数控技术习题Word下载.docx

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它由输入介质、数控装置、伺服系统、反馈系统和机床等部分组

成。

题型变换：

数控机床的输入介质是指○

①光电阅读机②穿孔机

③穿孔带、磁带和软磁盘④零件图纸和加工程序单

③

9 

用框图说明一般数控机床的工作原理。

数控机床的工作原理如图 

1-1 

所示。

首先将零件图纸的形状、尺寸和技术条件、

1

加工工艺等按照规定的格式和代码，记录在输入介质上（例如穿孔带、磁带和软磁盘等），

并输入数控装置。

数控装置由输入、信息处理和输出三部分构成。

输入介质通过输入单

元（例如光电读带机）后，转换成可以识别的信息，由信息处理单元加以处理，再通过

输出单元发出位置、速度等指令（脉冲信号）给伺服系统。

伺服系统的作用是将来自数

控装置的各种指令，转换成机床移动部件运动。

反馈系统再将机床的实际位置、速度等

参数检测出来，转换成电信号，输送到数控装置，使数控装置能够校核该机床实际位移

情况是否与指令一致，并发出指令纠正所产生的误差。

位置指令

输入介质数据装置伺服系统机床

速度指令

反馈装置

位置检出

速度检出

图 

1-1

对于一些高效率和加工精度较高的数控机床还有适应控制系统，以补偿加工环境参

数的变化。

数控机床的数控装置包括○。

①光电读带机和输入介质②步进电机和伺服系统

③输入、信息处理和输出单元④位移、速度传感器和反馈系统

10．在数控机床的编程时，一般假定相对于静止运动的原则。

刀具、工件

11． 

数控机床的机械结构与普通机床相比，有何特点？

数控机床是高精度和高生产率的自动化机床，与普通机床相比，应该具有更好

的刚性和抗振性，相对运动面的摩擦系数要小，传动部件之间的间隙要小。

12 

简述机床数控系统的工作原理和组成部分。

机床数控系统在输入某种介质载有的、以规定格式记录的指令后，能自动译解

指令，并使所控制的机床执行指令，有时还能监控其执行结果，以保证得到要求的精度

和功能。

机床数控系统一般由输入介质、数控装置和伺服系统构成。

对于较高级的机床

数控系统还包括反馈系统和适应控系统。

13．机床数控系统的类型很多，根据伺服系统来分类，可分为、和

。

根据运动方式来分类，可分为、和。

根据坐标值的表示方式可分为

2

坐标控制系统和坐标控制系统。

开环控制系统闭环控制系统半闭环控制系统点位控制系统

点位/直线控制系统连续控制系统增量绝对

14． 

什么叫脉冲当量？

它影响数控机床什么性能？

它的值一般为多少？

相对于每一脉冲信号的机床运动部件的位移量称为脉冲当量，又称作最小设定

单位。

它的大小视机床精度而定，一般为 

0.01～0.0005cm。

脉冲当量影响数控机床的加

工精度，它的值取得越小，加工精度越高。

题型变换一：

数机床的最小设定单位又称作。

脉冲当量

题型变换二：

脉冲当量是○。

①相对于每一脉冲信号，传动丝杠所转过的角度

②相对于每一脉冲信号，步进电机所回转的角度

③脉冲当量乘以进给传动机构的传动比就是机床部件位移量

④对于每一脉冲信号，机床运动部件的位移量

④

题型变换三：

脉冲当量的值取得越，加工精度越。

小高

15． 

开环控制系统中，多采用作为伺服电机。

步进电机

16．

闭环控制系统的反馈装置。

①装在电机轴上②装在位移传感器上

③装在传动丝杠上④装在机床移动部件上

17．

闭环系统比开环系统及半闭环系统。

①稳定性好②故障率低③精度高④精度低

10

点位控制系统。

①必须采用增量坐标控制方式②必须采用绝对坐标控制方式

③刀具沿各坐标轴的运动之间有确定的函数关系

④仅控制刀具相对于工件的定位，不规定刀具运动的途径

18． 

DNC 

系统是指○。

3

①适应控制系统②群控系统③柔性制系统④计算机数控系统

AC 

控制是指○。

①闭环控制②自动化工厂③群控系统④计算机集成制造系统

．加工中心是指

①柔性制造单元 

FMC②分布式 

系统

③适应控制系统④自动换刀数控机床

20．近年来数控系统发展很快，数控机床进给速度已从增加到，而最小

设定单位已从减少到。

3～5m/min15～30m/min0.001mm0.0001mm

第二章CNC 

系统的基本原理

1．数控机床的 

系统由哪几部分组成?

