数控机床复习题.docx
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数控机床复习题
1、数控机床程序编制的方法分为手工编程、自动编程两种。
2、数控系统只能接受数字信息，国际上广泛采用两种标准代码为G、M。
3、在铣削零件的内外轮廓表面时，为防止在刀具切入、切出时产生刀痕，应沿
轮廓___切向__方向切入、切出，而不应__法向_____方向切入、切出。
4、F指令用于指定
进给速度
，S指令用于指定
主轴转速
，
T指令用于指定
刀具
；其中F100表示
进给速度100mm/min
，
S800表示
主轴转速800r/min
。
5、编程常用指令中绝对尺寸用
G90
指令，增量尺寸用
G91
指令。
6、数控系统中指令
G40、G41、G42含义分别是取消刀具补偿
、
左刀
补
、
右刀补
。
7、数控系统中指令顺圆插补指令是
G02，逆圆插补指令是G03
。
9、数控系统中
M01、M02、M03指令的的功能分别是
暂停
、主轴停止
、
主轴正转
。
10、数控系统中G02、G03、G04指令的的功能分别是顺圆插补、逆圆
插补
、暂停
。
11、程序段G97M03S800的含义是
主轴正转转速800r/min
。
12、数控机床的三个原点是指
机床
、
工件
、
参考
。
13、在数控车床上,如刀具当前位置在点A（10，-20），执行程序段G98G01U20.0
W50.0F100后刀具将位于点B，则B点的绝对坐标为（
30
，30
）；
该程序段中F100表示的意义是：
进给速度100mm/min
。
14、M98、M99的含义分别是
调用子程序
、子程序结束
。
15、数控系统S1500、T0200指令含义分别是
主轴转速1500r/min
、0
号刀具02号补偿
。
16.数控机床按控制运动轨迹可分为
点位控制
、直线控制和
三维轮
廓控制
几种。
17.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。
18.数控机床实现插补运算较为成熟并为大多机床所具有的是
直线
插
补和圆弧
插补功能。
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19.与机床主轴重合或平行的刀具运动坐标轴为z轴，远离工件的刀具
运动方向为正方向。
20．光栅依不同制造方法有
反射
和
透射
两种。
1、数控机床1952
年出现至今，已经经历了两个阶段六个时代，这六个时代
的划分主要取决于控制机床的
数控系统
的发展。
2、数控机床的主要组成部件有输入输出设备、
数控装置
、
进给伺服系
统
、机床本体、
主轴伺服系统
、PLC等。
3、数控机床的可靠性很大程度上取决于
数控装置
，数控系统的精度和快
速性主要取决于
伺服系统
。
4、加工中心与一般数控机床结构上的区别是加工中心增加了一个刀库
和自动换刀装置，工艺上的区别是加工中心能实现
多工序集中加工
。
5、数控机床伺服系统按对被控量有无检测反馈装置可分为
开环和闭环
。
6、闭环系统根据测量反馈装置安放的部位不同又可分为：
半闭环和全闭环。
7、数控机床的核心部件是数控系统，神经中枢是数控装置。
8、CNC装置揷补算法有脉冲增量插补算法和数据采用插补算法。
9、逐点比较法插补过程中每处理一步都要经过的四个节拍分别是偏差判别、
坐标进给、偏差计算、终点判别。
10、进给伺服系统中实现信号放大的部件是伺服单元，实现数/模转换的是
执行元件。
12、滚珠丝杆螺母副是直线运动与回转运动能相互转换的传动装置。
13、数控机床主传动系统组成包括：
主轴电动机、主轴传动机构、主轴组件
