数控技术.docx
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数控技术
南华大学200–200学年度第学期
数控技术课程试卷（A/B卷、年级专业）
一、填空题（每空2分，共30分）
1.数控机床的基本组成包括___________、____________、___________、__________、加工程序及机床本体。
2.CNC系统中常用的插补方法中，脉冲插补法适用于以_________电机作为驱动元件的数据系统；数字增量插补法（数据采样插补法）一般用于_________和_________电机作为驱动元件的数控系统。
3.直流主轴电动机的控制系统可分为两部分：
_________控制部分和_________控制部分。
4.进给伺服系统若仅采用比例型位置控制，跟随误差是_________完全消除的。
5.目前应用的插补算法分为两类,一类为__________,另一类为__________.
6.FMC代表__________________，FMS代表__________________，CIMS代表__________________。
得分
阅卷人
二、单项选择题（在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，
并将正确答案的序号填在题干的括号内。
每小题2分，共24分）
1.数控机床有不同的运动形式，需要考虑工件与刀具相对运动关系及坐标系方向，编写程序时，采用（）的原则编写程序。
A.刀具固定不动，工件移动B.工件固定不动，刀具移动
C.分析机床运动关系后再根据实际情况定D.由机床说明书说明
2.（）是无法用准备功能字G来规定或指定的。
A.主轴旋转方向B.直线插补
C.刀具补偿D.增量尺寸
3.在确定数控机床坐标系时，首先要指定的是（）
A.X轴B.Y轴C.Z轴D.回转运动的轴
4.根据加工零件图样选定的编制零件程序的原点是（）
A机床原点B编程原点C加工原点D刀具原点
5.下列刀具中，（）的刀位点是刀头底面的中心。
A.车刀B.镗刀C.立铣刀D.球头铣刀
6.滚珠丝杠副的设计计算和验算，一般不包括（）方面。
A.强度B.刚度C.稳定性D.抗振性
7.光栅利用（），使得它能测得比栅距还小的位移量。
A.莫尔条纹的作用B.数显表
C.细分技术D.高分辨指示光栅
8.当交流伺服电机正在旋转时，如果控制信号消失，则电机将会（）。
A.以原转速继续转动B.转速逐渐加大
C.转速逐渐减小D.立即停止转动
9.数控机床伺服系统是以（）为直接控制目标的自动控制系统。
A.机械运动速度B.机械位移
C.切削力D.机械运动精度
10.脉冲比较伺服系统中，可逆计数器的作用是（）。
A.计算位置指令脉冲个数
B.计算位置反馈脉冲个数
C.计算位置指令脉冲个数与位置反馈脉冲个数之差
D.计算位置指令脉冲个数与位置反馈脉冲个数之和
11.数控机床坐标轴的重复定位误差应为各测点重复定位误差中的（）。
A.平均值B.最大值
C.最大绝对值D.最大值和最小值之差
12.（）主要用于经济型数控机床的进给驱动。
A.步进电机B.直流伺服电机
C.交流伺服电机D.直流进给伺服电机
得分
阅卷人
三、编程题（14分）
1.固定循环指令加工图示零件加工程序，并对所用刀具作出说明。
得分
阅卷人
四、简答题（每小题10分，共20分）
1.什么叫逐点比较插补法，一个插补循环包括哪几个节拍?
2.数控机床加工程序的编制方法有哪些？
它们分别适用什么场合？
得分
阅卷人
五、计算题（每小题6分，共12分）
1.一台五相十拍运行的步进电机，转子齿数z=48，在A相绕组中测得电流频率为600Hz，求：
（1）电机的步距角
（2）电机的转速
2.光栅栅距为0.01mm,两块光栅之间的夹角为0.057°，求莫尔条纹宽度。
参考答案
一、填空题（每空2分，共30分）
1.输入装置数控系统伺服测量反馈系统辅助控制装置（顺序不分先后）
2.步进直流伺服交流伺服（后两空顺序不分先后）
3.电枢电压励磁电流（顺序不分先后）
4.不能
5.脉冲增量插补数据采样插补（顺序不分先后）
6.柔性制造单元柔性制造系统计算机集成制造系统（顺序不分先后）
二、单项选择题（每小题2分，共24分）
1.B2.A3.C4.B5.C6.D
7.C8.D9.B10.C11.B12.A
三、编程题（14分）
1号刀90度刀
T2号刀R4的球头形的刀
G50X200Z150
M03S500
T0101
G00X44Z5
G73U9.5W0R10
G73P10Q20U1.0W0F0.2
N10G1X12Z2F0.5
G1X20Z-2F0.1
G1Z-26
G1X24Z-28
Z-48
G1X30Z-83
G3X35Z-103
G1Z-108
N20X44F0.5
G70P10Q20
G00X200Z150
T0100
T0202
G0X30Z-38
G73U5W0R10
G73P30Q40U0.2W0F0.2
N30G1X24F0.5
G2Z-48R5F0.1
N40G1X26F0.5
G70P30Q40
G0X200Z150
M02
四、简答题（每小题10分，共20分）
1.逐点比较插补法是通过逐点比较刀具与所加工曲线的相对位置，确定刀具的进给方向，以加工出所需的零件廓形。
一个插补循环包括：
偏差判断、进给、偏差计算、终点判断四个节拍。
2.