输入/输出设备、计算机数字控制装置、可编程控制器、强电控制部分、主轴调速驱

动单元及主轴电机、进给伺服驱动单元及进给电机、辅助装置电动执行器、位移与

速度检测装置。

2．在 

中，何谓插补？

有哪两大类插补算法？

插补是根据给定的刀具运动轨迹和进给速度,采用适当的计算方法,在运动的起点和

终点之间,计算出满足预定要求的中间点及其坐标.

基准脉冲插补,数据采样插补

工业控制计算机与通用计算机相比，有什么显著特点？

根据数控机床的特殊要求，它具有两个显著特点：

（1）高可靠性：

工业生产一般要求 

系统具有很强的抗干扰能力，能在比较恶劣

的环境中可靠地工作，要求 

系统具有较高的平均无故障率和很短的修复时间。

（2）编程简单，操作方便。

以方便用户使用。

4．机床 

I/O 

控制部分根据机床与微机之间传送信息形式的不同，I/O 

控制被划分为

、和三种。

数字量 

I/O开关量 

I/O模拟量 

I/O

在数控加工中，何谓刀补？

在编程时,将刀具简化为刀位点,用零件本身轮廓进行编程,但要将实际刀具的参数测

量出来并输入给 

装置,再在程序中适当位置调用补偿指令,CNC 

装置就会根据程序的刀

补值自动调整刀位点的运动轨迹,使刀位点的运动轨迹相对编程轨迹产生偏移,这个偏移

4

恰好能加工出要求的零件轮廓,这个过程称为刀补.

