東北大學(xué)自考數(shù)控技術(shù)學(xué)位復(fù)習(xí)題

數(shù)控技術(shù)復(fù)習(xí)題一、填空題CNC是計算機數(shù)控的縮寫。CIMS是計算機集成制造系統(tǒng)的縮寫.FMS是柔性制造系統(tǒng)的縮寫.FMC是柔性制造單元的縮寫。APT是自動編程系統(tǒng)的縮寫。PLC是可編程控制器的縮寫.MTBF是平均無故障工作時間的縮寫。RISC是精簡指令計算機的縮寫。數(shù)控機床又稱數(shù)字控制機床，是相對模擬控制而言的。數(shù)控機床主要由數(shù)控加工程序、輸入裝置、計算機數(shù)控系統(tǒng)和強電控制裝置、伺服驅(qū)動系統(tǒng)和位置檢測裝置、機械部分組成.數(shù)控機床按運動方式分為：點位控制數(shù)控機床、直線控制數(shù)控機床、輪廓控制數(shù)控機床等三類。數(shù)控機床按伺服系統(tǒng)分開環(huán)數(shù)控機床、閉環(huán)數(shù)控機床、半閉環(huán)數(shù)控機床等三類。將反饋元件安裝在伺服電機軸上或滾珠絲杠上，間接計算移動執(zhí)行元件位移進(jìn)行反饋的伺服系統(tǒng),稱為半閉環(huán)伺服系統(tǒng).按輸入方式的不同，自動編程有語言程序自動編程系統(tǒng)、圖形交互自動編程系統(tǒng)和語言自動編程系統(tǒng)。數(shù)控編程一般分為手工編程和自動編程兩種。自動編程是利用計算機專用軟件編制數(shù)控加工程序數(shù)控機床的運動主要是由程序控制的,準(zhǔn)備功能和輔助功能是數(shù)控程序段的基本組成部分.穿孔帶是數(shù)控機床的一種控制介質(zhì),國際上通用標(biāo)準(zhǔn)是ISO和EIA兩種，我國根據(jù)

ISO標(biāo)準(zhǔn)制定了JB/T3208-1999《數(shù)控機床穿孔帶程序段格式中的準(zhǔn)備功能G和輔助功能M的代碼》。在數(shù)控機床上,為了描述機床的運動過程，確定機床的運動方向和距離,必須建立

機床坐標(biāo)系。用絕對值編程時，必須設(shè)定工件坐標(biāo)系。工件安裝在機床上后,須確定工件坐標(biāo)系原點在機床坐標(biāo)系中的位置,以建立工件的加工坐標(biāo)系?，F(xiàn)代數(shù)控機床一般既可用預(yù)置寄存的方法設(shè)定加工坐標(biāo)系，也可以用G54～G59方法設(shè)置加工坐標(biāo)系。數(shù)控機床坐標(biāo)軸中,繞Y軸旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo)軸稱為B軸。加工圓弧時，要選擇園弧所在的平面，其中G17是XY平面選擇的指令.數(shù)控機床一般具有刀具半徑補償功能，在進(jìn)行半徑補償前必須用工作平面選擇指令指定補償是在哪個平面上進(jìn)行。G41和G42是一組指令，它們主要用于刀具半徑補償。G96代碼為恒線速切削控制.系統(tǒng)執(zhí)行G96指令后.S后面的數(shù)值表示切削速度.刀具長度補償又稱長度偏置。當(dāng)數(shù)控裝置具有長度補償功能時,在程序編制中，就可以不必考慮刀具的實際長度。一個零件的輪廓曲線是由不同的幾何元素所組成時，各幾何元素之間的連接點稱為基點.對大多數(shù)只具有直線插補與圓弧插補功能的數(shù)控系統(tǒng)，常用多個微小的直線段或圓弧段去逼近一函數(shù)方程已知的曲線，逼近線段的交點為節(jié)點.在數(shù)控編程時,使用刀具半徑補償指令后,就可以按工件的輪廓尺寸進(jìn)行編程，而不需按照刀具的中心線運動軌跡來編程。圓弧順逆的判斷方法是：順著垂直于圓弧平面的坐標(biāo)軸負(fù)方向看，順時針方向為G02，逆時針方向為G03?，F(xiàn)代數(shù)控車床一般都具有各種不同類型的循環(huán)功能。循環(huán)功能適用于加工余量較

