數(shù)控維護(hù)測(cè)驗(yàn)及完整答案

1、第一章概論1-1什么是數(shù)控機(jī)床？它由哪些部分組成？答：數(shù)控機(jī)床是一種利用數(shù)控技術(shù)，準(zhǔn)確按照事先安排的工藝流程，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)規(guī)定動(dòng)作的金屬加工機(jī)床。它由輸入介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、反饋系統(tǒng)和機(jī)床等部分組成。題型變換：數(shù)控機(jī)床的輸入介質(zhì)是指O 光電閱讀機(jī)穿孔機(jī)穿孔帶、磁帶和軟磁盤(pán)零件圖紙和加工程序單答：1-2 用框圖說(shuō)明一般數(shù)控機(jī)床的工作原理。答：數(shù)控機(jī)床的工作原理如圖1-1所示。首先將零件圖紙的形狀、尺寸和技術(shù)條件、加工工藝等按照規(guī)定的格式和代碼，記錄在輸入介質(zhì)上（例如穿孔帶、磁帶和軟磁盤(pán)等），并輸入數(shù)控裝置。數(shù)控裝置由輸入、信息處理和輸出三部分構(gòu)成。輸入介質(zhì)通過(guò)輸入單元（例 如光電讀帶機(jī)）后，轉(zhuǎn)

2、換成可以識(shí)別的信息，由信息處理單元加以處理，再通過(guò)輸出單元發(fā) 出位置、速度等指令（脈沖信號(hào)）給伺服系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)的作用是將來(lái)自數(shù)控裝置的各種指 令，轉(zhuǎn)換成機(jī)床移動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)。反饋系統(tǒng)再將機(jī)床的實(shí)際位置、速度等參數(shù)檢測(cè)出來(lái)，轉(zhuǎn)換 成電信號(hào)，輸送到數(shù)控裝置，使數(shù)控裝置能夠校核該機(jī)床實(shí)際位移情況是否與指令一致，并發(fā)出指令糾正所產(chǎn)生的誤差。圖1-1對(duì)于一些高效率和加工精度較高的數(shù)控機(jī)床還有適應(yīng)控制系統(tǒng)，以補(bǔ)償加工環(huán)境參數(shù)的變化。題型變換：數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置包括O。 光電讀帶機(jī)和輸入介質(zhì)步進(jìn)電機(jī)和伺服系統(tǒng)輸入、信息處理和輸出單元位移、速度傳感器和反饋系統(tǒng)答：1-3 數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)與普通機(jī)床相比，有何特

3、點(diǎn)？答：數(shù)控機(jī)床是高精度和高生產(chǎn)率的自動(dòng)化機(jī)床，與普通機(jī)床相比，應(yīng)該具有更好的剛性和抗振性，相對(duì)運(yùn)動(dòng)面的摩擦系數(shù)要小，傳動(dòng)部件之間的間隙要小。1-4簡(jiǎn)述機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的工作原理和組成部分。答：機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)在輸入某種介質(zhì)載有的、以規(guī)定格式記錄的指令后， 能自動(dòng)譯解指令，并使所控制的機(jī)床執(zhí)行指令，有時(shí)還能監(jiān)控其執(zhí)行結(jié)果，以保證得到要求的精度和功能。機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)一般由輸入介質(zhì)、數(shù)控裝置和伺服系統(tǒng)構(gòu)成。對(duì)于較高級(jí)的機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)還包括反饋系統(tǒng)和適應(yīng)控系統(tǒng)。1-5機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的類(lèi)型很多，根據(jù)伺服系統(tǒng)來(lái)分類(lèi)，可分為 、和根據(jù)運(yùn)動(dòng)方式來(lái)分類(lèi)，可分為、和。根據(jù)坐標(biāo)值的表示方式可分為坐標(biāo)控制系統(tǒng)和坐標(biāo)控制系統(tǒng)。答:

4、開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)半閉環(huán)控制系統(tǒng)點(diǎn)位控制系統(tǒng)點(diǎn)位/直線控制系統(tǒng)連續(xù)控制系統(tǒng)增量絕對(duì)1-6什么叫脈沖當(dāng)量？它影響數(shù)控機(jī)床什么性能？它的值般為多少？答：相對(duì)于每一脈沖信號(hào)的機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的位移量稱(chēng)為脈沖當(dāng)量，又稱(chēng)作最小設(shè)定單位。它的大小視機(jī)床精度而定，一般為0.010.0005cm。脈沖當(dāng)量影響數(shù)控機(jī)床的加工精度，它的值取得越小，加工精度越高。題型變換一：數(shù)機(jī)床的最小設(shè)定單位又稱(chēng)作答：脈沖當(dāng)量題型變換二：脈沖當(dāng)量是O。 相對(duì)于每一脈沖信號(hào)，傳動(dòng)絲杠所轉(zhuǎn)過(guò)的角度 相對(duì)于每一脈沖信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)所回轉(zhuǎn)的角度 脈沖當(dāng)量乘以進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比就是機(jī)床部件位移量 對(duì)于每一脈沖信號(hào)，機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的位移量答

