自考-数控技术-复习题-2015

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一、单项选择题。

1. “NC”的含义是 C 。

A.计算机；B.数字；C.数字控制；D.计算机数控 2. “CNC”的含义是 D 。

A.计算机；B. 数字；C. 数字控制；D.计算机数控 3. “MDI”的含义是 B 。

A.计算机；B.手工直接输入；C.数字控制；D. 伺服系统 4. “FMS”的含义是 B 。

A．柔性制造单元；B. 柔性制造系统；C. 数控系统；D.伺服系统 5. “FMC”的含义是 A 。

A．柔性制造单元；B. 柔性制造系统；C. 数控系统；D.伺服系统 6. 数控机床最早使用的控制介质是 C 。 A.磁带； B.磁盘； C.穿孔纸带； D.光电阅读机

7. 圆弧插补指令G02 X Y R 中，R后的值表示圆弧的 。 A.起点坐标值； B.终点坐标值； C.圆心坐标相对于起点的值； D.圆半径的值

8. 圆弧插补指令G02 X Y I J 中，X.Y后的值表示圆弧的 。 A.起点坐标值； B.终点坐标值； C.圆心坐标相对于起点的值； D.圆心坐标相对于终点的值

9. 圆弧插补指令G02 X-10.0 Y20.0 I2.0 J5.0 中，I J后的值表示圆弧的 C 。A.起点坐标值； B.终点坐标值； C.圆心坐标相对于起点的值； D.圆心坐标相对于终点的值 10. 确定数控机床坐标轴时，规定传递切削动力的主轴是 C 。 A.X轴； B.Y轴； C.Z轴； D.A轴 11. 确定数控机床坐标轴时，一般应先确定 C 。 A.X轴；B.Y轴；C.Z轴；D.A轴

12. 绕X轴旋转的回转运动坐标轴是 A 。 A.A轴； B.B轴； C.Z轴； D.C轴

13. 在数控机床坐标系中，平行机床主轴的轴线为 C 。 A.X轴； B.Y轴； C.Z轴 ； D.X轴或Z轴

14. 数控机床进给系统采用齿轮传动副时，应该有消隙措施，其消除的是( C ) A．齿轮轴向间隙 B．齿顶间隙 C．齿侧间隙 D．齿根间隙 15. 数控机床进给系统的机械传动结构中，实现滚动摩擦的导轨是 ( B ) A． 静压导轨 B．滚动导轨 C．塑料导轨 D．气动导轨

16. 下列加工中心主传动系统结构中，哪种形式转换效率高，但输出扭矩受到限制（B A、皮带变速 B、电机直接带动主轴 C、一级齿轮变速 D、二级齿轮变速 17. 控制介质的作用是（ B ）。

A.开关量控制 B.存储加工程序 C.轨迹插补 D.驱动主轴运动

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18. 下列功能中，不属于CNC的基本功能的是( C )

A.刀具补偿功能 B. 主轴功能 C. 图形显示功能 D. 插补功能 19. 下列功能中，不属于CNC的基本功能的是( B )

A.刀具补偿功能 B.人机交互编程功能 C. 进给功能 D. 插补功能 20. 下列功能中，属于CNC的基本功能的是( A )

A.刀具补偿功能 B.人机交互图形编程功能 C.图形显示功能 D.通信功能 21. 下列哪种数控机床不需要控制点与点之间的运动轨迹（ A ） A数控钻床 B.数控车床 C.数控铣床 D.加工中心 22. 数控机床的核心是 B 。

A.伺服系统； B.数控系统； C.反馈系统； D.传动系统 23. 数控机床加工零件时，控制刀具运动轨迹的是 A 。 A.数控系统； B.操作者； C.伺服系统； D.开关 24. 数控车床的基本控制轴数是 B 。 A.一轴； B.二轴； C.三轴； D.四轴

25. 下列的指令中与G00指令是同一组的指令是（ A ） A. G02 B. G04 C. G17 D. G40 26. 下列的指令中与G00指令不是同一组的是（ D ） A. G01 B. G02 C. G03 D. G04 27. 带有刀库和自动换刀功能的数控机床是（ C ）

A、数控车床 B、数控铣床 C、加工中心 D、数控线切割机床 28. 直流伺服电机恒转矩调速常采用的方法是 ( A ) A．改变电枢电压； B．改变磁通量；

C．在电枢回路中串联调节电阻； D．改变电枢电流 29. 用于指定切削进给速度的指令代码是 A 。 A. F代码； B.T代码； C.M代码； D.G 代码 30. 用于机床刀具编号的指令代码是 B 。 A. F代码； B.T代码； C.M代码； D.G 代码 31. 数控机床的F功能常用单位是 B 。

A. m/min； B. mm/min或 mm/r； C. m/r； D. m/h 32. 转速功能字S指定的主轴转速单位是 D 。 A. mm/r； B. r/mm； C. mm/min； D. r/min 33. 数控升降台铣床的升降台上下运动坐标轴是 C 。 A.X轴；B.Y轴；C.Z轴；D.C轴

34. 数控升降台铣床的拖板前后运动坐标轴是 B 。 A.X轴；B.Y轴；C.Z轴；D.C轴

35. 数控升降台铣床的拖板左右运动坐标轴是 A 。 A.X轴；B.Y轴；C.Z轴；D.C轴

36. 辅助功能中表示无条件程序停止的指令是 D 。 A.M05；B.M01；C.M02；D.M00

37. 辅助功能中表示程序计划停止的指令是 B 。

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A.M00；B.M01；C.M02；D.M05

38. 辅助功能中表示程序结束的指令是 C 。 A.M05；B.M01；C.M02；D.M00

39. 数控机床主轴以800转/分转速正转时，其指令应是 B 。 A.M02 S800；B.M03 S800；C.M04 S800；D.M05 S800 40. 数控机床主轴以800转/分转速反转时，其指令应是 C 。 A.M02 S800；B.M03 S800；C.M04 S800；D.M05 S800 41. 与切削液有关的指令是 D 。

