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把数控装置发来的速度和位移指令转换成执行部件的进给速度、方向和位移。

10、脉冲当量－－相对于每一个脉冲信号，执行部件都有一个相应的位移量。

其值越小，加工精度就越高。

11、数控系统的精度与速度主要取决于伺服系统

12、执行部件－－伺服系统的执行部件主要有功率步进电动机、电液脉冲马达、直流伺服电动机和交流伺服电动机等，其作用是将电控信号的变化转换成电动机输出轴的角速度和角位移的变化，从而带动执行部件进给运动。

13、数控系统按数控装置类型分类分为硬件逻辑数控系统（NC）和计算机数控系统（CNC）

14、数控系统按运动方式分类：

点位控制系统、点位直线控制系统、轮廓控制系统。

15、点位控制系统－－加工移动部件只能实现从一个位置到另一个位置的精确移动，在移动和定位过程中不进行任何加工，而且移动部件的运动路线并不影响加工精度。

16、采用点位控制系统的主要有数控坐标镗床、数控钻床、数控冲床、数控点焊机及数控弯管机。

17、点位直线控制系统－－加工移动部件不仅要实现从一个位置到另一个位置的精确移动，而且能实现平行于坐标轴的直线切削加工运动及沿与坐标轴成45度的斜线进行切削加工，但不能沿任意斜率的直线进行切削加工。

18、数控系统按控制方式分类和各有什么优缺点？

答：

数控系统按控制方式分类分为开环控制系统、半闭环控制系统、闭环控制系统。

开环控制系统由于没有反馈装置，步距误差及机械部件的传动误差不能进行校正补偿，所以控制精度较低。

但结构简单、运行平稳、成本低、价格低廉、使用维修方便。

半闭环控制系统由于采用的角位移检测装置比直线位移检测装置结构简单、安装方便、稳定性能好、价格便宜且精度高于开环控制系统，但机械传动装置的误差未包含在反馈系统中，故控制精度不算很高。

闭环控制系统采用直接测量装置，且机械传动误差给予补偿，因此控制精度高，但价格贵、稳定性差。

19、数控系统按功能水平分类分高档数控系统、中档数控系统、低档数控系统

20、按用途分类：

金属切削类数控系统、金属成形类数控设备、数控特种加工设备。

21、概念（FMS、FMC、CIMS、CAD、CAE、CAPP、CAM）

22、数控技术的发展趋势

1、高速化、高精度2、高可靠性3、多功能、4、智能化5、复合化

第二章数控加工工艺

1、工艺设计－－是指对工件进行数控加工的前期工艺准备工作，它必须在程序编制工作以前完成。

2、数控加工的工艺设计内容有那些？

选择并确定零件的数控加工内容、数控加工的工艺性分析、数控加工工艺路线设计、数控加工工序设计、数控加工专用技术文件的编写。

3、工艺考虑不周影响数控机床加工质量、生产效率及加工成本的重要因素。

4、数控工艺特点（1、工艺详细2、工序集中）

5、不适合数控加工的内容：

（1）占机时间长的加工内容

（2）加工部位分散（数控坐标轴不够）（3）按样板而非公式加工的曲面轮廓

6、对刀点－－通过对刀确定刀具与工件相对位置的基准点，一般在加工中是刀具相对零件运动的起点，又称起刀点，也就是程序运行的起点。

对刀点选定后，便确定了机床坐标系统和零件坐标系之间的相互位置关系。

7、对刀点的选择原则？

1、所选的对刀点应使程序编制简单2、对刀点应选择在容易找正、便于确定零件加工原点的位置3、对刀点应选在加工时检验方便、可靠的位置4、对刀点的选择应有利于提高加工精度。

