数控技术简答题

简答题
1、简述数控编程的内容与步骤
2、数控机床由哪几部分组成
3、数控机床对机械结构的基本要求是什么提高数控机床性能的措施主要有哪些
4、刀具补偿可分为哪几种刀具半径补偿有什么作用
5、逐点比较法的插补原理是什么
6、何种加工情况下,选用数控机床最合适
7、数控机床按运动控制方式分可分为哪几类有何特点
8、在进行圆弧插补时，圆弧方向是如何判别的
9、准备功能代码可分为哪两类与M 代码在数控编程中作用如何
10、什么是数控编程其分类有哪些各自适用什么场合
11、数控机床坐标系是如何建立的如何确定各个坐标轴
12、什么是开环进给伺服系统其精度与半闭环和全闭环进给伺服系统有何不
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同适用什么场合
13．简述刀位点，对刀点和换刀点的概念
14.数控加工工艺中如何来确定加工路线
15．什么是机床原点工件原点它们间有什么关系
16．为什么要进行刀具半径补偿如何进行刀具半径补偿
17、数控按伺服系统来分可分为什么系统各自有何特点
18、写出四相步进电机的三种通电方式。

19、机床坐标系是如何建立的如何确定各个坐标轴
20、数控机床对机械结构的基本要求是什么提高数控机床性能的措施主要有哪些
21．数控控制软件的数据预处理模块中译码的功能是什么译码时为什么要对加工代码进行分组
22、NC 装置在15 秒钟之内向步进电机均匀发出了3000 个脉冲，若δ=，则工作台轴向移动距离为多少
23 刀具半径自动补偿的意义何在刀具半径补偿计算的任务是什么
24 何为自动编程常用的自动编程方法有那些各有何特点
25．NC 机床的组成框图，并简述各组成部分的功用。

26．写出NC 加工手工编程步骤。

27．圆弧自动过象限如何实现
28．CNC 装置的单微处理机结构和多微处理机结构有何区别
30．三相步进电机有哪几种工作方式通电顺序如何哪种方式的启动转矩大，为什么
31．试列举使用点位数控系统和轮廓数控系统的典型机床各三种。

32．什么是增量坐标系
33．开环伺服系统的信号流程是怎样的其精度取决于什么
34．何谓数控机床它主要适用于什么场合
35．.通常CNC 系统的系统软件主要由哪几部分组成
36．编程时确定加工路线的主要原则是什么
37．传统NC 与CNC 就其控制功能而言，两者的最大区别在于什么
38．写出手工编程的步骤，它主要适用于什么样的零件
39．何谓DNC 系统采用该系统带来的最大利益是什么
40．试述等间距与等误差逼近法的优缺点及它们的使用场合。

42．何谓程序编制中的数值计算直线逼近非圆曲线的计算方法有哪些43．何种加工情况下,选用数控机床最合适
44．伺服系统的基本类型有哪几种
45．试述手工编程与自动编程各自适用场合。

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46．微机数控属于NC 还是CNC它有何特点
47．一般来说步进电机的性能指标有哪些并加以解释。

48．NC 加工程序编制指的是什么过程编制方法有几种
50．什么是绝对坐标系
51.数控系统由哪几部分组成各有什么作用
52．写出四相步进电机的三种通电方式。

53．对NC 机床的伺服系统的主要要求是什么
54．NC 加工程序编制指的是什么过程编制方法有几种
55．数控系统由哪几部分组成各有什么作用
56．什么是模态代码如何使用
57．滚珠丝杠螺母副的循环方式有哪几种并予以解释。

58．解释下列英文缩写词的中文含义： CAD，CAM，CAPP，FMC，FMS，CIMS。

简答题答案
3、答：数控机床对机械结构的基本要求是：具有较高的静、动刚度和良好的抗振性；具有良好的热稳定性；具有较高的运动精度与良好的低速稳定性；具有良好的操作、安全防护性能...3分
提高数控机床性能的措施主要有：合理选择数控机床的总体布局；提高结构件的刚度；提高机床抗振性；改善机床的热变形；保证运动的精度和稳定性.......2 分
4、答：刀具补偿可分为半径补偿和长度补偿。

