數(shù)控技術(shù)復(fù)習(xí)題及參考答案

1、中南大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育課程考試復(fù)習(xí)題及參考答案數(shù)控技術(shù)一、填空題：1. 數(shù)控機(jī)床是用數(shù)字化代碼來控制 的相對運(yùn)動(dòng)，從而完成零件的加工。2. 所謂“插補(bǔ)”就是指在一條已知起點(diǎn)和終點(diǎn)的曲線上進(jìn)行 的過程。3. 對刀操作就是確定和之間關(guān)系的操作。4. 直流伺服電動(dòng)機(jī)的控制特性是指其速度隨一 化的特性，而其機(jī)械特性是指其速度隨 變化的特性。5. 刀具在機(jī)床上的位置是由 的位置來表示的。6. JB3051-82規(guī)定，數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)軸和方向是基于 固定，移動(dòng)。7. 數(shù)控機(jī)床上采用的導(dǎo)軌主要有 、等三種形式。8. 用逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)直線 OA其起點(diǎn)坐標(biāo)為 0(0, 0),終點(diǎn)坐標(biāo)A (5, 8),若采用插補(bǔ)的總步數(shù)作

2、為終 點(diǎn)減法計(jì)數(shù)器 Je的初始值，即Je=。在插補(bǔ)過程中，每進(jìn)給一步，計(jì)數(shù)器Je減 1,當(dāng)Je=時(shí)，到達(dá)終點(diǎn)，停止插補(bǔ)。9. 光柵作為位移傳感器，其高精度源于的莫爾條紋的 和 兩大效應(yīng)。若光柵距為0.01mm,兩塊光柵之間的夾角為 0.057。，則莫爾條紋寬度約為 。10. 數(shù)控機(jī)床一般由控制介質(zhì) 、測量裝置和機(jī)械本體五個(gè)部分組成。11. CNC系統(tǒng)軟件必須完成 和 兩大任務(wù)。12. 步進(jìn)電機(jī)的“失步”現(xiàn)象有兩種表現(xiàn)形式，即 和 。13. 刀具在機(jī)床上的位置是由 的位置來表示的。14. 在CNCa件中資源分時(shí)共享要解決的問題是各任務(wù)何時(shí)占用CPU及占用時(shí)間的長短，解決的辦法是和 相結(jié)合。15.

3、 數(shù)控機(jī)床伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是指以機(jī)床移動(dòng)部件的 和 作為控制量的自動(dòng)控制系統(tǒng)，又稱為拖動(dòng)系統(tǒng)。16. 若三相步進(jìn)電機(jī)(三相繞組分別為 A B、C),請寫出三相六拍工作方式的通電順序： 。17. 對于第四象限逆圓弧來說，當(dāng)FA0時(shí)其進(jìn)給方向?yàn)?，偏差計(jì)算公式為 。18. 數(shù)控機(jī)床的脈沖當(dāng)量是指 。19. 數(shù)控技術(shù)是指用 對機(jī)床運(yùn)動(dòng)及其加工過程進(jìn)行自動(dòng)控制的一種方法。20. 從CNC統(tǒng)使用的微機(jī)及結(jié)構(gòu)來分，CNC系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)一般分為： 和 結(jié)構(gòu)兩大類。21. 改變,不改變加工程序，就可以實(shí)現(xiàn)同一輪廓的粗、精銃加工。22. 數(shù)控機(jī)床按伺服系統(tǒng)的控制方式可分為 、和 。二、判斷題：1. 當(dāng)點(diǎn)位直線控制數(shù)