等。
14、自动换刀系统由刀库和刀具交换装置组成。
15、数控机床组成部件中实现A/D转换的部件是检测反馈装置。
16、丝杆与螺母之间预紧后，可消除反向间隙，提高轴向传动刚度和定位精度
17、滚珠丝杆螺母副不能自锁，所以当丝杆立式使用时，应加制动装置。
19、CNC装置中实现插补运算的硬件部件是运算器。
20、数控机床组成部件中实现D/A转换的部件是驱动装置。
21、光电脉冲编码器是数控车床加工螺纹时必不可少的检测元件，常用于半闭环和开环控制的数控机床上。
22、超高速加工机床及精密制造数控机床进给驱动方式采用直线电动机控制系统，主轴传动采用主轴电动机直接驱动。
23自动换刀系统刀具交换方式有：
无机械手换刀和机械手换刀。
24、无机械手换刀是利用刀库与主轴之间的相对运动实
现刀具交换，换刀时先将用过的主轴上刀具送回刀库，再从刀库中取出新刀具。
25、加工程序包含的三大信息集合信息、工艺信息、
辅助信息
26、数控铣削加工零件周边轮廓、凹槽，应选择
立铣刀刀具。
27、数控铣削加工封闭的键槽，应选择
键槽刀
刀具。
28、数控机床Z坐标轴规定是传递
切削动力的主轴轴线
。
29、数控铣床坐标系原点一般设置在
X、Y、Z坐标轴正方向的极限位置
。
30、机床坐标系原点与编程坐标系原点的联系操作通过
对刀操作实现。
31、数控机床操作时对刀的目的是
确定工件原点在机床坐标系中的位置
。
32、数控机床通过
回参考点
操作建立机床坐标系。
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33、数控车床的坐标系原点一般在
三爪卡盘后端面与主轴轴线的交点处
。
34、数控铣削编程平面选择指令中，
G17选择
XY
平面，G18选择ZX
平面，G19选择YZ平面。
35、FANUC系统中的G54-G59含义是
工件坐标系偏移指令
。
36、数控铣削刀具选择：
刀具直径大小的选择要满足
R刀具≤
过渡圆弧半径
。
37、型腔零件的铣削加工路线有：
行切法
、环切法、先行切再环切一周。
38、顺、逆圆弧的判断：
沿着与圆弧所在平面
相垂直的轴的负方向
看，走
刀方向为顺时针时用G02，走刀方向为逆时针时用G03。
39、G02/G03XYIJ;
指令中I
J的含义是
圆心相对于圆弧起点的增量
坐标。
40、数控铣削圆弧指令中规定，圆弧的圆心角
α
≤180时，半径R取正值，
即用“+R”编程。
圆弧的圆心角α>180
时,R取负值,即用“-R”编程。
43、整圆编程一般不使用半径编程法
而用
圆心编程
法。
44、左刀补、右刀补判断：
沿
刀具走刀方向
看，刀具位于工件轮廓的
左
边，用G41指令，刀具位于工件轮廓的
右边
，用G42指令。
45、刀补建立过程要求起刀点与轮廓起始点间的垂直
距离应大于一个刀具半
径。
47、数控车削锥面的两种加工路线：
等距法走刀路线、不等距法走刀路线。
48、G71指令适用于零件外形轮廓在
X和Z
方向逐渐增大或减小的情况。
49、G71指令中的ns程序段只能定义X轴的运动，不能定义Z
轴
或同
时定义X、Z轴运动。
50、车外螺纹时，由于受车刀挤压会使螺纹大径尺寸胀大，
所以车螺纹前大径一
般应车得比基本尺寸小
0.2～0.4mm。
51、装夹外螺纹车刀时，刀尖位置一般应对准工件中心
，可根据
尾座顶尖
高度检查。
52、车刀刀尖角的对称中心线必须与工件轴线垂直，装刀时可用
样板
来对刀，刀头伸出不要过长，一般为刀杆厚度的
1.5倍左右。
53、数控车床上常用的螺纹切削方法有：
直进法、
斜进法
和交错切
削法等几种。
54、加工螺纹时，要求主轴转速与沿Z向的进给速度之间必须保持同步，由于机
