05661机床数控原理复习题

数控机床原理知识要点1.数字控制（NC）在机床领域是指.用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制2.1MTC系列的数控系统是哪个公司的产品（上海机床研究所）3.三维轮廓控制数控机床特点是机床的运动部件能够实现两个或两个以上的坐标轴同时进行联动控制4CNC装置不具备以下哪种功能（对加工尺寸的自识别）5数控伺服系统是指以机床运动部件的位置和速度作为控制量的自动控制系统，也称为随动系统。

6现代数控系统（CNC系统）主要是靠存储程序来实现各种机床的不同控制要求。

7微处理器硬件结构中，总线包括了（数据线、地址线和控制线）8在CNC装置中，为保证机床在启、停时不产生冲击、失步、超程和振荡等现象，必须对进给脉冲频率或电压进行加减速控制。

9旋转变压器是根据互感原理工作的。

10对于铣刀进行刀具补偿时，只需进行（刀具半径补偿）11数控机床的I/O接口主要是处理CNC装置与机床之间强电信号的输入、输出和控制12CNC装置的加减速控制中，当系统处于稳定状态时，瞬时速度fi与稳定速度fs的关系是（fi=fs）13 数控装置是整个数控机床数控系统的核心，决定了机床数控系统功能的强弱。

14什么是步距角？步进电动机的步距角大小取决于哪些因素？答：步距角：步进电动机的步距角是反映步进电动机绕组的通电状态每改变一次，转子转过的角度。

它是决定步进式伺服系统脉冲当量的重要参数。

步距角一般由定子相数、转子齿数和通电方式决定。

通常步距角越小，加工精度越高。

15数控机床对进给传动系统的基本要求是什么？进给传动系统的基本型式有哪几种？答：基本要求：1）提高传动部件的刚度；2）减少传动部件的惯量；3）减小传动部件的间隙；4）减小系统的摩擦阻力。

基本型式：1）滚珠丝杠螺母副；2静压丝杠螺母副；3）静压蜗杆蜗条副和齿轮齿条副；4）直线电动机直接驱动。

16旋转变压器定子与转子间的空气隙内的磁通分布是什么规律（正弦）17数控机床有几种分类方法？：按运动方式分类——点位控制、二维轮廓控制、三维轮廓控制；按控制方式分类——开环控制系统、半闭环控制系统、闭环控制系统；按数控装置的构成分类——硬件数控、计算机数控；按控制坐标轴数与联动轴数分类——三轴二联动、四轴四联动；按功能水平的高低分类——高档数控、中档数控、经济型数控。

18步进电机驱动电路高低压电路中，高压导通时间有(单稳延时电路)整定19用逐点比较法插补第二象限圆时，若偏差函数-10，则刀具的进给方向应该是（+Y）20数控机床对位置检测装置有何要求？怎样对位置检测装置进行分类？答：数控机床对位置检测装置的要求如下：1）受温度、湿度的影响小，工作可靠，能长期保持精度，抗干扰能力强；2）在机床执行部件移动范围内，能满足精度和速度的要求；3）使用维护方便，适应机床工作环境；4）成本低。

位置检测装置的分类：按检测方式分类——直接测量，间接测量按测量装置编码方式分类——增量式测量，绝对式测量按检测信号的类型分类——数字式测量，模拟式测量21数控机床对导轨的基本要求是什么？数控机床的导轨主要有哪几种？它们各有什么特点答：导轨的作用概括地说是对运动部件起导向和支承作用，导轨的制造精度及精度保持性对机床加工精度有着重要的影响。

数控机床对导轨的主要要求如下：1）导向精度高；2）精度保持性好；3）足够的刚度；4）良好的摩擦特性；此外，导轨结构工艺性要好，便于制造和装配，便于检验、调整和维修，而且有合理的导轨防护和润滑措施等。

22简述CNC装置的主要功能。

答：基本功能 1）控制功能（2）准备功能3）插补功能4）进给功能 5）主轴功能（6）辅助功能7）刀具功能（8）字符图形显示功能（9）自诊断功能选择功能（1）补偿功能（2）固定循环功能（3）通信功能（4）人机对话编程功能23数控机床由哪几部分组成？简述数控机床各组成部分的作用。

