2018 西南大学 大作业《数控技术》

2018 西南大学 大作业[0937]《数控技术》 单项选择题 1、

步进电动机的转速主要取决于（ ）。

电脉冲的总数 电流的大小 电脉冲的频率 电压的高低

2、数控机床的驱动执行部分是（ ）。

数控机床本体 数控装置 伺服系统

控制介质与阅读装置

3、

下列指令属于准备功能字的是（ ）。

G01 M08 S500

4、

对于一个四位二进制计数器来说，其容量m和每一个指令脉冲产生的相移角分别为（ ）。

16和22.5° 16和π/16 15和22.5° 15和2π/16

5、刀位点是（ ）上的点。

E. 刀具 F. 工件 夹具

6、数控机床上加工零件时，刀具相对于零件运动的起始点，称为（）。

A. 机械原点 B. 换刀点 C. 对刀点

D. 编程原点 多项选择题 7、

数控机床适合加工（）。

大批量生产的标准件

结构比较复杂精度要求高的零件 加工批量小、改型频繁的零件 多品种小批量生产的零件

8、对于步进电机的特性，以下说法正确的是（ ）。

启动频率(突跳频率)fq是反映步进电机快速性能的重要指标，若启动时的频率大于突跳频率，步进电机就不能正常启动，而造成失步；

步进电机连续运行的工作频率fmax通常低于步进电机的启动频率fq； 最大静态转矩Mjmax反应了步进电机的自锁能力；

步进电机采用单相轮流通电方式与单双相轮流通电方式的步距角相同，采用双相轮流通电方式时步距角可减半。 主观题

9、

数控机床的精度在一定意义上取决于 的精度。 参考答案： 答：检测装置

10、

感应同步器按照运动方式分为旋转式（圆形感应同步器）和直线式两种。前者用来测量 ，后者用来测量 。

参考答案：

答：角度位移信号 直线位移信号

11、目前，使用最广泛的直流电机调速系统是PWM系统，调速方法主要是调节 上的电压。 参考答案： 答：电机电枢

12、孔加工固定循环程序段的一般格式为 。 参考答案：

答：90/G91 G98/G99 G81~G89 X_Y_ Z_R_ Q_P_ F_

13、逐点比较法和数字积分法是脉冲增量插补法中常用的两种插补方法， 具有易实现多坐标联动的优点。 参考答案： 答：数字积分法

14、

通过光电元件测出 ，就可知道光栅移动了多少个栅距，工作台移动的距离可以计算出来。当用光栅作为检测元件测量工作台的位移时，通常在光栅移动的垂直方向上安装四个光敏元件，它们两两相距 。

参考答案：

答：莫尔条纹的光强度变化次数 1/4莫尔条纹

15、

孔加工固定循环程序段的一般格式为 ，G41表示 ，G54表示 。 参考答案： 答：90/G

16、数控机床的机械结构包括 、 、 、 、 、 、 、 及其他辅助装置。 参考答案：

答：床身 立柱 导轨 主轴部件 进给系统 工作台 刀架和刀库 自动换刀装置。

17、

早期的CNC装置的体系结构主要为 ，现在这种结构已被 的主从结构所取代。 参考答案：

答：单微处理器机构 多微处理器

18、交流伺服电机的速度控制是通过改变 的电压信号来实现的。 参考答案： 答：定子绕组

19、数控技术的组成？

参考答案：

答：数控技术由机床本体、数控系统、外围技术组成。机床本体包括：主运动部件、进给运动部件（工作台、拖板以及相应的传动机构）、支承件（立柱、床身等）、特殊装置（刀具自动交换系统、工件自动交换系统）、辅助装置（如排屑装置等）；数控系统由输入输出 装置、CNC装置、伺服驱动、检测装置等；外围技术包括工具技术、编程技术。

