数控技术标准答案.docx
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数控技术标准答案
数控机床：
采纳数字化信号对机床运动及加工过程进行操纵的机床。
数控编程：
从分析零件图纸到制成数控机床所需操纵介质的过程。
滚珠丝杠副：
在螺母和丝杠之间用滚珠作为滚动体的螺旋传动元件。
机床抗振性：
机床在工作时抵抗由交变载荷及冲击载荷所引起的振动的能力。
填空题（每题2分）
1、数控机床是由操纵介质、数控装置、伺服驱动装置、辅助操纵装置、反馈装置、适应操纵装置和机床等部分组成。
2、数控机床加工过程的加工路线是指刀具中心的运动轨迹和方向。
3、三相步进电机的转子上有40个齿，若采纳三相六拍通电方式，则步进电机的步距角为1.50。
4、数控机床的最小设定单位是数控机床能实现的最小位移量，标制着数控机床精度的分辨率，其值一般为0.0001～0.01mm，在编程时，所有的编程单位都应转换成与最小设定单位相应的数据。
5、通常把数控车床的床身导轨倾斜布置，可改善其排屑条件和受力状态。
提高机床的静刚度。
6、数控机床的工作台和刀架等部件的移动，是由交流或直流伺服电机驱动，通过滚珠丝杠传动，可减少进给系统所需要的驱动扭矩，提高定位精度、运动平稳性。
7、对步进电机施加一个电脉冲信号时，步进电机就回转一个固定的角度，叫做步距角，电机的总回转角和输入脉冲数成正比，而电机的转速则正比于输入脉冲的频率。
8、位置检测装置是数控机床的重要组成部分，在闭环系统中，它的要紧作用是检测位移量，并发出反馈信号与数控装置发出的指令信号进行比较，如有偏差，经放大后操纵执行部件，使其向着消除偏差方向运动，直至偏差等于零为止。
9．刀具半径补偿功能的作用确实是要求数控系统依照工件轮廓程序和刀具中心偏移量，自动计算出刀具中心轨迹。
10．伺服系统的输入是插补器发出的指令脉冲，输出是直线或转角位移。
11．数控机床工作台和刀架等部件的移动，由交流或直流伺服电机驱动，通过滚珠丝杠传动，减少了进给系统所需要的驱动扭矩，提高了定位精度和运动平稳性。
12．光栅依不同制造方法有透射光栅和反射光栅两种。
数控机床中常用透射光栅做位置传感器。
13、数控机床的滚珠丝杠螺母副按其循环方式可分为内循环和外循环。
14.数控机床按操纵方式分类可为点位操纵数控机床、直线操纵数
控机床、和轮廓操纵数控机床。
15、逐点比较法操纵机床加工时，需要四个节拍：
偏差推断、坐标进给、偏差计算、重点判不。
16、确定数控机床坐标轴时规定，平行于主轴的方向为Z轴坐标轴，它的正方向为刀具远离工件的方向。
17、编程时所用的坐标系有工件坐标和机床坐标。
18、数控机床由程序载体、输入装置、数控装置、伺服装置、位置反馈装置和机床机械部件六部分构成。
19、数控机床的常用导轨按其接触面的摩擦性质的不同，可分为滑动导轨、滚动导轨和静压导轨。
20、只能完成分度辅助运动的工作台叫分度工作台，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回转工作台。
21、加工中心是一种备有刀库和自动放刀装置的多工序的数控机床。
选择题（每题2分）
1、闭环伺服系统使用的执行元件是（1，2）
（1）支流伺服电机
（2）交流伺服电机（3）步进电机（4）电液脉冲马达
2、步进电机的角位移与（4）成正比。
（1）步距角
（2）通电频率（3）脉冲当量（4）脉冲数量
3、数控机床CNC系统是（3）
（1）轮廓操纵系统
（2）动作顺序操纵系统（3）位置操纵系统（4）速度操纵系统
4、采纳DDA法加工第一象限的斜线，若偏差函数值大于零，规定刀具向
（1）方向移动。
（1）+X
（2）-X（3）+Y（4）-Y
5、数控机床有不同的运动形式，需要考虑关键与刀具相对运动关系和坐标系方向，编写程序时，采纳（4）的原则。
（1）刀具固定不动，工件移动
（2）铣削加工刀具固定不动，工件移动；车削加工刀具移动，工件固定
（3）分析机床运动关系后再依照实际情况两者的固定和移动关系（4）工件固定不动，刀具移动。
6、选择刀具起始点时应考虑（1，2）
（1）防止与工件或夹具干涉碰撞
（2）方便工件安装测量
（3）每把刀具刀尖在起始点重合（4）必须选在工件外侧。
