第1章
1．数控（NC）和计算机数控（CNC）的联系和区别是什么？
答：数字控制（NC）简称数控，是指用数字化信号对控制对象进行控制的方法也称数控技术。我们把以计算机系统作为数控装置构成的数控系统称为计算机数控系统（CNC）。CNC系统的数字处理功能主要由软件实现，因而十分灵活，并可以处理数字逻辑电路难以处理的复杂信息，使数控系统的功能大大提高。
2．数控机床由哪几部分组成，各组成部分的功能是什么？
答：（1）程序介质：用于记载机床加工零件的全部信息。
（2）数控装置：控制机床运动的中枢系统，它的基本任务是接受程序介质带来的信息，按照规定的控制算法进行插补运算，把它们转换为伺服系统能够接受的指令信号，然后将结果由输出装置送到各坐标的伺服系统。
（3）伺服系统：是数控系统的执行元件，它的基本功能是接受数控装置发来的指令脉冲信号，控制机床执行元件的进给速度、方向和位移量，以完成零件的自动加工。
（4）机床主体（主机）：包括机床的主运动、进给运动部件。执行部件和基础部件。
3．简述闭环数控系统的控制原理，它与开环数控系统有什么区别？
答：控制原理：闭环控制数控机床是在机床移动部件上直接安装直线位移检测装置，直接对工作台的实际位移进行检测，将检测量到的实际位移值反馈到数控装置中，与输入的指令位移值进行比较，用差值对机床进行控制，使移动部件按照实际需要的位移量运动，最终实现移动部件的精确运动和定位。
区别：闭环控制系统有反馈装置，而开环没有。
4．选择数控机床的时候应该考虑哪几方面的问题？
答：(1)机床的类别(车、铣、加工中心等)、规格(行程范围)、性能(加工材料)。(2)数控机床的主轴功率、扭矩、转速范围，刀具以及刀具系统的配置情况。(3)数控机床的定位精度和重复定位精度。(4)零件的定位基准和装夹方式。(5)机床坐标系和坐标轴的联动情况。(6)控制系统的刀具参数设置，包括机床的对刀、刀具补偿以及ATC等相关的功能。
5．数控技术的发展趋势表现在哪几个方面？
答：高速高精度、智能化、开放式数控系统、网络数控技术、提高数控系统的可靠性、实现数控装备的复合化、CAD/CAM/CNC一体化，实现数字化制造。
6．数控技术在制造自动化系统中的地位和作用？
答：数控技术和制造自动化技术是密不可分的。
7．开放式数控系统基本概念。
答：开放式数控系统是软硬件实现模块化、可重构、可扩充的自动化制造系统。
第2章
1、数控编程过程中要做哪些工作？
答：1．确定加工方案: 选择能够实现该方案的适当的机床、刀具、夹具和装夹方法。
2.??工艺处理: 工艺处理包括选择对刀点，确定加工路线和切削用量。
3. 数学处理: 根据图纸数据求出编程所需的数据(每一程序段的终点坐标)。
4. 编写程序清单
5. 制备介质和程序检验
2、什么是机器坐标系、编程坐标系，各有什么用途？
答：机器坐标系：为了使编出的程序在不同厂家生产的同类机床上有互换性，必须统一规定数控机床的坐标方向。
右手坐标系，X,Y,Z,A,B,C； X’,Y’,Z’,A’,B’,C’
Z为平行与机床主轴，离开工件为正；
X为水平，平行工件装夹面，平行主切削方向；
编程坐标系：编程时一般选择工件上的某一点为程序的原点（0），并以这点作为坐标系的原点，建立的新坐标系。
3、卧式车床CA6140和带立铣头的铣床X62W的机器坐标系是如何设定的？
答：
4、怎样设定编程坐标系？
答：编程时一般选择工件上的某一点为程序的原点（0），并以这点作为坐标系的原点，建立的新坐标系。
5、什么是绝对坐标和增量坐标？
答：绝对坐标是以当前坐标系的原点为基准的坐标值，而增量坐标是以上一个程序终点为基准的坐标值。
6、直线和圆弧插补指令的意义和用法。
答：直线插补指令G01，该指令用于产生直线运动，命令刀具以程序指定的进给速度，从当前位置开始，沿直线轨迹移动到目标位置。使用方法GX-Y-F-.
圆弧插补指令G02、G03，该指令命令刀具在指定坐标平面内，以程序指定的进给速度，沿圆弧轨迹进给到终点位置。G02为顺时针圆弧插补指令，G03为逆时针圆弧插补指令。使用方法：G02(G03)X-Y-I-J-F-.
7、刀补指令有哪几种，其含义是什么？
答：刀具半径补偿指令G40、G41、G42：编程时，不需要计算刀具中心的轨迹，只需要按零件轮廓编程，在程序中加入刀具半径补偿指令，并在控制面板上利用刀具拨码盘或键盘输入刀具半径值，数控装置便能自动地计算出刀具中心轨迹，并控制刀具，按照刀具中心轨迹运动。刀具磨损或重磨后，半径变小，只需输入改变后的刀具半径，而不必修改加工程序。G41表示左刀补，G42表示右刀补，G40表示撤销刀补功能。
刀具长度补偿指令G43、G44:用于补偿刀具长度的变化，具体的补偿方法是在程序执行过程中，在刀具轴线方向加上或减去一个补偿值。
8、固定循环编程有何意义？
答：简化编程工作。P33
9、编写图2-61所示零件的钻孔加工数控加工程序。
答：N010 G92 X0 Y0 Z0
N020 G91 G00
N030 G43 T11
N040 S600 M03 M07
N050 G01 F10000
N060 G00
N070 G00
N080 G01
N090 G00
N100 G00
N110 G01
N120 G00
N130 G00
N140 G01
N150 G00
N160 G90 G00 X0 Y0 Z0 MO5 T11 M09
N170 G91 G00 S600 M03 T22 M07
N180 G00 F1000
N190 G01
N200 G00
N210 G00
N220 G01
N230 G00
N240 G00
N250 G01
N260 G00
N270 G00
N280 G01
N290 G00
N300 G00
N310 G01
N320 G00
N330 G90 G00 X0 Y0 Z0 T20
N340 M05 M09
N350 M02
10、编写图2-52所示零件的车削加工数控加工程序。
答：（1）N010 G92
N020 G91 G00 S630 M03 T11 M08
N030 G01
N040 G00
N050 G18 G03
N060 G90 G00 T10
N070 M05 M02
(2)N010 G92
N020 G90 G00 S630 M03 T11 M08
N030 G91 G01
N040 G00
N050 G01
N060 G18 G02
N070 G90 G00 T10
N080 M05 M02
(3)NO10 G92 S630 M03 T11 M08
N020 G91 G18 G03
N030 G90 G00 T10
N040 M05 M02
11、编写图2-63所示零件的轮廓铣削加工数控加工程序。
答：(1)N010 G92 X0 Y0 Z0
N020 G90 G00 S440 M03 T06 H03
N030 G91 G01 F100
N040 G17 G02 X-30 Y-30
N050 G01
N060
N070
N080 G17 G03
N090 G90 G00 G40
N100 M05 M09
N110 M02
(2)N010 G92 X0 Y0 Z0
N020 G90 G00 S440 M03 T06 H03
N030 G91 G01 F100
N040 G17 G02
N050 G01
N060
N070 G17 G03 I-400
N080 G01
N090 G90 G00 G40
N100 M05 M09
N110 M02
12、车削加工零件编程有哪些特点？
答：坐标的取法及坐标指令、刀具补偿、车削固定循环功能。
13、数控语言编程的基本过程。
答：第一阶段：编写零件源程序—用指定的数控语言描述工件的形状尺寸、加工中刀具与
工件的相对运动、切削用量，冷却条件以及其它工艺参数。第二阶段：包括译码和数学处理两个过程—第二阶段的作用是对零件源程序进行分析处理生成刀位数据。第三阶段：后处理—生成能被具体的数控机床接受的数控代码。