20、铣削类加工中心与数控铣床有什么区别？

参考答案：

答：铣削类加工中心带有刀库和换刀装置，一次装夹能进行铣、钻、镗、攻螺纹等多种工

序的加工，工序集中，主要用于箱体、复杂曲面的加工。 21、

数控技术的发展趋势？

参考答案：

答：发展趋势为：运行高速化、加工高精化、功能复合化、控制智能化、驱动并联化、交

互网络化。

22、

什么是对刀点？如何选择对刀点？ 参考答案：

答：对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上，以提高零件的加工精度，如以孔为定位基准的零件，应以孔中心作为对刀点；便于对刀、观察和检测；简化坐标值的计算；精度高、粗糙度低的表面。

23、开环、闭环和半闭环系统，它们在结构形式、精度、成本和影响系统稳定因素方面，各有何特点？

参考答案：

答：开环系统：结构形式简单、精度低、成本低；半闭环系统：结构形式较复杂、精度较

高、成本较高；闭环系统：结构形式复杂、精度高、成本高。

24、

步进电机驱动器中，环行分配器的作用是什么？

参考答案：

环分的主要作用是：控制施加到电机绕组的脉冲电源的相序。

25、

进给伺服系统的传动元件在调整时均需预紧，其主要目的是什么？ 参考答案：

答：消除传动间隙，提高传动刚度。

26、数控机床坐标系各进给轴运动的正方向总是假定为怎样的方向？ 参考答案：

答：假设工件不动，刀具远离工件的方向为正。

27、

什么是电主轴？由哪几部分组成？

参考答案：

答：主轴电机与主轴为一体，主轴本身是电机转子，主轴箱体与电机定子相联。它由空心

轴转子（或主轴）、带绕组的定子、速度检测元件组成。

28、

单微处理器CNC装置的硬件结构由哪几部分组成？

参考答案：

答：单微处理器结构由微处理器（运算、控制）、总线、存储器、输入/输出接口、位置控

制器、MDI/CRT接口、可编程控制器、通信接口等组成。

29、写出孔加工固定循环的基本动作。 参考答案：

答：孔加工固定循环的基本动作为： （1）X和Y轴定位；

（2）Z向快速运行到R点； （3）孔加工；

（4）在孔底的动作，包括暂停、主轴反转等； （5）返回到R点；

（6）快速退回到初始点。

30、莫尔条纹的作用是什么？若已知光栅栅距d=0.02mm，莫尔条纹的宽度w=6mm，则莫尔条纹的放大倍数是多少？

参考答案：

答：莫尔条纹具有如下作用：1）起放大作用。2）实现平均误差作用。莫尔条纹是由大量光栅线纹干涉共同形成的，使得栅距之间的相邻误差被平均化了，消除了由光栅线纹的制

造误差导致的栅距不均匀而造成的测量误差。3）莫尔条纹的移动与栅距之间的移动成比例。d=，w=6mm，则莫尔条纹的放大倍数是300。

31、

什么是自动换刀装置？自动换刀装置的作用是什么？

参考答案：

答：储备一定数量的刀具并完成刀具的自动交换功能的装置。缩短非切削时间，提高生产率，可使非切削时间减少到20%~30%；“工序集中”，扩大数控机床工艺范围，减少设备占

地面积；提高加工精度。

32、

什么是开放式数控系统？

参考答案：

答：开放式数控系统是一种模块化的、可重构的、可扩充的通用数控系统，它以工业PC 机作为 CNC 装置的支撑平台，再由各专业数控厂商根据需要装入自己的控制卡和数控软件

构成相应的 CNC 装置。

33、

数控夹具与传统夹具的差别？

参考答案：

答：数控机床的夹具与传统夹具结构的差别在于：数控夹具不需要导向和对刀功能，夹具

结构比较简单。

34、

CNC装置的软件特点是什么？CNC装置软件结构模式有哪几种？

参考答案：

答： CNC装置的软件特点是：多任务与并行处理技术——资源分时共享、并发处理和流水处理；实时性与优先抢占调度机制。CNC装置典型的软件结构模式有前后台型、中断型、