大的零件表面。在固定循環(huán)中由G98、G99決定刀具返回時到達(dá)的平面.在返回動作中，用G98指定刀具返回到初始平面；用G99指定刀具返回參考平面。插補運算所采用的原理和方法一般可以歸納為基本脈沖插補和數(shù)據(jù)采樣插補兩大類型。在數(shù)控機床中，刀具或工件的最小位移量是機床坐標(biāo)軸的一個分辨單位，稱為分辨率或

脈沖當(dāng)量，也叫最小設(shè)定單位，由檢測裝置辨識。一般計算機數(shù)控裝置都有直線和圓弧插補，高檔的數(shù)控裝置還有拋物線插補、螺旋線插補、極坐標(biāo)插補、正弦插補、樣條插補等。逐點比較法又稱代數(shù)運算法或醉步法,早期數(shù)控機床中廣泛采用該方法。逐點比較法的四個步驟：偏差判別、進(jìn)給、偏差計算和終點判別數(shù)字積分法又稱DDA法最大優(yōu)點就是易于實現(xiàn)坐標(biāo)擴展，每個坐標(biāo)是一個模塊，幾個相同的模塊組合就可以實現(xiàn)多坐標(biāo)的聯(lián)動控制。CNC裝置的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換包括輸入、譯碼、刀具補償、速度處理、插補以及位置控制等幾個過程。數(shù)據(jù)處理就是根據(jù)被加工零件的圖樣，按照已經(jīng)確定的加工路線和允許的

誤差，刀具補償,速度以及輔助功能，計算數(shù)控系統(tǒng)所需要輸入的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采樣插補由粗插補和精插補兩個步驟組成，一般數(shù)據(jù)采樣插補都是指粗插補。數(shù)據(jù)采樣插補其運算是采用時間分割思想,根據(jù)編程的進(jìn)給速度將輪廓曲線分割為每個插補周期的進(jìn)給直線段，以此來逼近輪廓曲線.刀具半徑補償?shù)膱?zhí)行過程分為刀補的建立、刀補進(jìn)行和刀補撤銷三個步驟。ISO對數(shù)控系統(tǒng)的定義:“數(shù)控系統(tǒng)是一種控制系統(tǒng)，它自動閱讀輸入載體上事先給定的數(shù)字,并將其譯碼，從而使機床移動和加工零件”。計算機數(shù)控系統(tǒng)是一種用計算機通過執(zhí)行其存儲器內(nèi)的程序來實現(xiàn)部分或全部功能，并配有接口電路和伺服驅(qū)動裝置的專用計算機系統(tǒng).對于計算機數(shù)控系統(tǒng)來說,所謂的單微處理器結(jié)構(gòu)，即采用一個處理器來集中控制，

分時處理數(shù)控的各個任務(wù).現(xiàn)代數(shù)控機床使用PLC代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器邏輯,利用其邏輯運算功能實現(xiàn)各種開關(guān)量的控制,其已經(jīng)成為CNC裝置的一個部件。多微處理器CNC裝置有兩個或兩個以上的CPU，按照這些CPU之間相互關(guān)系的不同，可以將其分為主從結(jié)構(gòu)、多主結(jié)構(gòu)和分布式結(jié)構(gòu)。CNC裝置除硬件外還有軟件,軟件包括管理軟件和控制軟件兩大類，管理軟件由零件的輸入、輸出程序、顯示程序和診斷程序等組成。在閉環(huán)系統(tǒng)中，檢測裝置決定了機床的定位精度和加工精度。為了提高數(shù)控機床的加工精度，必須提高檢測元件和測量系統(tǒng)的精度。感應(yīng)同步器是利用電磁耦合原理，將位移或轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，借以進(jìn)行位置檢測和反饋控制.旋轉(zhuǎn)變壓器是一種控制用的微電機或小型交流電動機，其用途是測量轉(zhuǎn)角,它在工業(yè)上是一種常用的角度測量元件。增量式編碼器每轉(zhuǎn)產(chǎn)生的一個脈沖信號可稱為基準(zhǔn)脈沖，又稱零點脈沖，它是軸旋轉(zhuǎn)一周在固定位置上產(chǎn)生一個脈沖。