床主轴机构存在加减速过程，所以加工螺纹时应预留出一定的导入和导出距离，通常δ1取（2～3）P，δ2取（1～2）P。
56、螺纹切削复合循环指令G76格式：
G76PmrαQ△dminRd；
G76X（u）＿Z（w）＿RiPkQ△dFL；
中k=0.6495P，X=D-1.3P（用D表示，D为螺纹大径）
57、数控铣床编程中G54～G59指令含义是工件坐标系偏移。
58、数控机床的加工精度和表面质量取决于脉冲当量的大小。
59、脉冲增量插补法输出的结果是脉冲。
使用于以步进电动机为
驱动装置的开环控制系统中。
60、G17指令选择的是XY平面，其垂直轴为Z轴。
61、数控系统的核心是数控装置。
62、数控机床的伺服驱动系统由___伺服单元____和_驱动装置_组成。
63、数控机床的联动轴数与控制轴数是不同的概念,可控轴数一般多于联动轴
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数。
64、DNC指的是直接数字控制。
68、数控装置的CMOSRAM中存放的是零件加工程序、机床参数、刀具参数等。
69、数控加工程序在零件程序存储器中是以数控内部码的形式存在。
70、数据采用插补法适用于以直流或交流伺服电动机为驱动装置的闭环或半闭环控制系统。
71、脉冲增量插补法适用于以步进电动机为驱动装置的开环控制系统。
72、伺服系统是CNC装置和机床的联系环节，其性能很大程度上决定了数控
机床的性能。
73、进给伺服系统的作用是：
信号放大和数/模转换。
74、数控机床电动机轴与丝杆轴的联接方式有：
齿轮联接和联轴节联接。
75、数控机床进给传动结构中实现运动转换（如旋转运动转换为直线运动）的部
件是滚珠丝杆螺母副。
76、主轴组件是数控机床的关键部件，其组成包括：
主轴的支撑、安装在主轴上的传动零件、主轴等。
对具有自动换刀功能的数控机床，为实现刀具在主轴上的
自动装卸与夹持，还必须有刀具的自动夹紧机构，主轴准停装置和主
轴孔的清理装置等。
脉冲编码器是一种旋转式的检测元件，可将角位移转变为数字脉冲输出，通过测量脉冲频率，也可用于转速测量，通常与驱动电动机同轴安装，按工作原理可分为接触式，光电式（精度最高，运用最多），电磁式。
按编码方式可分增量是和绝对式
光栅位置检测装置可分物理光栅（刻线细而密，用于光谱分析和光波波长的鉴定）和计量光波（较粗，用于数字检测系统）。
还可分为直线光栅（测量直线）和圆光栅（测量角位移）。
莫尔条纹的产生和特点：
若光源以平行光照射光栅时，由于挡光效应和光的衍射，则在两块与光栅线夹角的平行线相垂直的方向上，出现
了明暗交替，间隔相等的粗大条纹，称为莫尔干涉条纹。
其特点:
放大作用，平均效应，莫尔条纹的移动规律（与光栅移动成正比，光栅向左或移动，其向上或下移动）
二.名词解释
数控机床：
利用数字信息对机床运动轨迹和状态进行控制的机床。
数控技术：
用数字量及字符发出指令并实现自动控制的技术。
最小设定单位：
数控机床的数控系统发出一个脉冲指令后，经伺服系统的转换，放大，反馈后推动机床上的工件（或刀具）实际移动的最小位移量。
模态代码：
表示这种代码一经在一个程序段中指定，便保持有效到以后的程序段中出现同组的另一代码是才失效
步距角:
在没有减速齿轮的情况下,对于一个脉冲信号,转子所转过的机械角度。
矢量夹角：
是指两编程轨迹在交点处非加工侧的夹角。
插补：
机床数控系统依照一定方法确定刀具运动轨迹的过程
绝对坐标：
所有坐标点的坐标值均从某一固定坐标原点计量的坐标系。
相对坐标：
运动轨迹的终点是相对于起点的计量的坐标系。
机床坐标系：
机床上固有坐标系，并设有固定的坐标原点。