基于RTOS。

35、CNC装置硬件由哪几个模块组成？

参考答案：

答：计算机主板和系统总线、显示、输入输出、存储、设备辅助控制接口、位置控制、功

能接口。

36、

说出工件坐标系设定的常用G指令？什么是工件零点偏置？

参考答案：

答：用G54-G59指令设定工件坐标系，操作者在实际加工前，测量工件原点与机床原点之

间的偏置值，并在数控系统中预先设定，这个值叫做“工件零点偏置”。

37、简述逐点比较法的基本原理与步骤。

参考答案：

答：1）偏差判别。根据偏差判别函数进行判别。2）坐标进给。根据判别结果，控制某坐

标进给一步。3）偏差计算。新加工点位置偏差计算。4）终点判别。

38、

消除传动齿轮间隙的方法有哪些？

参考答案：

答：刚性调整法：偏心轴套调整法、轴向垫片调整法。柔性调整法：直齿圆柱齿轮的周向

拉簧调整法、斜齿圆柱齿轮的轴向压簧调整法

39、

数控机床的PLC一般用于控制数控机床的哪些功能？

参考答案：

答：1）M、S、T功能；机床外部开关量信号控制功能；输出信号控制功能；伺服控制功能；

报警处理功能；其它介质输入装置互联控制。

40、

如图所示工件，铣削加工外轮廓，编制数控程序。

参考答案：

答：立铣刀直径Φ20mm，程序如下： O0001； 程序代号；

N01 G00 G90 X120.0 Y60 Z50； 绝对值输入，快速进给到X120 Y60 Z50；

N02 X100 Y40 M13 S500； 快速进给到X100 Y40切削液开，主轴正转，转速500r/min； N03 Z-11； 快速向下进给到Z-11；

N04 G01 G41 X70 Y10 H012 F100； 直线插补到X70 Y10，刀具半径左补偿H012=10mm，进给速度100mm/s；

N05 Y-10； 直线插补到X70 Y-10

N06 G02 X40 Y-40 R30； 顺圆插补到X40 Y-40，半径为30mm；

N07 G01 X-70； 直线插补到X-70 Y-40； N08 Y40； 直线插补到X-70 Y40； N09 X40； 直线插补到X40 Y40；

N10 G03 X70 Y10 R30； 逆圆插补到X70 Y10，半径为30mm； N11 G01 X85； 直线插补到X85 Y10；

N12 G00 G40 X100 Y40； 快速进给到X100 Y40，取消刀具半径补偿； N13 X120 Y60 Z50； 快速进给到X120 Y60 Z50； N14 M30； 程序结束

41、

如何选择铣刀？

参考答案：

答：大平面：面铣刀；加工凹槽、小台阶面及平面轮廓：立铣刀；加工空间曲面、模具型腔或凸模成形表面等：模具铣刀；加工封闭的键槽：键槽铣刀；加工变斜角零件：鼓形铣刀；特殊形状：成形铣刀。根据不同的加工材料和加工精度要求，应选择不同参数的铣刀 进行加工。