脈沖編碼器的作用原理分為接觸式、光電式和電磁式等幾種.其編碼類型有二進(jìn)制編碼、二-十進(jìn)制計數(shù)碼、葛萊碼等。為了提高光柵的位置檢測精度，可以提高刻線精度和增加刻線密度，但這樣成本高,通常采用倍頻的方法提高光柵的分辨精度.光柵讀數(shù)頭是位置信號的檢出裝置,讀數(shù)頭的結(jié)構(gòu)形式很多，但可以歸納為如下幾種：分光讀數(shù)頭、垂直入射讀數(shù)頭、反射讀數(shù)頭、鏡像讀數(shù)頭和相位調(diào)制讀數(shù)頭。步進(jìn)電機通過控制脈沖頻率控制速度;通過控制脈沖數(shù)量控制位移量;通過改變步進(jìn)電機輸入脈沖信號的循環(huán)方向，實現(xiàn)步進(jìn)電機的正反轉(zhuǎn).步進(jìn)電動機的最大缺點是容易失步，特別是在大負(fù)載和速度較高的情況下,更容易發(fā)生。數(shù)控機床伺服系統(tǒng)，按其功能和用途可分為進(jìn)給驅(qū)動和主軸驅(qū)動，相應(yīng)的對進(jìn)給伺服電機要求恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速范圍寬，主軸伺服電機要求恒恒功率調(diào)速范圍寬，以滿足伺服需求。數(shù)控加工的工序卡片是產(chǎn)品零件重復(fù)生產(chǎn)的必要工藝技術(shù)資料，是數(shù)控加工、產(chǎn)品驗收的依據(jù),也是操作者要遵守、執(zhí)行的規(guī)程。。。二、選擇題加工（B)零件，宜采用數(shù)控加工設(shè)備。A．大批量B多品種中小批量C單件D.大批大量(C)年美國PARSONS公司與麻省理工學(xué)院（MIT)合作研制了世界第一臺數(shù)控機床――三坐標(biāo)銑床.A．1948B．1950C．1952D。數(shù)控機床半閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點是（C）.A結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、精度差B結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、精度不高C調(diào)試與維修方便、精度高、穩(wěn)定性好D調(diào)試較困難、精度很高在孔加工固定循環(huán)中，G98和G99決定了在返回時到達(dá)的平面，下面說明正確的是（A)。A。如果用G98則自該程序段開始，刀具返回時返回到初始平面B.如果用G98則自該程序段開始，刀具返回時返回到R點平面C。如果用G99則自該程序段開始，刀具返回時返回到初始平面D。如果用G99則自該程序段開始，刀具返回時返回到系統(tǒng)治定平面數(shù)控機床開機時一般要進(jìn)行回參考點操作，其目的是（B)。A。建立工件坐標(biāo)系B.建立機床坐標(biāo)系C。建立局部坐標(biāo)系D。建立相對坐標(biāo)系數(shù)控機床的“回零”操作是指回到(C）。A。對刀點B。換刀點C。機床的參考點D。編程原點確定數(shù)控機床坐標(biāo)軸時，一般應(yīng)先確定（C）.A。X軸B.Y軸C.Z軸D。A軸G02X20Y20R-10F100;所加工的一般是（C）.A。整圓B.90°〈夾角〈=180°的圓弧C。180°〈夾角<360°的圓弧D。0°〈夾角〈=90°的圓弧程序中指定了（A)時，刀具半徑補償被撤消。A。G40B.G41C。G42D.G43在(A)時，當(dāng)?shù)毒叩牡都鈭A弧半徑不等于零，不使用刀具半徑補償功能會造成過切或欠切。A。車圓弧B。車外圓C.車端面D。切槽繞X軸旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)運動坐標(biāo)軸是（A）。A．A軸B。B軸C。Z軸D。C軸車床上，刀尖圓弧只有在加工（C）時才產(chǎn)生加工誤差.A.端面B.外圓柱C.圓弧D。內(nèi)圓柱刀尖半徑右補償方向的規(guī)定是（D）。