数控技术复习题及参考答案.docx
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数控技术复习题及参考答案
填空题
1、 数控机床坐标系采用的是 右手笛卡尔直角 坐标系。
2、 数控机床坐标系的正方向规定为 增大刀刀具与工件距离的方向 。
3、 数控机床坐标系中Z轴的方向指的是 与主轴平行 的方向，其正方向是 刀具远离工件的方向 。
4、 数控机床中旋转坐标有 A 轴、 B 轴、 C 轴，其正方向的判断是用 右手螺旋定则 。
5、 数控车床中X轴的方向是 工件的径向 ，其正方向是 远离工件的方向 。
6、 数控机床坐标系一般可分为 机床坐标系 和 工件坐标系 两大类。
7、 数控机床坐标系按坐标值的读法不同可分为 绝对坐标系 和 增量坐标系 。
8、 在绝对坐标系中所有刀具运动轨迹的坐标值都以 坐标原点 为计算基准，而增量坐标系中所有运动轨迹的坐标值都相对 前一位置 进行计算的。
9、 数控系统的插补是指根据给定的 数学函数 ，在理想的轨迹和轮廓上的已知点之间进行 数据密化处理 的过程。
10、大多数数控系统都具有的插补功能有 直线插补和圆弧插补 。
11、插补的精度是以 脉冲当量 的数值来衡量的。
12、所谓脉冲当量是指 数控装置发出一个脉冲信号机床执行部件的位移量。
13、数控机床插补过程中的四个节拍是：
偏差差别 、 坐标进给 、 偏差计算 、 终点差别 。
14、插补过程中终点判别的具体方法有：
单向一、计数 、 双向计数 、 分别计数 。
15、数控编程是从 零件图样 到获得 数控机床所能识别的数控加工程序 的全过程。
16、数控编程的步骤有 工艺分析、数值计算、编写程序单、程序输入、程序检验和首件加工。
17、数控机床程序段的格式有 固定程序段格式 和 可变程序段格式 。
18、数控机床的编程方法有 手动编程 和 自动编程 。
19、以下指令的含义：
G00 快速点定位 ；G01 直线插补 ；G02 顺时针圆弧插补 ；G03 逆时针圆弧插补 。
20、准备功能G代码有 模态代码 和 非模态代码 两大类。
二、判断题
1、 数控加工程序是由若干程序段组成，而且一般常采用可变程序进行编程。
（ √）
2、 只需根据零件图样进行编程，而不必考虑是刀具运动还是工件运动。
（ ×）
3、 进给路线的确定一是要考虑加工精度，二是要实现最短的进给路线。
（ √）
4、 刀位点是刀具上代表刀具在工件坐标系的一个点，对刀时，应使刀位点与对刀点重合。
（ √）
5、绝对值方式是指控制位置的坐标值均以机床某一固定点为原点来计算计数长度。
（ √）
6、增量值方式是指控制位置的坐标是以上一个控制点为原点的坐标值。
（ √）
7、编制程序时一般以机床坐标系作为编程依据。
（ ×）
8、数控加工的插补过程，实际上是用微小的直线段来逼近曲线的过程。
（ √）
9、数控加工路线的选择，尽量使加工路线缩短，以减少程序段，又可减少空走刀时间。
（ √）
10、G代码可以分为模态G代码和非模态G代码。
（ √）
11、一个主程序中只能有一个子程序。
（ ×）
12、数控铣床规定Z轴正方向为刀具接近工件方向。
（ ×）
13、非模态G04代码只在本程序段有效。
（√ ）
14、用G04指令可达到提高加工表面粗糙度精度的目的。
（ ×）
15确定机床坐标系时，一般先确定X轴，然后确定Y轴，再根据右手定则法确定Z轴。
（ ×）
16、数控铣加工中，进退刀位置应选在合适的位置，以保证加工质量。
（ √）
17、工作坐标系是编程时使用的坐标系，故又称为编程坐标系。
（√）
18、数控机床坐标系是机床固有的坐标系，一般情况下不允许用户改动。
（ √）
19、机床参考点是数控机床上固有的机械原点，该点到机床坐标原点在进给坐标轴方向上的距离可以在机床出厂时设定。
（√ ）
20、对于既有铣面，又有镗孔的工件，一般先铣面后镗孔。
（ √）
三、简答题
1、绝对坐标系和增量坐标系的区别是什么？
举例说明。
答：
在绝对坐标系中所有刀具运动轨迹的坐标值都以坐标原点为计算基准，而增量坐标系中所有运动轨迹的坐标值都相对前一位置进行计算的。
2、插补的定义。
答：
数控系统的插补是指根据给定的数学函数，在理想的轨迹和轮廓上的已知点之间进行数据密化处理的过程。
3、试述逐点比较法的工作节拍。
