數(shù)控技術知識點總結及考試練習

1、數(shù)控技術一、判斷題（正確的畫，錯誤的畫，每題1分 共10分）二、填空題（每空1分，共20分）三、選擇題（10分，每小題1分）四、 簡答題 （每題6分 共30分）五、 五、解釋如下指令或名詞含義（10X1分）六、 六、編程題（10分）七、 論述題（10分）第一章1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)控技術采用數(shù)字控制的方法對某一工作過程實現(xiàn)自動控制的技術。它集計算機技術、微電子技術、自動控制技術和機械制造技術等多學科、多技術于一體。數(shù)控機床是采用數(shù)字控制技術對機床的加工過程進行自動控制的一類機床。數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)字控制的裝置。

2、它能夠自動輸入載體上事先給定的數(shù)字量，并將其譯碼后進行必要的信息處理和運算后，控制機床動作并加工零件。CNC系統(tǒng)的核心是CNC裝置。2數(shù)控機床的優(yōu)勢： 3數(shù)控技術的發(fā)展趨勢：4數(shù)控機床的組成5數(shù)控機床的分類：一、按控制功能分類（點位控制數(shù)控系統(tǒng)；直線控制數(shù)控系統(tǒng)；輪廓控制數(shù)控系統(tǒng)）二、按工藝用途分類（金屬切削類數(shù)控機床；金屬形成類數(shù)控機床；特種加工數(shù)控機床；其它類型機床：如火焰切割數(shù)控機床、數(shù)控測量機、機器人等。）三、按伺服驅動的方式分類（開環(huán)控制 ；半閉環(huán)控制 ；全閉環(huán)控制 ）NC，CNC，CAD、CAM、CAPP、 FMC，F(xiàn)MS，CIMS的中文含義。第二章1 數(shù)控編程的方法常用的編程方法

3、有手工編程、自動編程。2 數(shù)控機床的機床坐標系和工件坐標系的概念，各坐標軸及其方向的規(guī)定。1）機床坐標系是機床上固定的坐標系。 工件坐標系是固定于工件上的笛卡爾坐標系。2）Z軸：規(guī)定與機床主軸線平行的坐標軸為Z軸，刀具遠離工件的方向為Z軸的正向。 X軸：對大部分銑床來講，X軸為最長的運動軸，它垂直于軸，平行于工件裝夾表面。+X的方向位 于操作者觀看工作臺時的右方。 Y軸：對大部分銑床來講，Y軸為較短的運動軸，它垂直于軸。在Z、X軸確定后，通過右手定則可 以確定Y軸。 回轉軸：繞X軸回轉的坐標軸為A軸；繞Y軸回轉的坐標軸為B軸；繞Z軸回轉的坐標軸為C軸； 方向的確定采用右手螺旋原則，大拇指所指的

4、方向是+X、+Y或+Z的方向。 附加坐標軸：平行于X軸的坐標軸為U；平行于Y軸的坐標軸為V；平行于Z軸的坐標系為W；方 向和X、Y、Z軸的方向一致。 3數(shù)控編程的指令代碼，程序結構及格式、子程序及其調用。 1）和坐標系相關：G90、G91；G92、G54-G59；G17、G18、G19。 G90：絕對坐標編程 G91：相對坐標編程 G54G59：選擇工件坐標系16 G17：XY平面選擇 G18：XZ平面選擇 G19：YZ平面選擇 2）與刀具運動相關的：G00、G01、G02、G03。 G00：快速定位運動 G01：直線插補運動 G02：順時針圓弧插補 G03：逆時針圓弧插補 3）與刀具補償相關

5、：長度補償G43、G44、G49，半徑補償G41、G42、G40。 G43：刀具長度正向補償 G44：刀具長度負向補償 G49：取消G43 / G44 G41：刀具左補償 G42：刀具右補償 G40：取消G41 / G42 4）固定循環(huán)指令的六個動作，三個平面，G98與G99的區(qū)別。G71 U R；G71 P Q U W F； 5）輔助功能代碼：M00、M01、M02、M03、M04、M05、M06、M08、M09、M30、M98、M99。 M00：程序停止 M01：程序選擇停止 M02：程序結束 M03：主軸順時針旋轉 M04：主軸逆時針旋轉 M05：主軸停止 M06：換刀 M08：冷卻液打

