數(shù)控技術(shù)試題及答案

1、數(shù)控技術(shù)試題1. 欲用逐點比較法插補直線OA其起點坐標(biāo)為0(0,0),終點坐標(biāo)為A (Xe ,ye),其值為Xe = 5,*= 6,試寫出其直線插補運算過程，并繪岀其插補軌跡。解：由于待插補直線的起點坐標(biāo)為0(0, 0),終點坐標(biāo)為A (5, 6),采用總步數(shù)終點判別方法，總步數(shù) N=5+6=11。從坐標(biāo)原點開始插補，故此時偏差Fo =0，加工過程的運算節(jié)拍如下表所示：序號工作節(jié)拍第1拍：偏差判別第2拍：坐標(biāo)進(jìn)給第3拍：新偏差計算第4拍：終點判別1F0 0+XF1 = F°ye = 0 6 = 6N =11 1 = 102F1 <0+YF2 = F<| +xe= -6 +

2、 5 = -1N =10-1 = 93F2 £ 0+YF3 = F2 +x e = 1 + 5 = 4N =9-1 = 84F3手0+X卜4 =卜3 -ye=4-6 = -2N =8-1 = 75F4 <0+Y卜5 = F4 +xe=2+5 = 3N =7-1=66卜5>0+XF6 = F5 -ye= 3 -6 = -3N =6-1=57F6 <0+YF7 = F6 +xe= 3+5=2N =5-1 = 48卜7予0+XF$ = F? -ye=2 -6 = -4N =4-1 = 39+YF9 =+Xe= -4 + 5 =1N =3-1=210F9 >0+X卜1

3、0 =卜9 ye=16=5N =2-1 = 111F10 £ 0+Y卜11=卜10+ye = 5 十 5 = 0N =1-1= 06 丫A 6)插補軌跡如下圖所示：2.用數(shù)字積分(DDA插補法對圖示直線進(jìn)行插補運算，并在圖中畫出插補軌跡。解.總步數(shù)為4 + 3= 7步JVX (Xe)JRXX溢出JVY (Ye)JRYY溢出終點計數(shù)器1000011000000100100011011001100000101111001010010001100110111000001011100100100100011111101100000101101011101001000111011112104J

4、,班4,®3.某CNC機床采用絲桿螺母副驅(qū)動工作臺的直線進(jìn)給運動,絲桿與電機直接相連， 絲桿導(dǎo)程為10mm步進(jìn)電機每轉(zhuǎn)400步，工作臺的最高進(jìn)給速度為2.4m/min，求：1)系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量52)最高速進(jìn)給時的進(jìn)給脈沖頻率。解：步進(jìn)電機每轉(zhuǎn) 400步，即步距角為:，叫 0.9400(1)系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量為:ot0 9i «t110=0.025(mm)360360(2)設(shè)工作臺最高進(jìn)給速度 V時步進(jìn)電機的轉(zhuǎn)速為n轉(zhuǎn)每分鐘，對應(yīng)的進(jìn)給脈沖頻率為f. 則:V = n *i *tfn360 - 60624衛(wèi)= 1600(HZ)100.94.編寫車削加工程序，加工 ABCDEF部位的外

5、輪廓，直徑設(shè)定。解:N01 G92 X120 Z90N02 S300 M03N03 G90 G00 X30 Z-2 AN04 G01 Z-15 F20 BN05 G03 X60 Z-41 R30 -CN06 G01 Z-56-DN07 X80 Z-86-EN08 Z-101-FN09 G02 X114 Z-131 R35 -GN10 G00 X120 Z90 M025.用有關(guān)的循環(huán)加工指令(或簡單指令)加工尺寸如圖，其它參數(shù)合理自定。各程序段要求注釋。編程加工如圖所示零件的孔系， 程序原點選與機床原點重合，所有孔均為 G =10的鉆削加工。解：N01 G92 X0 Y0 Z0N02 S300

6、M03 M07N03 G99 G81 X30 Y-60 Z-43 R-27 F20-1N04 G98 Y-80N05 G99 G81 X50 Y-60 Z-43 R-27 F20N06 G98 Y-60N07 G99 G81 X70 Y-60 Z-43 R-27 F20N08 G98 Y-80孔 孔 孔 孔 孔 孔10000010110001000(3)V f30 602鈿)60、60 0.01048.用數(shù)控銃床加工如圖所示的輪廓ABCDEFG試按照教材中所學(xué)的代碼格式編制加工程序。要求:N09 G99 G81 X90 Y-60 Z-43 R-27 F207孑 LN10 G98 Y-608孔N

