數(shù)控機床與編程試題

1、選擇題1、數(shù)控機床的組成部分包括 （ B ）A .輸入輸出裝置、光電閱讀機、PLC裝置、伺服系統(tǒng)、多級齒輪變速系統(tǒng)、刀庫B .輸入輸出裝置、CNC裝置、伺服系統(tǒng)、位置反饋系統(tǒng)、機械部件C. 輸入輸出裝置、PLC裝置、伺服系統(tǒng)、開環(huán)控制系統(tǒng)、機械部件D. 輸入輸出裝置、CNC裝置、多級齒輪變速系統(tǒng)、位置反饋系統(tǒng)、刀庫2、計算機數(shù)控系統(tǒng)的優(yōu)點不包括 （ C ）A利用軟件靈活改變數(shù)控系統(tǒng)功能，柔性高B 充分利用計算機技術(shù)及其外圍設(shè)備增強數(shù)控系統(tǒng)功能C. 數(shù)控系統(tǒng)功能靠硬件實現(xiàn)，可靠性高D. 系統(tǒng)性能價格比高，經(jīng)濟性好3、機床數(shù)控系統(tǒng)是一種 （ C ）A.速度控制系統(tǒng)B.電流控制系統(tǒng) C.位置控制系統(tǒng)

2、 D .壓力控制系統(tǒng)4、半閉環(huán)控制系統(tǒng)的傳感器裝在 （ A ）A .電機軸或絲杠軸端B.機床工作臺上C.刀具主軸上D.工件主軸上5、步進(jìn)電動機多相通電可以 （ A ）A.減小步距角B.增大步距角C.提高電動機轉(zhuǎn)速D .往往能提高輸出轉(zhuǎn)矩6、 用光柵位置傳感器測量機床位移，若光柵柵距為0.01mm，莫爾條紋移動數(shù)為1000個，若不采用細(xì)分技術(shù)則機床位 移量為 （ C ）A0.1mmB1mmC10mmD100mm7、所謂開環(huán)的數(shù)控伺服系統(tǒng)是指只有 （ B ）A測量實際位置輸出的反饋通道 B從指令位置輸入到位置輸出的前向通道C開放的數(shù)控指令 D.位置檢測元件8、FANUC 0i 系列數(shù)控系統(tǒng)操作面板

3、上用來顯示圖形的功能鍵為（ C ）。A PRGRM B OPR/ALARM C AUX/GRAPH D OFFSET9 數(shù)控系統(tǒng)所規(guī)定的最小設(shè)定單位就是（C ）。A 數(shù)控機床的運動精度 B 機床的加工精度 C 脈沖當(dāng)量 D 數(shù)控機床的傳動精度 10、通常數(shù)控系統(tǒng)除了直線插補外，還有（B ）。A 正弦插補 B 圓弧插補C 拋物線插補 D 多義線插補1 、數(shù)控機床進(jìn)給系統(tǒng)減少摩擦阻力和動靜摩擦之差，是為了提高數(shù)控機床進(jìn)給系統(tǒng)的（ C ）。A 傳動精度 B 運動精度和剛度 C 快速響應(yīng)性能和運動精度 D 傳動精度和剛度2、 為了保證數(shù)控機床能滿足不同的工藝要求，并能夠獲得最佳切削速度，主傳動系統(tǒng)的要

4、求是（D ）。A 無級調(diào)速 B 變速范圍寬 C 分段無級變速 D 變速范圍寬且能無級變速3、數(shù)控機床的核心是（ B ）。A 伺服系統(tǒng) B 數(shù)控系統(tǒng) C 反饋系統(tǒng) D 傳動系統(tǒng)4、 數(shù)控機床的主機（機械部件）包括：床身、主軸箱、刀架、尾座和（A ）。A 進(jìn)給機構(gòu) B 液壓系統(tǒng) C 冷卻系統(tǒng)5、數(shù)控機床加工零件時是由（ A ）來控制的。A 數(shù)控系統(tǒng) B 操作者 C 伺服系統(tǒng)6、脈沖當(dāng)量是指（ A ）。A 每發(fā)一個脈沖信號，機床相應(yīng)移動部件產(chǎn)生的位移量 B 每發(fā)一個脈沖信號，伺服電機轉(zhuǎn)過角度 C 進(jìn)給速度 大小 D 每發(fā)一個脈沖信號，相應(yīng)絲杠產(chǎn)生轉(zhuǎn)角大小。7、 數(shù)控車床可以進(jìn)行螺紋加工，是因為該車床

5、安裝了（C ）A 光柵 B 磁柵 C 光電編碼器8、半閉環(huán)數(shù)控機床是指 （ B ）A 沒有檢測裝置B 對電機軸的轉(zhuǎn)角進(jìn)行檢測C 對電機的電流進(jìn)行檢測 D 對坐標(biāo)軸的位移進(jìn)行檢測9、閉環(huán)控制系統(tǒng)的位置檢測裝置裝在： （C）。A 傳動絲杠上B 伺服電動機軸上C 機床移動部件上D 數(shù)控裝置中10、測量與反饋裝置的作用是為了（ C）。A 提高機床的安全性；B 提高機床的使用壽命；C 提高機床的定位精度、加工精度； D 提高機床的靈活性。1、 數(shù)控系統(tǒng)的報警大體可以分為操作報警、 程序錯誤報警、驅(qū)動報警及系統(tǒng)錯誤報警，某個程序在運行過程中出現(xiàn)“圓 弧端點錯誤”，這屬于（ A ）。（A ）程序錯誤報警；（