4、控機(jī)床的移動(dòng)部件移動(dòng)時(shí)，可以按任意斜率的直線進(jìn)行切削加工。2. 步進(jìn)電機(jī)的步距角越大，控制精度越高。3. 從減小伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的外形尺寸和提高可靠性的角度來看，采用直流伺服驅(qū)動(dòng)比交流伺服驅(qū)動(dòng)更合理。4. 脈沖編碼器機(jī)可以轉(zhuǎn)角，也可以測轉(zhuǎn)速5. 數(shù)控機(jī)床的加工是用數(shù)控程序來控制的，因此數(shù)控機(jī)床就是軟件數(shù)控。6. 采用細(xì)分電路可以提高開環(huán)步進(jìn)式伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的精度。7. 點(diǎn)位控制系統(tǒng)不僅要控制從一點(diǎn)到另一點(diǎn)的準(zhǔn)確定位，還要控制從一點(diǎn)到另一點(diǎn)的路徑。8. 順時(shí)針圓弧插補(bǔ)(G02和逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)(G03)的判別方向是：沿著不在圓弧平面內(nèi)的坐標(biāo)軸正方向向負(fù)方向看去，順時(shí)針方向?yàn)?G02逆時(shí)針方向?yàn)?G039

5、. 編制數(shù)控加工程序時(shí)一般以機(jī)床坐標(biāo)系作為編程的坐標(biāo)系。10. 數(shù)控機(jī)床適用于單品種，大批量的生產(chǎn)。11. 只有采用CNC技術(shù)的機(jī)床才叫數(shù)控機(jī)床。12. 圓弧插補(bǔ)中，對于整圓，其起點(diǎn)和終點(diǎn)重合，用R編程無法定義，所以只能用圓心坐標(biāo)編程。13. 插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)的實(shí)際插補(bǔ)軌跡始終不可能與理想軌跡完全相同。14. CNC系統(tǒng)中，由硬件完成的功能原則上不可以由軟件完成。15. 編制數(shù)控加工程序時(shí)一般以機(jī)床坐標(biāo)系作為編程的坐標(biāo)系。16. 不同的數(shù)控機(jī)床可能選用不同的數(shù)控系統(tǒng)，但數(shù)控加工程序指令都是相同的。17. 與普通車床相比，數(shù)控車床傳動(dòng)鏈短、床頭箱結(jié)構(gòu)要復(fù)雜些。三、單項(xiàng)選擇題:1. CNC系統(tǒng)軟件必須完成

6、管理和控制兩大任務(wù)，下面任務(wù)中哪個(gè)不屬于控制任務(wù)?A.診斷 B. 插補(bǔ) C.C.2. 下列正確表示機(jī)床坐標(biāo)系的是第10頁共9頁A.48mm B.52mm C.50mm5.一直線的起點(diǎn)坐標(biāo)在坐標(biāo)原點(diǎn)，終點(diǎn)坐標(biāo)為 法對該直線進(jìn)行插補(bǔ)時(shí)的偏差函數(shù)是A. F= x - y Xa - ya B. F= Xa - y ya - x6. 加工中心與其他數(shù)控機(jī)床的主要區(qū)別是A.有刀庫和自動(dòng)換刀裝置B.C.機(jī)床剛性好D.7. 數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置包括A.光電讀帶機(jī)和輸入程序載體B.C.輸入、信息處理和輸出單元D.8. G00的指令移動(dòng)速度值是A.機(jī)床參數(shù)指定B. 數(shù)控程序指定9. 編程坐標(biāo)系一般指的是A.機(jī)床坐標(biāo)

7、系B. 工件坐標(biāo)系C. F= xa - x ya - y D. F= xa+ya x y（）機(jī)床轉(zhuǎn)速高進(jìn)刀速度高（）步進(jìn)電機(jī)和伺服系統(tǒng)位移、速度傳感器和反饋系統(tǒng)（）C.操作面板指定。（）3. 脈沖當(dāng)量的大小決定了加工精度，下面哪種脈沖當(dāng)量對應(yīng)的加工精度最高？（）A. 1um/ 脈沖 B.5um/ 脈沖 C.10um/ 脈沖 D.0.01mm/ 脈沖4. 設(shè)編程原點(diǎn)在工件的上表面，執(zhí)行下列程序后，鉆孔深度是（）G90 G01 G43 Z-50 H01 F100( H0仲卜償值-2.00mm)OA （xa、ya）,刀具的坐標(biāo)為P （x、y）。用逐點(diǎn)比較（）D.（）象限及進(jìn)給方向判斷10. 下面哪項(xiàng)