7、11 G99 G81 X110 Y-60 Z-43 R-27 F209 孔N12 G98 Y-8010孔N13 G00 X0 Y0 Z0 M05 M09N14 M026.用刀具半徑補償?shù)姆椒ň帉懲廨喞|削加工程序，工件形狀如圖所示，工件厚度5mm刀具路線等其它參數(shù)、坐標(biāo)系合理自定。要求考慮刀具半徑補償。各程序段要求注釋。解：設(shè)工件坐標(biāo)系原點位于工件上表面的R50圓心處選擇刀具半徑小于或等于 8mmN01 G92 X-150 Y-200 Z200N02 G00 Z-5 S300 M03N03 G01 G41 X-50 Y-100 D01 F150N04 Y0N05 G02 X50 R50N06

8、G01 Y-100N07 G01 X30N08 G01 Y-83N09 G03 X22 Y-75 R8N10 G01 X-227、 一采用三相六拍驅(qū)動方式的步進(jìn)電機，其轉(zhuǎn)子有80個齒，經(jīng)絲杠螺母副驅(qū)動工作臺作直線運動，絲杠的導(dǎo)程為5mm工作臺移動的最大速度為 30mm/s求:(1) 步進(jìn)電機的步距角；(2) 工作臺的脈沖當(dāng)量；(3)步進(jìn)電機的最高工作頻率解答：(1)；360 mZrc3603 80 2= 0.75(2)，丄二y =0。伽脈沖)360i360 1(1) 在給定坐標(biāo)系下用絕對坐標(biāo)方式編寫加工程序；(2) 坐標(biāo)原點為起刀點也為刀具終點；(3) 加工路徑為 A B C D E F G-

9、 A(4) 主軸轉(zhuǎn)速300r / min，進(jìn)給速度100mm7min，不考慮刀具直徑。Io20506070 SO X解：加工程序清單NGXYIJFSMEOBN010G90 G00X20Y20LFN020G01Y50F100S300M03 M08LFN030X50LFN040X60Y40LFN050X70LFN060G02X80Y30I0J10LFN070G01Y20LFN080X20LFN090G00X0Y0M05 M09 M02LF9.某數(shù)控機床的靜剛度 k=80N/ m機床系統(tǒng)的阻尼比 D=0.02，假定激振力的頻率 3為50Hz,若要求此時機床的動剛度kd> 64N/卩m,請計算機

10、床結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的固有頻率3 0解：根據(jù)公式：Kd=Q(1-入2)+4D2入2將各個數(shù)據(jù)代入求得：入1= 0.44入2=1.35 (舍去)由 入=3 / 3 0故 3 0= 3 / 入=50/0.44 = 114(Ft)因此若要求此時機床的動剛度Kd>64N/ m,則機床結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的固有頻率3 0>114 Hz10.AB是第一象限要加工的圓弧，圓弧的圓心在坐標(biāo)原點(0 , 0)，圓弧起點為A(0 , 3)，終點為B(3 , 0)，若脈沖當(dāng)量為1 ,用逐點比較法對該段圓弧進(jìn)行順圓插補。試完成下列問題：(1) 求岀需要的插補循環(huán)數(shù)總數(shù)；(2) 按下面給定表格形式表述完成插補計算過程，同時把刀具

11、進(jìn)給位置各點的坐標(biāo)值求岀列入;(3) 畫出刀具運動的軌跡圖。插補循環(huán)偏差判別進(jìn)給方向偏差計算及刀具運動位置坐標(biāo)值終占二八、判別01解：（1）求需要的插補循2環(huán)數(shù)總數(shù)：N=| Xb-Xa| + | YbYa|= 3+3= 6(2)插補計算過程插補循環(huán)偏差判別進(jìn)給方向偏差計算刀具運動位置坐標(biāo)值終點判別0F0=0X0=0,Y0=3I=0<N1F0=0-YF1=F0-2Y0+1=-5X1=0,Y1=2I=1<N2F1=-5+XF2=F1+2X1+1=-4X2=1,Y2=2I=2<N3F2=-4+XF3=F2+2X2+1=-1X3=2,Y3=2I=3<N4F3=-1+XF4=F3