（1）手工编程和自动编程两种。
（2）对于几何形状不太复杂的零件，所需要的加工程序不长，计算比较简单，出错机会少，手工编程用于形状简单的点位加工及平面轮廓加工；对于一些复杂零件，特别是具有非圆曲线的表面，或者数控系统不具备刀具半径自动补偿功能，采用自动编程。
五、计算题（12分）
1.
（1）θ=
（2）n=
=75r/min
2.θ=3.14×0.057°/180°=0.001
B≈W/θ=0.01/0.001=10mm
南华大学200–200学年度第学期
数控技术课程试卷（A/B卷、年级专业）
考试日期：
200年月日考试类别：
考试（查）考试时间：
120分钟
题号
一
二
三
四
五
……
总分
得分
得分
阅卷人
一、填空题：
（每空分，共分）
一、填空题（每空2分，共22分）
1.世界上第一台数控机床是_________年研制出来的。
2.数控机床对工件加工精度主要取决于______________、______________、_______________和_______________。
3.数控系统按功能水平的不同可分为_________、_________、_________三类。
4._________是指数控机床适应加工对象变化的能力。
5.CNC一般按程序段的_______执行，而不是按程序段号的顺序执行。
6.测量与反馈装置的作用是为了_______________________________。
得分
阅卷人
二、判断题（每题1分，共10分）
1.由于数控机床的先进性，因此任何零件均适合在数控机床上加工。
（）
2.G00快速点定位指令控制刀具沿直线快速移动到目标位置。
（）
3、对于点位控制，进给运动从某一位置到另一个给定位置的进程进行加工。
（）
4.立铣刀的刀位点是刀具中心线与刀具底面的交点。
（）
5.选择数控车床用的可转位车刀时，钢和不锈钢属于同一工件材料组。
（）
6.一般规定加工中心的宏编程采用A类宏指令，数控铣床宏编程采用B类宏指令。
.（）
7.立式加工中心与卧式加工中心相比，加工范围较宽。
（）
8.段或圆弧段去逼近非圆曲线，逼近线段与被加工曲线交点称为基点。
（）
9.一般情况下半闭环控制系统的精度高于开环系统。
（）
10、轮廓控制的数控机床只要控制起点和终点位置，对加工过程中的轨迹没有严格要求。
（）
得分
阅卷人
三、单项选择题（每小题2分，共24分）
1．在切削平面内测量的角度有（）。
（A）前角（B）后角（C）主偏角（D）刃倾角
2．当车内孔时，刀尖若高于工件中心，其工作前角会（）。
（A）不变（B）减小（C）增大（D）增大或减小3．
3．程序校验与首件试切的作用是（）。
（A）检查机床是否正常；（B）提高加工质量
（C）检验程序是否正确及零件的加工精度是否满足图纸要求
（D）检验参数是否正确。
4．通过当前的刀位点来设定加工坐标系的原点，不产生机床运动的指令是（）。
AG54BG53CG55DG92
5．进给功能字F后的数字表示（）。
A.每分钟进给量（㎜/min）B.每秒钟进给量（㎜/s）
C.每转进给量（㎜/r）D.螺纹螺距（mm）
6.有关数控机床坐标系的说法，其中（）是错误的。
A：
刀具相对静止的工件而运动的原则。
B：
标准的坐标系是一个右手直角笛卡尔坐标系。
C：
主轴旋转的顺时针方向是按右旋螺纹进入工件的方向。
D：
Z轴的正方向是使工件远离刀具的方向。
7．下列关于欠定位叙述正确的是（）。
（A）没有限制完六个自由度。
（B）限制的自由度大于六个。
（C）应该限制的自由度没有限制完。
（D）不该限制的自由度而限制了。
8．铸铁一般使用"K"类硬质合金刀片来加工，则牌号（）的硬度为最高。
（A）K01（B）K10（C）K15（D）K30
9.（）切削液主要起冷却作用。
（A）水溶液（B）乳化液（C）切削油（D）防锈剂
10．数控系统的核心是（）。
A伺服装置B数控装置C反馈装置D检测装置
11.在现代数控系统中系统都有子程序功能，并且子程序（）嵌套。
（A）只能有一层；（B）可以有限层
（C）可以无限层；（D）不能