6、B）操作報警；（C）驅(qū)動報警；（D）系統(tǒng)錯誤報警2、在數(shù)控機床的閉環(huán)控制系統(tǒng)中，其檢測環(huán)節(jié)具有兩個作用，一個是檢測出被測信號的大小，另一個作用是把被測信 號轉(zhuǎn)換成可與（ A ）進(jìn)行比較的物理量，從而構(gòu)成反饋通道。a）指令信號；（B）反饋信號；（C）偏差信號；（D）脈沖信號3、CNC系統(tǒng)是指（D ）。A 適應(yīng)控制系統(tǒng)B 群控系統(tǒng) C.柔性制造系統(tǒng) D 計算機數(shù)控系統(tǒng)4、步進(jìn)電機主要用于 （ A ）。A .經(jīng)濟型數(shù)控機床的進(jìn)給驅(qū)動B .加工中心的進(jìn)給驅(qū)動C.大型數(shù)控機床的進(jìn)給驅(qū)動D.數(shù)控機床的主軸驅(qū)動5、CNC 系統(tǒng)中的 PLC 是（ A ）。A.可編程序邏輯控制器 B .顯示器C.多微處理器D.

7、環(huán)形分配器6、對于配有設(shè)計完善的位置伺服系統(tǒng)的數(shù)控機床，其定位精度和加工精度主要取決于( BA 機床機械結(jié)構(gòu)的精度 B 驅(qū)動裝置的精度C.位置檢測元器件的精度 D.計算機的運算速度7、PWM 是脈沖寬度調(diào)制的縮寫， PWM 調(diào)速單元是指 ( C )。A晶閘管相控整流器速度控制單元B 直流伺服電機及其速度檢測單元C.大功率晶體管斬波器速度控制單元D 感應(yīng)電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)8、通常 CNC 系統(tǒng)通過輸入裝置輸入的零件加工程序存放在 ( B )AEPROM 中BRAM 中CROM 中DEEPROM 中9、現(xiàn)代中高檔 CNC 系統(tǒng)中的計算機硬件結(jié)構(gòu)多采用 ( D )A.單CPU、模塊化結(jié)構(gòu)B.單CPU

8、、大板結(jié)構(gòu)C.多CPU、大板結(jié)構(gòu)D.多CPU、模塊化結(jié)構(gòu)10、 用光柵位置傳感器測量機床位移，若光柵柵距為 0. 01mm，莫爾條紋移動數(shù)為1000個, 位移量為 ( C )A. 0. 1mmB. 1mmC. 10mmD. 100mm 1 、可用于開環(huán)伺服控制的電動機是 ( D )A .交流主軸電動機B .永磁寬調(diào)速直流電動機C.無刷直流電動機D.功率步進(jìn)電動機 2、下列伺服電動機中，帶有換向器的電動機是 ( A )A .永磁寬調(diào)速直流電動機B .永磁同步電動機C.反應(yīng)式步進(jìn)電動機D.混合式步進(jìn)電動機B .增大步距角3、步進(jìn)電動機多相通電可以 ( A ) A .減小步距角C.提高電動機轉(zhuǎn)速D.

9、往往能提高輸出轉(zhuǎn)矩4、所謂開環(huán)的數(shù)控伺服系統(tǒng)是指只有 ( B )A .測量實際位置輸出的反饋通道B .從指令位置輸入到位置輸出的前向通道C.開放的數(shù)控指令D .位置檢測元件5、步進(jìn)電機驅(qū)動控制采用加 /減速方式 ,有利于 ( C )A .防止步進(jìn)電機失步C.改善步進(jìn)電機低頻特性 6、步進(jìn)電機主要用于 ( A ) A .經(jīng)濟型數(shù)控機床的進(jìn)給驅(qū)動 C.大型數(shù)控機床的進(jìn)給驅(qū)動B .防止機床機械共振D.增大步進(jìn)電機的步距角B .加工中心的進(jìn)給驅(qū)動D.數(shù)控機床的主軸驅(qū)動7、機床數(shù)控系統(tǒng)是一種( C )A 速度控制系統(tǒng) B 電流控制系統(tǒng) C 位置控制系統(tǒng) D 壓力控制系統(tǒng)8. 數(shù)控加工中心與普通數(shù)控銑床、

10、鏜床的主要區(qū)別是(B )。A 一般有三個數(shù)控軸B 設(shè)置有刀庫，在加工過程中由程序自動選用和更換C 能完成鉆、鉸、攻絲、銑、鏜等加工功能D 主要用于箱體類零件的加工9. 數(shù)控機床進(jìn)給系統(tǒng)不能采用(D )電機驅(qū)動。(A) 直流伺服 (B) 交流伺服 (C) 步進(jìn) (D) 籠式三相交流10. 光柵尺是( A )。A 一種能準(zhǔn)確的直接測量位移的元件B 一種數(shù)控系統(tǒng)的功能模塊C 一種能夠間接檢測直線位移或角位移的伺服系統(tǒng)反饋元件D 一種能夠間接檢測直線位移的伺服系統(tǒng)反饋元件1 、脈沖分配器是( C )A 產(chǎn)生脈沖信號的功能元件 B 進(jìn)行插補運算的功能元件C 控制脈沖按規(guī)定的通電方式分配脈沖的功能元件 D