5、：題型變換三：脈沖當(dāng)量的值取得越 ，加工精度越答：小高1-7開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)中，多采用.答：功率步進(jìn)電機(jī)1-8閉環(huán)控制系統(tǒng)的反饋裝置O。裝在電機(jī)軸上裝在傳動(dòng)絲杠上 答：1-9 閉環(huán)系統(tǒng)比開(kāi)環(huán)系統(tǒng)及半閉環(huán)系統(tǒng)O。穩(wěn)定性好故障率低答：1-10 點(diǎn)位控制系統(tǒng)O。必須采用增量坐標(biāo)控制方式作為伺服電機(jī)。裝在位移傳感器上裝在機(jī)床移動(dòng)部件上精度高精度低必須采用絕對(duì)坐標(biāo)控制方式刀具沿各坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)之間有確定的函數(shù)關(guān)系僅控制刀具相對(duì)于工件的定位，不規(guī)定刀具運(yùn)動(dòng)的途徑 答：1-11加工如圖1-2所示的直線輪廓，應(yīng)該采用點(diǎn)位/直線控制系統(tǒng)，還是采用連續(xù)控制 系統(tǒng)？答：應(yīng)該采用連續(xù)控制系統(tǒng)。點(diǎn)位/直線控制系統(tǒng)只能加工沿坐

6、標(biāo)軸方向上的直線廓形。1- 12 DNC系統(tǒng)是指O。適應(yīng)控制系統(tǒng)群控系統(tǒng)柔性制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)答：題型變換二：AC控制是指O。閉環(huán)控制自動(dòng)化工廠群控系統(tǒng)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)答：1-14 加工中心是指O柔性制造單元FMC分布式DNC系統(tǒng)適應(yīng)控制系統(tǒng)自動(dòng)換刀數(shù)控機(jī)床答：1-15 近年來(lái)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展很快，數(shù)控機(jī)床進(jìn)給速度已從 增加到_，而最小設(shè)定單位已從減少到。答：35m/min1530m/min 0.001mm0.0001mm第二章數(shù)控機(jī)床的程序編制2-1什么是數(shù)控機(jī)床的程序編制？簡(jiǎn)述程序編制的內(nèi)容及步驟。答：在數(shù)控機(jī)床上加工零件， 首先要編制零件的加工程序，然后才能加工。即將零件的圖形尺寸、工藝

7、路線與工藝參數(shù)等內(nèi)容，用數(shù)控機(jī)床能夠接受的數(shù)字及文字代碼表示，再根據(jù)代碼的規(guī)定形式制成控制介質(zhì)(如數(shù)控帶、磁帶等)，然后把控制介質(zhì)作為數(shù)控裝置的輸入信息，自動(dòng)控制機(jī)床加工。這種從零件圖到制成控制介質(zhì)的過(guò)程稱(chēng)之為數(shù)控機(jī)床的編程。程序編制的內(nèi)容及一般步驟如下：(1) 制訂工藝過(guò)程。(2) 數(shù)值計(jì)算。(3) 編寫(xiě)程序單。(4) 制備控制介質(zhì)。(5) 程序交核。以上是手工編程的內(nèi)容及一般步驟。題型變換：用框圖表示在數(shù)控機(jī)床上加工零件的全過(guò)程。答：框圖如圖2-1所示，其中虛線框中為程序編制的內(nèi)容。程序編制圖2-12-2程序編制過(guò)程中程序校核的作用是什么？如何進(jìn)行？答：在穿孔機(jī)上制成的數(shù)控帶必須經(jīng)過(guò)仔細(xì)校

8、對(duì)以防出錯(cuò)。為了確保加工的準(zhǔn)確性，還需用此數(shù)控帶在機(jī)床上進(jìn)行首件試切，并檢驗(yàn)首件是否符合圖紙要求。只有首件通過(guò)了檢驗(yàn)，才能將此數(shù)控帶投入使用。試切可以綜合地檢查穿孔帶、程序單的錯(cuò)誤，及零件精度是否符 合圖紙要求。題型變換：程序編制中首件試切的作用是O。 檢驗(yàn)零件圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的正確性 檢驗(yàn)零件工藝方案的正確性 檢驗(yàn)程序單、穿孔帶的正確性，綜合檢驗(yàn)所加工的零件是否符合圖紙要求 僅檢驗(yàn)數(shù)控帶穿孔的正確性 答：2-3數(shù)控機(jī)床上常用的編程方法有哪些？答：由零件圖紙給出零件形狀和尺寸時(shí)，采用的編程方法有手工編程和自動(dòng)編程兩大類(lèi)。由無(wú)尺寸的圖形或?qū)嵨锬Ｐ徒o出零件形狀和尺寸時(shí)，采用數(shù)字化技術(shù)編程或?qū)嵨锞幊?。題型變

9、換一：數(shù)控機(jī)床的程序編制方法可分為 和_兩大類(lèi)。答：手工編程自動(dòng)編程題型變換二：由無(wú)尺寸圖形或?qū)嵨锬Ｐ徒o出零件形狀和尺寸時(shí)，需采用編程。答：數(shù)字化技術(shù)2-4手工編程方法有什么優(yōu)缺點(diǎn)，適用于什么情況？答：手工編程是用人工編寫(xiě)零件程序。 對(duì)于幾何形狀較為簡(jiǎn)單的零件， 計(jì)算工作量較少， 程序又不長(zhǎng)，用手工編程比較經(jīng)濟(jì)而及時(shí)。零件輪廓復(fù)雜和加工工序較長(zhǎng)時(shí)， 使用手工編程 既繁瑣又費(fèi)時(shí)，且易出錯(cuò)，常會(huì)出現(xiàn)編程工作跟不上數(shù)控機(jī)床加工的情況， 此時(shí)應(yīng)采用自動(dòng) 編程。2-5什么是自動(dòng)編程，適用于什么情況？答：自動(dòng)編程是用計(jì)算機(jī)代替手工編程的大部分工作。自動(dòng)編程時(shí)，使用“數(shù)控語(yǔ)言”描述切削加工時(shí)的刀具與工件的相

