数控原理简答题

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1、 数控原理及应用数控原理及应用简答题题库简答题题库（共 60 题）兰州工业高等专科学校机械工程系1、何谓数控机床？它是由哪几部分组成？各部分作用是什么？ 数控机床是采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的机床。 数控机床由以下几部分组成： 一 程序编制及程序载体。（二）输入装置。（三）数控装置及强电控制 装置。（四）伺服驱动系统及位置检测装置。（五）机床的机械部件。 机床各部分的作用：（1）数控程序是数控机床自动加工零件的工作指令。 （2）输入装置是将程序载体上的数控代码变成相应的电脉冲信号，传送并存入 数控装置内。（3）数控装置是数控机床的核心，它接受输入装置送来的脉冲信 号，经过数控

2、装置的系统软件或逻辑电路进行编译、运算和逻辑处理后，输出 各种信号和指令控制机床的各个部分，进行规定的、有序的动作；强电控制装 置是接收数控装置输出的主运动变速、刀具选择交换、辅助装置动作等指令信 号，经必要的翻译、逻辑判断、功率放大后直接驱动相应的电器、液压、气动 和机械部件，以完成指令所规定的动作。（4）伺服驱动系统及位置检测装置， 它是根据数控装置发来的速度和位移指令控制执行部件的进给速度、方向和位 移。在半闭环和闭环伺服驱动系统中，还得使用位置检测装置，间接或直接测 量执行部件的实际进给位移反馈到运动系统中。（5）数控机床机械部件与普通 机床相似，但传动结构要求要为简单，在精度、刚度、

3、抗震性等方面要求更高， 而且其传动和变速系统要便于实现自动化控制。2、NC 与 CNC 的区别是什么？ NC 为硬线数控装置，她的输入处理、插补运算和控制功能，都由专用的固定组 合逻辑电路来实现，不同功能的机床，其组合逻辑电路也不同。改变或增减控 制、运算功能时，需要改变数控装置的硬件电路。因此通用性、灵活性差，制 造周期长，成本高；CNC 为软线数控装置。这种数控装置的硬件电路是由小型 或微型计算机再加上通用或专用的大规模集成电路制成，数控机床的主要功能 几乎全部由系统软件来实现，而修改或增减系统功能时，也不需变动硬件电路， 只需改变系统软件。因此，具有较高的灵活行，同时由于硬件电路基本上是

4、通 用的，这就有利于大量生产，提高质量和可靠行，缩短制造周期和降低成本。3、数控机床有哪几种分类方法？各有什么特点？数控机床有以下三种分类方法：一、按数控机床的加工功能不同分为（1） 点位和直线控制数控机床。（2）轮廓控制数控机床。二、按所用进给伺服系统 不同分为：（1）开环数控机床。（2）闭环数控机床。（3）半闭环数控机床。 三、按所用数控装置的构成方式不同分为（1）硬线数控机床。（2）计算机数 控机床。第一类型可使用户认识和了解数控机床的加工功能。第二种是了解数 控机床的加工精度。第三种使拥护了解数控机床的系统功能和工作原理。4、何谓点位控制、直线控制、轮廓控制？三者有何区别？点位控制是能

5、在加工平面内，控制刀具相对于工件的定位点的坐标位置， 而对定位移动的轨迹并无要求，因为在定位移动过程中是 进行切削加工的。直 线控制是能控制刀具或工件以适当的进给速度，沿平行于坐标轴的方向进行直 线移动和加工，或者控制两个坐标轴以同样的速度运动，沿 45 度斜线进行切削 加工。轮廓控制的机床有几个进给坐标轴，数控装置能够同时控制 25 个坐标 轴，使刀具和工件按平面直线、曲线和空间曲面轮廓的规律进行相对运动，加 工出形状复杂的零件。点位控制用于准确定位相应的点，直线控制只有两个坐 标轴，用于加工台阶轴，轮廓控制它能进行多坐标联动的运算和控制，并有刀 具长度和刀具半径补偿功能，是功能最齐全的数控

6、机床。5、数控机床按伺服系统控制方式分为哪三类？各用在什么场合？ 按伺服系统控制方式分为开环数控机床、闭环数控机床和半闭环数控机床三 种。开环数控机床用于低转速大转矩加工精度不是和高的场合。闭环数控机床 用于加工精度高的场合。而半闭环的精度介于开环和闭环之间，用于加工精度 要求较高的场合。6、数控加工中心机床有何特点？在结构上与普通机床有何不同？数控加工中心的特点是数控系统能控制机床自动地更换刀具，连续地对工 件各加工表面自动进行钻削、扩孔、铰孔、镗孔、攻丝和铣削等多种工序的加 工，工序高度集中。适用于加工凸轮、箱体、支架等复杂型面的加工。数控加 工中心有人机对话的操作面板，带有刀库和自动换刀

