1、二、简答题11. 简述数控系统的发展趋势12试述数控机床的主要工艺特点。13数控技术的两个基本要求14. 简述通用型PLC的硬件结构15. 试述提高步进系统精度的措施及基本原理16. 数控编程的方法有几种并简述数控编程的方法的定义17. 简述手工编程的步骤18试述定位误差补偿的基本原理，并说明常采用的补偿方法及补偿何种误差参考答案：11.数控系统的发展趋势：（1）体系机构开放化；（2）控制功能智能化；（3）数据管理网络化；（4）设备层总线化；（5）功能实现软件化。12 自动化程度高，柔性好， 数控机床可以自动控制各运动部件的动作顺序，自动变速，对轴联动加工，因而可以完成复杂型面的加工。加工工件
2、时只需改变数控程序， 适合单件、小批生产的加工自动化。加工精度高，质量稳定， 数控机床是根据数控程序自动加工的，因而可以避免 人为的误差，自动保证稳定的加工精度。生产率高 数控机床的转速高、进给量大，加工时间短，无需工序间的检验和测量，工序 高度集中，有些还具有自动换刀装置，因而生产效率大大提高。13.数控技术的两个基本要求：系统响应的实时性和轴间运动同步性。（1）实时性：控制计算机能够以固定的控制周期向伺服系统发送控制指令（通常为500us10ms）；要求周期的振摆要小；（2）同步性：为了达到各坐标轴的同步运动精度，各轴须在同一时刻同时执行位置控制指令和同时采样当前位置。14. 通用型PLC
3、，是一种通用的可编程控制器，主要由以下五部分组成：（1）中央处理单元CPU ，是PLC的核心部分。（2）存储器，简称内存，用来存储数据或程序，它包括随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。（3）输入/输出（I/O）模块，CPU与现场I/O设备或其他外部设备之间的连接部件。（4）电源，PLC配有开关式稳压电源的电源模块，用来对PLC的内部电路供电。（5）编程器，用作用户程序的编制、编辑、调试和监视，还可以通过其键盘去调用和显示PLC的一些内部状态和系统参数。15措施：细分线路、反向间隙补偿、混合伺服系统。基本原理：（1）细分线路就是把步进电动机的一步再分得细一些，来减小步距角。（2）反向间隙
4、补偿就是根据实际测得的传动间隙的大小，每当出现反向时，用补充固定的脉冲来克服。（3）混合伺服系统就是在开环系统的基础上，在工作台上装有反馈元件如感应同步器进行检测，校正机械误差。16. 数控编程一般分为手工编程和自动编程。（1）手动编程，从零件图样分析、工艺处理、数值计算、编写程序单、程序输入至程序校验等各步骤均由人工完成，称为手工编程。（2）自动编程，是利用计算机专用软件编制数控加工程序的过程。它包括数控语言编程和图形交互式编程。17.手工编程的内容和步骤：（1）图纸工艺分析；（2）计算运动轨迹-数学处理；（3）编制程序及初步校验；（4）制备控制介质；（5）程序的校验和试切。18（1） 定位
5、误差补偿的原理就是人为地制造一个大小相等、方向相反的误差去补偿原有的误差。（2） 误差补偿方法有2种:电气补偿法和软件补偿法。（3） 补偿的误差分别是:反向间隙误差以及螺距累积误差 三.编程题19用数控铣床加工右图所示的轮廓ABCDEA。试按照教材中所学的代码格式（JB320883）编制加工程序。要求：（1）在给定机床坐标系和编程坐标系关系下用绝对坐标方式编写加工程序；（2）机床坐标原点即为起刀点也为刀具终点；（3）加工路径为-，主轴转速900r/min，进给速度150mm/min. （不考虑刀补功能）19.加工程序清单为NGXYIJFSMEOBN10G92X-10Y-10LFN20G90 G