11、 功放電路2、 脈沖當(dāng)量是數(shù)控機床數(shù)控軸的位移量最小設(shè)定單位，在下列脈沖當(dāng)量中如果選用(A )，高.A 0.001mm/脈沖B 0.1mm/脈沖C 0.005mm/脈沖D 0.002mm/脈沖 中3、 閉環(huán)控制系統(tǒng)比開環(huán)控制系統(tǒng)及半閉環(huán)控制系統(tǒng)(B ) A 穩(wěn)定性好 B 精度高 C 故障率低 D 價格低若不采用細(xì)分技術(shù)則機床則數(shù)控機床的加工精度最4、 滾珠絲杠副消除軸向間隙的目的主要是(A )A 提高反向傳動精度B 增大驅(qū)動力矩C 減少摩擦力矩D 提高使用壽命5、 數(shù)控機床開機時一般要進(jìn)行回參考點操作，其目的是(B )A 建立工件坐標(biāo)系B 建立機床坐標(biāo)系C 建立局部坐標(biāo)系D 建立相對坐標(biāo)系6、

12、 下列不屬于直線型檢測裝置的是(D )。A 感應(yīng)同步器 B 光柵 C 磁柵 D 旋轉(zhuǎn)變壓器7、DNC系統(tǒng)是指（D ）A自適應(yīng)控制B計算機群控C柔性制造系統(tǒng)D計算機數(shù)控系統(tǒng)&使用光電盤測量角度時，為了判別旋轉(zhuǎn)方向，在碼盤兩側(cè)至少裝（ A ）套光電轉(zhuǎn)裝置。A 1B 2C 3D 49、（ C ）能對兩個或兩個以上的坐標(biāo)方向的運動同時進(jìn)行嚴(yán)格的連續(xù)控制，不僅控制每個坐標(biāo)的行程位置，還要控制 每個坐標(biāo)的運動速度。A點位控制系統(tǒng)B點位直線控制系統(tǒng)C輪廓控制系統(tǒng)D直線控制系統(tǒng)10、 逐點比較法插補第二象限一條直線時，當(dāng)P點在直線下側(cè)（F0 ）時應(yīng)向（C ）方向發(fā)生一脈沖。A +XB -XC +YD -Y填空

13、題1、計算機數(shù)控系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)特點（1）多任務(wù)性 （2） 實時性。2、 數(shù)控機床伺服系統(tǒng)，按其功能和用途可分為進(jìn)給驅(qū)動和主軸驅(qū)動，相應(yīng)的對進(jìn)給伺服電機要求恒轉(zhuǎn)矩，寬調(diào)速范 圍，主軸伺服電機要求恒 功率范圍寬，寬調(diào)速范圍，以滿足伺服需求。3、 步進(jìn)電機通過控制 脈沖頻率 控制速度；通過控制 脈沖數(shù)量 控制位移量；通過改變步進(jìn)電機輸入脈沖信號的循 環(huán)方向，實現(xiàn)步進(jìn)電機4軸準(zhǔn)停又稱為主軸定向功能，即當(dāng)主軸停止時，控制其停于固定位置，它主要可應(yīng)用于加工中心自動換刀、加工 階梯孔或精鏜孔后退1. 數(shù)控機床主要由I/O裝置、數(shù)控裝置、驅(qū)動控制裝置 和機床電器邏輯控制四個部分組成。2 數(shù)控機床按運動方式分為

14、 點位控制數(shù)控系制數(shù)控系統(tǒng)、輪廓控制數(shù)控系統(tǒng)等三類。3. 數(shù)控機床按伺服系統(tǒng)分 開環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)、閉環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)、半閉環(huán)伺服系統(tǒng)等三類1 . CNC裝置常用的通信接2. 數(shù)控機床按插補算法分脈沖增量插補和數(shù)據(jù)采樣插補。3. CNC裝置的硬件結(jié)構(gòu)可分為 大板式結(jié)構(gòu)和模塊式結(jié)構(gòu)兩大類。4. 為減少運動件的摩擦和消除傳動間隙，數(shù)控機床 導(dǎo)軌和滾動導(dǎo)軌，在進(jìn)給系統(tǒng)中，目前數(shù)控機床幾乎 無例外的都采用滾動代替滑動絲桿。5. 機床接通電源后的回零操作是使刀具或工作臺退回到機床參考點。1、步進(jìn)電動機的最大缺點是容易失步_,特別是在大負(fù)載和速度較高的情況下，更容易發(fā)生。2、在閉環(huán)系統(tǒng)中，定位精度主要取決于

15、測量元件的定位精度_。3、CNC系統(tǒng)中，一般都具有脈沖增量和數(shù)據(jù)采樣插補功能。4、 NC機床的含義是數(shù)控機床，CNC機床的含義是 數(shù)控裝置，F(xiàn)MS的含義 柔性制造系統(tǒng)，CIMS_的含義是計算機集成制造系統(tǒng)。5、在數(shù)控編程時，使用衛(wèi)償指令后，就可以按工件的輪廓尺寸進(jìn)行編程，而不需按照刀具的中心線運動軌跡來編程。6、 圓弧插補時，通常把與時鐘走向一致的圓弧叫順時針圓弧插補，反之稱為逆圓弧插補 。1、在所需的路徑或輪廓上的兩個已知點間，根據(jù)某一數(shù)學(xué)函數(shù)確定其中多個中間點位置坐標(biāo)值的運動過程稱為插補。1、刀具半徑補償中程序段轉(zhuǎn)接的類型有 伸長型、縮短型、插入型。3、 為防止干擾信號及高壓串入，數(shù)控機床

