数控原理与系统
机床数控原理与系统试题
机床数控原理与系统试题
1. 描述数控机床的分类和应用领域。
2. 什么是数控机床的坐标系？并解释绝对坐标和相对坐标的概念。
3. 请解释数控机床的插补运动方式及其原理。
4. 简要解释数控机床的加工路径规划。
5. 数控机床的伺服系统是什么？它的作用是什么？
6. 解释数控机床的工件坐标系和机床坐标系之间的转换关系。
7. 什么是数控机床的刀具补偿？它如何实现？
8. 描述数控机床的自动换刀系统的工作原理。
9. 解释数控机床的程序控制方式。
10. 数控机床的进给系统是什么？它的作用是什么？
11. 请简要解释数控机床的通信系统及其作用。
12. 描述数控机床的自动测量功能及应用。
13. 什么是数控机床的零件坐标系？并解释绝对坐标和相对坐
标的概念。
14. 解释数控机床的角度插补运动方式及其原理。
15. 简要解释数控机床的自主切换系统的工作原理。
16. 描述数控机床的宏指令编程及其应用领域。
17. 请解释数控机床的直线插补运动方式及其原理。
18. 数控机床的伺服系统是什么？它的作用是什么？
19. 解释数控机床的工件坐标系和机床坐标系之间的转换关系。
20. 什么是数控机床的刀具补偿？它如何实现？。
《数控原理与系统》第7章__数控机床电气控制系统
第7章 数控机床电气控制系统
有些輔助功能只在本程式段內起作用， 當後續程式段到來時便失效，稱為當前輔 助功能，記為C類，例如M06等。還有一些 輔助功能一旦被執行便一直有效，直至被 注消或被取代為止，稱為保持類輔助功能， 記為H類，例如M10、M11等。對於不同動 作類型的輔助功能，在用邏輯電路或編寫 PLC程式實現時，其處理方法也將不同。
第7章 数控机床电气控制系统
第7章 數控機床電氣控制系統
7.1 概述
7.2 JBK-30型數控系統及其在 CJK0630A車床上的應用
7.3 FAGOR 8025/8030數控系統及 其在CK6150數控車床上的應用
7.4 數控系統中PLC的資訊交換及M、 S、T功能的實現
7.5 數控機床電氣圖的繪製方法 小結
第7章 数控机床电气控制系统
3．T功能 T功能即刀具功能，T代碼後跟隨2～ 5位數字表示要求的刀具號和刀具補償號。 數控機床根據T代碼，通過PLC可以管理刀 庫，自動更換刀具，也就是說根據刀具和 刀具座的編號，可以簡便、可靠地進行選 刀和換刀控制。
第7章 数控机床电气控制系统
7.1.3數控系統中的可編程控制器（PLC） 數控系統輔助控制功能以開關量順序控 制為主，可採用繼電器控制邏輯或可編程序 邏輯控制器（PLC）實現。在一些經濟型的數 控車床和輔助動作比較簡單的數控機床上， 為了簡單起見，其輔助動作的控制常用繼電 器邏輯實現。而在功能比較完善的數控機床 上，其輔助動作的控制邏輯一般都比較複雜， 如果仍使用繼電器實現，則電路的設計和調 試將比較困難，可靠性也差。因此，多數數 控機床都採用可編程控制器（PLC）來完成輔 助運動的控制。
《数控原理与系统》授课教案
《数控原理与系统》授课教案第一章：数控技术概述1.1 课程介绍解释数控技术的定义和基本概念强调数控技术在制造业中的应用和重要性1.2 数控系统的组成与工作原理介绍数控系统的各个组成部分及其功能解释数控系统的工作原理和操作流程1.3 数控编程基础介绍数控编程的基本概念和常用指令讲解数控编程的格式和编程方法1.4 数控加工工艺介绍数控加工的基本工艺和特点探讨数控加工的适用范围和优势第二章：数控机床与数控系统2.1 数控机床的分类与结构解释数控机床的分类和特点介绍数控机床的主要结构和部件2.2 数控系统的硬件与软件讲解数控系统的硬件组成及其功能介绍数控系统的软件配置和编程系统2.3 CNC装置及其功能解释CNC装置的定义和作用探讨CNC装置的主要功能和性能指标2.4 数控系统的故障诊断与维修介绍数控系统故障诊断的方法和步骤讲解数控系统故障排除和维修技巧第三章：数控编程与操作3.1 数控编程的基本方法讲解数控编程的基本方法和步骤探讨数控编程中的坐标系和运动指令3.2 数控加工工艺参数的选择介绍数控加工工艺参数的选取方法和原则强调工艺参数对加工质量和效率的影响3.3 数控机床的操作与维护讲解数控机床的操作步骤和注意事项介绍数控机床的维护保养方法和技巧3.4 数控加工实例分析提供数控加工实例，分析其编程和操作过程讨论加工实例中的问题和解决方案第四章：数控系统的维修与调试4.1 数控系统的维修与故障诊断介绍数控系统维修的重要性和目的讲解数控系统故障诊断的方法和技巧4.2 数控系统的调试与优化解释数控系统调试的意义和目的探讨数控系统调试的方法和优化技巧4.3 数控系统的硬件故障维修讲解数控系统硬件故障的常见原因和维修方法强调硬件维修中的安全注意事项4.4 数控系统的软件故障排除介绍数控系统软件故障的常见原因和排除方法探讨软件故障排除的技巧和经验第五章：数控技术的发展与应用5.1 数控技术的历史与发展趋势回顾数控技术的发展历程和重要事件探讨数控技术的发展趋势和未来展望5.2 数控系统的应用领域介绍数控技术在制造业中的应用领域和实例强调数控技术对产业升级和智能制造的贡献5.3 数控技术的创新与研究讲解数控技术在科研和创新中的重要作用探讨数控技术的创新研究方向和技术挑战5.4 数控技术的产业化与市场需求分析数控技术的产业化进程和市场现状预测数控技术产业的发展前景和市场需求第六章：计算机数控（CNC）系统6.1 