10、對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡和一些加工工藝過(guò)程。程序員只需使用規(guī)定的數(shù)控語(yǔ)言編寫(xiě)零件的“語(yǔ)言程序”即可。當(dāng)零件源程序輸入計(jì)算機(jī)后，計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成機(jī)床 運(yùn)動(dòng)軌跡的計(jì)算，加工程序的編制和數(shù)控帶制作等工作。所編程序還可通過(guò)屏幕或繪圖儀進(jìn)行檢查。自動(dòng)編程與手工編程相比， 具有減輕程序員的勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短編程時(shí)間，提高編程準(zhǔn)確性的優(yōu)點(diǎn)。但是自動(dòng)編程系統(tǒng)需要較大容量的計(jì)算機(jī)和專(zhuān)用軟件，而且系統(tǒng)的軟件又較昂貴。所以自動(dòng)編程系統(tǒng)適用于數(shù)控機(jī)床較多的大、中型工廠。題型變換：自動(dòng)編程是指O。 從零件圖紙到制作加工穿孔帶的全過(guò)程都由通過(guò)計(jì)算機(jī)完成 從零件圖到制作加工穿孔帶的過(guò)程中，除后置處理程序外，全部由計(jì)算機(jī)完成 需要人工用數(shù)控語(yǔ)言

11、編寫(xiě)源程序 需要人工編寫(xiě)目標(biāo)程序答：2- 6 國(guó)際上常采用的八列穿孔帶有哪兩種代碼？它們代表什么含義？答：EIA代碼，是美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)代碼。ISO代碼，是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織的簡(jiǎn)稱(chēng)。2-7 EIA 代碼和 ISO 代碼主要有哪些區(qū)別？ 答：主要有以下幾點(diǎn)區(qū)別：（1）EIA 代碼采用小寫(xiě)字母，ISO 代碼采用大寫(xiě)字母；（2） 程序段結(jié)束時(shí)，EIA代碼中用CR或EOB，ISO代碼中用LF或NL ；（3） EIA代碼中有EOR代碼，用于倒帶停止，ISO代碼中用% ；（4）ISO 代碼中有“（”、“）”代碼，括號(hào)中間的文字對(duì)數(shù)控裝置沒(méi)有影響，可以插入 注解；（ 5） ISO 代碼中有“： ”代碼，表

12、示數(shù)控帶上特定位置。讀入時(shí)，將數(shù)控帶送到此位置 為止，或者返回到此位置；（6） 程序段取消：EIA 用“ block delete”，ISO 用 “/” 代碼；（7）每排孔孔位從b5b8代表的意義不同。EIA代碼用b5位作為補(bǔ)奇位，每排孔數(shù)必須為奇數(shù)；ISO代碼用b8位作為補(bǔ)偶位，每排孔數(shù)必須為偶數(shù)。其它孔位區(qū)別參見(jiàn)表2-1。題型變換一：EIA代碼的補(bǔ)奇位是O。b5b6b7任意位答：題型變換二：iso代碼的補(bǔ)偶位是O。b8b7b6任意位答：題型變換三：用ISO代碼編程時(shí)，每程序段的末尾用O。CR EOR分隔符LF答：2-8 在ISO編碼中，數(shù)字編碼特征孔是O。第七列八更有孔第五列六列有孔第五至

13、七列無(wú)孔第五列無(wú)孔答：2-9 在 EIA 代碼中，數(shù)字19的編碼是O。第六列第七列有序第六列第七列無(wú)孔第七列有孔第八列有孔答：2-10 用EIA代碼編程時(shí)，下列敘述正確的是O。 采用大寫(xiě)字母 采用小寫(xiě)字母程序段結(jié)束時(shí)用 LF 有“（”、“）”代碼，可插入注解答：2-11 任意取一數(shù)控帶，南非辨別其為EIA代碼或ISO代碼，可采用下述哪種方法？ O。 第五列是否有孔第八列是否有孔每排孔數(shù)是奇數(shù)或偶數(shù)是否為字地址程序段格式答：2-12 什么叫程序段中的字？答：以某個(gè)順序安排字符的集合稱(chēng)為字（word），數(shù)控帶上的信息以字為單位處理，例如N001，G00 等。2-13 什么叫程序段？答：在數(shù)控機(jī)床的

14、程序中， 必要的信息以字或字的集合表示，此集合稱(chēng)為程序段。 數(shù)控帶上的各個(gè)程序段必須用EOB區(qū)分。例如：N003G08X12345即為一程序段。Y67890F004S717M07 LF2-14 什么是數(shù)控帶的格式？答：在一個(gè)程序段中，字的特定排列式樣稱(chēng)為數(shù)控帶的格式。2-15目前在八單位數(shù)控帶中用得最廣泛的是哪種數(shù)控帶格式？答：用得最廣泛的是文字地址程序段格式。 在這種程序段格式中，每一坐標(biāo)軸和各種功 能，都以字母和數(shù)字合成的特定字表示， 而在一個(gè)程序段內(nèi)，坐標(biāo)字和各種功能字又按一定 順序排列。每個(gè)字都由字母開(kāi)頭。2-16 在如下程序段中，各字符表示：N006G08X2354 Y 1369Z2

