數(shù)控技術(shù)課后答案

1、第一章? 1. 什么叫機床的數(shù)字控制？ 什么是數(shù)控機床？ 機床的數(shù)字控制原理 是什么？答：數(shù)字控制是一種借助數(shù)字、字符或其它符號對某一工作過程如加工、測量、裝配等 進行可編程控制的自動化方法。數(shù)控機床是采用數(shù)字控制技術(shù)對機床的加工過程進行自動控制的一類機床。 是數(shù)控技術(shù)典型應(yīng)用的例子。數(shù)控機床在加工零件時， 首先是根據(jù)零件加工圖樣進行工藝分析， 確定加工 方案、工藝參數(shù)和位移數(shù)據(jù)； 其次是編制零件的數(shù)控加工程序， 然后將數(shù)控程序 輸入到數(shù)控裝置，再由數(shù)控裝置控制機床主運動的變速、啟停、進給運動方向、 速度和位移的大小， 以及其他諸如刀具選擇交換、 工件夾緊松開、 路程和參數(shù)進 行工作，從而加工

2、出形狀、尺寸與精度符合要求的零件。? 2. 什么叫點位控制、直線控制和輪廓控制？ 答：點位控制是控制點到點的距離。只是要求嚴格控制點到點之間的距離， 而與所走的路徑無關(guān)。直線控制是不僅控制點到點的距離，還要控制這兩點之間的移動速度和路 線，使之沿坐標平行或成 45°的方向運動。也就是說同時控制的坐標只有一個。輪廓加工控制是控制輪廓加工， 實時控制位移和速度。 它的特點是能夠?qū)?個或兩個以上的運動坐標的位移和速度同時進行連續(xù)地相關(guān)控制， 使合成的平面 或空間運動軌跡能滿足輪廓曲線和曲面加工的要求。 控制過程中不僅對坐標的移 動量進行控制， 而且對各坐標的速度及它們之間比率都要行嚴格控

3、制， 以便加工 出給定的軌跡。? 3. 簡述數(shù)控機床是如何分類的？答：按伺服系統(tǒng)的類型分： 開環(huán)控制的數(shù)控機床、閉環(huán)控制的數(shù)控機床、半閉環(huán)控制的數(shù)控機床。 按工藝方法分：金屬切削類數(shù)控機床、金屬成型類及特種加工類數(shù)控機床。按功能水平分：低檔數(shù)控機床；中檔數(shù)控機床；高檔數(shù)控機床。? 4. 什么叫 CNC？答：以計算機為核心的數(shù)控系統(tǒng)。第二章1. 數(shù)控程序和程序段的格式是什么？包括哪幾類指令代碼？ 答：從數(shù)控系統(tǒng)外部輸入的， 根據(jù)被加工零件的圖紙及其技術(shù)要求、 工藝要 求等切削加工的必要信息， 按數(shù)控系統(tǒng)所規(guī)定的指令和格式編制并直接用于加工 的程序，就是數(shù)控加工程序，簡稱為數(shù)控程序。程序段格式是指

4、一個程序段中字、字符、數(shù)據(jù)的書寫規(guī)那么。準備機能(G代碼)、輔助機能(M代碼)、進給功能(F)、主軸功能(S) 和刀具功能( T)。2. 準備功能G有哪幾種功用？ 答：用于建立機床的加工機能，它是使數(shù)控機床作好某種操作準備的指令，其中： (1) G00 ：點定位，以最大進給速度移動到指定位置。(2) G01 ：直線插補。(3) G02 ：順時針方向圓弧插補。(4) G03 ：逆時針方向圓弧插補。(5) G04 ：暫停。(6) G06 ：拋物線插補。(7) G08 ：加速。(8) G09 ：減速。(9) G17G19 :平面選擇。(10) G33G35 :指定螺紋切削方式。(11) G40 G4

5、2 :指定工具直徑補償方式。(12) G43 G52 :工具偏置。(13) G80 G89 :固定循環(huán)。(14) G90 :絕對尺寸。(15) G91 :增量尺寸。(16) G92 :預(yù)置存放。(17) G93 :時間倒數(shù)、進給率。(18) G94 :每分鐘進給。(19) G95 :主鈾每轉(zhuǎn)進給。此外還有一些不指定代碼和永不指定代碼。3. 插補指令有幾種？速度代碼有幾種？有關(guān)坐標系的指令有幾種？ 答:插補功能 G 代碼:1 定位快速指令G00:程序格式為：GOO X_ Y_ Z_;2單方向定位指令G60:其指令格式為：G60 X_ Y_ Z_;3直線插補指令G01:程序格式為：G01 X_ Y