工件坐标系:
由编程人员以工件图纸上的某一固定点为原点所建立的坐标系，编程尺寸都按
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工件坐标系中的尺寸确定
多机系统：
整个CNC装置中有两个或两个以上的CPU，也就是系统中的某些功能模块自身
也带有CPU
主从结构：
只有一个CPU处于主导地位，其他CPU处于从属地位的结构
多主结构：
在该系统中有两个过两个以上的带CPU的功能部件对系统资源有控制或使用权
圆心矢量：
圆心指向起点的矢量。
脉冲当量：
数控机床每发出一个脉冲，坐标轴移动的距离。
定位精度：
指数控机床工作台或其他运动部件，实际运动位置和指令位置的一致程度，其不
一致的差量即为定位误差。
重复定位精度：
指在相同的操作方法和条件下，完成规定操作次数过程中得到结果的一致程
度。
可联动轴：
指数控装置控制几个伺服电机，同时驱动机床移动部件运动。
可控轴：
指数控装置可以控制的机床坐标轴。
插补：
是指根据给定的数学函数（如直线、圆弧），按照给定的进给速度要求，在理想的轮
廓起点和终点之间计算出一些中间点的一种方法。
加工中心：
在数控铣床的基础上配备刀库和自动换刀系统，就构成加工中心
FMC：
柔性制造单元NC：
数字控制；CNC计算机数字控制；
FMS：
柔性制造系统CIMS：
计算机集成制造系统
PLC：
可编程序控制器APC:
工件交换系统
伺服系统：
是指根据给定的数学函数（如直线、圆弧），按照给定的进给速度要求，在理想的轮廓起点和终点之间计算出一些中间点的一种方法。
伺服系统位移精度：
是指指令脉冲要求机床工作台进给的位移量和该指令脉冲经伺服系统转化为工作台实际位移量之间的符合程度。
两者误差愈小，位移精度愈高。
机械传动装置：
指将驱动源（电动机）的旋转运动转变为机床移动部件（如工作台）直线运
动的整个机械传动链。
组成包括：
减速机构（齿轮副），联轴节，滚珠丝杆螺母副，丝杆轴承，工作台等运动部件等。
零传动：
零传动是指取消了从电动机到工作台之间的一切中间机械传动环节，把机床进给传动链的长度缩短为零。
导向精度：
主要是指运动导轨沿支承导轨运动时，直线运动导轨的直线性及圆周导轨的真圆性，以及导轨同其他运动件之间相互位置的准确性。
数控机床由哪几部分组成？
数控机床的控制机制原理，数控机床的特点，数控加工表面的成形原理。
答：
组成部分：
1）数控系统2）伺服系统3）主传动系统4）强电控制系统5）辅助装置5）机床主体
数控机床的控制原理：
用数字化的信息来实现自动控制的，将与加工零件有关的信息--工件与刀具相对运动轨迹的尺寸参数切削加工的工艺参数，以及各种辅助操作等加工--用规定的文字，数字和符号组成的代码，按一定的格式编写成加工程序单，将加工程序通过控制介质输入到数控装置中，由数控装置经过分析处理后，发出各种与加工程序相对应的信号和指令控制机床进行自动加工。
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数控机床的特点：
1）能适应不同零件的自动加工2）生产效率和加工精度高、加工质量稳定3）能高效优质完成复杂型面零件的加工4）工序集中，一机多用5）数控机床是一种高技术的设备
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成形原理：
微小直线段逼近给定的圆弧
数控机床应用范围
（1）多品种，中小批量生产零件
（2）形状结构比较复杂的零件，（3）需要频繁改型的工件（4）需要最短生产周期的急需零件
数控机床按运动轨迹的特点可分为几类？
它们特点是什么？
答：
（1）点位控制数控机床：