15、213F004S717 T65432M07 LFN： ； G : 功能字；X、Y、Z : ； F： 功能字；S： 功能字;T: 功能字；M : 功能字；LF : 。答：程序段序號(hào)準(zhǔn)備尺寸字進(jìn)給主軸轉(zhuǎn)速刀具輔助2-17 進(jìn)給速度代碼有幾種？ 答：共有五種：（1）FRN法;程序段結(jié)束（2）3位、4位和5位代碼法（3）等比級(jí)數(shù)法或2位代碼法；（4 ）符號(hào)法或1位代碼法；（5 ）直接法。2-18 進(jìn)給速度代碼的 FRN法是如何規(guī)定的？答：把刀具沿途徑移動(dòng)的進(jìn)給速度V（mm/min）除以直線的位移量L（mm），所得的值稱(chēng)為FRN值或進(jìn)給速度數(shù)。此值在0.1999.9之間時(shí)，用00019999四位代碼表示

16、。圓弧插補(bǔ) 時(shí)的FRN 般為進(jìn)給速度除以圓弧半徑（ mm）之值。2-19 舉例說(shuō)明進(jìn)給速度的 3位、4位或5位代碼法是如何表示的？答：規(guī)定代碼的第一位數(shù)字表示數(shù)值的位數(shù)，余下的數(shù)字代表速度。例如第一位數(shù)字減去三等于n,它的位數(shù)是0.1 X 10no設(shè)速度為1728，是4位數(shù)，n=7-3=4，數(shù)值位數(shù)為0.1 X 10n=0.1 X 104,即4位數(shù)，用3位代碼表示為717,用4位代碼表示為7173，用5位代碼表 示則為71728o題型變換一：當(dāng)進(jìn)給速度為7.826時(shí)，如用3位、4位、5位代碼表示，各為多少？答：進(jìn)給速度為一位，先計(jì)算第一位數(shù)字x 3=1 , x=4,故進(jìn)給速度為 7.826時(shí)，

17、用3位代碼478,用4位代碼表示為4783，用5位代碼表示為47826。題型變換二：如進(jìn)給速度的三位代碼為213，實(shí)際進(jìn)給速度為多少？答：第一位數(shù)字表示數(shù)值的位數(shù)。N=2 3= 1，數(shù)值位數(shù)為0.1 X 10二為2位，實(shí)際進(jìn)給速度為0.013。題型變換三：用4位代碼表示進(jìn)給速度時(shí)，F(xiàn)6150所表示的實(shí)際進(jìn)給速度為O。 15.03 150.3 1503 15030答：2-21 G90 時(shí)的X10, Y20與G91時(shí)的X10 Y20有何區(qū)別？答：G90表示絕對(duì)尺寸，即以坐標(biāo)原點(diǎn)為基準(zhǔn)表示的尺寸是X=10, Y=20; G91表示增量尺寸，即以前一點(diǎn)為基準(zhǔn)X=10,A 丫=20。2-22 比較G00

18、與G01程序的主要區(qū)別。答： G00 是點(diǎn)定位的代碼， 以最大進(jìn)給速度移動(dòng)到指定位置。 以前程序段指定的進(jìn)給速 度無(wú)效。 G01 是直線插補(bǔ)， 用于斜線或直線運(yùn)動(dòng)， 它通過(guò)程序段中的信息在各坐標(biāo)軸上產(chǎn)生 與其移動(dòng)距離成比例的速度當(dāng)程序段中有 G01 代碼時(shí)，一定要有指定的 F 時(shí)給速度， G01 或 F 都是續(xù)效指令（即不僅在本程序段中起作用，在后的程序段中亦效） 。進(jìn)給速度 F 對(duì) G00 程序無(wú)效。2-23準(zhǔn)備功能G42表示的功能是O。 螺紋切削 刀具偏置 刀具補(bǔ)償 永不指定答：2-24 輔助功能 M 主要有哪幾種功能？ 答：輔助功能 M 主要有以下幾方面功用：（1）程序停止或程序結(jié)束，用

19、于控制主軸停轉(zhuǎn)、機(jī)械進(jìn)給停止、冷卻液關(guān)閉等，如 M00 、 M01 、M02 等。（2） 控制主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停止。例如M03、M04、M05 等。（3）換刀。（4）開(kāi)關(guān)冷卻液。（5）夾緊、松開(kāi)工件。（6）更換工件。（7）刀具或工件直線位移。 此外，還有永不指定和不指定代碼等。題型變換一：輔助功能 M03代碼表示O。程序停止冷卻液開(kāi)主軸停止主軸順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)答：2-25 MDI 表示什么意思？答MDI是手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入。所編程序不是由穿孔帶輸入，而是通過(guò)NC裝置操作面板上的鍵和碼盤(pán)，將程序段逐個(gè)直接輸入。2-26 什么是人機(jī)對(duì)話輸入形式？ 答：人機(jī)對(duì)話的輸入形式是在人工進(jìn)行編程時(shí)，編程人員坐在NC

20、 裝置的屏幕（ CRT）前， 對(duì)屏幕上順序提出的問(wèn)題和輸入要求， 用回答問(wèn)題方式輸入數(shù)據(jù)， 這就是人機(jī)對(duì)話形式 的編程功能，也可稱(chēng)為人機(jī)對(duì)話的輸入形式。所編程序和輸入數(shù)據(jù)，存入NC 裝置的記憶單元，可隨時(shí)調(diào)用執(zhí)行。這樣，消除了按數(shù)控帶格式編程的麻煩，可以適時(shí)地進(jìn)行修改、補(bǔ)充 和編輯，非常方便地完成編程工作。2-27 數(shù)控車(chē)床程序編制有什么特點(diǎn)？答：數(shù)控車(chē)床程序編制有以下特點(diǎn)：（1）在一個(gè)程序段中，根據(jù)圖紙標(biāo)注尺寸，可以是絕對(duì)值或增量值或二者混合編程。（2）由于圖紙尺寸和測(cè)量尺寸都是直徑值，故值徑方向用絕對(duì)值編程時(shí)， X 以直徑值表 示。用增量值編程時(shí)，以徑向?qū)嶋H位移量的二倍值編程，并附上方向符