12、+2X3+1=4X4=3,Y4=2I=4<N5F4=4-YF5=F4-2Y4+1=1X5=3,Y5=1I=5<N6F5=1-YF6=F5-2Y5+1=0X6=3,Y6=0I=6=N1. 試述脈沖增量法和數(shù)據(jù)采樣法在插補方法上的區(qū)別。答：1、按插補算法不同，有多種不同復(fù)雜程度的插補處理。一般按照插補結(jié)果，插補算法被分為脈沖增量插補法和數(shù)字采樣插補法兩大類。前者的插補結(jié)果是分配給各個軸的進(jìn)給脈沖序列；后者的插補結(jié)果是分配給各個軸的插補數(shù)據(jù)序列。1、簡述數(shù)控系統(tǒng)的插補概念。答：機床數(shù)控系統(tǒng)的核心技術(shù)是插補技術(shù)。在數(shù)控加工中，數(shù)控系統(tǒng)要解決控制刀具與工件運動軌跡的問題。在所需的路徑或輪廓上

13、的兩個已知點間，根據(jù)某一數(shù)學(xué)函數(shù)確定其中多個中間點位置坐標(biāo)值的運動過程稱為插補。數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)這些坐標(biāo)值控制刀具或工件的運動，實現(xiàn)數(shù)控加工。插補的實質(zhì)是根據(jù)有限的信息完成“數(shù)據(jù)密化”的工作。2、簡述數(shù)控開環(huán)、半閉環(huán)、閉環(huán)系統(tǒng)的區(qū)別。答：開環(huán)伺服系統(tǒng)即無位置反饋的系統(tǒng)，其驅(qū)動元件主要是功率步進(jìn)電機，其實質(zhì)是數(shù)字脈沖到角度位移的變換，它不用位置檢測元件實現(xiàn)定位，而是靠驅(qū)動裝置本身，轉(zhuǎn)過的角度正比于指令脈沖的個數(shù)，速度由進(jìn)給脈沖的頻率決定。開環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡答，易于控制，但精度差，低速不平穩(wěn)，高速扭矩小。一般用于輕載負(fù)載變化不大或經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機床上。閉環(huán)伺服系統(tǒng)是誤差控制隨動系統(tǒng)，該裝置測岀實際位移量或?qū)?/p>

14、際所處位置，并將測量值反饋給CNC裝置，與指令進(jìn)行比較，求得誤差，構(gòu)成閉環(huán)位置控制。閉環(huán)伺服系統(tǒng)是反饋控制，測量裝置精度很高，系統(tǒng)傳動鏈的誤差，環(huán)內(nèi)各元件的誤差以及運動中造成的誤差可以得到補償，大大提高了跟隨精度和定位精度。半閉環(huán)系統(tǒng)指位置檢測元件不直接安裝在進(jìn)給坐標(biāo)的最終運動部件上，而是中間經(jīng)過機械傳動部件的位置轉(zhuǎn)換，即坐標(biāo)運動的傳動鏈有一部分在位置閉環(huán)以外，在環(huán)外的傳動誤差沒有得到系統(tǒng)的補償，因而這種伺服系統(tǒng)的精度低于閉環(huán)系統(tǒng)。3、數(shù)據(jù)采樣插補的原理是什么？試對其插補精度進(jìn)行分析？答：插補采用的是軟件插補法，其輸出的插補結(jié)果不是脈沖，而是數(shù)據(jù)。數(shù)控系統(tǒng)定時地對位置檢測進(jìn)行采樣，采樣數(shù)據(jù)與

15、插補程序所產(chǎn)生的指令數(shù)據(jù)相比較后，得到位置偏差，經(jīng)伺服驅(qū)動控制伺服電動機。從插補過程實現(xiàn)的方式上來說有粗插補和精插補。粗插補采用軟件方法先將加工軌跡分割為線段，精插補采用硬件插補器將粗插補分割的線段進(jìn)一步密化數(shù)據(jù)點。粗、精插補相結(jié)合的方法對數(shù)控系統(tǒng)運算速度要求不高，并可節(jié)省存儲空間，且 響應(yīng)速度和分辨力都比較高。4、數(shù)控系統(tǒng)由哪幾個基本組成部分？各部分的基本功能是什么？答：數(shù)控系統(tǒng)一般由輸入/輸出裝置、數(shù)控裝置、驅(qū)動控制裝置、機床電器邏輯控制裝置四部分組成，機床本體為被控對象。輸入裝置將數(shù)控加工程序等各種信息輸入數(shù)控裝置，輸入內(nèi)容及數(shù)控系統(tǒng)的工作狀態(tài)可以通過輸出裝置觀察。數(shù)控裝置是數(shù)控系統(tǒng)的核