答：
位置判别、坐标进给、偏差计算、终点判别
4、加工起点A（0，0）、终点B（3，2）第一象限的直线，试分析插补轨迹（按脉冲当量为1计）。
5、 简述数控编程的步骤。
答；数控编程的步骤有工艺分析、数值计算、编写程序单、程序输入、程序检验和首件加工。
6、脉冲当量的定义，一般取值是多少？
与机床加工精度有何关系？
答：
所谓脉冲当量是指数控装置发出一个脉冲信号机床执行部件的位移量。
一般取0.01或0.001mm，脉冲当量越小，机床精度越高。
7、一个完整的加工程序由哪几部分组成？
其开始部分和结束部分常用什么符号及代码表示？
答：
一个完整的程序是由程序号、程序内容、结束符号三部分组成。
程序的开始部分为程序号，常用的有O、P、%等符号。
程序的结束部分主要采用M02和M30指令。
8、数控车床的坐标轴是怎样规定的？
试按右手笛卡尔坐标系确定数控车床中Z轴和X轴的位置及方向。
答：
数控车床的坐标轴是用右手笛卡尔直角坐标系确定的。
Z轴的方向是主轴轴线的方向，其正方向是刀具远离工件的方向。
X轴的方向是垂直主轴轴线的方向，其正方向是刀具远离工件的方向。
9、制定加工方案的要求是什么？
答：
制定加工方案的要求有：
1） 程序段最少2）进给路线最短3）灵活选用不同形式的加工路线
一、填空题：
1.数控机床是用数字化代码来控制刀具与工件的相对运动，从而完成零件的加工。
2.所谓“插补”就是指在一条已知起点和终点的曲线上进行数据点的密化（或数据密化）的过程。
3.对刀操作就是确定工件坐标系和机床坐标系之间关系的操作。
4.直流伺服电动机的控制特性是指其速度随电压化的特性，而其机械特性是指其速度随负载转矩变化的特性。
5.刀具在机床上的位置是由刀位点的位置来表示的。
6.JB3051-82规定，数控机床坐标轴和方向是基于_工件___固定，_刀具_移动。
8.用逐点比较法插补直线OA，其起点坐标为O（0，0），终点坐标A（5，8），若采用插补的总步数作为终点减法计数器JE的初始值，即JE＝13。
在插补过程中，每进给一步，计数器JE减1,当JE＝0时，到达终点，停止插补。
9.光栅作为位移传感器，其高精度源于的莫尔条纹的放大和平均两大效应。
若光栅栅距为0.01mm，两块光栅之间的夹角为0.057°，则莫尔条纹宽度约为10mm。
10.数控机床一般由控制介质数控装置、伺服系统、测量装置和机械本体五个部分组成。
11.CNC系统软件必须完成管理和控制两大任务。
12.步进电机的“失步”现象有两种表现形式，即丢步和越步
13.刀具在机床上的位置是由刀位点的位置来表示的。
14.在CNC软件中资源分时共享要解决的问题是各任务何时占用CPU以及占用时间的长短，解决的办法是和循环轮流中断优先相结合。
15.数控机床伺服驱动系统是指以机床移动部件的位置和速度作为控制量的自动控制系统，又称为拖动系统。
18.数控机床的脉冲当量是指每个脉冲信号使数控机床移动部件产生的位移量。
19.数控技术是指用数字化信号（或数字化代码）对机床运动及其加工过程进行自动控制的一种方法。
20.从CNC系统使用的微机及结构来分，CNC系统的硬件结构一般分为：
多微处理机和
单微处理机结构两大类。
21.改变刀具半径补偿值的大小，不改变加工程序，就可以实现同一轮廓的粗、精铣加工。
22.数控机床按伺服系统的控制方式可分为开环数控机床、半闭环数控机床和闭环数控机床
二、判断题：
1.当点位直线控制数控机床的移动部件移动时，可以按任意斜率的直线进行切削加工。
×
2.步进电机的步距角越大，控制精度越高。
×
3.从减小伺服驱动系统的外形尺寸和提高可靠性的角度来看，采用直流伺服驱动比交流伺服驱动更合理。
×
4.脉冲编码器机可以转角，也可以测转速√
5.数控机床的加工是用数控程序来控制的，因此数控机床就是软件数控。
×
6.采用细分电路可以提高开环步进式伺服驱动系统的精度。
√
7.点位控制系统不仅要控制从一点到另一点的准确定位，还要控制从一点到另一点的路径。
×
8.顺时针圆弧插补（G02）和逆时针圆弧插补（G03）的判别方向是：
沿着不在圆弧平面内的坐标轴正方向向负方向看去，顺时针方向为G02，逆时针方向为G03。
√
9.编制数控加工程序时一般以机床坐标系作为编程的坐标系。
×
10.数控机床适用于单品种，大批量的生产。
×