14、APT语言怎样确定刀具的位置？
答：P51
15、自动编程系统中后处理的意义和做法。
答：P53
16、数控编程过程中的加工仿真有何意义？仿真过程中主要解决哪些问题？
略
第3章
1.试述CNC装置是的工作过程。
答：1）输入：
输入内容——零件程序、控制参数和补偿数据。
输入方式——穿孔纸带阅读输入、磁盘输入、光盘输入、手健盘输入，通讯接口输入及连接上级计算机的DNC接口输入
2）译码：以一个程序段为单位，根据一定的语法规则解释、翻译成计算机能够识别的数据形式，并以一定的数据格式存放在指定的内存专用区内。
3）数据处理：包括刀具补偿，速度计算以及辅助功能的处理等。
4）插补：插补的任务是通过插补计算程序在一条曲线的已知起点和终点之间进行“数据点的密化工作”。
5）位置控制：在每个采样周期内，将插补计算出的理论位置与实际反馈位置相比较，用其差值去控制进给伺服电机。
6）I/O处理：处理CNC装置与机床之间的强电信号输入、输出和控制。
7）显示：零件程序、参数、刀具位置、机床状态等。
8）诊断：检查一切不正常的程序、操作和其他错误状态。
2.何谓插补？
答：插补的任务是通过插补计算程序在一条曲线的已知起点和终点之间进行“数据点的密化工作”。
3.基准脉冲插补中，已知插补运算的时间为80 s，当系统脉冲当量为脉冲，求最高进给速度。
解：V=×60×103-/(80×106-)=min
4.目前应用的插补方法分为哪几类？各有何特点？
答：(1) 基准脉冲插补:基准脉冲插补又称脉冲增量插补，这类插补算法是以脉冲形式输出，每插补运算一次，最多给每一轴一个进给脉冲。把每次插补运算产生的指令脉冲输出到伺服系统，以驱动工作台运动，每发出一个脉冲，工作台移动一个基本长度单位，也叫脉冲当量，脉冲当量是脉冲分配的基本单位。
*常用方法：逐点比较法；数字积分法
(2) 数据采样插补:数据采样插补又称时间增量插补，这类算法插补结果输出的不是脉冲，而是标准二进制数。根据程编进给速度，把轮廓曲线按插补周期将其分割为一系列微小直线段，然后将这些微小直线段对应的位置增量数据进行输出，以控制伺服系统实现坐标轴的进给。
*常用方法：直线函数法；扩展DDA数据采样法
5.用逐点比较法加工第一象限直线，起点O（0，0），终点C（5， 3），写出插补过程，并绘出插补轨迹。
解：∑=5+3=8
序号偏差判别坐标进给偏差计算终点判别
起点 F0=0 ∑=8
1 F0=0 +X F1=F0-Y1=-3 7
2 F1<0 +Y F2=F1+X1=2 6
3 F2>0 +X F3=F2-Y1=-1 5
4 F3<0 +Y F4=F3+X1=4 4
5 F4>0 +X F5=F4-Y1=1 3
6 F5>0 +X F6=F5-Y1=-2 2
7 F6<0 +Y F7=F6+X1=3 1
8 F7>0 +X F8=F7-Y1=0 0
图略
6.加工圆心在坐标原点，半径为5的一段逆圆弧CD，起点C（-4，3），终点D（4，3），试用逐点比较法进行圆弧插补，写出插补过程，并绘出插补轨迹。
解：∑=28
序号偏差判别坐标进给偏差计算坐标计算终点判别起点 F0=0 X0=-4 Y0=3 ∑=28
1 F0=0 -Y F1=F0-2Y0+1= -5 X1=-4 Y1=
2 27
2 F1<0 -X F2=F1-2X1+1=4 X2=-5 Y2=2 26
3 F2>0 -Y F3=F2-2Y2+1=1 X3=-5 Y3=1 25
4 F3>0 -Y F4=F3-2Y3+1=0 X4=-
5 Y4=0 24
5 F4=0 +X F5=F4+2X4+1=-9 X5=-4 Y5=0 23
6 F5<0 -Y F6=F5-2Y5+1=-8 X6=-4 Y6=-1 22
7 F6>0 -Y F7=F6-2Y6+1=-5 X7=-4 Y7=-2 21
8 F7>0 -Y F8=F7-2Y7+1=0 X8=-4 Y8=-3 20
9 F8=0 +X F9=F8+2X8+1=-7 X9=-3 Y9=-3 19
10 F9<0 -Y F10=F9-2Y9+1=0 X10=-3 Y10=-4 18
11 F10=0 +X F11=F10+2X10+1=-5 X11=-2 Y11=-4 17
12 F11<0 -Y F12=F11-2Y11+1=4 X12=-2 Y12=-5 16
13 F12>0 +X F13=F12+2X12+1=1 X13=-1 Y13=-5 15
14 F13>0 +X F14=F13+2X13+1=0 X14=0 Y14=-5 14
15 F14=0 +Y F15=F14+2Y14+1=--9 X15=0 Y15=-4 13
16 F15<0 +X F16=F15+2X15+1=-8 X16=1 Y16=-4 12
17 F16<0 +X F17=F16+2X16+1=-5 X17=2 Y17=-4 11
18 F17<0 +X F18=F17+2X17+1=0 X18=3 Y18=-4 10
19 F18=0 +Y F19=F18+2Y18+1=-7 X19=3 Y19=-3 9
20 F19<0 +X F20=F19+2X19+1=0 X20=4 Y20=-3 8
21 F20=0 +Y F21=F20+2Y20+1=-5 X21=4 Y21=-2 7
22 F21<0 +X F22=F21+2X21+1=4 X22=5 Y22=-2 6
23 F22>0 +Y F23=F22+2Y22+1= 1 X23=5 Y23=-1 5
24 F23<0 +Y F24=F23+2Y23+1=0 X24=5 Y24=0 4
25 F24=0 -X F25=F24-2X24+1=-9 X25=4 Y25=0 3
26 F25<0 +Y F26=F25+2Y25+1=-8 X26=4 Y26=1 2
27 F26<0 +Y F27=F26+2Y26+1=-5 X27=4 Y27=2 1
28 F27<0 +Y F28=F27+2Y27+1=0 X28=4 Y28=3 0
图略
7.设有第一象限的直线OE，如图起点为O（0，0），终点为E(5，6)，累加器与寄存器的位数为三位，请用DDA法对其进行插补，写出插补过程，并绘出插补轨迹。
解：最大允许寄存数值为7
累加次数 X积分器 Y积分器终点计数器 Jvx Jrx ?X Jvy Jrx ?Y Je
0 5 0 6 0 0
1 5 0+5 6 0+6 1
2 5 5+5=8+2 1 6 6+6=8+4 1 2
3 5 2+5+7 6 4+6=8+2 1 3
4 5 7+5=8+4 1 6 6+2=8 1 4
5 5 4+5=8+1 1
6 0+6 5
6 5 5+1 6 6+6=8+4 1 6
7 5 5+6=8+3 1 6 6+4+8+2 1 7
8 5 3+5=8 1 6 6+2=8 1 8图略
8、DDA插补时合成进给速度V与脉冲源速度V g有何关系？说明了什么。
答;V=V g L/M
说明：合成进给速度V与脉冲源速度V g和被插补直线长度L乘积成正比，与累加次数成反比。
9、DDA插补稳速控制的措施有哪些？
答：左移规格化、按进给速率数FRN编程、提高插补精度的措施。
10、以直线函数法直线插补为例，说明数据采样插补原理。
答：P85
11、直线函数法圆弧插补的特点是什么？
答：直线函数法，用弧线逼近圆弧，因此插补误差主要为半径的绝对误差。因插补周期是固定的，该误差取决于进给速度与圆弧半径，当加工的圆弧半径确定后，为了使径向绝对误差不超过允许值，对进给速度有个限制。
12、说明扩展DDA数据采样插补原理。
答：答：是利用数字积分的方法，当两个积分器根据插补时钟进行同步累加时，溢出脉冲分别控制相应坐标轴运动，根据插补循环数是否等于2n或坐标进给步数判断插补是否完成。
13、何谓刀具半径补偿? 它在零件加工中的主要用途有哪些?
