数控技术复习参考

数控技术复习题

复习资料

1．闭环控制系统比开环控制系统及半闭环控制系统 （ B ）。 A．稳定性好 B．精度高 C．故障率低 D．价格低 2．脉冲当量是 （ D ）。

A．每个脉冲信号使伺服电动机转过的角度 B．每个脉冲信号使丝杠转过的角度 C．数控装置输出的脉冲数量

D．每个脉冲信号使机床移动部件移动的位移量 3．CNC系统软件存放在 （ B ）。

A．单片机 B．程序存储器 C．数据存储器 D．穿孔纸带

4．在中断型软件结构中，各种中断程序被安排成优先级别不同的中断服务程序，下列程序中被安排在最高级别的程序是 （ B ）。

A．译码、刀具中心轨迹计算 B．CRT显示 C．插补运算 D．伺服系统位置控制 5．G04代码表示（ A ）。

A．进給停止 B．顺园插补 C．逆园插补 D．撤销刀具半径补偿 6．能够实现加工中心换刀时主轴准停功能的检测装置是（ D ）。

A．光栅尺 B． 感应同步器 C． 磁栅 D． 主轴脉冲编码器

7．直线式感应同步器是通过鉴别 （ B ）上感应电动势的相位或幅值，来测量滑尺相对于定尺的位移量。

A．滑尺绕组 B．定尺绕组 C．励磁绕组 D．输入绕组 8．光栅利用( A )，使得它能测得比栅距还小的位移量。 A.莫尔条纹的作用 B.数显表

C.细分技术 D.高分辨指示光栅

9．当交流伺服电机正在旋转时，如果控制信号消失，则电机将会( D )。 A.以原转速继续转动 B.转速逐渐加大 C.转速逐渐减小 D.立即停止转动 10．加工中心主轴准停装置的作用是（ A ）。

A．保证刀具的自动装卸 B．测量主轴的转速 C．测量主轴的温升 D．使切削过程得到恒线速

1．简要说明数控系统进行①译码、②刀具补偿、③进给速度处理和④插补的工作内容。 答： 1. 译码

译码是以零件程序的一个程序段为单位进行处理，把其中零件的轮廓信息（起点、终点、直线或圆弧等），F、S、T、M等信息按一定的语法规则解释（编译）成计算机能够识别的数据形式，并以一定的数据格式存放在指定的内存专用区域。编译过程中还要进行语法检查，发现错误立即报警。 2. 刀具补偿

刀具补偿包括刀具半径补偿和刀具长度补偿。为了方便编程人员编制零件加工程序，编程时零件程序是以零件轮廓轨迹来编程的，与刀具尺寸无关。程序输入和刀具参数输入分别进行。刀具补偿的作用是把零件轮廓轨迹按系统存储的刀具尺寸数据自动转换成刀具中心（刀位点）相对于工件的移动轨迹 刀具补偿包括B机能和C机能刀具补偿功能。在较高档次的CNC中一般应用C机能刀具补偿，C机能刀具补偿能够进行程序段之间的自动转接和过切削判断等功能。 3. 进给速度处理

数控加工程序给定的刀具相对于工件的移动速度是在各个坐标合成运动方向上的速度，即F代码的指令值。速度处理首先要进行的工作是将各坐标合成运动方向上的速度分解成各进给运动坐标方向的分

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速度，为插补时计算各进给坐标的行程量做准备；另外对于机床允许的最低和最高速度限制也在这里处理。有的数控机床的CNC软件的自动加速和减速也放在这里。 4. 插补

零件加工程序程序段中的指令行程信息是有限的。如对于加工直线的程序段仅给定起、终点坐标；对于加工圆弧的程序段除了给定其起、终点坐标外，还给定其圆心坐标或圆弧半径。要进行轨迹加工，CNC必须从一条已知起点和终点的曲线上自动进行“数据点密化”的工作，这就是插补。插补在每个规定的周期（插补周期）内进行一次，即在每个周期内，按指令进给速度计算出一个微小的直线数据段，通常经过若干个插补周期后，插补完一个程序段的加工，也就完成了从程序段起点到终点的“数据密化”工作。

2．试说明基准脉冲插补法和数据采样法的特点?