7．数控机床伺服系统是以
（2）为直接操纵目标的自动操纵系统。
（1）机械运动速度
（2）机械位移（3）切削力（4）切削用量
8．指出下列哪些误差属于系统的稳态误差
（1）。
（1）定位误差
（2）跟随误差
（3）轮廓误差（4）定位误差和跟随误差
9、数控机床操纵介质是指（c）
A零件图样和加工程序单B穿孔带
C穿孔带、磁盘和磁带D光电阅读机
10、FMS是指（c）
A自动化工厂B计算机数控系统
C柔性制造系统D数控加工中心
11、进给功能字F后的数字表示（a）
A每分钟进给量（mm/min）B每秒钟进给量（mm/s）
C每转进给量（m/min）D螺纹螺距
12、逐点比较法加工第一象限的斜线，若偏差函数值小于零，规定刀具向（c）方向移动。
A+XB-XC+YD-Y
13、以下哪种措施不是用来减少数控机床的热变形（d）
A减少发热B操纵温升
C改善机床结构D提高机床的抗热性
14、预备功能字G90表示（c）
A预置功能B固定循环C绝对尺寸D增量尺寸
15、脉冲当量是（d）
A每个脉冲信号使伺服电机转过的角度
B每个脉冲信号使传动丝杠传过的角度
C数控装置输出脉冲数量
D每个脉冲信号使机床移动部件的位移量
16、辅助功能字M03（d）
A程序停止B冷却液开C主轴停止D主轴顺时针转动
简答题（每题5分）
1、数控机床的主传动系统有何特点？
答：
数控机床的主传动系统采纳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采纳合理的切削用量。
2、试论述数控机床的进给伺服系统是由哪几部分组成，它们分不的作用如何？
伺服系统常用的驱动元件是什么？
答：
由伺服驱动电路、伺服驱动装置、机械传动机构及执行部件四部分组成。
它的作用是：
接收数控系统发出的进给速度和位移指令信号，由伺服驱动电路作转换和放大后，经伺服驱动装置（直流、交流伺服电机，功率步进电机，电液脉冲马达等）和机械传动机构，驱动机床的工作台、主轴头架等执行部件实现工作进给和快速运动。
伺服系统常用的驱动元件是步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机。
3、简述数控车床采纳钢板焊接床身的缘故。
答：
采纳钢板焊接床身结构可采纳最有利于提高刚度的筋板布置形式，能充分发挥壁板和筋板的承裁及抵抗变形的作用；焊接结构还无需铸造结构所需的出砂口，有可能将基础件做成完全封闭的箱形结构；钢板的弹性模量E比铸铁的弹性模量E大几乎相差一倍。
因此，在结构相同时，E值大的材料刚度则高。
4、简述数控立铣床的坐标轴如何分布？
答：
Z轴为主轴轴线方向，其正方向是刀具远离工件的方向。
X轴面对工件看向右为正方向，Y轴可依照右手直角坐标系推断。
5、数控机床对导轨提出了哪些要求？
答：
导向精度、精度保持性、低速运动平稳性、结构简单工艺性好。
6、数控机床有何特点？
适应于加工何种类型的零件
答：
特点：
①对加工对象改型的适应性强②加工精度高③加工生产率高④减轻操作者的劳动强度⑤良好的经济效益⑥有利于生产治理的现代化⑦易于建立计算机通信网络
适用范围：
①多品种小批量生产的零件②结构比较复杂的零件③需要频繁改型的零件④价值昂贵，不同意报废的关键零件⑤需要最小生产周期的急需零件。
3．数控机床对伺服驱动系统有哪些要求？
答：
有以下要求；
（1）调速范围宽并有良好的稳定性，尤其是低速时的平稳性；
（2）负载特性硬，即使在低速时也应有足够的负载能力；
（3）动态响应速度快；
（4）高的位移情度；
（5）能够频繁地启动；
计算题（每题9分）
1．若加工第一象限直线OE，起点为O（0，0），终点为E（7，4），设累加器为3位，试按DDA法进行插补计算，并绘出插补轨迹图。
解：
将Xe＝7及Ye＝4化成二进制数Xe＝111B及Ye＝100B存放在Jvx及Jvy中，选寄存器容量为三位，则累加次数m＝23＝8。
插补运算过程如下表所示，插补轨迹见图3-24所示。
累加次数
溢出
溢出
1
000＋111＝111
0
000＋100＝100
0
2
111＋111＝110
1
100＋100＝000
1
3
110＋111＝101
1
000＋100＝100
0
4
101＋111＝100
1
100＋100＝000
1
5