CNC系统的基本原理解释CNC系统的工作原理和核心功能探讨CNC系统与传统机床的区别6.2 CNC系统的硬件结构介绍CNC系统硬件的主要组成部分，如控制单元、驱动单元、检测单元等讲解各部分硬件的功能和相互之间的关系6.3 CNC系统的软件结构阐述CNC系统软件的组成和作用介绍常见的CNC系统软件及其特点6.4 CNC系统的参数设置与优化讲解CNC系统参数设置的方法和注意事项探讨CNC系统参数优化技巧及其对加工质量的影响第七章：数控编程语言与功能指令7.1 数控编程语言概述介绍数控编程语言的分类和特点解释数控编程语言的作用和重要性7.2 常用数控编程指令讲解数控编程中的常用指令及其功能探讨指令的使用方法和注意事项7.3 用户宏程序与子程序介绍用户宏程序和子程序的概念及其应用讲解宏程序和子程序的编写方法和调用方式7.4 数控编程实例解析提供典型数控编程实例，分析其编程思路和技巧讨论实例中的问题及其解决方法第八章：数控加工工艺与刀具选择8.1 数控加工工艺基础介绍数控加工工艺的概念和特点解释数控加工工艺的作用和重要性8.2 数控加工工艺参数选择讲解数控加工工艺参数的选择方法和原则强调工艺参数对加工质量、效率和成本的影响8.3 刀具选择与补偿介绍刀具选择的原则和注意事项讲解刀具补偿的概念和作用8.4 典型数控加工工艺分析分析典型数控加工工艺的特点和应用场景讨论加工工艺在实际生产中的应用经验第九章：数控仿真与编程软件9.1 数控仿真软件概述介绍数控仿真软件的功能和作用解释数控仿真软件在数控编程与培训中的应用价值9.2 常用数控仿真软件及其特点讲解常用数控仿真软件的界面、功能和操作方法探讨各软件的优势和适用场景9.3 数控编程软件与后处理介绍数控编程软件的功能和作用讲解后处理的概念及其在数控编程中的应用9.4 数控仿真与实际加工对比分析分析数控仿真与实际加工的差异及其原因探讨如何提高数控仿真与实际加工的吻合度第十章：数控技术的创新与应用案例10.1 数控技术在航空航天领域的应用介绍数控技术在航空航天制造中的应用案例强调数控技术在航空航天领域的重要作用10.2 数控技术在汽车制造业的应用讲解数控技术在汽车制造中的应用案例和优势探讨数控技术在汽车制造业的发展趋势10.3 数控技术在模具制造业的应用介绍数控技术在模具制造中的应用案例解释数控技术对模具制造业的影响和改变10.4 数控技术在能源行业的应用探讨数控技术在能源行业（如风力发电、石油化工等）的应用案例分析数控技术在能源行业中的重要作用和前景第十一章：数控系统的现代发展趋势11.1 精密加工与微细加工探讨数控技术在精密加工与微细加工领域的发展趋势分析精密加工与微细加工技术在现代制造业中的应用11.2 高速数控加工技术介绍高速数控加工技术的概念及其重要性讲解高速数控加工技术的关键技术和应用案例11.3 智能数控系统与解释智能数控系统的定义和特点探讨在数控系统中的应用和发展趋势11.4 网络化数控与远程加工讲解网络化数控技术的概念和应用探讨远程加工技术的原理和实际应用案例第十二章：数控系统的安全操作与维护12.1 数控系统的安全操作规程讲解数控系统的安全操作规程和注意事项强调操作人员应具备的安全意识和技能12.2 数控系统的日常维护与保养介绍数控系统的日常维护保养内容和方法讲解维护保养对数控系统性能和寿命的影响12.3 数控系统的故障预防与处理探讨数控系统故障的预防措施和处理方法讲解故障处理的一般步骤和注意事项12.4 数控系统的安全管理与培训解释数控系统安全管理的重要性探讨数控系统培训的内容和方式，以及培训效果的评估第十三章：数控技术在教育与培训中的应用13.1 数控技术教育的目标与内容讲解数控技术教育的目标及其在现代教育中的重要性介绍数控技术教育的主要内容和教学方法13.2 数控技术培训与认证解释数控技术培训的作用和重要性介绍数控技术培训的类型、方法和认证体系13.3 数控技术教育与实际应用的结合探讨数控技术教育与实际应用之间的联系和差距讲解如何提高数控技术教育与实际应用的结合程度13.4 数控技术教育的发展趋势与挑战分析数控技术教育的发展趋势及其面临的挑战探讨数控技术教育的发展策略和应对措施第十四章：数控技术在国内外的发展现状与展望14.1 数控技术在国外的发晨现状分析国外数控技术的发展现状及其优势介绍国外数控技术的主要发展国家和研究机构14.2 数控技术在我国的发展现状分析我国数控技术的发展现状及其特点介绍我国数控技术的主要发展地区和龙头企业14.3 数控技术的发展展望探讨数控技术在未来制造业发展中的重要作用讲解数控技术的发展趋势和潜在应用领域14.4 我国数控技术发展的政策与措施分析我国政府对数控技术发展的支持政策和措施介绍我国数控技术发展的重要计划和项目第十五章：综合实践与案例分析15.1 数控技术综合实践项目提供一个或多个数控技术综合实践项目，让学生动手操作强调实践项目的设计原则和实施方法15.2 数控技术案例分析与讨论提供典型数控技术应用案例，进行案例分析与讨论强调案例分析对理解和掌握数控技术的重要性15.3 数控技术实践与创新的结合探讨数控技术实践与创新的联系和相互作用讲解如何将实践经验转化为技术创新和实际应用15.4 数控技术发展的机遇与挑战分析数控技术发展面临的机遇与挑战探讨数控技术发展方向和策略，以应对未来的挑战重点和难点解析1. 数控技术的基本概念、组成、工作原理和应用领域2. 数控编程的基本方法、格式和编程技巧3. 数控系统的硬件结构、软件结构和功能指令4. 