8、任務(wù)不是數(shù)據(jù)預(yù)處理（預(yù)計(jì)算）要完成的工作？A.位置控制B.刀具半徑補(bǔ)償計(jì)算 C.刀具長度補(bǔ)償計(jì)算11. A步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速是否通過改變電機(jī)的（）而實(shí)現(xiàn)。A.脈沖頻率B.脈沖速度C.通電順序。12. 程序編制中首件試切的作用是（）A. 檢驗(yàn)零件圖樣設(shè)計(jì)的正確性B. 檢驗(yàn)零件工藝方案的正確性C. 測試數(shù)控程序的效率D. 檢驗(yàn)程序單及控制介質(zhì)的正確性，綜合檢驗(yàn)所加工的零件是否符合圖樣要求13. 在開環(huán)數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中，下列電機(jī)唯一可用的是（）A.直流伺服電機(jī) B.交流伺服電機(jī)C.步進(jìn)電機(jī)D.大慣量電機(jī)14. 用逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)起點(diǎn)為（0, 0）,終點(diǎn)坐標(biāo)為A （60, 20）的一條直線，若當(dāng)前偏差函數(shù)

9、值為40,則刀具進(jìn)給方向?yàn)椋ǎ〢. +X B.- X C. +Y D.-Y。15. 數(shù)控機(jī)床上直流電動(dòng)機(jī)最常用的調(diào)速方法是（）A.調(diào)壓調(diào)速法B.調(diào)勵(lì)磁磁場調(diào)速法C.電樞電路串電阻法D.電樞電路串電感法16. 用光電盤測量角位移時(shí)，為判別角位移方向，采用兩套光電轉(zhuǎn)換裝置，使它們產(chǎn)生的電信號在相位上相差（）A.1/4周期 B.1/2 周期 C. 一周期 D.3/4 周期。17. 下面哪項(xiàng)任務(wù)不是數(shù)據(jù)預(yù)處理（預(yù)計(jì)算）要完成的工作？（）A.位置控制 B.刀具半徑補(bǔ)償計(jì)算C.刀具長度補(bǔ)償計(jì)算D.象限及進(jìn)給方向判斷18. CNC系統(tǒng)的中斷管理主要靠（）完成，而系統(tǒng)的中斷結(jié)構(gòu)決定了系統(tǒng)軟件的結(jié)構(gòu)。（）A.軟

10、件 B. 硬件 C.CPU D.總線19. 步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與下面哪些因素?zé)o關(guān)？（）A.脈沖信號的頻率f B.轉(zhuǎn)子齒數(shù)z C. 通電方式k D.定子繞組中的電流大小 四、簡答題：1. 開環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)中，如何補(bǔ)償機(jī)械傳動(dòng)間隙和滾珠絲桿螺距誤差?2. 數(shù)控機(jī)床對進(jìn)給伺服系統(tǒng)的要求有哪些？3. 開環(huán)、閉環(huán)和半閉環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)的區(qū)別是什么？各有什么特點(diǎn)?4. 步進(jìn)電機(jī)的主要性能指標(biāo)有哪些？試比較驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的三種功率放大器特點(diǎn)。D5. 編程軌跡幾何要素的連接關(guān)系如圖所示，刀補(bǔ)方向?yàn)樽蟮堆a(bǔ)，試確定 A、B、G D各處的轉(zhuǎn)接類型，并說明判別依據(jù)是什么？6. 數(shù)控機(jī)床一般由哪幾個(gè)部分組成？各部分起什么作用?五、計(jì)算