5、对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上。

8、数控加工采用工序集中原则，应尽量一次安装完成零件所有待加工面的加工。

应尽量采用通用夹具或组合夹具，必要时才设计专用夹具。

9、数控加工工序的划分：

答1.以一次安装、加工作为一道工序。

2、以同一把刀具加工的内容划分3、以加工部位划分工序4、以粗精加工划分工序。

10、数控加工顺序安排的原则？

1、上道工序的加工一能影响下道工序的定位与夹紧。

2、先进行内腔加工，后进行外形加工3、以相同定位、夹紧方式加工或用同一把刀具加工的工序，最好连续加工，以减少重复定位次数、换刀次数与挪动压板次数。

11、走刀路线－－指刀具在整个加工工序中的运动轨迹，它不但包括工步的内容，也反映了工步顺序。

12、确定走刀路线的注意事项：

1、寻求最短加工路线2、最终轮廓一次走刀完成3、选择切入、切出方向（切向切入切出）4、选择使工件在加工后变形小的路线

13、确定定位和夹紧方案的注意事项：

1、尽可能做到设计基准、工艺基准与编程计算基准的统一2、尽量将工序集中，减少装夹次数，尽可能在一次装夹后能加工出全部待加工表面3、避免采用占机人工调整时间长的装夹方案4、夹紧力的作用点应落在工件刚度较好的部位。