答：目前应用的插补方法分为两大类：基准脉冲插补法和数据采样插补法。 （1）基准脉冲插补法又称为脉冲增量插补法或行程标量插补法。 这种插补方法的特点是每次插补结束后，数控装置向每个运动坐标轴输出基准脉冲序列，驱动各坐标轴的电机转动。每个脉冲代表机床移动部件的最小位移，脉冲的频率代表移动部件运动的速度，而脉冲的数量代表机床移动部件的位移量。这种插补方法有：逐点比较法、数字积分法、比较积分法和最小偏差法。

（2）数据采样法又称为数据增量插补法或时间标量插补法。

这类插补方法的特点是插补输出的不是单个脉冲，而是标准二进制字。插补运算分两步运行：第一步为粗插补，在给定的起点和终点的线段上插入拖干个点，即用若干条微小直线段来逼近给定线段，粗插补在每个插补周期中计算一次；第二步为：精插补，它是在粗插补计算出的每一微小直线段上再做“数据点的密化”工作，。一般将粗插补运算称为软插补，用软件实现，而精插补可以用软件，也可以用硬件实现。数据采样插补法常用的有：扩展数字积分法、直线函数法、双数字积分法等。

3．试说明葛莱编码盘的优点，并将葛莱码1010换算为①自然二进制、②十进制。 相邻十进制数之间只有一位二进制码不同。 采集器器采到了格雷码:1010

就要将它变为自然二进制:

0 与第四位 1 进行异或结果为 1 上面结果1与第三位0异或结果为 1 上面结果1与第二位1异或结果为 0 上面结果0与第一位0异或结果为 0

因此最终结果为:1100 这就是二进制码即十进制 12

格雷码-〉二进制码（解码）：从左边第二位起，将每位与左边一位解码后的值异或，作为该位解码后的

值（最左边一位依然不变）.

4．试论述数控机床的进给伺服系统是由哪几部分组成，它们分别的作用如何？伺服系统常用的驱动元件是什么？

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三、综合应用题（每小题10分 共30分）

1．图为第二象限顺圆弧的加工，试用逐点比较法进行插补运算（列表按工作节拍计算各值），并在图中画出插补轨迹。

Y4321-4-3-2-10X

22如图可知，插补运算在第二象限，顺时针方向进行 圆弧AB的方程为：X?Y?R?0

设加工时刀具位于P(Xi，Yi)点，取偏差函数为 ：Fi?Xi?Yi?R2

因为在第二象限，所以： 当P点在圆弧上时，Fi＝0； 当P点在圆弧外时，Fi＞0； 当P点在圆弧内时，Fi＜0。

当P点在圆弧外，即Fi＞0时，向-X方向分配一个进给脉冲，即向X轴正方向走一步； 当P点在圆弧内，即Fi＜0时，向+Y方向分配一个进给脉冲，即向Y轴正方向走一步； 当P点在圆弧上，即Fi＝0时，为使加工继续进行，规定按P点在圆弧外情况处理。 若Fi≥0，向X轴负方向走一步，则P点新的位置坐标及偏差为

222?Xi?1?Xi?1? ?Yi?1?Yi?222222?Fi?1?Xi?1?Yi?R?(Xi?1)?Yi?R?Fi?2Xi?1若Fi＜0，向Y轴正方向走一步，则P点新的位置坐标及偏差为

?Xi?1?Xi? ?Yi?1?Yi?1?222222?Fi?1?Xi?Yi?1?R?Xi?(Yi?1)?R?Fi?2Yi?1插补循环或进给的总步数

E?Xe?X0?Ye?Y0 E?0?(?4)?4?0?8

每进行一次插补循环，就对E进行一次减1运算，当E等于0时，表明到达终点，插补结束。 插补计算如下图所示第二象限顺时针圆弧，起点A(-4,0)，终点B(0，4)，圆心O（0，0）。

