机床数控技术复习题2013

第一篇：机床数控技术复习题2013

《机床数控技术》复习题

一、填空

（1）CNC（MDI FMC FMS CIMS LCD DNC）是（）的缩写。

（3）零件轮廓的基点计算主要使用（计算法）和（CAD绘图查询法）

（4）数控机床加工程序的自动编制主要有（）和（）两种方法。

（5）采用直线段分割逼近曲线时，节点的计算方法主要有（）、（等步长法）和（）。

（6）数控车床的刀具补偿功能包括（刀具位置）补偿和（刀尖圆弧半径）补偿。

（7）CNC系统具备多种补偿功能，除了（刀具尺寸补偿）外，一般还具备丝杠的（滚珠丝杠螺距误差）补偿、（滚珠丝杠反向间隙）补偿。

（8）从CNC使用的CPU及结构来分，一般分为（）和（）两大类。

（9）多CPU结构的CNC系统的典型结构是（）和（）。

（10）CNC系统的软件结构的特点是（），（）和（）。

（11）目前CNC系统普遍采用的插补算法可分为两大类：（）和（）。

（12）常用的基准脉冲插补方法有（）和（）。

（13）常用的数据采样圆弧插补方法有（切线法（一阶DDA法），（弦线法（直接函数算法）），（割线法（二阶DDA算法）。

（14）数控机床的位置检测装置有（旋转变压器）、（磁栅）、（感应同步器）、（光栅尺）和（光电旋转编码器）。

（15）目前，大多数闭环数控机床采用的位置检测装置是（）、大多数半闭环数控机床采用的位置检测装置是（）。

（17）当光栅尺移动一个栅距d时，莫尔条纹的移动W是（）。

根据标尺光栅的材料，直线光栅有（玻璃投射光栅）和（金属反射光栅）两大类。

（18）绝对式旋转编码器的码盘有(二进制码盘)和（），后者可消除（）误差。

（19）旋转编码器可分为（绝对值式）和（脉冲增量式）两大类

*（20）SPWM变频器由（）、（滤波器）、（）和（SPWM控制电路）组成。

（21）步进电动机环形分配方法有（）和（）两大类。

*（22）步进电机的驱动电源有（单电压驱动电源）、（双电压斩波恒流驱动电源）（）（细分驱动电源）等。

（23）数控机床采用的步进电机通常有（）和（）两大类。

*（24）数控机床的进给用三相交流永磁同步电机上一般都装有增量式光电编码器，其主要作用是（）（）（）和（回参考点控制时的零位标志脉冲）。

（25）机床有级变速主传动的主轴转速通常按（）排列。

（26）现代数控机床采用的导轨主要有（），（）和（）三种类型

（27）加工中心的选刀方式很多，目前绝大多数采用（记忆式选刀）。

（28）与普通带传动相比，同步齿形带传动的优点是（）。

（29）数控车床回转刀架的换刀动作包括（（）、（）和（））三个主要动作。

（30）现代数控机床的塑料导轨可分为（）（）

（31）现代数控机床采用的滚动导轨主要有（）（）两种。

（32）常见的现代数控机床自动换刀装置主要是（）（）两种。

（33）加工中心的刀库类型很多，主要是(圆盘刀库)和(链式刀库)两种类型。1

（34）数控机床常用的回转工作台有（数控回转工作台）和（分度工作台）两种。数控回转工作台除了（分度和转位功能）外，还能实现（圆周伺服进给）功能。

（35）机床主传动的（“零传动”）由（电主轴（即内置电动机主轴））实现；数控机床进给系统的(“零传动”)由（直线电机）实现。

（36）CNC系统的主要工作过程依次是（输入程序和数据），（译码），（），（进给速度处理），（），（）。

现代数控装置与PLC、驱动装置等的连接一般采用（现场总线网）实现通讯连接。*（37）一般要求数控机床主轴转速在（）段为（），在（）段为（）。

（38）FANUC 0iT的G90/G92/G94/G70/G71/G72/G73的功能是（）

（39）FANUC 0iM的G80/G81/G82/G73/G83的功能是（）

*（40）现代CNC系统的插补功能实际上分为（）（）两个过程，前者采用（）法，每次插补一个（），后者采用（）法，输出（）。

二、名词解释（每题2~3分）

（1）数控机床的坐标系的原点和参考点

（2）计算机的中断处理

（3）逐点比较法插补

*（4）数据采样插补

（5）晶体管脉宽调制（PWM）

（6）正弦波脉宽调制（SPWM）

（7）多重中断型CNC系统软件结构

（8）矢量控制

（9）电主轴

（10）直线电机

（11）零件轮廓曲线的节点

（13）数控加工编程中的模态指令与非模态指令

（14）机床的静刚度和动刚度

(15)步进电机，反应式或混合式步进电机

（16）加工中心的记忆式选刀方式

（17）分度工作台和数控回转工作台

（18）基于Linux的开放式结构数控系统

（19）现场总线

（20）步进电机的环形分配器及其类型

三、回答下列问题

（1）简述数控机床的特点是什么？

（2）绘出CNC系统的一般结构框图。

（3）当前用于交流电机调速的通用变频器的特点是什么？

（4）简述SPWM变频器的功能。

（5）绘出三相异步交流电动机矢量控制的原理框图、说明其工作原理。（《机床电气控制技术》p267）

（6）当前数控机床主轴的调速方法有哪几种类型。

（7）简述滚珠丝杠的类型、主要支承形式的特点及应用。

*（8）什么是数控机床主轴的分段无级调速？特点是什么？

（9）什么是滚珠丝杠螺母副的轴向间隙？有哪几种常用的消隙和预紧方法？

（10）什么是数控车床的刀具补偿？如何建立数控车床刀具补偿数据？

（11）什么是步进电机、步进电机的脉冲分配器？步进电机驱动器的作用和类型？

（12）写出三

（五）相 步进的通电方式。

（13）CNC软件系统的特点和结构类型什么？什么是多重中断型CNC系统软件结构

（14）简述数控机床机械结构特点