16、的輸入輸出接口要進(jìn)行必要的電隔離,為此常用的器件及電路是 繼電器和 光電隔離電路 。4、 PLC采用循環(huán)掃描工作方式，數(shù)控機床上采用的 PLC有 內(nèi)裝型和獨立型兩種類型。判斷葫1、（ V）如果在數(shù)控車床上車削螺紋，該數(shù)控車床必須有主軸脈沖編碼器，并處于工作狀態(tài)。2、 （ V ）數(shù)控車床加工中，若刀具需移動一個準(zhǔn)確的尺寸，則這個尺寸的正確性是依靠進(jìn)給伺服系統(tǒng)來保證的。4. （V） 旋轉(zhuǎn)型檢測元件有旋轉(zhuǎn)變壓器、脈沖編碼器、測速發(fā)電機。3、 （ X ）加工端面或直徑變化較大的工件時，若數(shù)控車床的主軸可伺服（即能無級變速），通常采用恒轉(zhuǎn)速車削。5、 （X）數(shù)控機床適于單件、小批生產(chǎn)形狀復(fù)雜的工件，不適

17、合大批量加工。4、（ X ）數(shù)控機床伺服系統(tǒng)的作用是把來自數(shù)控裝置的脈沖信號轉(zhuǎn)換成機床移動部件的運動。1、 （X）數(shù)控機床的優(yōu)點眾多，完全可以取代普通機床。2. （X）軟件插補的優(yōu)點是速度快、精度高。3. （V）在開環(huán)和半閉環(huán)數(shù)控機床上，定位精度主要取決于進(jìn)給絲杠的精度。5、（V）開環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的數(shù)控機床，其定位精度主要取決于伺服驅(qū)動元件和機床傳動機構(gòu)精度、剛度和動態(tài)特性。2、（ V）插補運動的實際插補軌跡始終不可能與理想軌跡完全相同。1、（X ）數(shù)控機床是在普通機床的基礎(chǔ)上將普通電氣裝置更換成 CNC控制裝置。3、 （ X ）用數(shù)顯技術(shù)改造后的機床就是數(shù)控機床。4. （V） RS232串行

18、通信接口可用于數(shù)控加工程序的自動輸入。4、（X ）數(shù)控機床由主機、數(shù)控裝置、驅(qū)動裝置和輔助裝置組成。6、 （ X） RS232主要作用是用于程序的自動輸入。3. （X）數(shù)控機床適用于單品種，大批量的生產(chǎn)。1. （X）點位控制系統(tǒng)不僅要控制從一點到另一點的準(zhǔn)確定位，還要控制從一點到另一點的路徑。2. （V）常用的位移執(zhí)行機構(gòu)有步進(jìn)電機、直流伺服電機和交流伺服電機。5. （V）舊機床改造的數(shù)控車床，常采用梯形螺紋絲杠作為傳動副，其反向間隙需事先測量出來進(jìn)行補償。1、（X）數(shù)控銑床加工時保持工件切削點的線速度不變的功能稱為恒線速度控制。2、（V）由存儲單元在加工前存放最大允許加工范圍，而當(dāng)加工到約定

19、尺寸時數(shù)控系統(tǒng)能夠自動停止，這種功能稱為軟件形行程限位。3、（V）點位控制的特點是，可以以任意途徑達(dá)到要計算的點，因為在定位過程中不進(jìn)行加工。4、（V）伺服系統(tǒng)包括驅(qū)動裝置和執(zhí)行機構(gòu)兩大部分。 7、（V）車床主軸編碼器的作用是防止切削螺紋時亂扣。 10、（V）數(shù)控機床的位移檢測裝置主要有直線型和旋轉(zhuǎn)型。5、（X ）數(shù)控裝置接到執(zhí)行的指令信號后，即可直接驅(qū)動伺服電動機進(jìn)行工作。6、（X ）點位控制數(shù)控機床除了控制點到點的準(zhǔn)確位置外，對其點到點之間的運動軌跡也有一定的要求。& （V）數(shù)控機床為了避免運動件運動時出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，可以通過減少運動件的摩擦來實現(xiàn)。9、（V）機床參考點是數(shù)控機床上固有的機械

20、原點，該點到機床坐標(biāo)原點在進(jìn)給坐標(biāo)軸方向上的距離可以在機床出廠時 設(shè)定。簡答題1、試述脈沖增量法和數(shù)據(jù)采樣法在插補方法上的區(qū)別。數(shù)據(jù)序2 e答：1、按插補算法不同，有多種不同復(fù)雜程度的插補處理。一般按照插補結(jié)果，插補算法被分為脈沖增量插補法和數(shù) 字采樣插補法兩大類。前者的插補結(jié)果是分配給各個軸的進(jìn)給脈沖序列；后者的插補結(jié)果是分配給各個軸的插補甲據(jù)序 列。-CeCM2 e2、 簡述數(shù)控系統(tǒng)的插補概念。ee M答：機床數(shù)控系統(tǒng)的核心技術(shù)是插補技術(shù)。在數(shù)控加工中，數(shù)控系統(tǒng)要解決控制刀具與工件運動軌跡的問題。在所需的 路徑或輪廓上的兩個已知點間，根據(jù)某一數(shù)學(xué)函數(shù)確定其中多個中間點位置坐標(biāo)值的運動過程稱