A。沿刀具運動方向看,工件位于刀具右側(cè)B.沿工件運動方向看，工件位于刀具右側(cè)C。沿工件運動方向看，刀具位于工件右側(cè)D。沿刀具運動方向看，刀具位于工件右側(cè)用Φ12的刀具進(jìn)行輪廓的粗、精加工，要求精加工余量為0。4，則粗加工偏移量為（C）。A.12.4B。11。6C.6.4D.12.8在數(shù)控機床坐標(biāo)系中平行機床主軸的直線運動為（C)。A.X軸B。Y軸C。Z軸D。A軸圓弧插補指令G02XYR中，X、Y后的值表示圓弧的（B）。A。起點坐標(biāo)值B。終點坐標(biāo)值C。圓心坐標(biāo)相對于起點的值D。圓心坐標(biāo)值輔助功能中與主軸有關(guān)的M指令是（D）。A．M06B。M09C.M08D。M05設(shè)H01=6mm，則G91G43G01Z15.0；執(zhí)行后的實際移動量為(BA。9mmB。21mmC。15mmD。18mm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多義線插補數(shù)控機床的核心是(B）.A伺服系統(tǒng)B數(shù)控系統(tǒng)C反饋系統(tǒng)D傳動系統(tǒng)現(xiàn)代中高檔CNC系統(tǒng)中的計算機硬件結(jié)構(gòu)多采用(D)A．單CPU、模塊化結(jié)構(gòu)B．單CPU、大板結(jié)構(gòu)C．多CPU、大板結(jié)構(gòu)D．多CPU、模塊化結(jié)構(gòu)下列不屬于直線型檢測裝置的是（D）。A。感應(yīng)同步器B。光柵C.磁柵D。旋轉(zhuǎn)變壓器下列不屬于旋轉(zhuǎn)型檢測裝置的是（B）。A。測速發(fā)電機B.磁柵C。旋轉(zhuǎn)變壓器D。光電編碼器逐點比較法插補第二象限一條直線時,當(dāng)P點在直線下側(cè)（F〈0)時，應(yīng)向(C）向發(fā)生一脈沖。A.+XB?！猉C.+YD.—Y通常CNC系統(tǒng)通過輸入裝置輸入的零件加工程序存放在（B）A。EPROM中B。RAM中C。ROM中D。EEPROM中電源切斷后位置信息不會丟失的位移測量裝置是（C）.A。感應(yīng)同步器B。光柵尺C。絕對編碼盤D。增量式編碼器光柵尺是(A）。A一種能準(zhǔn)確的直接測量位移的元件B一種數(shù)控系統(tǒng)的功能模塊C一種能夠間接檢測直線位移或角位移的伺服系統(tǒng)反饋元件D一種能夠間接檢測直線位移的伺服系統(tǒng)反饋元件閉環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)與半閉環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)主要區(qū)別在于(B）。A.位置控制器B。檢測單元C.伺服單元D.控制對象數(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)控機床的傳動精度步進(jìn)電機的轉(zhuǎn)速是通過改變電機的(A)而實現(xiàn).A．脈沖頻率B．脈沖速度C．通電順序D.脈沖電流數(shù)控機床加工零件時是由（A)來控制的.A數(shù)控系統(tǒng)B操作者C伺服系統(tǒng)D。檢測系統(tǒng)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100個，若不采用細(xì)分技術(shù)則機床位移量為(B）A。0。1mmBC.10mmD。100mm數(shù)控車床可以進(jìn)行螺紋加工,是因為該車床安裝了（C）A光柵B磁柵C光電編碼器D。直線感應(yīng)同步器數(shù)控銑床一般采用半閉環(huán)控制方式,它的位置檢測器是(B).A．光柵尺B。脈沖編碼器C.感應(yīng)同步器D磁柵步進(jìn)電動機多相通電可以(A)A．減小步距角B．提高電動機轉(zhuǎn)速C．增大步距角D．往往能提高輸出轉(zhuǎn)矩步進(jìn)電機主要用于(A）。