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数控答案(仅供参考)


1) 轮廓控制数控机床: 这类机床的数控装置能够同时控制两轴或两个以上的 轴,对位置和速度进行严格的不间断控制。 2) 机床坐标系:机床坐标系是机床上固有的坐标系,并设有固定的坐标原点, 其坐标和运动方向视机床的种类和结构而定。 3) 工件坐标系:工件坐标系是编程人员在编程时使用的,由编程人员以工件图 样上的某一点为原点所建立的坐标系。 4) 工件原点偏置:工件原点与机床原点的距

离。 5) 最小设定单位:即数控系统能实现的最小位移量,是机床的一个重要技术指 标,又称最小指令增量或脉冲当量。 6) CNC 准备功能:简称 G 功能、G 指令或 G 代码。它是使机床或数控系统建 立起某种加工方式的指令。 7) 辅助功能代码:也称 M 功能、M 指令或 M 代码。它是控制机床辅助动作的 指令、主要用作机床加工时的工艺性指令。 8) 基点:把各几何元素间的连接点称为基点。 9) 后置处理:根据所使用的数控系统,选择事先编辑好的后处理文件,输出符 合数控加工格式要求的数控加工程序。 10) CNC 装置控制功能:控制功能是指 CNC 装置能够控制的并且能够同时控制 联动的轴数。 11) 同步进给速度:即主轴每转一圈时进给轴的进给量,单位为 mm/r。 12) CNC 固定循环加工功能: 是将典型动作事先编好程序并存储在内存中, 用G 代码进行指定。 13) CNC 补偿功能:把刀具长度或半径的相应补偿量、丝杠的螺距误差和反向 间隙误差的补偿量输入到其内部存储器,在控制机床进给时按一定的计算方 法将这些补偿量补上。 14) MDI:在该种方式下,可以手动输入各种参数和偏移的数据,亦可手动输入 零件程序的一个程序段,并对它单段执行。 16)硬件故障中断:它是 CNC 装置各种硬件故障检测装置发出的中断。

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17)前后台型结构:前台程序是一个中断服务程序,完成全部实时功能,后台程 序是一个循环程序。 后台程序运行时实时中断程序不断插入,与前台程序相互配 合,共同完成零件加工任务。 18) 中断型结构模式:这种模式的特点是除了初始化程序外,整个系统软件的各 种任务模块分别安排在不同级别的中断服务程序中,整个软件就是一个大的 中断系统。 19) 译码程序:又称翻译程序,把零件程序段的各种工件轮廓信息、加工速度 F 和其他辅助信息,按一定规律翻译成计算机系统能识别的数据形式,并按系 统规定的格式放在译码结果缓冲器中。 20) 系统可靠性:常用发生故障时间间隔的长短的平均值作为依据,即平均无故 障时间,这个时间越长可靠性越好。 21) 启动频率:空载时,步进电动机由静止突然启动,并进入不丢步的正常运行 所允许的最高频率。 23) 环形分配器:是把来自于加减速电路的一系列进给脉冲指令,转换成控制步 进电动机定子绕组通、断电的电平信号。 24) 五相十拍:AB→ABC→BC→BCD→CD→CDE→DE→DEA→EA→EAB…。 25) C 轴控制功能:能在数控系统的控制下实现圆周进给,以便与 Z 轴,X 轴联 动插补。 26) ATC:为完成对工件的多工序加工面设置的存储及更换刀具的装置称为换刀 装置(ATC) 。 27) DNC: 就是使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。 28) 柔性制造系统(FMS) :在多台加工中心机床或柔性制造单元的基础上,增 加刀具和工件在加工设备与仓储之间的流通传输和存储以及必要的工件清 洗和尺寸检查设备,并由高一级的计算机对整个系统进行控制和管理。 30) 计算机集成制造系统(CIMS) :以获得适应于多品种、中小批量生产的高效 益、高柔性和高质量的智能制造系统。

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1) 简述数控机床中开环、闭环及半闭环伺服系统的特点? ① 开环不带有位置检测装置,指令信号的流程是单向的;速度和精度都较