16、心。它的主要功能是：正確識別和解釋數(shù)控加工程序，對解釋結(jié)果進(jìn)行各種數(shù)據(jù)計算和邏輯 判斷處理，完成各種輸入、輸出任務(wù)。驅(qū)動控制裝置位于數(shù)控裝置和機床之間，包括進(jìn)給軸伺服驅(qū)動裝置和主軸驅(qū)動裝置，進(jìn)給軸伺服驅(qū)動裝置由位置控制 單元、速度控制單元、電動機和測量反饋單元等部分組成，它按照數(shù)控裝置發(fā)出的位置控制命令和速度控制命令正確驅(qū)動機床受控部件（如：機床移動部件和主軸頭等）機床電器邏輯控制裝置也位于數(shù)控裝置和機床之間，接受數(shù)控裝置發(fā)出的開關(guān)命令，主要完成機床主軸選速、起停和 方向控制功能，換刀功能，工件裝夾功能，冷卻、液壓、氣動、潤滑系統(tǒng)控制功能及其它機床輔助功能。其形式可以是繼電 器控制線路或可編程

17、序控制器（PLC）。5、數(shù)控機床對導(dǎo)軌有什么要求 ？答：（1）在工作及空載時有足夠的導(dǎo)向精度；（2）具有良好的摩擦磨損特性和低速運動平穩(wěn)性，無爬行現(xiàn)象；（3）具有足夠的剛度；（4）結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好。1、數(shù)控機床的組成部分包括（B ）A. 輸入輸出裝置、光電閱讀機、PLC裝置、伺服系統(tǒng)、多級齒輪變速系統(tǒng)、刀庫B. 輸入輸出裝置、CNC裝置、伺服系統(tǒng)、位置反饋系統(tǒng)、機械部件C. 輸入輸出裝置、PLC裝置、伺服系統(tǒng)、開環(huán)控制系統(tǒng)、機械部件D. 輸入輸出裝置、CNC裝置、多級齒輪變速系統(tǒng)、位置反饋系統(tǒng)、刀庫2、計算機數(shù)控系統(tǒng)的優(yōu)點不包括 （ C ）A. 利用軟件靈活改變數(shù)控系統(tǒng)功能，柔性高B. 充分

18、利用計算機技術(shù)及其外圍設(shè)備增強數(shù)控系統(tǒng)功能C. 數(shù)控系統(tǒng)功能靠硬件實現(xiàn)，可靠性高D. 系統(tǒng)性能價格比高，經(jīng)濟(jì)性好3、機床數(shù)控系統(tǒng)是一種（A 速度控制系統(tǒng)B 電流控制系統(tǒng) C 位置控制系統(tǒng)D 壓力控制系統(tǒng)4、 半閉環(huán)控制系統(tǒng)的傳感器裝在（ A ）A. 電機軸或絲杠軸端B 機床工作臺上 C 刀具主軸上D.工件主軸上5、步進(jìn)電動機多相通電可以 （ A ）A.減小步距角B 增大步距角C 提高電動機轉(zhuǎn)速D 往往能提高輸出轉(zhuǎn)矩6、用光柵位置傳感器測量機床位移，若光柵柵距為 0.01mm莫爾條紋移動數(shù)為1000個，若不采用細(xì)分技術(shù)則機床位移量為（ C ）A 0.1mmB . 1mmC . 10mmD . 1

19、00mm7、 所謂開環(huán)的數(shù)控伺服系統(tǒng)是指只有（ B ）A.測量實際位置輸出的反饋通道B 從指令位置輸入到位置輸出的前向通道C 開放的數(shù)控指令D 位置檢測元件8 FANUC 0i系列數(shù)控系統(tǒng)操作面板上用來顯示圖形的功能鍵為（C ）。A PRGRM B OPR/ALARM C AUX/GRAPH D OFFSET9. 數(shù)控系統(tǒng)所規(guī)定的最小設(shè)定單位就是（C ）A數(shù)控機床的運動精度B機床的加工精度C脈沖當(dāng)量D數(shù)控機床的傳動精度10、通常數(shù)控系統(tǒng)除了直線插補外，還有（B ）A正弦插補B 圓弧插補C 拋物線插補 D 多義線插補10.若數(shù)控沖床的快速進(jìn)給速度v=15m/min,快進(jìn)時步進(jìn)電動機的工作頻率f=