6、17 G00 X10 Y10S900M03 M08N30G01X30F150N40G03 X40 Y20I0J10N50G02 X30 Y30I0 N60G01 N70Y10 N80G00 X-10 M02 M05 M09数控技术模拟题（）1对步进电机驱动系统，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 】A. 步距角 B. 导程 C. 螺距 D. 脉冲当量2基于教材JB329883标准，一般表示逆圆插补的G功能代码是 【 】 A. G02 B. G01 C. G03 D. G043现代中高档CNC系统中的计算机硬件结构多采用 【 】A. 单CPU、模块化结构 B. 单CPU
7、、大板结构 C. 多CPU、大板结构 D. 多CPU、模块化结构4CNC系统在伺服电机的控制中，要将其输出的数字形式的控制命令，转换成伺服元件所要求的电压或电流形式的模拟量，这时所采用的器件是 【 】A. 光电耦合器 B. A/D转换器 C. D/A转换器 D. 功率放大器5滚动导轨预紧的目的是 【 】 A. 增加阻尼比，提高抗振性 B. 减少机床的热变形 C. 提高接触刚度 D. 加大摩擦力，使牵引力增加6在下列进给伺服系统的四个环节中，可以等效于惯性环节的是 【 】 A. 位置控制器 B. 位置检测单元 C. 调速单元 D. D/A转换器7采用经济型数控系统的数控机床，主要缺点是 【 C
8、】 A. 主轴转速低 B. CPU采用单片机 C. 会产生积累误差 D. 滚珠丝杠精度低8对于数控机床最具有机床精度特征的一项指标是 【 】A. 机床的运动精度 B. 机床的传动精度 C. 机床的定位精度 D. 机床的几何精度9数控机床的重复定位误差呈正态分布时,误差离散带宽反映了该系统的 【 D 】A. 平均误差 B. 轮廓误差 C. 系统性误差 D. 随机性误差10数控机床某轴从正、反两个方向多次趋近某一位置时，测得的平均位置偏差分别为;，则反向差值为 【 B 】A. 0.002mm B. 0.008mm C. 0.005mm D. 0.003mm11. 试述图形交互自动编程系统的信息处理
9、过程12简述滚珠丝杠螺母副的优点13. 何为插补有哪两类插补算法14. 简述加减速控制有何作用有哪些实现方法15. 简述CNC系统控制软件的结构特点16简述步进电动机驱动电源脉冲功率放大部分的功能。并说出常见的三种类型17. 试述数控伺服系统应具有的基本性能18以长光栅为例,画出其结构组成示意图并说明莫尔条纹的形成原理。11.图形交互自动编程系统是建立在CAD和CAM的基础上，其处理过程与语言式自动编程有所不同。分为以下处理过程：（1）几何造型；（2）刀具路径的产生；（3）后置处理；（4）程序输出。12简述滚珠丝杠螺母副的优点。（1）传动效率高，摩擦损失小；（2）运动平稳无爬行；（3）传动精度
10、高，反向时无空程；（4）磨损小，精度保持性好，使用寿命长；（5）具有运动的可逆性。13.插补是指数值密化的过程。在对数控系统输入有限坐标点的情况下，计算机根据线段的特征，运用一定的算法，自动的在有限坐标点之间生成一系列的坐标数据，从而自动的对各坐标轴进行脉冲分配，完成整个线段的轨迹运行，使机床加工出所要求的轮廓曲线。目前普遍应用的算法可分为两大类：一类是脉冲增量插补；另一类是数据采样插补。14. 在CNC装置中，加减速控制多数都采用软件来实现，这给系统带来了较大的灵活性。这种用软件实现的加减速控制可以放在插补前进行，也可以放在插补后进行，放在插补前的加减速控制称为前加减速控制，放在插补后的加减
11、速控制称为后加减速控制。15. CNC系统控制软件的结构特点：（1）CNC系统的多任务性，表现在它的管理软件必须完成管理和控制两大任务；（2）并行处理，是指计算机在同一时刻或同一时间间隔内完成两种或两种以上性质相同或不相同的工作。并行处理分为“资源重复”法、“时间重叠”法和“资源共享”法等并行处理方法。（3）实时中断处理，CNC系统软件结构的另一个特点是实时中断处理。并说出常见的三种类型。电动机驱动电源脉冲功率放大部分的主要功能是对由软件或硬件环形脉冲分配获得的步进电动机各相通电信号进行功率放大，提供幅值足够大，功率足够强，前后沿较好的电动机绕组励磁电流。常见的三种类型；高低压双电源型、恒流斩