21、為插補。數(shù)控系統(tǒng)根據(jù) 這些坐標(biāo)值控制刀具或工件的運動，實現(xiàn)數(shù)控加工。插補的實質(zhì)是根據(jù)有限的信息完成“數(shù)據(jù)密化”的工作。3、簡述數(shù)控開環(huán)、半閉環(huán)、閉環(huán)系統(tǒng)的區(qū)別。答：開環(huán)伺服系統(tǒng)即無位置反饋的系統(tǒng)，其驅(qū)動元件主要是功率步進(jìn)電機，其實質(zhì)是數(shù)字脈沖到角度位移的變換，它不 用位置檢測元件實現(xiàn)定位，而是靠驅(qū)動裝置本身，轉(zhuǎn)過的角度正比于指令脈沖的個數(shù)，速度由進(jìn)給脈沖的頻率決定。開環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡答，易于控制，但精度差，低速不平穩(wěn)，高速扭矩小。一般用于輕載負(fù)載變化不大或經(jīng)濟型數(shù) 控機床上。CNC裝置，與指閉環(huán)伺服系統(tǒng)是誤差控制隨動系統(tǒng)，該裝置測出實際位移量或?qū)嶋H所處位置，并將測量值反饋給令進(jìn)行比較，求得誤差，

22、構(gòu)成閉環(huán)位置控制。閉環(huán)伺服系統(tǒng)是反饋控制，測量裝置精度很高，系統(tǒng)傳動鏈的誤差，環(huán)內(nèi)各元件的誤差以及運動中造成的誤差可 以得到補償，大大提高了跟隨精度和定位精度。半閉環(huán)系統(tǒng)指位置檢測元件不直接安裝在進(jìn)給坐標(biāo)的最終運動部件上，而是中間經(jīng)過機械傳動部件的位置轉(zhuǎn)換， 即坐標(biāo)運動的傳動鏈有一部分在位置閉環(huán)以外，在環(huán)外的傳動誤差沒有得到系統(tǒng)的補償，因而這種伺服系統(tǒng)的精度低于 閉環(huán)系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采樣插補的原理是什么？試對其插補精度進(jìn)行分析？答：插補采用的是軟件插補法，其輸出的插補結(jié)果不是脈沖，而是數(shù)據(jù)。數(shù)控系統(tǒng)定時地對位置檢測進(jìn)行采樣，采樣數(shù) 據(jù)與插補程序所產(chǎn)生的指令數(shù)據(jù)相比較后，得到位置偏差，經(jīng)伺服驅(qū)動控制伺

23、服電動機。從插補過程實現(xiàn)的方式上來說有粗插補和精插補。粗插補采用軟件方法先將加工軌跡分割為線段，精插補采用硬件 插補器將粗插補分割的線段進(jìn)一步密化數(shù)據(jù)點。粗、精插補相結(jié)合的方法對數(shù)控系統(tǒng)運算速度要求不高，并可節(jié)省存儲 空間，且響應(yīng)速度和分辨力都比較高。數(shù)控系統(tǒng)由哪幾個基本組成部分？各部分的基本功能是什么？答：數(shù)控系統(tǒng)一般由輸入/輸出裝置、數(shù)控裝置、驅(qū)動控制裝置、機床電器邏輯控制裝置四部分組成，機床本體為被控 對象。輸入裝置將數(shù)控加工程序等各種信息輸入數(shù)控裝置，輸入內(nèi)容及數(shù)控系統(tǒng)的工作狀態(tài)可以通過輸出裝置觀察。數(shù)控裝置是數(shù)控系統(tǒng)的核心。它的主要功能是：正確識別和解釋數(shù)控加工程序，對解釋結(jié)果進(jìn)行各

24、種數(shù)據(jù)計算和邏輯判 斷處理，完成各種輸入、輸出任務(wù)。驅(qū)動控制裝置位于數(shù)控裝置和機床之間，包括進(jìn)給軸伺服驅(qū)動裝置和主軸驅(qū)動裝置，進(jìn)給軸伺服驅(qū)動裝置由位置控制單 元、速度控制單元、電動機和測量反饋單元等部分組成，它按照數(shù)控裝置發(fā)出的位置控制命令和速度控制命令正確驅(qū)動 機床受控部件（如：機床移動部件和主軸頭等）機床電器邏輯控制裝置也位于數(shù)控裝置和機床之間，接受數(shù)控裝置發(fā)出的開關(guān)命令，主要完成機床主軸選速、起停和方 向控制功能，換刀功能，工件裝夾功能，冷卻、液壓、氣動、潤滑系統(tǒng)控制功能及其它機床輔助功能。其形式可以是繼 電器控制線路或可編程序控制器（PLC）o1、2、3、4、5、數(shù)控加工中為什么要進(jìn)行

25、刀具半徑補償？有哪些方式？分析說明數(shù)控裝置對加工程序的處理過程。簡述光柵尺的工作原理簡要分析直流電機的調(diào)速原理與方法簡述數(shù)控系統(tǒng)的工作過程 答：1、刀具半徑補償解決了編程軌跡與刀具中心軌跡之間的矛盾。特別是對輪廓控制，經(jīng)過譯碼后得到的數(shù)據(jù)，還不 能直接用于插補控制，要通過半徑補償計算，將編程輪廓數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成刀具中心軌跡的數(shù)據(jù)才能用于插補。刀具半徑補償方式有刀具長度補償和刀具半徑補償。2、 數(shù)控裝置對加工控制信息預(yù)處理完畢后，開始逐段運行數(shù)控加工程序。根據(jù)所要產(chǎn)生的運動軌跡，數(shù)控裝置中 的插補器根據(jù)已知的幾何數(shù)據(jù)進(jìn)行插補處理。由插補器向各個軸發(fā)出的運動序列命令為各個軸位置調(diào)節(jié)器的命令值，位 置調(diào)節(jié)