A、M04； B、M05； C、M06； D、M08。 42. 下列哪种检测元件，不属于位置检测元件（ B ） A、旋转变压器 B、测速发电机 C、编码器 D、光栅 43. 执行程序：G03 X10 Y20 R-15 F100；所加工的一般是（ C ）。

A. 整圆 B. 夹角≤180°的圆弧 C. 180°<夹角<360°的圆弧 D. 直线 44. 下列的指令中，刀具半径补偿指令是（ D ） A. G43 B. G44 C. G40 D. G42 45. 下列的指令中，刀具半径补偿注销指令是（ C ） A. G43 B. G44 C. G40 D. G42 46. 下列的指令中，非续效指令是（ D ） A. G01 B. G02 C. G03 D. G04

47. 车床数控系统中，进行恒线速控制的一组指令是( B ) A.G00 S B.G96 S C.G01 F D.G98 S

48. 某加工程序中的一个程序段为N003 G90G19G94G02 X30.0 Y35.0 I30.0 F200 LF该程序段的错误在

于 （ B ）

A．不应该用G90 B．不应该用G19 C．不应该用G94 D．不应该用G02

49. 某加工程序中的一个程序段为：N006 G91 G18 G94 G02 X30.0 Y35.0 I30.0 F100 LF 该段程序的错误在

于( B )

A.不应该用G91 B. 不应该用G18 C.不应该用G94 D. 不应该用G02 50. 选择“ZY”平面指令是（ C ）

A. G17； B. G18； C. G19； D. G20

51. 数控系统中，在加工过程中是非模态的指令是 ( C ) A. G90 B. G55 C. G04 D. G02

52. 零件轮廓相邻两几何元素的交点或切点称为（ B ） A.节点 B.基点 C.参考点 D.编程原点 53. 数控机床上检测元件的作用是（ ）

A. 提高机床的安全性 B. 提高机床的使用寿命 C. 测量和反馈装置 D. 提高机床的灵活性

54. 采用逐点比较法插补第二象限的直线时，直线起点在坐标原点处，终点坐标是(-5, 6)，刀具从其起点开

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始插补，则当加工完毕时进行的插补循环数是（ B） A．10 B．11 C．12 D．13

55. 采用逐点比较法插补第一象限的直线时，直线起点在坐标原点处，终点坐标是(5, 7)，刀具从其起点开

始插补，则当加工完毕时进行的插补循环数是（C） A．10 B．11 C．12 D．13

56. 下列有关改善机床动特性的叙述中，错误的说法是（C ） A．提高系统的静刚度 B．调整构件的质量 C．减小阻尼 D．调整自振频率

57. 对于曲面轮廓的铣削加工，为确保平滑过渡，延伸程序应尽可能采用( A ) A．切向切入，切向切出 B. 法向切入，切向切出 C. 法向切入，法向切出 D. 切向切入，法向切出

58. 一端固定，一端自由的丝杠支承方式适用于（

C．刚度要求较高的场合 D．以上三种场合 59. 刀尖半径左补偿方向的规定是( C ) A.沿刀具运动方向看，工件位于刀具左侧 B.沿工件运动方向看，工件位于刀具左侧 C.沿刀具运动方向看，刀具位于工件左侧 D. 以上都对

60. 在FANUC15数控系统中，实现插补等运算功能的模块是（ B ） A. 数字伺服功能模块 B．CNC功能模块 C．主轴控制功能模块 D．PLC功能模块 61. 执行G04程序暂停指令时，则（ D ）

A. 主轴停转 B. 程序结束 C. 主轴停转、进给停止 D. 主轴状态不变 62. 采用经济型数控系统的数控机床不具有的特点是 ( D ) A. 步进电动机伺服系统 B. CPU可采用单片机 C. 只配备必要的数控系统 D. 必须采用闭环控制系统 63. 加工中心与普通数控机床区别在于( A ) A. 有刀库和自动换刀装置 B. 转速 C. 机床的刚性好 D. 进给速度高 64. 编排数控加工工序时，为了提高精度，可采用( B ) A.专用夹具 B. 一次装夹多工序集中 C.流水线作业法 D. 工序分散加法

65. 数控机床中把脉冲信号转换成机床移动部件运动的组成部分称为（ C ） A、 控制介质 B、数控装置 C、伺服系统 D、机床本体

66. 脉冲当量是数控机床数控轴位移量最小设定单位，脉冲当量越小，插补精度 ( A ) A.越高 B.越低 C.与其无关 D.不受影响

67. 欲加工第一象限的斜线（起始点在坐标原点），用逐点比较法直线插补，若偏差函数大于零，说明加

工点在( B )

A

）

A．丝杠较短或丝杠垂直安装的场合 B．位移精度要求较高的场合

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A. 坐标原点 B. 斜线上方 C. 斜线下方 D. 斜线上 68. 数控车床能进行螺纹加工，其主轴上一定安装了( B ) A.测速发电机 B.脉冲编码器 C.温度控制器 D.光电管 69. 数控编程时，应首先设定 ( D )

A. 机床原点 B. 固定参考点 C. 机床坐标系 D. 工件坐标系 70. 在未装夹工件时，空运行一次程序是为了检查（ A ）

A. 程序 B. 刀具、夹具选取安装的合理性 C. 工件坐标系 D. 机床的加工范围 71. 程序校验与首件试切的作用是( C )

A.检查机床是否正确 B.提高加工质量 C.检验程序是否正确及加工精度是否满足图纸要求 D.检验参数是否正确 72. G91状态下，程序段中的尺寸数字为 ( C ) A. 半径值 B. 绝对坐标值 C. 增量坐标值 D.直径值

