（精選）數(shù)控技術(shù)課后題答案

1、第一章?1. 什么叫機(jī)床的數(shù)字控制？ 什么是數(shù)控機(jī)床？ 機(jī)床的數(shù)字控制原理是什么？答：數(shù)字控制是一種借助數(shù)字、字符或其它符號(hào)對(duì)某一工作過(guò)程(如加工、測(cè)量、裝配等)進(jìn)行可編程控制的自動(dòng)化方法。數(shù)控機(jī)床是采用數(shù)字控制技術(shù)對(duì)機(jī)床的加工過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)控制的一類機(jī)床。是數(shù)控技術(shù)典型應(yīng)用的例子。數(shù)控機(jī)床在加工零件時(shí)，首先是根據(jù)零件加工圖樣進(jìn)行工藝分析，確定加工方案、工藝參數(shù)和位移數(shù)據(jù)；其次是編制零件的數(shù)控加工程序，然后將數(shù)控程序輸入到數(shù)控裝置，再由數(shù)控裝置控制機(jī)床主運(yùn)動(dòng)的變速、啟停、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向、速度和位移的大小，以及其他諸如刀具選擇交換、工件夾緊松開(kāi)、路程和參數(shù)進(jìn)行工作，從而加工出形狀、尺寸與精度符合要求

2、的零件。?2. 什么叫點(diǎn)位控制、直線控制和輪廓控制？答：點(diǎn)位控制是控制點(diǎn)到點(diǎn)的距離。只是要求嚴(yán)格控制點(diǎn)到點(diǎn)之間的距離，而與所走的路徑無(wú)關(guān)。直線控制是不僅控制點(diǎn)到點(diǎn)的距離，還要控制這兩點(diǎn)之間的移動(dòng)速度和路線，使之沿坐標(biāo)平行或成45°的方向運(yùn)動(dòng)。也就是說(shuō)同時(shí)控制的坐標(biāo)只有一個(gè)。 輪廓加工控制是控制輪廓加工，實(shí)時(shí)控制位移和速度。它的特點(diǎn)是能夠?qū)蓚€(gè)或兩個(gè)以上的運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的位移和速度同時(shí)進(jìn)行連續(xù)地相關(guān)控制，使合成的平面或空間運(yùn)動(dòng)軌跡能滿足輪廓曲線和曲面加工的要求?？刂七^(guò)程中不僅對(duì)坐標(biāo)的移動(dòng)量進(jìn)行控制，而且對(duì)各坐標(biāo)的速度及它們之間比率都要行嚴(yán)格控制，以便加工出給定的軌跡。?3. 簡(jiǎn)述數(shù)控機(jī)床是如

3、何分類的？答：按伺服系統(tǒng)的類型分：開(kāi)環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床、閉環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床、半閉環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床。按工藝方法分： 金屬切削類數(shù)控機(jī)床、金屬成型類及特種加工類數(shù)控機(jī)床。按功能水平分：低檔數(shù)控機(jī)床；中檔數(shù)控機(jī)床；高檔數(shù)控機(jī)床。?4.什么叫CNC？答：以計(jì)算機(jī)為核心的數(shù)控系統(tǒng)。第二章?1.數(shù)控程序和程序段的格式是什么？包括哪幾類指令代碼？答：從數(shù)控系統(tǒng)外部輸入的，根據(jù)被加工零件的圖紙及其技術(shù)要求、工藝要求等切削加工的必要信息，按數(shù)控系統(tǒng)所規(guī)定的指令和格式編制并直接用于加工的程序，就是數(shù)控加工程序，簡(jiǎn)稱為數(shù)控程序。程序段格式是指一個(gè)程序段中字、字符、數(shù)據(jù)的書寫規(guī)則。準(zhǔn)備機(jī)能（G代碼）、輔助機(jī)能（M代碼）