26、器將其與機床上位置檢測元件測得的實際位置相比較，經(jīng)過調(diào)節(jié)，輸出相應(yīng)的位置和速度控制信號，控制各軸伺 服系統(tǒng)驅(qū)動機床各個軸運動，使刀具相對工件正確運動，加工出要求的工件輪廓。由數(shù)控裝置發(fā)出的開關(guān)命令在系統(tǒng)程序的控制下，在各加工程序段插補處理開始前或完成后，適時輸出給機床可編程控 制器（PLC），由它實現(xiàn)開關(guān)量的控制。在機床的運行過程中，數(shù)控系統(tǒng)要隨時監(jiān)視數(shù)控機床的工作狀態(tài)，通過顯示部件及時向操作者提供系統(tǒng)工作狀態(tài)和故障 情況等。3、 光柵尺由光源、長光柵（標(biāo)尺光柵）、短光柵（指示光柵）和光電元件等組成，長光柵裝在機床移動部件上，短光柵 裝在機床固定部件上，標(biāo)尺光柵和指示光柵均由窄矩形不透明的線紋

27、和與其等寬的透明間隔組成。當(dāng)標(biāo)尺光柵相對線紋 垂直移動時，光源通過標(biāo)尺光柵和指示光柵再由物鏡聚焦射到光電元件上。若指示光柵的線紋與標(biāo)尺光柵的線紋完全重 合，光電元件接收到的光通量最小。若指示光柵的線紋與標(biāo)尺光柵的線紋完全重合，光電元件接收到的光通量最大。因 此，標(biāo)尺光柵移動過程中，光電元件接收到的光通量忽大忽小，產(chǎn)生了近似正弦波的電流。再用電子線路轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字以 顯示位移量。為了辨別運動方向，指示光柵的線紋錯開 1/4 柵距，并通過鑒向線路進(jìn)行判別。4、根據(jù)直流電動機的機械特性：改變電樞電壓、勵磁電流或電樞回路電阻即可改變電機的轉(zhuǎn)速。 調(diào)速方法：改變電樞供電電壓；改變勵磁磁通；改變電樞回路電阻調(diào)

28、速。5、在接通電源后，微機數(shù)控裝置和可編程序控制器都將對數(shù)控系統(tǒng)各組成部分的工作狀態(tài)進(jìn)行檢查和診斷，并設(shè)置初態(tài)。對第一次使用的數(shù)控裝置， 進(jìn)行機床參數(shù)設(shè)置， 實際使用刀具的刀具參數(shù)及實際工件原點相對機床原點的坐標(biāo)位置。 加工控制信息輸入后，可選擇一種加工方式 （ 手動方式或自動方式的單段方式和連續(xù)方式 ） ，啟動加工運行，此時， 數(shù)控裝置在系統(tǒng)控制程序的作用下， 對輸入的加工控制信息進(jìn)行預(yù)處理， 即進(jìn)行譯碼和預(yù)計算 （刀補計算、 坐標(biāo)變換等 ）。 數(shù)控裝置對加工控制信息預(yù)處理完畢后，開始逐段運行數(shù)控加工程序。 根據(jù)所要產(chǎn)生的運動軌跡，數(shù)控裝置中的插 補器根據(jù)已知的幾何數(shù)據(jù)進(jìn)行插補處理。由插補器

29、向各個軸發(fā)出的運動序列命令為各個軸位置調(diào)節(jié)器的命令值，位置調(diào) 節(jié)器將其與機床上位置檢測元件測得的實際位置相比較，經(jīng)過調(diào)節(jié)，輸出相應(yīng)的位置和速度控制信號，控制各軸伺服系 統(tǒng)驅(qū)動機床各個軸運動，使刀具相對工件正確運動，加工出要求的工件輪廓。由數(shù)控裝置發(fā)出的開關(guān)命令在系統(tǒng)程序的控制下，在各加工程序段插補處理開始前或完成后，適時輸出給機床控制 器。在機床的運行過程中，數(shù)控系統(tǒng)要隨時監(jiān)視數(shù)控機床的工作狀態(tài)，通過顯示部件及時向操作者提供系統(tǒng)工作狀態(tài)和 故障情況。此外，數(shù)控系統(tǒng)還要對機床操作面板進(jìn)行監(jiān)控，及時處理有關(guān)信號。1、輪廓控制、點位控制和點位直線控制各有何特點？2、簡述數(shù)控系統(tǒng)為什么要進(jìn)行加 / 減

30、速控制，有哪些實現(xiàn)方式？3、反向間隙誤差是怎樣產(chǎn)生的，如何進(jìn)行補償？4、絲杠螺距誤差是怎樣產(chǎn)生的，如何進(jìn)行補償？5、說明開環(huán)系統(tǒng)的控制原理。答：1、（1） 點位控制數(shù)控系統(tǒng) 這類控制系統(tǒng)只控制工具相對工件從某一加工點移到另一個加工點之間的精確坐標(biāo)位置 , 而對于點與點之間移動的軌跡不進(jìn)行控制，且移動過程中不作任何加工（見圖1-4 ）。通常采用這一類系統(tǒng)的設(shè)備有數(shù)控鉆床、數(shù)控坐標(biāo)鏜床和數(shù)控沖床等。（2） 直線控制數(shù)控系統(tǒng) 這類系統(tǒng)不僅要控制點與點的精確位置，還要控制兩點之間的工具移動軌跡是一條直線，且在 移動中工具能以給定的進(jìn)給速度進(jìn)行加工，其輔助功能要求也比點位控制數(shù)控系統(tǒng)多，如它可能被要求具