.......2 分
作用：（1）采用半径补偿后，在编程时,不需要计算刀具中心的运动轨迹,
直接按零件轮廓编程,简化编程。

（2）在加工过程中刀具磨损或刀具重磨以及中途换刀后,使刀具直径变化,
这时用刀补功能只须改变刀具半径的补偿值,就无须在修改加工程序。

（3）可以为下一道工序留下精确余量,且粗、细加工可引用同一零件加工程
序及同一把刀具。

（4）用同一加工程序进行阴阳模的加工。

.......举出3 个即可，每个1
分
5、答：逐点比较法插补原理：数控装置在控制刀具按要求的轨迹移动过程中，不断比较刀具与给定轮廓的误差，并由此误差决定刀具下一步的移动方向，使刀具向误差减小方向移动，且只有一个方向移动。

.......5 分
9、答：准备功能代码可分为模态代码和非模态代码。

准备功能代码主要指定数控机床的加工方式,为数控装置的插补运算,刀补运算,固定循环等做好准备.......3 分
辅助功能代码描述机床各种辅助动作及状态（工艺性指令）例：主轴的开、停、正、反转，切削液的开关等。

.......2 分
10、答：从零件图纸到获得数控机床所需的控制介质的全部过程称为数控编程。

.......2 分
数控编程分为手工编程和自动编程。

手工编程是指编程的各个阶段
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均由人工完成，使用简单的零件的编程。

对于几何形状复杂的零件需借助
计算机使用规定的数控语言编写零件源程序，经过处理后生成加工程序，
称为自动编程。

.......3 分
11、坐标系的建立原则：右手笛卡尔法则，假设工件静止刀具相对于工件运动。

.......2 分
坐标轴：平行于主轴轴线并且远离工件的方向为+Z 方向
水平面内切刀具远离工件的方向为+X 方向
再根据右手笛卡尔法则，由+Z，+X 方向确定出+Y 方向 (3)
分
12、答：开环进给伺服系统是数控机床中最简单的伺服系统，执行元件一般为步进电机。

....2 分
开环进给伺服系统进给精度比半闭环、全闭环低。

.......1 分
开环进给伺服系统的精度较低，速度也受到步进电动机性能的限制。

但
由于其结构简单，易于调整，在精度要求不太高的场合中得到较广泛的应用。

.......2 分
13、答：刀位点是刀具上的标准参考点，一般外圆车刀刀尖为刀位点。

铣刀底部中心为刀位点等
对刀点为对刀时刀位点在机床坐标系中的坐标位置。

换刀点为换刀时刀具在机床坐标系中的位置，保证在换刀时不与机床发生
相撞。

14、答：保证零件的加工精度和表面粗糙度，应尽量缩短加工路线，减少刀具空程移动时间——最短原则，方便数值计算，减少编程工作量。

15、机床上固定的参考点，出厂时由系统人员所设定的一般处在机床的最大行程处的点称为机床原点。

而编程时由编程人员所设定的编程参考点称为编程原点或工件原点。

机床坐标系反映的是编程原点在机床坐标系中所处的位置。

16、答：在编程时,不需要计算刀具中心的运动轨迹,直接按零件轮廓编程,简化编程。

在加工过程中刀具磨损或刀具重磨以及中途换刀后,使刀具直径变化,这时
用刀补功能只须改变刀具半径的补偿值,就无须在修改加工程序。

可以为下一道工序留下精确余量,且粗、细加工可引用同一零件加工程序及
同一把刀具。

用同一加工程序进行阴阳模的加工。

18、答：A AB B BC C CD D DA.......2 分
A B C D A.......2 分
AB ABC BC BCD CDA.......2 分
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19、建立坐标系时必须假设工件是静止的，刀具相对于工件进行运动，必须遵循右手笛卡尔法则（大拇指方向为+X，食指指向为+Y，中指指向为+Z）把平行于主轴轴线的方向为Z 向，且刀具远离工件的方向为正方向水平面内刀具远
离工件的方向为正X 方向根据右手笛卡尔法则确定Y 方向
20、答:(1)数控机床对机械结构的基本要求是：具有较高的静、动刚度和良好的抗振性；具有良好的热稳定性；具有较高的运动精度与良好的低速稳定性；
具有良好的操作、安全防护性能。