数控机床的分类、结构和主要部件5. CNC装置的功能、性能指标和故障诊断与维修6. 计算机数控（CNC）系统的基本原理、硬件结构和软件结构7. CNC系统的参数设置与优化方法8. 数控加工工艺参数的选择、刀具选择与补偿9. 数控仿真与编程软件的功能、操作方法和应用价值10. 数控技术的创新与应用案例，包括航空航天、汽车制造、模具制造和能源行业等领域11. 数控系统的现代发展趋势，如精密加工、高速数控加工、智能数控系统和网络化数控等12. 数控系统的安全操作与维护，包括操作规程、日常维护保养、故障预防与处理以及安全管理与培训13. 数控技术在教育与培训中的应用，包括教育目标、培训类型、认证体系以及实践与创新的结合14. 数控技术在国内外的发展现状与展望，包括国外数控技术发展现状、我国数控技术发展现状和发展趋势、政策与措施等15. 数控技术综合实践项目、案例分析与讨论以及实践与创新的结合。
数控原理与系统知识点
CH11.数控是数字控制系统的简称：广义上讲，是指利用数字化信息实行控制，也就是利用数字控制技术实现的自动控制系统，其被控对象可以是各种生产过程。
狭义上理解，是利用数字化信息对机床轨迹和状态实行控制。
2.计算机数字控制系统都是由输入、决策、输出组成。
C:计算机数控系统。
PLC:可编程逻辑控制器。
DNC:分布式数字控制系统。
CIMS:计算机集成制造系统。
FMC:柔性制造单元。
FMS:柔性制造系统。
CAD:计算机辅助设计。
CAM:计算机辅助制造。
CAPP:计算机辅助工艺过程设计。
CAQ:计算机辅助质量管理。
MAP:制造自动化协议。
LAN:工业局域网络。
ISO:国际标准化组织。
WOP:面向车间的编程系统。
MRP:物料需求计划。
ERP:企业资源规划。
TCP/IP:传输控制协议/网际协议。
4.数控装置是数控系统的核心，主要功能：正确识别和解释数控加工程序，对解释结果进行各种数据计算和逻辑判断处理，完成各种输入、输出任务。
5.数控机床右手坐标系，确定坐标系时一律看做工件相对静止而刀具产生运动，还规定增大刀具与工件之间距离的方向为正方向。
6.数控系统分类：(1)按数控机床运动轨迹分①点位数控系统②直线数控系统③轮廓数控系统(2)按数控机床伺服系统分①开环数控系统②全闭环数控系统③半闭环数控系统7.数控系统的主要任务是进行刀具和工件之间相对运动的控制，通电后对机床各组成部分工作状态进行检查和诊断，并设置初始状态。
8.数控系统软件实现对输入的数控加工程序进行译码，刀补处理及插补运算等。
硬件和各功能程序的接口是由数控系统的管理软件实现的。
9.现代机械制造系统中，生产率和柔性是系统自动化程度的两个主要因素CH21.输入方式包括光电式纸带阅读机输入，键盘方式输入，存储器方式输入和通信方式输入。
2.键盘分为全编码键盘(指由硬件逻辑直接提供被按键相应的ASCII码或其他编码的键盘)和非编码键盘(只提供行列矩阵位置)。
3.通信是指计算机与计算机或计算机与外部设备间的信息交换。
数控原理与系统课程标准
数控原理与数控系统课程标准课程名称：数控原理与系统适用专业：数控技术专业1.课程定位和设计思路1.1课程定位本课程是数控技术专业的一门必修主干核心课程，不仅具有较强的理论性，同时具有较强的实践性。
课程以数控机床为研究对象，研究数字控制系统的工作原理、组成部分及其在数控机床上的应用。
通过本课程的学习应使学生掌握数字控制技术的基本原理和方法，学会数字控制的基本设计或选用一般机械装置的数控系统，并培养学生正确使用数控设备的能力。
本课程在高职数控专门人才的培养中具有重要的地位和作用。
1.2设计思路本课程以培养学生的数控技术的综合应用能力为总目标。
坚持以高职教育培养目标为依据，基于本课程在机电类专业知识、能力构筑中的位置及这门技术的特点，体现“以必需、够用为度”的原则，突出应用能力和综合素质的培养，充分注意“教、学、做”三结合。
学习过程符合学生的认识过程和接受能力，符合由浅入深、由易到难、循序渐进的认识规律。
把创新素质的培养贯穿于教学中。
采用行之有效的教学方法，注重发展学生思维、应用能力。
强调以学生发展为中心，帮助学生学会学习。
在学习中，注意与相关的专业技术“接口”。
理论教学中除了课堂教学外还可以在现场进行教学，这可增加学生对数控机床机构的感性认识。
实践教学以实验形式开展。
通过教学体现：（1）通过对数控系统基本概念、微机数控系统的硬软件构成的学习，了解数控系统的主要工作过程，为后续学习建立感性认知。
（2）以加工程序具体流程为主线，学习加工程序的输入方法；数控加工程序的译码与诊断、软件实现；刀具补偿原理，刀具长度补偿、半径补偿；数控加工程序、进给速度预处理等知识。
（3）数控插补原理算法是数控系统的核心，通过对脉冲增量插补算法、数据采样插补算法、逐点比较法插补原理、数字积分法插补原理、数据采样插补原理的学习，让学生掌握数控加工编程指令是如何通过计算机系统转化为实际运动指令的过程。
（4）学习开环驱动系统、开环驱动系统的工作原理、步进电动机及其性能指标、脉冲驱动电源、脉冲分配与速度控制、传动间隙及传动误差、开环数控系统软件、开环数控系统软件的内容、开环数控系统软件的速度控制、步进电动机环行分配程序、步进电动机自动升降速程序、传动间隙及传动误差软件补偿程序等知识，使学生掌握开环伺服执行机构的基本原理。
数控原理与系统复习文档
第一章A.什么是数控系统？机床数控系统的组成及各部分作用如何？1.数控系统的基本概念：数控是数字控制的简称。