21、號(hào)（正向省略） 。（3）為提高徑向尺寸精度， X 向的脈沖當(dāng)量取為 Z 向的一半。（4）由于毛坯常用棒料或鍛料，加工余量較大，所以數(shù)控裝置常個(gè)備不同形式的固定循 環(huán)功能，可進(jìn)行多次重復(fù)循環(huán)切削。（5）為提高刀具壽命和加工表面粗糙度，車(chē)刀刀尖常磨成半徑不大的圓弧。為此，當(dāng)編 制圓頭刀程序時(shí)，需要對(duì)刀具半徑進(jìn)行補(bǔ)償。2 28 數(shù)控自動(dòng)編程系統(tǒng)按其功能可分為哪幾類(lèi)？并舉出每一類(lèi)型系統(tǒng)的代表。 答：可分為以下幾類(lèi)：（ 1）幾何處理系統(tǒng)：主要功能是處理復(fù)雜的幾何形狀，APT 系統(tǒng)就是一個(gè)具有較強(qiáng)的處理幾何形狀能力而不能自動(dòng)求取最佳工藝參數(shù)的系統(tǒng)。（3）工藝處理系統(tǒng)：對(duì)許多工件，較簡(jiǎn)單的幾何描述已經(jīng)夠用了

22、，就特別注重工藝的 處理，如切削參數(shù)、銑削時(shí)軌跡分解、車(chē)削時(shí)走刀劃分、選擇刀具等。德國(guó)的 EXAPT 具有 這方面的功能。（3）會(huì)話型自動(dòng)編程系統(tǒng)：使自動(dòng)編程系統(tǒng)的功能更加完備，使用更方便，于是發(fā)展 了這種自動(dòng)編程系統(tǒng)。 在數(shù)控系統(tǒng)處理零件源程序的過(guò)程中， 編程人員可以隨時(shí)與計(jì)算機(jī)對(duì) 話，進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?。這種系統(tǒng)可以日本富士通的會(huì)話型自動(dòng)編程系統(tǒng) FAPT 為代表。題型變換一： 在自動(dòng)編程系統(tǒng)中， 具有較強(qiáng)處理幾何形狀的能力而不能自動(dòng)求取最佳工 藝參數(shù)的系統(tǒng)是o。 ADAPT系統(tǒng)EXAPT系統(tǒng)APT系統(tǒng)FAPT系統(tǒng)答：題型變換二：德國(guó)的 EXAPT系統(tǒng)是下述幾類(lèi)系統(tǒng)中哪一類(lèi)？ O佳話題自動(dòng)編程

23、系統(tǒng)人機(jī)對(duì)話自動(dòng)編程系統(tǒng)幾何處理系統(tǒng)工藝處理系統(tǒng)答：2-29 APT 系統(tǒng)的控制面有幾個(gè)？代號(hào)是什么？有什么作用？答：APT自動(dòng)編程系統(tǒng)為了控制刀具在空間的軌跡，定義了三個(gè)控制面：（1）導(dǎo)動(dòng)面（DS面）。它是在切削過(guò)程中，引導(dǎo)刀具保持在指定公差范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)的面。（ 2）零件面（ PS 面）。在刀具沿導(dǎo)動(dòng)面運(yùn)動(dòng)時(shí)，控制刀具高度（ Z 方向）的面是零件 面。（ 3）停止面（ CS 面）?？刂频毒咄Ｖ刮恢玫拿妫纸袡z驗(yàn)面。2-30 什么叫 APT 自動(dòng)編程系統(tǒng)的 CL 數(shù)據(jù)？答： APT 系統(tǒng)中計(jì)算刀具軌跡時(shí)，先將工件坐標(biāo)系固定在適當(dāng)位置，并且假定加工件 不動(dòng)而刀具移云貴，計(jì)算結(jié)果稱(chēng)為 CL 數(shù)據(jù)（

24、cutter location data ）或者稱(chēng)為一般解。為了使 這些假設(shè)符合所使用的數(shù)控裝置和加工情況，要利用兵團(tuán)處理程序進(jìn)行處理。2-31 在 APT 自動(dòng)編程系統(tǒng)中人工需要完成哪些工作？答：在當(dāng)前廣泛使用的 APT自動(dòng)編程系統(tǒng)中，根據(jù)零件圖紙，需要人工制訂工藝，然 后利用數(shù)控語(yǔ)言描述加工件的幾何形狀和工藝方法，編制源程序。數(shù)控語(yǔ)言是一系列按一定規(guī)則書(shū)寫(xiě)的代碼和符號(hào)。2-32 試解釋以下 APT系統(tǒng)中詞匯的定義，并以圖表示之。 P32=POINT/XLARGE ，INTOF，L3，C1 L5=LINE/P5，PARLEL，LINI C5=CIRCLE/CENTER P6, TANTQ L