12．机床主轴的最终热处理一般安排在（）进行。
（A）粗磨前（B）粗磨后（C）精磨前（D）精车后
得分
阅卷人
四、编程题（14分）
1．二维轮廓零件的数控铣削加工及其编程
（1）零件图如下图所示，程序原点位于上表面。
（2）刀具选择立铣刀,答题时请说明刀具直径。
（3）安全面高度20mm。
（4）仅需写出二维外轮廓加工程序。
得分
阅卷人
五、简答题（每小题10分，共30分）
1.什么叫刀具半径补偿？
为什么要刀具半径补偿？
2．简述CNC装置的功能。
3．简述工件原点的选择原则。
参考答案
一、填空题（每空2分，共20分）
1.1952
2.机床精度、编程精度、插补精度、伺服精度
3.高档、低档、中档
4.柔性
5.输入顺序
6.提高机床的定位精度、加工精度
二、判断题（每题1分，共10分）
1.×2.×3.×4.√5.×6.×7.×8.×9.√10.×
三、单项选择题（每小题2分，共24分）
1.D2.B3.C4.D5.A6.D
7.C8.A9.A10.B11.B12.D
四、编程题（14分）
AO1（主）
G54G90X94Y50Z10G0
M03S800
Z3F1000G1
Z-5F30
M98P2
G90X94Y50
Z-10F30
M98P3
G90Z5F1000
Y-10X0G1
Z-5F30
M98P4
G90Z30G0
M30
O2（子）
G1G91X15Y-15F50
G90G41X114Y50H01
G91Y23
G3X-12Y12R12
G1X-16
G3X-12Y-12R12
G1Y-46
G3X12Y-12R12
G1X16
G3X12Y12R12
Y25
G40X-15Y15
M99
O3（子）
G68G90X94Y50R45.
G91G41X15H01F50
Y8
G3X-8Y8R8
G1X-16
G3X8Y-8R8
G1Y-16
G3X8Y-8R8
G1X16
G3X8Y8R8
G1Y10
G40X7Y7
G69
M99
O4（子）
G41X6Y40H01F50
G91Y10
X5Y10
X14
G3X10Y10R10
G1Y4
G2X10Y10R10
G1X34
G2X15Y-15R15
Y-58
G2X-15Y-15R15
G1X-34
G2X-10Y10R10
G1Y4
G3X-10Y10R10
G1X-14
X-5Y10
G40X-7Y14F500
M99
五、简答题（每小题10分，共30分）
1．用数控机床加工零件时，必须考虑刀具的半径，但为了操作方便，编程时只按零件的轮廓编制加工程序，而刀具半径值由键盘输入，加工时数控系统根据输入的刀具半径，自动地偏移一个半径值，正确加工出零件的轮廓，这就叫刀具半径补偿。
否则，加工的零件尺寸要比程序编制的零件尺寸小。
2．
①控制功能——CNC能控制和能联动控制的进给轴数；
②准备功能（G功能）——指令机床动作方式的功能；
③插补功能和固定循环功能——插补功能数控系统实现零件轮廓（平面或空间）加工轨迹运算的功能.——固定循环功能数控系统实现典型加工循环（如:
钻孔,攻丝,镗孔,深孔钻削和切螺纹等）的功能；
④进给功能——进给速度的控制功能；
⑤主轴功能——主轴切削速度,周向位置控制功能；
⑥辅助功能（M功能）——用于指令机床辅助操作的功能；
⑦刀具管理功能——实现对刀具几何尺寸和刀具寿命的管理功能；
⑧补偿功能；
⑨人机对话功能；
⑩自诊断功能——CNC自动实现故障预报和故障定位的功能；
⑾通讯功能——CNC与外界进行信息和数据交换的功能
3．工件原点是人为设定的点，既要符合图样尺寸的标注习惯，又要便于编成。
因此当编程时，一般先找出图样上的设计基准点，并通常以该点作为工件原点。
数控车床上工件原点一般选择在轴线与工件右端面、左端面或卡爪的前端面的交点上。
1．数控机床常用的选刀方式有顺序和任意选刀两种。
2．穿孔纸带的格式和代码已标准化，常用的有两种， ISO 代码和EIA代码,其中 EIA代码每排孔的孔数必须为奇数, ISO代码每排孔的孔数必须为偶数,补奇和补偶的目的是穿孔带读入时检验.
