数控技术复习.docx

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1、数控技术总复习一. 选择题（15小题，30分）二. 填空题（10分）三. 判断题（10分）四. 简答题（20分，4个小题）五. 插补计算题（10分）六. 编程题（20分）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

2、、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.

3、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数控机床编制程序的一般步骤是什么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2；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；（2）采用绝对坐标编程，指出零件上各段所对应的程序段号;（

4、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

5、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一一资源分时共享、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？3-13 .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

6、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。）简述数控车床的对刀步骤。对刀的目的是什么？（1 ） MDI状态下写入选择1号刀T0101;（ 2 ）主轴旋转；（3 ）选择快速倍率到达工件端面 Z0;（4）平端面沿X方向退刀；（5）offset下选补正-形状，选定1号刀，输入Z0 值按测量软键；（6）对X轴；（7）车外圆；（8）沿Z轴退刀；（9）主轴停止旋转;（10）测量直径；（11）offset下选补正-形状，选定1号刀，输入测量直径值，按测 量软键。目的：是确定程序原点在机床坐标系中的位置名词解

7、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？ （插补功能）1-3.为什么数控系统的联动轴数越多，则控制越复杂？（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。）1-4.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。普通机床是人工过程，数控 机床是自动化过程）1-5.数控机床由哪几个部

8、分组成？（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。）1-6. 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？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。1-8.直线控制数控机床是否可以加工直线轮廓？（不可以，可以控制平行于坐标轴的直线）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?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

9、 统复杂高高1- 10.1-11.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？（普通机床 使用专用刀具、量具、而数控机床加工无须专用工艺装备，只须编程。）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？（不是，亦可用3轴控制2轴联动进行加工）车床: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。（假设工件不动，120N02 G01 X60 Y130 F100；60R30（1/4 圆弧）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?刀具远离工件的方向为正。

10、）2-4.什么是相对坐标编程？什么是绝对坐标编程？（相对坐标编程：编程的坐标值按增量值的方式给定的编程方法 绝对坐标编程：编程的坐标值按绝对坐标的方式给定的编程方法）2-5.从大类上分类，数控加工程序编制方法有哪两种？（手工编程、自动编程）2- 6. G00，G01，G02/G03, G04, G40,G41,G42,G43,G44, M00，M02,M03,M04,M05, M07,M08, M09, M302-7.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2轴运动，编程单位为mm，试编制该零件的加工程序。要求：（

11、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；（2）采用绝对坐标编程，指出零件上各段所对应的程序段号； 程序中有相应的M指令、S指令和刀补指令。00 X-15 Y-15；N01 G90 G17 G00 G41 X0 Y0 M03 S400 D01 M08；15150N03X120；N04 G02 X150 Y100 I0 J-30；N05 G01 Y50；N06 G03 X100 Y0 I50 J0；N07 G01 X0；N08 G00 G40 X-15 Y-15 M05 M09；N09 M30；如图所示板类零件，其厚度为10mm,需进行外轮廓的铣削精加工，精加工

12、余量为0.2mm。选择的立铣刀直径为20。试列表写出该零件轮廓的精加工程序，并加以注释。O0001程序代号N01 G00 G90 X120 Y60 Z50绝对值输入，快速进给到X120 Y60 Z50N02 X100 Y40 M03 M08 S500快速进给到X100 Y40切削液开，主轴正转，转速500r/minN03 Z-11快速向下进给到Z-11N04 G01 G41 X70 Y10 D012 F100 直线插补到 X70 Y10，刀具半径左补偿 D012=10mm,进给速度100mm/sN05 Y-10 直线插补到X70 Y-10N06 G02 X40 Y-40 R30 顺圆插补到 X

