数控技术考试复习题

1、数控机床程序编制的方法分为 手工编程 、 自动编程 两种。

2、数控系统只能接受数字 信息，国际上广泛采用两种标准代码为 G 、 M 。

3、在铣削零件的内外轮廓表面时，为防止在刀具切入、切出时产生刀痕，应沿轮廓___切向____方向切入、

切出，而不应__法向_____方向切入、切出。

4、F 指令用于指定 进给速度 ，S 指令用于指定 主轴转速 ，T 指令用于指定 刀具 ；其中

F100表示 进给速度100mm/min ，S800表示 主轴转速800r/min 。

5、编程常用指令中绝对尺寸用 G90 指令，增量尺寸用 G91 指令。

6、数控系统中指令G40、G41、G42含义分别是 取消刀具补偿 、 左刀补 、 右刀补 。

7、数控系统中指令顺圆插补指令是 G02 ，逆圆插补指令是 G03 。

8、数控机床程序编制的方法有 手工编程 、 自动编程 。

9、数控系统中M01、M02、M03指令的的功能分别是 、 主轴停止 、 主轴正转 。

10、数控系统中G02、G03、G04指令的的功能分别是 顺圆插补 、 逆圆插补 、 定时暂停 。

11、程序段 G97 M03 S800的含义是 主轴正转 转速800r/min 。

12、数控机床的三个原点是指 机床 、 工件 、 参考 。

13、在数控车床上, 如刀具当前位置在点A （10，-20），执行程序段G98 G01 U20.0 W50.0 F100后刀具

将位于点B ，则B 点的绝对坐标为（30 ，30 ）；该程序段中F100表示的意义是： 进给速度100mm/min 。

14、M98、M99的含义分别是 调用子程序 、 子程序结束 。

15、数控系统S1500、T0200指令含义分别是 主轴转速1500r/min 、 0号刀具02号补偿 。

16. 数控机床按控制运动轨迹可分为 点位控制 、直线控制和 三维轮廓控制 几种。

17. 在轮廓控制中，为了保证一定的精度和编程方便，通常需要有刀具 长度 和 半径补偿功能。

18. 数控机床实现插补运算较为成熟并为大多机床所具有的是 直线 插补和圆弧插补功能。

19. 与机床主轴重合或平行的刀具运动坐标轴为 z 轴，远离工件的刀具运动方向为正方向 。

20．光栅依不同制造方法有 反射 和 透射 两种。

21、机床数控系统主要由以下几部分组成：零件加工程序的输入、数据处理、插补计算和伺服机构的控制。

22、CNC 系统中的 I/O 控制器通道由I/O 接口电路 、 光电隔离电路 和信息转换电路几部分组成。

23、数控机床上经常采用的导轨有滑动导轨 、 滚动导轨 、 静压导轨 和 滚动导轨等四大类。其中 滚

动导轨 应用得最多。

24、滚珠丝杠副常采用的加轴向预紧力的方法有 垫片调隙式 、 螺纹调隙式 和 齿差调隙式 三种。

25、步进电机的总角位移和输入脉冲的数量 成正比，而电机的转速则正比于输入脉冲的频率。

26、目前 CNC 系统控制软件基本上有两种常用的典型结构，即前后台型 和 中断型。

27、一台三相六拍运行的步进电动机，转子齿数为z r =48，在A 相绕组中测得电流频率为600Hz ，则该

电动机的步距角为 1.25度 ， 转速为 125r/min 。

28、对于直流主轴电机，在额定转速以下，主轴电动机应工作于 恒转矩 方式，而在额定转速以上，应

工作于 恒功率 方式。

三、判断题

（ T ）1、M00指令的功能是程序停止。

（ F）2、FANUC 系统中T0200的含义是换不带刀补换T02刀具。

（ T）3、CNC 的含义是数字控制。

（ F ）4、解除刀具半径补偿的指令是G42。

（ F ）5、只有G54指令可以建立工件坐标系。

（ F）6、M03指令含义是主轴逆时针旋转。

（ ）7、手工编程只适于复杂零件。

（ T）8、数控系统中S1000表示主轴每分钟转1000转。

（ T）9、数控系统中M02指令含义是程序结束。

（ ）10、数控系统中倒角或倒圆可用G01指令。

（ T）11、数控系统T0101表示1号刀1号补偿。

（ T）12、NC 就是数字控制技术。

13、数控机床只适用于零件的批量小、形状复杂、经常改型且精度高的场合。（ T）

14、轮廓控制的数控机床只要控制起点和终点位置，对加工过程中的轨迹没有严格要求。 （ F ）

15、不同的数控机床可能选用不同的数控系统，但数控加工程序指令都是相同的。( F )