4、、進(jìn)給功能（F）、主軸功能（S）和刀具功能（T）。 ?2.準(zhǔn)備功能G有哪幾種功用？答：用于建立機(jī)床的加工機(jī)能，它是使數(shù)控機(jī)床作好某種操作準(zhǔn)備的指令，其中：(1) G00 ：點(diǎn)定位，以最大進(jìn)給速度移動(dòng)到指定位置。(2) G01 ：直線插補(bǔ)。 (3) G02 ：順時(shí)針?lè)较驁A弧插補(bǔ)。 (4) G03 ：逆時(shí)針?lè)较驁A弧插補(bǔ)。 (5) G04 ：暫停。 (6) G06 ：拋物線插補(bǔ)。(7) G08 ：加速。 (8) G09 ：減速。 (9) G17 G19 ：平面選擇。 (10) G33 G35 ：指定螺紋切削方式。 (11) G40 G42 ：指定工具直徑補(bǔ)償方式。 (12) G43 G52 ：工具偏

5、置。 (13) G80 G89 ：固定循環(huán)。 (14) G90 ：絕對(duì)尺寸。 (15) G91 ：增量尺寸。 (16) G92 ：預(yù)置寄存。 (17) G93 ：時(shí)間倒數(shù)、進(jìn)給率。 (18) G94 ：每分鐘進(jìn)給。 (19) G95 ：主鈾每轉(zhuǎn)進(jìn)給。此外還有一些不指定代碼和永不指定代碼。?3.插補(bǔ)指令有幾種？速度代碼有幾種？有關(guān)坐標(biāo)系的指令有幾種？答：插補(bǔ)功能G代碼：（1）定位（快速）指令（G00）：程序格式為：G00 X_ Y_ Z_；（2）單方向定位指令（G60）：其指令格式為：G60 X_ Y_ Z_；（3）直線插補(bǔ)指令（G01）：程序格式為：G01 X_ Y_ Z_ F_；（4）圓弧插

6、補(bǔ)指令（G02、G03）：程序格式為： （5）螺旋線插補(bǔ)指令：程序格式為： （6）螺紋切削指令（G33）：其指令格式為：G33 Z_ F_ 。切削速度控制G代碼：（1）準(zhǔn)確停止指令（G09）：其指令格式為：G09 X_ Y_ Z_；（2）準(zhǔn)確停止方式指令(G61)：其指令格式為：G61；（3）切削方式指令（G64）：其指令格式為： G64；（4）攻絲方式指令（G63）：其指令格式為：G63；（5）自動(dòng)拐角倍率指令（G62）；（6）暫停指令（G04）：其指令格式為： G04 X_；或 G04 P_；與坐標(biāo)系有關(guān)的G代碼：（1）選擇機(jī)床坐標(biāo)系指令（G53）：G53 XY；（2）工件坐標(biāo)系設(shè)定指令(

7、G92)：G92 X400. Z250.；（3）選擇工件坐標(biāo)系指令（G54G59）；（4）坐標(biāo)平面設(shè)定指令（G17，G18，G19）。?4.補(bǔ)償功能指令、主軸功能指令和刀具功能指令各有哪幾種，各使用在什么場(chǎng)合？答：補(bǔ)償功能G代碼：（1）刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償指令（G43、G44、G49）：程序格式為G43（G44）Z_ H_；（2）刀具偏移指令：G45 X_ Y_ Z_ D_；增加一個(gè)刀具偏移量的移動(dòng)距離； G46X_ Y_ Z_ D_；減少一個(gè)刀具偏移量的移動(dòng)距離； G47 X_ Y_ Z_ D_；增加二個(gè)刀具偏移量的移動(dòng)距離； G48 X_ Y_ Z_ D_；減少二個(gè)刀具偏移量的移動(dòng)距離；（3）刀具

8、半徑補(bǔ)償C指令：左刀補(bǔ)：G00（或G01）G41 X_ Y_ D_；右刀補(bǔ)：G00（或G01）G42 X_ Y_ D_；撤消刀補(bǔ)指令為G40。其指令格式為： G40；（4）拐角圓弧插補(bǔ)指令（G39）：其指令格式為： G39；（5）刀尖R補(bǔ)償指令（G40G42）。M03、M04和M05主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止；M19主軸定向停止，主軸停止在預(yù)定位置上。M06換刀指令。?5.鉆、鏜削固定循環(huán)和車削固定循環(huán)各有哪幾種？其指令格式、應(yīng)用場(chǎng)合是什么？答：鉆鏜類固定循環(huán)指令(G73、G74、G76、G80G89)1）高速深孔鉆削循環(huán)（G73）：G73 X_Y_Z_R_Q_F_K_；該固定循環(huán)用于Z軸的間歇進(jìn)給