11.只有采用CNC技术的机床才叫数控机床。
×
12.圆弧插补中，对于整圆，其起点和终点重合，用R编程无法定义，所以只能用圆心坐标编程。
×
13.插补运动的实际插补轨迹始终不可能与理想轨迹完全相同。
×
14.CNC系统中，由硬件完成的功能原则上不可以由软件完成。
×
15.编制数控加工程序时一般以机床坐标系作为编程的坐标系。
×
16.不同的数控机床可能选用不同的数控系统，但数控加工程序指令都是相同的。
×
17.与普通车床相比，数控车床传动链短、床头箱结构要复杂些。
×
三、单项选择题：
1.CNC系统软件必须完成管理和控制两大任务，下面任务中哪个不属于控制任务？
（）
A、诊断B、插补C、位控D、译码
2.下列正确表示机床坐标系的是（）
A、
XB、
X
C、
ZD、
Y
3.脉冲当量的大小决定了加工精度，下面哪种脉冲当量对应的加工精度最高？
（）
A、1um/脉冲B、5um/脉冲C、10um/脉冲D、0.01mm/脉冲
4.设编程原点在工件的上表面，执行下列程序后，钻孔深度是（）。
G90G01G43Z-50H01F100（H01补偿值-2.00mm）
A．48mm；B.52mm；C.50mm。
5.一直线的起点坐标在坐标原点，终点坐标为A（xa、ya），刀具的坐标为P（x、y）。
用逐点比较法对该直线进行插补时的偏差函数是（）。
A.F＝x·y－xa·ya；B.F＝xa·y－ya·x；C.F＝xa·x－ya·y；D.F＝xa+ya－x－y
6.加工中心与其他数控机床的主要区别是（）。
A.有刀库和自动换刀装置；B.机床转速高；C.机床刚性好；D.进刀速度高
7.数控机床的数控装置包括（）。
A.光电读带机和输入程序载体；B.步进电机和伺服系统
C.输入、信息处理和输出单元；D.位移、速度传感器和反馈系统
8.G00的指令移动速度值是（）。
A．机床参数指定；B数控程序指定；C操作面板指定。
9．编程坐标系一般指的是（）
A．机床坐标系；B.工件坐标系；
10．下面哪项任务不是数据预处理（预计算）要完成的工作？
（）
A、位置控制B、刀具半径补偿计算
C、刀具长度补偿计算D、象限及进给方向判断
11.A步进电机的转速是否通过改变电机的（）而实现。
A.脉冲频率B.脉冲速度C.通电顺序。
12.程序编制中首件试切的作用是（）。
A.检验零件图样设计的正确性；B.检验零件工艺方案的正确性；
C.测试数控程序的效率；
D.检验程序单及控制介质的正确性，综合检验所加工的零件是否符合图样要求。
13.在开环数控机床进给系统中，下列电机唯一可用的是（）。
A.直流伺服电机B.交流伺服电机C.步进电机D.大惯量电机。
14.用逐点比较法插补起点为（0，0），终点坐标为A（60，20）的一条直线，若当前偏差函数值为40，则刀具进给方向为（）。
A.+X；B.–X；C.+Y；D.-Y。
15.数控机床上直流电动机最常用的调速方法是（）
A.调压调速法； B.调励磁磁场调速法；
C.电枢电路串电阻法；D.电枢电路串电感法
16.用光电盘测量角位移时，为判别角位移方向，采用两套光电转换装置，使它们产生的电信号在相位上相差（）。
A.1/4周期；B.1/2周期； C.一周期； D.3/4周期。
17.下面哪项任务不是数据预处理（预计算）要完成的工作？
（）
A、位置控制B、刀具半径补偿计算
C、刀具长度补偿计算D、象限及进给方向判断
18.CNC系统的中断管理主要靠（）完成，而系统的中断结构决定了系统软件的结构。
A、软件B、硬件C、CPUD、总线
19．步进电机的转速与下面哪些因素无关？
（）
A、脉冲信号的频率
B、转子齿数
C、通电方式
D、定子绕组中的电流大小
1.A2.A3.A4.C5.B6.A7.C8.A9.B10.A11.A12.D13.C14.C15.A
16.A17.A18.B19.D
四、简答题：
1．开环进给系统中，如何补偿机械传动间隙和滚珠丝杆螺距误差？
答：
机械传动间隙和滚珠丝杆螺距误差可采用机械、硬件、软件补偿方法。
其中机械补偿方法：
传动间隙的补偿有偏心轴套调整、轴向垫片调整、双片薄齿轮调整等
滚珠丝杆螺距误差常采用双螺母调整
软件或硬件补偿法：
预先测得传动间隙，每次在进给反向时通过软件或硬件电路额外发出对应于间隙值的指令位移，以进行补偿。
2．数控机床对进给伺服系统的要求有哪些?
