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1、- 1 -数控编程技术专业：数控专 辅导教师：郭俊杰要求：抄题作业（1）1. 什么是数控机床的数控加工程序？答: 零件加工的工作指令2. 轮廓加工机床之所以能加工出形状各异的零件轮廓，最主要的是因为有什么功能？答:插补功能3. 为什么数控系统的联动轴数越多，则控制越复杂？答:联动轴数要求的插补计算越多、指令输出也越多、位置控制要求的动作越复杂。4. 数控机床与普通机床相比较，在哪些方面是基本相同的，最根本的不同是什么?答:表面形成方法相同；实现自动化控制原理和方法不同。普通机床是人工过程，数控机床是自动化过程5. 数控机床由哪几个部分组成?答:编程及程序载体、输入装置、CNC 装置及强电控制装
2、置、伺服驱动系统及位置检测装置、机床机械部件。6. CNC 装置对输入的加工程序进行运算处理的核心部分有哪三步?答:逼近处理、插补运算、指令输出。7. 什么样控制特点的系统称为点位控制系统？答:仅能实现刀具相对于工件从一点到另一点的精确定位运动；对轨迹不作控制要求；运动过程中不进行任何加工。8. 直线控制数控机床是否可以加工直线轮廓?答:不可以，可以控制平行于坐标轴的直线9. 为什么数控机床加工的生产准备周期比普通机床加工生产准备周期短?答:普通机床使用专用刀具、量具、而数控机床加工无须专用工艺装备，只须编程。10. 数控机床最适用于哪些类型零件的加工？答:复杂、高精、多种批量尤其是单件小批量
3、。11. 空间曲面加工是否一定要有三坐标联动?答:不是，亦可用 3 轴控制 2 轴联动进行加工12. 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?答:假设工件不动，刀具远离工件的方向为正。13. 什么是相对坐标编程？什么是绝对坐标编程？答:相对坐标编程：编程的坐标值按增量值的方式给定的编程方法，绝对坐标编程：编程的坐标值按绝对坐标的方式给定的编程方法。- 2 -14. 从大类上分类，数控加工程序编制方法有哪两种？答:手工编程、自动编程15. 被加工零件如图所示，本工序为精加工，铣刀直径为 16 mm，进给速度 100mm/min，主轴转速为400r/min，不考虑 Z 轴运动，编程
4、单位为 mm，试编制该零件的加工程序。要求：(1) 从 A 点开始进入切削，刀具绕零件顺时针方向加工，加工完成后刀具回到起刀点；(2) 采用绝对坐标编程，指出零件上各段所对应的程序段号；(3) 程序中有相应的 M 指令、S 指令和刀补指令。答: G92 X-15 Y-15；N01 G90 G17 G00 G41 X0 Y0 M03 S400 D01 M08；N02 G01 X60 Y130 F100；N03 X120；N04 G02 X150 Y100 I0 J-30；N05 G01 Y50；N06 G03 X100 Y0 I50 J0；N07 G01 X0；N08 G00 G40 X-15
5、Y-15 M05 M09；N09 M02；作业（2）1. CNC 装置硬件由哪几个模块组成?各模块的作用分别是什么?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。2. 设备辅助控制接口模块的信号处理有哪两大目的? 答：隔离、转换。3. 根据 CNC 装置硬件所含有的 CPU 多少来分，可分为哪两大类系统? 答：单机系统、多机系统4. CNC 装置中数据转换流程，按顺序有哪几个过程? 答：译码、刀补、速度预处理、插补、位控。5. 在中断型软件结构中，位置控制、键盘输入、插补运算、通信这 4 个中断服务程序，哪一个安排为最高级别优先级？优先级安排的原则是什么