13、40 Y-40,半径为 30mmN07 G01 X-70 直线插补到 X-70 Y-40N08 Y40直线插补到X-70 Y40N09 X40直线插补到X40 Y40N10 G03 X70 Y10 R30 逆圆插补到 X70 Y10,半径为 30mmN11 G01 X85 直线插补到X85 Y10N12 G00 G40 X100 Y40快速进给到X100 Y40，取消刀具半径补偿N13 X120 Y60 Z50 快速进给到 X120 Y60 Z50N14 M30 程序结束，系统复位3- 1简述数控车床程序编制的特点答：在一个程序段中，根据被加工零件的图样标注尺寸，从编程方便出发，可以采用绝 对

14、值编程、增量值编程或二者混合编程。（1）由于车削零件的图纸尺寸和测量尺寸在X方向上都时直径值，所有在用绝对值编程 时，X通常以直径值表示。用增量值编程时，以径向实际位移量的二倍值编程。同时附 上方向符号，正向可省略。（3）车削加工的毛坯常用棒料或锻料，加工余量较大，所以数控装置常具备不同形式的固 定循环功能，可进行多次重复循环切削。（4）为了提高刀具耐用度并提高加工光洁度，车刀刀尖常磨成半径不大的圆弧。在编程时必须对刀具半径进行补偿。对具有刀具半径自动补偿的数控系统，可直接按轮 廓尺寸编程。而对于不具备半径自动补偿的功能的编程，需要人工求出假想刀尖或刀具 中心的运动轨迹，这种计算有时是相当繁琐

15、的。3- 2 复合循环指令 G71, G72, G73, G92,3-3 G71和G72的特点使用G71时，X方向进刀，精车路线是从右到左，因此G02与G03指令，和我们平 常的习惯正好一样。使用G72时，Z方向进刀，精车路线是从左到右，因此G02与G03指令互换，G02 与G03指令互换，G41与G42指令互换，和我们平常的习惯正好相反。4- 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。）4-2.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。）4-3.根据CNC装置硬件所含有的

16、CPU多少来分，可分为哪两大类系统？（单机系统、多机 系统）4-4. 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。)4-5简述数控系统的工作过程答：在CNC机床中，加工过程的人工操作均被数控系统所代替，CNC装置在硬件和系统软件 的支持下，执行输入的加工程序。具体的工作过程如下：(1)输入首先将被加工零件图上的几何信息和工艺参数数字化，即将刀具与工件的相 对运动轨迹，用按规定的代码和格式编成加工程序，然后将这些具有零件特征、控制参 数和刀具补偿数据的程序输入CNC装置中。(2) 译码经过校验和转换后的代码，含有零件的轮廓信息(线型、起点和终点坐标等、 加

17、工速度(F代码)和其它的一些辅助信息(M.S.T代码等)，全部存放在CNC装置的 内部存储器中，CNC装置按一个程序段为单位，根据一定的语言规则将其解释成计算机 能够识别的数据形式，这一过程称为译码。(3) 数据处理数据处理包括刀具补偿、进给方向判断、进给速度计算和机床辅助功能处 理等。处理后的数据以最直接、最方便的形式送入到工作寄存器，供插补运算使用。(4) 插补运算插补运算是根据数控语言G代码提供的轨迹类型(直线、顺圆或逆圆) 及所在的象限等选择合适的插补运算公式，通过相应的插补计算程序，在所提供的已知 起点和终点的轨迹上进行“数据点的密化”。(5) 位置控制位置控制是数控系统的重要组成部

18、分，它可由软件来实现，也可由硬件来 完成。在闭环系统中，通过位置检测装置检测位移量，同时发出反馈信号，将实际反馈 的位置与经计算机插补计算得出的理论位置进行比较，其差值经放大后去控制执行部 件，使其朝着消除偏差的方向运动。(6) I/O处理I/O处理主要是实现对机床的位置伺服控制和M.S.T等辅助功能的强电控 制。(7) 显示CNC系统的显示装置有显示器、报警器等，主要功能是为操作者提供方便， 显示的内容通常有：零件程序、刀具位置、机床状态、报警等多种参数。(8)诊断数控 系统中的诊断程序都具有联机和脱机诊断的功能。4-5.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