100＋111＝011
1
000＋100＝100
0
6
011＋111＝010
1
100＋100＝000
1
7
010＋111＝001
1
000＋100＝100
0
8
001＋111＝000
1
100＋100＝000
1
2．步进电机转子有80个齿，采纳三相六拍通电方式，经丝杠螺母传动副驱动工作台做直线运动，滚珠丝杠导程为5mm，工作台移动最大速度为6mm/s，求：
●步进电机的步距角θ
●工作台的脉冲当量δ
●步进电机的最高工作频率f
答
五．论述题（每题9分）
1．什么缘故要对工件廓形进行拟合？
答：
由于大多数数控机床上只具备直线和圆弧插补，因此在连续操纵系统的数控机床上加工成形轮廓的工件时，都先要对工件廓形曲线进行拟合，代替原来的轮廓曲线，然后才能使用数控机床的G功能加工出所需的廓形曲线。
2．试画出框图讲明数控机床的工作原理。
答：
数控机床的工作原理如图所示。
首先将零件图纸的形状、尺寸和技术条件、加工工艺等按照规定的格式和代码，记录在输入介质上（例如穿孔带、磁带和软磁盘等），并输入数控装置。
数控装置由输入、信息处理和输出三部分构成。
输入介质通过输入单元（例如光电读带机）后，转换成能够识不的信息，由信息处理单元加以处理，再通过输出单元发出位置、速度等指令（脉冲信号）给伺服系统。
伺服系统的作用是今后自数控装置的各种指令，转换成机床移动部件运动。
反馈系统再将机床的实际位置、速度等参数检测出来，转换成电信号，输送到数控装置，使数控装置能够校核该机床实际位移情况是否与指令一致，并发出指令纠正所产生的误差。
关于一些高效率和加工精度较高的数控机床还有适应操纵系统，以补偿加工环境参数的变化。
编程题
1.使用刀具长度补偿和一般指令加工图1-1所示的零件中A、B、C三个孔。
程序清单：
N01G92X0Y0Z0；设定坐标系
N02G91G00X120.0Y80.0；定位到A点
N03G43Z-32.0T1H01；刀具快速到工进起点，刀具长度补偿
N04S600M03；主轴启动
N05G01Z-21.0F1000；加工A孔
N06G04P2000；孔底停留2秒
N07G00Z21.0；快速返回到工进起点
N08X30.0Y-50.0；定位到B
N09G01Z-38.0；加工B孔
N10G00Z38.0；快速返回到工进起点
N11X50.0Y30.0；定位到C孔
N12G01Z-25.0；加工C孔
N13G04P2000；孔底停留2秒钟
N14G00Z57.0H00；Z坐标返回到程序起点，取消刀补
N15X-200.0Y-60.0；X、Y坐标返回到程序起点
N16M05M09；主轴停止
N17M02；程序结束
2零件的车削加工程
程序清单：
N01G92X200.0Z350.0；起点坐标设定
N02G00X41.8Z292.0S31M03T11M08；移到刀路起点
N03G01X47.8Z289.0F15；倒角
N04U0W-59.0；切φ47.8圆
N05X50.0W0；切圆锥小头
N06X62.0W-60.0；切锥度
N07U0Z155.0；切φ62.0圆
N08X78.0W0；
N09X80.0W-1.0；倒角
N10U0W-19.0；切φ80.0圆
N11G02U0W-60.0I63.25K-30.0切圆弧
N12G01U0Z65.0；切φ80.0圆
N13X90.0W0；退刀
N14G00X200.0Z350.0M05T10M09；退回换刀点，主轴停
N15X51.0Z230.0S23M03T22M08；换刀，开主轴
N16G01X45.0W0F10；切退刀槽
N17G04U0.5；延迟
N18G01X51.0W0；退刀
N19G00X200.0Z350.0M05T20M09；到换刀位置，关主轴，换刀
N20X52.0Z296.0S22M03T33M08；换刀，开主轴
N21G78X47.2Z231.5F330.0；切螺纹，粗切
N22X46.6W-64.5；切螺纹，半精切1
N23X46.1W-64.5；切螺纹，半精切2
N24X45.8W-64.5；切螺纹，精切
N25G00X200.0Z350.0T30M02；退至起刀点
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