6、?答：位置控制级别最高。优先级安排的原则：1.控制指令高于管理指令 2. 译码、刀补、速度预处理、插补、位控的优先级由低到高6. CNC 装置软件从功能特征来看分为哪两大类？CNC 装置的软件特点是什么？答： 从功能特征来看分为：控制系统和管理系统CNC 装置的软件特点是：a.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；b.实时性与优先抢占调度机制。7. 刀具半径补偿的意义何在？- 3 -答：1.可以简化程序，如粗、精加工用同一个程序只是修改 D01 中的偏置值 2.减少编程人员的坐标计算 3.使用不同的刀具时不用再编程8. 刀具半径补偿执行过程有哪三步?答：建立过程、执行过程、取消
7、过程9. C 刀补中，转接过渡形式有几种?答：插入型、缩短型、伸长型11. 为什么在刀补建立和撤消过程中不能进行零件的加工？答：会发生过切现象12. 过切削现象发生在什么过渡形式的情况下?当圆弧加工的命令为什么样的组合时，会产生过切削现象?答：过切削现象发生在缩短型过度形式下。当圆弧加工的命令偶偶配合或奇奇配合的组合时出现过切现象13. 逐点比较法加工圆弧，如果误差函数大于零，则当前点在圆上、圆内还是圆外？答：在圆外14. B 刀补和 C 刀补在连接线段、处理方法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。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。
8、拐角的插补系统自动进行。15. CNC 装置软件结构模式有哪几种？答：前后台型、中断型、基于 RTOS。16. 插补方法有哪两大类? 答：脉冲增量插补、数字增量插补。17. 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?答：进给伺服系统的作用：进给伺服系统是数控系统主要的子系统。它忠实地执行由 CNC 装置发来的运动命令，精确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。18. 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
9、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，驱动机床执行部件进行工作进给和快速进给。19. 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。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交（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。20. 步进电机驱动器中，环行分配器的作用是什么？答
10、：控制施加到电机绕组的脉冲电源的相序。21. 提高开环进给伺服系统精度的措施有哪些？答：适当提高系统组成环节的精度、传动间隙补偿、螺距误差补偿。22. 感应同步器在以鉴相或鉴幅方式工作时，滑尺两绕组的激磁电压的特点如何?- 4 -答：在鉴相型系统中，激磁电压是频率、幅值相同，相位差为 /2 的交变电压。在鉴幅型系统中，激磁电压是频率、相位相同，幅值不同的交变电压。23. 什么是进给伺服系统的调速范围?答： 调速范围是指最高进给速度与最低进给速度之比。24. 脉冲编码器的输出有几相？试画出它们的波形，并说明它们各有何作用？答：脉冲编码器的输出有 A、A、B、B、Z、Z，其中 A、B、Z 是取反信
11、号。A、B 两相的作用：根据脉冲的数目可得出被测轴的角位移；根据脉冲的频率可得被测轴的转速；根据 A、B 两相的相位超前滞后关系可判断被测轴旋转方向；后续电路可利用 A、B 两相的 90相位差进行细分处理（四倍频电路实现）。Z 相的作用：被测轴的周向定位基准信号；被测轴的旋转圈数计数信号。A、B、Z 的作用：后续电路可利用 A、A 两相实现差分输入，以消除远距离传输的共模干扰。25. 解决交流伺服电机变频调速的技术关键问题是什么? 答：要获得调频调压的交流电源26. 什么是数控机床的定位精度和伺服刚度？提高定位精度的措施有哪些？答：定位精度：空载条件下，静态下指令位置与实际位置的精确程度。伺服