答：数控机床由信息输入、数控装置、伺服驱动及检测装置、机床本体、机电接口等五大部分组成。

信息输入——是将加工零件的程序和各种参数、数据通过输入设备送到数控装置，输入方式有穿孔纸带、磁盘、键盘、手摇脉冲发生器等。

数控装置——是一种专用计算机，一般由中央处理器、存储器、总线和输入输出接口等构成。

数控装置是整个数控机床数控系统的核心，决定了机床数控系统功能的强弱。

伺服驱动及检测装置——伺服驱动及检测反馈是数控机床的关键部分，它影响数控机床的动态特性和轮廓加工精度。

在伺服系统中包括安装在伺服电动机上的速度、位置检测元件及相应电路，该部分能及时将信息反馈回来，构成闭环控制。

机床本体——机床本体包括机床的主运动部件、进给运动部件、执行部件和底座、立柱、刀架、工作台等基础部件。

数控机床要求机床的机械结构应具有较高的精度和刚度，精度保持性要好，主运动、进给运动部件运动精度要高。

机电接口——数控机床除了实现加工零件轮廓轨迹的数字控制外，还有许多功能由可编程控制器来完成的逻辑顺序控制。

这些逻辑开关量的动力是由强电线路提供的，必须经过接口电路转换成PLC可接收的信号。

24感应同步器滑尺绕组与定尺绕组刚好错开的节距为多少时，感应电压为负的最大值（0.5个节距）25CNC系统的接口分为哪几类？接口电路的主要任务是什么？答：第一类是与驱动命令有关的连接电路；第二类是数控系统与检测系统和测量传感器间的连接电路；第三类是电源及保护电路；第四类是通断信号和代码信号连接电路。

接口电路的主要任务：1）电平转换和功率放大：由于数控系统内是TTL电平，要控制的设备或电路不一定是TTL电平，负载较大，因此要进行电平转换和功率放大；2）防止干扰引起误差动作：要用光电耦合器或继电器将CNC系统与机床之间的信号在电气上加以隔离；3）数/模和模/数转换：当采用模拟量传送时，在CNC系统和机床电气设备之间要接入数/模和模/数转换电路；4）防止信号畸变：信号在传输过程中，由于衰减、噪声和反射等影响会发生畸变，因此要根据信号类别及传输线质量，采取一定措施并限制信号的传输距离。

26.刀库是自动换刀装置中最主要的部件之常见的刀库型式主要有链式刀库和.鼓轮式刀库。

27对于三相步进电机ABC三相，若使用环形脉冲分配器分配脉冲，则AB相相同，C不通电的脉冲为（110）28.辅助功能指令，也叫M功能，它是控制机床开、关功能的一种命令。

29脉冲比较式伺服系统的比较器完成质量信号与（测量反馈）信号的比较30简述感应同步器的工作原理，并说明它的应用。

答：感应同步器的工作原理与旋转变压器的工作原理相似。

当励磁绕组与感应绕组间发生相对位移时，由于电磁耦合的变化，感应绕组中的感应电压随位移的变化而变化，感应同步器和旋转变压器就是利用这个特点进行测量的。

所不同的是，旋转变压器是定子、转子间的旋转位移，而感应同步器是滑尺和定尺间的直线位移。

根据励磁绕组中励磁供电方式的不同，感应同步器可分为鉴相工作方式和鉴幅工作方式。

鉴相工作方式即将正弦绕组和余弦绕组分别通以频率相同、幅值相同但相位相差∏/2的交流励磁电压；鉴幅工作方式则是将滑尺的正弦绕组和余弦绕组分别通以相位相同、频率相同但幅值不同的交流励磁电压。