答：数控机床在加工过程中，它所控制的是刀具中心的轨迹，为了方便起见，用户总是按零件轮廓编制加工程序，因而为了加工所需的零件轮廓，在进行内轮廓加工时，刀具中心必须向零件的内侧偏移一个刀具半径值；在进行外轮廓加工时，刀具中心必须向零件的外侧偏移一个刀具半径值。
作用：1.可以简化程序 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
14、为什么要控制数控机床的进给速度？
答：（1）影响加工零件的表面粗糙度和精度，而且与刀具和机床的寿命和生产效率密切相关；（2）对不同材料的加工，需根据切削速度、背刀吃量、表面粗糙度和精度的要求，选择合适进给速度；（3）为了防止产生冲击、失步、超程或震荡等，保证运动平稳和准确定位，数控系统需要对机床的进给运动速度进行加减速控制。
15、何谓前加减速控制和后加减速控制，各有何优缺点？
答：前加减速控制原理：插补前沿轨迹方向对速度进行加减速控制。优点：仅对合成速度F 进行控制，不会造成额外的轨迹误差；不影响插实际插补输出的精度
后加减速控制原理：插补后根据各轴到终点的坐标方向上的差值，对速度进行加减速控制。优点：对各运动轴分别进行加减速控制，不需要专门预测减速点，而在插补输出为0时开始减速，并通过一定的时间延迟逐渐靠近程序段的终点。
16、在CNC装置中，为何对进给电动机进行加减速控制，常用的控制算法有哪些？请简要说明。
答：为了在机床启动、停止、轨迹转折、速度变化处保证平滑过渡，必须使机床按给定平滑规律进行加减速控制。常用控制算法:前加减速控制、后加减速控制。
第4章
1、试用框图说明CNC装置的组成原理，并解释各部分的作用。
答：由硬件和软件组成。硬件结构中，中央处理器单元CPU实施对整个系统的运算控制和管理。存储器用于储存系统软件和零件加工程序，以及运算的中间结果等，输入、输出接口用来交换数控装置和外部的信息，MDI/CRT接口完成手动数据输入和将信息显示在CRT上，位置控制部分包括对主轴驱动的控制，通过伺服系统提供功率、扭矩的输出，还包括对进给坐标的控制。软件结构中包括管理软件和控制软件两大类。管理软件由零件程序的输入、输出程序，显示程序和诊断程序等组成。控制软件由译码程序，刀具补偿计算程序，速度控制程序，插补运算程序和位置控制程序等组成。
2、CNC装置分为哪几种类型？每种类型有什么特点？
答：单片机数控装置、单CPU数控装置、多CPU数控装置、基于PC的数控装置。
3、说明数控装置中的接口的功能，常用的接口有哪几种？
答：接口的任务（1）进行电平和功率放大。(2)将数控装置和机床之间的信号在电气上加以隔离。(3)数/模（D/A）或模/数（A/D）转换电路。（4）消除畸变。
常用的接口：（1）直流模拟信号接口（2）直流数字信号接口（3）数控装置的通信接口
4、什么是数控系统的软硬件界面？怎样划分软硬件界面？
略
5、CNC软件系统有哪些特殊要求，系统中采用哪些技术来满足其特殊要求？
略
6、试说明CNC装置的工作过程。
答：输入、译码、数据处理、插补、位置控制、管理程序。
7、可编程控制器（PLC）的作用是什么，和继电器逻辑控制（RLC）有什么区别？
答：PLC是由计算机简化而来的，为了适应顺序控制的要求，PLC省去了计算机的一些数字运算功能，强化了逻辑运算功能，是一种介于继电器控制和计算机控制之间的自动控制装置。 PLC的最大特点是，其输入输出量之间的逻辑关系是由软件决定的，因此改变控制逻辑时，只要修改控制程序即可，是一种柔性的逻辑控制装置。另外PLC能够控制的开关量数量要比RLC多，能实现复杂的控制逻辑。由于减少了硬件线路，控制系统的可靠性大大提高。
8、PLC的编程方法有哪些，它们各自的优缺点有哪些？
答：（1）梯形图编程：一种图形编程方法，由于用了电路元件符号来表示控制任务，与传统的继电器电路图很相似，因此梯形图很直观，易于理解。语句表：这种编程方法紧凑、系统化，但比较抽象，有时先用梯形图表达，然后写成相应的指令语句再用编程器上的指令和功能键输入到PLC中。
9、简述PLC的工作原理和程序执行过程。
答：输入/输出状态采集
解算梯形图
扫描I/O口，更新输出状态
扫描编程器
更新显示
强行I/O操作
第5章
1.数控机床对位置检测装置的要求有哪些？
答：要求：（1）?工作可靠，抗干扰能力强；（2）?满足精度和速度的要求；（3）易于安装，维护方便，适应机床工作环境；?成本低。
2.位置检测装置可按哪些方式分类？
答：直接测量和间接测量、数字式测量和模拟式测量、增量式测量和绝对式测量
3.位置检测装置在数控机床控制中起什么作用?
答：位置检测装置是数控机床的重要组成部分。在闭环、半闭环控制系统中，它的主要作用是检测位移和速度，并发出反馈信号，构成闭环或半闭环控制。
4.分析感应同步器与旋转变压器的结构特点。
答：感应同步器：按其结构特点一般分为直线式和旋转式两种：直线式感应同步器由定尺和滑尺组成，用于直线位移测量。旋转式感应同步器由转子和定子组成，用于角位移测量。旋转变压器：输出电压信号与转子转角成一定函数关系的控制微电机, 旋转变压器是一种角位移测量装置，由定子和转子组成。旋转变压器的工作原理与普通变压器基本相似，其中定子绕组作为变压器的一次侧，接受励磁电压。转子绕组作为变压器的二次侧，通过电磁耦合得到感应电压，只是其输出电压大小与转子位置有关。
5.叙述鉴相方式和鉴幅方式工作的感应同步器的工作原理。
答：P149\P151
6.试述光电式增量脉冲编码器的工作原理。
答：P143
7.数控车床车削螺纹时与主轴同步回转的脉冲编码器有何作用？
答：P143
8.试述光栅检测装置的工作原理。
答：当指示光栅上的线纹与标尺光栅上的线纹成一小角度放置时，两光栅尺上线纹互相交叉。在光源的照射下，交叉点附近的小区域内黑线重叠，形成黑色条纹，其它部分为明亮条纹，这种明暗相间的条纹称为莫尔条纹。莫尔条纹与光栅线纹几乎成垂直方向排列。严格地说，是与两片光栅线纹夹角的平分线相垂直。
9.光栅位移—数字变换电路包括哪些环节？
答：P139
10.在卧式数控加工中心上，用光栅检测装置测量工作台的位移，若采用100线/mm的光栅
和十倍频电路配合，可达到多高的分辨率？
解：
11.若光栅刻线密度为50线/mm，两块光栅线纹夹角为?，则莫尔条纹宽度为多少？
解：=
12.磁通响应型磁头有何特点？
略
13.应用在数控机床上的直线位移和角位移检测装置各有哪些？
略
第6章
1.进给伺服系统由哪几部分组成？
答：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2.进给伺服系统的作用是什么？
答：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。
3.对伺服系统的要求有哪些？
答：数控机床对伺服系统的基本要求：1、精度高 2、快速响应特性好 3、调速范围宽4、低速大转矩 5、稳定性好
4.试述开环控制步进式伺服系统的工作原理。
答：开环伺服系统是指不带位置反馈装置的控制方式。开环控制具有结构简单和价格低廉等优点。
5.步进电动机的主要性能指标有哪些？
答：（1）调运范围宽且有良好的稳定性，低速时的速度平稳性（2）电机应具有大的、较长时间的过载能力，以满足低速大转矩的要求（3）反应速度快，电机必须具有较小的转动惯量、较大的转矩、尽可能小的机电时间常数和很大的加速度(400rad / s2以上)。（4）能承受频繁的起动、制动和正反转。
6.步进电动机驱动线路由哪些部分组成？各部分有何功用？
答：驱动控制电路由环形分配器和功率放大器组成。环形分配器是用于控制步进电机的通电方式的，其作用是将数控装置送来的一系列指令脉冲按照一定的顺序和分配方式加到功率放大器上，控制各相绕组的通电、断电。功率放大器的作用是将环形分配器发出的电平信号放大至几安培到几十安培的电流送至步进电机各绕组，每一相绕组分别有一组功率放大电路。
7.某开环控制数控机床的横向进给传动结构为，步进电动机经齿轮减速后，带动滚珠丝杠
螺母，驱动工作台移动。已知横向进给脉冲当量为脉冲，齿轮减速比是，滚珠丝杠基本导程为6 mm，问三相步进电动机的步距角为多少？步进电动机转子有80个齿，应该采用怎样的通电方式，写出通电顺序。
解：步距角=360×××6= K=360/×80×3)=2
三相六拍步进电机 A AC C BC B BA A
8.如果步进电动机的负载转矩大于启动转矩，步进电动机还会转动吗？为什么？
答：不能，启动转矩为最大转矩。
9.试述交流伺服电动机的调速原理，实际应用是如何实现的?
答：交流伺服电动机的转速是由供电频率所决定的，调频即调速。方法：（1）恒转矩调速（2）
恒最大转矩调速（3）恒功率调速。
10.变频调速有哪几种控制方式？数控机床常用哪种？
答：（1）直流变交流（2）PWM直流变交流。常用（2）
11.交流感应电动机矢量控制的原理是什么？
答：在伺服系统中，直流伺服电机能获得优良的动态与静态性能，其根本原因是被控制只有电机磁通Ф和电枢电流Ia，且这两个量是独立的。此外，电磁转矩（Tm=KT Ф Ia）与磁通Ф和电枢电流Ia分别成正比关系。因此，控制简单，性能为线性。如果能够模拟直流电机，求出交流电机与之对应的磁场与电枢电流，分别而独立地加以控制，就会使交流电机具有与直流电机近似的优良特性。为此，必须将三相交变量（矢量）转换为与之等效的直流量（标量），建立起交流电机的等效模型，然后按直流电机的控制方法对其进行控制。
12.试述用正弦波控制，三角波调制的SPWM型变频器的工作原理。
答：SPWM脉宽调制波形，当正弦值为最大值时，脉冲的宽度也最大，而脉冲的间隔则最小。反之，当正弦值较小时，脉冲的宽度也小，而脉冲的间隔则较大，这样的电压脉冲系列可以使负载电流中的高次谐波成分大大减少。
13.如何选择步进电动机？
答：考虑：（1）调运范围宽且有良好的稳定性，低速时的速度平稳性（2）电机应具有大的、较长时间的过载能力，以满足低速大转矩的要求（3）反应速度快，电机必须具有较小的转动惯量、较大的转矩、尽可能小的机电时间常数和很大的加速度(400rad / s2以上)。（4）能承受频繁的起动、制动和正反转。
14.伺服电动机选择应注意哪些问题？
略
15.跟随误差对加工精度如何影响?