低;结构简单、成本较低、调试维修方便。 ② 闭环,这类数控机床带有检测装置,位置装在工作台端,测得的实际位

置反馈信号, 将其与数控装置发来的指令位置信号相比较,由其差值控制进给轴 运动,直到差值为零时,进给轴停止运动。 ③ 半闭环, 反馈信息来自电动机端或丝杠端连接的测量元件;控制精度没

有闭环高;但工作稳定性提高。

2) 试说明机床坐标系与工件坐标系各自的功用、它们的相互关系如何? ① 工件坐标系的坐标轴与机床坐标系相应的坐标轴相平行,方向也相同,

但原点不同。 ② 将工件原点偏置预存到数控系统中,在加工时,能自动加到工件坐标系

上,使数控系统可按机床坐标系确定加工时的坐标值。

4) 数控工艺与传统工艺相比有哪些特点? 数控加工的工序内容要比普通加工内容复杂;从编程来看,加工程序的编制 要比普通机床编制工艺规程复杂; 有许多在普通机床加工中可由操作者灵活掌握 随时调整的事情,在数控加工中都变成了必须事先选定和安排好的事情。

5) 什么是对刀点?确定对刀点时应考虑哪些因素? 对刀点就是在数控机床上加工零件时,刀具相对于工件运动的起点。 ① ② ③ 要便于数学处理和简化程序的编制。 在机床上找正容易,加工中检查方便。 引起的加工误差小。

对刀点可选在工件上, 也可选在工件外,但必须与零件的定位基准有一定的 尺寸关系。

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6) 什么叫基点?什么叫节点?编程中为什么要确定它们的坐标? ① ② ③ 把各几何元素间的连接点称为基点。 将曲线分割成若干个直线段,其相邻二直线的交点称为节点。 轮廓的曲线由直线和圆弧组成,利用直线和圆弧插补功能、刀具半径补

偿功能,所以,只需计算出零件轮廓的基点坐标即可。 ④ 轮廓曲线为非圆曲线,常用直线或圆弧逼近的数学方法来处理,这时,

需计算出相邻二逼近直线或圆弧的节点坐标。 7) 简述图形交互式自动编程系统自动编程的处理过程, 并写出至少三个常用的 CAD/CAM 图形交互式自动编程系统的名称? ① 几何造型: 几何造型就是利用图形交互自动编程软件的功能,将零件被

加工部位的几何图形准确地绘制在计算机屏幕上,与此同时,在计算机内自动形 成零件图形的数据文件。 ② 刀具路径的产生: 图形交互自动编程的刀具轨迹的生成是面向屏幕上的

图形而交互进行的, 软件将自动从图形文件中提取编程所需的信息,处理后在屏 幕上显示出刀具轨迹图形。 ③ 后置处理:后置处理的目的是形成数控加工程序。

CAXA-ME、UGⅡ、Master CAM、Pro/Engineer、CATIA、CIMATRON(以色列) 8) 专用体系结构的 CNC 装置分为几类?试简述每一类特征。 ① 单微处理机 只有一个中央处理器(CPU),只能采用集中控制,分时

处理数控的每一项任务;这样,进给速度显然受影响。 ② 多微处理机 有两个或两个以上的微处理机构成的处理部件; 有两个或

者两个以上的微处理机结构的功能模块;有多重操作系统有效地实行并行处理, 所以能克服单微处理机结构的不足,使 CNC 装置的性能有较大提高。

9) 一个多微处理器 CNC 装置有哪些基本功能模块? CNC 装置的结构设计采用模块化技术,模块的划分依具体情况而定,一般 包括下面 6 种模块。 ① CNC 管理模块 ②CNC 插补模块 ③位置控制模块 ④PLC 模块 ⑤操作与控 制数据输入输出和显示模块 ⑥存储器模块

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11) 开放式 CNC 系统具有哪些特点? ① 开放性:提供标准化环境的基础平台,允许不同的功能、开发商的软硬

件模块介入。 ② 可移植性: 一方面, 不同的应用程序模块可以运行于不同供应商提供的

CNC 系统平台之上;另一方面,系统的软件平台可运行于不同类型、不同性能 的硬件平台之上,以适应不同层次上的性能要求。 ③ ④ 扩展性:增添和减少系统的功能仅仅表现为特定功能的装载与卸载。 相互替代性: 不同性能、可靠性和不同功能能力的功能模块可以相互替