12、波型、调频调压型。17.伺服系统应具有的基本性能：（1）高精度；（2）良好的稳定性；（3）动态响应速度快；（4）调速范围要宽，低速时能输出大转矩；（5）高性能电动机。如下图所示：光源 聚光镜 主光栅 指示光栅 光电池栅距相同的主光栅和指示光栅叠放在一起，中间留有间隙，且两者栅线错开一个很小的角度，这样便会产生与栅线接近于垂直的明暗相间横向条纹。明暗条纹间的距离为莫尔条纹的间距，每当光栅尺移动一个栅距的位移，则莫尔条纹移动一个条纹间距，通过后面的光电接受元件输出一个变化周期的电压信号，通过整形后产生一个脉冲信号。19如图所示为孔加工工件，a、b、c、d坐标如图所示，今在这四处钻孔，试按照教材中所
13、学的代码格式（JB320883）编写其加工程序。已知与要求：（1） 孔的位置为绝对尺寸标注。机床主轴的开、停由数控系统控制，但主轴转速和冷却液的开、关均由手动控制；（2） 机床脉冲当量为0.01mm，尺寸字用脉冲当量表示;（3） 机床原点为图中O-xyz坐标原点，加工前钻头位于机床原点离工件上端面200mm处，Z轴原点设置在工件上表面。加工时钻头快进至a孔位置，并离工件表面150mm。到达a孔位置后钻头以1000rpm转速旋转并向下快进到离工件端面2mm处，然后以200mm/min的速向下进给钻孔，至15mm孔深后快速退回。其余类似a孔加工，加工顺序是a-b-c-d，加工完钻头再返回原位。19
14、加工程序清单为：ZN01G90 G00X2700Y3000Z15000M03N02Z200N03Z1500F200N04G00N05X4800Y5000N06N07N08X6000N09N11X7000Y4000N12N13N14X0Y0Z20000N15M02 M05 数控技术模拟题（）1. 采用逐点比较法对第一象限的圆弧进行顺圆插补时，若偏差值是10，那么刀具的下一步的进给方向为 【 A 】A. X B. Y C. X D. Y2. 在CNC系统的I/O接口电路中，采用光电耦合器的主要作用是为了 【 A】A. 数模转换 B. 频率转换 C. 抗干扰和电平转换 D. 功率放大3. 数控机床坐
15、标系建立时，首先要指定的轴是 【 C 】A. X轴 B. Y轴 C. Z轴 D. W轴4. 对于数控机床开环控制系统的伺服电动机多采用 【 D 】A.直流伺服电机 B.交流伺服电机 C.交流变频调速电机 D.功率步进电动机5. 在需要无级调速的场合，主轴驱动动力源通常是 【 B 】 A. 液压马达 B 交流感应电动机 C. 直流电动机 D.步进电动机6. 数控机床加工过程中，“恒线速切削控制”的目的是 【 C 】A.保持主轴转速的恒定 B.保持进给速度的恒定C.保持切削速度的恒定 D. 保持金属切除率的恒定7. 采用开环进给伺服系统的机床上，通常不安装 【 D】A. 伺服系统 B. 制动器 C
16、. 数控系统 D. 位置检测器件8. 当感应同步器采用鉴相型工作方式时,如果定、滑尺保持相对静止不动，则定尺上的感应电势 【 A 】A. 为零 B. 不为零的常量 C. 有规律的变化量 D. 无规律的变化量9. 下面哪项精度是在机床实际切削状态下进行检验的 【 A 】A. 定位精度 B. 几何精度 C. 工作精度 D. 主轴回转精度10. 利用数控机床的软件误差补偿方法，下面说法正确的是 【 A 】A.只可以补偿系统的常值系统性误差 B.只可以补偿系统的变值性误差C.既可以补偿系统的常值系统性误差，又可以补偿系统的变值性误差D. 既可以补偿系统性误差，又可以补偿随机性误差11. 数控机床由哪些