14、刀位点：

平头立铣刀、端铣刀类刀具，刀位点在它们的底面中心；

对钻头，刀位点在钻尖；

对球头铣刀，刀位点在球心；

对车刀、镗刀类刀具，刀位点为其刀尖。

15、换刀点－－是指为避免换刀时碰伤零件、刀具或夹具的位置

16、高效率的金属切削机床考虑的三大要素是：

被切削材料、切削刀具和切削用量。

17、切削三要素是：

主轴转速、进给量、背吃刀量。

18、数控加工技术文件有那些？

数控编程任务书、工件安装和原点设定卡片、数控加工工序卡片、数控加工走刀路线图、数控刀具卡片。

19、数控加工对刀具的要求

1、足够的强度与刚度2、高的刀具耐用度3、高的可靠性4、较高的精度5、可靠的断屑6、能够快速更换刀具。

20、回转型刀具的组成（主轴刀柄、中间接杆、适用刀具）

21、常用刀具材料（高速钢、硬质合金、涂层硬质合金、陶瓷、金刚石、氮化硼）

22、数控机床最主要的参数是（坐标轴的行程）

23、影响零件加工精度的主要因素（机床因素和工艺因素）。

在机床因素中，主要有主轴回转精度、导轨导向精度、各坐标轴间的相互位置精度、机床的热变形等。

24、数控机床的功能包括（坐标轴数、联动轴数、辅助功能、数控系统功能选择）。

选择机床时主要考虑（坐标轴数、联动轴数）。

25、可靠性－－是指在规定的条件下（如环境温度、使用条件及使用方法等）数控机床维持无故障工作的能力。

26、平均无故障时间－－是指一台数控机床在使用中两次故障间隔的平均时间，即数控机床在寿命范围内总工作时间和总故障次数之比。

27、平均修复时间－－是指数控机床从出现故障开始直到能正常使用所用的平均修复时间。

28、有效度－－是指一台可维修的机床，在某一段时间内，维持其性能的概率。

第3章数控加工的程序编制

1、数控加工程序－－根据被加工零件的图样、技术要求及其工艺要求等切削加工的必要信息，按照具体数控系统规定的指令和格式，编制出的加工指令序列

2、数控程序编制（数控编程）－－从零件图的分析到制成数控加工程序单的全部过程。

3、数控编程的内容与步骤？

分析零件图样、工艺处理、数学处理、编制数控程序、输入数控系统、程序检验、首件试切削。

4、程序检验的方法（空走刀方式检验、模拟软件进行模拟、用石蜡、木材等易切削材料进行试切、在具有图形显示功能和动态模拟功能的机床上进行图形模拟刀具轨迹）

5、程序检验只能检查运动正确与否，不能检查由于刀具调整不当或数学处理误差而造成的加工精度超出图样技术要求。

因此首件试切削的目的：

检验加工精度。

6、数控编程方法（手工编程、自动编程、CAD/CAM编程）

7、标准规定工件是静止的，而刀具相对于静止的工件运动；

并且，以刀具远离工件的运动方向为正方向。

8、标准规定（数控机床的坐标系采用右手定则的笛卡儿坐标系，旋转轴的正方向根据右手螺旋定则来确定）

9、刀具半径补偿--垂直于刀具轨迹的位移，用来修正实际的刀具半径与编程的刀具半径的差异

10、插补--机床数控系统依照一定方法确定刀具运动轨迹的过程。

即在已知曲线上的某些数据，按照某种算法计算已知点之间的中间点的方法，也称为“数据点的密化”。

11、坐标轴的确定（先确定Z轴，再确定X轴，最后确定Y轴）

12、机床坐标系统－－以机床原点为坐标原点建立起来的X，Z轴直角坐标系称为机床坐标系。

它是机床固有的坐标系，在出厂前已经调整好，一般情况下，不允许用户随意变动。

13、工件坐标系－－是编程人员根据零件图及加工工艺等建立的坐标系，其各轴应与所使用的数控机床相应的坐标轴平等。

14、绝对坐标系－－刀具运动轨迹的坐标值均是以固定的坐标原点为基准来计量的坐标系。

15、基点－－由直线和圆弧组成的零件轮廓上各几何元素的起点、终点、圆弧的圆心坐标、两几何元素的交点或切点称为基点。

16、节点－－逼近非圆曲线的若干个直线段或圆弧段的交点或切点称为节点。

17、模态指令（续效指令）－－是指在某一段程序应用后可以一直保持有效状态，直到撤销这些指令；

18、非模态指令（非续效指令）－－是指单段有效指令，仅在编入的程序段中有效。

19、熟练掌握指令意义（G02－R的正负问题、G03、G17、G18、G19、G90、G91、G40、G41、G42、G43、G44）M00与M01、M02与M30的区别。