11、題:1.欲用逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)直線OA ,其起點(diǎn)坐標(biāo)為 O （0, 0），終點(diǎn)坐標(biāo)為A（ xe , ye ），其值為xe = 5,ye = 6,試寫出其直線插補(bǔ)運(yùn)算過程，并繪出其插補(bǔ)軌跡。2. 用數(shù)字積分（DDA插補(bǔ)法對圖示 直線進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算，并在圖中畫 出插補(bǔ)軌跡。10mm 步3. 某CNCM床采用絲桿螺母副驅(qū)動(dòng)工作臺的直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，絲桿與電機(jī)直接相連，絲桿導(dǎo)程為 進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)400步，工作臺的最高進(jìn)給速度為2.4m/min ,求：1）系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量a。2）最高速進(jìn)給時(shí)的進(jìn)給脈沖頻率。六、插補(bǔ)題：試推導(dǎo)出逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)第二象限逆圓時(shí)的偏差函數(shù)遞推公式，并畫出插補(bǔ)程序流程圖。七、編程題：1. 編寫車

12、削加工程序，加工 ABCDEFG部位的外輪廓，直徑設(shè)定。加工尺寸如圖，其它參數(shù)合理自定。各程序段要求注釋。Y3. 用刀具半徑補(bǔ)償?shù)姆椒ň帉懲廨喞|削加工程序，工件形狀如圖所示，工件厚度5mm。刀具路線等其它參數(shù)、坐標(biāo)系合理自定。要求考慮刀具半徑補(bǔ)償。各程序段要求注釋。2. 用有關(guān)的循環(huán)加工指令（或簡單指令）編程加工如圖所示零件的孔系，程序原點(diǎn)選與機(jī)床原點(diǎn)重合, 所有孔均為 中=10的鉆削加工。參考答案一、填空題：1. 刀具與工件2. 數(shù)據(jù)點(diǎn)的密化（或數(shù)據(jù)密化）3. 工件坐標(biāo)系機(jī)床坐標(biāo)系4. 電壓 負(fù)載轉(zhuǎn)矩5. 刀位點(diǎn)6. 工件 刀具7. 靜壓導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌、塑料導(dǎo)軌8.1309.放大 平均 1

13、0mm10. 數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)11. 管理、控制12. 丟步、越步13. 刀位點(diǎn)14. 循環(huán)輪流中斷優(yōu)先15. 位置、速度16. A AE B- BC C CA A （或者 A AC C CB BA A）17. +y F=F-2y+118. 每個(gè)脈沖信號使數(shù)控機(jī)床移動(dòng)部件產(chǎn)生的位移量19. 數(shù)字化信號（或數(shù)字化代碼）20. 多微處理機(jī)單微處理機(jī)21. 刀具半徑補(bǔ)償值的大小22. 開環(huán)數(shù)控機(jī)床半閉環(huán)數(shù)控機(jī)床閉環(huán)數(shù)控機(jī)床二、判斷題：1. X 2. X 3. X 4. V 5. X 6. V 7. X 8. V 9. X 10. X11. X 12. X 13. X 14. X 15. X 16.

14、 X 17. X三、單項(xiàng)選擇題：1.A 2.A 3.A 4.C 5.B 6.A 7.C 8.A 9.B 10.A 11.A 12.D 13.C 14.C 15.A16.A 17.A 18.B 19.D四、簡答題：1. 機(jī)械傳動(dòng)間隙和滾珠絲桿螺距誤差可采用機(jī)械、硬件、軟件補(bǔ)償方法。其中機(jī)械補(bǔ)償方法：傳動(dòng)間隙的補(bǔ)償有偏心軸套調(diào)整、軸向墊片調(diào)整、雙片薄齒輪調(diào)整等滾珠絲桿螺距誤差常采用雙螺母調(diào)整軟件或硬件補(bǔ)償法：預(yù)先測得傳動(dòng)間隙，每次在進(jìn)給反向時(shí)通過軟件或硬件電路額外發(fā)出對應(yīng)于間隙值的指令位移，以進(jìn) 行補(bǔ)償。2. 一般來說，對數(shù)控機(jī)床伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要性能要求有以下幾點(diǎn)：進(jìn)給速度范圍要大，能滿足低速