（15）CNC位置控制的作用？

（16）简要说明三相永磁交流伺服电动机上安装的光电编码器的作用。

（17）数控车床上一般如何实现刀具补偿？

四、有三

（五）相步进电机，直接通过滚珠丝杠驱动工作台运行。

①已知步进电机转子齿数Z=100（80…..），采用三相六拍（三相三拍、五相五拍、五相十拍）通电方式，求该步进电机的步距角α；

② 已知电机轴上的带轮齿数Z1=20，丝杠导程S=6mm（。。），丝杠上的带轮

齿数Z2=30，求该坐标轴的脉冲当量δ；

③ 若工作台的运行速度V=4M/min等，求步进电机脉冲的输入频率f；

五、有交流伺服电机，通过同步带和滚珠丝杠驱动工作台运行。

已知电机上的光电编码器的精度为2000P/r，电机轴上的带轮齿数Z1=20，丝杠导程S=6mm，丝杠上的带轮齿数Z2=30，求该坐标轴的脉冲当量δ；

六、数控加工编程，作业题

（1）车加工，画出工件坐标系，编程用G50，刀具位置补偿，刀尖半径补偿，说明刀具类型，编号，刀具参数（如切断刀宽度）。

（2）铣加工，画出工件坐标系，编程使用G54，刀具半径补偿，长度补偿，说明刀具类型，编号，刀具参数（如铣刀直径等）。

第二篇：机床数控技术复习题2012

《机床数控技术》复习题

一、填空

（1）CNC（MDI FMC FMS CIMS LCD DNC）是（）的缩写。

（3）零件轮廓的基点计算主要使用（计算法）和（CAD绘图查询法）

（4）数控机床加工程序的自动编制主要有（）和（）两种方法。

（5）采用直线段分割逼近曲线时，节点的计算方法主要有（）、（等步长法）和（）。

（6）数控车床的刀具补偿功能包括（刀具位置）补偿和（刀尖圆弧半径）补偿。

（7）CNC系统具备多种补偿功能，除了刀具尺寸补偿外，一般还具备（滚珠丝杠螺距误差）补偿、（滚珠丝杠反向间隙）补偿。

（8）从CNC使用的CPU及结构来分，一般分为（）和（）两大类。

（9）多CPU结构的CNC系统的典型结构是（）和（）。

（10）CNC系统的软件结构的特点是（），（）和（）。

（11）目前CNC系统普遍采用的插补算法可分为两大类：（）和（）。

（12）常用的基准脉冲插补方法有（）和（），它们的插补误差是（）。

（13）常用的数据采样圆弧插补方法有（直线函数法（弦线法）），（扩展DDA法），（一阶递归函数法）和（二阶递归函数法）。

（14）数控机床的位置检测装置有（旋转变压器）、（磁栅）、（感应同步器）、（光栅尺）和（光电旋转编码器）。

（15）目前，大多数闭环数控机床采用的位置检测装置是（）、大多数半闭环数控机床采用的位置检测装置是（）。

（16）当光栅尺移动一个栅距d时，莫尔条纹的移动W是（）。

直线光栅有（玻璃投射光栅）和（金属反射光栅）两大类。

（17）旋转编码器可分为（绝对值式）和（脉冲增量式）两大类

（18）绝对式旋转编码器的码盘有(二进制码盘)和（），后者可消除（）误差。

（19）SPWM的主驱动电路由（）、（滤波器）、（）组成。

（20）步进电动机环形分配方法有（）和（）两大类。

（21）步进电机的驱动电源有（单电压驱动电源），（双电压驱动电源），（斩波恒流驱动电源）和（细分驱动电源）等。

（22）数控机床采用的步进电机通常有（）和（）两大类。

（23）数控机床进给用三相永磁同步电机主要由（三相定子绕组）,（永磁材料转子）和（编码器）组成。

（24）机床有级变速主传动的主轴转速通常按（）排列。

（25）数控机床采用的导轨主要有（），（）和（）。

（26）加工中心的选刀方式很多，目前绝大多数采用（记忆式选刀）。

（27）与普通带传动相比，同步齿形带传动的优点是（）。

（28）数控车床回转刀架的换刀动作包括（）、（）和（）三个主要动作。

（29）现代数控机床的塑料导轨可分为（聚四氟乙烯塑料带粘贴式）和（环氧树脂注塑式）。

（30）现代数控机床采用的滚动导轨主要有（），（），（）三种。

（31）常见的现代数控机床自动换刀装置主要是（数控车床的自动刀架）和（加工中心的自动换刀系统）两种。

（32）加工中心的自动换刀系统有（砖塔头式）和刀库式，刀库式有（机械手换刀式）和（无机械手换刀式）。

（33）加工中心的刀库类型很多，主要是(圆盘刀库)、(链式刀库)，还有（格子箱刀库）和(直线刀库)。

（34）数控铣镗床和铣镗加工中心的主轴具有自动夹刀装置和压缩空气喷头，前者的作用是（换刀时，松开刀柄，把用过的刀具拔出；然后夹紧新插入的刀柄），后者的作用是换刀时（要吹入压缩空气，对刀夹和刀柄进行清洁）。

（35）数控机床常用的回转工作台有（数控回转工作台）和（分度工作台）两种。

（36）数控回转工作台除了分度和转位功能外，还能实现（圆周伺服进给）功能。

（37）机床主传动的（“零传动”）可由（电主轴（即内置电动机主轴））实现；数控机床进给系统的(“零传动”)由（直线电机）实现。

（38）CNC系统的主要工作过程依次是（输入程序和数据），（译码），（），（进给速度处理），（），（）。

（39）数控装置与PLC、驱动装置等可采用（现场总线网）实现通讯连接。

（40）数控机床主轴的滚动轴承常采用（锥孔双列圆柱滚子轴承），（角接触球轴承）（双向推力角接触球轴承），（圆锥滚子轴承）等。

（41）大多数数控机床的主轴部件采用（滚动轴承），有的重型数控机床采用（液体静压轴承），高速高精度数控机床采用（气体静压轴承），（超高速数控机床）采用（磁力轴承）或（陶瓷滚动轴承）。

（42)数控机床的进给传动链中，将伺服进给电动机的旋转运动转换为（直线运动）的机构，主要是（滚珠丝杠螺母副），（大、重型或精密机床）也采用（液体静压丝杠螺母副）和（液体静压蜗杆蜗条副）。