6、開 M09：冷卻液關閉 M30：程序結束并返回 M98：子程序調用 M99：子程序調用結束 6）進給速度F，主軸轉速S、坐標地址字X、Y、Z、U、V、W等。 地址F代碼：進給率設定。 地址S代碼：主軸轉速。 地址X代碼：X軸直線運動。 地址Y代碼：Y軸直線運動。 地址Z代碼：Z軸直線運動。 地址U代碼：輔助直線軸，平行于X軸。 地址V代碼：輔助直線軸，平行于Y軸。 地址W代碼：輔助直線軸，平行于Z軸。4手工編程：要求熟練利用指令代碼進行車、銑銷加工的編程，并能解釋各程序段第三章：數(shù)控系統(tǒng)一、數(shù)控系統(tǒng)的主要功能：1.控制功能：聯(lián)動軸數(shù)和控制軸數(shù)2.準備功能：用來指定機床的運動方式3.插補功能：可

7、實現(xiàn)精插補和粗插補4.進給功能：切削進給速度和同步進給速度、進給倍率5.主軸功能：主軸編碼方式指定速度、恒線速功能、準停功能（定向停止）6.輔助功能：7.刀具功能：8.補償功能：刀具的尺寸補償、各種變形補償和反向間隙補償9.字符、圖形顯示：10.自診斷功能：11.通訊功能：12.人機交互自動編程：二、CNC系統(tǒng)的工作流程：1輸入2譯碼3.刀具補償4.進給速度處理5.插補6.位置控制7.I/O處理8.顯示三、CNC系統(tǒng)的硬件結構：單CPU結構和多CPU結構四、常規(guī)的CNC軟件結構有哪幾種結構模式：1.中斷型結構模式2.前后臺型結構模式五、CNC系統(tǒng)控制軟件的結構特點：1.多任務性2.并行處理3.

8、實時中斷處理六、CPU結構CNC系統(tǒng)的基本結構：CPU、總線、I/O接口、存儲器、串行接口、CRT/MDI接口、控制單元部件和接口電路等七、控制功能包括：內部控制、對零件加工程序的輸入輸出控制、對機床加工現(xiàn)場狀態(tài)信息的記憶控制八、CPU運算任務：完成一系列的數(shù)據(jù)處理，工作包括：譯碼、刀補計算、運動軌跡計算、插補運算和位置控制的給定與反饋值的比較運算九、插補何為插補：在所需的路徑或輪廓上的兩個已知點間，根據(jù)某一數(shù)學函數(shù)確定其中多個中間點位置坐標值的計算過程稱為插補。插補實質：根據(jù)有限的信息完成“數(shù)據(jù)密化”的工作插補算法：脈沖增量插補和數(shù)字增量插補逐點比較法是脈沖增量法的典型代表，該算法的工作節(jié)拍

9、是：偏差判別、坐標進給、偏差計算、終點判別。第四章 數(shù)控機床的伺服驅動系統(tǒng)1、 數(shù)控機床伺服系統(tǒng)概念：以數(shù)控機床移動部件的位置和速度為控制對象的自動控制系統(tǒng)，也成為隨動系統(tǒng)、伺服機構。2、 伺服系統(tǒng)分類：開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)。開環(huán)系統(tǒng)主要以步進電機為控制對象，閉環(huán)系統(tǒng)以直流伺服電機或交流伺服電機為控制對象。3、 半閉環(huán)系統(tǒng)與閉環(huán)系統(tǒng)的區(qū)別：半閉環(huán)系統(tǒng)的位置檢測元件不直接安裝在最終運動部件上，而是傳動裝置的一個環(huán)節(jié)上（如絲杠或傳動軸）。4、 伺服系統(tǒng)的基本性能：高精度、良好的穩(wěn)定性、動態(tài)響應速度快、調速范圍寬，低速時能輸出大轉矩、高性能電動機。5、步進電動機的組成：環(huán)形分配器、步進電動機、驅動電源

10、等。8、步進電機的工作原理：電磁鐵的作用原理。9、步矩角：步進電動機每走一步所轉過的角度叫步矩角。其大小等于錯齒的角度。步矩角越小，控制精度越高。步矩角a=360/mzk（m為相數(shù)，z為齒數(shù)，單拍時k=1，雙拍時k=2）10、環(huán)形分配：要使得步進電動機一步一步的正常運行，控制脈沖必須按一定的順序分別供給電動機各相，稱為脈沖分配，或環(huán)形分配。11、步進電動機的控制方式：硬件脈沖分配（環(huán)形分配器）、軟件脈沖分配。硬件脈沖分配可以用門電路及邏輯電路構成。如：TTL集成電路和CMOS集成電路。軟件脈沖分配有查表法、比較法、移位寄存器法。最常用的是查表法（環(huán)形分配表）。12、步進電動機的功率驅動形式：1