代,而不影响系统的协调运行。 ⑤ 相互操作性:提供标准化的接口、通信和交互模型。

12) 目前,CNC 装置的中断结构模式有几种?它们各自有何特点? ① 中断型结构模式 这种模式的特点是除了初始化程序之外, 整个系统软

件的各种任务模块分别安排在不同级别的中断服务程序中, 整个软件就是一个大 的中断系统。 ② 前后台型结构模式 前台程序是一个中断服务程序,完成全部实时功

能,后台程序是一个循环程序。后台程序运行时实时中断程序不断插入,与前台 程序相互配合,共同完成零件加工任务。

13) 刀具半径补偿的执行过程分哪几步? ① 刀补建立 刀具从起点出发沿直线接近加工零件,依据 G41 或 G42 使

刀具中心在原来的编程零件轨迹的基础上伸长或缩短一个刀具半径值。 ② 取消。 ③ 刀补撤销 刀具撤离工件,回到起刀点。与刀补建立时相似,在轨迹终 刀补进行 刀补指令是模态指令,一旦刀补建立后一直有效,直至刀补

点的刀具中心处开始沿一直线到达起刀点。

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15) 数控机床对伺服系统的要求有哪些? ① ② 精度高 数控机床要求很高的定位精度和重复定位精度。 要求伺服系统跟随指令信号不仅跟随误差小, 而且响

快速响应特性好

应要快,稳定性要好。 ③ 调速范围要大 要有足够的调速范围,既能满足高速加工要求,又能满

足低速进给要求。 ④ 系统可靠性要好 即平均无故障时间,这个时间越长可靠性越好。

16) 伺服系统在 NC 机床上的主要作用是什么?它主要由哪几部分组成? ① 伺服驱动系统接收来自插补装置或插补软件产生的进给脉冲指令, 经过

一定的信号变换及电压、 功率放大,将其转化为机床工作台相对于切削刀具的运 动。

17) 数控机床对使用的检测装置有哪些要求?并写出至少三种常用的检测装置 的名称。 数控机床上使用的检测装置应满足以下要求: ① ② ③ ④ 工作可靠,抗干扰性强; 使用维护方便,适应机床的工作环境; 满足精度、速度和机床工作行程的要求; 成本低。

旋转变压器、感应同步器、光栅、脉冲编码器

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21) 闭环(半闭环)进给伺服系统按其控制信号的形式分为几类? ① 服系统。 ② 鉴幅式伺服系统 是以位置检测信号的幅值大小来反映机械位移的数 鉴相式伺服系统 采用相位比较方法实现位置闭环及半闭环控制的伺