M03、M04、M05、M06、M07－09、M98、M99的意义。

20、数控机床在切削圆锥面或圆弧面时，须进行刀尖圆弧半径补偿。

21、孔加工固定循环程序格式中G98（加工完成后返回初始点）G99（加工完成后返回参考平面）

第4章数控机床的工作原理

1、插补器－－完成插补工作的装置称为插补器。

（硬件插补器与软件插补器的区别？

）

2、插补的分类（基准脉冲插补和数据采样插补）

3、基准脉冲插补又称为行程标量插补或脉冲增量插补。

适用于以步进电动机为驱动装置的开环数控系统、闭环数控系统中粗精二级插补的精插补以及特定的经济型数控系统。

4、数据采样插补又称为时间标量插补或数字增量插补。

适用于高精度数控系统。

5、掌握直线和圆弧的逐点比较法（重点）

第5章计算机数控装置

1、数控装置的功能－－正确识别和解释数控加工程序，对解释结果进行各种数据计算和逻辑判断处理，完成各种输入输出任务。

2、数控装置将数控加工程序信息近两类控制量分别输出：

一类是连续控制量，送往驱动控制装置；

另一类是离散的开关量，送往机床电器逻辑控制装置，控制机床各组成部分实现各种数控数控功能。

3、数控系统的硬件由（数控装置、输入/输出装置、驱动装置和机床电器逻辑控制装置）等组成。

4、常规CNC的硬件结构（1、总线式模块化结构2、以单板或专用芯片及模板组成结构紧凑的CNC3、基于通用计算机基础上开发的CNC）

5、多微处理CNC的典型结构是（共享总线结构、共享存储结构）

6、开放式CNC定义－－

7、CNC系统任务包括管理（输入、I/O处理、显示、诊断）和控制（译码、刀补、速度处理、插补、位置控制）任务

8、实时多任务计算机系统最突出的特点：

多任务并行处理和多重实时中断

9、并行处理的方法有（资源重复、时间重叠、资源分时共享）

10、常规CNC软件结构（中断型和前后台型）

第6章位置检测装置

1、检测元件是数控机床伺服系统的重要组成部分。

作用是检测位移和速度，发送反馈信号，构成闭环控制。

2、数控机床的运动精度主要由检测系统的精度决定

3、分辨率－－位移检测系统测量的最小位移量。

4、数控机床对检测元件的主要要求：

1、高可靠性2、高抗干扰性3、满足精度与速度要求；

4、使用维护方便，适合机床运行环境；

5、成本低。

5、位移检测装置的分类：

（1、对机床的直线位移采用直线型检测元件测量称为直接测量。

其测量精度主要取决于测量元件的精度，不受机床传动精度的影响。

2、对机床的直线位移采用回转型检测元件测量称为间接测量。

其测量精度取决于测量元件和机床传动链两者的精度。

为了提高定位精度，常常需要对机床的传动误差进行补偿。

6、旋转变压器又称同步分解器，它由定子和转子组成。

（有鉴相型和鉴幅型应用）

7、感应同步器分旋转式和直线式。

由定尺和滑尺组成。

定尺和滑尺之间有（0.25±

0.05mm）的气隙。

8、感应同步器的特点：

1精度高2、测量长度不受限制3对环境适应性强4维护简单、寿命长

9、脉冲编码器是一种光学式位置检测元件。

特点：

检测方式是非接触式的，无摩擦和磨损，驱动力小，响应速度快。

按编码的方式，可分为增量式和绝对值式。

10、光栅测量装置有长光栅和圆光栅，它具有精度高，响应速度较快等优点。

是一种非接触式测量。

11、如何提高光栅的精度（1、增加线密度2、采用细分电路）

12、速度传感器分直线速度型和角速度型。

13、位置传感器分接触式和接近式。

第7章数控机床的伺服系统

1、伺服系统－－指以位置和速度作为控制对象的自动控制系统，是连接数控装置和机床本体的关键部分。

2、伺服系统、数控装置、机床本体并列为数控机床的三大组成部分。

3、按调节理论分类（开环伺服系统、闭环伺服系统、半闭环伺服系统）

4、按使用的驱动元件分类（电液伺服系统、电气伺服系统）

5、按被控对象分类（进给伺服系统、主轴伺服系统）

6、伺服系统的组成（控制器、功率驱动装置、检测反馈装置和伺服电动机）

7、控制器有三大环构成（外环是位置环；

中环是速度环；

内环是电流环。

8、数控机床对伺服系统的要求？

答1、调速范围要宽，低速转矩大2、精度要高3、快速响应并无超调4、稳定性好，可靠性高。

5、有足够的传动刚性，有较强的过载能力，电动机的惯量能与移动部件的惯量相匹配，能够频繁启停，以及可逆运行。

9、数控机床对主轴伺服系统的要求？

答1足够的输出功率2调速范围要宽3定位准停功能4速度精度高5响应时间短，具有四象限驱动能力。

10、步进电动机－－是一种电脉冲信号变换成相应的角位移或直线位移的机电执行元件。

工作台的位移量与进给脉冲数量成正比，进给速度与脉冲频率成正比。

11、步距角

12、脉冲当量

（h为滚珠丝杠导程mm，i为齿轮传动比，

13、步进电机转速

14、工作台的直线进给速度

（mm/min）

15、提高步进伺服系统精度的措施？

1、传动间隙补偿2、螺距误差补偿3、细分线路

16、直流电动机的调速方法（1改变电枢外加电压2改变磁通量3改变电枢电路的电阻）

17、交流伺服电动机的调速方法（1改变磁极对数2改变转差率3变频调速）

18、主轴准停又称为主轴定向，是指当主轴停止时，能够准确停于某一固定位置。

为人机械准停和电气准停。

19、电气准停分为磁传感器准停控制、编码器准停控制、数控系统准停控制。

卷号：

A

数控技术试题

题号

一

二

三

四

五

六

七

八

九

总分

题分

10

40

20