42、

直流伺服电机是否可以作为开环进给伺服系统的伺服驱动装置？为什么？

参考答案：

答：直流伺服电机不可以作为开环进给伺服系统的伺服驱动装置。因为将执行部件的实际位移量转换成电脉冲或模拟电压量后，需要将电脉冲或模拟电压量反馈到直流伺服电机。

开环进给伺服系统无需位置检测信息的反馈。

43、

数控程序段的一般格式及各字的含义？

参考答案：

答：字地址程序段的一般格式为：N_ G_ X_ Y_ Z_ … F_ S_ T_ M_ ；

其中 N——程序段号字； G——准备功能字；

X、Y、Z——坐标功能字； F——进给功能字； S——主轴转速功能字； T——刀具功能字； M——辅助功能字。

44、

如何选择加工路线？

参考答案：

答：保证零件的加工精度和表面粗糙度要求；简化数值计算，减少程编工作量；缩短加工

路线，减少刀具空行程时间，提高加工效率。

45、

光栅尺由哪些部件构成？它与数控机床的连接方式如何？

参考答案：

答：光栅尺由标尺光栅和指示光栅构成。标尺光栅一般安装在机床活动部件上（如工作台上或丝杠上）。光栅读数头安装在机床固定部件上（如机床底座上），指示光栅装在光栅读

数头中。

46、

CNC系统软件与硬件的关系？CNC装置软件从功能特征来看分为哪两大类？

参考答案：

答：数控系统是由硬件和软件共同组成的专用实时多任务计算机系统，CNC系统硬件（裸机）为软件的运行提供支持环境，数控系统的许多重要功能通过软件实现。CNC装置软件

从功能特征来看分为：控制系统和管理系统。

47、

解决交流伺服电机变频调速的技术关键问题是什么？ 参考答案：

答：要获得调频调压的交流电源。

48、

数控机床由哪几个部分组成？

参考答案：

答：编程及程序载体、输入装置、CNC装置及强电控制装置、伺服驱动系统及位置检测装

置、机床的机械部件。

49、

一台五相步进电机，当采用五相五拍和五相十拍通电方式，其步距角为0.6°，则其转子齿数应分别是多少？

参考答案：

答：α=360°/(mzk) 五相五拍：m=5；k=1；z=120 五相十拍：m=5；k=2；z=60

50、数控车床分为哪几种类型，车削中心与普通数控车床有什么区别？

参考答案：

答：数控车床分为立式数控车床和卧式数控车床两种类型。车削中心是在普通数控车床的基础上，增加了C轴和铣削动力头，有的还配备了刀库和机械手，可实现X、Z和C三个坐

标轴联动。

51、何谓加工中心？为什么加工中心上需要主轴准停装置？

参考答案：

答：带刀库、能自动换刀的数控机床（多为镗铣床）。每次自动装取刀具时，能保证刀柄上的键槽对准主轴的端面键；在加工精密的坐标孔时，由于每次都能在主轴的固定圆周位置

换刀，故能保证刀尖与主轴相对位置的一致性，从而减少被加工孔的尺寸分散度。

52、

主轴滚动轴承预紧的主要目的是什么？可以通过哪几种方式来实现？

参考答案：

答：对主轴滚动轴承进行预紧，可以提高主轴部件的回转精度、刚度和抗振性。滚动轴承

间隙的调整或预紧，通常是通过轴承内、外圈的相对轴向移动来实现的。

53、简述旋转变压器在鉴相工作方式下的工作原理。

参考答案：

答：鉴相式是根据感应输出电压的相位来检测位移量。给定子的两个绕组通以相同幅值、相同频率，但相位差π/2的交流激磁电压，这两个励磁电压在转子绕组中都产生了感应电压，根据线性叠加原理，转子中的感应电压应为这两个电压的代数和。转子输出电压的相

位角和转子的偏转角之间有严格的对应关系。只要检测出：转子输出电压的相位角，就可知道转子的转角。

54、

数控机床常用丝杠螺母副是哪一种?

参考答案：

答：是滚珠丝杠螺母副。

55、

进给伺服系统的作用是什么？进给伺服系统的技术要求有哪些？

参考答案：

答：进给伺服系统是数控系统的主要部分，它忠实地执行由CNC装置发来的运动命令，精确地控制执行部件的运动方向，进给速度与位移量。进给伺服系统的技术要求：调速范围要宽且要有良好的稳定性（在调速范围内）；位移精度高；稳定性好；动态响应快；还要求 反向死区小，能频繁启、停和正反运动。

56、数控加工工艺的特点有哪些？

参考答案： 答：1）工序内容具体：数控加工工序卡中卡片中应包括详细的工步内容和工艺参数等信息，在编制数控加工程序时，每个动作、每个参数都应体现。2）工序内容复杂：在安排数控加工时，一般应首先考虑使用普通机床加工困难、使用数控加工能明显提高效率和质量的复