11、、單電壓功率放大電路；2、高低壓功率放大電路；3、斬波橫流功放電路；4、調頻調壓驅動。13、直流電動機伺服系統(tǒng)：定子+轉子+電刷。14、直流伺服電動機調速公式：n=(U-IR)/Ke n轉速 U電樞電壓 I電樞電流R=電樞回路總電阻 Ke由電動機結構決定的電動勢常數(shù)勵磁磁通。15、直流伺服電動機調速方法：1、調節(jié)電樞供電電壓U（主要用）；2、減弱勵磁磁通3、改變電樞回路電阻；16、交流電動機伺服系統(tǒng)：定子+轉子；核心是變頻器。分為交流永磁式伺服電動機、交流感應式伺服電動機；17、交流電動機原理：由定子繞組產(chǎn)生旋轉磁場使轉子運轉。18、交流電動機調速方法：改變供電頻率。（通過變頻的方法改變電動機

12、的供電頻率，方法：1、直接的交流交流變頻；2、間接的交流直流交流變頻（常采用）。） 速度控制：標量控制法（開環(huán)）、矢量控制法（閉環(huán)）第五章 位置檢測裝置1、位置檢測裝置分類：1、旋轉變壓器角度測量裝置，轉子（角位移）+定子（勵磁），應用互感原理；2、感應同步器，定尺（感應電動勢）+滑尺（加電壓），電磁感應原理；3、脈沖編碼器（是一種增量檢測裝置，分為光電式、接觸式、電磁感應式，最常用的是光電式編碼器）；4、絕對式編碼器，沒有累計誤差，最常用的是光電式二進制循環(huán)碼編碼器；5、光柵，標尺光柵+光學讀數(shù)頭；6、磁柵，磁性標尺+拾磁磁頭+檢測電路，用拾磁原理。2、檢測裝置的作用：檢測位移和速度，發(fā)出發(fā)

13、出反饋信號與數(shù)控裝置的指令信號進行比較，若有偏差，經(jīng)過放大后控制執(zhí)行部件，使其向消除偏差的方向運動，直到偏差為0為止。3、角位移測量裝置：旋轉變壓器、旋轉式感應同步器、脈沖編碼器（增量式角位移測量裝置）、絕對值編碼器（碼盤）、圓光柵、圓磁柵。4、線位移測量裝置：直線磁柵、長光柵、直線式感應同步尺。5、角速度測量裝置：脈沖編碼器（碼制轉換）6、光柵工作原理：光柵由標尺光柵和光柵讀數(shù)頭兩部分組成。指示光柵裝在光柵讀數(shù)頭中，當光柵讀數(shù)頭相對于標尺光柵移動時，指示光柵便在標尺光柵上相對移動。標尺光柵和指示光柵構成了光柵尺。7、莫爾條紋的作用： 8、碼制轉換第六章 數(shù)控機床的機械結構1、主運動的傳動方式

14、2、滾珠絲杠的特點：1）傳動效率高，摩擦損失小。2）給予適當預緊，可消除絲杠和螺母的螺紋間隙，反向時就可消除空行程死區(qū)，定位精度高，剛度好。3）運動平穩(wěn)，無爬行現(xiàn)象，傳動精度高。4）運動具有可逆性，可以從旋轉運動轉換為直線運動，也可以從直線運動轉換為旋轉運動，即絲杠和螺母都可以作為主動件。5）磨損小，使用壽命長。6）制造工藝復雜。7）不能自鎖。3、滾珠絲杠軸向間隙調整通常采用雙螺母預緊的方法。常用的雙螺母消除軸向間隙的結構型式有以下三種：墊片調隙式、螺紋調隙式、齒差調隙式。齒輪傳動間隙的消除措施：1。圓柱齒輪傳動：偏心軸套調整法、錐度齒輪調整法、雙向薄齒輪錯齒調整法。2。斜齒輪傳動采用錯齒調整