(43)FANUC数控系统指令的（G81,G82,G83,G71,G72,G73,G70，G90,G92,G94)是（）指令。

二、名词解释（每题2~3分）

（1）数控机床的机床零点和参考点

（2）中断处理

（3）CNC装置的插补

（4）晶体管脉宽调制（PWM）

（5）正弦波脉宽调制（SPWM）

（7）电主轴

（8）直线电机

（9）零件轮廓曲线的节点

（10）数控加工编程中的模态指令与非模态指令

(11)步进电机，反应式或混合式步进电机

（12）加工中心的记忆式选刀方式

（13）分度工作台和数控回转工作台

（14）同步带

(15)逐点比较法，数字积分法，递归函数计算法

三、回答下列问题

（1）简述数控机床的特点？

（2）绘图说明CNC系统的零件加工控制流程。

（3）绘图说明CNC机床的组成。

（4）当前用于交流电机调速的通用变频器的特点是什么？

（5）什么是SPWM波调制？

（6）交流伺服电动机的矢量控制原理。

（7）当前数控机床主轴的调速方法有哪几种类型。

（8）简述滚珠丝杠的主要支承形式与特点。

（9）什么是数据采样插补？其插补精度如何？

（11）什么是滚珠丝杠螺母副的轴向间隙？有哪几种常用的消隙和预紧方法？

（12）数控机床刀具补偿原理是什么？

（13）写出三

（五）相 步进的通电方式。

（14）什么是多重中断型CNC系统软件结构

（15）简述数控机床机械结构的特点

（16）简述刀具半径补偿的优点？

四、有三

（五）相步进电机，直接通过滚珠丝杠驱动工作台运行。

①已知步进电机转子齿数Z=100（80…..），采用三相六拍（三相三拍、五相五拍、五相十拍）通电方式，求该步进电机的步距角α；

② 已知丝杠导程S=6（10....）mm，求该坐标轴的脉冲当量δ；③ 若工作台的运行速度V=4M/min等，求步进电机脉冲的输入频率f；

五、有交流伺服电机，通过同步带和滚珠丝杠驱动工作台运行。

已知电机上的光电编码器的精度为2000P/r，电机轴上的带轮齿数Z1=20，丝杠导程S=6mm，丝杠上的带轮齿数Z2=30，求该坐标轴的脉冲当量δ；

六、数控加工编程，作业题

（1）车加工，工件坐标系（G50），刀具位置补偿，刀具类型，编号，刀具参数（如切断刀宽度）。

（2）铣加工，工件坐标系(G54)，刀具半径补偿，长度补偿，刀具类型，编号，刀具参数（如铣刀直径等）。

第三篇：数控技术复习题

一、名词解释

NC：数控技术CNC：计算机数控DNC：分布式数控FMC：柔性制造单元FMS：柔性制造系统CIMS：计算机集成制造系统

MDI方式：将数控加工程序单上的内容通过数控装置上的键盘直接输入给数控装置。

点位控制：加工移动部件只能实现从一个位置到另一个位置的精确移动，在移动和定位过程中不进行任何加工，而且移动部件的运行路线并不影响加工孔距的精度。

点位直线控制：加工移动部件不仅能实现从一个位置到另一个位置的精确移动，而且能实现平行于坐标轴的直线切削加工运动及沿与坐标轴成45o的斜线进行切削加工，但不能沿任意斜率的直线进行切削加工。

轮廓控制系统：该系统可以使刀具和工件按平面直线、曲线或空间曲面轮廓进行相对运动，加工出任何形状的复杂零件。

插补：数控机床系统按照一定方法确定刀具运行轨迹的过程叫做插补。

步距角：步距角α与定子绕组的相数m、转子的齿数z及通电方式k有关，其关系式为α=360o/mzk，k为拍数和相数的比例系数，m相m拍时，k=1，m相2m拍时，k=2。

二、填空题

切削用量三要素：切削速度、进给量、背吃刀量。

数控工艺的特点：工艺详细、工序集中、多坐标联动加工。

刀具补偿功能包括：刀具半径补偿、刀具长度补偿。

常用的CNC的软件结构模式有：中断型结构模式、前后台型中断模式

多微处理器CNC的典型结构包括共享总线结构和共享存储结构。

脉冲编码器按编码的方式不同，可分为绝对式和增量式。

CNC系统软件的存放：EPROM内存；加工程序的存放：带后备电池的RAM.提高步进电机伺服系统精度的措施主要有：传动间隙补偿、螺距误差补偿、细分电路。

脉冲增量插补方式用于以步进电机为执行元件的进给伺服系统。

对于数控机床、磨床等工件旋转的机床，工件径向运动方向为X轴，刀具远离工件方向为+X方向。

一个转镗固定循环由6个动作顺序组成，在返回动作中，用G99指刀具返回参考面，G98指返回初始点。

编程时可将重复出现的程序段编成子程序，使用时可由主程序和其他子程序多次重复调用。

三、简答题

1、与传统机械加工方法相比，数控技术具有哪些特点？ 1）可以加工具有复杂型面的工件；2）加工精度高，质量稳定；3）生产率高；4）改善劳动条件；5）有利于生产管理现代化；6）数控加工是CAD/CAM技术和先进制造技术的基础。

2、数控加工的主要对象？1）多品种、单价小批量生产的零件或新产品试制中的零件；2）几何形状复杂的零件；3）精度及表面粗糙度要求高的零件；4）加工过程中需要进行多工序加工的零件；5）

数控技术复习题

用普通机床加工时，需要昂贵工装设备的零件。

3、数控系统的组成控制介质、输入装置、数控装置、伺服系统、执行部件、测量反馈装置。

4、数控装置的分类按数控装置类型分类：硬件式数控系统（NC系统）、软件式数控系统（CNC系统）；按运动方式分类：点位控制系统、点位置线控制系统、轮廓控制系统；按控制方式分类：开环控制系统（结构简单、运行平稳、成本低、价格低廉、使用维 修方便）、半闭环控制系统（结构简单、安装方便、稳定性能好、价格便宜、精度高于开环控制系统）、闭环控制系统（精度高、安装调试复杂、价格昂贵）； 按功能水平分类：高档数控系统、中档数控系统、低档数控系统；

按用途分类：金属切削类数控系统（数控车床、数控铣床、数控镗床、数控镗铣床）、金属成型类数控设备（数控折弯机、数控弯管机、数控压力机）、数控特种加工设备（数控切割机、数控电火花加工设备、数控激光加工设备）。

5、数控机床对刀具的材料有何基本要求？常用的刀具材料有哪些？

要求：高的硬度和耐磨性、足够的强度和韧性、良好的耐热性和导热性、良好的工艺性、良好的经济性。常用刀具材料：高度钢（普通高速钢、高性能高速钢）、硬质合金（K类即钨钴类、P类即钨钴钛类、M类即钨钴钛钽铌类）

6、基准脉冲插补和数据采样插补各有何特点？基准脉冲插补：每次插补结束只产生一个行程增量，以一个个脉冲的方式输入伺服电机，适用于以步进电机为驱动电机的开环数控系统； 数据采样插补：数控装置产生的不是单个脉冲，而是标准二进制字。

7、简述数据采样插补的特点及数据采样插补周期的选取原则？特点：数控装置产生的不是单个脉冲，而是标准二进制字。选取原则：1）与插补精度的关系，当F一定时，插补周期越小插补精度越高；2）与插补运算时间的关系，T(插补)＞T(运算周期)；3）与数据采样周期的关系，T(插

补)∝ n*T(采样)，n∈N+

;4)与位移寄存器容量的关系，数据增量＜寄存器容量；5）与系统固有频率的关系，插补运算应避开系统固有频率。

8、位置检测装置在数控系统中的作用是什么？数控机床对位置检测装置有何要求？作用：接受CNC装置发出的进给速度和位置指令信号，由伺服驱动电路进行一定的转换和放大后，经伺服驱动装置，驱动机床的工件台运动，同时由位置传感器检测执行机构的实际位置，并反馈给CNC装置，实现闭环驱动；要求：1）高可靠性和高抗干扰性；2）满足精度和速度要求；3）使用维护方便，适合机床运行环境；4）成本低。

9、伺服系统主要有哪些部分组成？各组成部分的主要功能是什么？数控机床的伺服系统的要求有哪些？ 1)控制器，控制器按照数控系统的给定值和反馈装置的实际运行值之差调节控制量；2）功率驱动装置，作为系统的主回路，一方面按空置量的大小将电网中的电能作用到电机上，调节电机转矩的大小，另一方面按电机的要求把恒压恒频的电网供电转

换为电机所需的交流电或直流电。3）检测反馈装置，测量工作台的位置和速度；4）伺服电机，在系统中用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。

要求：1）调节范围宽，低速转矩大； 2）精度要高；3）快速响应并无超调：4）稳定性好，可靠性高。

10、单微处理器结构和多微处理器结构各有何特点？单微处理器只有一个微处理器，以集中控制、分时处理数控装置中的各个任务，其他功能部件都需要通过总线与微处理器相连；多微处理器在一个数控系统中有两个或两个以上的微处理器，每个微处理器通过数据总线或通信方式进行连接，共享系统的功用存储器与I/O接口。