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２．图示为某数控工作台X方向的传动系统简图，已知电机为三相反应式步进电机，转子的齿数为80，

采用三相六拍的工作方式，最高运行频率为6500Hz，丝杠螺距P=12mm，齿轮的齿数Z1=20，Z2=50，试求该系统能否满足vmax=3.5m/min的快移要求？

解：依步进电动机的步距角公式得

?a?360?(m?zr?c)?360?(3?80?2)

依脉冲当量定义：

??P360???a?(z1z2)?12360??360?(3?80?2)?2050?0.01mm

Vmax?fmax???6500?601000?0.01?3.9mms?3.5mms 能满足快移要求

3．用数控铣床加工右图所示的轮廓ABCDEA。试编写FANUC-6M系统数控加工程序。要求： （1）在给定机床坐标系和编程坐标系关系下用绝对坐标方式编写加工程序； （2）设起刀点设为（-10，-10,50），零件厚度为8mm，Z=0为零件上表面。 （3）加工路径为①-②-③-④-⑤-⑥-⑦， 主轴转速900r/min，进给速度150mm/min.

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1. 绝对坐标程序 O0105

N10 G92 X-10.0 Y-10.0 Z50.0; N20 G90 G00 Z-8.0 S900 M03;

N30 G41 G01 X10.0 Y10.0 F150 D01 M08; N40 Y20.0; N50 X30.0 Y30.0 ;

N60 G03 X40.0 Y20.0 I10.0 J0; N70 G02 X30.0 Y10.0 I-10.0 J0; N80 G01 X10.0;

N90 G00 G40 X-10.0 Y-10.0 Z50.0 M09;

N100 M30; 填空题

1、 数控机床坐标系采用的是 右手笛卡尔直角 坐标系。

2、 数控机床坐标系的正方向规定为 增大刀刀具与工件距离的方向 。

3、 数控机床坐标系中Z轴的方向指的是 与主轴平行 的方向，其正方向是 刀具远离工件的方

向 。 4、 数控机床中旋转坐标有 A 轴、 B 轴、 C 轴，其正方向的判断是用 右手螺旋定则 。 5、 数控车床中X轴的方向是 工件的径向 ，其正方向是 远离工件的方向 。 6、 数控机床坐标系一般可分为 机床坐标系 和 工件坐标系 两大类。

7、 数控机床坐标系按坐标值的读法不同可分为 绝对坐标系 和 增量坐标系 。

8、 在绝对坐标系中所有刀具运动轨迹的坐标值都以 坐标原点 为计算基准，而增量坐标系中所有

运动轨迹的坐标值都相对 前一位置 进行计算的。

9、 数控系统的插补是指根据给定的 数学函数 ，在理想的轨迹和轮廓上的已知点之间进行 数据密化处理 的过程。

10、大多数数控系统都具有的插补功能有 直线插补和圆弧插补 。 11、插补的精度是以 脉冲当量 的数值来衡量的。

12、所谓脉冲当量是指 数控装置发出一个脉冲信号机床执行部件的位移量。 13、数控机床插补过程中的四个节拍是： 偏差差别 、 坐标进给 、 偏差计算 、 终点差别 。

14、插补过程中终点判别的具体方法有： 单向一、计数 、 双向计数 、 分别计数 。 15、数控编程是从 零件图样 到获得 数控机床所能识别的数控加工程序 的全过程。 16、数控编程的步骤有 工艺分析、数值计算、编写程序单、程序输入、程序检验和首件加工。 17、数控机床程序段的格式有 固定程序段格式 和 可变程序段格式 。 18、数控机床的编程方法有 手动编程 和 自动编程 。

19、以下指令的含义：G00 快速点定位 ；G01 直线插补 ；G02 顺时针圆弧插补 ；G03 逆时针圆弧插补 。

20、准备功能G代码有 模态代码 和 非模态代码 两大类。

三、简答题

1、绝对坐标系和增量坐标系的区别是什么？举例说明。

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