31、有主軸轉(zhuǎn)數(shù)控 制、進(jìn)給速度控制和刀具自動交換等功能。采用此類控制方式的設(shè)備主要有簡易數(shù)控車床、數(shù)控鏜銑床等。（3）輪廓控制數(shù)控系統(tǒng) 這類系統(tǒng)能夠?qū)蓚€或兩個以上坐標(biāo)方向進(jìn)行嚴(yán)格控制，即不僅控制每個坐標(biāo)的行程位置， 同時還控制每個坐標(biāo)的運動速度。各坐標(biāo)的運動按規(guī)定的比例關(guān)系相互配合，精確地協(xié)調(diào)起來連續(xù)進(jìn)行加工，以形成所 需要的直線、斜線或曲線、曲面。這類數(shù)控系統(tǒng)的輔助功能亦比前兩類都多。采用此類控制方式的設(shè)備有數(shù)控車床、銑 床、加工中心、電加工機床和特種加工機床等。2、在CNC系統(tǒng)中，為了保證機床在起動或停止時不產(chǎn)生沖擊、失步、超程或振蕩，必須對送到伺服驅(qū)動裝置的進(jìn)給脈 沖頻率或電壓進(jìn)行加減速控

32、制。即在機床加速起動時，保證加在驅(qū)動電動機上的進(jìn)給脈沖頻率或電壓逐漸增大；當(dāng)機床 減速停止時，保證加在驅(qū)動電動機上的進(jìn)結(jié)脈沖頻率或電壓逐漸減小。加減速實現(xiàn)的方式有線性加減速（勻加減速）、指數(shù)加減速和sin曲線（S）加減速。3、在進(jìn)給傳動鏈中，齒輪傳動、滾珠絲杠螺母副等均存在反轉(zhuǎn)間隙。這種反轉(zhuǎn)間隙會造成工作臺反向時，電動機空轉(zhuǎn) 而工作臺不動，使半閉環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生誤差和全閉環(huán)系統(tǒng)位置環(huán)振蕩不穩(wěn)定。為解決這一問題，可先采取調(diào)整和預(yù)緊的方法，減少間隙。而對于剩余間隙，在半閉環(huán)系統(tǒng)中可將其值測出，作為參數(shù) 輸入數(shù)控系統(tǒng)，則此后每當(dāng)坐標(biāo)軸接收到反向指令時，數(shù)控系統(tǒng)便調(diào)用間隙補償程序，自動將間隙補償值加到由插補

33、程 序算出的位置增量命令中，以補償間隙引起的失動。這樣控制電動機多走一段距離，這段距離等于間隙值，從而補償了 間隙誤差。需注意的是對全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)不能采用以上補償方法 （通常數(shù)控系統(tǒng)要求將間隙值設(shè)為零 ），因此必須從機械 上減小或消除這種間隙。有些數(shù)控系統(tǒng)具有全閉環(huán)反轉(zhuǎn)間隙附加脈沖補償，以減小這種誤差對全閉環(huán)穩(wěn)定性的影響。也 就是說，當(dāng)工作臺反向運動時，對伺服系統(tǒng)施加一定寬度和高度的脈沖電壓 （可由參數(shù)設(shè)定 ） ，以補償間隙誤差。4、螺距誤差是指由螺距累積誤差引起的常值系統(tǒng)性定位誤差。在半閉環(huán)系統(tǒng)中，定位精度很大程度上受滾珠絲杠精度 的影響，盡管滾珠絲杠的精度很高，但總存在著制造誤差；另外數(shù)控

34、機床經(jīng)長時間使用后，由于磨損其精度也會下降。5、與閉環(huán)系統(tǒng)相比，開環(huán)伺服系統(tǒng)采用功率步進(jìn)電動機作為執(zhí)行元件，實現(xiàn)進(jìn)給運動，它沒有位置反饋回路和速度反 饋回路，不需使用位置、速度測量裝置以及復(fù)雜的控制調(diào)節(jié)電路，與機床容易配接，控制使用方便。主要用于對速度， 精度要求不太高的中、小型數(shù)控機床上。1、步進(jìn)電動機的選用要考慮哪幾個方面？2、數(shù)控機床對進(jìn)給伺服的性能有何要求？3、畫出主軸電動機的特性曲線，并說明如何進(jìn)行調(diào)速？4、什么是主軸分段無級調(diào)速，為什么要采用主軸分段無級變速？5、簡述數(shù)控機床主要由哪幾部分組成？ 答：1、（1）考慮系統(tǒng)的精度和速度的要求。為了提高精度，希望脈沖當(dāng)量小，但脈沖當(dāng)量越小

