数控原理与系统

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1、老师给的题目：希望大家多看看书哦！ 1.对于数控机床闭环控制系统的伺服驱动元件，为了维护方便起见，最好采用（ B ） A 直流伺服电动机 B 交流伺服电动机 C 液压步进马达 D 功率步进电动机 2.译码是在（ C ）之后进行。A 刀具补偿 B 速度处理 C 程序输入 D 位置控制 3.刀具半径补偿在拐角处的转接方式为伸长型的是（ D ）A 090 B 180360 C 0180 D 90=180 4.指出下列主轴准停中是属于主轴电气准停（ D ） A 电磁离合器和磁传感器准停 B 液压拔叉和编码器型 C 电磁离合器和液压拔叉 D 磁传感器准停和编码器型准停 5.数控系统的核心是（ B ） A

2、 输入输出装置 B 数控装置 C 机床电器控制装置 D 驱动控制装置 6.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 具从起点开始插补，则当加工完毕时进行的插补循环次数是（ A ） A 12 B 13 C 7 D 10 7.全闭环控制与半闭环控制系统的区别是在于（ D ） A 采用的伺服电动机不同 B 采用的传感器不同 C 伺服电动机安装位置不同 D 传感器安装位置不同 8.经济性数控机床的进给驱动动力源主要选用（ B ） A 交流感应电动机 B 步进电动机 C 交流伺服电动机 D 直流伺服电动机 9.伺服刚度的正确的数学计算式为（ C ） A M=E

3、/Ks B E=Ks M C Ks=M/E D K=M E 10.柔性制造系统的英文缩写为（ B ） A CIMS B FMS C DNC D CNC 11.属于脉冲增量插补计算的是（ C ） A 逐点比较法和数据采样法 B 数字积分法和数据采样法 C 数字积分法和逐点比较法 D 比较积分法和数据采样法 12.准备功能的含义是（ A ） A 是用于建立数控机床或控制系统工件方式的一种命令 B 不同的机床操作动作 C 机床工作前的准备状态 D 控制机床各种辅助动作及开关状态 13.主轴转速功能代码可能英文字母（ C ）表示 A 用 M 表示 B 用 F 表示 C 用 S 表示 D 用 T 表示

4、14.全闭环控制系统的位置检测装在（ C ） A 传动丝杆上 B 伺服电机上 C 机床移动部件上 D 数控装置中 15.在进行轮廓加工时，刀具中心偏移零件的外轮廓表面一个刀具半径值，这种偏移称为（ B ） A 刀具长度补偿 B 刀具半径补偿 C 刀具直径偏差 D 刀具长度偏差 16.逐点比较法插补第一象限直线，若偏差函数 F=0，则应走（ A ）一步 A +X B +Y C -X D -Y 17.在数字积分直线插补中，Jvx 被积分函数寄存器的存放的是（ A ） A X 终点坐标 B Y 终点坐标 C X 动点坐标 D Y 动点坐标 18.进给功能代码可用英文缩写（ C ） A 用 G 表示

5、B 用 F 表示 C 用 S 表示 D 用 T 表示 19.分布式数字控制的英文缩写（ C ） A CNC B FMS C DNC D CIMS20.在数字积分圆弧插补中，Jvy 被积分函数器中存放的（ C ） A X 终点坐标 B Y 终点坐标 C X 动点坐标 D Y 动点坐标 填空题： 1.计算机数控系统是由 输入、决策与输出三个环节组成。 2.数控系统一般由 输入输出装置、数控装置、驱动控制装置、机床电器控制装置四部分 组成。 3.标准的数控机床坐标系采用右手直角 笛卡儿坐标系。 4.按数控机床功能水平分类，数控机床可分为 经济型数控系统、普及型数控系统、高档 型数控系统三种。 5.数

6、控系统的核心功能是 准备功能、进给功能、主轴功能、辅助功能、刀具功能。 6.刀具半径补偿执行过程一般分为 刀具半径补偿建立、刀具半径补偿进行、刀具半径补 偿撤消三个过程。 7.在现代数控系统中，采用 PLC 实现控制时可分为 “内装型”PLC 和“独立型”PLC 二种。 8.数控装置的硬件结构按 CNC 装置中各印制电路板的插接方式不同。可分为 大板式结 构和功能模块式结构。 9.数控系统的接口电路有 开关量 I/O 接口、模拟量输入/输出接口、数字通信接口和一些 其他标准计算机输入/输出设备接口。 10. 数控系统软件总体结构有 前后台型软件结构、多重中断型软件结构、功能模块型软件 结构三种

7、形式。 11. 步进电动机转动的角位移量与 输入脉冲数严格成正比。 12. 数控是 数字控制(NC)简称。 13. 数控装置是 数控系统的核心。 14. 译码是将输入的 数控加工程序翻译成 CNC 装置能识别的代码形式。 15. 代码识别是通过软件将数控加工程序 缓冲器中的内码读出，并判断该数据的属性。 16. 刀具半径补偿计算是运用 矢量法。求出刀具半径补偿过程中刀具中心轨迹在各个 转 接点处的坐标值。 17. 数控系统内部处理的信息可分为两大类。一类是 控制坐标轴运动的连续数字信息。另 一类是 控制刀具更换、主轴起停、换向变速、零件装卸、切削液开关和控制面板输入/ 输出的逻辑离散信息。 1