73. 数控机床能成为当前制造业最重要的加工设备是因为（ D ）

A. 自动化程度高 B. 对工人技术水平要求低

C. 劳动强度低 D. 适应性强、加工效率高和工序集中。 74. 闭75. 半

环闭

控环

制控

系制

统系

的统

位的

置位

置检检测测装装置置

装装

在在

（（

B

C

） ）

A. 传动丝杠上 B. 伺服电动机轴上 C. 机床移动部件上 D. 数控装置中 A. 传动丝杠上 B. 伺服电动机轴上 C. 机床移动部件上 D. 数控装置中 76. 闭环控制系统与半闭环控制系统的区别在于（D ） A．采用的伺服电动机不同 B．传感器精度不同 C．伺服电动机安装位置不同 D．传感器安装位置不同 77. 按照机床运动的控制轨迹分类，数控铣床属于（ C ）

A．点位控制 B. 直线控制 C. 轮廓控制 D.远程控制 78. CNC 系统中的PLC 是（ A ）

A、可编程序逻辑控制器 B、显示器 C、多微处理器 D、环形分配器

二、填空题：（在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。）

1. 数控机床由输入输出装置、_数控装置___和_伺服系统__、__测量反馈装置__、__机床本体__组成。 2. 数控机床的测量反馈装置由__测量部件_____和相应的__测量电路_____组成。

3. 数控机床按控制方式分类分为：_开环控制______、___半闭环控制 _和 闭环控制_ 。 4. CAD的含义是 计算机辅助设计 5. CAM的含义是 计算机辅助制造

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6. CIMS的含义是 计算机集成制造系统 7. DNC的含义是 计算机直接数控系统

8. “FMC”的两种组织形式有托盘交换式和工业机器人搬运式 9. 对步进电机施加一个电脉冲信号，步进电机就回转一个固定的角度，这个角度叫做_步距角，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___。

10. 对步进电机施加一个电脉冲信号，步进电机就回转一个固定的角度，这个角度叫做 步距角 。 11. 刀具补偿包括__刀具半径补偿_____和__刀具长度补偿_____。 12. 加工中心是一种带__刀库_____和___自动换刀装置____的数控机床。

13. 一台三相反应式步进电动机，当采用三相六拍通电方式运行时，步距角为0.75°，则转子的齿数为_80 14. 一台三相反应式步进电动机，当采用三相六拍通电方式运行时，其步距角为1.5°，则转子的齿数为_40 15. 一台三相步进电机的步距角是1.5°，若步进电机通电频率为4000Hz，则步进电机的转速为__ 1000

r/min。

16. 三相步进电机的步距角是1.5°，若步进电机通电频率为2000Hz，则步进电机的转速为__ 500 r/min。 17. 构成零件轮廓的不同几何素线的交点或切点称为 基点 ，拟合线段中的交点或切点成为 节点 。 18. 按照数控机床的运动方式分类，数控铣床属于 轮廓 控制。 19. 按照数控机床的运动方式分类，数控钻床属于 点位 控制。

20. 确定走刀路线应考虑缩尽可能短走刀路线、编程简单、程序段数少和少换刀等原则。 21. 最早使用的程序载体是 穿孔带 22. 采用数控技术的机床是 数控机床 23. 数控机床上常用的回转工作台有 数控回转工作台）和（分度工作台）。 24. 开环控制的数控机床坐标轴运动速度取决于输给步进电机脉冲的 频率）

25. 数控机床上常用的回转型位置检测装置有旋转变压器、圆感应同步器、圆光栅（圆磁删）和

脉冲编码器）

26. CNC 系统中的PLC 是 可编程序逻辑控制器 。

27. 编程时可将重复出现的程序段，按照规定的程序格式编成__子程序_____，使用时可以由___主程序____

多次重复调用。

28. 车削编程中，回转体零件的径向尺寸用绝对值编程时，都是以 直径 29. 常用的编程方法有 手工编程 和 自动编程 两种。

30. 由直线和圆弧组成的平面轮廓，编程时数值计算的主要任务是求各 基点 坐标。

31. 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该轴 正 方向。 32. 开环伺服系统主要特征是系统内没有 反馈 装置，通常使用 步进电机 为伺服执行机构。 33. 步进电机一般用于 开环 控制系统。

34. 数控机床上使用的导轨有滑动导轨、静压导轨、和 滚动导轨 。 35. 数字控制的根本任务是运动轨迹行程量控制和 开关量控制）

36. 常用的伺服执行元件主要有 步进电机、 直流伺服电机和 交流伺服电机

37. 数控机床主传动的三种主要方式为 带有二级齿轮变速、 带有定比传动 、 主轴电动机直接驱动 。 38. 滚珠丝杠螺母副按滚珠的循环方式，将其结构分为 内循环式 和 外循环式。

39. 数控机床加工非圆曲线时，常采用直线或圆弧进行逼近。常用的直线逼近方法有 等间距法直线逼近 、等程序段法直线逼近和 等误差法直线逼近 。

40. 数控机床上进给系统齿轮传动的间隙消除方式可分为 刚性调整法 和 柔性调整法 两种。

值编程。

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41. 交流伺服电机的调频调压方式通常采用 交流—直流—交流 的变换电路来实现。 42. 自动换刀装置的形式有 回转刀架换刀， 主轴头转位换刀， 带刀库的自动换刀系统。

43. 步进电机的总角位移和输入脉冲的 次数 成正比，而步进电机的转速则正比于输入脉冲的 频率 。 44. 机床数字控制的根本任务是运动轨迹 行程量控制 和 开关量控制。 45. 旋转变压器应用中的工作方式有 鉴幅式 和 鉴相式 。