16、指令M30为程序结束，同时使程序还原(Reset)。

二、解释如下指令或字母含义（15×1分）

1、G50(车) 工件坐标系设置或最高限速

2、CNC 计算机数控

3、G02 顺时针方向圆弧插补

4、ATC 自动换刀装置

5、G43 刀具长度正补偿

6、G17 指定xy 平面

7、G90（铣）绝对尺寸

8、G54 坐标原点偏置

9、G81 钻孔固定循环

10、G41 刀具半径左补偿

11、M03 主轴顺时针方向旋转

12、M05 主轴停止

13、M06 换刀

14、M30 程序结束并返回 15、T0305 3号刀具5号刀补

( T )

1. 简述机床坐标系和工件坐标系含义。

机床坐标系：是机床的硬件系统建立的坐标系统，是由固定于机床自身的光栅尺或者编码器的零点建立起来的。数控机床中一般使用G53做为机床坐标系。

工件坐标系：是在机床坐标系的基础上人为设置的，就是在机床坐标系中建立新的坐标系统，常见的有G54-G59，还有G54.1,G54.2等等。工件坐标系是为了方便的进行工件加工而设置的临时坐标系，可以通过系统的坐标系设置界面随时更改。

2. 插补的作用和分类？

1脉冲增量插补： ○

特点：每次插补的结束仅产生一个行程增量，以一个个脉冲的方式输出给步进电动机。脉冲增量插补计算过程中不断向各个坐标发出相互协调的进给脉冲，驱动各坐标的电动机运动。

分类：逐点比较法、数字积分法

应用：脉冲增量插补适用于以步进电动机为驱动装置的开环数控系统。

2数据采样插补： ○

特点：数控装置产生的不是单个脉冲，而是数字量。

应用：适用于闭环和半闭环的直流或交流伺服电动机为驱动装置；时间分隔法。

3提高插补精度的措施：减小脉冲当量，误差减小；可采用余数寄存器预置数法。 ○

3. 数控机床开环、闭环、半闭环系统的特点？

1、开环数控系统特点:没有位置测量装置，信号流是单向的（数控装置至进给系统），故系统稳定性好。一般以功率步进电动机作为伺服驱动元件。

这类系统具有结构简单、工作稳定、调试方便、维修简单、价格低廉等优点，在精度和速度要求不高、驱动力矩不大的场合得到广泛应用。一般用于经济型数控机床。

2、半闭环数控系统特点:它是从驱动装置（常用伺服电动机）或丝杠引出，采样旋转角度进行检验，不是直接检测运动部件的实际位置。

由于丝杠的螺距误差和齿轮间隙引起的运动误差难以消除。因此，其精度较闭环差，较开环好。但可对这类误差进行补偿，因而仍可获得满意的精度。

半闭环系统结构简单、测试方便、精度也较高，因而在现代CNC 机床中得到了广泛的应用。

3、闭环数控系统特点:它是直接对运动部件的实际位置进行检测。

从理论上讲，可以消除整个驱动和传动环节的误差、间隙和失动量。具有很高的位置控制精度。 由于位置环内许多机械传动环节的摩擦特性、刚性和间隙都是非线性的，故很容易造成系统的不稳定，使闭环系统的设计、安装和调试都相当困难。 该系统主要用于精度要求很高的镗床、超精车床、超精磨床以及较大型的数控机床等。

4. 增量式光电编码器原理及其结构？

增量式光电编码器(电子手轮) 的特点是每发生一个输出脉冲信号就对应于一个增量位移，可是不能通过输出脉冲差异出在哪个方位上的增量。它能够发生与位移增量等值的脉冲信号，其作用是供给一种对接连位移量离散化或增量化以及位移改变（速度）的传感办法，它是相对于某个基准点的相对方位增量，不能够直接检测出轴的肯定方位信息。一般来说，增量式光电编码器输出A 、B 两彼此差 电度角的脉冲信号（即所谓的两组正交输出信号），然后可方便地判别出旋转方向。一起还有用作参阅零位的Z 相象征（指示）脉冲信号，码盘每旋转一周，只宣布一个象征信号。象征脉冲一般用来指示机械方位或对堆集量清零。 增量式光电编码器(编码器选型) 主要由光源、码盘、检测光栅、光电检测器材和变换电路组成

5. 什么是电主轴, 由哪几部分组成？

电主轴是最近几年在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术，它与直线电机技术、高速刀具技术一起，将会把高速加工推向一个新时代。电主轴是一套组件，它包括电主轴本身及其附件：电主轴、高频变频装置、油雾润滑器、冷却装置、内置编码器、换刀装置等。

6. 、数控机床定位精度的含义是什么？（5分）

答：数控机床的定位精度是指机床的移动部件，如工作台、刀架等在调整过程或加工过程中，根据指令信号，由进给传动系统驱动，沿某一坐标轴的方向向目标位置移动一段距离时，实际位置与目标位置的接近程度。