答：
.一般来说，对数控机床伺服驱动系统的主要性能要求有以下几点：
①进给速度范围要大，能满足低速切削和高速切削的需要；
②位移精度要高；
③跟随误差要小，即响应速度要快；
④工作稳定性要好，具有抗干扰能力，运行平稳，加工精度较高。
3．开环、闭环和半闭环进给系统的区别是什么？
各有什么特点？
答：
开环系统中没有位置检测和反馈。
半闭环系统中的位置检测和反馈信号不是取自最终的进给部件，而是取的电动机轴或丝杆等中间环节，
闭环系统中的位置检测和反馈信号是取自最终的进给部件（如工作台）。
所以闭环系统的精度最高，但稳定性稍差。
开环系统的精度最低，但成本也最低
4．步进电机的主要性能指标有哪些？
试比较驱动步进电机的三种功率放大器特点。
答：
主要性能指标：
步距角、静态步距误差、输出扭矩、最高启动、停止脉冲频率、边续运行的最高工作频率、步进运行和低频振荡等。
其驱动电路有三种功率放大器：
单电压功率放大电路、双电压功率放大电路和斩波恒流功放电路，区别如下：
单电压功率放大电路：
功耗大，一般只用于小功率步进电机驱动；
双电压功率放大电路：
采用高、低电压两种供电电源以降低能耗，高频工作时有较大的转动力，多用于中、大功率步进电机驱动；
斩波恒流功放电路：
利用斩波方法使电流恒定在额定值附近，不需外接电阻来限流和减少时间常数；能耗小，电源效率高；能提高高频工作频率，是目前使用最普及的一种驱动电路。
6．数控机床一般由哪几个部分组成？
各部分起什么作用？
答：
.数控机床一般包括五部分，各部分的作用如下：
（1）控制介质：
存储程序、参数。
（2）数控装置：
将加工程序译码轨迹计算（速度计算）、插补计算、补偿计算，向各坐标的伺服驱动系统分配速度、位移命令。
这一部分是数控机床的核心
（3）伺服系统：
接受数控装置来的指令，将信号进行调解、转换、放大后驱动伺服电机，带动机床执行部件运动。
（4）测量装置：
电流、速度、位置等检测反馈装置。
（5）机床本体：
包括主运动部件、进给运动部件、执行部件和基础部件，最终实现刀具和工件的相对运动。
五、计算题：
3.某CNC机床采用丝杆螺母副驱动工作台的直线进给运动，丝杆与电机直接相连，丝杆导程为10mm，步进电机每转400步，工作台的最高进给速度为2.4m/min，求：
1）系统的脉冲当量δ。
2）最高速进给时的进给脉冲频率。
总步数为4＋3＝7步
JVX（Xe）
JRX
X溢出
JVY（Ye）
JRY
Y溢出
终点计数器
100
0
011
000
000
100
100
011
011
001
100
000
1
011
110
010
100
100
011
001
1
011
100
000
1
011
100
100
100
100
011
111
101
100
000
1
011
010
1
110
100
100
011
101
111
100
000
1
011
000
1
000
插补轨迹如下图所示：
七、编程题：
3.用刀具半径补偿的方法编写外轮廓铣削加工程序，工件形状如图所示，工件厚度5mm。
刀具路线等其它参数、坐标系合理自定。
要求考虑刀具半径补偿。
各程序段要求注释。
设工件坐标系原点位于工件上表面的R50圆心处。
选择刀具半径小于或等于8mm
N01G92X-150Y-200Z200
N02G00Z-5S300M03
N03G01G41X-50Y-100D01F150
N04Y0
N05G02X50R50
N06G01Y-100
N07G01X30
N08G01Y-83
N09G03X22Y-75R8
N10G01X-22
N11G03X-30Y-83R8
N12G01Y-100
N13G01X-50
N14G00G40X-150Y-200M05
N15G00Z200M02
1填空题
1、数控机床程序编制的方法分为手工编程、自动编程两种。