A．經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機床的進(jìn)給驅(qū)動B．加工中心的進(jìn)給驅(qū)動C進(jìn)給速度大小D每發(fā)一個脈沖信號，相應(yīng)絲杠產(chǎn)生轉(zhuǎn)角大小?？捎糜陂_環(huán)伺服控制的電動機是（D）A．交流主軸電動機B．永磁寬調(diào)速直流電動機C．無刷直流電動機D．功率步進(jìn)電動機數(shù)控機床加工依賴于各種（D).A．位置數(shù)據(jù)B．模擬量信息C．準(zhǔn)備功能D．?dāng)?shù)字化信息半閉環(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．刀具上D．工件上數(shù)控機床的誕生是在（A）年代。A．20世紀(jì)50年代B．20世紀(jì)60年代C．20世紀(jì)70年代D。20世紀(jì)80年代數(shù)控機床進(jìn)給系統(tǒng)不能采用(D）電機驅(qū)動。A直流伺服B步進(jìn)C交流伺服D籠式三相交流機床數(shù)控系統(tǒng)是一種(C） A．電流控制系統(tǒng)B．速度控制系統(tǒng)C．位置控制系統(tǒng)D．壓力控制系統(tǒng)(C)能對兩個或兩個以上的坐標(biāo)方向的運動同時進(jìn)行嚴(yán)格的連續(xù)控制，不僅控制每個坐標(biāo)的行程位置,還要控制每個坐標(biāo)的運動速度.A點位直線控制系統(tǒng)B點位控制系統(tǒng)C輪廓控制系統(tǒng)D直線控制系統(tǒng)數(shù)控機床半閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點是（C）。A結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、精度差B調(diào)試較困難、精度很高C調(diào)試與維修方便、精度高、穩(wěn)定性好D結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、精度不高脈沖當(dāng)量是指（A）。A每發(fā)一個脈沖信號，機床相應(yīng)移動部件產(chǎn)生的位移量B每發(fā)一個脈沖信號，伺服電機轉(zhuǎn)過角度C進(jìn)給速度大小D每發(fā)一個脈沖信號，相應(yīng)絲杠產(chǎn)生轉(zhuǎn)角大小.三、簡答題簡要說明數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢。P7簡要說明相對于通用機床及自動化專用機床來說,數(shù)控機床的特點。P1—2數(shù)控機床有哪些分類方法.各類數(shù)控機床有哪些特點。P4—5簡要說明孔加工固定循環(huán)的的組成。P37-38工件坐標(biāo)系、編程坐標(biāo)系、機床坐標(biāo)系三者間有什么聯(lián)系。P36刀具半徑補償?shù)闹噶钣心男?P23簡要說明圖形交互自動編程及其主要過程.P56說明用直線逼近曲線y=f（x)的等誤差法的節(jié)點計算方法.P52—說明用直線逼近曲線y=f(x）的等間距法節(jié)點計算過程和逼近誤差驗算方法。P50簡要說明用圓弧分割法逼近曲線y=f（x)的節(jié)點計算過程。P53什么是數(shù)控機床的機床坐標(biāo)系?如何建立?什么是工件坐標(biāo)系？有哪幾種建立方法？p13—解釋零件加工程序輸入數(shù)據(jù)處理,簡要說明數(shù)據(jù)處理主要包括什么內(nèi)容？—見填空40題簡要說明計算機數(shù)控（CNC）系統(tǒng)及其基本組成部分。P91簡要說明CNC裝置的主要功能.P92多微處理器CNC裝置有哪幾種典型結(jié)構(gòu)？簡要說明其原理。P99簡要說明數(shù)控機床對位置檢測裝置的要求。