19、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？（位置控制级别最高。优先级安排的原则：1.控制指令高于管理指令2.译码、刀补、速 度预处理、插补、位控的优先级由低到高）4-6. 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？（从功能特征来看分为：控制系统和管理系统CNC装置的软件特点是：a.多任务与并行处理技术一一资源分时共享、并发处理和流水处理；b.实时性与优先抢占调度机制。）4-7.刀具半径补偿的意义何在？（1.可以简化程序，如粗、精加工用同一个程序只是修改D01中的偏置值2.减少编程人员的坐标计算3.使用不同的刀具时不用再编程，4.利用同一个程序可以完成

20、凸凹模具的加工）4-8.刀具半径补偿执行过程有哪三步？（建立过程、执行过程、取消过程）4-9. C刀补中，转接过渡形式有几种？（插入型、缩短型、伸长型）4-10.为什么在刀补建立和撤消过程中不能进行零件的加工？（会发生过切现象）4-11. 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？（B刀补：是圆弧过渡，读一条指令执行一条。拐角的插补需人工考虑。C刀补：是直线过渡，预读两条指令进行处理。拐角的插补系统自动进行。）4-12. CNC装置软件结构模式有哪几种？（前后台型、中断型、基于RTOS。）4-1.插补方法有哪两大类？（脉冲增量插补、数字增量插补。）4-2.逐点比较法加工圆弧，如果误

21、差函数大于零，则当前点在圆上、圆内还是圆外？（在圆外）4-3软件插补和硬件插补的原理相同，其作用都是根据给定的信息进行计算，在计算的过程中 不断向各坐标轴发出相互协调的进给脉冲，使数控机床按指定的轨迹运动。4-4数据采样插补的特点是插补运算分两步进行。第一步进行粗插补，第二步进行精插补、4-5前加减速控制是对合成速度即编程指令速度F进行控制；后加减速控制是对各运动轴分别进行加减速控 制。4-6逐点比较法是以折线逼近直线或圆弧曲线，它与给定的直线或圆弧之间的最大误差不超过一个脉冲当量 编程人员以工住图样上的某一点为原点建立的坐标系，称为编程坐标系，编程坐标系的原点称为编程零点。4-7伺服系统被看

22、作一个独立部分，与数控系统和机床本体并列为数控机床的三大组成部分。在第一象限插补直线段S,起点为坐标原点0（0,0），终点为A（6, 4）。试用逐点比较法进行插补，要求：列表填写插补计算过程；画出插补轨迹图。图插补轨迹解：刀具沿x、y轴应走的总步数为皿补闽= 6 + 4 = 10,插补运算过程见下表，插补轨迹如下图。（1分）图插补轨迹（4分）A(6t4)偏差判别进给方向新偏差计算终点判别F0=0+XF1=F0-Ye=0-4= -4SN=10-1=9F1=-40+XF3=F2-Ye=2-4= -2SN=8-1=7表：逐点比较插补运算过程（5分）F3=-20+XF5=F4-Ye=4-4= 0SN=

23、6-1=5F5=0+XF6=F5-Ye=0-4=-4SN=5-1=4F6=-40+YF7=F8+Xe=-4+6=2SN=4-1=3F7=2+XF8=F7-Ye=2-4= -2N=3-1=2F8=-20+XF10=F9-Ye=4-4= 0sN=1-1=0名词解释：数字控制：(Numerical Control NC)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：(Numerical Control Machine Tools)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。进给轴：数控机床的一个进给自由度。加工中心(MC)：

24、带有自动换刀装置的数控机床。CNC：计算机数控系统(Computer Numerical Control CNC)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。脉冲当量：单位脉冲下，进给伺服系统驱动元件所给的最小位移。并行处理：是指软件系统在同一时刻或同一时间间隔内完成两个或两个以上任务处理的 方法。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。主从结构：CNC装置上的多机系统，以一个CPU对资源有控制权，而其它CPU对资源无 控制权。