从广义上讲，是指利用数字化信息实控制，也就是利用数控控制技术实现的自动控制系统，其被控对象可以是各种生产过程。
狭义上理解也就是利用数字化信息对机床轨迹和状态实行控制。
2.数控系统的组成：输入/输出装置、数控装置、伺服系统、机床电器控制装置、机床本体。
3.输入装置的作用：将数控加工程序等各种信息输入数控装置，输入的内容及数控系统的工作状态可以通过输出装置观察。
4.数控装置的作用：正确识别和解释数控加工程序，对解释结果进行各种数据计算和逻辑判断处理。
5.伺服系统的作用：按照数控装置发出的位置控制命令和速度控制命令正确驱动机床受控部件的移动。
6.机床电器控制装置的作用：接受数控装置发出的开关，主要完成机床主轴选速、起停和方向控制功能，换刀功能，工件装夹功能，冷却、液压、气动、润滑系统控制功能以及机床其他辅助功能。
7．机床本体的作用：B.简述数控机床坐标系的定义8.标准的数控机床坐标系统采用右手直角笛卡尔坐标系。
C.试简速数控系统的分类及各自的显著特点9.按数控机床运动轨迹分类：点位数控系统、直线数控系统、轮廓数控系统按数控机床伺服系统分类：开环数控系统、全闭环数控系统、半闭环数控系统按数控机床功能水平分类：经济型数控系统、普及型数控系统、高档型数控系统D.简述计算机数控系统的基本工作过程10.输入、译码、诊断、刀补计算、速度处理、插补计算、位置控制E．名词解释CNC---计算机数字控制装置 PLC---可编程逻辑控制器ISO（Internation Standard Organization）---国际标准化组织WOP---面向车间的编程 DNC---分布式数字控制 FMC---柔性制造单元FMS---柔性制造系统CIMS(Computer integrated Manufacturing System)---计算机集成制造系统CAD---计算机辅助设计 CAM---计算机辅助制造 CAPP---计算机辅助工艺过程设计CAQ---计算机辅助质量管理 LAN---工业局域网络TCP/IP ---传输控制协议/网际协议 MAP---制造自动化协议MRP---物料需求计划 ERP（Enterprise Resource Planning）SOSAS(Specificatiao for an Open System Architecture Standard)OSACA（Open System Architecture For Control Within Automation）---开放式系统应包括一组逻辑上可分的部件，部件间的接口及部件与执行平台间的接口要定义完备，并可实现不同开发商开发的部件可协调工作并组成一个完整的控制器OSEC（OSE for Controller）---第二章F．什么是内码？内码是按属性加编码构成的内部代码。
《数控原理与系统》第9章__典型数控系统
第8章 典型数控系统及应用
பைடு நூலகம்
主印刷電路板（MASTER PCB）
第 7 、 8軸控 制板
第8章 典型数控系统及应用
該系統除了通用的宏程式功能以外， 還增加了定制型用戶宏程式，這樣為用戶 提供了更大的個性化設計的空間。用戶可 以通過編程對顯示幕幕、處理過程控制等 進行編輯，以實現個性化機床的設計。
第8章 典型数控系统及应用
（4）高速高精度的控制 FANUC 0–C數控系統採用了多CPU方式進行 分散處理，實現了高速連續的切削。為了實現在 切削路徑中的高速、高精度，在系統功能中增加 了自動拐角倍率，伺服前饋控制等，大大地減少 了伺服系統的誤差。 對PLC的介面增加了高速M、S、T介面功能， 進一步縮短了執行時間，提高了系統的運行速度。 為了提高系統處理外部數據的速度， FANUC 0–C系統在硬體上增加了遠程緩衝控制， 系統可以實現高速的DNC操作。
第8章 典型数控系统及应用
9.1.2 FANUC 0系列數控系統 1.主要功能特點 FANUC 0系列數控系統分為A型、B型、 C型和D型產品，目前在國內使用較多的是 普及型FANUC 0–D和全功能型FANUC 0–C兩 個子系列，其功能特點如下。
第8章 典型数控系统及应用
第8章 典型数控系统及应用
2.基本構成 FANUC 0系統由數控單元本體，主軸和進給 伺服單元以及相應的主軸電機和進給電機，CRT 顯示器、系統操作面板、機床操作面板，附加的 輸入／輸出介面板（B2），電池盒，手搖脈衝發 生器等部件組成，下麵對它的主要部件的基本配 置做簡要的說明。
第8章 典型数控系统及应用
数控原理与系统习题答案
数控原理与系统习题答案数控原理与系统习题答案近年来，随着制造业的快速发展，数控技术在工业生产中的应用越来越广泛。
数控技术作为一种高效、精确的加工方式，为工业制造带来了巨大的变革。
而要学好数控技术，掌握数控原理与系统是非常重要的。
下面是一些数控原理与系统的习题及其答案，希望对广大读者有所帮助。
1. 什么是数控技术？答：数控技术是通过计算机控制机床或其他加工设备进行自动化加工的一种技术。
它通过预先编程的方式，使机床按照设定的路径和速度进行加工，从而实现高效、精确的生产。
2. 数控系统由哪些部分组成？答：数控系统一般由机床主轴驱动系统、运动控制系统、数据输入输出系统和人机界面系统等几个部分组成。
其中，机床主轴驱动系统负责控制机床主轴的转速和方向；运动控制系统负责控制机床各个轴向的运动；数据输入输出系统负责将加工程序输入数控系统，并将加工结果输出；人机界面系统则提供了与数控系统进行交互的界面。