31G90X(U)_Z(W)_F_属于下列哪个指令（外圆切削循环指令）32整形电路的作用是将正弦或余弦的信号变成方波33直线电动机的磁场形式是（平移磁场）34.数控机床伺服系统的性能对数控机床的重复定位精度、动态响应特性以及最高空程运动速度具有重要影响35采用伺服电动机驱动的数控分度工作台的最小分度角为（0.5度—1度）36写出孔加工固定循环的指令格式及各功能字的意义：孔加工固定循环的指令格式为：G×× X_ Y_ Z_ R_ Q_ P_ F_ L_ ；① G××是指G73—G89；② X、Y指定孔在X、Y平面的坐标位置（增量值或绝对值）；Z指定孔底坐标值，在增量方式时，Z是R点到孔底的距离；在绝对方式时，Z是孔底的坐标值；③ R在增量方式时是初始点到R点的距离；在绝对方式时是R点的Z坐标值；④ Q在G73和G83中，用来指定每次进给的深度；在G76和G87中指定刀具位移量；⑤ P指定暂停的时间，最小单位为1ms；⑥ F为切削进给的进给率；⑦ L指定固定循环的重复次数。

如果不指定L，则只进行一次，L=0时机床不动作。

37用于角位移测量的磁栅为（圆形磁栅）38.步进电动机将电脉冲信号转换成角位移的机电元件。

39.我们常用的程序段格式是可变程序段格式。

40步进电机驱动电路功率放大器的作用是提供什么样的电流（幅值足够上升沿较好）41.数控车床常用的布局型式有平床身、立式床身和斜床身三种。

42在加工机床上，采用电主轴，可以使主轴转速达到（数万转）43暂停5秒，下列指令正确的是（G04P5000）44.工步是指 .零件在同一台机床上，一次装夹，用同一把刀具完成的全部加工内容45下列指令，哪一个是圆弧插补指令（G02）46简述光栅的构成和工作原理。

答：光栅是利用光的透射、衍射现象制成的光电检测元件，主要由光栅尺和光栅读数头两部分组成。

光栅尺是用真空镀膜的方法光刻上均匀密集线纹的透明玻璃片或长条形金属镜面。

光栅读数头由光源、透镜、指示光栅、光敏元件和驱动线路组成。

如果将指示光栅在其自身的平面内转过一个很小的角度，使两块光栅的刻线相交，当平行光线垂直照射标尺光栅时，则在相交区域出现明暗交替、间隔相等的粗大条纹，称为莫尔条纹。

当标尺光栅移动时，莫尔条纹就沿与光栅移动方向垂直的方向移动。

只要读出移过莫尔条纹的数目，就可知道光栅移过了多少个栅距。

而栅距在制造光栅时是已知的，所以光栅的移动距离就可以通过光电检测系统对移过的莫尔条纹进行计数、处理后自动测量出来。

47 数控加工编程的一般步骤是什么？答：数控编程的一般步骤为：1）分析零件图纸，确定工艺过程：分析零件图纸，即分析零件的材料、形状、尺寸、精度以及毛坯形状和热处理要求等。

通过分析，确定零件是否适宜在数控机床上加工。

2）数值计算：根据零件图样的几何尺寸和所确定的加工路线及设定的坐标系，计算出数控机床所需输入的数据。

数值计算的复杂程度，取决于零件的复杂程度和数控系统的功能。

3）编写加工程序单：根据数值计算得到的加工数据和已确定的工艺参数、刀位数据，结合数控系统对输入信息的要求，编程人员可根据数控系统规定的功能指令代码及程序段格式编写零件加工程序单。

4）程序输入：程序输入有手动数据输入、介质输入和通信输入等方式。

5）校对检查程序：校对检查由于计算和编写程序造成的错误等。

6）首件加工：程序校验结束后，必须在机床上进行首件试切。

经过以上各步骤，并确认试切的零件符合零件图纸技术要求后，数控编程工作才算结束。

48下面是数字传感器的是AC）A光电译码器 B磁尺 C光栅尺 D旋转变压器49圆弧插补指令G03X_Y_R_中，X,Y后的值表示圆弧的（终点坐标值）50交流伺服电动机与步进电动机的性能有何差异？答：交流伺服电动机由于在控制中采用积分反馈来校验伺服电动机的位置，系统可以平稳地启动，而不会产生失步。