值,并以此作为位置反馈信号与指令信号时行比较构成的闭环控制系统。 ③ 数字、脉冲比较式伺服系统 采用数字脉冲的方法构成位置闭环控制。

22) 数控机床及其加工过程有哪些特点? ① 自动化程度高 能按照数控系统的指令自动进行加工、 变速及完成其他

辅助功能。 ② 高的加工精度及切削效率 数控机床的主轴转速和进给速度比传统机

床大为提高;数控机床的定位精度和重复定位精度也相当高。 ③ 多工序和多功能集成 特别是加工中心,工件一次装夹后,能完成铣、

镗、钻、攻螺纹等多道工序的加工。 ④ 高的可靠性和精度保持性

23) 数控机床主传动系统相对于普通机床有哪些特点? ① 数控机床的工艺范围很宽,工艺能力强,因此其主传动要求较大的调速

范围和较高的最高转速,从而满足加工精度、生产率的要求。 ② 数控机床的主运动广泛采用无级变速传动,传动链短,传动件少,提高

了变速的可靠性。 ③ 数控机床的主轴组件具有较大的刚度和较高的精度, 由于多数数控机床

具有自动换刀功能,其主轴具有特殊的刀具安装和夹紧结构。 24) 主轴准停的意义是什么? ① 有机械手自动换刀, 要求刀柄上的键槽对准主轴的端面键上,因此主轴

每次必须停在一个固定准确的位置上,以便机械手换刀。 ② 镗孔时为不使刀尖划伤加工表面, 在退刀时要让刀尖退出加工表面一个

微小量,由于退刀方向是固定的,因而要求主轴也必须在一固定方向上停止。 ③ 在加工精密的坐标孔时,由于每次都能在主轴固定的圆周位置上装刀,

就能保证刀尖与主轴相对位置的一致性,从而减少被加工孔的尺寸误差。

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25) 数控机床进给传动系统中有哪些机械环节,各有什么要求? 传动齿轮副、丝杠螺母副、机床导轨、回转工作台。 ① ② ③ ④ 运动件间的摩擦阻力小; 消除传动系统中的间隙; 传动系统的精度和刚度高; 减小运动惯量,具有适当的阻尼。

26) 数控机床传动系统中的齿轮副为什么要消除间隙?通常采用何种方式? ① 由于数控机床进给系统的传动齿轮副存在间隙, 在开环系统中会造成进

给运动的位移值滞后于指令值;反向时,会出现反向死区,影响加工精度。在闭 环系统中,由于有反馈作用,滞后量虽可得到补偿,但反向时会使伺服系统产生 振荡而不稳定。 ② 刚性调整法、柔性调整法。

27) 滚珠丝杠副为什么要预紧?通常采用哪几种预紧方法? ① 如果滚珠丝杠副存在间隙,接触刚度小,当滚珠丝杠反向旋转时,螺母

不会立即反向,存在死区,影响丝杠的传动精度。 ② 刚度。 ③ 构。 28) 数控机床的导轨有哪些类型?各有何特点? 按接触面摩擦性质可分为滑动导轨、滚动导轨和静压导轨等三大类。 ① 滑动导轨具有结构简单、制造方便、刚度好、抗振性高等优点,缺点是 通过改变垫片的厚度、 利用螺纹来调整实现预紧的结构、齿差式调整结 丝杠螺母之间预紧后,可以完全消除间隙,并施加预紧力,提高了传动

静摩擦因数大,低速时易出现爬行现象。 ② 滚动导轨灵敏度高,摩擦阻力小,且其动摩擦与静摩擦因数相差甚微,

运动均匀,定位精度高,但抗振性较差、对防护要求较高、结构复杂、成本较高。 ③ 静压导轨摩擦因数小,机械效率高,能长期保持导轨的导向精度,低速

下不易产生爬行,缺点是结构复杂,且需备置一套专门的供油系统。

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29) 滚珠丝杠的常用支承方式有哪几种? ① ② ③ ④ 一端装推力轴承,适应于短丝杠。 一端装推力轴承,另一端装深沟球轴承,适用于滚珠丝杠较长时。 两端装推力轴承。 两端装推力轴承及深沟球轴承。

30) 数控机床对自动换刀装置的要求是什么? 多数数控机床往往在一次装夹中完成多工序加工。 在这类多工序的数控机床 中,必须带有自动换刀装置。自动换刀装置应当满足换刀时间短、刀具重复定位 精度高、足够的刀具储存量、刀库体积小以及安全可靠等基本要求。

31) 画出闭环伺服系统的构成原理框图,简要说明闭环伺服系统的特点。

闭环伺服系统的结构复杂,其调试和维护都有较大的技术难度,价格贵,因 此只在大型精密数控机床上使用。

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32) 画出逐点比较法第一象限逆时针圆弧插补流程图, 说明逐点比较法插补属于 哪一类插补方法。

逐点比较法插补属于脉冲增量插补算法。

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33) 画出半闭环伺服系统的构成原理图,说明闭环伺服系统的特点。

尽管这种系统不反映反馈回路之外的误差,但由于采用高分辨率的检测元 件,也可以获得比较满意的精度,广泛应用于中小型数控机床上。

34) 画出 XY 平面 DDA 直线插补原理框图,说明 DDA 法插补属于哪一类插补 方法

DDA 法插补属于脉冲增量插补算法。

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36) 画出逐点比较法第一象限直线插补软件流程图,说明逐点比较法插补的特 点。

逐点比较法既可作为直线插补,又可作圆弧插补。特点是:运算直观,插补 误差小于一个脉冲量,输出脉冲均匀,而且输出脉冲的速度变化小,调节方便。 因此在两坐标联动的数控机床中应用较为广泛。

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