7、简述直流PWM 调速的基本原理。 （5分）

答：利用大功率晶体管作为斩波器，其电源为直流固定电压，开关频率也为常值，根据控制信号的大小来改变每一周期内“接通”和“断开”的时间长短，即改变“接通”脉宽，使直流电动机电枢上电压的“占空比”改变，从而改变其平均电压，完成电动机的转速控制，这就是直流PWM 调速的基本原理。

8、数控系统由哪几个基本组成部分？各部分的基本功能是什么？

答：数控系统一般由输入／输出装置、数控装置、驱动控制装置、机床电器逻辑控制装置四部分组成，机床本体为被控对象。

输入装置将数控加工程序等各种信息输入数控装置，输入内容及数控系统的工作状态可以通过输出装置观察。

数控装置是数控系统的核心。它的主要功能是：正确识别和解释数控加工程序，对解释结果进行各种数据计算和逻辑判断处理，完成各种输入、输出任务。

驱动控制装置位于数控装置和机床之间，包括进给轴伺服驱动装置和主轴驱动装置，进给轴伺服驱动装置由位置控制单元、速度控制单元、电动机和测量反馈单元等部分组成，它按照数控装置发出的位置控制命令和速度控制命令正确驱动机床受控部件(如：机床移动部件和主轴头等) 。

机床电器逻辑控制装置也位于数控装置和机床之间，接受数控装置发出的开关命令，主要完成机床主轴选速、起停和方向控制功能，换刀功能，工件装夹功能，冷却、液压、气动、润滑系统控制功能及其它机床辅助功能。其形式可以是继电器控制线路或可编程序控制器（PLC ）。

9、脉冲编码器的作用是什么？

答：（1）位移测量

（2）主轴控制

1）主轴旋转与坐标轴进给的同步控制

2）恒线速切削控制

3）主轴定向准停控制

4）测速

5）零标志脉冲用于回参考点控制

10、数控机床的特点：

1加工精度高，质量稳定。○2能完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂零件加工。○3生产○

效率高○4对产品改型设计的适应性强○5有利于制造技术向综合自动化方向发展○6监控功能强，具有故障诊断的能力

11、数控机床的分类。

1. 按运动轨迹分类，有点位控制，直线控制与轮廓控制

2. 按伺服驱动系统控制方式分类。开环，闭环和半闭环伺服驱动系统

3. 按功能水平分类，高，中，低三类

4. 按工艺用途分类，金属切削类，金属成形类，特种加工类。

12、光栅尺。

光栅尺，也称为光栅尺位移传感器（光栅尺传感器），是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。光栅尺经常应用于数控机床的闭环伺服系统中，可用作直线位移或者角位移的检测。其测量输出的信号为数字脉冲，具有检测范围大，检测精度高，响应速度快的特点。例如，在数控机床中常用于对刀具和工件的坐标进行检测，来观察和跟踪走刀误差，以起到一个补偿刀具的运动误差的作用。

光栅尺按照制造方法和光学原理的不同，分为透射光栅和反射光栅

光栅尺栏距为W, 莫尔条纹间距B=W/2sin（θ/2）=w/θ

可见，越小B 越大。可见莫尔条纹具有放大作用。

13、简述数控系统为什么要进行加/减速控制，有哪些实现方式？

答：在CNC 系统中，为了保证机床在起动或停止时不产生冲击、失步、超程或振荡，必须对送到伺服驱动装置的进给脉冲频率或电压进行加减速控制。即在机床加速起动时，保证加在驱动电动机上的进给脉冲频率或电压逐渐增大；当机床减速停止时，保证加在驱动电动机上的进结脉冲频率或电压逐渐减小。 加减速实现的方式有线性加减速(匀加减速) 、指数加减速和sin 曲线(S)加减速。

五、计算题

1、一采用三相六拍驱动方式的步进电机，其转子有80个齿，经丝杠螺母副驱动工作台作直线运动，丝杠的导程为5mm ，工作台移动的最大速度为30mm/s，求：

(1)步进电机的步距角；

(2)工作台的脉冲当量；

(3)步进电机的最高工作频率。 1. 360 360︒β===0. 75︒

mZ r c 3⨯80⨯22. δ=βt

360i =0. 75⨯5=0. 0104360⨯1（mm/脉冲）f =

3.

υ30⨯60==288060δ60⨯0. 0104（Hz ）

2、 插补第一象限直线OE ，起点为O （0，0），终点为E （5，3），写出插补过程并画出轨迹运动图。 解：因终点最大坐标值为5，取累加器、被积函数寄存器、终点计数器均为三位二进制寄存器，即N=3。则

累加次数n =23=8。

插补过程表

数控技术：采用数字控制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术。 加工中心：数控铣床引是在一般铣床的基础上发展起来的，两者的加工工艺基本相同，结构也有些相似，但数控铣床是靠程序控制的自动加工机床，所以其结构也与普通铣床有很大区别。