11、准备功能G代码的模态和非模态有什么区别？在程序中，模态代码一旦出现，其功能在后续程序中一直起作用，直到同一组的其他代码出现才终止；非模态代码的功能只能在它出现的程序段中起作用。

12、多微处理器数控系统的共享总线结构和共享存储器结构有何区别？共享总线结构：这种CNC把所有的带CPU或DMA（直接存储器存取）器件的主模块和不带CPU或DMA器件的各种RAM/ROM或I/O从模块都插在配有总线插座的机柜内，共享严格定义设计的标准系统总线。共享存储结构：在这这种结构中，采用多端口存储器来实现各微处理器之间的互连和通信，每个端口都配有一套数据、地址、控制线，以供端口访问。由多端口控制逻辑电路解决访问冲突。

13、简述莫尔条纹的形成原理及特点。形成原理：如果将指示光栅在其自身的平面内转过一个很小的角度后，这样两块光栅的刻线相交，当平行光线垂直照射标尺光栅时，则在相交区域出现明暗交替、间隔相等的粗大条纹，成为莫尔条纹。特点：1）莫尔条纹的移动量、移动方向与光栅的移动量及移动方向有对应的关系，光栅每移动一个栅距，莫尔条纹移动一个节距；2）莫尔条纹的放大作用W/d=1/θ，式中θ单位为rad（弧度）；3）莫尔条纹对光栅的局部误差具有误差平局作用。

第四篇：机床数控技术实习报告

机械电子工程专业（先进制造技术方向）

《机床数控技术》

实习报告

姓名： 何明元 学号： 020113200054 指导教师：

华北水利水电大学机械学院

2014年5月

一、实习目的

1.1了解数控车床的发展趋势

数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对国计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。当前数控车床呈现以下发展趋势。

1.高速、高精密化

高速、精密是机床发展永恒的目标。随着科学技术突飞猛进的发展，机电产品更新换代速度加快，对零件加工的精度和表面质量的要求也愈来愈高。为满足这个复杂多变市场的需求，当前机床正向高速切削、干切削和准干切削方向发展，加工精度也在不断地提高。另一方面，电主轴和直线电机的成功应用，陶瓷滚珠轴承、高精度大导程空心内冷和滚珠螺母强冷的低温高速滚珠丝杠副及带滚珠保持器的直线导轨副等机床功能部件的面市，也为机床向高速、精密发展创造了条件。

数控车床采用电主轴，取消了皮带、带轮和齿轮等环节，大大减少了主传动的转动惯量，提高了主轴动态响应速度和工作精度，彻底解决了主轴高速运转时皮带和带轮等传动的振动和噪声问题。采用电主轴结构可使主轴转速达到10000r/min以上。

直线电机驱动速度高，加减速特性好，有优越的响应特性和跟随精度。用直线电机作伺服驱动，省去了滚珠丝杠这一中间传动环节，消除了传动间隙(包括反向间隙)，运动惯量小，系统刚性好，在高速下能精密定位，从而极大地提高了伺服精度。

直线滚动导轨副，由于其具有各向间隙为零和非常小的滚动摩擦，磨损小，发热可忽略不计，有非常好的热稳定性，提高了全程的定位精度和重复定位精度。

通过直线电机和直线滚动导轨副的应用，可使机床的快速移动速度由目前的10～20m/mim提高到60～80m/min，甚至高达120m/min。2.高可靠性

数控机床的可靠性是数控机床产品质量的一项关键性指标。数控机床能否发挥其高性能、高精度和高效率，并获得良好的效益，关键取决于其可靠性的高低。3.数控车床设计CAD化、结构设计模块化

随着计算机应用的普及及软件技术的发展，CAD技术得到了广泛发展。CAD不仅可以替代人工完成繁琐的绘图工作，更重要的是可以进行设计方案选择和大件整机的静、动态特性分析、计算、预测及优化设计，可以对整机各工作部件进行动态模拟仿真。在模块化的基础上在设计阶段就可以看出产品的三维几何模型和逼真的色彩。采用CAD，还可以大大提高工作效率，提高设计的一次成功率，从而缩短试制周期，降低设计成本，提高市场竞争能力。

通过对机床部件进行模块化设计，不仅能减少重复性劳动，而且可以快速响应市场，缩短产品开发设计周期。4.功能复合化

功能复合化的目的是进一步提高机床的生产效率，使用于非加工辅助时间减至最少。通过功能的复合化，可以扩大机床的使用范围、提高效率，实现一机多用、一机多能，即一台数控车床既可以实现车削功能，也可以实现铣削加工；或在以铣为主的机床上也可以实现磨削加工。宝鸡机床厂已经研制成功的CX25Y数控车铣复合中心，该机床同时具有X、Z轴以及C轴和Y轴。通过C轴和Y轴，可以实现平面铣削和偏孔、槽的加工。该机床还配置有强动力刀架和副主轴。副主轴采用内藏式电主轴结构，通过数控系统可直接实现主、副主轴转速同步。该机床工件一次装夹即可完成全部加工，极大地提高了效率。5.智能化、网络化、柔性化和集成化

21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统。智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方面的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控等方面的内容，以方便系统的诊断及维修等。

网络化数控装备是近年来机床发展的一个热点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式，如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。

数控机床向柔性自动化系统发展的趋势是：从点(数控单机、加工中心和数控复合加工机床)、线(FMC、FMS、FTL、FML)向面(工段车间独立制造岛、FA)、体(CIMS、分布式网络集成制造系统)的方向发展，另一方面向注重应用性和经济性方向发展。柔性自动化技术是制造业适应动态市场需求及产品迅速更新的主要手段，是各国制造业发展的主流趋势，是先进制造领域的基础技术。其重点是以提高系统的可靠性、实用化为前提，以易于联网和集成为目标，注重加强单元技术的开拓和完善。CNC单机向高精度、高速度和高柔性方向发展。数控机床及其构成柔性制造系统能方便地与CAD、CAM、CAPP及MTS等联结，向信息集成方向发展。网络系统向开放、集成和智能化方向发展。

1.2掌握数控车床的基本构造

虽然数控车床种类较多，但一般均由车床主体、数控装置和伺服系统三大部分组成。图3是数控车床的基本组成方框图。

图3 数控车床的基本组成方框图

（1）车床主体

除了基本保持普通车床传统布局形式的部分经济型数控车床外，目前大部分数控车床均已通过专门设计并定型生产。

1）主轴与主轴箱

a）主轴 数控车床主轴的回转精度，直接影响到零件的加工精度；其功率大小、回转速度影响到加工的效率；其同步运行、自动变速及定向准停等要求，影响到车床的自动化程度。b）主轴箱 具有有级自动调速功能的数控车床，其主轴箱内的传动机构已经大大简化；具有无级自动调速(包括定向准停)的数控车床，起机械传动变速和变向作用的机构已经不复存在了，其主轴箱也成了“轴承座”及“润滑箱”的代名词；对于改造式(具有手动操作和自动控制加工双重功能)数控车床，则基本上保留其原有的主轴箱。2）导轨