3. 数控系统的主要优势是什么？答：数控系统相比传统的手工操作，具有以下几个主要优势：- 高效性：数控系统能够实现自动化加工，大大提高了生产效率。
- 精确性：数控系统能够按照预定的路径和速度进行加工，保证了加工的精度和一致性。
- 灵活性：数控系统可以根据需要进行编程，适应不同的加工要求。
- 自动化程度高：数控系统能够自动完成加工过程，减少了人力投入。
4. 数控系统中常用的编程语言有哪些？答：数控系统中常用的编程语言有G代码和M代码。
G代码用于控制机床的运动轨迹，如直线插补、圆弧插补等；M代码用于控制机床的辅助功能，如切割液的开关、冷却液的开关等。
5. 数控系统中的坐标系有哪些？答：数控系统中常用的坐标系有绝对坐标系和相对坐标系。
绝对坐标系是以机床坐标系的原点为参考点，确定工件的位置；相对坐标系是以工件上一点为参考点，确定其他点的位置。
6. 数控系统中的插补运动有哪些？答：数控系统中常用的插补运动有直线插补和圆弧插补。
《数控原理与系统》第1章_绪论
伺服驱动 装置
机 床 本 体 位置 检测 装置
图1.3 数控系统的组成结构
第1章 绪论
1.1.2
數控系統的組成結構
Байду номын сангаас
各組成部分的功能
1. 數控裝置 其功能是從輸入裝置接收零件程式，並對其進行解碼、 插補等處理，最後輸出進給信號和主軸啟/停、刀具選擇等輔助 控制信號。 2. 輸入/輸出裝置 是操縱者和數控裝置間的“人—機”介面，用 來輸入編輯零件程式、操作命令，輸出顯示機床工作狀態、工作 座標等資訊。常見的輸入輸出裝置有：CRT顯示/MDI鍵盤、紙帶 閱讀機、上位電腦等。 3. 伺服驅動裝置 用來把數控裝置輸出的信號進行功率放大，以驅 動伺服電動機拖動機床運動。 4. 機床電氣控制邏輯 用來實現主軸起/停、換刀等輔助控制功能， 並零件程式的執行與這些輔助動作同步。 5. 位置檢測裝置 用來檢測工作臺的實際位置，輸出位置回饋資訊， 實現閉環或半閉環位置控制，提高控制精度。
第1章 绪论
1.2 數控技術的產生和發展
1.2.1 數控技術的產生
數控技術是 20 世紀 40 年代後期為適應複雜外形零件 的加工而發展起來的一種自動化技術，其研究起源於飛 機製造業。1949年美國帕森（Parsons）公司接受美國空 軍委託，研製一種計算控制裝置，用來實現飛機、火箭 等複雜零部件的自動化加工，於是Parsons公司提出了用 數字資訊來控制機床自動加工外形複雜零件的設想，並 與美國麻省理工學院(MIT)伺服機構研究所合作，於1952 年研製成功了世界上第一台數控機床 ---- 三座標立式數 控銑床，可控制銑刀進行連續空間曲面的加工，由此拉 開了數控技術研究的序幕。
0112
微型计算机
数控系统
数控原理与系统复习题
数控原理与系统复习题(总17页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--《数控原理与系统》复习题一、教材本课程教材为：王细洋编著，《机床数控技术》，国防工业出版社。
二、复习题（一）填空题1．数控机床一般是由控制介质、数控装置、伺服驱动装置、机床本体等部分组成。
2．数控机床是用数字化代码来控制刀具与工件的相对运动，从而完成零件的加工。
3．标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手直角笛卡尔坐标系决定，增大刀具与工件距离的方向即为各坐标轴的正方向。
4．从结构上看，柔性制造系统主要有两部分组成：一是传递物质的设备，我们称之为物质流；二是传递信息的网络，我们称之为信息流。
5．FMS中文含义是柔性制造系统。
6．数控技术是指用数字化信号对机床运动及其加工过程进行自动控制的一种方法。
7．在整个使用寿命期，根据数控机床的故障频度，数控机床的故障发生规律大致分为三个阶段：早期故障期、偶发故障期、耗损故障期。
8．确定数控机床坐标系时首先要确定Z轴，它是沿提供切削功率的主轴轴线方向。
9．数控机床按控制运动轨迹可分为点位控制、直线控制和轮廓控制等几种。
按控制方式又可分为开环、闭环和半闭环控制等。
10．穿孔带是数控机床的一种控制介质，国际上通用标准有EIA和ISO两种，我国采用的标准是ISO。
11．当数控机床发生故障时，用于诊断出故障源所在范围或具体位置所使用的程序叫作诊断程序，它一般有三种类型：启动诊断、在线诊断、离线诊断。
12．从数控机床故障诊断的内容看。
故障诊断专家系统可以用于三个方面：故障监测、故障分析、决策处理。
13．所谓“插补”就是指在一条已知起点和终点的曲线上进行数据密化的过程。
14．对于以坐标原点为起点的第一象限直线OA ，其偏差函数为：e i e i i y x x y F -=，若0≥i F ，刀具往+X 进给；若0<i F ，刀具往+Y 进给。
《数控原理与系统》第8章_数控系统的电磁兼容设计
第8章数控系统的电磁兼容设计
8.2 數控系統電磁相容性要求 與抗電磁干擾措施
8.2.1 數控系統電磁相容性要求 數控系統一般在電磁環境較惡劣的工業現場使用，為 了保證系統在此環境中能夠正常工作，系統必須達到JB/T 8832-2001“機床數控系統通用技術條件”中的電磁相容性 要求。
第8章数控系统的电磁兼容设计
第8章数控系统的电磁兼容设计