20、5000Hz,則脈沖當(dāng)量為（ C ）A.0.01mmB.0.02mmC.0.05mmD.0.1mm11.對步進(jìn)電機驅(qū)動系統(tǒng)，當(dāng)輸入一個脈沖后，通過機床傳動部件使工作臺相應(yīng)地移動一個（ D ）A.步距角B.導(dǎo)程C.螺距D.脈沖當(dāng)量12.脈沖增量插補法適用于（A ）A. 以步進(jìn)電機作為驅(qū)動元件的開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)B. 以直流電機作為驅(qū)動元件的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)C. 以交流電機作為驅(qū)動元件的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)D.以直線或交流電機作為驅(qū)動元件的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)13.采用開環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的機床上，通常不.安裝（D )A.伺服系統(tǒng)B.制動器C.數(shù)控系統(tǒng)D.位置檢測器件1、（ V）如果在數(shù)控車床上車削螺紋，該數(shù)控車床必須有主軸脈

21、沖編碼器，并處于工作狀態(tài)2、（ V ）數(shù)控車床加工中，若刀具需移動一個準(zhǔn)確的尺寸，則這個尺寸的正確性是依靠進(jìn)給伺服系統(tǒng)來保證的3、 （ X ）加工端面或直徑變化較大的工件時，若數(shù)控車床的主軸可伺服（即能無級變速），通常采用恒轉(zhuǎn)速車削。4、（ X ）數(shù)控機床伺服系統(tǒng)的作用是把來自數(shù)控裝置的脈沖信號轉(zhuǎn)換成機床移動部件的運動。5、（ X ）數(shù)控機床適于單件、小批生產(chǎn)形狀復(fù)雜的工件，不適合大批量加工。1. 數(shù)控機床是用數(shù)字化代碼來控制刀具與工件 的相對運動，從而完成零件的加工。2. 所謂“插補”就是指在一條已知起點和終點的曲線上進(jìn)行數(shù)據(jù)點的密化（或數(shù)據(jù)密化）的過程。3. 對刀操作就是確定工件坐標(biāo)系和機

22、床坐標(biāo)系之間關(guān)系的操作。4. 直流伺服電動機的控制特性是指其速度隨電壓變化的特性，而其機械特性是指其速度隨負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化的特性。5. 刀具在機床上的位置是由刀位點的位置來表示的。6. JB3051-82規(guī)定，數(shù)控機床坐標(biāo)軸和方向是基于工件 固定，刀具 移動。7. 數(shù)控機床上采用的導(dǎo)軌主要有靜壓導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌、塑料導(dǎo)軌三種形式。7. 用逐點比較法插補直線 0A其起點坐標(biāo)為 0（0, 0），終點坐標(biāo) A （5, 8），若采用插補的總步數(shù)作為終點減法計數(shù)器Je的初始值，即Je= 13_。在插補過程中，每進(jìn)給一步，計數(shù)器Je減1,當(dāng)Je= 2時，到達(dá)終點，停止插補。8. 數(shù)控機床一般由控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、測量裝置和機械本體五個部分組成。9. CNC系統(tǒng)軟件必須完成 管理和控制兩大任務(wù)。10. 步進(jìn)電機的“失步”現(xiàn)象有兩種表現(xiàn)形式，即丟步 和 越步14.在CNC軟件中資源分時共享要解決的問題是各任務(wù)何時占用CPU以及占用時間的長短，解決的辦法是循環(huán)輪流 和中斷優(yōu)先相結(jié)合。11. 數(shù)控機床伺服驅(qū)動系統(tǒng)是指以機床移動部件的位置 和 速度 作為控制量的自動控制系統(tǒng)，又稱為拖動系統(tǒng)。12. 若三相步進(jìn)電機（三相繞組分別為A、B、C）,請寫出三相六拍工作方式的通電順序：A AB- B BC C CA A （或者AAC C CB- B BA- A）13. 對于第四象限逆圓弧來