数控车床的导轨是保证进给运动准确性的重要部件。它在很大程度上影响车床的刚度、精度及低速进给时的平稳性，是影响零件加工质量的重要因素之一。除部分数控车床仍沿用传统的滑动导轨(金属型)外，定型生产的数控车床已较多地采用贴塑导轨。这种新型滑动导轨的摩擦系数小，其耐磨性、耐腐蚀性及吸震性好，润滑条件也比较优越。3）机械传动机构

除了部分主轴箱内的齿轮传动等机构外，数控车床已在原普通车床传动链的基础上，作了大幅度的简化。如取消了挂轮箱、进给箱、溜板箱及其绝大部分传动机构，而仅保留了纵、横进给的螺旋传动机构，并在驱动电动机至丝杠间增设了(少数车床未增设)可消除其侧隙的齿轮副。

a）螺旋传动机构 数控车床中的螺旋副，是将驱动电动机所输出的旋转运动转换成刀架在纵、横方向上直线运动的运动副。构成螺旋传动机构的部件，一般为滚珠丝杠副，如图4所示。

如图4 滚珠丝杠副

1一螺母 2一丝杠 3一滚珠 4一滚珠循环装置

滚珠丝杠副的摩擦阻力小，可消除轴向间隙及预紧，故传动效率及精度高，运动稳定，动作灵敏。但结构较复杂，制造技术要求较高，所以成本也较高。另外，自行调整其间隙大小时，难度亦较大。

b）齿轮副。在较多数控车床的驱动机构中，其驱动电动机与进给丝杠间设置有一个简单的齿轮箱（架）。齿轮副的主要作用是，保证车床进给运动的脉冲当量符合要求，避免丝杠可能产生的轴向窜动对驱动电动机的不利影响。

4）自动转动刀架

除了车削中心采用随机换刀(带刀库)的自动换刀装置外，数控车床一般带有固定刀位的自动转位刀架，有的车床还带有各种形式的双刀架。5）检测反馈装置

检测反馈装置是数控车床的重要组成部分，对加工精度、生产效率和自动化程度有很大影响。检测装置包括位移检测装置和工件尺寸检测装置两大类，其中工件尺寸检测装置又分为机内尺寸检测装置和机外尺寸检测装置两种。工件尺寸检测装置仅在少量的高档数控车床上配用。6）对刀装置

除了极少数专用性质的数控车床外，普通数控车床几乎都采用了各种形式的自动转位刀架，以进行多刀车削。这样，每把刀的刀位点在刀架上安装的位置，或相对于车床固定原点的位置，都需要对刀、调整和测量，并以确认，以保证零件的加工质量。

（2）数控装置和伺服系统

数控车床与普通车床的主要区别就在于是否具有数控装置和伺服系统这两大部分。如果说，数控车床的检测装置相当于人的眼睛，那么，数控装置相当于人的大脑，伺服系统则相当于人的双手。这样，就不难看出这两大部分在数控车床中所处的重要位置了。a）数控装置

数控装置的核心是计算机及其软件，它在数控车床中起“指挥”作用：数控装置接收由加工程序送来的各种信息，并经处理和调配后，向驱动机构发出执行命令；在执行过程中，其驱动、检测等机构同时将有关信息反馈给数控装置，以便经处理后发出新的执行命令。b）伺服系统

伺服系统准确地执行数控装置发出的命令，通过驱动电路和执行元件（如步进电机等），完成数控装置所要求的各种位移。

2.数控车床的工作过程

数控车床的工作过程如图5所示。

图5 数控车床的工作过程

（1）首先根据零件加工图样进行工艺分析，确定加工方案、工艺参数和位移数据。

（2）用规定的程序代码和格式规则编写零件加工程序单；或用自动编程软件进行CAD/CAM工作，直接生成零件的加工程序文件。

（3）将加工程序的内容以代码形式完整记录在信息介质（如穿孔带或磁带）上。（4）通过阅读机把信息介质上的代码转变为电信号，并输送给数控装置。由手工编写的程序，可以通过数控机床的操作面板输入程序；由编程软件生成的程序，通过计算机的串行通信接口直接传输到数控机床的数控单元（MCU）。

（5）数控装置将所接受的信号进行一系列处理后，再将处理结果以脉冲信号形

式向伺服系统统发出执行的命令。

（6）伺服系统接到执行的信息指令后，立即驱动车床进给机构严格按照指令的要求进行位移，使车床自动完成相应零件的加工。

二、实习准备

2.1数控车床的基本操作系统

1）开机与关机操作

在机床主电源开关接通之前，操作者必须对机床的防护门等是否关闭、卡盘的夹持方向是否正确和油标的液面位置是否符合要求等进行安全检查。

合上机床主电源开关，机床工作灯亮，冷却风扇启动，润滑泵、液压泵启动；按下控制面板上的电源启动按钮画，CRT显示器上出现机床的初始位置坐标；检查机床总压力表显示压力是否正常。

2）返回参考点操作

在机床出现下列情况之一时，操作者必须进行返回机床参考点的操作：开始工作之前机床电源接通；机床停电后再次接通数控系统的电源；机床在急停信号或超程报警信号解除之后恢复工作。

返回参考点的操作步骤：①旋转方式选择开关“MODE SELECT”至“HOME”位置，进人回零方式；②按坐标轴选择按钮“JOG AXIS SELECT”的＋X或＋Z键选择一个所需移动的坐标轴；③旋转快速倍率修调开关设定返回参考点进给速度；④按下坐标轴正向运动按钮后放开，坐标运动自动保持到返回参考点，直到参考点指示灯亮时停止。

操作时注意：当滑板上的档块距离参考点开关的距离不足30mm时，要首先用“JOG”按钮使滑板向参考点的负方向移动，直到距离大于30mm停止点动，然后再返回参考点。

3)手动连续进给及断续进给

手动断续进给操作步骤：①旋转方式选择开关“MODE SELECT”至“JOGINC”，进入断续进给方式，并设置进给步长；②按坐标轴选择按钮“JOG AXIS SELECT”的X或Z键选择准备移动的坐标轴；③旋转快速倍率修调开关“FEEDRATE OVERRIDE”选择点动进给速率；④根据坐标轴运动的方向，按正方向或负方向按钮，各坐标便可实现点动进给。点动状态下，每按一次坐标进给键，进给部件移动一段距离。

手动连续进给操作步骤：旋转方式选择开关“MODE.SELECT”处于“JOG”位置时，选择运动轴，按正方向或负方向按钮，运动部件便在相应的坐标方向上连续运动，直到按钮松开时坐标轴才停止运动。

4）刀架的转位 装卸刀具、测量切削刀具的位置以及对工件进行试切削时，都要靠手动操作实现刀架的转位。其操作步骤如下：首先将“MODE”开关置于“JOG”位置；将“TOOL SELECTION”开关置于指定的刀具号位置；按下“T90”键，则回转刀架上的刀台顺时针转动到指定的刀位。

5）主轴手动操作

自动运行时主轴的转速、转向等均可在程序中用S功能和M功能指定。手动操作时要使主轴启动，必须用MDI方式设定主轴转速。当方式选择开关“MODE SELECT”处于“JOG”位置时可手动控制主轴的正转、反转和停止。调节主轴转

