数控机床复习题.docx

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数控机床复习题

数控机床

第一章数控技术概述

1、世界上第一台数控机床是（1952）年研制出来的（立式数控铣床）

2.世界上第二代台数控机床是（1959）年研制出来的（带自动换刀装置的加工中心）

3、数控机床组成及各部分的作用？

①输入输出装置，进行信息交流②数控装置，将输入装置传送的数控加工程序经数控装置系统软件进行译码、插补运算和速度预处理，产生位置和速度指令以及辅助控制功能信息等③伺服驱动装置，主轴伺服驱动装置接收来自PLC的转向和转速指令，经过功率发达后驱动主轴电动机转动。

进给伺服驱动装置在每个插补周期内接受数控装置的位移指令经过功率放大后驱动进给电动机，同时完成速度控制和反馈控制功能④辅助控制装置，完成机床的相应开关动作⑤位置检测装置，控制执行部件的进给运动⑥机床的机械部件，便于实现自动化。

4、按伺服系统分类分哪几类，有何区别？

开环控制系统、半闭环控制系统、闭环控制系统；区别：

开环数控系统没有检测反馈装置，通过步进电动机带动机床工作台移动，信号的传输是单方向的，半闭环数控系统采用角位移检测装置，其安装在伺服电动机或滚珠丝杠端部，其控制精度比开环控制系统高，成本低，稳定性好，闭环控制系统采用直线位移检测装置，其控制精度比开环半闭环高。

5.按运动轨迹分类分哪几类，各有那些特点？

①点位控制系统，只控制机床运动部件从一点准确的移动到另一点，在运动过程中不进行加工，对运动部件的移动速度和运动轨迹没有严格要求②直线控制系统，控制机床从一点到另一点的准确定位，控制两相关点之间的移动速度和运动轨迹③轮廓控制系统，能同时控制两个以上的轴，具有插补功能，它不仅要控制起点和终点位置，而且要控制加工过程中每一点的位置和速度。

6.数控设备特别适合（单件、小批量、轮廓复杂）的零件的加工。

7.数控技术的定义。

数控技术是指利用数字或数字化信号构成的程序对控制对象的工作过程实现自动控制的一门技术，简称数控。

8、CNC系统中的PLC是可编程控制器。

9、FMS的含义是柔性制造系统，FMC的含义是柔性制造单元。

10、CIMS的含义是计算机集成制造系统。

11、利用计算机辅助设计与制造技术，进行产品的设计和制造，可以提高产品质量，缩短产品研制周期。

它又称为　CAD/CAM。

12、数控机床的工作原理是什么？

工作原理是数控装置内的计算机对以数字和字符编码方式所记录的信息进行一系列处理后，向机床进给等执行机构发出命令，执行机构则按其命令对加工所需各种动作，如刀具相对于工件的运动轨迹、位移量和速度等实现自动控制，从而完成工件的加工。

第二章数控机床的程序编制

1.坐标系建立应遵循哪三个原则？

刀具相对静止工件运动的原则；标准坐标系的规定，运动方向的确定。

2.机床坐标系和工件坐标系的定义？

以机床原点为原点与机床的主要坐标建立的直角坐标系，称为机床坐标系。

工件坐标系是指编程人员以零件图样上的某一点为坐标原点建立的坐标系，编程时用来确定编程尺寸。

3.绝对坐标系和增量坐标系的定义？

绝对坐标系是表示刀具（或机床）运动位置的坐标值是相对于固定的坐标原点给出的；增量坐标系是表示刀具（或机床）运动位置的坐标值是相对于前一位置的。

4.数控程序段的格式及各个程序字的含义？

由程序号、数据字和程序段结束符组成，N顺序号，G准备功能字，x_y_z_为坐标轴地址，F进给功能字，S主轴转速，T刀具功能字,M辅助功能字，LF或NL程序段结束符。

5.常用M功能（M00/M01/M30/M02/M03/M04M05/M06）的指令名称和作用。

M00程序暂停，使程序停在本段状态不执行下段；M01程序计划暂停，必须按下“任选停止”开关同M00;M30程序结束，程序返回到开始位置，M02程序结束，程序停在最后一句，M03、M04主轴正转、反转，与同段程序一起开始执行，M05主轴停止，在该程序段其它指令执行完后才停止，M06换刀，自动换刀。