3.数控机床按控制系统的特点来划分,可分为点位、点位直线、轮廓三种。
4.调用子程序的命令是M98，子程序结束时的代码是M99。
5.刀具半径补偿执行过程一般可分为三步：
即刀具补偿建立；刀具补偿进行；刀具补偿撤消。
6．已知三相步进电动机的工作在三相六拍通电方式，通电顺序为：
A—AB—B—BC—C—CA—A，则三相步进电动机的步距角为：
15
7．数控机床上直流伺服电动机一般都采用改变电压来调速的方法，交流伺服电动机一般都采用频率改变来调速的方法，永磁交流伺服电动机调速控制单元中的关键部件之一就是变频器。
1、NC机床的含义是数控机床，CNC机床的含义是计算机控制数控机床，FMS的含义是柔性制造系统，CIMS的含义是计算机集成制造系统。
2、伺服系统包括驱动装置和执行机构两大部分。
3、滚动导轨根据滚动体的种类可分为滚珠导轨、 滚柱导轨和 滚针导轨三种结构形式。
4、CNC系统中的微机部分，主要由微处理器（CPU）、内部存储器（RAM和ROM）和I/O接口电路组成。
5、步进电动机的驱动电源主要有三种类型：
高低压双电源型、恒流斩波型和调节器频调压型。
6、数控机床精度的主要检测项目包括：
几何精度、定位精度以及工作精度等项目。
7、系统的可靠性是指系统在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。
8、对数控机床机械结构提出了以下几方面更高的要求：
高刚度、高抗振性、减少机床热变形和提高进给运动的动态性能和定位精度。
9、一台五相十拍运行的步进电动机，转子齿数为
，在A相绕组中测得电流频率为600Hz，则该电动机的步距角为0.75度，转速为75r/min。
10、直流主轴电机控制系统中，通过调整电动机电枢的端电压来进行恒转矩调速，通过改变电动机定子磁场进行恒功率调速。
一、填空题（每空1分，共30分）
1、数控机床按伺服系统的控制方式可分为 、 、 。
2、一般数控加工程序由程序号、 、坐标值、 、主轴速度、刀具、辅助功能等功能字组成。
3、较常见的CNC软件结构形式有 软件结构和 软件结构。
4、数控技术中常用的插补算法可归纳为 插补法和 插补法。
5、当标尺光栅与指示光栅相对运动一个 ，莫尔条纹移动一个 。
6、数控机床主轴常用机、电结合的方法，即同时采用 和 变速两种方法。
7、数控铣削加工需要增加一个回转坐标或准确分度时，可以使用配备 或使用 。
8、改变刀具半径补偿值的 可以实现同一轮廓的粗、精加工，改变刀具半径补偿值的 可以实现同一轮廓的凸模和凹模的加工。
9、电火花成形加工需具备的条件是 、 、 。
10、影响电火花加工精度的主要因素是 、 、 。
11、脉冲当量是指 。
数控车床X轴方向上的脉冲当量为Z方向上的脉冲当量的 。
12、数控机床的日常维护与保养主要包括 、 、 等三个方面内容。
13、3B格式的数控系统没有 功能，确定切割路线时，必须先根据工件轮廓划出电极丝中心线轨迹，再按 编程。
1、数控机床组成包括 CNC数控系统和机床主体 两大部分。
2、数控机床的类型按加工功能分为 金属切削类、金属成型类、特种加工类 和其他等几种类型。
3、所谓数控编程，一般指包括 零件图样分析、工艺分析与设计、图形数学处理、编写并输入程序清单、程序校验 的全部工作。
4、工艺指令包括 准备功能指令（G指令）和辅助功能指令（M指令） 两部分。
5、选择对刀点的原则：
①在机床上容易找正，在加工中容易检查；②编程时便于数值计算；③对刀误差小。
6、数控铣床类型通常分为 立式、卧式、立卧两用 三种类型。
7、数控铣床开机步骤包括以下过程：