3．電快速瞬變脈衝群抗擾度 （1）數控系統運行時，分別在交流供電電源端和保護地 端（PE）之間，加入峰值2kV、重複頻率5kHz脈衝群，時 間1min。試驗時，數控系統能正常工作。 （2）數控系統運行時，在I/O信號、數據和控制端口電纜 上用耦合夾加入峰值1kV，重複頻率5kHz脈衝群，時間 1min。試驗時，數控系統能正常工作。 4．靜電放電抗擾度 數控系統運行時，對操作人員經常觸及的所有部位和 保護地端（PE）之間進行靜電放電試驗，接觸放電電壓 6kV，空氣放電電壓8kV。試驗時，數控系統能正常運行。
第8章数控系统的电磁兼容设计
2．電磁騷擾傳播途徑
（1）輻射途徑。騷擾源如果不是被封閉在一個金屬 殼內，它就可以通過空間向外輻射電磁波，其輻射強 度取決於裝置的騷擾電流強度、裝置的等效輻射阻抗 以及騷擾源的發射頻率。如果騷擾源的金屬外殼帶有 縫隙或孔洞，則輻射的強度還與騷擾的波長有關。當 孔洞的大小與波長可以比擬時，還可形成騷擾子輻射 源向四周輻射。另外，輻射場中的金屬體也會形成二 次輻射。
第8章数控系统的电磁兼容设计
8.1.4 電磁相容性EMFra bibliotek試驗為了驗證電氣設備的抗電磁干擾能力，通常在設備 投入使用之前，應進行EMC試驗與驗證，以保證電氣設備 在實際使用中的可靠性。 被試設備在某個登記條件下進行試驗時，可能出現 以下幾種。 （1）在技術範圍內，性能正常。 （2）功能或性能暫時降低或喪失，但可自行恢復。 （3）功能或性能暫時降低或喪失，要操作人員干預或系統 複位才能恢復正常。 （4）由於設備損壞，造成不可恢復的功能降低或喪失。
《数控原理与系统》第6章_主轴驱动及控制
2. 開關量信號 （1） RDY準備好信號: 欲使主軸驅動工作，可 閉合RDY觸點，主軸驅動進入正常工作狀態。 （2） EMG急停信號: 當EMG常閉觸點打開時， 電動機立即制動至停轉。 （3） FOR、 REV信號: 用於指定主軸正反轉， 其與模擬量的極性組合見表6.1。
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第6章 主轴驱动及控制
（ 1 ）在基速 n0 以下，採用調壓調速，即在勵 磁電流If不變，Φ為常數的情況下，用改變電樞 電壓Ua的方法調速。 這時輸出的最大轉矩Mmax 取決於電樞電流最大值Imax， 即 Mmax=CMΦImax 而對一臺主軸電動機來說，最大電流為恒 定，因此所能輸出最大轉矩是恒定的，而輸出 功率隨轉速升高而增加，因此基速n0以下稱為 恒轉矩調速。
第6章 主轴驱动及控制
6.1.2 主軸系統的分類與特性 1. 主軸系統的分類 根據變速方式的不同，主軸系統可分為有 級變速、 無級變速和分段無級變速三種形式。 其中，有級變速僅用於經濟型數控機床， 大多 數數控機床均採用無級變速或分段無級變速。
第6章 主轴驱动及控制
為滿足變速的要求，早期的數控機床常採用 直流主軸驅動系統。由於直流電動機存在體積大、 恒功率調速範圍窄、電刷易磨損、維護比較麻煩 等缺點，而逐漸被交流主軸驅動系統所取代。目 前，絕大多數數控機床均採用鼠籠式交流非同步 電動機配置向量變頻調速器，構成主軸驅動系統。
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第6章 主轴驱动及控制
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圖6.1 主軸電動機電路模型
数控原理与系统pdf
《数控原理与系统》是一门涉及计算机控制、机械工程、电子工程等多个学科领域的交叉学科，主要研究数控技术的基本原理、数控系统的组成和工作原理、数控编程、数控加工等方面的内容。
该学科的核心是数控系统，它是一种通过计算机控制实现自动化加工的系统。
数控系统由计算机、控制单元、驱动装置、传感器等组成，通过对加工过程进行数字化控制，实现对机床的自动控制。
在《数控原理与系统》的学习中，学生需要掌握数控技术的基本概念、数控系统的组成和工作原理、数控编程语言、数控加工工艺等方面的知识。
同时，还需要了解数控系统的发展趋势和应用前景，以及如何应用数控技术解决实际工程问题。
通过学习《数控原理与系统》，学生可以掌握数控技术的基本原理和应用方法，为从事数控技术相关的工作奠定基础。
同时，该学科也为学生提供了一个了解现代制造业发展趋势和技术创新的机会。
最新数控原理与系统试题及答案
《数控原理与系统》试题1一、填空题（每空1.5分，共30分）1. 数控机床是用数字化代码来控制刀具与工件的相对运动，从而完成零件的加工。
2. CPU是CNC装置的核心，它由运算器和控制器两个部分组成，运算器是对数据进行算术和逻辑运算的部件，控制器是统一指挥和控制数控系统各部件的中央机构。
3. 所谓“插补”就是指在一条已知起点和终点的曲线上进行数据点的密化的过程。
4．数控系统按照有无检测反馈装置分为开环数控机床和闭环数控机床两种类型。
5．对于以坐标原点为起点的第一象限直线OA，其偏差函数为：，若，刀具往 +X 进给；若，刀具往 +Y 进给。
6. 标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手直角笛卡尔坐标系决定，增大刀具与工件距离的方向即为各坐标轴的正方向。
7. CNC系统中，实时性要求最高的任务是增大和位控。