46. 根据加工中的刀具中心轨迹形状，C刀补中的三种转接过渡形式为 伸长型、缩短型 和 插入型 。

三、名词解释：（本大题共5小题，每小题3分，共15分）

1.插补： 数据密化的过程。在数控系统有限输入坐标点的情况下，计算机根据线段的特征，运用一定的算法，自动地在有限坐标点之间生成一系列的坐标数据。

2.脉冲当量 相对于每一脉冲信号的机床运动部件的位移量称为脉冲当量，又称作最小设定单位。

3.节点 数控系统一般都只有直线和圆弧插补的功能，对于非圆曲线的轮廓，

只有用直线或圆弧去逼近它。“节点”就是逼近线段与非圆曲线的交点。 4.基点 构成零件轮廓的不同几何素线的交点或切点称为 基点

5.数控 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。 6.数控编程 生成数控机床进行零件加工的数控程序的过程. 7.工件坐标系 是指编程是设定在工件上的笛卡儿坐标系.

8.机床坐标系 是机床固有的坐标系，该坐标系的位置只有开机后，通过手动返回参考点的操作建立。 9.模态代码 模态代码可在连续多个程序段中有效，直到被相同组别的代码取代。 10.非模态代码 只在本程序段有效，不具备续效功能

11.刀具补偿 编程的时候,是看成一个点的运动来编运动轨迹的,而实际上刀具总有一定的刀具

半径或刀尖的圆弧半径,所以在零件轮廓加工过程中刀位点运动轨迹并不是零件的实际轮廓,它们之间相差一个刀具半径,为了使刀位点的运动轨迹与实际轮廓重合,就必须偏移一个刀具半径,这种偏移称为刀具半径补偿.

12.译码 是指将加工程序中的轮廓信息、加工速度和辅助功能信息翻译成便于计算机处理的信息格式，存放在指定的储存其中的过程称为译码。

13.伺服系统 伺服系统用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统.又称随动系统 14.准备功能 建立机床或控制系统工作方式的一种命令，用地址G和它后面的数字来指定控制动作方式的功能。

15.主轴准停 具有主轴准确地周向定位的功能称为主轴准停。 16.并行处理

17.脉冲增量插补 是通过各个运动轴分配脉冲，控制机床坐标轴相互协调的运动。 18.数据采样插补 19.柔性制造系统

20. 柔性制造单元 ： 柔性制造单元 FMC 是在制造单元的基础上发展起来的，又具有一定的柔

性。所谓柔性是指能够较容易地适应多品种、小批量的生产功能。 FMC 可由一台或少数几台设备组成。 FMC具有独立自动加工的功能，又部分具有自动传送和监控管理功能，可实现某些种类的多品种小批量的加工。

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21.计算机直接数控系统 ： 利用计算机的分时处理功能直接对多个控制回路实现多种形式控制

的多功能数字控制系统。

22.计算机集成制造系统 23.逐点比较法 24.数字积分法 25.比较积分法 26.左移规格化 27.步距角 28.脉冲编码器

四、简答题 (本大题共5小题，每小题5分，共25分)

1. 简述数控机床的工作流程。

答：数控加工程序的编制：根据零件图样，确定工艺参数，并编写程序；

输入：把零件程序、控制参数和补偿数据输入到数控装置； 译码：按语法规则将程序信息解释成计算机能够识别的数据形式； 刀具补偿：将零件轮廓轨迹转换成刀具中心轨迹运动； 插补：控制加工运动；

位置控制和机床加工:控制伺服电机按规定轨迹和速度进行加工。 2. 数控机床由哪几部分组成？

答：输入输出设备；数控装置；伺服系统；测量反馈装置；机床本体。 3. 数控机床有哪些特点？并指出数控机床最适用于哪些类型零件的加工。

答：加工零件的适应性强，灵活性好；加工精度高，产品质量稳定；生产率高；减少工人劳动强度；生产管理水平提高。

特别适合于加工多品种、中小批量，尤其是单件小批量的结构、形状复杂、高精度的零件。 4. 简述数控机床的几种分类方法。

答：数控机床通常按以下三方面分类：一、按数控机床的工艺用途分为各类数控机床及装备；二、按运动

方式分为：点位控制数控机床、直线控制数控机床和轮廓控制数控机床。三、按控制方式不同分为：开环控制数控机床、闭环控制数控机床和半闭环控制数控机床。 5. 简述数控编程的内容。

答：内容包括：（1）分析零件图样；（2）确定加工工艺；（3）数值计算；（4）编写零件加工程序；（5）

制作控制介质；（6）程序校验和首件试切。

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6. 数控机床按运动方式可分为哪几类？各有何特点？

答：数控机床按运动方式可分为点位控制、直线控制和轮廓控制三类：

（1）点位控制数控机床。其特点是控制刀具相对于工件从一个点坐标准确地移动到另一个点坐标位置。刀具相对于工件移动过程中，不进行切削加工，对移动轨迹没有严格要求。

（2）直线控制数控机床。其特点是控制刀具相对于工件以一条直线从一个点坐标准确地移动到另一个点坐标位置。移动过程中，能进行切削加工，移动的速度能控制。

（3）轮廓控制数控机床。其特点是对两个或三个以上的坐标轴进行严格的控制。使刀具相对于工件按程序指定的轨迹和速度运动，能在运动过程中进行连续的切削加工。 7. 数控机床伺服系统控制方式分为哪三类？各用在什么场合？

答：数控机床伺服系统根据测量装置的有无及位置可将数控系统分为开环控制系统、半闭环控制系统和闭环控制系统三种。

开环控制伺服系统结构简单，用于广泛用于经济型数控机床上。 闭环控制伺服系统精度高，响应速度快，用于高精度的数控机床。 半闭环控制系统的精度介于开环和闭环之间，用于精度要求较高的场合。 8. 试说明机床坐标系与工件坐标系及其关系。