8、8. PLC 内部一般采用 循环扫描工作方式。 19. 数控系统中 PLC 的信息交换是以 PLC 为中心在 CNC、PLC 和机床之间的信息传递。 20. 步进电动机转动的转速与 脉冲频率成正比。 21. 数控系统位置控制的任务是准确控制机床各 坐标轴的位置。 22. 数控机床进给运动的特性由系统中许多确定 进给运动特性的参数决定。 23. 步进电动机转动的方向与 磁极数和使用电源的频率有关。 24. 逐点比较法插补过程每一步要经过 偏差判别、坐标进给、偏差计算、终点判别四个工 作节拍。 25. 当刀具中心轨迹在编辑轨迹的右边时称为 右刀补，用指令 G42 表示。 分析题： 1.简述数控机床

9、的特点？ 答：1.能加工复杂型面的零件，具有较强的适应性和柔性； 2.可以保证较高的加工精度，并且产品质量稳定，一致性好； 3.具有较高的生产效率；4.可以改善生产条件，减轻劳动强度； 5.便于联网实现现代化管理及规模大的自动化生产。 2.试指出数控加工程序常见的 5 个语法错误？ 答：10 选 5 1.程序段的第一个代码不是 N 代码； 2.N 代码后的数值超过了 CNC 系统规定的取值范围； 3.N 代码后出现负数； 4.在数控加工程序中出现不认识的功能代码； 5.T 代码后的刀具号不合法； 6.坐标值代码后的数据超越了机床的行程范围。 7.S 代码所设置的主轴转速超过了 CNC 系统规定

10、的取值范围； 8.F 代码所设置的进给速度超过了 CNC 系统规定的取值范围； 9.出现 CNC 系统中未定义的 G 代码，一般的数控系统只能实现 ISO 标准或 EIA 标 准中 G 代码的子集； 10. 出现 CNC 系统中未定义的 M 代码，一般的数控系统只能实现 ISO 标准或 EIA 标 准中 M 代码的子集。 3.试述数据采样插补算法的工作过程？ 答：1.插补准备：主要完成一些常量的计算工作； 2.插补计算：主要完成该周期对应坐标增量值及动点坐标值的计算工作。 4.数控机床对进给伺服系统的基本要求有哪些？ 答：1.调速范围宽； 2.位移精度高； 3.快速响应特性好； 4.工作稳定性

11、好； 5.抗干扰性强。 5.数控机床对主轴伺服系统的基本要求有哪些？ 答：1.数控机床主传动要有较宽的调速范围，以保证加工时选用合理的切削用量，从而获 得最佳的生产效率、加工精度和表面质量； 2.数控机床主轴的变速是依指令自动进行的，要求能在较宽的转速范围内进行无级调 速，并减少中间传递环节，简化主轴箱； 3.要求主轴在整个范围内均能提供切削所需功率，并尽可能在全速度范围内提供主轴 电动机的最大功率，即恒功率范围要宽； 4.要求主轴在正、反向转动时均可进行自动加减速控制，即要求具有四象限驱动能力， 并且加减速时间短； 5.为满足加工中心自动换刀（ATC）以及某些加工工艺的需要，要求主轴具有高精

12、度 的准停控制； 6.在车削中心上，还要求主轴具有旋转进给轴（C 轴）的控制功能。 6.简述 CNC 装置硬件中大板式结构和功能模块结构的含义及特点？ 答：大板式结构含义由主电路板、位置控制板、PLC 板、图形控制板和电源单元等组成； 特点：主电路板是大印制电路板，其他电路是小印制电路板，他们插在打印制电路板上的 插槽内而共同构成数控装置。功能模块结构含义每个功能模块被做成尺寸相同的印制电路 板（称功能模块） ，相应功能模块的控制软件也模块化；特点：用户只要按需要选用各种控 制单元母板及所需功能模板，将各功能模块插入控制单元模块的槽内，就搭成了自己所需 的数控装置。7.简述 CNC 装置硬件中

13、专用型结构和个人计算机结构的含义及特点？ 答：专用型结构含义由各制造厂家专门设计和制造，布局合理，结构紧凑，专用性强；特 点：硬件之间彼此不能交换和替代，没有通用性。个人计算机结构含义是以工业 PC 作为 CNC 装置的支撑平台，再由各数控机床制造厂根据数控的需要，插入自己的控制卡和数控 软件，构成相应的 CNC 装置；特点：与一般 PC 机完成兼容，且易于实现升级换代；抗干 扰和抗恶劣环境的能力强。 8.简述 CNC 装置中主要的连续信息流数控转换过程？ 答：数 滚 工 控 伺 珠 作 合 加-服-丝-台-格 工 . . . . . . . 系 杠 或 零 程 . . . . . . . 统

14、 副 刀 件 序 输 译 诊 刀 速 插 位 具入 码 断 补 度 补 置计 处 计 控算 理 算 制 9.简述 PLC 在一个扫描周期中完成的六个模块的处理过程？ 答：1.自诊断模块：包括软件系统的校验，硬件 RAM 的测试，CPU 的测试，总线的动态 测试等； 2.编程器处理模块：主要完成与编程器进行信息交换的扫描过程； 3.网络处理模块：主要完成与网络进行信息交换的扫描； 4.用户程序处理模块：PLC 中的 CPU 采用查询方式； 5.超时检查模块：是由 PLC 内部的看门狗定时器 WDT 来完成； 6.出错处理模块：自诊断出错或超时出错，就进行报警，出错显示，并作相应处理， 然后停止扫描过程。 10.简述 PLC 的显著特点？ 答：1.可靠性高； 2.编程简单； 3.灵活性好； 4.直接驱动负载能力强； 5.便于实现机电一体化； 6.利用其通信网络功能可实现计算机网络控制。 希