.......3分
(2)提高数控机床性能的措施主要有：合理选择数控机床的总体布局；提高
结构件的刚度；提高机床抗振性；改善机床的热变形；保证运动的精度和稳
定性。

.......3 分
21 答：译码程序又称翻译程序，它把零件的程序段的各种工件轮廓信息、加工速度F 和其他辅助信息（M、S、T）按一定规律翻译成计算机系统能识别的数据形式，并按系统规定的格式放在译码结果缓冲器中。

在译码过程中还要完成语法检查，发现错误就报警。

G 功能代码和M 功能代码在一行中不止出现一个，但有的是不能在一个
程序行中同时出现，是互相排斥的。

把不能同时出现在一个程序段的G 代码和M 代码归为一组，就可以缩小缓冲器容量，还能查出程序错误。

22 答：3000×=30mm
工作台轴向移动距离为30mm。

23 答：编制零件程序时，一般只考虑零件的轮廓外形，而实际切削时是以刀具中心为控制中心的，这样刀具和工件之间的相对切削运动实际形成的轨迹就不是零件轮廓，而是偏离了一个刀具半径值。

因此，CNC 装置必须能够根据零件轮廓信息和刀具半径自动计算刀具中心轨迹，使其自动偏移零件轮廓一个刀具半径值。

这种偏移计算成为，刀具半径自动补偿。

任务就是根据零件轮廓信息和刀具半径自动计算刀具中心轨迹，使其自动
偏移零件轮廓一个刀具半径值。

24 答：自动编程是指用计算机来代替手工编程，即程序编制的大部分工作由计算机来完成。

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常用的自动编程方法有以自动编程语言为基础的自动编程方法和以
计算机绘图为基础的自动编程方法。

以语言为基础的自动编程方法，在变成时编程人员是依据所用数
控语言的编程手册及零件图样，以语言的形式表达出加工的全部内容，输入计算
机制作出加工程序。

一次性全部向计算机交代清楚。

以计算机绘图为基础的自动编程方法在编程时编程人员首先要对零
件图样进行工艺分析，确定构图方案，然后利用即可利用自动编程软件本身的自动绘图功能，绘图，制作数控加工程序。

采用的交互方式，回答所有问题。

25 答：
输入
输出
设备
数控
装置
伺服
系统
机床
本体
测量反馈装置
（1）输入输出设备主要是实现程序编制、程序和数据的输入以及显示、存储和打印。

（2）数控装置是数控机床的核心。

他接受来自输入设备的程序和数据，并按输入信息的要求完成数值计算、逻辑判断和输入输出控制等功能。

（3）伺服系统是接受数控装置的指令，驱动机床执行机构运动的驱动部件。

（4）测量反馈装置有测量部件和测量电路组成，检测速度和位移，并将信息反馈给数控装置。

（5）机床本体是数控机床的主体。

用语完成各种切削加工的机械部分是被控制的对象。

26．答：（1）确定工艺过程（2）数值计算（3）编写零件加工程序单
（4）制作控制介质（5）程序校验和试切削
27．答：过象限有一个显著特点，就是过象限时刻正好是圆弧与坐标轴相交的时
刻，因此只要判断是否有坐标值为零。

逆时针圆弧自动过象限转换顺序
NR1-NR2-NR3-NR4-NR1.顺时针圆弧自动过象限转换顺序SR1-SR4-SR3-SR2-SR1。

28．答：单微处理机结构的CNC 装置中只有一个中央处理器(CPU)，采用集中控制，分时处理数控的每一项任务。

该CPU 既要对键盘输入和CRT 显示处理，又要11
进行译码、刀补计算以及插补等实时控制处理，进给速度受影响。

在多微处理机结构的CNC 装置中有两个或两个以上的中央处理机构成的处
理部件，处理部件之间采用紧耦合，有集中的操作系统，资源共享，或者两个或两个以上的中央处理机构成的功能模块，功能模块之间采用松耦合，有多重操作系统有效地实现并行。