6.M30和M02的区别？

（同上）

7.常用G功能（G0/G01/G02/G03/G04/G41/G42/G43/G44/G50）的名称和作用

G0快速点定位，G01直线插补，G02顺时针方向的圆弧插补，G03逆时针方向的圆弧插补，G04暂停（延时），G41刀具半径左补偿指令，G42刀具半径右补偿指令，G43刀具长度正向补偿，G44刀具长度负向补偿，G50设定工件坐标系

8.刀具半径补偿G41.G42的判断方法？

G41是顺着刀具前进方向观察，刀具偏移在工件轮廓线的左侧；G42刀具偏移在工件轮廓线的右侧。

9.G02/G03的判断方法？

G02、G03沿垂直与圆弧所在的平面的坐标的负向观察，判断顺、逆时针方向。

10.模态指令和非模态指令的区别，典型非模态指令G04。

模态指令的功能保持到被取消或被同样字母表示的程序指令所代替，非模态指令只在指定的程序段有效。

第三章计算机数控系统

1.CNC系统的基本功能有哪些？

①控制功能②准备功能③插补功能④进给功能⑤主轴功能⑥刀具功能⑦辅助功能⑧字符显示功能⑨自诊断功能

2、CNC硬件结构按其硬件结构中CPU的分类多少分为哪两种结构，按CNC系统中印制电路板的插接方式分为哪两种？

实时中断的中断类型有哪四种？

单微处理器结构和多微处理器结构；大板式结构和功能模块式结构；外部中断、内部定时中断、硬件故障中断、程序性中断。

3.插补的定义？

插补就是在被加工曲线之间进行数据密化的过程。

4、插补方法一般分为哪两种？

脉冲增量插补和数据采样插补

5、逐点比较法的定义？

进给方向的判定原则？

逐点比较法直线插补的四个步骤？

逐点比较法圆弧插补的五个步骤？

逐点比较法是通过逐点的比较刀具与所需插补曲线之间的相对位置，确定刀具的进给方向，进而加工出工件轮廓的插补方法。

①偏差判别②坐标进给③偏差计算④终点判别

6、给出起点和终点坐标，能用逐点比较法对直线或者圆弧进行插补，并画出刀具插补轨迹？

（P62）

7、刀具半径补偿执行过程一般分为哪三步？

①建立刀补②进行刀补③撤销刀补

8、对于直线与直线转接，有哪三种转接算法？

①缩短型转接②伸长型转接③插入型转接

第四章伺服系统

1.伺服系统的定义？

伺服系统是以机床运动部件的位置和速度作为控制量的自动控制系统。

2.机床的伺服系统按其功能可分为哪两种？

主轴伺服系统和进给伺服系统

3.开环伺服系统只能采用步进电动机作为驱动元件。

5、步进电动机的角位移大小与（指令脉冲个数）成正比，转速与（脉冲频率）成正比，转动方向取决于（电动机绕组通电顺序）。

6、步进电动机的主要特性有哪些？

步距角和步距误差，静态转距和距角特性曲线，最大起动转距，最高起动频率，连续运行的最高工作频率，矩频特性曲线，步进电动机的选用。

7、步进电动机的驱动控制由哪两部分来实现？

环形脉冲分配器和功率放大器。

8、根据步进电动机的类型、丝杠导程和齿数，给出脉冲分配器输出情况真值表，并计算出步距角和脉冲当量。

（p84-85）

9、步进电动机功率放电器分为哪三种？

单电压驱动电路，高低压驱动电路，恒流斩波驱动电路。

10、交流伺服电动机通过改变（频率）来进行调速，同步和异步转速的计算公式，给出数值和计算出转速。

（p93）

11、交流伺服电动机可得出哪三种不同的变频调速方式和不同的机械特性？

恒转矩调速，保持U/f为常数，进行调速时，这些特性曲线的线段基本平行，类似直流电动机的调压特性；恒功率调速，随着频率增大，转矩减小，而转速增大，可得到近似恒功率的调速特性；恒最大转矩调速，对应于转矩，转速降基本不变既直线部分斜率不变，机械特性曲线平行的移动。