15、法，有墊片錯齒調整法、軸向壓簧錯齒調整法。第七章；PLC1、PLC的作用2、FANUC PMC語句表 P168復習題型：判斷：( )1.主軸功能也稱S功能，用來設定主軸的轉速或切削速度。( )2. RAM是專門用來存放系統(tǒng)軟件的存儲器，使用時只能讀出，不會因斷電二丟失內容。( )3.G代碼可以分為模態(tài)G代碼和非模態(tài)G代碼。( )4.當數(shù)控加工程序編制完成后即可進行正式加工( )5、數(shù)控指令T0103表示調用1號刀和3號刀具補償。( )6.伺服系統(tǒng)包括驅動裝置和執(zhí)行機構兩大部分。( )7.車床主軸編碼器的作用是防止切削螺紋時亂扣。( )8.位置檢測系統(tǒng)所能測量的最小位移稱為分辨率( )9.直流電

16、機的調速性能好，適用于高速運轉的場合。( )10.矢量控制法的應用使交流電動機變頻調速后的機械性能和動態(tài)性能足以與直流電動機相比美。( )11、G代碼可以分為模態(tài)G代碼和非模態(tài)G代碼。( )12.數(shù)控機床主傳動系統(tǒng)是指數(shù)控機床主運動傳動系統(tǒng)絲桿與螺母之間預緊后，可消除反向間隙，提高軸向傳動剛度和定位精度； ( )13、數(shù)控機床開機后不用回零，說明該機床所裝的檢測反饋裝置是絕對式的檢測反饋裝置？ ( )14、世界上第一臺數(shù)控機床誕生于1952年。 ( )15、步進電機的轉速與脈沖頻率成正比。( )16、數(shù)控機床有不同的運動形式，需要考慮工件與刀具相對運動關系和坐標系方向，編寫程序時，采用工件固定

17、不動，刀具移動的原則。 ( )17、數(shù)控機床坐標系中一般用Z坐標表示平行于主軸軸線方向的坐標。( )18、脈沖編碼器能把機械轉角變成脈沖，可作為角位移檢測裝置。( )19、數(shù)控機床開機后要回零，說明該機床所裝的檢測反饋裝置是增量式的檢測反饋裝置？ ( )20、作為主傳動系統(tǒng)動力源的主軸電動機要滿足的性能是：能實現(xiàn)無級自動變速、調速范圍足夠寬。( )21 、圓弧加工指令G02/G03中的信息字I、J是指圓弧起點相對于圓弧圓心的增量坐標。22、進給伺服系統(tǒng)是數(shù)控機床的核心部件。 ( )5、滾珠絲杠副消除軸向間隙的目的主要是提高使用壽命。23、閉環(huán)控制進給伺服系統(tǒng)主要采用步進電動機。 ( )24、數(shù)

18、控機床的測量反饋裝置將數(shù)控裝置的脈沖信號轉換成機床移動部件的運動。 ( )24、數(shù)控系統(tǒng)的脈沖當量越小，插補運動的實際軌跡就越接近理想軌跡，加工精度也就越高。( )25、加工中心機床上的定向準停裝置是為了實現(xiàn)刀具的自動快速裝卸。( )26、逐點比較法直線插補的判別式是函數(shù)F=XiYe+ XeYi。 選擇題：1、世界上第一臺數(shù)控機床是( )年研制出來的A)1942 B)1948 C)1952 D)1958 2、閉環(huán)控制系統(tǒng)的反饋裝置是裝在()A)傳動絲杠上 B)電機軸上 C)機床工作臺上 D)裝在減速器上 3、開環(huán)伺服系統(tǒng)的主要特征是系統(tǒng)內( )位置檢測反饋裝置 A)有 B)沒有 C) 某一部分

19、有 D)可能有 4、對于配有設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( )。A)機床機械結構的精度 B)驅動裝置的精度 C)位置檢測元器件的精度 D)計算機的運算速度 5、加工中心編程中，鉆孔循環(huán)指令是( ）A、 G l 7B、 G 81 C、 G l 9 D、 G206、按照機床運動的控制軌跡分類，加工中心屬于( ) A) 輪廓控制 B)直線控制 C)點位控制 D)遠程控制 7、數(shù)控機床中把脈沖信號轉換成機床移動部件運動的組成部分稱為( ) A)控制介質B)數(shù)控裝置C)伺服系統(tǒng)D)機床本體 8、數(shù)控機床的聯(lián)運軸數(shù)是指機床數(shù)控裝置控制的( )同時達到空間某一點的坐標數(shù)目