要求保证点与点之间的准确定位（它只能控制行程的终点坐标，对于两点之间的运动轨迹不作严格要求；对于此类控制的钻孔加工机床，在刀具运动过程中，不进行切削加工）。
（2）直线控制数控机床：
不仅要求控制行程的终点坐标，还要保证在两点之间机床的刀具走的是一条直线，而且在走直线的过程中往往要进行切削。
（3）轮廓控制数控机床：
不仅要求控制行程的终点坐标值，还要保证两点之间的轨迹要按一定的曲线进行；即这种系统必须能够对两个或两个以上坐标方向的同时运动进行严格的连续控制。
简述数控编程的内容和步骤
答：
（1）分析被加工零件的零件图
（2）确定加工工艺过程（3）数值计算（4）编写程序单（5）输入数控系统（6）程序校验和首次试切
数控机床按伺服控制方式可分为几类？
它们之间有什么区别？
答：
开环、闭环、半闭环伺服系统数控机床
（1）开环：
这类机床没有来自位置传感器的反馈信号。
数控系统将零件程序处理后，输出数字指令后给伺服系统，驱动机床运动；其结构简单、较为经济、维护方便，但是速度及精度低，适于精度要求不高的中小型机床，多用于对旧机床的数控化改造。
（2）闭环：
这类机床上装有位置检测装置，直接对工件的位移量进行测量；其精度高，但系统设计和调整困难、结构复杂、成本高，主要用于一些精度要求很高的镗铣床、超精密车床、超精密铣床、加工中心等。
（3）半闭环：
这类数控机床采用安装在进给丝杠或电动机端头上的转角测量元件测量丝杠旋转角度，来间接获得位置反馈信息；可获得较为满意的精度和速度，大多数数控机床采用它，如数控车床、数控铣床和加工中心等。
何为加工路线？
加工路线确定原则有哪些？
答：
（1）在数控加工中，刀具的刀位点相对于工件运动的轨迹称为加工路线
（2）原则：
1）应保证被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率较高
2
）使数值计算简单
3
）使其最短
（刀位点是指刀具的单位基准点）
CNC装置的作用及优点是什么？
它有哪些功能？
作用：
指满足用户操作和机床控制要求的方法和手段。
主要功能：
控制功能、准备功能、插补功能和固定循环功能、进给功能、主轴功能、辅助功能、刀具管理功能、补偿功能、人机对话功能、自诊断功能、通信
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功能。
优点：
具有灵活性和通用性、数控功能丰富、可靠性高、使用维护方便、易于实现机电一体化。
常规的CNC系统软件有哪几种结构模式？
答：
中断型和前后台型
18.伺服系统有哪些部分组成？
作用是什么？
1由伺服驱动电路、伺服驱动装置、位置检测装置、机械传动机构，执行部件以及电气自动控制等部分组成
2作用：
控制机床执行部件运动的位移、方向和速度。
步进电机有哪些特点？
计算公式。
1、步进电动机受脉冲的控制，没有累积误差。
控制输入步进电动机的脉冲数就能控制位移量；改变通电频率可改变电动机的转速。
2、当停止送入脉冲，只要维持控制绕组的电流不变，电动机便停在某一位置上不动，不需要机械制动。
3、改变通电顺序可改变步进电动机的旋转方向。
4、步进电动机的缺点是效率低，拖动负载的能力不大，步距角不能太小，调速范围不大
计算公式：
α＝360°／mzk（m-绕组相数，z-转子齿数，单拍通电k=1双拍通电
k=2
何谓刀具半径补偿功能？
其主要用途是什么？
补偿功能：
根据编程轨迹和刀具偏置值，由CNC装置自动计算出刀具中心的运动轨迹，并控制刀具沿着这个轨迹运动的功能。
作用：
为了方便编程,可以用同意程序使用不同直径的的刀具或者是补偿刀具本身的公差和磨损,而且有的时候使用刀具中心编程会更简单一些!