刀具补偿功能包括、和三个阶段。

刀补建立、刀补进行、刀补撤消

数控铣床（车床）的刀具补偿功能分为哪两种

8． 

数控机床对伺服驱动系统有哪些要求？

有以下要求；

（1） 

调速范围宽并有良好的稳定性，尤其是低速时的平稳性；

（2） 

负载特性硬，即使在低速时也应有足够的负载能力；

（3） 

动态响应速度快；

（4） 

高的位移情度；

（5） 

能够频繁地启动；

9． 

三相步进电机为什么常采用三相六拍驱动方式，而很少采用三相三拍驱动方式？

三相三拍驱动时，三相绕组是按 

A→B→C→A…或 

A→C→B→A→…的顺序通电，

而三相六拍驱动方式是按 

A→AB→B→BC→C→CA→A→…顺序通电（或相反方向）。

由于三

相六拍制在转换时始终保持有一相线圈通电，故其工作稳定性好，而且步距角比三相三

折驱动方式缩小了一半，可以提高位置精度。

10． 

步进电机的主要特点是什么？

步进电机的主要特点是：

（1）输出转角大小与输入脉冲数严格成比例，即每输入一个脉冲，电机转子相应转

动一步，且在时间上与输入脉冲同步。

（2）电机转子转速随输入信号的脉冲频率而变化。

改变输入脉冲频率，即可实现平

滑的无级调速，且调速范围相当宽。

借助控制线路，易于获得正反转、间歇运动等特殊功能。

转子的转动惯量小，启动、停止时间短。

一般在信号输入几毫秒或几十毫秒后，

即能使电机转动或达到同步转速。

信号切断后，电机立即停止转动。

输出转角精度高，无累积误差。

5

（6） 

步进电机的工作状态对各种干扰因素不敏感。

由于步进电机具有上述特点，故在数控机床中得到广泛应用，而且是唯一能以开环

结构用于数控机床的电动机。

11．步进电动机驱动器电路由、构成。

环形脉冲分配器、功率放大器

12．步进电机转子有 

80 

个齿，采用三相六拍驱动方式，经丝杠螺母传动副驱动工

作台做直线运动，丝杠的导程为 

5mm，工作台移动最大速度为 

6mm/s。

求：

（1）步进电机的步距角θ 

=？

（2）工作点的脉冲当量 

δ 

= 

？

（3）步进电机的最高工作频率 

f 

解：

（1）

θ 

=

360︒

mkz

3 

⨯ 

2 

80

0.75︒

（2）

（3）

丝杠导程×

步距角/360°

=5×

0.75°

/360°

=0.01（mm/脉冲）

v 

/ 

6 

0.01 

600（Hz）

13．三相六拍运行的步进电机采用单双相轮流通电控制方式，即 

m=3, 

k 

转子

齿数 

50 

，频率 

＝500HZ。

电机正转时的通电顺序：

A→AB→B→BC→C→CA→A

电机反转时的通电顺序：

A→AC→C→CB→B→BA→A 

根据步距角计算公式：

α 

mZk

根据转速计算公式：

n 

60 

f

500

（转/分））

对于一个设计合理，制造良好的带位置闭环控制系统的数迭机床，可达到的精

度由○决定。

①机床机械结构的精度②检测元件的精度

③计算机的运算速度④驱动装置的精度

②

对于一个设计、制造良好的位置闭环控制系统，可达到的精度以

6

的精度为极限。

系统所采用的检测元件

15．数控机床常用的位置检测元件有光栅、感应同步器、磁栅等，这些传感器的

特点是、和。

检测范围较大 

易于实现测量信号数字化 

测量精度高

举出 

2～3 

种数控机床常用的位置传感器，并说明它们的主要特点？

常用的位置传感有光栅、感应同步器、光电编码盘等等。

它们的特点是：

检测

范围较大，易于实现测量信号数字化，测量精度高。

16．在检测装置直线光栅中，莫尔条纹宽 

W、栅距 

P、两光栅尺线纹夹角 

三者之

间存在关系。

17． 

数控机床的光栅检测装置用于测量工作台运动的、

和。

位移、速度、方向。

18．

数控机床伺服系统是以为直接控制目标的自动控制系统。

①机械运动速度②机械位移③切削力

19． 

伺服系统的输入是，输出是。

插补器发出的指令脉冲直线或转角位移

20． 

数控机床对伺服系统的基本设计要求是○○○○○○。

①精确度高②稳定性好③电机负载特性好

④准确的位置检测⑤具有快速响应特性⑥可靠性好

①②⑤⑥

21 

闭环控制伺服系统一般由、、等部分组成。

位置检测元件取得位置偏差的比较环节 

以位置偏关工业区输入的伺服电

机调速系统

22．设 

X-Y 

工作台由步进电机直接经丝杠螺母副驱动，丝杠螺距为 

5mm，步进电机

步距角为 

1.5°

/3°

，工作方式为三相六拍工作台最大行程为 

400mm。

7

（1） 

系统的脉冲当量；

微机发出的脉冲总数是多少？

⨯1.5︒ 

0.020833 

（mm）

脉冲数n 

L

δ

400

5 

240

19200 

（步）

η 

400 

360

1.5

第四、五、六章数控机床的程序编制

数控机床上常用的编程方法有哪些？

由零件图纸给出零件形状和尺寸时，采用的编程方法有手工编程和自动编程两

大类。

由无尺寸的图形或实物模型给出零件形状和尺寸时，采用数字化技术编程或实物

编程。

数控机床的程序编制方法可分为和两大类。

手工编程 

自动编程

由无尺寸图形或实物模型给出零件形状和尺寸时，需采用编程。

数字化技术

手工编程方法有什么优缺点，适用于什么情况？

手工编程是用人工编写零件程序。

对于几何形状较为简单的零件，计算工作量

较少，程序又不长，用手工编程比较经济而及时。

零件轮廓复杂和加工工序较长时，使

用手工编程既繁琐又费时，且易出错，常会出现编程工作跟不上数控机床加工的情况，

此时应采用自动编程。

什么是自动编程，适用于什么情况？

自动编程是用计算机代替手工编程的大部分工作。

自动编程时，使用“数控语

言”描述切削加工时的刀具与工件的相对运动轨迹和一些加工工艺过程。

程序员只需使

用规定的数控语言编写零件的“语言程序”即可。

当零件源程序输入计算机后，计算机

自动完成机床运动轨迹的计算，加工程序的编制和数控带制作等工作。

所编程序还可通

过屏幕或绘图仪进行检查。

自动编程与手工编程相比，具有减轻程序员的劳动强度，缩短编程时间，提高编程

准确性的优点。

但是自动编程系统需要较大容量的计算机和专用软件，而且系统的软件

又较昂贵。

所以自动编程系统适用于数控机床较多的大、中型工厂。

8

自动编程是指○。

①从零件图纸到制作加工穿孔带的全过程都由通过计算机完成

②从零件图到制作加工穿孔带的过程中，除后置处理程序外，全部由计算机完成

③需要人工用数控语言编写源程序

④需要人工编写目标程序

4．什么是模态 

G 

代码?