20、A)主軸B)坐標軸C)工件D)電機 9、只要數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)是開環(huán)的，一定沒有( )裝置A)檢測B)位置檢測與反饋C)I/O通道D)控制 10、數(shù)控機床中的核心部件是( )，就象人的大腦。11、為了消除二進制碼盤的非單值性誤差，可采用二進制循環(huán)碼盤（即格雷碼盤）。比如二進制碼0111轉換為循環(huán)碼（格雷碼）應為（ ）A、數(shù)控程序 B、伺服驅動系統(tǒng) C、數(shù)控系統(tǒng) D、機床本體12、數(shù)控銑床的G41/G42是對( )進行補償。A、 刀尖圓弧半徑 B、刀具半徑 C、刀具長度 D、刀具角度13、測量與反饋裝置的作用是為了提高機床的( )A、定位精度、加工精度 B、使用壽命 C、安全性 D、靈活性14、

21、CNC系統(tǒng)中的PLC是( )。A、可編程序邏輯控制器 B.顯示器 C、.多微處理器 D、環(huán)形分配器15、CNC系統(tǒng)中的PLC是( )。 A)可編程序邏輯控制器 B)顯示器 C)多微處理器 D)環(huán)形分配器 A、1000 B、1010 C、0101 D、1111 16、光柵中，標尺光柵與指示光柵應：（）A、相互平行 B、互相傾斜一個很小的角度C、互相傾斜一個很大的角度D、處于任意位置均可17、利用計算機輔助設計與制造技術，進行產(chǎn)品的設計和制造，可以提高產(chǎn)品質量，縮短產(chǎn)品研制周期。它又稱為( ) A)CD/CM B) CAD/COM C)CAD/CAM D)CAD/CM 18、感應同步器是一種( )

22、位置檢測元件。 A、光學式 B、電磁式 C、數(shù)字式 D、增量式19、脈沖當量是指( )。A、 每發(fā)一個脈沖信號，機床移動部件的位移量B、每發(fā)一個脈沖信號，伺服電機轉過的角度C、進給速度大小 D、每發(fā)一個脈沖信號，相應絲杠產(chǎn)生轉角大小 20、以下FANUC PMC的基本指令中，哪條指令將堆棧左移一位（ ） A、RD B、OR C、RD.STK D、AND21、數(shù)控裝置將所得到的信號進行一系列處理后，再將其處理結果以( )形式向伺服系統(tǒng)發(fā)出執(zhí)行命令A)輸入信號 B)位移信號 C)反饋信號 D)脈沖信號 1、NC機床的含義是數(shù)控機床，CNC機床的含義是( )， FMS的含義是( )， ( )的含義是

23、計算機集成制造系統(tǒng)。 2、在數(shù)控編程時，使用( )指令后，就可以按工件的輪廓尺寸進行編程，而不需按照刀具的中心線運動軌跡來編程。 3、圓弧插補時，通常把與時鐘走向一致的圓弧叫( )，反之稱為( )。 4、對步進電機施加一個電脈沖信號，步進電機就回轉一個固定的角度，這個角度叫做( )，電機的總角位移和輸入脈沖的（ ）成正比，而電機的轉速則正比于輸入脈沖的( )。 5、伺服系統(tǒng)包括( )和( )兩大部分。6、數(shù)控機床每次接通上電后在運行前首先應做的是( )。 7、進給執(zhí)行部件在低速進給時出現(xiàn)時快時慢，甚至停頓的現(xiàn)象，稱為( )。 8、由計算計直接進行多機床控制的系統(tǒng)稱為( ) )。 9、輪廓控制數(shù)控機床，不僅可以完成點位及點位直線控制數(shù)控機床的加工功能，而且能夠對( )坐標軸進行插補，因而具有各種輪廓切削加工功能。 填空：1、加工中心與一般數(shù)控機床結構上的區(qū)別是加工中心增加了一個 和 ，工藝上的區(qū)別是加工中心能實現(xiàn) 。2、程序編制可分為手工編程和 。3、常用的位置檢測裝置有： 、 、 等。 4、數(shù)控機床的聯(lián)運軸數(shù)一般 控制軸數(shù)。 5、光柵是用于數(shù)控機床的精密檢測裝置，是一種非接觸式測量，按其形狀分為 、 和。7、逐點比較法插補過程中每處理一步都要經(jīng)過的四個節(jié)拍分別是 、 、 、 。8、滾珠絲桿螺母副是 運動與 運動能相互轉換的傳動裝置。9、自