9、。2）左旋螺紋攻絲循環(huán)（G74）：G74X_Y_Z_R_P_F_K_；左旋攻螺紋時(shí)主軸反轉(zhuǎn)，刀具按每轉(zhuǎn)進(jìn)給量進(jìn)給。刀具到達(dá)孔底時(shí)，程序暫停，主軸正轉(zhuǎn)，然后以反向進(jìn)給速度退回。刀具到達(dá)R點(diǎn)平面后進(jìn)給暫停，主軸轉(zhuǎn)向變?yōu)榉崔D(zhuǎn)。 3）精密鏜孔循環(huán)（G76）：G76 X_Y_Z_R_Q_P_F_K_；精鏜時(shí)，主軸正轉(zhuǎn)，并進(jìn)行快進(jìn)和工進(jìn)鏜孔。刀尖在到達(dá)孔底時(shí)，進(jìn)給暫停、主軸定向停并向刀尖反方向移動(dòng)，然后快速退刀。4）鉆削循環(huán)（G81）：G81 X_Y_Z_R_F_K_；這個(gè)固定循環(huán)指令用于是通常的通孔鉆削加工。5）鉆、鏜階梯孔循環(huán)（G82）：G82X_Y_Z_R_P_F_K_；此指令主要用于加工盲孔，以提

10、高孔深精度。6）深孔加工循環(huán)（G83）：G83 X_Y_Z_R_Q_F_K_。7）攻螺紋循環(huán)（G84）：G84X_Y_Z_R_P_F_K_；G84指令能完成正螺紋的加工。 8）鏜孔循環(huán)（G85）：G85 X_Y_Z_R_F_K_；9）鏜孔循環(huán)（G86）：G86 X_Y_Z_R_F_K_；10）背鏜循環(huán)（G87）：G87 X_Y_Z_R_Q_P_F_K_；這個(gè)固定循環(huán)指令可實(shí)現(xiàn)背鏜，即反向鏜削。11）鏜孔循環(huán)（G88）：G88 X_Y_Z_R_P_F_K_；12）鏜孔循環(huán)（G89）：G89 X_Y_Z_R_P_F_K_；13）取消固定循環(huán)指令（G80）：G80；車削固定循環(huán)指令：1）外徑、內(nèi)徑車

11、削循環(huán)指令（G77）：G77X(U)_Z(W)_F_； 2）螺紋切削循環(huán)指令（G78）：G78X(U)_Z(W)_F_；3）端面切削循環(huán)指令（G79）：G79X(U)_Z(W)_F_；4）外徑粗車循環(huán)（G71）：G71 U(d) R(e)；G71 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F(f) S(s) T(t）；該指令用于切除棒料毛坯的大部分加工余量。5）端面粗車循環(huán)（G72）：G72 W（d）R（e）；G72 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F(f) S(s) T(t)；6）封閉粗車循環(huán)（G73）：G73 U(I) W(K) R(d)G73 P (ns) Q(nf) U(

12、u) W(w) F(f) S(s) T(t)7）精車循環(huán)（G70）：G70 P(ns) Q(nf) ；8) 間斷縱向切削循環(huán)(G74)：G74 R(e)G74 X(u) Z(w) P(i) Q(k) R(d) F(f)9) 間斷端面切削循環(huán)(G75)：G75 R(e)G75 X(U)_Z(W)_P(i ) Q(k ) R(d) F( f )該指令用于外圓溝槽的循環(huán)粗加工。10)自動(dòng)螺紋復(fù)合加工循環(huán)(G76)：G76 P(m)( r )() Q(dmin) R(d)G76 X(U)_ Z(W)_ R( i ) P(k) Q(d) F( l )該指令適用于循環(huán)加工圓柱螺紋或圓錐螺紋。?6.何謂自動(dòng)