（1） 机床坐标系是机床上固有的坐标系，并设有固定的坐标原点，其坐标和运动方向视机床的种类和

结构而定。一般情况下，其利用机械结构的基准线来确定。

（2） 工件坐标系是编程人员在编程时使用的，由编程人员以工件图样上的某一点为原点所建立的坐标

系。故也称编程坐标系。

（3） 一般来说，二者的坐标轴相平行，方向也相同，但原点不同。在加工中，工件随夹具在机床上安

装后，要测量两坐标原点的坐标距离，并预存到数控系统中。加工时，这个偏置值便能自动加到工件坐标系上，使数控系统可按机床坐标系确定加工时的坐标值。

9. 简述G00与G01有何不同之处

答：G00指令要求刀具以点位控制方式从刀具所在位置用最快的速度移动到指定位置，其运动轨迹根据具

体的控制系统设计而不同。快速点定位移动速度不能用程序指令设定。 G01直线插补指令，以直线插补运算联动方式由某坐标点移动到另一坐标点，移动速度由进给功能指令F设定。

10. 简述G90 X20.0 Y15.0与G91 X20.0 Y15.0有什么区别？

答：G90表示绝对尺寸编程，X20.0、Y15.0表示的参考点坐标值是绝对坐标值。

G91表示增量尺寸编程，X20.0、Y15.0表示的参考点坐标值是相对前一参考点的坐标值。 11. 在G02/G03指令中，采用圆弧半径编程和圆心坐标编程有何不同之处？

答： G02/G03的指令格式有两种：① 用I、K指定圆心位置：② 用圆弧半径R指定圆心位置。其中R为

圆弧半径，不与I、K同时使用。

当用半径R指定圆心位置时，由于在同一半径R的情况下，从圆弧的起点到终点有两个圆弧的可能性，为区别两者，规定圆心角? ≦180°时，用“+R”表示，? ≧180°时，用“?R”表示。用半径R指

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定圆心位置时，不能描述整圆。

圆心坐标（I, K）为圆弧起点到圆弧中心点所作矢量分别在X、Z坐标轴方向上分矢量（矢量方向指向圆心），不受圆弧大小的约束。

12. 插补算法的任务是什么，常用的插补算法有哪几个?

答：插补算法的任务就是数控系统按给定的进给速度，在零件轮廓的起点和终点之间计算出若干在允差范

围内的中间点坐标值。常用的插补算法有数字脉冲增量法，主要包括逐点比较插补法和数字积分插补法；数据采样法（时间分割法）。 13. 简述逐点比较插补算法。

答：CNC在控制加工轨迹过程中，逐点计算和判别加工偏差以控制坐标进给方向，从而完成插补，按照规

定的图形加工出合格的零件。每走一步，包括四个节拍，偏差判别、进给、偏差计算和终点判断。 14. 什么是零件的加工路线？确定加工路线的原则有哪些？

答：零件的加工路线是指数控机床加工过程中刀具刀位点相对于被加工零件的运动轨迹和运动方向。编程时确定加工路线的原则有：

（1） 应能保证零件的加工精度和表面粗糙度的要求； （2） 应尽量缩短加工路线，减少刀具空程移动时间； （3） 应使数值计算简单，程序段数量少，以减少编程工作量。 15. 简述插补原理。

答：数控系统根据给定的直线、圆弧（曲线）函数，在理想的轨迹上的已知点之间，进行数据点密化，确

定一些中间点的方法，称为插补。插补在每个规定的周期内执行一次，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，完成从程序段起点到终点的“数据密化”工作，将直线或圆弧的轮廓轨迹描述出来。数控机床的运动控制中，工作台（刀具）X、Y、Z轴的最小移动单位是一个脉冲当量。刀具是沿X轴移动一步或几步（一个或几个脉冲当量?x），再沿Y轴方向移动一步或几步（一个或几个脉冲当量?y），直至到达目标点，从而合成所需的运动轨迹（直线或曲线）。

16. 举例说明直线型检测装置和回转型检测装置的种类。

答：直线型检测装置有长光栅、激光干涉仪、直线感应同步器和磁尺（栅）等。

回转型检测装置有旋转变压器、圆光栅、脉冲编码器、圆感应同步器、圆形磁尺（栅）等。 17. 简述位置检测装置的作用和数控机床对位置检测装置的要求。 答：位置检测装置的作用是检测位置和速度，发送反馈信号，构成闭环控制。

数控机床对位置检测装置有那些要求主要体现在以下几个方面：准确性好，满足精度要求；响应速度快，满足速度要求；可靠性好，抗干扰性强；使用维护和安装方便。 18. 简述伺服系统的概念及数控机床对伺服系统的要求。 答：伺服系统是以位置和速度作为控制对象的自动控制系统。

数控机床对伺服系统的要求主要在这几个方面：精度高；系统可靠性好；快速响应；调速范围宽；足够的扭矩和功率。

数控技术 （共26页）第 11 页

19. 什么是刀具半径补偿功能？其指令如何？刀具半径补偿功能的作用是什么？

答：根据按零件轮廓编制的程序和预先设定的偏置参数（刀具半径值），数控装置能实时自动生成刀具中心轨迹的功能称为刀具半径补偿功能。刀具半径补偿指令有G41、G42、G40，实现加入或取消半径补偿。 （1）由于刀具的磨损或因换刀引起的刀具半径的变化，也不必重新编程，只须修改相应的偏置参数（刀具半径值）即可。

（2）减少编程人员的坐标计算，实现根据编程轨迹对刀具中心轨迹的控制。 （3）可以简化程序编制工作量，如粗、精加工用同一个程序只是修改偏置值； 20. 简述CNC的控制功能。

