0mm，每次退刀1.0mm；

N45G71P50Q100U0.4W0.2F0.3S800；留粗车余量X向0.4mm，Z向0.2mm；

N50G00X87.0F0.15；快速走到车削起点，精车进给0.15mm/r；

N55G42G01X48.0Z290.0；刀具右偏；

N60W-60.0；精车Φ48的外圆；

N65X50.0；精车台阶端面；

N70X60Z160.0；精车锥面；

N75X65.0；精车台阶端面；

N80W-80.0；精车Φ65的外圆；

N85G02X75.0W-5.0R5.0；精车R5内圆；

N90X85.0；精车端面；

N95Z25；精车Φ85的外圆；

N100G40.0；取消刀补；

N105G28U0W0；返回参考点；

N110G50S1500；限制主轴最高转速为1500r/min，G50指令可做钳位用；

N115G96S20T0202；指定恒定切削速度，调用02号精车刀，02号刀补；

N120G70P50Q100；粗车后精车；

N125G00X87.0Z290.0；回退到精车端面快速运动起始点；

N130X50.0；快速走到精车端面的工进点；

N135G01X-2.0；精车右端面；

N140G28U0W0；返回到参考点；

N145T0303；调用03号切槽刀，03号刀补；

N150G00X51.0Z230.0；刀具快速运动到切槽起点；

N160G01X45.0F0.15；切槽；

N165G00X60.0；切槽刀退出；

N170G28U0W0；返回参考点；

N175G97S1500T0404；取消恒定切削速度，指定主轴转速，调用04号螺纹车刀；

N180G01X50.0Z293.0；快速运动到螺纹车削起始点；

N185G76P31260Q0.1R0.1；复合螺纹加工循环；

N190G76X45.8W-63.5P1.73Q0.85F2.0；复合螺纹加工循环；

N195G28U0W0M05M09；主轴停，关闭冷却液；

N200M30；程序结束。

3-8如图所示工件，进行周边精铣加工，且加工程序启动时刀具在参考点位置，参考点位置如图所示，选择Φ30的立铣刀，并以零件的中心孔作为定位孔，加工时的走刀路线如图。

加工程序如下：

O0012；

N0010G92X450.0Y250.0Z300.0；

N0020G00G90X175.0Y120.0；

N0030Z-5.0M3；

N0040G01G42H10X150.0F80；

N0050X70.0；

N0060G02X30.0R25.0；

N0070G01Y140.0；

N0080G03X-30.0R30.0；

N0090G01Y120.0；

N0100G02X-80.0R25.0；

N0110G01X-150.0；

N0120Y0；

N0130X80.0；

N0140X150.0Y40.0；

N0150Y125.0；

N0160G00G40X175.0Y120.0M05；

M0170G91G28X0Y0Z0；

N0180M30；

3-9编制简单回转零件的车削加工程序，包括粗精车端面、外圆、倒角、倒圆。

零件加工的单边余量为2mm，其左端25mm为夹紧用，可先在普通车床上完成夹紧面的车削。

该零件粗、精车刀分别为T01和T02。

选用第二参考点为换刀点。

数控车削程序如下：

O0005；程序号O0005；

N10G50X100.0Z70.0；设置工件坐标系，有的系统可写成G92X100.0Z70.0；

N15G30U0W0；返回第二参考点，也可以写成G30X（U-）Z（W-）；的形式；

N20S1000T0101M08；选定主轴速度，调用01号粗车刀，01号长度补偿，打开冷却液；

N25G96S60M03；指定恒定切削速度为60m/min，主轴顺时针旋转；

N30G00X56.0Z0.1；快速走到粗车外圆起点（56.0,0.1）；

N35G95G01X-1.6F0.3；粗车右端面，车削进给速度0.3mm/r；

N40G00Z10.0；刀具沿Z方向回退到点（-1.6,10）

N45X48.0；快速移动到点（48.0,10）；

N50Z0.1；走到倒角粗车起点（48.0,0.1）；

N55G01X50.2Z-1；粗车