P113數(shù)字式測量裝置的特點是什么.P113增量式測量和絕對式測量的特點是什么。P114簡述旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理。P123繪簡圖說明粗光柵的莫爾條紋形成原理和主要特點。P127—對于直線型感應(yīng)同步器，請解釋其如何工作在鑒相工作方式下.P118—簡述絕對值式光電脈沖編碼器的組成、工作原理、主要特點和主要類型。P125簡要說明數(shù)控機床對伺服系統(tǒng)的要求.P140簡要分析他勵直流電機的調(diào)速原理與方法？p147各章后的習(xí)題與思考題重點“逐點比較法和DDA法直線插補和圓弧插補”另外,逐點比較法：書例3—1p63，直線。例3—2p66圓弧。DDA法:例3—3p71直線。例3—4p72—73圓弧。內(nèi)徑粗加工復(fù)合循環(huán)編制圖所示零件的加工程序：要求循環(huán)起始點在A（46，3)，切削深度為1。5mm（半徑量）。退刀量為1mm，X方向精加工余量為0.4mm，Z方向精加工余量為0。1mm，其中點劃線部分為工件毛坯。G71內(nèi)徑復(fù)合循環(huán)編程改為：8=805=503=35循環(huán)起始點應(yīng)改為A（6,3）程序：T0101M03S1000G00X6。Z3。G71P01Q10U-0.4W0。1D1。5F0。3N01G00G41X44。G01Z—18。F0.15X34W—12.W—8.G03X20。W—7.R7.G01W—10.G02X10.W—5。R5。G01W—18。X8。W—2.N10X6.G70P01Q10G00Z3。G40G00X100。Z100。M30用外徑粗加工復(fù)合循環(huán)編制下圖所示零件的加工程序：要求循環(huán)起始點在A（56，5)，切削深度為1.5mm（半徑量）.退刀量為1mm,X方向精加工余量為0。4mm,Z方向精加工余量為0。1mm，其中點劃線部分為工件毛坯。G71外徑復(fù)合循環(huán)編程程序：T0101M03S1000G00X56。Z5.G71P01Q10U0。4W0.1D1。5F0。3N01G00G42X6。G01Z0F0.2X10。Z2。W-18.G02X20。W-5。R5。G01Z—35。G03X34。W—7.R7.G01Z—52。X44。Z—62.Z—82.N10X56。G70P01Q10G40G00X100。Z100。M30車床編程：編制下圖所示零件的加工程序：要求循環(huán)起始點在A（80，1),切削深度為1。2mm。退刀量為1mm，X方向精加工余量為0。2mm，Z方向精加工余量為0。5mm,其中點劃線部分為工件毛坯圖外徑粗切復(fù)合循環(huán)編程程序：T0101M03S800G00X80。X1。G72P01Q10U0。2W0。5D1.2F0。25N01G00X80.Z-60.G01G41X74。F0.15W10。X54。Z-50。W10。G02X46.W4。R4。G01X30.W11.X14。G03X10。W2。R2。W11.X6.W2.N10G00X80。Z1。G71P01Q10G40G00X100。Z100.M30編制下圖所示零件的加工程序：要求循環(huán)起始點在A(6，3），切削深度為1.2mm.退刀量為1mm,X方向精加工余量為0.2mm，Z方向精加工余量為0.5mm，其中點劃線部分為工件毛坯內(nèi)徑粗切復(fù)合循環(huán)編程程序：T0101M03S800G00X6.Z3。G72P01Q10U-0。2W0。5D1。2F0。3N01G00Z-60。G01G42X8。F0。15X10.W2。W11。G03X14。Z—45。R2。G01X30。Z—34。X46.G02X54.W4。R4。G01Z—20。X74。Z-10。Z1。N10X6。G70P01Q10G00X100.Z100.M30車床編程:編制下圖所示零件的加工程序：設(shè)切削起始點在A（60，5）；X、Z方向粗加工余量分別為3mm、0.9mm；粗加工次數(shù)為3；X、Z方向精加工余量分別為0。6mm、0。1mm。其中點劃線