略
第7章
1、机床数控化改造的意义？
答：减少投资额，交货期短、力学性能稳定可靠，但结构受限、略
2、机床数控化改造的内容与步骤？
略
3、机械部分与电气部分改造的主要内容？
略
课程名称：_ _数控技术及其应用(上)___ 总分：_______________ 一、单项选择题（每1分，共20分） 1. 通常数控系统除了直线插补外，还有（ B ）。 （A）正弦插补（B）圆弧插补（C）抛物线插补（D）螺旋线插补2．数控加工中心与普通数控铣床、镗床的主要区别是（ D ）。 （A）一般具有三个数控轴（B）主要用于箱体类零件的加工（C）能完成铣、钻、镗、铰、攻丝等加工功能 （D）设置有刀库，在加工过程中由程序自动选择和更换 3．确定数控机床坐标系时假定（ A ）。 （A）刀具运动，工件相对静止（B）工件运动，刀具相对静止 （C）工件运动，工作台相对静止（D）刀具运动，工作台相对静止4．铣床程序单节“G00 G43 Z10. H05;”中H05的含义是（ C ）。（A）刀具长度补偿量是5mm（B）刀具半径补偿量是5mm （C）刀具长度补偿量存放位置（D）刀具半径补偿量存放位置 5．下列孔加工固定循环指令中不是钻孔循环的是（ D ）。 （A）G81 （B）G82 （C）G83 （D）G84 6．利用时间分割法进行插补运算时精度与进给速度和插补周期的关系（ C ） （A）速度越快、插补周期越长精度越高 （B）速度越慢、插补周期越短精度越高 （C）速度越快、插补周期越短精度越高 （D）速度越慢、插补周期越长精度越高 7．数控机床进给系统减少摩擦阻力和动静摩擦之差，是为了提高数控机床进给系统的（ B ）。 （A）传动精度（B）运动精度和刚度，减少爬行（C）快速响应性能和 运动精度（D）传动精度和刚度 8．步进电机的转速是通过改变电机的（ A ）而实现。 （A）脉冲频率(B) 脉冲速度 (C) 通电顺序 (D )脉冲个数 9．在铣削一个XY平面上的圆弧时，圆弧起点在（30，0），终点在（-30，0），圆弧圆心点坐标（0，-40），圆弧起点到终点的旋转方向为顺时针，则铣削圆弧的指令为（ D ）。 （A）G17 G90 G02 X30.0 Y0 R50.0 F50 （B）G17 G90 G02 X30.0 Y0 R-50.0 F50 （C）G17 G90 G02 X-30.0 Y0 R50.0 F50 (D）G17 G90 G02 X-30.0 Y0 R-50.0 F50 10. 数控机床的回零指的是直线坐标轴回到（ A ） （A）机床坐标系的原点（B）工件坐标系的原点（C）局部坐标系的原点（D）工作台的特定点，此点位置由用户自己设定 11. 数控铣床一般采用半闭环控制方式，它的位置检测器是（ B ）。 (A)光栅尺 (B)脉冲编码器 (C)感应同步器 (D)旋转变压器 12. 下列叙述错误的是（ C ）。 （A）旋转变压器属于间接测量位置检测装置 （B）直线感应同步器属于直接测量位置检测装置 （C）光栅属于模拟式测量位置检测装置 （D）脉冲编码器属于增量检测装置 13. 通常数控机床按（ A ）进行译码与控制。 （A）机床坐标系（B）工件坐标系（C）局部坐标系 （D）具体由用户自己设定 14. 步进电机的步距角的大小不受（ C ）的影响。 （A）转子的齿数（B）定子通电相数（C）通电的频率（D）通电方式 15. 下列叙述错误的是（ B ）。 （A）逐点比较法插补属于脉冲增量插补 （B）数字积分法插补属于数字增量插补 （C）扩展数字积分法插补属于数字增量插补 （D）时间分割法插补属于数字增量插补 16.数控系统所规定的最小设定单位就是（ C ）。 （A）数控机床的运动精度（B）机床的加工精度（C）脉冲当量 得分评卷人
填空题 1、数控机床坐标系采用的是右手笛卡尔直角坐标系。 2、数控机床坐标系的正方向规定为增大刀刀具与工件距离的方向。 3、数控机床坐标系中Z轴的方向指的是与主轴平行的方向，其正方向是刀具远离工件的方向。 4、数控机床中旋转坐标有 A 轴、B 轴、C轴，其正方向的判断是用右手螺旋定则。 5、数控车床中X轴的方向是工件的径向，其正方向是远离工件的方向。 6、数控机床坐标系一般可分为机床坐标系和工件坐标系两大类。 7、数控机床坐标系按坐标值的读法不同可分为绝对坐标系和增量坐标系。 8、在绝对坐标系中所有刀具运动轨迹的坐标值都以坐标原点为计算基准，而增量坐标系中所有运动轨迹的坐标值都相对前一位置 进行计算的。 9、数控系统的插补是指根据给定的数学函数，在理想的轨迹和轮廓上的已知点之间进行数据密化处理的过程。 10、大多数数控系统都具有的插补功能有直线插补和圆弧插补。 11、插补的精度是以脉冲当量的数值来衡量的。 12、所谓脉冲当量是指数控装置发出一个脉冲信号机床执行部件的位移量。 13、数控机床插补过程中的四个节拍是：偏差差别、坐标进给、偏差计算、终点差别。 14、插补过程中终点判别的具体方法有：单向计数、双向计数、分别计数。 15、数控编程是从零件图样到获得数控机床所能识别的数控加工程序的全过程。 16、数控编程的步骤有工艺分析、数值计算、编写程序单、程序输入、程序检验和首件加工。 17、数控机床程序段的格式有固定程序段格式和可变程序段格式。 18、数控机床的编程方法有手动编程和自动编程。 19、以下指令的含义：G00快速点定位；G01直线插补；G02顺时针圆弧插补；G03逆时针圆弧插补。 20、准备功能G代码有模态代码和非模态代码两大类。 二、判断题 1、数控加工程序是由若干程序段组成，而且一般常采用可变程序进行编程。（√） 2、只需根据零件图样进行编程，而不必考虑是刀具运动还是工件运动。（×） 3、进给路线的确定一是要考虑加工精度，二是要实现最短的进给路线。（√） 4、刀位点是刀具上代表刀具在工件坐标系的一个点，对刀时，应使刀位点与对刀点重合。（√） 5、绝对值方式是指控制位置的坐标值均以机床某一固定点为原点来计算计数长度。（√） 6、增量值方式是指控制位置的坐标是以上一个控制点为原点的坐标值。（√） 7、编制程序时一般以机床坐标系作为编程依据。（×） 8、数控加工的插补过程，实际上是用微小的直线段来逼近曲线的过程。（√） 9、数控加工路线的选择，尽量使加工路线缩短，以减少程序段，又可减少空走刀时间。（√） 10、G代码可以分为模态G代码和非模态G代码。（√） 11、一个主程序中只能有一个子程序。（×） 12、数控铣床规定Z轴正方向为刀具接近工件方向。（×） 13、非模态G04代码只在本程序段有效。（√） 14、用G04指令可达到提高加工表面粗糙度精度的目的。（×） 15确定机床坐标系时，一般先确定X轴，然后确定Y轴，再根据右手定则法确定Z轴。（×） 16、数控铣加工中，进退刀位置应选在合适的位置，以保证加工质量。（√） 17、工作坐标系是编程时使用的坐标系，故又称为编程坐标系。（√） 18、数控机床坐标系是机床固有的坐标系，一般情况下不允许用户改动。（√） 19、机床参考点是数控机床上固有的机械原点，该点到机床坐标原点在进给坐标轴方向上的距离可以在机床出厂时设定。（√） 20、对于既有铣面，又有镗孔的工件，一般先铣面后镗孔。（√） 三、简答题
一、填空题（每空1分，共30分） 1、数控机床组成包括CNC数控系统和机床主体两大部分。 2、数控机床的类型按加工功能分为金属切削类、金属成型类、特种加工类和其他等几种类型。 3、所谓数控编程，一般指包括零件图样分析、工艺分析与设计、图形数学处理、编写并输入程序清单、程序校验的全部工作。 4、工艺指令包括准备功能指令（G指令）和辅助功能指令（M指令）两部分。 5、选择对刀点的原则：①在机床上容易找正，在加工中容易检查；②编程时便于数值计算；③对刀误差小。 6、数控铣床类型通常分为立式、卧式、立卧两用三种类型。 7、数控铣床开机步骤包括以下过程：①打开机床电源开关；②打开电脑；③进入C:\HCNC\N.bat 8、数控铣床程序模拟运行步骤包括以下过程：①工作方式选择开关在“自动”位置；②按下主菜单“自动加工”；③按下“选择程序”；④在对话框找到相关程序；⑤按下“机床锁住”键，按下“循环启动”键 9、G30 指令的功能是返回第二参考点。 10、电加工是利用电极间隙脉冲放电产生局部瞬间高温，对金属材料进行蚀除的一种加工方法。 11、数控电火花线切割机床的类型分为快走丝、慢走丝两种。 二、选择填空（每小题1.5分，共12分） 1、在数控加工程序中，用各种指令描述工艺过程中的各种操作和运动特性。 a) F、S b) G、M c) T、P 2、G91状态下，程序段中的尺寸数字为。 