速修调开关“SPINDLE SPEED OVERRIDE”，对主轴转速进行倍率修调。按手动操作按钮CW、CCW、STOP控制主轴正转、反转、停止。

6）自动运行操作

机床的自动运行也称为机床的自动循环，自动运行前必须使各坐标轴返回参考点，并有结构完整的数控程序。

先将旋转方式选择开关“MODE SELECT”置于“AUTO”状态，进人自动运行方式；按程序键PRGRM，屏幕显示数控程序；按CURSOR键，光标移动至被选程序的程序头；按下循环启动按钮“CYCLE START”，则自动操作开始执行。

7）机床急停操作

机床在手动或自动运行中，一旦发现异常情况，应立即停止机床的运动。使用急停按钮或进给保持按钮中的任意一个均可使机床停止。

使用急停按钮。如果机床运行时按下急停按钮“E-STOP”，则机床进给运动和主轴运动会立即停止工作。待排除故障重新执行程序恢复机床的工作时，顺时针旋转该按钮，按下机床复位按钮复位后，进行手动返回机床参考点的操作。

使用进给保持按钮。如果机床在运行时按下进给保“FEED HOLD”按钮后，机床处于保持状态。待急停解除之后，按下循环启动按钮恢复机床运动状态，无需进行返回参考点的操作。

8）刀具偏置设定

刀具偏置设定包括刀具长度偏置量与刀具半径偏置量的设定。操作步骤：按功能键MENU OFSET进入偏置菜单；按软键TOOL，进入刀具偏置设定画面；移动光标到要输人或修改的偏置号；测量对刀点直径值，前加MX输入；以工件坐标原点处Z值前加MZ输入，按输入键INPUT。

9）程序的输入和编辑

当输入、编辑、检索程序时需将程序保护开关“PROGRAM PROTECT”打开，并将运行模式置于EDIT状态，显示模式置于PRGRM状态。

程序新建：键入程序名，按INSRT完成程序新建。程序调入：键入程序名，按INPUT完成程序调入。

程序输入：键入程序单元，按INSRT完成输入确认，按EOB程序段换行。程序编辑：按替换键ALTER、删除键DELET、退格键CAN等完成程序的修改编辑。

2.2了解数控车床的的代码及控制面板

数控车床可联动X、Z两个坐标轴，符合国际通用标准的笛卡尔右手直角坐标系。即：三个坐标轴X、Y、Z互相垂直，各坐标轴的方向符合右手法则。大拇指的方向为X轴正方向，食指为Y轴正方向，中指为Z轴正方向。数控机床永远假定工件静止而刀具运动，同时规定坐标轴的正方向总是指向增大工件与刀具之间距离的方向。

Z轴：为主轴回转轴线，向右远离工件方向为正方向，即纵向。X轴：数控车床X轴为径向水平线，向外为正方向，即横向。2.2.1数控代码规范 1）程序结构

ＮＣ程序由各个程序段组成，每个程序段执行一个加工步骤。程序段由若干个字组成，字由地址符和数值组成，地址符必须用大写字母，最后一个程序段包含程序结束符M02或M30。目前常用的是字地址可变程序段格式。

2）数控指令

数控指令包括准备功能指令（G功能）、辅助功能指令（M功能）、刀具功能指令（T功能）、主轴功能指令（S功能）、进给功能指令（F功能）。常用指令有：

G00 快速移动，模态

例如：G00X40Z50； G01 直线插补，模态

例如：G01X40Z-30； G02 顺时针圆弧插补，模态

例如：G02X40Z10R10； G03 逆时针圆弧插补，模态

例如：G03X40Z10I10K10； G04 暂停，单位毫秒 例如：G04P200 G18 ZX平面选择，数控车床缺省 G21 米制单位设定，缺省

G41/G42/G40 刀尖半径左补偿/刀尖半径右补偿/刀尖半径补偿取消 G54～G59 第一工件坐标系～第六工件坐标系指定

G32 单行程螺纹切削

例如：G32Z-10F1.5 G92 螺纹切削固定循环 例如：G92X32Z-20F1.5 G76 螺纹切削连续循环 例如：G76X50Z-20P3.68Q1.2F3 G90 外圆车削固定循环 例如：G90X20Z-20F80 G94 端面车削固定循环 例如：G94X20Z-20I-2F80 G71 外圆粗车连续循环 例如：G71U2R0.2 G71P50Q150U0.5W0.25F300 G72 端面粗车连续循环 例如：G72U2R0.2 G72P50Q150U0.5W0.25F300 G70 精车循环 例如：G70P50Q150F500 G94 进给率Ｆ，单位mm/min G95 进给率Ｆ，单位mm／r M00 程序停止

M02 程序结束

M03 主轴顺时针旋转 M04 主轴逆时针旋转 M05 主轴停止 M08 冷却液打开 M09 冷却液关闭

M06 更换刀具

例如：T1M06 M30 程序结束并返回

M98 调用子程序

例如 ：M98L2008P3；调用O2008子程序3次

M99 子程序结束

2.2.2数控系统控制面板

数控车床所提供的各种功能可以通过控制面板上的键盘操作得以实现。机床配备的数控系统不同其CRT/MDI控制面板的形式也不相同。CK6120数控铣床配备FANUC 0i-TD数控系统。下面介绍其各控制键功能。

1)主功能键

【POS】键：位置显示键。在CRT上显示机床现在的位置。

【PRGRM】键：程序键。在编辑方式，编辑和显示内存程序，显示MDI数据。【MENU OFSET】键：菜单设置键。刀具偏置数值的显示和设定。

【OPR ALARM】键：报警显示键。按此键显示报警号及报警提示。【DGNOS PARAM】键：参数设置键。设置数控系统参数。【AUX GRAPH】键：图象显示键。暂无功能。2)数据输人键

用来输人英文字母、数字及符号。常见功能有：G、M—指令；F—进给量；S—主轴转速； X、Y、Z—坐标； I、J、K—圆弧的圆心坐标；R—圆弧半径；T—刀具号或换刀指令；O—程序名；N—程序段号；0-9—数字等。

3)编辑键

【ALTER】键：修改键。在程序当前光标位置修改指令代码。【INSRT】键：插人键。在程序当前光标位置插人指令代码。【DELET】键：数据、程序段删除键。

【EOB】键：程序段结束键。又称程序段输入键、确认健、回车键。4）复位键

复位键【RESET】：按下此键，复位CNC系统。5)输人输出键 输入键【INPUT】：与外部设备通信时，按下此键，才能启动输入设备，开始输入数据到CNC内。

输出键【OUTPT START】：按下此键，CNC开始输出内存中的参数或程序到外部设备。

6）软键

软键即子功能键，其含义显示于当前屏幕上对应软键的位置，随主功能状态不同而各异。在某个主功能下可能有若干子功能，子功能往往以软键形式存在。

7）编辑辅助键

光标移动键【CURSOR】：用于在CRT页面上，一步步移动光标。↑：向前移动光标。↓：向后移动光标。

页面变换键【PAGE】：用于CRT屏幕选择不同的页面。↑：向前变换页面。↓：向后变换页面。

取消键【CAN】：按下此键，删除上一个输人的字符。8）运行模式选择旋扭：MODE SELECT 【HOME】：返回机床参考点模式 【JOG】：手动连续进给模式 【JOGINC】：手动断续进给模式 【EDIT】：程序编辑模式 【MDI】：手动数据输入模式 【STEP】：单步加工模式 【AUTO】：自动加工模式 9）进给速度倍率调节旋扭：用目前的进给速度乘上倍率得到实际进给速度。