简述机床坐标系及运动方向的规定
答：
标准的坐标系采用右手笛卡儿直角坐标系，这个坐标系的各个坐标轴与机床的主要导轨相平行；直角坐标系X、Y、Z三者的关系及其方向用右手定则判定；围绕X、Y、Z各轴回转的运动及其正方向+A、+B、+C分别用右手螺旋定则确定通常坐标轴命名或编程时，不论机床在加工中是刀具移动，还是被加工工件
移动，都一律假定被加工工件相对静止不动，而刀具在移动，即刀具相对运动的原则，并同时规定刀具远离工件的方向为坐标的正方向数控机床坐标系的原点与参考点时如何确定的？
答：
（1）原点时机床固有的，由生产厂家确定，不能随意改变，是其他坐标系和
机床内部参考点的出发点；不同的数控机床坐标系的原点也不同，数控车床的机床原点在主轴前端面的中心上，数控铣床和立式加工中心的机床原点，一般在机床的左前下方
（2）参考点也称基准点，是数控机床工作区确定的一个点，与机床原点有确定的尺寸关系，如数控车床的参考点在其原点的右下方
机床坐标系和工件坐标系有什么不同？
如何建立？
答：
机床坐标系时机床的基本坐标系；工件坐标系时用于工件几何图形上各几何要素的位置而建立的坐标系，是编程人员在编程时使用的。
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在恒线速度控制的车削过程中，为什么要限制主轴的最高转速/
答：
主轴的转速在工件不同截面上市变化的，为防止主轴转速过高而发生危险，在设置恒线速度前，可以将主轴最高转速设定在某一个最高值。
螺纹车削有哪些指令？
为什么螺纹车削时要留有引入量和超越量？
答：
（1）螺纹车削指令G32，螺纹车削循环指令G92
（2）保证加工精度和加工质量
为什么要进行刀具轨迹的补偿？
刀具补偿的实现要分哪三大步骤？
当某刀具磨损后，如何修改该刀具的补偿值？
答：
（1）刀架在换刀前一刀尖位置和更换新刀具的刀尖位置之间产生差异，以及由于刀具的安装误差、刀具磨损和刀具刀尖圆弧半径的存在等，在数控加工中必须利用刀具补偿功能给予补偿，才能加工出符合图样形状要求的零件。
（2）刀补的建立、刀补执行、刀补取消
（3）修改每把刀具在相应存储器中的数值
数控铣床坐标系原点一般设置在哪里？
数控铣床的参考点呢？
通过什么操作可建立机床坐标系？
数控铣床坐标系原点一般设置在X、Y、Z坐标轴正方向的极限位置。
数控铣床的参考点的位置是设置在X、Z轴的极限位置。
通过“回零”操作即可找到机床坐标系原点，建立机床坐标系。
数控铣床对刀的目的？
数控铣床对刀操作的目的：
是确定编程原点在机床坐标系中的坐标值。
数控铣床对刀的方法有哪几种？
（1）试切法；
（2）采用机外对刀仪进行X、Y、Z向对刀；
（3）机内对刀。
请写出滚珠丝杆螺母副的特点，作用
答：
（1）传动效率高，摩擦损失小；
（2）丝杆与螺母之间预紧后，可消除间隙，提高轴向传动刚度和定位精度；
（3）摩擦阻力小，低速无爬行现象，运动平稳；
（4）具有可逆性；
（5）不能自锁（丝杆立式使用时，应加制动装置）作用：
实现回转运动与直线运动相互转换
何谓开环，闭环系统？
开环：
在一个控制系统中系统的输入信号不受输出信号影响的控制系统，其驱动电动机主要是步进电动机。
闭环：
系统的输出量对系统的控制作用有直接影响的控制系统，输出量直接或间接地反馈到输入端，其驱动电动机主要是直流或交流伺服电机。
何谓插补原理？
所谓插补就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，这种方法称为插补原理。
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