答：CNC的控制功能是指其可控制的和同时控制的轴数。一般数控车床需要两根同时控制轴，数控铣床、

镗床、加工中心需要3根或以上的控制轴。控制的轴数越多，尤其是同时控制的轴数越多，CNC控制器就约复杂。

21. 简述数控机床传动齿轮齿隙的调整方法。

答：实现数控机床进给系统传动齿轮间隙调整法有：1、刚性调整法，采用偏心轴套式消除间隙机构，实现

齿侧间隙调整。2、柔性调整法。采用双齿轮错齿式消除间隙机构。对直齿轮用周向弹簧拉力自动调整齿侧间隙，对斜齿轮用轴向碟形压簧自动调整齿侧间隙。

22. 简述数控机床滚珠丝杠螺母副的轴向间隙消除的方法及特点。

答：滚珠丝杠螺母副的轴向间隙消除方法如下：齿差式调整结构，复杂、精确；垫片式调整结构，简单，精度稍差；螺纹调隙法，方便，精度差；单螺母螺钉调隙法，简单、方便。 23. 滚珠丝杠有几种循环方式？如何循环？

答：滚珠丝杠内的滚珠做循环运动，有内循环和外循环两种方式。

外循环式是螺母旋转槽的两端由回珠管连接起来，返回的滚珠不与丝杠外圆接触，滚珠可以做循环运动。

内循环式带有反向器，实现滚珠的循环运动，返回的滚珠反向器和丝杠外圆之间返回。 24. 简述数控车削的固定循环及其作用。

答：固定循环是指一条循环指令程序段可进行多个固定、有序的动作。

用数控车床加工零件，一些典型的加工工序，如车削外圆、端面、圆锥面、镗孔等，所需完成的动作循环次数较多，采用一般的G代码指令程序会烦琐得多，而使用固定循环指令编程，可以大大简化程序编制。

25. 简述数控回转工作台与分度工作台的功能及主要区别？

答：数控回转工作台可以实现圆周进给运动、可以加工圆弧和与直线联动进行曲面加工，可以实现精确的

自动分度；分度工作台只能够完成分度运动，不能实现圆周进给加工，而且，分度仅限于一些特定的角度。

主要区别在于是否可以圆周进给加工和任意分度。

26. 简述绝对坐标和增量坐标，如何使用？

答：（1）刀具的位置坐标以某一固定的程序原点为基准标注或计量，这种坐标值称为绝对坐标。

数控技术 （共26页）第 12 页

（2）刀具运动的位置坐标以刀具从当前位置到下一个位置之间的增量计量。称为增量坐标，也称为相对坐标。

（3）编程时可根据零件的加工精度要求及编程方便与否来选用坐标系。绝对坐标和增量坐标可以单独使用，也可以在不同的程序段上交叉使用。

27. 数控机床的坐标系及其方向是如何定义的？

答：数控机床的标准坐标系采用右手笛卡儿直角坐标系。

基本坐标轴为X、Y、Z，三者关系由右手法则判定，围绕每个坐标轴的旋转运动坐标为A、B、C，其正方向用右手螺旋法则确定。规定以增大刀具与工件之间距离的方向为正方向。刀具和工件之间的相对运动，一律假定工件静止，刀具在坐标系内相对工件运动。 28. 简述S代码、M代码的功能？

答：（1）S代码：主轴转速功能代码，用来指定主轴的转速。S代码后的数值为主轴转速，要求为整数，

1~4位, 速度范围从1到最大的主轴转速。当数控车床的主轴为伺服主轴时，可以通过指令G96来设定恒切速度控制。系统执行G96指令后，便认为用S指令的数值表示切削速度； G97是取消恒切速度控制指令，系统执行G97指令后，S指定的数值表示主轴每分钟的转速。

（2）M代码：辅助功能代码。控制机床加工操作时的辅助动作通－断（开－关）指令，由字母M和其后的两位数字组成，从M00～M99，共100种。 29. 简述T代码、F代码的功能？

答：（1）T代码：刀具功能代码。T代码用于选择刀具库中的刀具，同时用来指定刀具补偿值。可以采用

T指令编程：由地址功能码T和其后面的若干位数字组成。

（2）F代码：进给功能代码。用来指定坐标轴移动进给的速度。F代码后面的数值表示刀具的进给运动速度，单位为mm/min（直线进给率）或mm/r（旋转进给率）。 30. B刀补和C刀补在连接线段、处理方法及过渡形式上有何区别？

答：B刀补是圆弧过渡，读一条指令执行一条，进行刀具偏移计算。两个程序段之间轮廓的转接是以圆弧方式进行的，没有考虑转接的实际情况，拐角的插补需人工考虑。

C刀补是直线过渡，预读两条指令进行处理。随着前后两段编程轨迹的连接方式不同，产生不同的转接形式，拐角的插补由系统自动进行。转接过渡形式有插入型、缩短型、伸长型。 31. 交（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? 答：交（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。

交（直）流伺服电机工作时，需要有安装在执行部件或其它传动元件上的位置检测装置，将实际位移量转换成电脉冲或模拟电压量后反馈到输入端并与输入位置指令信号进行比较，控制交（直）流伺服电机以给的速度向着消除偏差的方向运动。而开环进给伺服系统没有位置检测信息的反馈，因此，交（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。 32. 试简述数控车床的刀架转位换刀过程。

答：在数控车床上，回转刀架的动作由液压系统控制，刀架转换刀具的过程是：接受换刀指令、松开夹紧

机构、刀架抬起→分度转位→行程开关粗定位→定位销反靠精定位→锁紧→发出动作完成后的回答信号。

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33. 简述数控车床的简单固定循环和复合固定循环。

答：简单固定循环是指一条循环指令程序段只作一个加工表面的一次固定循环动作；

复合固定循环是指一条循环指令程序段可进行多个加工表面的多次分层固定循环动作。

34. 数控机床的导轨起什么作用？对导轨有什么要求？ 35. 进给伺服系统由哪几部分组成?各部分功能是什么?