15、切削和高速切削的需要；位移精度要高；跟隨誤差要小，即響應(yīng)速度要快；工作穩(wěn)定性要好， 具有抗干擾能力，運(yùn)行平穩(wěn)，加工精度較高。3. 開環(huán)系統(tǒng)中沒有位置檢測和反饋。半閉環(huán)系統(tǒng)中的位置檢測和反饋信號不是取自最終的進(jìn)給部件，而是取的電動(dòng)機(jī)軸或絲桿等中間環(huán)節(jié), 閉環(huán)系統(tǒng)中的位置檢測和反饋信號是取自最終的進(jìn)給部件（如工作臺）。所以閉環(huán)系統(tǒng)的精度最高，但穩(wěn)定性稍差。開環(huán)系統(tǒng)的精度最低，但成本也最低4. 主要性能指標(biāo)：步距角、靜態(tài)步距誤差、輸出扭矩、最高啟動(dòng)、停止脈沖頻率、邊續(xù)運(yùn)行的最高工作 頻率、步進(jìn)運(yùn)行和低頻振蕩等。其驅(qū)動(dòng)電路有三種功率放大器：單電壓功率放大電路、雙電壓功率放大電路和斬波恒流功放電路，區(qū)

16、別如下：單電壓功率放大電路：功耗大，一般只用于小功率步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)；雙電壓功率放大電路：采 用高、低電壓兩種供電電源以降低能耗，高頻工作時(shí)有較大的轉(zhuǎn)動(dòng)力，多用于中、大功率步進(jìn)電機(jī)驅(qū) 動(dòng)；斬波恒流功放電路：利用斬波方法使電流恒定在額定值附近，不需外接電阻來限流和減少時(shí)間常 數(shù)；能耗小，電源效率高；能提高高頻工作頻率，是目前使用最普及的一種驅(qū)動(dòng)電路。5. A、B、D均為縮短型，因?yàn)閵A角都為 0180度。C為伸長型，因?yàn)閵A角為 180270度。6. 數(shù)控機(jī)床一般包括五部分，各部分的作用如下：(1) 控制介質(zhì)：存儲程序、參數(shù)。(2) 數(shù)控裝置：將加工程序譯碼軌跡計(jì)算(速度計(jì)算)、插補(bǔ)計(jì)算、補(bǔ)償計(jì)算，向各

17、坐標(biāo)的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分配速度、位移命令。這一部分是數(shù)控機(jī)床的核心(3) 伺服系統(tǒng)：接受數(shù)控裝置來的指令，將信號進(jìn)行調(diào)解、轉(zhuǎn)換、放大后驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)，帶動(dòng)機(jī)床執(zhí) 行部件運(yùn)動(dòng)。(4) 測量裝置：電流、速度、位置等檢測反饋裝置。(5) 機(jī)床本體：包括主運(yùn)動(dòng)部件、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件、執(zhí)行部件和基礎(chǔ)部件，最終實(shí)現(xiàn)刀具和工件的相對 運(yùn)動(dòng)。五、計(jì)算題：1.由于待插補(bǔ)直線的起點(diǎn)坐標(biāo)為O (0, 0),終點(diǎn)坐標(biāo)為 A (5, 6),采用總步數(shù)終點(diǎn)判別方法，總步數(shù)N=5+6 =11。從坐標(biāo)原點(diǎn)開始插補(bǔ)，故此時(shí)偏差F0 = 0 ,加工過程的運(yùn)算節(jié)拍如下表所示:序號工作節(jié)拍第1拍：偏差判別第2拍：坐標(biāo)進(jìn)給第3拍：新偏差計(jì)算第4