35、，系統(tǒng)的運行速度越低， 應(yīng)兼顧精度和速度的要求來選定系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量， 當(dāng)脈沖當(dāng)量確定以后， 來選擇步進(jìn)電機的步距角和傳動機構(gòu)的傳動比。 （2）考慮負(fù)載轉(zhuǎn)矩引起的定位誤差、傳動機構(gòu)的誤差以及步進(jìn)電機的步進(jìn)誤差，使總的誤差小于數(shù)控機床允許的定位 誤差。2、（1） 精度高。伺服系統(tǒng)要具有較好的靜態(tài)特性和較高的伺服剛度，從而達(dá)到較高的定位精度，以保證機床具有較小 的定位誤差與重復(fù)定位誤差；同時伺服系統(tǒng)還要具有較好的動態(tài)性能，以保證機床具有較高的輪廓跟隨精度。（2）快速響應(yīng)，無超調(diào)。為了提高生產(chǎn)率和保證加工質(zhì)量，在啟、制動時，要求加、減加速度足夠大，以縮短伺服系統(tǒng)的過渡過程時間，減小輪廓過渡誤差。一般電

36、動機的速度從零變到最高轉(zhuǎn)速，或從最高轉(zhuǎn)速降至零的時間小于200ms。這就要求伺服系統(tǒng)要快速響應(yīng)，但又不能超調(diào)，否則將形成過切，影響加工質(zhì)量。同時，當(dāng)負(fù)載突變時，要求速度的恢 復(fù)時間也要短，且不能有振蕩，這樣才能得到光滑的加工表面。（3）調(diào)速范圍寬。在數(shù)控機床中，由于所用刀具、被加工材料、主軸轉(zhuǎn)速以及進(jìn)給速度等加工：工藝要求各有不同, 為保證在任何情況下都能得到最佳切削條件，要求進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)必須具有足夠?qū)挼臒o級調(diào)速范圍 （通常要大于 1:10000） 。 尤其在低速（如0.01m/min）時，要仍能平滑運動而無爬行現(xiàn)象。而高速的范圍要求可達(dá) 20100m/min。3、典型主軸電動機工作特性曲線如

37、下圖所示：由曲線可見，在基速no以下屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，用改變電樞電壓方法來實現(xiàn)。其調(diào)速基本公式為基數(shù)no以下勵磁電流1 f不變，改變電樞電壓 U調(diào)速，其輸出的最大轉(zhuǎn)矩 M max取決于電樞電流最大值，而對一臺主軸電動機來 說，最大電流為恒定，因此所能輸出最大轉(zhuǎn)矩是恒定的，而輸出功率隨轉(zhuǎn)速升高而增加，因此基速 no以下稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。M = Cm I max轉(zhuǎn)矩特性曲舞Z功率特性曲戰(zhàn)n以上采用弱磁升速的方法調(diào)速，即采用調(diào)節(jié)激磁電流fl7T的方法，在弱磁升速中，1 f減小K倍，相應(yīng)的轉(zhuǎn)數(shù)增加 K倍，電K倍，所能輸出的最大功率不變，因此稱為恒功率調(diào)速。基速動機所輸出最大轉(zhuǎn)矩則因為磁通中的減小而減小Pm

38、ax = M max n4、不論采用哪一種方法，均可實現(xiàn)主軸電動機的無級調(diào)速。采用無級調(diào)速主軸機構(gòu)，主軸箱雖然得到大大簡化，但其低速段輸出轉(zhuǎn)矩常常無法滿足機床切削轉(zhuǎn)矩的要求。如單純追求無級調(diào)速，勢必要增大主軸電動機的功率，從而使主軸 電動機與驅(qū)動裝置的體積、重量及成本大大增加。因此數(shù)控機床常采用14檔齒輪變速與無級調(diào)速相結(jié)合的方式，即分段無級變速。采用與不采用齒輪減速主軸的輸出特性，采用齒輪減速雖然低速的輸出轉(zhuǎn)矩增大，但降低了最高主軸轉(zhuǎn)速。因此通常均 采用齒輪自動變速，達(dá)到同時滿足低速轉(zhuǎn)矩和最高主軸轉(zhuǎn)速的要求。一般來說，數(shù)控系統(tǒng)均提供4檔變速功能的要求，而數(shù)控機床通常使用兩檔即可滿足要求。5、

39、數(shù)控系統(tǒng)一般由輸入/輸出裝置、數(shù)控裝置、驅(qū)動控制裝置、機床電器邏輯控制裝置對象。Ce數(shù)控機床發(fā)生的有報警顯示的故障有哪幾類？ 試簡述數(shù)控機床點位控制方式與輪廓控制方式的區(qū)別，并舉例說明各自的應(yīng)用場合。 脈沖編碼器的作用是什么？ 直線電動機傳動有哪些優(yōu)點？ 簡述閉環(huán)伺服系統(tǒng)的組成？答：1、報警可以分為兩類：一是系統(tǒng)報警，系統(tǒng)報警已在系統(tǒng)中裝入并激活，其具體內(nèi)容在數(shù)控系統(tǒng)的診斷手冊中可 以查到，一些先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng)還集成了在線幫助功能，可以使操作者不用攜帶原有的診斷手冊，而使用在線幫助，對系 統(tǒng)警報作出正確的診斷；二是用戶報警，針對具體某一臺機床，其應(yīng)用內(nèi)容很多，很具體。需對此作出專門的診斷。2、 1)點位控制數(shù)控系統(tǒng)：這類控制系統(tǒng)只控制工具相對工件從某一加工點移到另一個加工點之間的精確坐標(biāo)位置，而對于點與點之間移動的軌跡不進(jìn)行控制，且移動過程中不作任何加工(見圖 1-4)。通常采用這一類系統(tǒng)的設(shè)備有數(shù)控鉆 床、數(shù)控坐標(biāo)鏜床和數(shù)控