2、数控系统只能接受数字信息，国际上广泛采用两种标准代码为G、M。
3、在铣削零件的内外轮廓表面时，为防止在刀具切入、切出时产生刀痕，应沿轮廓___切向____方向切入、切出，而不应__法向_____方向切入、切出。
4、F指令用于指定进给速度，S指令用于指定主轴转速，T指令用于指定刀具；其中F100表示进给速度100mm/min，S800表示主轴转速800r/min。
5、编程常用指令中绝对尺寸用G90指令，增量尺寸用G91指令。
6、数控系统中指令G40、G41、G42含义分别是取消刀具补偿、左刀补、右刀补。
7、数控系统中指令顺圆插补指令是G02，逆圆插补指令是G03。
8、数控机床程序编制的方法有手工编程、自动编程。
9、数控系统中M01、M02、M03指令的的功能分别是、主轴停止、主轴正转。
10、数控系统中G02、G03、G04指令的的功能分别是顺圆插补、逆圆插补、。
11、程序段G97M03S800的含义是主轴正转转速800r/min。
12、数控机床的三个原点是指机床、工件、参考。
13、在数控车床上,如刀具当前位置在点A（10，-20），执行程序段G98G01U20.0W50.0F100后刀具将位于点B，则B点的绝对坐标为（30，30）；该程序段中F100表示的意义是：
进给速度100mm/min。
14、M98、M99的含义分别是调用子程序、子程序结束。
15、数控系统S1500、T0200指令含义分别是主轴转速1500r/min、0号刀具02号补偿。
16.数控机床按控制运动轨迹可分为点位控制、直线控制和三维轮廓控制几种。
17.在轮廓控制中，为了保证一定的精度和编程方便，通常需要有刀具长度和半径补偿功能。
18.数控机床实现插补运算较为成熟并为大多机床所具有的是直线插补和圆弧插补功能。
19.与机床主轴重合或平行的刀具运动坐标轴为z轴，远离工件的刀具运动方向为正方向。
20．光栅依不同制造方法有反射和透射两种。
二、选择题
1、步进电机的角位移与（4）成正比。
（1）步距角
（2）通电频率（3）脉冲当量（4）脉冲数量
2、数控机床CNC系统是（3）
（1）轮廓控制系统
（2）动作顺序控制系统（3）位置控制系统（4）速度控制
系统
3、数控机床有不同的运动形式，需要考虑关键与刀具相对运动关系和坐标系方向，编写程序时，采用（4）的原则。
（1）刀具固定不动，工件移动
（2）铣削加工刀具固定不动，工件移动；车削加工
刀具移动，工件固定（3）分析机床运动关系后再根据实际情况两者的固定和移动关系（4）工件固定不动，刀具移动。
4、选择刀具起始点时应考虑（1，2）
（1）防止与工件或夹具干涉碰撞
（2）方便工件安装测量（3）每把刀具刀尖在起始点重合（4）必须选在工件外侧。
5．数控机床伺服系统是以
（2）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（4）切削用量
6．指出下列哪些误差属于系统的稳态误差
（1）。
（1）定位误差
（2）跟随误差（3）轮廓误差（4）定位误差和跟随误差
7、数控机床适于（C）生产。
A大型零件B小型高精密零件C中小批量复杂形体零件D大批量零件
8、闭环控制系统的检测装置装在（A）
A电机轴或丝杆轴端B机床工作台上C刀具主轴上D工件主轴上
9、FMS是指（C）
A自动化工厂B计算机数控系统C柔性制造系统D数控加工中心
10、按伺服系统的控制方式分类，数控机床的步进驱动系统是（A）数控系统。
A开环B半闭环C全闭环
11、下列机床中，属于点位数控机床的是（A）
A数控钻床B数控铣床C数控磨床D数控车床
12、数控系统中CNC的中文含义是（A）。
A计算机数字控制B
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