18、拍：終點(diǎn)判別1Fo =。+XF1 = F。-ye = 0 - 6 = -6N =11-1 =102F1 <0+YF2 = F1 +xe= 6 + 5 = 1N =101 =93F2 <。+YF3 =F2 +Xe=-1+5 = 4N =9-1=84F3 a。+XF4 = F3 -ye= 4 -6 = -2N =8-1 = 75F4 <0+YF5 = F4 +xe=-2+5 = 3N =7-1 = 66F5 a。+XF6 = F5 ye=36 = -3N = 6 -1 = 57F6 <0+YF7 =F6 +Xe=-3+5 = 2N =5-1 = 48F7 a。+XF8 =

19、F7 -ye= 2 -6 = -4N =4-1 = 39F8 <0+YF9 =F8 +Xe=T+5=1N =3-1 = 210F9 a。+XF10 =F9 ye=16 = 5N =2-1 = 111F10 <°+YF11 =F1o+ye=5+5=0N =1 1= 0插補(bǔ)軌跡如下圖所示:2.總步數(shù)為4 + 3 = 7步Jvx (Xe)JrxX溢出Jvy (Ye)J RYY溢出終點(diǎn)計(jì)數(shù)器100001100000010010001101100110000010111100101001000110011011100000101110010010010001111110110000

20、01011010111010010001110111110000010110001000插補(bǔ)軌跡圖:J,風(fēng)47z/2012 3 43.步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn) 400步，即步距角為:360400= 0.9(1) 系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量為：0.9、=,i，t =*1 ,10 =0.025(mm)360360(2) 設(shè)工作臺最高進(jìn)給速度 V時(shí)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為 n轉(zhuǎn)每分鐘，對應(yīng)的進(jìn)給脈沖頻率為f.則:V = n i ,tf : _ n360 一 60y方向進(jìn)給苴,-6 V 62 4 10由以上兩式得：f =義蘭 =1600(HZ)i *t 0.910六、插補(bǔ)題：如圖，第二象限逆圓弧，起點(diǎn)為A (x0, y°)

21、,終點(diǎn)為B (xe, ye)，圓心再原點(diǎn)，半徑為 R,進(jìn)給方向?yàn)橐粁或一y方向。取偏差函數(shù)F=x2瞬時(shí)加工點(diǎn)P (xj , yj )對應(yīng)的偏差函數(shù)值為Fi,j =x：yj2 -R2(1)當(dāng) Fj , j >0 時(shí)，X2 +yj2R2,點(diǎn)p (xi , yj)在圓弧以外，應(yīng)向一中：yj 1 =協(xié) 一1新偏差為 Fi,j .L Xi2 y如一 R2 = x2 (yj -1)2 - R2 = x： y一 R2 一 2yj 1即偏差函數(shù)遞推公式為Fn Fm -2y1i, j 1 i , jJ(2)當(dāng) Fi , j <0 時(shí)，x2 +yj2 < R2，點(diǎn)P (xi , yj)在圓弧以內(nèi)

22、，應(yīng)向一X方向進(jìn)給一步。則新的加工點(diǎn)為( Xi+1 , yj)，其中：Xi 彳.=Xi -1新偏差為Fi 1 i Xi21 - y2 =(Xj 1)2 y=x： y2 R2 2Xi 1I I,j I I J iJ i Ji即偏差函數(shù)遞推公式為FiJ+ = Fj,j 2Xj十1(3)當(dāng)Fi , j =0時(shí)(如起點(diǎn))，y2=2pXi，點(diǎn)P (xi , yj)在直線上，可規(guī)定向一 y方向進(jìn)給一步(同當(dāng)Fi , j >0 時(shí))。插補(bǔ)程序流程圖:y - y-1X J x-1七、編程題:1 .N01 G92 X120 Z90N02 S300 M03N03 G90 G00 X30 Z-2 _AN04 G01 Z-15 F