30．答：三相步进电机工作方式为：三相三拍和三相六拍
三相三拍通电顺序为：A→B→C→A……
三相六拍通电顺序为：A→AB→B→BC→C→CA→A ……
三相三拍的启动转矩大，因为三相三拍的步距角是三相六拍的步距角的两倍，步距角越大，启动转矩越大。

33．答：开环伺服系统的信号流程是单向的，其精度取决于步进电机的精度、工作频率和传动系统的精度。

35．答：CNC 系统的系统软件主要由：输入、译码、数据处理、插补、位置控制、I/O 处理、显示、诊断软件组成。

36．答：（1）尽可能保证零件的加工精度和表面粗糙度的要求。

（2）应能尽量缩短加工路线，减少刀具空程移动时间。

（3）应使数值计算简单，程序段数量少，以减少编程工作。

37．答：NC 装置是用硬件逻辑线路来实现对机床的控制功能，而CNC 装置是通过编制软件的方式来实现对机床的控制。

38．答：手工编程的步骤：（1）确定工艺过程；（2）数值计算；
（3）编写零件加工程序单；（4）制备控制介质；（5）程序校验和试切削。

对于几何形状较为简单的零件，数值计算较简单，程序段不多，采用手工编
程较容易完成，而且经济、及时。

在点位加工及由直线与圆弧组成的轮廓加工中，手工编程仍广泛使用。

39．答：DNC 系统即计算机直接数控系统，就是使用一台通用计算机直接控制和管理一群数控机床进行零件加工或装配的系统，也称计算机群控系统。

DNC 系统具有计算机集中处理和分级控制的能力，具有现场自动编程和对零
件程序进行编辑和修改的能力，使编程与控制相结合，而且零件程序存储容量大。

现代的DNC 系统还具有生产管理、作业调度、工况显示、监控和刀具寿命管理能12
力。

40．答：等间距法——优点：数学计算简单。

缺点：程序段数过多。

使用场合：用于曲率不大的曲线轮廓
等误差逼近法——优点：程序段少。

缺点：数学方法复杂。

使用场合：
曲率变化较大，大型零件的长轮廓。

42．答：程序编制中的数值计算是指根据工件的图样要求，按照已确定的加工路线和允许的编程误差，计算出数控系统所需输入的数据。

对于带有自动刀补功能的数控装置来说，通常需要计算出零件轮廓上的一些点的坐标数值。

直线逼近非圆曲线的计算方法有等间距法、等程序段法和等误差法
44．答：根据控制对象和使用目的分：①进给驱动②主轴驱动③辅助驱动
根据调节理论分：①开环伺服系统②闭环伺服系统③半闭环系统
46．答：微机数控属于CNC。

CNC 系统更加灵活，只要改变软件，就可以改变和扩展其功能，补充新技术，通用性强，硬件有多种通用的模块化结构，而且易于扩展，主要依靠软件变化来满足机床的各种不同要求。

接口电路标准化。

避免在加工过程中由纸带输入机的故障产生的停机现象。

硬件结构大大简化。

47．答：（1）步距角和静态步距误差。

步距角是决定开环伺服系统的重要参数，一般为~3 度。

静态步距误差指的是理论的步距误差与实际的步距误差之差。

（2）启动频率fq。

步进电机由静止突然启动，并进入不丢步的正常运行
所允许的最高频率。

（3）连续运行的最高工作频率fmax。

步进电机连续运行时，它所能接受
的，即保证不丢步的正常运行所允许的最高频率。

（4）加减速特性。

步进电机的加减速特性是描述步进电机由静止到工作频
率和由工作频率到静止的加减速过程中，定子绕组通电状态的变化频率与时间的关系。

（5）矩频特性与动态转矩。

是描述步进电机连续稳定运行时输出转矩与连
续运行频率之间的关系。

48．答：数控程序编制的过程就是把工件加工所需的数据和信息，如工件的材料、__。