什么是非模态 

模态代码：

该代码在一个程序段一经指定就一直有效，直到后续的程序中出现同组

的 

代码才失效；

非模态代码：

只在出现的程序段才有效的代码。

在如下程序段中，各字符表示：

N006G08X2354Y—1369 

Z2213 

F004S717 

T65432 

M07LF

N：

；

G：

功能字；

X、Y、Z：

F：

S：

T：

M：

LF：

。

程序段序号准备尺寸字进给主轴转速

刀具辅助程序段结束

G90 

时的 

X10，Y20 

与 

G91 

X10、Y20 

有何区别？

表示绝对尺寸，即以坐标原点为基准表示的尺寸是 

X=10，Y=20；

表示增

量尺寸，即以前一点为基准△X=10，△Y=20。

7．程序结束指令 

M02 

和 

M30 

有何相同功能?

又有什么区别?

相同：

同为程序结束指令，必须出现在最后一个程序段中，该指令使主轴、进给、

冷却全部停止。

区别：

使数控系统处于复位状态；

使程序返回开始状态。

8．比较 

G00 

G01 

程序的主要区别。

是点定位的代码，以最大进给速度移动到指定位置。

以前程序段指定的进给

速度无效。

是直线插补，用于斜线或直线运动，它通过程序段中的信息在各坐标轴上

产生与其移动距离成比例的速度当程序段中有 

代码时，一定要有指定的 

F 

时给速度，

或 

都是续效指令（即不仅在本程序段中起作用，在后的程序段中亦效）。

进给速度 

对 

程序无效。

辅助功能 

M 

主要有哪几种功能？

主要有以下几方面功用：

（1）程序停止或程序结束，用于控制主轴停转、机械进给停止、冷却液关闭等，如

M00、M01、M02 

等。

9

（2）控制主轴正转、反转或停止。

例如 

M03、M04、M05 

（3）换刀。

（4）开关冷却液。

（5）夹紧、松开工件。

（6）更换工件。

（7）刀具或工件直线位移。

此外，还有永不指定和不指定代码等。

M03 

代码表示○。

①程序停止②冷却液开③主轴停止④主轴顺时针方向转动

10．切削用量三要素是指、、。

主轴转速、 

切削深度 

、 

进给速度

MDI 

表示什么意思？

答 

是手动数据输入。

所编程序不是由穿孔带输入，而是通过 

NC 

装置操作面板上

的键和码盘，将程序段逐个直接输入。

12．数控车床编程有绝对值和增量值编程，用 

U、W 

表示增量坐标编程，用 

X、Z 

表示

绝对 

坐标编程。

13． 

数控车床程序编制有什么特点？

数控车床程序编制有以下特点：

在一个程序段中，根据图纸标注尺寸，可以是绝对值或增量值或二者混合编程。

由于图纸尺寸和测量尺寸都是直径值，故值径方向用绝对值编程时，X 

以直径值

表示。

用增量值编程时，以径向实际位移量的二倍值编程，并附上方向符号（正向省略）。

为提高径向尺寸精度，X 

向的脉冲当量取为 

向的一半。

（4）由于毛坯常用棒料或锻料，加工余量较大，所以数控装置常个备不同形式的固

定循环功能，可进行多次重复循环切削。

（5）为提高刀具寿命和加工表面粗糙度，车刀刀尖常磨成半径不大的圆弧。

为此，

当编制圆头刀程序时，需要对刀具半径进行补偿。

已知工件廓形方程时，可以用哪些方法进行插补计算？

已知工件廓形方程时，可以采用直线插补和圆弧插补计算。

直线插补计算常采

用等间距法和等误差法。

15. 

圆弧插补用半径编程时，当圆弧所对应的圆心角时半径取负值；

当圆

弧为整圆时，圆弧插补必须用方式编程。

大于等于 

1800、圆心

11