25、1答：其意義為：P32是L3與圓C1交點(diǎn)中，X坐標(biāo)值偏大的一點(diǎn)。 定義L5為經(jīng)過(guò)P5與直線LINI平行的直線。 定義C5為以P5為圓心并與L1相切的圓。2-33為什么要對(duì)工件廓形進(jìn)行擬合？答：由于大多數(shù)數(shù)控機(jī)床上只具備直線和圓弧插補(bǔ)，所以在連續(xù)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床上加工成形輪廓的工件時(shí)，都先要對(duì)工件廓形曲線進(jìn)行擬合，代替原來(lái)的輪廓曲線， 然后才能使用數(shù)控機(jī)床的G功能加工出所需的廓形曲線。2-34已知工件廓形方程時(shí)，可以用哪些方法進(jìn)行插補(bǔ)計(jì)算？答：已知工件廓形方程時(shí)，可以采用直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)計(jì)算。直線插補(bǔ)計(jì)算常采用等間距法和等誤差法。2-35 直線插補(bǔ)時(shí)，等誤差計(jì)算法的基本原理是什么？答：等誤差

26、法擬合廓形曲線時(shí)，可以使每段的擬合誤差相等，且小于或等于允差al。其計(jì)算目的也是求出各節(jié)點(diǎn)A、B、C的坐標(biāo)值，以提供編程使用。等誤差法的基本思路是已知廓形曲線方程y = f(X)和允許擬合誤差-al及曲線起點(diǎn) A的坐標(biāo)Xa、ya，按等誤差的原則逐點(diǎn)求出其它各節(jié)點(diǎn)。步驟如下：(1) 在曲線起點(diǎn) A處，以A點(diǎn)為圓心、al為半徑作一圓；(2) 作此圓與廓形曲線的公切線 PT ；(3) 列出過(guò)圓A上P點(diǎn)的切線斜率、直線PT的斜率、廓形曲線上過(guò)T點(diǎn)的切線斜率， 此三個(gè)斜率相等，可列出兩個(gè)方程式，再與廓形方程、圓A方程聯(lián)立得一聯(lián)立方程組；(4) 求解此聯(lián)立方程組，可解出 Xt、yT、xp、yp的坐標(biāo)值，并

27、可求出直線的斜率；(5) 擬合直線 AB平行PT，斜率相同，法線距離為 ;al，可求出AB方程；(6) 用廓形方程y二f(X)和直線AB聯(lián)立，求解，所得交點(diǎn)即為B點(diǎn)坐標(biāo)(Xb、yB ), 再依次可求出各節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)。2-36試述等間距法與等誤差法的優(yōu)缺點(diǎn)及它們的使用場(chǎng)合。答：等間距法計(jì)算較簡(jiǎn)單， 但程序段數(shù)多，編程費(fèi)時(shí)，各節(jié)點(diǎn)之間的線段逼近廓形曲線 時(shí)，產(chǎn)生的擬合誤差不相等，為保證所有折線線段擬合誤差都在允差范圍內(nèi)，不得不使間距X減小，更增加節(jié)點(diǎn)數(shù)目，亦即增加程序段數(shù)。適宜和于廓形曲線斜率變化不大的場(chǎng)合。等誤差法計(jì)算較復(fù)雜，但可在保證精度的條件下，得到最少的程序段數(shù)目，使編程工作 量減少，擬合計(jì)算

28、可用計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算，所以是一種較好的擬合方法。由于在保證等誤差的前提下，使節(jié)點(diǎn)分布合理，所以應(yīng)用于廓形曲線斜率變化較大的場(chǎng)合。但是無(wú)論是等誤差法還是等間距法， 都用直線逼近曲線，是由許多折線構(gòu)成的近似線段 代替廓形曲線，聯(lián)接點(diǎn)處不光滑，而且直線的曲率半徑無(wú)窮大， 與原來(lái)曲線的曲率半徑相差 很大，這是共同的缺點(diǎn)，使用圓弧擬合可以避免此缺點(diǎn)。題型變換：已知工件廓形方程時(shí)，經(jīng)常采用的直線插補(bǔ)計(jì)算有 、_等方法。答：等間距法等誤差法2-37三次樣條曲線插值計(jì)算用于什么場(chǎng)合？答：三次樣條曲線適用于工件廓形為列表曲線時(shí)，要求擬合曲線在型值點(diǎn)處以及整個(gè)曲線上都很光滑，并且具有連續(xù)曲率。另外，由于三次樣條函數(shù)

29、是建立在材料力學(xué)彈性梁變形 的理論基礎(chǔ)上，故只能應(yīng)用于小撓度的情況，即工件廓形曲線斜率變化不大的場(chǎng)合。2-38三次樣條曲線插值教育處有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答：用三次樣條函數(shù)分段擬合列表線時(shí)計(jì)算程序簡(jiǎn)單、方便、擬合效果好，可保證一階、二階導(dǎo)數(shù)連續(xù)。但是有以下缺點(diǎn)：（1）擬合后的圖形不具備幾何不變性。即當(dāng)坐標(biāo)系變化后，三次樣條函數(shù)隨之變化。 雖然仍通過(guò)這些型值點(diǎn)，但與原來(lái)的樣條函數(shù)不完全重合。（2）現(xiàn)在的數(shù)控機(jī)床上廣泛使用直線插補(bǔ)器或圓弧插補(bǔ)器，故插值出來(lái)的三次樣條函數(shù)尚需用直線或圓弧作第二次擬合，將三次樣條曲線變成分段的圓弧或直線，增加了計(jì)算量并降低了擬合精度。2-39 雙圓弧逼近法的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？答：