8. CNC软件中，译码程序的功能是把程序段中的各数据根据其前后的文字地址送到相应的缓冲寄存器。
假设当前需要译码的程序段如下：N1 G01 X132 Y200 Z300如果当前取出的代码是X，那么数字码寄存器中存放的数据是 01 ，此时应该把该数据送入代码 G 的缓冲寄存器中。
9. 旋转变压器是一种常用的转角检测元件，从其结构来看，它由定子和转子两个部分组成。
10．步进式伺服驱动系统是典型的开环控制系统，在此系统中执行元件是步进电机。
11．专家系统是一种应用大量的专家知识和推理方法求解复杂问题的一种方法，因此一般专家系统主要包括两大部分，即知识库和推理机。
二、单项选择题（每小题2分，共20分）：1. 经济型数控系统一般采用（ A ）CPU，而且一般是单微处理器系统。
A、8或16位B、32位C、64位D、以上都不正确2. 下面哪种设备不是CNC系统的输入设备？（ C ）A、MDI键盘B、纸带阅读机C、CRT显示器D、磁带机3．在单CPU的CNC系统中，主要采用（ B ）的原则来解决多任务的同时运行。
数控原理与系统第7章典型数控系统及应用
输入输出设备用于将加 工程序和加工数据输入 数控系统，同时将加工 结果输出到显示器或外 部设备。
数控装置是数控系统的 核心，负责根据输入的 加工程序和数据进行运 动轨迹的计算和控制信 号的输出。
可编程控制器用于逻辑 控制，如主轴的启停、 冷却液的开关等。
主轴驱动装置和进给驱 动装置分别用于控制主 轴和进给电机的运动。
详细描述
这些数控系统品牌在市场上也有一定 的份额，并拥有各自的特点和优势。 它们在机械加工、汽车制造、航空航 天等领域得到广泛应用。
03 数控系统硬件结构
数控系统的基本构成
01
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数控系统是用于控制机 床实现自动化加工的计 算机系统，主要由输入 输出设备、数控装置、 可编程控制器、主轴驱 动装置、进给驱动装置 等部分组成。
04 数控系统软件结构
数控系统的软件组成
操作系统层
提供数控系统运行的基础环境，包括内核、驱动程序 等。
支撑软件层
提供数控系统所需的各种支撑软件，如数据库、网络 通信等。
应用软件层
根据具体需求开发的数控系统应用软件，实现各种功 能。
数控系统的软件功能
数据输入输出
接收和输出各种数据，如零件图纸、工艺参 数等。
数控车床
用于加工汽车轴类零件，如曲 轴、凸轮轴等，能够实现高精 度外圆和端面加工。
数控铣床
用于加工汽车模具、检具和夹 具等，能够实现复杂型面的加
工和制造。
数控系统在航空制造中的应用
数控机床
数控加工中心
用于加工航空零部件，如飞机起落架、发 动机叶片等，要求高精度、高强度和高可 靠性。
用于加工飞机机身、机翼等大型结构件， 能够实现多轴联动，提高加工精度和效率 。
数控机床数控原理与系统课件
码后4位十进制来指定主轴转速。 ➢ 3. T功能的实现 ➢ T功能即刀具功能，T代码后跟随2-5位数字表示刀具号和
刀具补偿号。图5-23所示为采用固定存取换刀控制方式 的T功能处理框图。
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➢ 数控机床中独立型PLC本身是一个控制器，是一个完 整的系统。其特点是使用灵活；要进行PLC与CNC装置 I/O联结，控制功能更强大。
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图5-22 内装型PLC的CNC框图
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5.5 辅助机能控制与PLC
➢ 四、M、S、T功能的实现 ➢ 1. M功能的实现 ➢ M 功能又称辅助功能，其代码用“M”后跟2位数表示。
命令。
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5.4数控系统的接口
▪ 一、接口解决的问题
➢ 从功能角度去分，接口电路解决的问题有两类。 ➢ 1. 单台机床内部各部件之间的信息交换问题 ➢ 2. 机床与机床之间或机床与计算机之间的信息交换问题。
▪ 二、接口分类规范
“机床/数控接口”国际标准指出了数控装置，电气控制设备与机床 之间的接口范围，他们共分为四类，如图5-17. ➢ A、B类接口交换的信息是数控装置与驱动电动机，位置、速度检测 之间的控制信号。
（1）减法计算 ▪ 在位置计数器中预置给定的位移量，坐标移动时进行减 法计算。
（2）比较计算 ▪ 将给定的位移量存入指令寄存器，坐标移动时位置计数 器以零开始进行加法计算，两者相比较，在计数值与给 定值相符时停止进给。 ▪ 位置计算与比较的软件控制流程如图5-8所示
《数控原理与系统》第4章__伺服驱动系统
第4章 伺服驱动系统
4.2.1 步進電動機 1. 步進電動機的特點 步進電動機是一種將電脈衝信號 轉換成相應角位移的機電執行元件。給 一個電脈衝信號，步進電動機就回轉一 個固定的角度，稱為一步，所以稱為步 進電動機。由於其轉動角度由脈衝個數 控制，不需要回饋環節，所以在經濟型 數控機床上得到了廣泛的應用。概括起 來步進電機具有如下優點：
第4章 伺服驱动系统
第4章 伺服驅動系統
4.1 伺服系統概述 4.2 開環步進電動機驅動系統 4.3 直流伺服系統 4.4 交流伺服系統 4.5典型數控伺服驅動系統簡介 小結 習題