13、編程系統(tǒng)，常用的自動(dòng)編程系統(tǒng)有哪些？答：該系統(tǒng)是由硬件及軟件兩部分組成。硬件主要有計(jì)算機(jī)、繪圖機(jī)、打印機(jī)、穿孔機(jī)及其它一些外圍設(shè)備組成；軟件即計(jì)算機(jī)編程系統(tǒng)，又稱編譯軟件。常用的有語(yǔ)言程序編程系統(tǒng)和圖形交互自動(dòng)編程系統(tǒng)。第三章?1.何謂插補(bǔ)？數(shù)控加工為什么要使用插補(bǔ)？答：是指在輪廓控制系統(tǒng)中，根據(jù)給定的進(jìn)給速度和輪廓線形的要求等“有限信息”，在已知數(shù)據(jù)點(diǎn)之間插入中間點(diǎn)的方法，這種方法稱為插補(bǔ)方法。插補(bǔ)的實(shí)質(zhì)就是數(shù)據(jù)點(diǎn)的“密化”。插補(bǔ)的結(jié)果是輸出運(yùn)動(dòng)軌跡的中間坐標(biāo)值，機(jī)床伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)這些坐標(biāo)值控制各坐標(biāo)軸協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，加工出預(yù)定的幾何形狀。在數(shù)控加工系統(tǒng)中，刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡在微觀上是由小線段構(gòu)成的

14、折線，不可能絕對(duì)地沿著刀具所要求的零件廓形運(yùn)動(dòng)，所以我們采用將加工起始點(diǎn)至終點(diǎn)路線進(jìn)行點(diǎn)的密化工作，用折線逼近所要求的廓形曲線，產(chǎn)生基本線型，并用基本線型擬和其它輪廓曲線。?2.逐點(diǎn)比較插補(bǔ)法是如何實(shí)現(xiàn)的？答：每次僅向一個(gè)坐標(biāo)輸出脈沖，而每走一步都要通過(guò)偏差函數(shù)計(jì)算，判別偏差點(diǎn)的順時(shí)坐標(biāo)同規(guī)定的加工軌跡之間的偏差，然后決定下一步的進(jìn)給方向。每一個(gè)插補(bǔ)循環(huán)都是由偏差判別、進(jìn)給、偏差函數(shù)計(jì)算和終點(diǎn)判別組成。?3.試述DDA插補(bǔ)原理。 答：是利用數(shù)字積分的方法，當(dāng)兩個(gè)積分器根據(jù)插補(bǔ)時(shí)鐘進(jìn)行同步累加時(shí)，溢出脈沖分別控制相應(yīng)坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)，根據(jù)插補(bǔ)循環(huán)數(shù)是否等于2n或坐標(biāo)進(jìn)給步數(shù)判斷插補(bǔ)是否完成。?4.數(shù)據(jù)

15、采樣插補(bǔ)是如何實(shí)現(xiàn)的？ 答：數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)由粗插補(bǔ)和精插補(bǔ)兩個(gè)步驟組成。在粗插補(bǔ)階段時(shí)采用時(shí)間分割思想，根據(jù)編程規(guī)定的進(jìn)給速度F和插補(bǔ)周期T，將廓形曲線分割成一段段的輪廓步長(zhǎng)L，然后計(jì)算出每個(gè)插補(bǔ)周期的坐標(biāo)增量X和Y，進(jìn)而計(jì)算出插補(bǔ)點(diǎn)的位置坐標(biāo)。在精插補(bǔ)階段，要根據(jù)位置反饋采樣周期的大小，由伺服系統(tǒng)完成，也可以用基準(zhǔn)脈沖法進(jìn)行精插補(bǔ)。?5.數(shù)據(jù)采樣直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)是否有誤差？數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)誤差與什么有關(guān)系？答：直線插補(bǔ)時(shí)，輪廓步長(zhǎng)與被加工直線重合，沒(méi)有插補(bǔ)誤差。圓弧插補(bǔ)時(shí)，輪廓步長(zhǎng)作為弦線或割線對(duì)圓弧進(jìn)行逼近，存在半徑為r的被逼近圓弧最大半徑誤差er。圓弧插補(bǔ)時(shí)的半徑誤差er與圓弧半徑r成反比，