答：进给伺服系统主要由以下几个部分组成：伺服驱动电路、伺服驱动装置（电机）、位置检测装置、机械传动机构以及执行部件。

进给伺服系统接受数控系统发出的进给位移和速度指令信号，由伺服驱动电路作一定的转换和放大后，经伺服驱动装置和机械传动机构，驱动机床的执行部件进行工作进给和快速进给。由位置检测装置进行反馈。

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五、综合题(本大题共3小题，共35分) 结构计算：

1. 题图为双螺母齿差调隙结构图。问：（1）简述滚珠丝杠双螺母齿差式预紧方式的原理；（2）给出调

整量计算公式；（3）若滚珠丝杠副采用双螺母齿差调隙方式时，如果滚珠丝杠的导程为9 mm，齿数Z1=61，Z2=60，则最小调整量是多少？

答：（1）在两个螺母的凸缘上各制有圆柱外齿轮．而且齿数差：Z2-Z1＝1，两只内齿圈的齿数与分别外齿轮的齿数相同，并用螺钉和销订固定在螺母座的两端。调整时先将内齿圈取出，根据间隙的大小使两个螺母分别在相同方向转过一个齿或几个齿，由于存在齿数差，使螺母在轴向彼此移近了相应的距离。

（2）间隙消除量Δ可以用以下公式计算：??Zt Z1Z2式中 Z——两螺母在同一方向转过的齿数；t——滚珠丝杠的导程；Z1,Z2——齿轮的齿数

??（3）最小的调整量为只转过一个齿的时候：

Zt1?9??0.0024590Z1Z261?60mm。

2. 如图所示为一数控机床的直线进给系统，数控机床的脉冲当量为δ＝0.01mm, 丝杠的螺距t＝6mm, 步

进电机的步距角α=0.75o, 齿轮的传动比i=Z1/Z2。

问（1）什么是数控机床的脉冲当量？（2）求齿轮的传动比i。（3）若数控装置在8.5S内发出了34000个脉冲，工作台进给的速度是多少？

答：（1）数控系统每输出一个脉冲，数控机床各运动部件的位移量或角位移量，称为脉冲当量 （2） 齿轮的传动比： i?Z1360360????0.01?0.8 Z2?t0.75?6数控技术 （共26页）第 15 页

（3） 工作台进给速度: v???3400034000?0.01??40mm/s 8.58.53. 有一采用三相六拍驱动方式的步进电机，其转子有40个齿。进给的传动路线为步进电机－齿轮－丝杠

－工作台，已知齿轮传动比为0.8，丝杠的导程为6mm。 求：(1)步进电机的步距角；

(2)工作台的脉冲当量；

(3) 步进电机转速是500r/min时的脉冲频率。 答：（1）步进电机的步距角为：

360o3600???1.50 =

mzk2?3?40 （2）工作台的脉冲当量为：

?＝i?L??360＝0.8?6?1.5＝0.02mm 360 （3）步进电机转速是500r/min时的脉冲频率：

由：n??3600?f?60

n?3600500?3600f???2000Hz 0??601.5?604. (本题10分) 如图所示，某数控机床的进给伺服系统中，已知齿轮齿数z1=64，z2=80，步进电机采用三

相六拍驱动方式，其转子有80 个齿，丝杠的导程为6mm。求： (1) 步进电机的步距角； (2) 工作台的脉冲当量；

(3) 工作台移动速度为50mm/s时步进电机的脉冲频率。

答：（1）步进电机的步距角为：

360o3600???0.750 =

mzk2?3?80 （2）工作台的脉冲当量为：

?＝z1?640.75?L?＝?6?＝0.01mm z236080360 （3）工作台移动速度为50mm/s时步进电机的脉冲频率：

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f?v??50?5000Hz 0.015. (本题10分) 如图所示，某数控机床的进给伺服系统中，已知齿轮分度园直径d1=64mm，d2=80mm，步进

电机采用三相六拍驱动方式，其转子有80 个齿，丝杠的导程为6mm，步进电机的最高转速是1500r/min。回答下列问题： (1)步进电机的步距角 (2) 步进电机的最高工作频率 (3) 工作台的脉冲当量

答：（1）步进电机的步距角为：

360o360o??＝0.75o =

mzk2?80?3 （2）步进电机的最高工作频率：

n36001500f?????6000Hz o?601.560（3）工作台的脉冲当量为：

3600?＝64?0.75?L?＝0.8?6?＝0.01mm 803603606. 一台采用三相六拍驱动方式运行的步进电机，转子齿数z=40。回答下列问题：

(1) 定子绕组的通电顺序； (2) 步进电机的步距角；

(3)步进电机的脉冲频率为1200Hz时的转速。 答 (1) 定子绕组的通电顺序为：A→AB→B→BC→C→CA→A

3600360o?＝1.5o (2) 步进电机的步距角：??mzk3?40?21.5o?f?60??1200?60?300 r/min (3) 步进电机的转速：n?36003600?编程计算：

1. 如图所示零件，欲在某数控车床上进行精加工，其中Φ90mm的外圆及两端面不加工，A点为起刀点，

坐标系设定为G92，主轴转速选择S630，进给速度0.15mm/r，T01为偏刀，M08/M09为切削液开、停。不考虑刀补，X、U以直径值编程，试编写加工程序单。

数控技术 （共26页）第 17 页

答：最终精加工程序： O0001;

N001 G92 X180.0 Z200.0; （确定坐标系） N002 G00 X36 Z131 S630 T0101 M03 M08;

N003 G01 X40 Z129 F0.15; （加工倒角） N004 U0.0 W-40； （加工锥面） N005 U0.0 W-30 （加工柱面） N006 G02 X65.0 Z50.0 R10; （加工R面） N007 G01 W-20;