30、雙圓弧逼近法是在兩個(gè)型值點(diǎn)之間用兩個(gè)相切的圓弧擬合工作廓形曲線。其優(yōu)點(diǎn)是：（1）每段圓弧的圓心和半徑是幾何不變量，它的形狀不隨坐標(biāo)選擇而變。（2）使用雙圓弧逼近法以后，可直接用于零件的編程計(jì)算，不需要進(jìn)行二次擬合。（3）計(jì)算方法比三次樣條法簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確。（4）可以擬合大撓度曲線。主要缺點(diǎn)是：要先建立局部坐標(biāo)，再進(jìn)行坐標(biāo)變換，多一道步驟。2-40為什么在雙圓弧逼近計(jì)算時(shí)采用局部坐標(biāo)，而在計(jì)算完畢后，還要將計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)換回原來(lái)曲線的坐標(biāo)系中？答：雙圓弧逼近計(jì)算時(shí)，首先要建立局部坐系，即以相鄰的兩個(gè)型值點(diǎn)聯(lián)線為橫坐標(biāo)U，通過(guò)前一個(gè)型值點(diǎn)并與 U軸垂直的線為縱坐標(biāo) V，在每一個(gè)局部坐標(biāo)系中有兩段圓弧相切，

31、 需求出這兩段圓弧的半徑和圓心。采用局部坐標(biāo)系有以下好處：（1）計(jì)算簡(jiǎn)單方便；（2）可以解決大撓度曲線；（3）采用局部坐標(biāo)系后，雙圓弧可具有較好的保凸性。但是在插補(bǔ)編程時(shí)，需要知道圓心在整體坐標(biāo)系OXY中的坐標(biāo)值，故還要將計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)換回原來(lái)曲線的坐標(biāo)系中。2-41用三次樣條函數(shù)插值法擬合n個(gè)型值點(diǎn)，有條三次樣條曲線表示該點(diǎn)列：如用雙圓弧逼近法擬合 n個(gè)型值點(diǎn)，需建立 個(gè)局部坐標(biāo)系，由 段圓弧擬合該點(diǎn)列。答：n-1n-12（n-1）2-42用雙圓弧逼近法擬合曲線時(shí)，一對(duì)相鄰型值點(diǎn)之間的兩個(gè)圓弧相切，下列敘述中 正確的是o。 切點(diǎn)是唯一的 切點(diǎn)必須是 RR卑和通過(guò)R、R卡兩點(diǎn)處圓弧切線構(gòu)成的三角形

32、的內(nèi)心 切點(diǎn)軌跡是一個(gè)圓 雙圓弧公切線必性須平行于RR 1答：2-43工件廓形為列表曲線時(shí)，常用的擬合方法有哪些？ 答：三次樣條函數(shù)值法和雙圓弧逼近法。2-44 試述工件廓形及其等距線在幾何上的相互關(guān)系。答：工件廓形及其等距線在相應(yīng)點(diǎn)上的曲率中心相重合。題型變換：若機(jī)床不具備 G41和G42功能時(shí)，應(yīng)按工件廓形的 編程。答：等距線第三章 CNC 系統(tǒng)的基本原理3- 1 機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)主要由哪幾部分組成？ 答：主要由以下幾部分組成：零件加工程序的輸入、數(shù)據(jù)處理(例如數(shù)制轉(zhuǎn)換、刀具半 徑補(bǔ)償?shù)?、插補(bǔ)計(jì)算和伺服機(jī)構(gòu)的控制。3-2 計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)( CNC 系統(tǒng))由哪些部分構(gòu)成？各部分的功能如何？答：

33、主要由微型計(jì)算機(jī)、 計(jì)算機(jī)接口電路、伺服系統(tǒng)及外部輸入/輸出(I/O)設(shè)備組成。(1) 微型計(jì)算機(jī)：微機(jī)是 CNC系統(tǒng)的核心，其主要作用有：輸入和存儲(chǔ)零件加工 程序；計(jì)算刀具運(yùn)動(dòng)軌跡；插補(bǔ)運(yùn)算；伺服系統(tǒng)的控制。( 2)計(jì)算機(jī)接口電路：作用傳遞和轉(zhuǎn)換計(jì)算機(jī)與外界聯(lián)系的信息，并將計(jì)算機(jī)與外界 隔離，起保護(hù)作用。(3) 伺服系統(tǒng)：伺服系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)和機(jī)床的聯(lián)系環(huán)節(jié)，由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)電路、檢測(cè) 裝置等組成。( 4)外部輸入 /輸出設(shè)備：主要包括鍵盤(pán)、顯示器、操作控制面板、外部存儲(chǔ)設(shè)備、光 電閱讀機(jī)和紙帶穿孔機(jī)等。3-3 CNC 系統(tǒng)中微機(jī)的控制功能有哪些？答：主要包括以下幾方面：( 1)記憶功能。 用于

34、存儲(chǔ)規(guī)定機(jī)床動(dòng)作的程序以及各種有關(guān)機(jī)床加工現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)信息；( 2)信息處理功能。 對(duì)外部輸入的各種有關(guān)控制信息進(jìn)行相應(yīng)的算術(shù)運(yùn)算和邏輯處理， 以便對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出相應(yīng)的動(dòng)作指令；( 3)內(nèi)部控制功能。由于保持控制系統(tǒng)內(nèi)各功能部件的動(dòng)作及各部件之間的協(xié)調(diào)；(4) 輸入 /輸出功能。由于保持對(duì)外隨著系和機(jī)床控制狀態(tài)信息的輸入和輸出；( 5)適應(yīng)環(huán)境的功能。在計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)中，可以人工或自動(dòng)改變程序，以適應(yīng)環(huán)境 條件和加工狀態(tài)的變化。3-4 CNC 系統(tǒng)中微機(jī)譯碼程序的功能是什么？ 答：譯碼程序的功能是將輸入的零件輪廓信息、 加工速度及輔助功能進(jìn)行識(shí)別處理。 將 這引起零件程序翻譯成計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的代