①打开机床电源开关；②打开电脑；③进入C:
\HCNC\N.bat
8、数控铣床程序模拟运行步骤包括以下过程：
①工作方式选择开关在“自动”位置；②按下主菜单“自动加工”；③按下“选择程序”；④在对话框找到相关程序；⑤按下“机床锁住”键，按下“循环启动”键
9、G30指令的功能是 返回第二参考点 。
10、电加工是利用电极间隙 脉冲放电 产生局部瞬间高温，对金属材料进行蚀除的一种加工方法。
11、数控电火花线切割机床的类型分为 快走丝、慢走丝 两种。
一、填空题（每空1分，共22分）
1、
（1）计算机数控装置
（2）伺服系统（3）受控设备
2、（4）半闭环控制数控机床（5）闭环控制数控机床（6）闭环控制数控
3、（7）固定循环（8）子程序
4、（9）生产节拍（10）工件的流动路线
5、（11）一面两销（12）两圆柱销的连线方向
6、（13）确定刀具在刀柄上装夹的轴向尺寸和径向尺寸（14）机外对刀仪
7、（15）电火花成形多轴数控（16）多轴数控摇动
8、（17）电脑（18）控制器（19）后置
9、（20）步进（21）调试单个程序的
10、（22）离线诊断
二、判断题（每题1分，共10分，正确打√错误打×）
1、更换电池一定要在数控系统通电的情况下进行。
否则存储器中的数据就会丢失，造成数控系统的瘫痪。
（ ）
2、数控机床几何精度的检测验收必须在机床精调后一次完成，不允许调整一项检测一项。
（ ）
3、数控铣削螺纹加工，要求数控系统必须具有螺旋线插补功能。
（ ）
4、有静态显示或动态模拟功能的数控系统，只能检查运动轨迹的正确性，无法检查工件的加工误差（ ）
5、当脉冲放电能量相同时，热导率愈小的金属，电蚀量会降低。
（ ）
6、开环数控机床，进给速度受到很大限制，其主要原因是步进电机的转速慢。
（ ）
7、当数控机床具有刀具半径补偿功能时，其程序编制与刀具半径补偿值无关。
（ ）
8、只有加工中心机床能实现自动换刀，其它数控机床都不具备这一功能。
（ ）
9、M03指令功能在程序段运动结束后开始。
（ ）
10、刀具半径补偿仅在指定的二维坐标平面内进行。
（ ）
1、（×）2、（√）3、（×）4、（×）5、（×）6、（√）7、（×）8、（×）9、（×）10、（×）
三、判断题（对的打“√”，错的打“×”；每小题1分，共10分）
1、数控机床能加工传统机械加工方法不能加工的大型复杂零件。
2、数控机床的进给运动是由工作台带动工件运动来实现的。
3、数控加工编程时选择工件上的某一点作为程序原点，此原点为工件坐标系原点。
4、走刀路线是指数控加工过程中刀具相对于工件的运动轨迹和方向。
5、数控机床是按照事先编制好的零件数控加工程序自动地对工件进行加工的高效自动化设备。
6、模态指令也称续效指令，一经程序段中指定，便一直有效，直到以后程序段中出现同组另一指令（G指令）或被其它指令取消（M指令）时才失效。
7、数控机床坐标系可以随意改变。
8、借助于电子计算机编制数控加工程序的过程称为计算机辅助编程，习惯上称自动编程。
9、数控铣床执行G92指令时，x、y、z轴方向会移动。
10、G指令是用M和两位数值来表示。
1.（√）2.（√）3.（√）4.（√） 5.（√）6.（√）7.（×）8.（√）9.（×）10.（√）
1、数控加工中心的主轴部件上设有准停装置，其作用是（ ）
A、提高加工精度 B、提高机床精度 C、保证自动换刀、提高刀具重复定位精度，满足一些特殊工艺要求
2、用铣刀加工轮廓时，其铣刀半径应（ ）
A、选择尽量小一些
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