6、_ Z_ F_;4圓弧插補指令G02、G03：程序格式為：在AY平時上前圓孤：I JC17-X.Y_F1 JI丘J在Z-X平固上初圓孤土亠Uf1 6制儀_ J在YT平固上旳回?。簗 處K |03R5螺旋線插補指令：程序格式為:G 17G 02G 036螺紋切削指令G33：其指令格式為：G33 Z_ F_。切削速度控制G代碼：1 準確停止指令G09：其指令格式為：G09 X_ Y_ Z_ ；2準確停止方式指令G61:其指令格式為：G61；3 切削方式指令G64：其指令格式為：G64；4 攻絲方式指令G63:其指令格式為：G63；5自動拐角倍率指令G62；6 暫停指令G04：其指令格式為：G04

7、X_;或G04 P_;與坐標系有關(guān)的G代碼：1選擇機床坐標系指令G53: G53 Xa 丫 B；2工件坐標系設(shè)定指令G92: G92 X400. Z250.;3選擇工件坐標系指令G54G59;4坐標平面設(shè)定指令G17, G18, G19。4. 補償功能指令、主軸功能指令和刀具功能指令各有哪幾種，各使用在 什么場合？答：補償功能G代碼：1刀具長度補償指令G43、G44、G49:程序格式為G43 G44 Z_ H_;2刀具偏移指令：G45 X_ Y_ Z_ D_ ；增加一個刀具偏移量的移動距離；G46X_ Y_ Z_ D_;減少一個刀具偏移量的移動距離；G47 X_ Y_ Z_ D_;增加二個刀具

8、偏移量的移動距離；G48 X_ Y_ Z_ D_;減少二個刀具偏移量的移動距離；3刀具半徑補償 C 指令：左刀補：G00 或 G01 G41 X_ Y_ D_;右刀補：G00或 G01G42 X_ Y_ D_ ；撤消刀補指令為G40。其指令格式為：G40；4 拐角圓弧插補指令G39:其指令格式為：G39；5刀尖R補償指令G4曠G42。M03、M04和M05 主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止；M19 主軸定向停止，主軸停 止在預(yù)定位置上。M06 換刀指令。5. 鉆、鏜削固定循環(huán)和車削固定循環(huán)各有哪幾種？其指令格式、應(yīng)用場 合是什么？答：鉆鏜類固定循環(huán)指令G73、G74、G76、G80G891高速深孔鉆削循環(huán)

9、G73： G73 X_Y_Z_R_Q_F_K_ ;該固定循環(huán)用于Z 軸的間歇進給。2左旋螺紋攻絲循環(huán)G74 : G74X_Y_Z_R_P_F_K_;左旋攻螺紋時主軸 反轉(zhuǎn)，刀具按每轉(zhuǎn)進給量進給。刀具到達孔底時，程序暫停，主軸正轉(zhuǎn)，然后以 反向進給速度退回。刀具到達 R點平面后進給暫停，主軸轉(zhuǎn)向變?yōu)榉崔D(zhuǎn)。3精密鏜孔循環(huán)G76： G76 X_Y_Z_R_Q_P_F_K_;精鏜時，主軸正轉(zhuǎn)， 并進行快進和工進鏜孔。 刀尖在到達孔底時， 進給暫停、 主軸定向停并向刀尖反 方向移動，然后快速退刀。4鉆削循環(huán)G81： G81 X_Y_Z_R_F_K_ ;這個固定循環(huán)指令用于是通常 的通孔鉆削加工。5鉆、鏜

10、階梯孔循環(huán)G82： G82X_Y_Z_R_P_F_K_;此指令主要用于加 工盲孔，以提高孔深精度。6深孔加工循環(huán) G83：G83 X_Y_Z_R_Q_F_K_ 。7攻螺紋循環(huán) G84：G84X_Y_Z_R_P_F_K_; G84 指令能完成正螺紋的 加工。8鏜孔循環(huán) G85：G85 X_Y_Z_R_F_K_;9) 鏜孔循環(huán)( G86)：G86 X_Y_Z_R_F_K_；10) 背鏜循環(huán)( G87)：G87 X_Y_Z_R_Q_P_F_K_ ；這個固定循環(huán)指令可實 現(xiàn)背鏜，即反向鏜削。11) 鏜孔循環(huán)( G88)：G88 X_Y_Z_R_P_F_K_ ；12) 鏜孔循環(huán)( G89)：G89 X_