35、碼。3-5 CNC 系統(tǒng)常用的軟件插補(bǔ)方法中，有一種是數(shù)據(jù)采樣法。計(jì)算機(jī)執(zhí)行插補(bǔ)程序輸 出的是數(shù)據(jù)而不脈沖。這種方法適用于O。開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)點(diǎn)位控制系統(tǒng) 連續(xù)控制系統(tǒng)答：3-7 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)與通用計(jì)算機(jī)相比，有什么顯著特點(diǎn)？ 答：根據(jù)數(shù)控機(jī)床的特殊要求，它具有兩個(gè)顯著特點(diǎn)：( 1)高可靠性：工業(yè)生產(chǎn)一般要求 CNC 系統(tǒng)具有很強(qiáng)的抗干擾能力，能在比較惡劣 的環(huán)境中可靠地工作，要求 CNC 系統(tǒng)具有較高的平均無(wú)故障率和很短的修復(fù)時(shí)間。( 2)編程簡(jiǎn)單，操作方便。以方便用戶(hù)使用。3-8為了提高CNC系統(tǒng)的可靠性，可采取哪些措施？正確答案是OOOOO。采用單片機(jī)采用雙 CPU提高時(shí)鐘頻率

36、 采用模塊化結(jié)構(gòu)采用光電隔離電路答：3-9 CNC系統(tǒng)中的微機(jī)部分，訂要由微處理器（ CPU ）、內(nèi)部存儲(chǔ)器（RAM和ROM ） 和1/0接口電路組成。由 、和三條信號(hào)線聯(lián)接。答：數(shù)據(jù)總線地址總線控制總線題型變換：CNC系統(tǒng)中的微機(jī)部分，主要由 、和組成。由數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線三條信號(hào)線聯(lián)接。答：微處理器（CPU）內(nèi)部存儲(chǔ)器（RAM和ROM）I/O接口電路3-10 機(jī)床I/O控制部分根據(jù)機(jī)床與微機(jī)之間傳送信息形式的不同，I/O控制被劃分為、和三種。答：數(shù)字量I/O開(kāi)關(guān)量I/O模擬量I/O3-11什么叫微處理器、微機(jī)、微機(jī)系統(tǒng)？答：微處理器是指具有完整的計(jì)算機(jī)中央處理部件（CPU）功能的

37、一片或少數(shù)幾片大規(guī)模集成電路。微處理器也叫微處理機(jī)；微機(jī)是指微型計(jì)算機(jī)，是以微處理機(jī)做為CPU的電子計(jì)算機(jī)，微機(jī)除包含微處理器以外，還必須包含內(nèi)部存儲(chǔ)器（RAM、ROM ）、I/O接口和系統(tǒng)總線。微機(jī)系統(tǒng)是以微機(jī)為主體構(gòu)成的系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)中，除包含微型計(jì)算機(jī)以外， 還包含計(jì)算機(jī)外設(shè)、系統(tǒng)軟件和電源。3-13 FANCU15系列的CNC系統(tǒng)快速進(jìn)給速度已達(dá)到O。切削進(jìn)給可達(dá)到O。 10m/min 10m/s 100m/mi n 100m/s 2.4m/mi n 2.4mm/s 24m/min 24mm/s3-14在微機(jī)，I/O接口電路常由哪幾部分組成？答：微機(jī)中I/O接口應(yīng)包括I/O接口硬件電

38、路和軟件兩方面的內(nèi)容。根據(jù)選用不同的I/O設(shè)備或接口芯片，I/O的操作方式不同，因而應(yīng)用程序亦不可。如入口地址、接口芯片初始 化狀態(tài)設(shè)備、工作方式選擇等。I/O硬件電路主要由地址譯碼、I/O讀寫(xiě)譯碼和I/O接口芯片 （如數(shù)據(jù)緩沖器和數(shù)據(jù)鎖存器等）組成。3-16 CNC系統(tǒng)中的I/O控制器通道由 、和幾部分組成。答：I/O接口電路光電隔離電路信息轉(zhuǎn)換電路3-17 CNC系統(tǒng)中I/O控制通道應(yīng)具備哪些基本功能？答：（1）可靠地傳遞輸入輸出信息；（2）能進(jìn)行相應(yīng)的信息轉(zhuǎn)換（如 A/D、D/A、電平轉(zhuǎn)換、數(shù)字量轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)量、弱電轉(zhuǎn)換 強(qiáng)電等）；（3）阻斷干擾信號(hào)進(jìn)入計(jì)算機(jī)。3-18如圖3-2所示光電隔離電路，其輸入與輸出的對(duì)應(yīng)狀態(tài)應(yīng)是0000。 輸入高電平、輸出低電平 輸入低電平，輸出高電平 輸入高電平，輸出高電平 輸入低電平，輸出低電平圖3-23-19光電隔離電路（如采用達(dá)林頓或可探硅輸出型光電耦合器件）的主要作用是什 么？答：（1）使微機(jī)與強(qiáng)電部件不共地，阻斷干擾信號(hào)的傳導(dǎo)。（2）可以進(jìn)行信號(hào)電平轉(zhuǎn)換。（3）提高驅(qū)動(dòng)