主轴速度倍率调节旋扭：用目前的设定速度乘上倍率得到实际主轴转速。10)其它功能按键及旋扭：

【AXIS SELECT】旋扭：手动进给轴和方向选择旋扭。在JOG、JOGINC运行模式式时，选择手动进给轴和方向。

【ON】【OFF】键： CNC电源按钮。按下“ON”接通CNC电源；按下“OFF”断开CNC电源。

【E-STOP】键：急停按钮。当出现紧急情况时，按下此按钮，伺服进给及主

轴运转立即停止工作。

三、实习内容

数控车削加工及其编程举例--套筒零件数控车床加工编程

加工图3-1所示的套筒零件，毛坯直径为&phi。150mm、长为40mm，材料为Q235。3-1 套筒零件解：采用华中数控系统编程。加工图3-1所示的套筒零件，毛坯直径为φ150mm、为40mm，材料为Q235；未注倒角1×45°，其余Ra6.3；棱边倒钝。

3-1 套筒零件

解：采用华中数控系统编程。

表7-18 加工φ145mm外圆及φ112mm、φ98mm内孔的程序

程序

说明

%7111 程序名

N10 G92 X160 Z100 设置工件坐标系

N20 M03 S300

主轴正转，转速300r/min

N30 M06 T0202 换内孔车刀

N40 G90 G00 X95 Z5

快速定位到φ95mm直径，距端面5mm处

N50 G81 X150 Z0 F100 加工端面

N60 G80 X97.5 Z-35 F100

粗加工φ98mm内孔，留径向余量0.5mm N70 G00 X97

刀尖定位至φ97mm直径处

N75 G80 X105 Z-10.5 F100 精加工φ112mm

N80 G80 X111.5 Z-10.5 F100

粗加工φ112mm内孔，留径向余量0.5mm N90 G00 X116 Z1

快速定位到φ116mm直径，距端面1mm处

N100 G01 X112 Z-1 倒角1×45°

N100 Z-10

精加工φ112mm内也

N120 X100

精加工孔底平面

N130 X98 Z-11 倒角1×45°

N140 Z-34

精加工φ98mm内孔

N150 G00 X95

快速退刀到φ95mm直径处

N160 Z100 N170 X160 N175 T0200 清除刀偏

N180 M06 T0101 换加工外圆的正偏刀

N190 G00 X150 Z2

刀尖快速定位到φ150mm直径，距端面2mm处

N200 G80 X145 Z-15.5 F100 加工φ145mm外圆

N210 G00 X141 Z1

N220 G01 X147 Z-2 F100 倒角1×45°

N230 G00 X160 Z100

刀尖快速定位到φ160mm直径，距端面100mm处N210 T0100

清除刀偏

N215 M05 主轴停

N220 M02

程序结束

表3-1 加工φ120mm外圆及端面的程序

程序

说明

%7112 程序名

N10 G92 X160 Z100 设置工件坐标系

N20 M03 S500

主轴正转，转速500r/min N30 M06 T0101 45°端面车刀

N40 G90 G00 X95 Z5

快速定位到φ95mm直径，距端面5mm处

N50 G81 X130 Z0.5 F50 粗加工端面

N60 G00 X96 Z-2

快速定位到φ96mm直径，距端面2mm处

N70 G01 X100 Z0 F50 倒角1×45°

N80 X130 精修端面

N90 G00 X160 Z100

刀尖快速定位到φ160mm直径，距端面100mm处N95 T0100 清除刀偏

N100 M06 T0202 换加工外圆的正偏刀

N110 G00 X130 Z2

刀尖快速定位到φ130mm直径，距端面2mm处

N120 G80 X120.5 Z-18.5 F100

粗加工φ120mm外圆，留径向余量0.5mm N130 G00 X116 Z1

N140 G01 X120 Z-1 F100 倒角1×45°

N150 Z-16.5

粗加工φ120mm外圆

N160 G02 X124 Z-18.5 R2 加工R2圆孤

N170 G01 X143

精修轴肩面

N180 X147 Z20.5 倒角1×45°

N190 G00 X160 Z100

刀尖快速定位到φ160mm直径，距端面100mm处

N200 T0200 清除刀偏

N205 M05 主轴停

N210 M02 程序结束

夹φ120mm外圆，找正，加工φ145mm外圆及φ112mm、φ98mm内孔。所用刀具有外圆加工正偏刀（T01）、内孔车刀（T02）。加工工艺路线为：粗加工φ98mm的内孔→粗加工φ112mm的内孔→精加工φ98mm、φ112mm的内孔及孔底平面→加工φ145mm的外圆。加工程序见表7-18 夹φ112mm内孔，加工φ120mm的外圆及端面。所用刀具有45°端面刀（T01）、外圆加工正偏刀（T02）。加工工艺路线为：加工端面→加工φ120mm的外圆→加工R2圆弧及平面。加工程序见表3-1。

四、实习总结

时光如流水，三周时间转眼即逝，实习生活结束了。在实习过程中，老师耐心地给我们讲解数控软件上每个指令的使用，在老师的指导下，短短的半个月让我对数控系统有了更全面的认识，对数控有了更深的了解，经过这次实习，我们熟练掌握了数控程序的编程和数控加工操作，收获颇多。

实习就是把所学的理论知识运用到客观实际中去，使自己所学的理论知识有用武之地。只学不实践，所学的就等于零，理论应该与实践相结合，另一方面，实践可为以后找工作打基础，通过这段时间的实习，学到一些在课堂上学不到的东西。因为环境的不同，接触的人与事不同，从中所学的东西自然就不一样了。要学会从实践中学习，从学习中实践，而且在中国的经济飞速发展，又加入了世贸，国内外经济日趋变化，每天都不断有新的东西涌现，在拥有了越来越多的机会的同时，也有了更多的挑战，中国的经济越和外界接轨，对于人才的要求也越来越高，我们不只要学好课堂上所学到的知识，还要不断地从生活中，实践中学其他知识，不断地从各方面武装自己，才能在竞争中突出自己表现自己。

第五篇：2014数控技术复习题

数控技术复习题

1-1.什么是数控机床的数控加工程序？（零件加工的工作指令。）

1-2.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？ 1-3.为什么数控系统的联动轴数越多，则控制越复杂？（插补计算、指令输出、位控等。）1-4.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?（表面形成方法相同；实现自动化控制的原理和方法不同。）

1-5.数控机床由哪几个部分组成?（编程及程序载体、输入装置、CNC装置、伺服驱动系统、机床机械部件。）

1-6.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?（逼近处理、插补运算、指令输出。）

1-7.什么样控制特点的系统称为点位控制系统？ 1-8.直线控制数控机床是否可以加工直线轮廓? 1-9.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？