a) 半径值b) 绝对坐标值c) 增量坐标值 3、使刀具以点控制方式，从刀具所在点快速移动到目标点，而移动速度与程序段中的进给速度无关。 a) G00 b) G01 c) G28 4、在华中数控系统中，调用子程序指令是。 a) M08 b) M99 c) M98 5、数控机床的控制核心是。 a) 数控系统b) 专用软件c)CPU 6、FMS是指。 a）直接数控系统；b）自动化工厂； c）柔性制造系统；d）计算机集成制造系统。 7、编排数控加工工序时，为了提高精度，可采用。 a)精密专用夹具； b）一次装夹多工序集中； c)流水线作业法； d）工序分散加法。 8、加工中心与普通数控机床区别在于。 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。 1.(b) 2.(c) 3.(a) 4.(c) 5.(a) 6.(c) 7(b) 8(a) 三、判断题(对的打“√”，错的打“×”；每小题1分，共10分) 1、数控机床能加工传统机械加工方法不能加工的大型复杂零件。 2、数控机床的进给运动是由工作台带动工件运动来实现的。 3、数控加工编程时选择工件上的某一点作为程序原点，此原点为工件坐标系原点。 4、走刀路线是指数控加工过程中刀具相对于工件的运动轨迹和方向。 5、数控机床是按照事先编制好的零件数控加工程序自动地对工件进行加工的高效自动化设备。 6、模态指令也称续效指令，一经程序段中指定，便一直有效，直到以后程序段中出现同组另一指令(G指令)或被其它指令取消(M指令)时才失效。 7、数控机床坐标系可以随意改变。 8、借助于电子计算机编制数控加工程序的过程称为计算机辅助编程，习惯上称自动编程。 9、数控铣床执行G92指令时，x、y、z轴方向会移动。 10、G指令是用M和两位数值来表示。 1.(√) 2.( √) 3.( √) 4.( √) 5.( √) 6.( √) 7.(×) 8.( √) 9.( ×)10.( √) 四、请举例简要说明华中数控车床的对刀步骤及刀偏的设置方法。（8分）
第1章 1．数控（NC）和计算机数控（CNC）的联系和区别是什么 答：数字控制（NC）简称数控，是指用数字化信号对控制对象进行控制的方法也称数控技术。我们把以计算机系统作为数控装置构成的数控系统称为计算机数控系统（CNC）。CNC系统的数字处理功能主要由软件实现，因而十分灵活，并可以处理数字逻辑电路难以处理的复杂信息，使数控系统的功能大大提高。 2．数控机床由哪几部分组成，各组成部分的功能是什么 答：（1）程序介质：用于记载机床加工零件的全部信息。 （2）数控装置：控制机床运动的中枢系统，它的基本任务是接受程序介质带来的信息，按照规定的控制算法进行插补运算，把它们转换为伺服系统能够接受的指令信号，然后将结果由输出装置送到各坐标的伺服系统。 （3）伺服系统：是数控系统的执行元件，它的基本功能是接受数控装置发来的指令脉冲信号，控制机床执行元件的进给速度、方向和位移量，以完成零件的自动加工。 （4）机床主体（主机）：包括机床的主运动、进给运动部件。执行部件和基础部件。 3．简述闭环数控系统的控制原理，它与开环数控系统有什么区别 答：控制原理：闭环控制数控机床是在机床移动部件上直接安装直线位移检测装置，直接对工作台的实际位移进行检测，将检测量到的实际位移值反馈到数控装置中，与输入的指令位移值进行比较，用差值对机床进行控制，使移动部件按照实际需要的位移量运动，最终实现移动部件的精确运动和定位。 区别：闭环控制系统有反馈装置，而开环没有。 4．选择数控机床的时候应该考虑哪几方面的问题 答：(1)机床的类别(车、铣、加工中心等)、规格(行程范围)、性能(加工材料)。(2)数控机床的主轴功率、扭矩、转速范围，刀具以及刀具系统的配置情况。(3)数控机床的定位精度和重复定位精度。(4)零件的定位基准和装夹方式。(5)机床坐标系和坐标轴的联动情况。(6)控制系统的刀具参数设置，包括机床的对刀、刀具补偿以及ATC等相关的功能。 5．数控技术的发展趋势表现在哪几个方面 答：高速高精度、智能化、开放式数控系统、网络数控技术、提高数控系统的可靠性、实现数控装备的复合化、CAD/CAM/CNC一体化，实现数字化制造。 6．数控技术在制造自动化系统中的地位和作用 答：数控技术和制造自动化技术是密不可分的。 7．开放式数控系统基本概念。 答：开放式数控系统是软硬件实现模块化、可重构、可扩充的自动化制造系统。 第2章 1、数控编程过程中要做哪些工作 答：1．确定加工方案: 选择能够实现该方案的适当的机床、刀具、夹具和装夹方法。 2. 工艺处理: 工艺处理包括选择对刀点，确定加工路线和切削用量。 3. 数学处理: 根据图纸数据求出编程所需的数据(每一程序段的终点坐标)。 4. 编写程序清单 5. 制备介质和程序检验
填空题 1、数控机床坐标系采用的就是右手笛卡尔直角坐标系。 2、数控机床坐标系的正方向规定为增大刀刀具与工件距离的方向。 3、数控机床坐标系中Z轴的方向指的就是与主轴平行的方向,其正方向就是刀具远离工件的方向。 4、数控机床中旋转坐标有 A 轴、B 轴、 C 轴,其正方向的判断就是用右手螺旋定则。 5、数控车床中X轴的方向就是工件的径向,其正方向就是远离工件的方向。 6、数控机床坐标系一般可分为机床坐标系与工件坐标系两大类。 7、数控机床坐标系按坐标值的读法不同可分为绝对坐标系与增量坐标系。 8、在绝对坐标系中所有刀具运动轨迹的坐标值都以坐标原点为计算基准,而增量坐标系中所有运动轨迹的坐标值都相对前一位置 进行计算的。 9、数控系统的插补就是指根据给定的数学函数 ,在理想的轨迹与轮廓上的已知点之间进行数据密化处理的过程。 10、大多数数控系统都具有的插补功能有直线插补与圆弧插补。 11、插补的精度就是以脉冲当量的数值来衡量的。 12、所谓脉冲当量就是指数控装置发出一个脉冲信号机床执行部件的位移量。 13、数控机床插补过程中的四个节拍就是: 偏差差别、坐标进给、偏差计算、终点差别。 14、插补过程中终点判别的具体方法有: 单向计数、双向计数、分别计数。 15、数控编程就是从零件图样到获得数控机床所能识别的数控加工程序的全过程。 16、数控编程的步骤有工艺分析、数值计算、编写程序单、程序输入、程序检验与首件加工。 17、数控机床程序段的格式有固定程序段格式与可变程序段格式。 18、数控机床的编程方法有手动编程与自动编程。 19、以下指令的含义:G00 快速点定位;G01直线插补 ;G02 顺时针圆弧插补;G03 逆时针圆弧插补。 20、准备功能G代码有模态代码与非模态代码两大类。 二、判断题 1、数控加工程序就是由若干程序段组成,而且一般常采用可变程序进行编程。( √ ) 2、只需根据零件图样进行编程,而不必考虑就是刀具运动还就是工件运动。( × ) 3、进给路线的确定一就是要考虑加工精度,二就是要实现最短的进给路线。( √ ) 4、刀位点就是刀具上代表刀具在工件坐标系的一个点,对刀时,应使刀位点与对刀点重合。( √) 5、绝对值方式就是指控制位置的坐标值均以机床某一固定点为原点来计算计数长度。( √ ) 6、增量值方式就是指控制位置的坐标就是以上一个控制点为原点的坐标值。( √ ) 7、编制程序时一般以机床坐标系作为编程依据。( × ) 8、数控加工的插补过程,实际上就是用微小的直线段来逼近曲线的过程。( √ ) 9、数控加工路线的选择,尽量使加工路线缩短,以减少程序段,又可减少空走刀时间。( √) 10、G代码可以分为模态G代码与非模态G代码。( √) 11、一个主程序中只能有一个子程序。( ×) 12、数控铣床规定Z轴正方向为刀具接近工件方向。( × ) 13、非模态G04代码只在本程序段有效。(√ ) 14、用G04指令可达到提高加工表面粗糙度精度的目的。( × ) 15确定机床坐标系时,一般先确定X轴,然后确定Y轴,再根据右手定则法确定Z轴。( × ) 16、数控铣加工中,进退刀位置应选在合适的位置,以保证加工质量。( √) 17、工作坐标系就是编程时使用的坐标系,故又称为编程坐标系。(√ ) 18、数控机床坐标系就是机床固有的坐标系,一般情况下不允许用户改动。( √ ) 19、机床参考点就是数控机床上固有的机械原点,该点到机床坐标原点在进给坐标轴方向上的距离可以在机床出厂时设定。(√ ) 20、对于既有铣面,又有镗孔的工件,一般先铣面后镗孔。( √ ) 三、简答题 1、绝对坐标系与增量坐标系的区别就是什么？举例说明。 答:在绝对坐标系中所有刀具运动轨迹的坐标值都以坐标原点为计算基准,而增量坐标系中所有运动轨迹的坐标值都相对前一位置进行计算的。 2、插补的定义。 答:数控系统的插补就是指根据给定的数学函数,在理想的轨迹与轮廓上的已知点之间进行数据密化处理的过程。