16、與插補(bǔ)周期T 和進(jìn)給速度F 的平方成正比。第四章?1.CNC裝置由哪幾部分組成？各有什么作用？答：由硬件和軟件組成。硬件結(jié)構(gòu)中，中央處理器單元CPU實(shí)施對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)算控制和管理。存儲(chǔ)器用于儲(chǔ)存系統(tǒng)軟件和零件加工程序，以及運(yùn)算的中間結(jié)果等，輸入、輸出接口用來(lái)交換數(shù)控裝置和外部的信息，MDI/CRT接口完成手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入和將信息顯示在CRT上，位置控制部分包括對(duì)主軸驅(qū)動(dòng)的控制，通過(guò)伺服系統(tǒng)提供功率、扭矩的輸出，還包括對(duì)進(jìn)給坐標(biāo)的控制。軟件結(jié)構(gòu)中包括管理軟件和控制軟件兩大類。管理軟件由零件程序的輸入、輸出程序，顯示程序和診斷程序等組成?？刂栖浖勺g碼程序，刀具補(bǔ)償計(jì)算程序，速度控制程序，插補(bǔ)運(yùn)算程序

17、和位置控制程序等組成。?2.CNC裝置的功能有哪些？ 答：控制軸數(shù)和聯(lián)動(dòng)軸數(shù)功能、準(zhǔn)備功能、插補(bǔ)功能、主軸速度功能、進(jìn)給功能、補(bǔ)償功能、固定循環(huán)加工功能、輔助功能、字符圖形顯示功能、程序編制功能、輸入輸出和通訊功能、自診斷功能。?3.CNC裝置的硬件結(jié)構(gòu)是什么？CNC裝置的軟件包括哪些內(nèi)容？其特點(diǎn)是什么？答：CNC裝置與普通計(jì)算機(jī)一樣，有CPU、存儲(chǔ)器、總線、輸入輸出接口，還有專門適用于數(shù)控機(jī)床各執(zhí)行部件運(yùn)動(dòng)位置控制的位置控制器。在儲(chǔ)存器方面，CNC一般由ROM、RAM構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)上可分成單微處理器和多微處理器兩類。軟件內(nèi)容包括管理和控制兩大類。管理部分包括輸入、I/O處理、通訊、顯示、診斷以

18、及加工程序的編制管理等程序；控制部分包括譯碼、刀具補(bǔ)償、速度處理、插補(bǔ)和位置控制等軟件。具有多任務(wù)并行處理和多重實(shí)時(shí)中斷的特點(diǎn)。從實(shí)現(xiàn)功能的角度看，在邏輯上與硬件是等價(jià)的。軟件設(shè)計(jì)靈活，適應(yīng)性強(qiáng)，但處理速度慢。?4.加工零件輪廓時(shí)，拐角轉(zhuǎn)接有哪些型式？是如何實(shí)現(xiàn)的（包括B刀補(bǔ)和C刀補(bǔ)）？答：直線與直線；圓弧與直線；直線與圓??；圓弧與圓弧。對(duì)于只有B刀具補(bǔ)償?shù)腃NC系統(tǒng)，編程人員必須事先估計(jì)出進(jìn)行刀具補(bǔ)償后兩個(gè)程序段間可能出現(xiàn)的拐角，在零件的拐角處必須人為編制出附加圓弧加工程序段，才能實(shí)現(xiàn)尖角過(guò)渡。而且在確定刀具中心軌跡時(shí)，都采用讀一段，算一段，再走一段的控制方法。C功能刀具補(bǔ)償是由數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)和實(shí)際輪廓完全一樣的程編軌跡，直接算出刀具中心軌跡的轉(zhuǎn)接點(diǎn)，然后再對(duì)原來(lái)的程編軌跡進(jìn)行伸長(zhǎng)或縮短的修正。其工作過(guò)程為讀入第一段程序并譯碼和進(jìn)行刀補(bǔ)軌跡計(jì)算；然后再讀入第二段程序并譯碼和進(jìn)行刀補(bǔ)軌跡計(jì)算，判別第一和第二段程序的程編軌跡轉(zhuǎn)接方式并進(jìn)行修正和確定第一段程序的刀具中心軌跡，進(jìn)而進(jìn)行插補(bǔ)計(jì)算和位置控制；利用插補(bǔ)與位控的間隙讀入第三段程序，算出其程編軌跡并判別第二和第