N008 X100 M09; （加工台阶、退刀、切削液关） N009 G00 X180.0 Z200.0 M05 T0100； （返回程序起点、主轴停） N010 M30;

2. 在数控车床上加工下图所示零件，补全其精加工程序：刀具起始点在A(80，20)，主轴转速选择S800，

进给速度0.15mm/r，T01为偏刀，坐标系设定为G50,M08/M09为切削液开、停。不考虑刀补，X、U以直径值编程（10分）

数控技术 （共26页）第 18 页

O001

N1 G50 X80.0 Z20.0； （确定其坐标系） N2 M03 S800 T0101 M03； （主轴以800r/min正转）

N3 G00 Z-56.0 F0.15； （精加工轮廓开始，到锥面延长线处） N9 G01 X54.0 Z-40.0 F80 （精加工锥面） N10 Z-30.0 （精加工Φ54外圆） N11 G02 U-8.0 W4.0 R4 （精加工R4圆弧） N12 G01 X30.0 （精加工Z26处端面） N13 Z-15.0 （精加工Φ30外圆） N14 U-16.0 （精加工Z15处端面） N15 G03 U-4.0 W2.0 R2.0 （精加工R2圆弧） N16 G01 Z-2.0 （精加工Φ10外圆）

N17 U-6 W3.0 （精加工倒2×45°角，精加工轮廓结束） N18 G00 X50 （退出已加工表面）

N19 G40 X100 Z80 （取消半径补偿，返回程序起点位置） N20 M30 （主轴停、主程序结束并复位）

3. (本题10分)按下图编写终加工程序，图中右端面和φ45外圆不加工。T01为偏刀，坐标系设定为G50,

M08/M09为切削液开、停。

最终精加工程序：

O0001;

N001 G50 X100 Z195;

N002 G00 X13 Z155 S800 T0101 M03 M08; N003 G01 X25 Z125 F0.15; N004 Z80； N005 X35; N006 Z29;

N007 G02 X45 Z25 R4; N008 G01 X50 M09;

N009 G00 X195 Z100 M05 T0100 N010 M30;

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8、

工件材料为铝

按 WALTER 刀具手册查的

刀具 程序刀号 T0101 T0202 刀片 DCMT 11T304 WK1 RCMT 0602M0 PM5 WAP10

刀杆 PDHC R/L 2525 M11 SRDC N 2525 M06 G50 X200 Z350 T0101 M03 S1000 G00 X45 Z130

G71 U3 R1 外圆粗车循环 G71 P10 Q20 U1 W0.2 F0.2

N10 G00 X14 Z129 G01 G42 X20 Z126 F0.1 Z102 X24 W-20 X30 W-35

G03 X35 W-20 R18 G01W-5

N20 X42 G40

G70 P10 Q20 精车循环 G00 X200 Z350

T0202 换圆刀片车刀 G00 X26 Z85 G01 X14 F0.08 G00 X28 Z90

G01 G42 X25 刀尖圆弧半径补偿 X24

G02 X24 Z80 R5 G01 X25 G00 X26 G40 G00 X200 Z350

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M30 9、

车床编程：

310

N10 G92 X70 Z10 （设立坐标系，定义对刀点的位置） N20 G00 X0 Z4 （到工件中心） N30 G01 W-4 F100 （工进接触工件） N40 X26 C3 （倒3×45°的直角） N50 Z-21 （加工Φ26外圆）

N60 G02 U30 W-15 R15 RL=3 （加工R15圆弧，并倒边长为4的直角） N70 G01 Z-70 （加工Φ56外圆） N80 G00 U10 （退刀，离开工件） N90 X70 Z10 （返回程序起点位置）

M30 （主轴停、主程序结束并复位）

10、毛坯为70㎜×70㎜×18㎜板材，六面已粗加工过，要求数控铣出如图所示的槽，工件材料为45钢。

1．根据图样要求、毛坯及前道工序加工情况，确定工艺方案及加工路线 1）以已加工过的底面为定位基准，用通用台虎钳夹紧工件前后两侧面，台虎钳固定于铣床工作台上。 2

）

工

步

顺

序

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5. （本题15分）用数字积分法写出直线起点为O（0，0），终点为A（4，3）的插补过程，绘出插补过

程图。（题中单位为脉冲当量）

解：将Xe=4，Ye=3化为二进制数表示Xe=100B， Ye=011B，选三位的寄存器，则累加次数为n=23=8。

插补运算过程如下表 累加次数 1 2 3 4 5 6 7 8

6. （本题15分）用数字积分法插补直线OA，已知起点为Ｏ(0,0)，终点为A(6,4)；写出插补运算过程

并绘出插补过程轨迹图。（题中单位为脉冲当量）

解:将Xe=6，Ye=4化为二进制数表示Xe=110B，Ye=100B，选三位的寄存器，则累加次数为n=23=8。 插补运算过程如下表。 累加次数 1 2 3 4 5 JRx+Jvx 000+110=110 110+110=100 100+110=010 010+110=000 000+110=110 溢出x 0 1 1 1 0 JRy+Jvy 000+100=100 100+100=000 000+100=100 100+100=000 000+100=100 溢出y 0 1 0 1 0 JRx+JVx 000+100=100 100+100=000 000+100=100 100+100=000 000+100=100 100+100=000 000+100=100 100+100=000 溢出 0 1 0 1 0 1 0 1 JRy+Jy 000+011=011 011+011=110 110+011=001 001+011=100 100+011=111 111+011=010 010+011=101 101+011=000 溢出 0 0 1 0 0 1 0 1 数控技术 （共26页）第 27 页

6 7 8

110+110=100 100+110=010 010+110=000 1 1 1 100+100=000 000+100=100 100+100=000 1 0 1

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