《机床数控技术基础》课程标准 一、概述 （一）课程性质 本课程是高等职业技术学校数控设备应用与维护专业核心课程《机床数控技术》中重要的组成模块，是本专业学生必修的综合技术课程。 本课程主要讲授数控机床的概念；数控机床常见类型、结构、工艺特点、机床坐标系和主要性能参数；数控机床典型部件的控制方式和特点；数控车床、铣床、加工中心等典型机床的组成、结构、传动、调整和编程特点等内容。通过本课程理论知识的学习和实践活动的开展，使学生了解机床数控技术的相关知识及数控机床的组成、分类和应用特点。初步具有常用数控机床的操作和维护保养的能 力。 （二）课程基本理念 本课程的设计突破了学科体系模式，打破了原来各学科体系的框架，以机床数控技术载体，将相关的机械技术、电气技术和编程操作技术合理整合。本课程的“项目”以职业实践活动为主线，因而，它是跨学科的，且理论与实践一体化。应体现职业教育“以就业为导向，以能力为本位”的培养理念。以就业为导向，不仅应该强调职业岗位的实际要求，还应强调学生个人适应劳动力市场变化的需要。因而，本课程的设计兼顾了企业和个人两者的需求，着眼于人的全面发展，即以培养全面素质为基础，以提高综合职业能力为核心。 （三）课程设计思路 本课程采用了综合化、模块化的设计方法，每个模块均采用了理论实践一体化的思路，力求体现“做中学”、“学中做”的教学理念。具体结构如下图所示。 本课程内容的选择上降低理论重心，突出实际应用，注重培养学生的应用能力和解决问题的实际工作能力；本课程的内容组织形式上强调学生的主体性，在每个模块实施时，先提出学习目标，再进行任务分析，使学生在开始就知道学习的任务和要求，引起学生的注意，利于学生在任务驱动下，自主学习、自我实践。
《机床数控技术》期末考试B卷 考试时间：90分钟 一、填空。（将正确答案填在横线上。每空1分，共20分） 1、编程常用指令中绝对尺寸用指令，增量尺寸用指令。 2、数控系统中指令G40、G41、G42含义分别是、、。 3、数控系统中指令顺圆插补指令是，逆圆插补指令是。 4、数控机床程序编制的方法有、。 5、数控系统中M02、M03指令的的功能分别是、。 6、数控系统中G02、G03指令的的功能分别是、。 7. 数控机床实现插补运算较为成熟并为大多机床所具有的是插补和 插补功能。 8在CNC系统中，刀具补偿包括___ ____和刀具半径补偿。 9.常见的数控系统，一般都有两种基本插补功能，它们分别是直线插补和____ ___。 10.对于经济型的开环控制中的CNC系统，一般多用____ ____作为驱动元件。 11.在CNC系统中机床控制装置包括___ __和机床状态检测控制装置两部分。 12.在步进式伺服系统中，输入的进给脉冲数量，经驱动控制线路和步进电动机，可以转换为 工作台的____ ____。 二、判断题(每题2分，共10分） （）1、数控系统中S1000表示主轴每分钟转1000转。 （）2、数控系统中M02指令含义是程序结束。 （）3、NC就是数字控制技术。 （）4、数控机床只适用于零件的批量小、形状复杂、经常改型且精度高的场合。 () 5、不同的数控机床可能选用不同的数控系统，但数控加工程序指令都是相同的。 1、步进电机的角位移与（）成正比。 A步距角 B通电频率 C脉冲当量 D脉冲数量 2、数控机床CNC系统是（） A轮廓控制系统 B动作顺序控制系统 C位置控制系统 D速度控制 系统 3、数控机床有不同的运动形式，需要考虑关键与刀具相对运动关系和坐标系方向，编写程序 时，采用（）的原则。 A刀具固定不动，工件移动 B铣削加工刀具固定不动，工件移动；车削加工 刀具移动，工件固定 C分析机床运动关系后再根据实际情况两者的固定和移动关系 D工件固定不动，刀具移动。4．数控机床伺服系统是以（）为直接控制目标的自动控制系统。 A机械运动速度 B机械位移C切削力 D切削用量 5．指出下列哪些误差属于系统的稳态误差（）。 A定位误差B跟随误差C轮廓误差 D定位误差和跟随误差 6、数控机床适于( )生产。 A 大型零件 B 小型高精密零件 C 中小批量复杂形体零件 D大批量零件7 、闭环控制系统的检测装置装在( ) A 电机轴或丝杆轴端 B 机床工作台上 C 刀具主轴上 D 工件主轴上 8、下列机床中，属于点位数控机床的是( ) A 数控钻床 B数控铣床 C数控磨床 D 数控车床 9、数控系统中CNC的中文含义是（）。 A 计算机数字控制 B 工程自动化 C 硬件数控 D 计算机控制 10．数控机床上有一个机械原点，该点到机床坐标零点在进给坐标轴方向上的距离可以在机床出厂时设定，该点称（）。 A工件零点 B机床零点 C机床参考点 D机械原点 11.数控机床的检测反馈装置的作用是：将其测得的（）数据迅速反馈给数控装置，以便与 加工程序给定的指令值进行比较和处理。 A．直线位移 B．角位移或直线位移 C．角位移 D．直线位移和角位移 12.数控机床工作时，当发生任何异常现象需要紧急处理时应启动（）。 A．程序停止功能 B．暂停功能 C．紧停功能 D．故障检测功能 13.脉冲当量是指（）。 A. 每发一个脉冲信号，机床移动部件的位移量 B．每发一个脉冲信号，伺服电机转过的角度 C．进给速度大小 D．每发一个脉冲信号，相应丝杠产生转角大小 14．在粗车悬伸较长的轴类零件时，如果切削余量较大，可以采用（）方式进行加工，以防止工件产生较大的变形。 A．大进给量 B．高转速 C．循环除去余量 D．以上均可 15．对步进电机驱动系统，当输入一个脉冲后，通过机床传动部件使工作台相应地移动一个（）， A．步距角 B．导程 C．螺距 D．脉冲当量 四、简答题（3道题，每小题5分，共15分） 1.简述数控机床对进给传动系统的要求。 2．简述滚珠丝杠螺母副的工作原理。 3.进给伺服电动机惯量与负载惯量匹配的问题应考虑哪几方面因素? 1
1、指令G40的含义是：（） A.刀具左补偿 B. 刀具右补偿 C.取消刀具补偿 D.刀具长度补偿 2、F152表示：（） A. 主轴转速152r/min B. 主轴转速152mm/min C. 进给速度152r/min D. 进给速度152mm/min 3、数控机床坐标系中，传递切削动力的主轴是：（） A．X轴 B. Y轴 C. Z轴 D. C轴 4、在G54中设置的数值是：（） A. 工件坐标系的原点相对机床坐标系原点偏移量 B.刀具的长度偏差值 C. 工件坐标系原点 D. 工件坐标系的原点相对对刀点的偏移量 5、数控系统将所收到的信号进行一系列处理后，再将其处理结果以（）形式向伺服系统发出执行命令。 A. 输入信号 B. 脉冲信号 C. 位移信号 D. 反馈信号 6、数控系统中常用的两种插补功能是：（） A. 直线插补和抛物线插补 B. 抛物线插补和圆弧插补 C. 直线插补和圆弧插补 D. 抛物线插补和螺旋线插补 7、数控机床中常用的测量直线位移的测量元件是：（） A．光电编码盘 B.旋转变压器 C.光栅 D.测速发电机 8、测量反馈装置的作用是为了：（） A. 提高机床的定位精度、加工精度 B. 提高机床的使用寿命 C. 提高机床的安全性 D. 提高机床的灵活性 9、步进电机输出的角位移与（）成正比。 A．脉冲数目 B. 脉冲频率 C. 脉冲当量 D. 以上都是10、能对两个或两个以上坐标方向的位移量和速度进行控制，完成轮廓加工的系统是：（） A．点位控制系统 B. 点位/直线控制系统 C．连续控制系统 D. 直线控制系统 11、在逐点比较法直线插补中，偏差函数等于零，表明刀具在直线的：（） A. 上方 B. 下方 C. 起点 D. 直线上 12、数控机床上最常用的导轨是：（） A. 滚动导轨 B. 静压导轨 C. 贴塑导轨 D. 塑料导轨 13、为了提高CNC 系统的可靠性，可采取（）措施? A、采用单片机 B、提高时钟频率 C、采用模块化结构 D、采用光电隔离电路 14、若设计一个小的控制系统，控制任务又不繁重，为了取得较高的性能价格比，可采用（）。 A、多总线( Multibus ) 模块 B、S-100bus C、位总线(Bit bus) D、STDbus 15、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（）。 A、坐标原点 B、斜线上方 C、斜线下方 D、斜线上 16、目前国内外应用较多的塑料导轨材料有：以（）为基，添加不同的填充料所构成的高分子复合材料。 A、聚氯乙烯 B、聚四氟乙烯 C、聚氯丙烯 D、聚乙烯 17、如果滚动导轨滚动体强度不够，结构尺寸亦不受限制，应该（）。 A、增加滚动体数目Z B、增大滚动体直径 C、增加导轨长度 D、增大预紧力