17、部分组成各有什么作用12. 简述选择进给伺服电动机应满足的条件13. 何为刀具半径补偿14. 简述选择对刀点的原则15常见步进电动机的驱动电源有哪几种各有何特点16. 简述CNC装置的优点17. 简述步进电动机细分控制的定义18. 以长光栅为例,画出其结构组成示意图并说明莫尔条纹的形成原理11.（1）程序载体，将零件加工程序用一定的格式和代码，存储在一种程序载体上，如穿孔纸带、盒式磁带、软磁盘等，通过数控机床的输入装置，将程序信息输入到CNC单元。（2）数控装置，数控装置是数控机床的核心。（3）伺服系统和测量反馈装置，伺服系统是数控机床的重要组成部分，用于实现数控机床的进给伺服控制和主轴控制。
18、（4）机床主体，机床主体是数控机床的主体。（5）数控机床的辅助装置，是保证充分发挥数控机床功能所必需的配套装置。12. 进给伺服电动机应满足的条件:（1）负载转矩应等于或小于电动机额定转矩；（2）负载转矩加上加速转矩应等于所选择电动机的最大转矩；（3）加速转矩应考虑负载惯量和电动机惯量的匹配；（4）同时还应考虑加速时间在允许的范围内；（5）加速转矩应等于最大转矩减去负载转矩。13. 在轮廓加工中，由于刀具总有一定的半径（如铣刀半径或线切割机的钼丝半径），刀具中心的运动轨迹并不等于所要加工零件的实际轮廓。也就是说，数控机床在进行轮廓加工时，必须考虑刀具半径。在进行外轮廓加工时，刀具中心需要偏移零
19、件的外轮廓面一个半径值，这种偏移习惯上称为刀具半径补偿。14.选择对刀点的原则： （1）选在零件的设计基准或工艺基准上，或与之相关的位置上； （2）选在对刀方便，便于测量的地方； （3）选在便于坐标计算的地方，最好在坐标原点或已知坐标值的点上； （4）加工中心为防止换刀与工件相碰，换刀点应选在工件之外。15常见步进电动机的驱动电源有：特点：（1）高低压双电源型是“高压建流、低压定流”。（2）恒流斩波型解决了电流波形顶部下凹的问题。（3）调频调压型随着运行频率的升高，电源电压自动升高。装置的优点：（1）具有灵活性和通用性；（2）数控功能丰富；（3）可靠性高；（4）使用维护方便；（5）易于实现机电
20、一体化。17. 步进电动机定子绕组的通电状态每改变一次，转子转过一个歩距角。通向定子的额定电流分为n等份，转子以n次通电方式最终达到额定电流。使原来每个脉冲走一个歩距角，变成了每次通电走1/n个歩距角，即将原来一个歩距角细分为n等份，从而提高了步进电机的精度，这种控制方法称为步进电动机的细分控制，或称为细分驱动。18. 栅距相同的主光栅和指示光栅叠放在一起，中间留有间隙，且两者栅线错开一个很小的角度，这样便会产生与栅线接近于垂直的明暗相间横向条纹。明暗条纹间的距离为莫尔条纹的间距，每当光栅尺移动一个栅距的位移，则莫尔条纹移动一个条纹间距，通过后面的光电接受元件输出一个变化周期的电压信号，通过整
21、形后产生一个脉冲信号。19. 如图所示为要在数控车床上加工的零件轮廓，零件毛坯为直径65mm、长度122mm的棒料（三爪卡盘夹持部分20mm）。所有外形一次切削成形。试按照教材中所学的代码格式（JB320883）编写其加工程序。（1）坐标原点设在如图所示O点，试在给定坐标系下采用绝对尺寸编写加工程序。编程加工时不考虑刀具副后面与被切形状的干涉问题，同时要求开始加工时先车端面2mm。在车完型面后退刀时按先X轴后Z轴顺序快速退至原来位置；（2）图示刀尖位置为程序的起点和终点；（3）进给速度50mm/min，主轴转速600r/min； 19.加工程序清单如下：KN010G92 X80Z70N020X68Z-10S600N030F50N040G02X20I20N050Z-110N060N070N080M05 M09N090M02