杂零件，零件的工艺相应复杂。3）工序集中：高档数控机床可以在一次或多次装夹中对零件进行多种加工，并完成由粗加工到精加工的过程，工序非常集中。

57、

数控机床的机械结构应具有良好的特性，主要包括哪些？

参考答案：

答：数控机床的机械结构应包括高的刚度和抗振性、好的热稳定性、好的低速平稳性、高

的几何精度和传动精度。

58、

感应同步器绕组节距为2τ，感应电势的相位角变化θ机与滑尺相对于定尺移动的距离x的关系是θ机=？

参考答案：

答：2τ：2π=x：θ机 θ机= xπ/τ

59、

CNC系统软件如何实现多任务并行处理？

参考答案：

答：CNC系统软件结构特点：多任务并行处理，实时中断处理。多任务并行处理指计算机在同一时刻或同一时间间隔内，完成两种或两种以上性质相同或不相同的工作。 两种并行

处理方法分别是资源分时共享并行处理和资源重叠并行处理。在单CPU结构的CNC系统中，可采用“资源分时共享”并行处理技术：在规定的时间长度（时间片）内，根据各任务实时

性的要求，规定它们占用CPU的时间，使它们分时共享系统的资源。在多CPU结构的CNC系统中，根据各任务之间的关联程度，可采用以下两种并行处理技术： 若任务间的关联程度不高，则可让其分别在不同的CPU上同时执行，即并发处理； 若任务间的关联程度较高，即一个任务的输出是另一个任务的输入，则可采取流水处理的方法来实现并行处理。

60、

滚珠丝杠螺母副采用哪些预紧和消除侧隙的方法？ 参考答案：

答：垫片预紧方式、螺纹预紧方式、齿差预紧方式。

61、编制简单回转零件的车削加工程序，包括粗精车端面、外圆、倒角、倒圆。零件加工的单边余量为2mm，其左端25mm为夹紧用，可先在普通车床上完成夹紧面的车削。该零件粗、精车刀分别为T01和T02。

参考答案：

数控车削程序如下：

O0005； 程序号O0005；

N10 G50 X100.0 Z70.0； 设置工件坐标系，有的系统可写成G92 X100.0 Z70.0；

N15 G30 U0 W0； 返回第二参考点，也可以写成G30 X(U-) Z(W-)；的形式；

N20 S1000 T0101 M08； 选定主轴速度，调用01号粗车刀，01号长度补偿，打开冷却液； N25 G96 S60 M03； 指定恒定切削速度为60m/min，主轴顺时针旋转； N30 G00 X56.0 Z0.1； 快速走到粗车外圆起点（56.0，0.1）；

N35 G95 G01 X-1.6 F0.3； 粗车右端面，车削进给速度0.3mm/r； N40 G00 Z10.0； 刀具沿Z方向回退到点（-1.6，10） N45 X48.0； 快速移动到点（48.0，10）； N50 Z0.1； 走到倒角粗车起点（48.0，0.1）；

N55 G01 X50.2 Z-1； 粗车倒角，车倒角也可以用插入倒角指令： G01 Z(W)-C-； N60 Z-57.0； 粗车小端外圆面也可以用车圆角指令；

N65 G02 X56.0 Z-59.9 R2.9； 粗车削台阶内圆角、也可以用插入圆角指令：G01 Z(W)-R-； N70 G01 X88.0； 粗车削台阶端面； N71 X90.2 Z-61； 粗车倒角；

N75 G01 Z-85.0； 粗车削台阶外圆面； N80 G30 U0 W0； 返回第二参考点；

N85 T0202； 调用02号精车刀，02号刀补； N90 G00 X-3.0 Z1.0； 快速走到点（-3.0，1.0）；

N95 G42 G01 X-1.6 Z0 F0.15； 走到精车起点（-1.6，0），刀尖半径右补偿； N100 X48.0； 精车端面；

N105 X50.0 Z-1.0； 精车倒角； N110 Z-57.0； 精车小端外圆面；

N115 G02 X56.0 Z-60.0 R3.0； 精车削台阶内圆角； N120 G01 X88.0； 精车削台阶端面； N121 X90.0 Z-61； 精车倒角；

N125 G01 Z-85.0； 精车削台阶外圆面； N130 G30 U0 W0； 返回第二参考点换刀；

N135 T0200 M05 M09； 取消刀补，主轴停，关闭冷却液； N140 M30； 程序结束。

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