1-10.数控机床的输入装置有哪些?对应的数控程序介质有哪些? 1-11.为什么数控机床加工的生产准备周期比普通机床加工生产准备周期短?（无须专用工艺装备。）

1-12.数控机床最适用于哪些类型零件的加工？（复杂、高精、多种批量尤其是单件小批量。）

2-1.空间曲面加工是否一定要有三坐标联动? 2-2.试画出立式和卧式镗铣床、车床、外圆磨床的ISO标准坐标系。2-3.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? 2-4.什么是相对坐标编程？什么是绝对坐标编程？ 2-5.从大类上分类，数控加工程序编制方法有哪两种？

2-6.被加工零件如图所示，本工序为精加工，铣刀直径为16 mm，进给速度100mm/min，主轴转速为400r/min，不考虑Z轴运动，编程单位为mm，试编制该零件的加工程序。要求：

(1)从A点开始进入切削，刀具绕零件顺时针方向加工，加工完成后刀具回到起刀点； YY60120R30（1/4圆弧）130R5015O机AO工X150X

(2)采用绝对坐标编程，指出零件上各段所对应的程序段号； 15(3)程序中有相应的M指令、S指令和刀补指令。

3-1.CNC装置硬件由哪几个模块组成?各模块的作用分别是什么?（计算机主板和系统总线、显示、输入输出、存储、设备辅助控制接口、位置控制、功能接口。）3-2.设备辅助控制接口模块的信号处理有哪两大目的?（隔离、转换。）3-3.根据CNC装置硬件所含有的CPU多少来分，可分为哪两大类系统? 3-4.CNC装置中数据转换流程，按顺序有哪几个过程?（译码、刀补、速度预处理、插补、位控。）

3-5.在中断型软件结构中，位置控制、键盘输入、插补运算、通信这4个中断服务程序，哪一个安排为最高级别优先级？优先级安排的原则是什么? 3-6.CNC装置软件从功能特征来看分为哪两大类？CNC装置的软件特点是什么？如何实现？（a.多任务与并行处理技术——资源分时共享、并发处理和流水处理；b.实时性与优先抢占调度机制。）3-7.刀具半径补偿的意义何在？ 3-8.刀具半径补偿执行过程有哪三步? 3-9.C刀补中，转接过渡形式有几种? 3-10.已知转接段矢量夹角大小时，如何确定转接过渡形式? 3-11.为什么在刀补建立和撤消过程中不能进行零件的加工？

3-12.过切削现象发生在什么过渡形式的情况下?当圆弧加工的命令为什么样的组合时，会产生过切削现象? 3-13.绘出逐点比较法任一象限的直线或圆弧插补程序框图。

3-14.逐点比较法加工圆弧，如果误差函数大于零，则当前点在圆上、圆内还是圆外？ 3-15.B刀补和C刀补在连接线段、处理方法过渡形式上有何区别？

3-16.CNC装置软件结构模式有哪几种？（前后台型、中断型、基于RTOS。）3-17.插补方法有哪两大类?（脉冲增量插补、数字增量插补。）4-1.进给伺服系统的作用是什么？进给伺服系统的技术要求有哪些? 4-2.进给伺服系统由哪几部分组成?各部分功能是什么?

4-3.交（直）流伺服电机是否可以作为开环进给伺服系统的伺服驱动装置?为什么? 4-4.步进电机驱动器中，环行分配器的作用是什么？（控制施加到电机绕组的脉冲电源的相序。）

4-5.提高开环进给伺服系统精度的措施有哪些？（适当提高系统组成环节的精度、传动间隙补偿、螺距误差补偿。）

4-6.感应同步器绕组节距为2τ，感应电势的相位角变化机与滑尺相对于定尺移动的距离x的关系是机?（2:2x:机）

4-7.感应同步器在以鉴相或鉴幅方式工作时，滑尺两绕组的激磁电压的特点如何? 4-8.什么是进给伺服系统的调速范围? 4-9.脉冲编码器的输出有几相？试画出它们的波形，并说明它们各有何作用？ 4-10.解决交流伺服电机变频调速的技术关键问题是什么? 4-11.两轴联动的闭环系统，若两轴都存在跟随误差，且两轴的增益相等或不相等，则加工直线或圆弧时将产生什么样的误差? 4-12.一台五相步进电机，当采用五相五拍和五相十拍通电方式，其步距角为0.6°，则其转子齿数应分别是多少? 4-13.什么是数控机床的定位精度和伺服刚度？提高定位精度的措施有哪些？（静态下指令位置与实际位置的精确程度，负载力与稳态位置误差之比；提高k、减小FC、增大放大器增益、选力矩系数大的伺服电机。）

4-14.增大闭环进给伺服系统的增益有什么益处？系统增益是否越大越好? 4-15.数控回转工作台进给系统采用闭环控制时，位置检测元件安装在什么位置？ 4-16.设一步进电机驱动工作台的开环系统，已知步进电机经一对iz1/z2的齿轮减速后驱动丝杆使工作台作直线进给(如图所示)。已知丝杆的导程t(mm)，所选用的步进电机的最高工作频率fmax(Hz)，步进电机步距角为。

工作台z2步进电机

求：(1)当已知驱动的工作台最大速度Vmax时，满足系统要求的脉冲当量；(2)齿轮传动的传动比i。z1t5-1.数控机床的机械结构应具有良好的特性，主要包括哪些？（高的刚度和抗振性、好的热稳定性、好的低速平稳性、高的几何精度和传动精度。）5-2.何为爬行现象？防止爬行的措施最主要的有哪些? 5-3.内装电机主轴(电主轴)的主要缺点是什么? 5-4.数控机床常用丝杠螺母副是哪一种? 5-5.数控回转工作台有哪两种? 5-6.数控机床常用导轨有哪几种? 5-7.进给伺服系统的传动元件在调整时均需预紧，其主要目的什么？

5-8.分析题：三轴联动数控铣床，它的各进给轴采用半闭环控制，若假定X和Y轴在低速时有爬行现象，其临界爬行速度均为已知。若以进给速度v加工以原点为圆心的X-Y平面内的圆弧轮廓(或以原点为起点的各象限直线轮廓)，试定量分析，并用图示方法指出由于爬行导致产生轮廓加工误差的区间。

6-1.什么是自动换刀装置?(储备一定数量的刀具并完成刀具的自动交换功能的装置。)6-2.自动换刀装置的作用是什么？（缩短非切削时间，提高生产率，可使非切削时间减少到20％～30％；“工序集中”，扩大数控机床工艺范围，减少设备占地面积；提高加工精度。）

6-3.自动换刀装置的形式有哪几种?各有何应用场合和特点? 6-4.自动换刀装置的刀库的形式有哪几种? 各有何应用场合和特点? 6-5.什么是刀具交换装置?作用是什么?(实现刀库与机床主轴之间装卸与传递刀具的装置。)

6-6.交换装置的形式有哪几种? 各有何应用场合和特点?(刀库和主轴相对运动实现刀具交换；由机械手进行刀具交换。)

名词解释：

数字控制

数控机床

进给轴

加工中心(MC)DNC FMC FMS CIMS 脉冲当量

并行处理

插补

主从结构

MTBF MTTR 伺服系统

开环进给伺服系统

闭环(半闭环)进给伺服系统

系统增益

速度增益

PWM 预紧