数控机床控制技术与系统（期末复习） 1、 名词解释 数控：即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。 数控系统：能按照零件加工程序的数值信息指令进行控制，使机床完成工作运动并加工零件的一种控制系统。 2、数控加工程序按两类控制量分别输出：连续控制量（送往伺服系统）、离散的开关控制量（送往机床强电控制系统） 3、MDI 工作方式的三种功能：编程、PLC 参数修改、CNC 参数修改。 4、CNC 在机床工作时的作用：译码、插补、位置检测 PLC 的 作用：剩下的都是PLC 的，例如：工件夹紧、工作台转动等 编码器 1、 根据位置检测装置的安装形式和测量方式分为：直接测量和间接测量、 2、 按编码方式分为：绝对式测量和增量式测量，绝对式无需返参，直接测量。增量式开 机之后需要返参。 3、 位置测量装置分为：直线式、旋转式 4、 绝对式编码器按内部结构和测量方式分为接触式、光电式、电磁式 5、 码盘的分辨角：n 2 360?=α，分辨率=n 21。n —码盘的码道圈数。n 越大。分辨角越小，测量精度越高。 6、 编码器各部分的名称：P18 7、 光栅工作原理：是根据物理上莫尔条纹的形成原理进行工作的。当指示光栅与主光栅发生相对 位移，会形成莫尔条纹。其方向与光栅线纹方向大致垂直。两条莫尔条纹之间的距离为纹距W ， 若栅距为ω，则有θ ω=w ，当工作台移动一个栅距，莫尔条纹就向上或向下移动一个纹距，莫尔条纹由光敏元件接受，从而产生电信号电信号经读数头中的电子线路板处理后。输出脉冲信号。 8、 光栅莫尔条纹纹距θ ω=W ,ω—栅距，θ—两条线纹之间的倾斜夹角。 9、 PLC 的接线图 10、 PMC 指令（考试可能会用到）：应用数据检索功能指令（DSCH ）、符合功能检查指令 （COIN ）、后传输指令（MOVE ）、译码指令（DEC ） 11、 给出电路图，表述工作原理 12、 直流电动机 ⑴ 正反馈（自己找） ⑵ 晶闸管小结：晶体闸流管的简称，又可称做可控硅整流器，最基本的用途就是可控整流，晶闸管导通的条件：1. 晶闸管阳极电路(阳极与阴极之间)施加正向电压。 2. 晶闸管控制电路(控制极与阴极之间)加正向电压或正向脉冲(正向触发电压)。 晶闸管导通后，控制极便失去作用。 依靠正反馈，晶闸管仍可维持导通状态。 晶闸管关断的条件：1.将阳极电压（电流）减小或断开,直到正反馈效应不能维持。 2.在晶闸管的阳极和阴极间加反相电压。 ⑶ 感阻性（自己找） ⑷ 降压斩波电路 升压斩波电路
1.2 数据采样插补的特点是插补运算分两步进行。第一步进行粗插补，第二步进行精插补。 1.5刀具补偿包括刀具长度补偿和刀具半径补偿。 1.9 伺服系统被看作一个独立部分，与数控系统和机床本体并列为数控机床的三大组成部分。 2.1 一般而言，数据采样的插补周期T必须A插补运算时间。A：大于；B：小于；C：等于 2.2 数据采样插补又称为数字增量插补，适用于数控机床 C 驱动的闭环进给伺服系统。 A：步进电机； B：直流伺服电机；C：交流或直流伺服电机 2.4 机床数控系统中的PLC经常被用作 A 控制。 A：逻辑顺序；B：智能；C：进给伺服； 2.5 目前数控机床高速主轴电机使用最多的是 C 。 A：步进电机； B直流伺服电机：C交流伺服电机：D：直线电机 2.7 数控机床在加工零件时，刀具相对于工件运动的 A 称为对刀点。 A：起点；B：基点；C：原点 2.8 伺服系统是一种反馈控制系统。不仅能控制执行件的 C，而且能控制几个执行件按一定运动规律合成的轨迹。A: 速度；B：速度、位置； C：速度、方向、位置 2.9 旋转变压器是利用电磁感应原理的 A 式角位移检测传感器。A：模拟式；B；数字式；C：脉冲式 2.10 在 D 系统中，进给速度的计算方法是采用数据采样方法进行插补加工，进给速度的计算是根据编程速度F值，将被加工零件轮廓曲线分割为采样周期的轮廓步长。A：闭环；B：半闭环；C：开环；D：闭环和半闭环 3.2a 数控机床的工作流程包括哪些内容？ 答：工作流程包括：①数据加工程序的编制；②输入；③译码；④刀具补偿；⑤插补；⑥位置控制和机床加工。 3.3a 后置处理程序的作用是什么？ 答：后置处理的目的是生成数据加工程序。由于各种机床使用的控制系统不同，所用的数据加工程序的指令代码及格式也有所不同。为解决这个问题，自动编程软件通常设置一个后置处理程序，在后置处理前，编程人员应根据具体数控机床指令代码及程序的格式，事先编辑好这个文件，这样才能输出符合数控加工格式要求的数控加工程序。 3.4a数控加工工艺处理有哪些内容？ 答：1）选择并确定进行数控加工的零件及内容。2）对被加工零件的图样进行工艺分析，明确加工内容和技术要求，在此基础上确定零件的加工方案、划分和安排加工工序。3）设计数控加工工序。如工步的划分，零件的定位，夹具与刀具的选择，切削用量的确定等。4）选择对刀点、换刀点的位置，确定加工路线，考虑刀具的补偿。5）分配数控加工中的容差。6）数控加工工艺技术零件的定型与归档。 4.3a如图所示板类零件，其厚度为10mm，需进行外轮廓的铣削精加工，精加工余量为0.2mm。选择的立铣刀直径为φ20。试列表写出该零件轮廓的精加工程序，并加以注释。
…2012～2013学年第二学期………《机床数控技术》期末考试试卷班、10311008、1010~1014………可以使用计算器）90分钟（考试 时间…… …一、填空题：（请将正确答案填写在横线上，每题1分，共18分） … …1．对数控机床管理的基本要求可概括为“三好”即、… …、。线 …2．数控机床选用的一般原则、、…名 …姓、。………3数控机床选用的方法、、。 … …4．CNC装置的功能通常包括功能和功能。… … 5．刀具半径补偿解决了编程轨迹与刀具中心轨迹之间的矛盾。刀具半径补 … … 偿的执行过程包括、、。…… 封6．计算机数控系统（CNC系统）是一种系统，它自动阅读输入载 … …体上事先给定的数字，并将其码，从而使机床。号…
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数控技术试题与参考答 案 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
山东科技大学2010--2011学年第二学期期末考试 数控技术及数控机床试卷 学生姓名： ，班级： ，学号： ，成绩： 一． 填空题（每题4 分，共36分） 1． 数控加工中的最基本问题就是根据所输入的零件加工程序中有关几何形状和 的原始数据及其指令，通过相应的插补运算。按一定的关系向各个坐标轴的驱动控制器分配 ，从而使得 驱动工作台相对主轴的运动轨迹, 以一定的精度要求逼近于所加工的零件的外形轮廓尺寸。 2． 按加工批量和零件的复杂程度，试在下图区域内标出通用机床、专用机床和数控机床的适用位 置。 3． 功率步进电机一般用于普通机床的数控改造，以及对精度要求较低的场合等 系统。步进电机的 步距角是指 。对于三相步进电机，当以双相通电方式，齿数为40时。此时步距角α＝ 。 4． 为了保证数控机床总是能在最有利的切削速度下进行加工，或实现桓速切削的功能，数控机床的主轴转速通常在其调速范围内 。因此，现代数控机床常采用 作为主运动的动力源。 5． 数控机床的最小设定单位是 ，标制着数控机床精度的分辨率，其值一般为 ，在编 程时，所有的编程单位都应转换成与最小设定单位相应的数据。 6． 通常把数控车床的床身导轨倾斜布置，可改善其 和 。提高机床的静刚度。 7． 数控技术是 的技术；计算机数控（CNC ）是指 ；数控机床具 有 、 、 、 、 等优点。 8． 插补器就实现的方法而言，可用 或 ；按其实现的功能来分类，它可分为 、 、 等类型。 9． 刀具半径补偿是指 。 左偏刀具半径补偿指令和右偏刀具半径补偿指令分别为 和 。 二． 简答题（每题6分，共18分） 1． 何谓二轴半坐标数控机床 2． 试论述数控机床的进给伺服系统是由哪几部分组成，它们分别的作用如何伺服系统常用的驱动 元件是什么 3． 简述数控车床采用钢板焊接床身的原因。 三． 计算题（10分） 若加工第一象限直线OE ，起点为O(0，0)，终点为E(7，4)，设累加器为3位，试按DDA 法进行插补计算，并绘出插补轨迹图。 四． 论述题（每题9分，共36分） 1．试推导下图内的脉冲当量δ与步距角α的关系式，假设已知各齿轮齿数和丝杠的导程。由于脉冲当量是规定的，步进电机一经选定后，其步距角也是一定的，试回答如何满足脉冲当量与步距角中间的关系 批量 大 小 简单 复杂 复杂程度