第4章 伺服驱动系统
4.1 伺服系統概述
1. 基本概念 伺服（Servo）系統又叫隨動系統， 是一種能 夠跟隨指令信號的變化而動作的自動控制裝置， 根據實現方法不同， 可以分為機械隨動（仿形） 系統、 液壓伺服系統、 電氣伺服系統等， 目前 的數控機床均採用電氣伺服系統。
第4章 伺服驱动系统
在數控機床中，CNC裝置是發佈命令的“大 腦”， 而伺服系統則是數控機床的“四肢”， 是一種執行機構， 它能夠準確地執行來自 CNC 裝置的運動指令。 伺服系統由伺服驅動裝置、伺服電動機、位 置檢測裝置等組成。伺服驅動裝置的主要功能是 功率放大和速度調節，將弱信號轉換為強信號， 並保證系統的動態性能；伺服電動機用來將電能 轉換為機械能，拖動機械部件移動或轉動。
第4章 伺服驱动系统
半閉環伺服系統一般將位置檢測元件安裝在電動機 軸上(一般電機生產商已裝好)，用以精確控制電動機的角 度，然後通過滾珠絲杠等傳動機構，將角度轉換成工作臺 的直線位移。半閉環的閉環環路短，不包括傳動機構等大 慣性環節，因而系統容易達到較高的位置增益，不發生振 盪現象。且其快速性好，動態精度高，傳動機構的非線性 因素對系統的影響小。因此被廣泛採用。但如果傳動機構 的誤差過大或其誤差不穩定，則數控系統難以補償。如由 傳動機構的扭曲變形所引起的彈性間隙，因其與負載力矩 有關，故無法補償。由製造與安裝所引起的重複定位誤差 以及由於環境溫度與絲杠溫度變化所引起的絲杠螺距誤差 也是不能補償的。因此要進一步提高精度，只有採用全閉 環控制方式。
数控系统的构成、工作原理和功能
数控系统的构成、工作原理和功能一、数控装置数控（NC）装置是数控装备的控制核心，通常由一台专用计算机和输入输出设备构成，如下图所示。
▲数控（NC）装置的组成1、信息信息、程序可以通过键盘人工编程输入，也可以在专门的编程系统中完成程序编制，将信息、程序存储在移动硬盘、光盘、U盘上输入数控系统，在通信控制的数控机床上，程序还可以由计算机接口传送。
2、专用计算机它由信息输入装置、运算器、控制器和输出装置组成。
专用计算机对信息进行处理，如计算各执行元件的移动量，另外通过固定、内置的逻辑单元操作程序控制动作信息（如：电动机开停、电动机正反转、刀具更换、检测等）。
3、伺服系统伺服系统控制驱动装备的执行元件，实现伺服电动机的起动、回转、编码检测、反馈、控制回转位置、减速、停止等。
通过上述组成部分可以看出，数控装置的工作过程是：将信息、程序通过专用计算机的输入装置，由控制器中的译码器对输入的信息进行识别，将识别结果向专用计算机的输出装置发出控制信号，执行规定的操作；最后由输出装置实现对伺服系统的数据输出，以实现对伺服系统的控制。
数控装置根据输入的指令进行译码、处理、计算和控制实现数控功能。
该类装置是20世纪50～70年代随着计算机技术发展而产生的一种控制技术。
从本质上讲，数控装置所具有的功能都是采用专用的硬件电路来实现的，因此也称为硬件数控装置。
从现代计算机技术和装备技术要求的角度来讲，这种专用数控装置结构复杂，功能扩展困难并受到一定限制，适应性及灵活性差，设计、制造周期长，制造成本高，稳定可靠性较差。
现代数控装置已发展成为计算机数控装置，也称为软件数控装置。
二、计算机数控系统以小型通用计算机或微型计算机的系统控制程序来实现部分或全部数控功能，简称为计算机数控（CNC）。
CNC系统是现代的主流数字控制系统。
用CNC系统控制的数控机床，简称CNC机床。
1、CNC装置的组成CNC装置由硬件和软件两大部分组成。
（1）硬件由CPU、存储器、总线、输入/输出接口、MDI/CRT接口、位置控制、通信接口等组成。
《数控原理与系统》第5章_进给运动的控制
第5章 进给运动的控制
5.1 開環進給系統性能分析
由於開環進給系統中沒有位臵回饋檢 測裝臵，其前向通道中的各種誤差就無法 通過回饋資訊來加以補償，從而會引起輸 出位臵誤差。因此，需要找出造成輸出位 臵誤差的主要因素，並採取一些必要的措 施來加以改善，從而提高系統的控制性能。
第5章 进给运动的控制
第5章 进给运动的控制
3. 數學模型的構成 （1） 跟隨誤差E。 跟隨誤差E實際 上就是指令位臵Xi與實際位臵Xf的差值。 （2） 開環增益K。 K為整個系統的 開環增益， K=Kv Kda KmKa（1/s）， 其中：
第5章 进给运动的控制
· Kv為位臵放大係數（軟體增益）， 它是由 CNC內部的參數設臵的， 單位為數字/數字。 可 通過設臵Kv值來調整整個回路的開環增益。 · Kda為數模轉換係數。 CNC裝臵通過DAC 數模轉換器輸出-10～+10 V的電壓來控制伺服電 動機的運動。 Kda的單位為V／數字， 它描述了 CNC內每一個數值“1”對應的電壓值。 開環增益K是決定整個系統性能的重要參數， 在機床調試時需進行調整。由上可以看出，當設 備選定後，調整開環增益的唯一方法就是調整軟 體增益KV和伺服放大倍數Km。
第5章 进给运动的控制
第5章 进给运动的控制
（2）選用高性能的驅動裝臵。選用性能好，與 步進電機匹配的驅動裝臵，可有效地改善步進電 機的動態性能，防止失步和震盪。此外，也可選 用帶細分的驅動裝臵，以提高進給解析度。 （3）合理的進行補償。根據齒隙誤差的特點， 當工作臺運動方向改變時可利用CNC裝臵的間隙 補償功能進行補償；對於滾珠絲杠的螺距誤差， 可利用CNC裝臵的螺距誤差補償功能進行校正。