11、Y_Z_R_P_F_K_；13) 取消固定循環(huán)指令( G80)： G80；車削固定循環(huán)指令：1) 外徑、內(nèi)徑車削循環(huán)指令( G77)：G77X(U)_Z(W)_F_ ；2) 螺紋切削循環(huán)指令( G78)：G78X(U)_Z(W)_F_ ；3) 端面切削循環(huán)指令( G79)：G79X(U)_Z(W)_F_ ；4) 外徑粗車循環(huán)(G71): G71 U(A d) R(e);G71 P(ns) Q(nf) UQ u) W( w) F(f) S(s) T(t);該指令用于切除棒料毛坯的大局部加工余量。5) 端面粗車循環(huán)(G72): G72 W ( d) R (e);G72 P(ns) Q(nf) UQ

12、 u) W( w) F(f) S(s) T(t);6) 封閉粗車循環(huán)(G73): G73 U( I) W( K) R(d)G73 P (ns) Q( nf) U( u) W( w) F(f) S(s) T(t)7) 精車循環(huán)( G70): G70 P(ns) Q(nf) ;8) 間斷縱向切削循環(huán) (G74): G74 R(e)G74 X(u) Z(w) P( i) Q( k) R(A d) F(f)9) 間斷端面切削循環(huán) (G75): G75 R(e)G75 X(U)_Z(W)_P( i ) Q( k)( d) F( f )該指令用于外圓溝槽的循環(huán)粗加工。10) 自動螺紋復合加工循環(huán)(G76)

13、: G76 P(m)( r )( a ) Q( dmin) R(d)G76 X(U)_ Z(W)_ R( i ) P(k) Q( d) F( l )該指令適用于循環(huán)加工圓柱螺紋或圓錐螺紋。6. 何謂自動編程系統(tǒng)，常用的自動編程系統(tǒng)有哪些？答:該系統(tǒng)是由硬件及軟件兩局部組成。硬件主要有計算機、繪圖機、打印 機、穿孔機及其它一些外圍設(shè)備組成;軟件即計算機編程系統(tǒng)，又稱編譯軟件。常用的有語言程序編程系統(tǒng)和圖形交互自動編程系統(tǒng)。第三章? 1.何謂插補？數(shù)控加工為什么要使用插補？答：是指在輪廓控制系統(tǒng)中， 根據(jù)給定的進給速度和輪廓線形的要求等 “有 限信息，在數(shù)據(jù)點之間插入中間點的方法，這種方法稱為插補

14、方法。插補 的實質(zhì)就是數(shù)據(jù)點的“密化 。插補的結(jié)果是輸出運動軌跡的中間坐標值，機床 伺服驅(qū)動系統(tǒng)根據(jù)這些坐標值控制各坐標軸協(xié)調(diào)運動，加工出預(yù)定的幾何形狀。在數(shù)控加工系統(tǒng)中， 刀具的運動軌跡在微觀上是由小線段構(gòu)成的折線， 不可 能絕對地沿著刀具所要求的零件廓形運動， 所以我們采用將加工起始點至終點路 線進行點的密化工作， 用折線逼近所要求的廓形曲線， 產(chǎn)生根本線型， 并用根本 線型擬和其它輪廓曲線。? 2.逐點比擬插補法是如何實現(xiàn)的？答：每次僅向一個坐標輸出脈沖， 而每走一步都要通過偏差函數(shù)計算， 判別 偏差點的順時坐標同規(guī)定的加工軌跡之間的偏差，然后決定下一步的進給方向。 每一個插補循環(huán)都是由

15、偏差判別、進給、偏差函數(shù)計算和終點判別組成。? 3.試述 DDA 插補原理。 答：是利用數(shù)字積分的方法，當兩個積分器根據(jù)插補時鐘進行同步累加時， 溢出脈沖分別控制相應(yīng)坐標軸運動，根據(jù)插補循環(huán)數(shù)是否等于2n 或坐標進給步數(shù)判斷插補是否完成。? 4.數(shù)據(jù)采樣插補是如何實現(xiàn)的？ 答：數(shù)據(jù)采樣插補由粗插補和精插補兩個步驟組成。 在粗插補階段時采用時 間分割思想，根據(jù)編程規(guī)定的進給速度F和插補周期T,將廓形曲線分割成一段 段的輪廓步長L,然后計算出每個插補周期的坐標增量厶 X和厶丫，進而計算出 插補點的位置坐標。 在精插補階段， 要根據(jù)位置反應(yīng)采樣周期的大小， 由伺服系 統(tǒng)完成，也可以用基準脈沖法進行精