2012～2013学年第二学期 1008、1010~1014、1031班《机床数控技术》期末考试试卷 （考试时间90分钟 可以使用计算器） 一、填空题：（请将正确答案填写在横线上，每题1分，共18分） 1．对数控机床管理的基本要求可概括为“三好”即 、 、 。 2．数控机床选用的一般原则 、 、 、 。 3数控机床选用的方法 、 、 。 4．CNC 装置的功能通常包括 功能和 功能。 5．刀具半径补偿解决了编程轨迹与刀具中心轨迹之间的矛盾。刀具半径补 偿的执行过程包括 、 、 。 6．计算机数控系统（CNC 系统）是一种 系统，它自动阅读输入载 体上事先给定的数字，并将其 码，从而使机床 。 二、选择题（请将正确答案的序号填写在题中的括号内，每题1分，共20 分） 1．数控机床的安装步骤为（ ）。 A 、就位、找平、清洗和连接、拆箱 B 、拆箱、就位、找平、清洗和连接 C 、拆箱、找平、清洗和连接、就位 D 、拆箱、找平、就位、清洗和连接 2．数控机床安装和调试的步骤（ ）。 A 、机床的安装、机床通电试车、精度和功能调试、运行试车 B 、机床通电试车、机床的安装、精度和功能调试、运行试车 C 、机床的安装、机床通电试车、运行试车、精度和功能调试 D 、机床的安装、运行试车、精度和功能调试、机床通电试车 班级 学号 姓名 ……………………………………密……………………………………封……………………………………线……………………………………
3．实时中断处理有（）。 A、外部中断、内部中断、硬件故障中断、程序性中断 B、外部中断、分时中断、硬件故障中断、程序性中断 C、外部中断、内部中断、硬件故障中断、偶然性中断 D、外部中断、内部中断、硬件故障中断、软件故障中断 4．在前后台软件结构中，前台程序是一个（）。 A、系统管理程 B、前台子程序 C、译码、数据处理程序 D、定时中断处理程序 5．在数控系统中PLC控制程序实现机床的（）。 A、各执行机构的逻辑顺序控制 B、位置控制 C、各进给轴轨迹和速度控制 D、插补控制 6．逐点比较插补法的工作顺序为（）。 A、偏差判别、进给控制、新偏差计算、终点判别 B、进给控制、偏差判别、新偏差计算、终点判别 C、终点判别、新偏差计算、偏差判别、进给控制 D、终点判别、偏差判别、进给控制、新偏差计算 7．在数控机床中，刀具的最小移动单位是（） A. 0.1mm B. 0.01mm C. 1个脉冲当量 D. 0.001m 8．数控系统所规定的最小设定单位就是（）。 A、数控机床的运动精度 B、机床的加工精度 C、数控机床的传动精度 D、脉冲当量 9．只读存储器只允许用户读取信息，不允许用户写入信息。对一些常需读取且不希望改动的信息或程序，就可存储在只读存储器中，只读存储器英语缩写为（）。 A、CRT B、PIO； C、ROM D、RAM 10．数控系统常用的两种插补功能是（）。
全国2010年10月高等教育自学考试 数控技术及应用试题 课程代码：02195 一、单项选择题(本大题共20小题，每小题2分，共40分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.在逐点比较法圆弧插补中，若偏差函数大于零，则刀具位于( ) A.圆上 B.圆外 C.圆内 D.圆心 2.第一象限的一段圆弧AB的起点坐标为(0，5)，终点坐标为(5，0)，采用逐点比较法顺圆插补完这段圆弧时，沿两坐标轴走的总步数是( ) A.5 B.10 C.15 D.20 3.脉冲增量插补法适用于( ) A.以步进电机作为驱动元件的开环数控系统 B.以直流电机作为驱动元件的闭环数控系统 C.以交流电机作为驱动元件的闭环数控系统 D.以直线或交流电机作为驱动元件的闭环数控系统 4.基于教材JB3298—83标准，一般表示逆圆插补的G功能代码是( ) A.G02 B.G01 C.G03 D.G04 5.对步进电机驱动系统，当输入一个脉冲后，通过机床传动部件使工作台相应地移动一个 ( ) A.步距角 B.导程 C.螺距 D.脉冲当量 6.步进电动机转子前进的步数多于电脉冲数的现象为( ) A.丢步 B.失步 C.越步 D.异步 7.若数控冲床的快速进给速度v=15m／min，快进时步进电动机的工作频率f=5000Hz，则脉冲当量为( ) A.0.01mm B.0.02mm C.0.05mm D.0.1mm
8.与交流伺服电机相比，直流伺服电机的过载能力( ) A.差 B.强 C.相当 D.不能比较 9.直接数控系统又称为群控系统，其英文缩写是( ) A.C B.DNC C.CIMS D.FMS 10.在下列相位比较式进给位置伺服系统的四个环节中，等同于一个增益可控的比例放大器的是( ) A.脉冲／相位变换器 B.鉴相器 C.正余弦函数发生器 D.位置控制器 11.采用开环进给伺服系统的机床上，通常不．安装( ) A.伺服系统 B.制动器 C.数控系统 D.位置检测器件 12.在下列脉冲比较式进给位置伺服系统的四个环节中，用来计算位置跟随误差的是( ) A.可逆计数器UDC B.位置检测器 C.同步电路 D.AM偏差补偿寄存器+ 13.一五相混合式步进电动机，转子齿数为100，当五相十拍运行时，其步距角为( ) A.0.36° B.0.72° C.0.75° D.1.5° 14.普通的旋转变压器测量精度( ) A.很高 B.较高 C.较低 D.很低 15.在光栅位移传感器中，为了得到两个相位相差90°的正弦信号，一般在相距______莫尔条纹间距的位置上设置两个光电元件。( ) A.1／4个 B.1／3个 C.1／2个 D.1个 16.目前标准的直线感应同步器定尺绕组节距为( ) A.0.5mm B.1mm C.2mm D.5mm
数控技术及数控机床试卷 学生姓名：，班级：，学号：，成绩： ?填空题（每题4分，共36 分） 1 ?数控加工中的最基本问题就是根据所输入的零件加工程序中有关几何形状和_____ 的原始数据及其指令，通过相应的插补运算。按一定的关系向各个坐标轴的驱动控制器 分配_______ ，从而使得_________ 驱动工作台相对主轴的运动轨迹，以一定的精度要求逼 近于所加工的零件的外形轮廓尺寸。 2?按加工批量和零件的复杂程度，试在下图区域内标出通用机床、专用机床和数控机床的适用位置。 作为主运动的动力源。 5?数控机床的最小设定单位是 为 ___________________ ,在编程时， 的数据。 6?通常把数控车床的床身导轨倾斜布置，可改善其 刚度。 7?数控技术是___________ 的技术；计算机数控（CNC ）是指__________________ ;数控机床具有 ____________ 、____________ 、_____________ 、_____________ 、____________ 等优点。 &插补器就实现的方法而言，可用________________ 或；按其实现的功能来分类，它可分为 _________ 、_________ 、__________ 等类型。 9?刀具半径补偿是指________________________________________________________________ 。 左偏刀具半径补偿指令和右偏刀具半径补偿指令分别为和。 二?简答题（每题6分，共18分） 1 ?何谓二轴半坐标数控机床？ 2?试论述数控机床的进给伺服系统是由哪几部分组成，它们分别的作用如何？伺服系统常用的驱动元件是什么？ 3?简述数控车床采用钢板焊接床身的原因。 三?计算题（10分） 若加工第一象限直线0E，起点为0（0, 0），终点为E（7, 4），设累加器为3位，试按DDA法进行插补计算，并绘出插补轨迹图。 四?论述题（每题9分，共36分） 1 ?试推导下图内的脉冲当量3与步距角a的关系式，假设已知各齿轮齿数和丝杠的导程。由于脉冲当量是规定的，步进电机一经选定后，其步距角也是一定的，试回答如何满足脉冲 当量与步距角中间的关系？ 批量 3.功率步进大机 统。步进电卿的 双相通电方式， 4 ?为了保证数控机 發用于普通机床的数控改造，以及对精度要求较低的场合等 。对于三相步进电机, —系 当以 杂程度 床总是能在最有利的切削速度下进行加工，或实现桓速切削的功能, 。因此，现代数控机床常采用数控机床的主轴转速通常在其调速范围内 ，标制着数控机床精度的分辨率，其值一般 所有的编程单位都应转换成与最小设定单位相应 _________ 和________ 。提高机床的静 是指 卄 涉 搂弟电机