12、变频器的类型分为哪两种类型？

交-交型和交-直-交型变频器

13、直流伺服电动机可以通过改变（电枢电压）和（改变励磁电流）来进行调速。

第五章位置检测装置

1、位置检测装置有哪些种类？

各有何特点？

何谓绝对式测量和增量式测量，间接测量和直接测量？

2、区别学过的位置检测装置分别属于那种类型的位置检测装置，测量的是角位移或直线位移量，应用在闭环或者半闭环数控系统中。

3、旋转变压器由哪两部分构成？

鉴相式和鉴幅式输入的交流励磁电压有什么区别，分别通过鉴别输出电压的相位角和幅值来求得转子转角值。

分解器和变压器

3、感应同步器有那两部分组成？

定尺和滑尺绕组的安排形式，且绕组错开1/4节距，平行安装。

工作方式有哪两种？

两种工作方式输入的交流电压的区别？

定尺和滑尺；鉴相式和鉴幅式，

4、光栅分为直线光栅和圆光栅，分别测量的是直线位移量和角位移量。

直线透射光栅利用的光的透射及衍射效应产生了莫尔条纹。

5、莫尔条纹的特点有哪些？

给出光栅的栅距和旋转角度，能计算出莫尔条纹的宽度。

①起放大作用②起均化误差作用③莫尔条纹移动与光栅栅距移动之间的关系。

p117

6、磁栅由哪两部分组成？

读取磁头有哪两种类型，有何区别？

①磁性标尺②读取磁头；速度响应型磁头和磁通响应型磁头

7、光电编码器的分辨率公式，根据给出的数据计算分辨率和脉冲当量。

p126

8、绝对式光电编码器分辨率的计算。

p128

第六章数控机床的机械结构

1、数控机床对主传动系统的要求有哪些？

（1）转速高、功率大

（2）主轴必须具有较宽的调速范围（3）主轴必须具有较高的回转精度（4）具有自动换刀功能、主轴准停功能等。

2、主轴调速方式有哪两种？

各有何特点？

直流电动机调速和交流电动机调速。

3、主传动的配置方式有哪几种类型？

（1）变速齿轮传动方式

（2）带传动方式（3）调速电动机直接驱动方式

4、立式加工中心主轴部件当机械手把刀具从主轴中拔出后，（压缩空气）通过（活塞杆）和（拉杆）的中心孔把主轴锥孔吹净，保证刀具的正确位置。

通过（行程开关）发出卡紧和防松刀杆的信号。

5、数控机床对进给运动的要求有哪些？

（1）减小摩擦阻力②提高传动精度和刚度、消除传动间隙③减小运动部件惯性

6、进给传动系统电动机和丝杆间的连接有哪三种形式？

①齿轮传动形式②同步带轮传动形式③联轴器传动形式

7、进给传动系统传动齿轮有哪些间隙消除的方法？

⑴刚性调整法①偏心轴调整法②轴向垫片调整法⑵柔性调整法①轴向压簧调整法②周向弹簧调整法

8、滚珠丝杆螺母副按循环方式分为哪两类？

按螺纹滚道型面分为哪两类？

外循环式和内循环式；单圆弧型面和双圆弧型面。

9、滚珠丝杆螺母副轴向间隙的调整和预紧方式，常用的有那几张结构形式？

①双螺母垫片调隙式②双螺母齿差调隙式③双螺母螺纹调隙式

10、常用导轨副有哪些，各有个特点？

滚动到位常采用哪两种形式？

①滚动导轨，摩擦因数小、动摩擦因数相差小，定位精度高、灵敏度高、精度保持性好等②静压导轨，无磨损、精度好、寿命长、导轨的摩擦因数小、机械效率高③塑料导轨，良好的摩擦性、耐磨性和吸振性。

滚动导轨块和直线滚动导轨。

11、自动换刀装置刀库有哪三种类型？

常用的选刀方式有哪两种类型？

刀具交换装置有哪两种类型？

盘式刀库和链式刀库；顺序选刀和任意选刀；无机械手换刀和有机械手换刀。

12、分度工作台按定位机构的不同，分为哪两种，分别是通过什么装置进行定位的？

①鼠牙盘式分度工作台②定位销式分度工作台

第八章典型数控设备

1、数控车床床身和导轨的布局分为哪三种？

①水平床身水平导轨②水平床身斜导轨③斜床身斜导轨

2、加工中心的特点有哪些？

①自动地、连续地完成多工步加工②自动完成多工序加工③加工中心能自动变速④有些加工中心可以将加工和安装工件同时进行。

3、加工中心的基本结构有哪几部分构成？

①基础部件②主轴部件③数控系统④自动换刀系统⑤辅助装置

4、加工中心刀具常用哪几种编码识别方式？

①接触式刀具识别装置②非接触式磁性刀具识别装置③非接触式光电识别装置

5、按照加工中心主轴的布局形式分为哪四种形式？

①卧式加工中心②立式加工中心③龙门式加工中心④万能加工中心

6、加工中心按换刀形式分为哪三种？

①带刀库、机械手换刀的加工中心②无机械手换刀的加工中心③带转塔刀库的加工中心