16、插補。? 5.數(shù)據(jù)采樣直線插補、 圓弧插補是否有誤差？數(shù)據(jù)采樣插補誤差與什么有 關(guān)系？答：直線插補時，輪廓步長與被加工直線重合，沒有插補誤差。圓弧插補時，輪廓步長作為弦線或割線對圓弧進行逼近，存在半徑為 r 的被 逼近圓弧最大半徑誤差 er。圓弧插補時的半徑誤差 er 與圓弧半徑 r 成反比，與插補周期 T 和進給速度 F 的平方成正比。第四章1. CNC 裝置由哪幾局部組成？各有什么作用？答：由硬件和軟件組成。硬件結(jié)構(gòu)中，中央處理器單元 CPU 實施對整個系統(tǒng)的運算控制和管理。存 儲器用于儲存系統(tǒng)軟件和零件加工程序， 以及運算的中間結(jié)果等， 輸入、輸出接 口用來交換數(shù)控裝置和外部的信息， M

17、DI/CRT 接口完成手動數(shù)據(jù)輸入和將信息 顯示在 CRT 上，位置控制局部包括對主軸驅(qū)動的控制， 通過伺服系統(tǒng)提供功率、 扭矩的輸出，還包括對進給坐標的控制。軟件結(jié)構(gòu)中包括管理軟件和控制軟件兩大類。管理軟件由零件程序的輸入、 輸出程序， 顯示程序和診斷程序等組成。 控制軟件由譯碼程序， 刀具補償計算程 序，速度控制程序，插補運算程序和位置控制程序等組成。2. CNC 裝置的功能有哪些？ 答：控制軸數(shù)和聯(lián)動軸數(shù)功能、準備功能、插補功能、主軸速度功能、進給 功能、補償功能、固定循環(huán)加工功能、輔助功能、字符圖形顯示功能、程序編制 功能、輸入輸出和通訊功能、自診斷功能。3. CNC 裝置的硬件結(jié)構(gòu)是

18、什么？ CNC 裝置的軟件包括哪些內(nèi)容？其特點 是什么？答：CNC裝置與普通計算機一樣，有CPU、存儲器、總線、輸入輸出接口， 還有專門適用于數(shù)控機床各執(zhí)行部件運動位置控制的位置控制器。在儲存器方 面， CNC 一般由 ROM 、 RAM 構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)上可分成單微處理器和多微處理器 兩類。軟件內(nèi)容包括管理和控制兩大類。管理局部包括輸入、 I/O 處理、通訊、顯 示、診斷以及加工程序的編制管理等程序；控制局部包括譯碼、刀具補償、速度 處理、插補和位置控制等軟件。具有多任務(wù)并行處理和多重實時中斷的特點。 從實現(xiàn)功能的角度看， 在邏輯 上與硬件是等價的。軟件設(shè)計靈活，適應(yīng)性強，但處理速度慢。4. 加

19、工零件輪廓時， 拐角轉(zhuǎn)接有哪些型式？是如何實現(xiàn)的 包括 B 刀補和 C 刀補？答：直線與直線；圓弧與直線；直線與圓??；圓弧與圓弧。對于只有 B 刀具補償?shù)?CNC 系統(tǒng)，編程人員必須事先估計出進行刀具補償 后兩個程序段間可能出現(xiàn)的拐角， 在零件的拐角處必須人為編制出附加圓弧加工 程序段，才能實現(xiàn)尖角過渡。而且在確定刀具中心軌跡時，都采用讀一段，算一 段，再走一段的控制方法。C 功能刀具補償是由數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)和實際輪廓完全一樣的程編軌跡， 直接算 出刀具中心軌跡的轉(zhuǎn)接點， 然后再對原來的程編軌跡進行伸長或縮短的修正。 其 工作過程為讀入第一段程序并譯碼和進行刀補軌跡計算； 然后再讀入第二段程序 并譯碼和進行刀補軌跡計算， 判別第一和第二段程序的程編軌跡轉(zhuǎn)接方式并進行 修正和確定第一段程序的刀具中心軌跡， 進而進行插補計算和位置控制； 利