7、的装置。有自动对刀装置， 只需在操作面板种输入程序就可以实现连续加工。而普通机床没有这些。7、数控机床的发展势趋主要有哪些？发展是趋势有：一、数控系统的发展趋向于柔性化、智能化、网络化、通用 性、适应性和扩展性强。二、数控系统性能的发展。趋向于自适应、模糊控制、 神经网络、自动编程和故障诊断。三、数控机床的发展。趋向于模块化、智能 化、集成化和开放性的发展8、如何提高数控机床的精度、速度和可靠性？在数控机床安装位置检测装置，检测位移量，并发出反馈信号与数控装置发 出的指令信号相比较，经放大后控制执行元件，消除偏差直至为零。这样可以 提高机床的加工精度。使用交流调速电动机和速度检测装置可以提高数

8、控机床 的速度。交流电动机的调速范围宽，负载特性硬，动态响应快。速度检测装置 可以随时对机床的速度进行检测。提高机床的结构刚度，提高机床的抗振性， 提高低速进给运动的平稳性和运动进度，减少动、静摩擦系数，减少机床的热 变形还有合理的总体布局可提高数控机床的可靠性。9、什么是适应控制？适应控制与闭环控制有什么区别？适应控制是在切削过程中，可以随时实测某些状态参数（如切削力、功率、 主轴变为、热变行等）并根据预定的评价指标（如最大生产率、最低加工成本、 最好加工质量）或约束条件（如恒切削力、恒切削速度、恒切削功率等），及 时自动修正参数，使切削过程达到最佳状态，以获得最优的切削效益。适应控 制机床

9、除了闭环控制所具有的位置和速度反馈回路以外，还增加了适应控制反 馈回路。当切削过程的状态参数发生变化是，用传感器随时检测这些参数的数 值并经转换，在适应控制单元中与给定的评价指标或约束条件进行判别比较， 然后给机床的数控装置输出校正信号，对系统的输入参数进行修正，从而使切 削过程向预定的指标和条件转变，以达到最佳状态。10、什么是 FMC、FMS、CIMS？他们各有什么特点？FMC 是柔性制造单元。其特点是有较完善的自动检测和自动监控功能。柔 性制造单元自成体系，占地面积小，成本低而且功能完善，加工适应范围广， 可做为独立设备使用。 FMS 是柔性制造系统。其特点是（1）、具有多台制造设备，不

10、限于切削加 工还可以是电加工、激光加工、热处理以及装配、检验等；或者是上述多种加 工的综合。（2）、系统由一个物料运输系统将所有设备连接起来，可以进行没有固定加工顺序和无节拍的随机自动制造。（3）、由计算机进行高度自动的多 级控制与管理，对一定范围的多品种、中小批量的零部件进行制造。 CIMS 是计算机集成制造系统。其特点是实现了机器的智能化、脑力劳动 自动化、更高效益、更高柔性的智能化生产。是当今自动化制造技术发展的最 高阶段。11、什么叫插补？目前应用较多的插补算法有哪些？插补是数控系统根据输入的基本数据，通过计算，将工件轮廓的形状描述 出来，边计算边根据计算结果向各坐标发出进给指令。目前

11、应用较多的插补计 算法有逐点比较插补计算法、数字积分插补计算法、时间分割插补计算法、和 样条插补计算。 12、试述逐点比较法插补的四个节拍， 逐点比较插补计算法，即每走一不都要和给顶轨迹上的坐标值进行一次比 较，视该点在给定轨迹的上方或下方或在给定轨迹的里面或外面，从而决定下 一不的进给方向，使之趋近加工的轨迹。四节拍可概括为（1）偏差判别。 （2）坐标进给。（3）新偏差计算。（4）终点判别。假设直线上有一坐标点 (Xm,Ym)和终点坐标(Xe,Ye)偏差判别 Fm。插补开始从起点出发，当 Fm0 时， 应沿 +X 方向走；当 Fm0 时，则应沿+Y 方向走一不；当两个方向的步数和终 点坐标(