12、刚度：负载力与稳态位置误差之比。提高定位精度的措施：提高传动机构的刚度 k、减小传动间的摩擦力 Fc、增大放大器增益、选力矩系数大的伺服电机。27. 增大闭环进给伺服系统的增益有什么益处？系统增益是否越大越好?答：增大闭环进给伺服系统的增益提高了系统的灵敏度，减小了跟随误差，提高了伺服系统的跟随精度。系统增益不是越大越好。在保证进给系统不失稳的情况下，系统增益越大越好。28. 数控回转工作台进给系统采用闭环控制时，位置检测元件安装在什么位置？答：位置检测元件安装在数控回转工作台的转轴上。作业（3）1. 数控机床的机械结构应具有良好的特性，主要包括哪些？答：高的刚度和抗振性、好的热稳定性、好的低
13、速平稳性、高的几何精度和传动精度。2. 何为爬行现象？防止爬行的措施最主要的有哪些? 答：进给系统的驱动速度为匀速，当运动部件速度低于某一临界速度时， 会出现执行部件运动时快时慢、甚至停顿前冲的现象，这种现象称为爬行现象。措施（减小 Vc 的办法）：改善导轨面间和摩擦特性（滚动-静压-滑动(塑料)）、提高传动刚度、减轻运动件的重量、增加系统的阻尼。3. 内装电机主轴(电主轴)的主要缺点是什么?答：缺点是电机运转产生的振动和热量将直接影响到主轴4. 数控机床常用丝杠螺母副是哪一种? 答：滚珠丝杠螺母副- 5 -5. 数控回转工作台有哪两种?答：分度工作台和数控回转工作台（开环数控回转工作台、闭环
14、数控回转工作台）6. 数控机床常用导轨有哪几种?答：塑料导轨：滑动摩擦滚动导轨：滚动摩擦静压导轨：液体摩擦7. 进给伺服系统的传动元件在调整时均需预紧，其主要目的什么？ 答： 消除传动间隙，提高传动刚度。8. 什么是自动换刀装置? 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。9. 自动换刀装置方案的作用是什么？答：缩短非切削时间，提高生产率，可使非切削时间减少到 2030；“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。10. 自动换刀装置的形式有哪几种?各有何应用场合和特点?答：(1)回转刀架换刀：常用于数控车床，可设计成四方、六方刀架或圆盘式轴向装刀刀架；(2
15、)更换主轴换刀：用于工序较少、精度要求不太高的机床，如数控钻床、铣床，优点是换刀时间短，为保证主轴系统的刚性，必须限制主轴数目；(3)更换主轴箱换刀 ：用于多主轴的主轴箱的组合机床，适于加工箱体类零件，具有高的生产率；(4)更换刀库换刀：用于单机或多机的自动生产线，工艺范围广，需要刀具多，可以先更换刀库，再选择刀具(5)带刀库的自动换刀系统：用于钻床、铣镗床、数控组合机床，应用广泛，可以作为独立部件，换刀过程复杂。11. 自动换刀装置的刀库的形式有哪几种? 各有何应用场合和特点? 答：(1)盘式刀库（2）链式刀库12. 什么是刀具交换装置?作用是什么?答：刀具交换装置：实现刀库与机床主轴之间装
16、卸与传递刀具的装置。13. 交换装置的形式有哪几种? 各有何应用场合和特点?答：交换装置的形式：刀库和主轴相对运动实现刀具交换（结构简单换刀时间长，换刀动作多）；由机械手进行刀具交换（动作简单，换刀时间短）14、简要说明数控机床坐标轴的确定原则。 答：数控机床上的坐标系是采用右手直角笛卡尔坐标系。机床各坐标轴及其正方向的确定原则是： （1）先确定 Z 轴。以平行于机床回转主轴的刀具运动坐标为 Z 轴，若有多根主轴，则可选垂直于工件装夹面的主轴为主要主轴，Z 坐标则平行于该主轴轴线。若没有回转主轴，则规定垂直于工件装夹表面的坐标轴为 Z 轴。Z 轴正方向是使刀具远离工件的方向。 （2）再确定 X 轴。X 轴为水平方向且垂直于 Z 轴并平行于工件的装夹面。在工件旋转的机床（如车床、外圆磨床）上，X 轴的运动方向是径向的，与横向导轨平行。刀具离开工件旋转中心的方向是正方