100

得分

一、填空题（共10分，每空1分）

1、数控机床由程序载体、输入装置、、伺服系统和机床的机械部件构成。

2、机床坐标系最常用的是坐标系。

3、为防止机床强电系统和其它外界干扰通过I/O控制回路进入计算机，在控制计算机中，经常采用的输入和输出回路。

4、CNC控制软件的结构主要有前后台型和。

5、在加工中心类机床上，为了实现刀具在主轴上自动装卸与夹持，必须有刀具的自动夹紧装置以及等结构。

6、滚动导轨由于摩擦系数小，低速运动时，不易出现现象。

7、CNC系统中一般都具有直线和插补功能。

8、数控装置每输出一个脉冲给驱动装置，工作台相应地移动一段距离，此距离称为。

9、光栅式测量中，利用条纹实现了对输入信号（位移量）的脉冲信号转换。

10、步进电机是将信号转换成相应的角位移的电动机。

二、单项选择题（共40分，每题2分）

1、开环控制系统与闭环控制系统的主要区别在于：

（）

A、采用不同的伺服电机；

B、是否装有位置反馈系统；

C、用不同的传感装置；

2、以下代码中，不是模态代码。

A、G00B、G01C、G92

3、在立式数控铣床上，（面对）工作台向左移动，坐标值变化是（）：

A、X增加B、X减少C、Y增加

4、数控计算机和机床之间的信号通信要通过连接起来。

A、I/O接口B、MDI接口C、PLC

5、用绝对坐标编程G90G01X10F100表示。

A、X方向进给到10，其它坐标不变；

B、X方向进给10，其它坐标不变；

C、X方向快进到100，其它坐标不变；

6、滚珠丝杠副消除轴向间隙的目的主要是。

A、提高反向传动精度B、提高进给传动精度C、提高轴向刚度

7、莫尔条纹的间距对光栅栅距具有作用。

A、误差平均B、放大C、缩小

8、G00在指令机床运动时（）。

A、允许刀具切削B、不允许刀具切削C、由用户事先规定

9、步进电机采用单双六拍通电方式时步距角要比单三拍通电方式。

A、增加一倍B、减小一半C、增加二倍

10、利用工件坐标系编程时，。

A、工件原点可位于机床任意位置；

B、工件坐标系必须与机床坐标系重合；

C、工件可安装在工作台上任意合适位置；

11、滚动导轨经过预紧，可以显著地提高。

A、耐磨性B、刚度C、摩擦力

12、步进电机通过改变调节电动机的转速。

A、电压大小B、电流大小C、脉冲频率

13、闭环控制系统与半闭环控制系统的区别在于。

A、采用的伺服电机不同；

B、采用的传感器不同；

C、传感器安装位置不同；

14、ISO标准规定，Z坐标为（）。

A、平行于主轴轴线的坐标B、平行与工件装夹面的方向C、制造厂规定的方向

15、Z坐标的正方向是指（）。

A、使工件尺寸增大的方向B、刀具远离工件的方向C、刀具趋近工件的方向

16、在确定一个CNC机床的坐标系时，X、Y、Z坐标的确定顺序为（）。

A、X、Y、ZB、Y、Z、XC、Z、X、Y

17、G41、G42指令是刀具半径补偿指令，其功能是使（）。

A、刀具中心在工件轮廓的法向偏离一半径值

B、刀具中心在工件轮廓的运行方向偏离一半径值

C、刀尖沿工件轮廓的加工方向偏离一半径值

18、逐点比较法逼近直线或圆弧时，其逼近误差（）。

A、不大于一个脉冲当量B、与进给速度和插补周期有关C、与切削速度有关

19、感应同步器在以鉴相方式工作时，其正弦余弦绕组的激磁电压的特点为（）。

A、幅值、频率相同相位不同B、幅值、相位相同频率不同C、频率、相位相同幅值不同

20格来码的特点是（）。

A、相邻两个数码之间只有一位变化B、编码顺序与数字的大小有关C、编码直观易于识别

三、简答题（每题5分，共20分）

1、数控技术的优点有那些？

2、手工编程的步骤有哪些？

3、常用的位置检测装置有哪些？

4、常用的滚珠丝杠轴向间隙消除方法有哪些？

五、（20分）直线的起点坐标为O（0，0），终点坐标为A（5，3），试用逐点比较法进行插补，写出计算步骤，并画出插补轨迹。

六、（10分）编程加工图示图形的外轮廓，采用绝对坐标编程，圆弧编程I,J值用圆心相对于起点的写法，起刀点为O点，由A点开始逆时针加工，XY进给量为100mm/min，Z轴进给量30mm/mｉｎ，主轴转速500r/mｉｎ，加工深度为10mm，刀具直径5mm。

并画出刀具中心的轨迹。

图示为某数控工作台X方向的传动系统简图，已知电机为三相反应式步进电机，转子的齿数为80，采用三相六拍的工作方式，丝杠螺距P=12mm，齿轮的齿数Z1=20，若要求该工作台X方向的脉冲当量

，请求出被动齿轮Z2=？

数控技术试题

十

32

30

18

一、选择题（每空2分，共32分）

1、采用半径编程方法编写圆弧插补程序段时，当其圆弧所对圆心角____180度时，该半径R取负值

A、大于B、小于C、等于或大于D、等于或小于

2、圆弧加工指令G02/G03中I、K值用于规定_____

A、圆弧终点坐标B、圆心和起点坐标C、圆心相对坐标D、起点相对于圆心位置

3、S1000表示_______

A、主轴转速1000r/minB、主轴线速度1000mm/minC、进给速度1000r/minD、进给速度1000mm/min

4、相对编程是指_____

A、相对于加工起点位置进行编程B、相对于下一点的位置编程

C、相对于当前位置进行编程D、以方向正负进行编程

5、3轴联动的数控机床CNC系统是。

A、轮廓控制系统；

B、动作顺序控制系统；

C、位置控制系统；

D、速度控制系统

6、请找出下列数控屏幕上菜单词汇的对应