12、Xe,Ye)值相等时，发出终点到达信号，停止插补。 13、位置检测误差补偿的基本原理是什么？位置检测装置误差补偿的基本原理是，数控装置将位移指令与位置检测装 置测得的实际位置反馈信号随时进行比较，获得新的运动控制信号，使运动部 件向着消除偏差的方向运动，直至偏差为零。 14、如何实现齿隙、螺距间隙的调整？ 实现齿轮间隙调整法有：一、刚性调整法。（1）偏心轴调整法。（2）轴向垫 片调整法。二、柔性调整法。（1）轴向压簧调整法。（2）周向弹簧调整法。 螺距间隙调整法有：（1）垫片调整 15、CNC 系统主要由哪几部分组成？CNC 装置主要由哪几部分组成？.答： 计算机数控装置主要由计算机系统，位置

13、控制板，PLC 接口板，通信 接口板，扩展功能模块，控制软件块组成。16、试述 CNC 工作过程。答：CNC 的工作过程由输入的零件加工程序或操作命令进行相应的处理， 然后输出控制命令到相应的执行部件，完成零件的加工。 17、单微处理器结构的 CNC 装置与多微处理器结构的 CNC 装置有何区别？答：它们区别是单微处理器有结构简单，性能可靠，适用于机床功能要求 多，精度要求较高的数控机床；而多微处理器有功能多，性能高，精度高，结 构复杂，适用于加工中心等较复杂的数控机床。 18、多微处理器结构的 CNC 装置有哪些基本功能模块？答：CNC 装置功能模块有：（1）输入数据处理程序（2）插补计算程

14、序 （3）速度控制程序（4）管理程序（5）诊断程序。 19、CNC 装置的软件结构可分为哪两类？各有何特点？答：前后台结构：结构简单、精度低、设计困难。 多重中断结构：响应机床中断请求快，适合机床工作需要。 功能模块结构：多功能模块可独立工作又能相互通讯协调，适合多轴高 精度、高速、高效工作机床。 20、中断型结构的软件中，各中断服务程序的优先级是如何安排的？ 答：按中断服务的高、中、低级次序先后响应。 22、CNC 装置常用的输入输出设备有哪些？答：CNC 装置常用的输入设备有键盘，磁盘和磁盘驱动器等；输出设备有显 示器，驱动装置，磁盘和磁盘驱动器。 23、CNC 装置常用的通信接口有哪些？

15、答：CNC 装置常用的通信接口有（1）串行通信；（2）自动控制专用接口； （3）网络技术； 24、什么是内装型 PLC？什么是独立型 PLC？它们各有何特点？ 答：内装型 PLC 与数控装置结合在一起，其结构简单，成本低；独立型（外装 型）PLC 与数控装置分离，通过讯方式相联，并可带有扩展单元，使数控系统 功能更强大。结构相对复杂，成本高。 25、常用的开关量输入输出模块有哪几种？ 答：键盘输入模块、控制面板输入模块、刀具选择更换模块、工件装夹模块、 冷却液开停模块、行程开关等模块。 26、常用的 PLC 编程方式有哪几种？各有何特点？ 答：助记符语句表：便于理解、分析。梯形图：直观明了。流

16、程图：简单，便 于原理分析。 27、数控机床对进给伺服系统的要求是什么？ 答：传动精度高；驱动力矩大；低速运动平稳性好，无爬行现象。 28、直流电动机调速方式有哪几种？ 答：调节输入端电压；转子回路串电阻；改变励磁磁通量；调节电源频率。 29、交流电动机调速方式有哪几种？ 答：调节输入端电压；转子回路串电阻；调节电源频率。改变定子绕组极对数；30、闭环控制的基本特征是什么？ 答：位置检测传感器接在机床执行动作的运动部件上；运动部件的运动精度高。31、主轴直流电动机采用什么调速方式？ 答：晶闸管调速；调脉冲宽度调速。 32、主轴直流电动机控制单元如何实现调压调速与弱磁调速的自动转换？ 答：主轴转速是电动机驱动电路根据转速指令电压信号变化来自动转换。 33、感应同步器的结构如何？为什么它的定尺绕组的输出电势是位移 X 的函数？答：感应同步器由固定绕组（定尺）和滑动绕组（滑尺）组成。两种绕组都有 两正弦、余弦绕组组成，滑尺上正弦、余弦绕组在空间相隔 1/4 节距。滑尺相 对定尺运动时，在定尺上感应出电动势，电动势的大小随滑尺的运动而改变，