数控技术习题附答案

一、选择题
第一章
1.数控机床按运动控制方式分类，可分为点位控制数控机床、直线控制数控机床和轮廓控制数控机床。

2.数控系统中的CNC的中文含义是_计算机数字控制_。

3.数控机床大体由输入输出装置、数控装置、伺服驱动装置、辅助控制装置测量反馈装置和机床本体组成。

4.数控机床是用数字化代码来控制_刀具和工件_的相对运动，从而完成零件的加工。

5.列举两个数控特种加工机床，如_数控电火花成形机床_、_火焰切割机_。

数控激光切割机床，数控线切割机床
6.按照机床运动的控制轨迹分类，加工中心属于_轮廓控制_的数控机床。

第三章
7.数控机床实现插补运算广泛应用的是直线插补和圆弧插补。

8.所谓插补就是在已知特征点之间插入一些中间点的过程，换言之，就是“数据点的密化”过程。

9.平面轮廓加工属于两轴加工方式。

10.沿刀具前进方向观察，刀具偏在工件轮廓的左边是G41 指令，刀具偏在工件轮廓的右边是G42 指令，刀具中心轨迹和编程轨迹生重合是G40指令。

11．刀具半径补偿的建立与取消都须在G00或G01指令下进行。

12.数控车床的刀具补偿分为两种情况，即刀具的位置补偿和刀尖_半径_补偿。

13.数控车床中的G41／G42是对刀具的__半径_进行补偿。

14.逐点比较法的四个节拍分别是偏差判别、坐标进给、偏差计算和终点判别。

15.偏差函数F(x，y)反映了刀具偏离工件廓形曲线的情况。

若刀具在曲线上方，则F(x，y) >0，若刀具在曲线上，则F(x，y)=0；若刀具在曲线下方，则F(x，y) <0。

第四章
16.程序编制的方法有手动编程和自动编程两种方法。

17.在坐标平面设定中，一般用G17 来设定XY平面，用G19来设定YZ平面。

18.各几何元素间的联结点称为基点。

19.常见的刀库的类型可分为盘式刀库和链式刀库两种。

20.G91 G01 X3.0 Y4.0 F100执行后，刀具移动了5.0mm 。

21. 走刀路线是指加工过程中，刀位点相对于工件的运动轨迹和方向。

22.数控机床程序中，F100表示进给速度是100mm/r。

23.数控机床的旋转轴之一B轴是绕y轴直线轴旋转的轴。

24.数控车床的混合编程是指绝对编程和相对编程的混合。

25.球头铣刀的球半径通常小于加工曲面的曲率半径。

26.在数控铣床上加工整圆时，为避免在工件表面产生刀痕，刀具从起始点沿圆弧表面
的切向进入，进行圆弧铣削加工；整圆加工完毕退刀时，顺着圆弧表面的切向退出。

27.FANUC系统结束子程序调用返回用M99指令。

28．数控机床规格指标中的联动轴数是指CNC装置能同时控制的进给轴数。

29．数控机床在加工过程中控制的是刀具中心轨迹。

30．主轴恒线速度指令为G96 。

31．在XZ平面内进行加工时，坐标平面选择指令是G18。

32.数控机床的标准坐标系是右手直角笛卡尔坐标系，刀具远离工件的方向
为正方向。

33．X坐标轴一般是在水平面内的，与工件安装面平行，且垂直Z坐标轴。

34．机床接通电源后的回零操作是使刀具或工作台退回到机床参考点。

35．编程时可将重复出现的程序编成子程序，使用时可以由主程序多次重复调用。

36.孔加工固定循环程序段的一般格式为：G90/G91 G98/G99 G81~G89 X_Y_Z_R_Q_P_F_L_，G41表示刀具半径左刀补，G54表示第一工件坐标系设置。

37.F 指令后带若干位数字，如F150、F3500等，其中数字表示刀具运动的进给速度，在FANUC-0i-Mate-TB系统默认状态下，其单位为mm/r。

38.建立刀具长度负补偿的指令是G44。

39.采用半径编程方法填写圆弧插补程序段时，当其圆弧所对应的圆心角≥1800时，该半径R取负值。

40．铣削平面轮廓曲线工件时，铣刀半径应小于工件轮廓的最小凹圆半径。

41．在确定机床坐标轴时，一般先确定z轴，然后确定 X轴，再根据右手直角笛卡尔坐标系确定Y轴，根据规定，将平行于主轴的刀具运动坐标定义为Z坐标，且刀具远离工件为其正方向。

42.高速深孔钻循环应选用G73指令。

43．用户宏程序最大的特点是使用变量。

44．切削用量的三要素是：切削速度、进给量和背吃刀量。

45.在精铣内外轮廓时，为改善表面粗糙度，应采用顺铣的进给路线加工方案。

46.一般数控加工程序的编制分为三个阶段完成，即工艺处理、数学处理和编程调试。

47.用直线逼近非圆曲线时常用的节点计算方法有等间距法、等步长法、等误差法。

48.解释数控代码含义：M09切削液关闭；G40半径补偿取消；M30 程序结束并返回。

49.在G91模式下的程序：
N70G02X45Y90R65F100;
N80G03X45Y90R65F100;
为简化编程，将N70和N80改为N75G02G03X45Y90R65F100；则执行功能是否有变化，何种变化。

有，只执行G03功能
50.用孔加工循环指令G82编程时，其中P表示__刀具在孔底的暂停时间。

51.辅助功能指令M05代表_主轴停止旋转_。

52.数控铣削加工刀具选择时，平面加工一般选择面铣刀；铣小平面、台阶面或沟槽时一般采用立铣刀；加工曲面类零件时，一般采用球头铣刀。

53.数控编程程序编制中首件试切的作用是__检验程序单或控制介质的正确性，并检查是否满足加工精度要求_（或检测精度）__。

54.为确定工件在机床中的位置，要确定工件坐标系_。

55.在使用G54~G59工件坐标系时，就不再用_G92/G50_指令
56.用于主轴旋转速度控制的代码是_S__。

57.M99指令功能为子程序调用返回。

第五章
C系统一般都具有直线插补和圆弧插补两种基本类型。

59.数控系统中完成插补运算的装置或程序称为插补器。

根据插补器的结构可以分为软件插补、硬件插补、软硬件插补三种类型。

C系统是一个专用的实时多任务系统，必须完成管理和控制两大任务。

CNC系统软件结构的两大特点是多任务并行处理和实时中断处理。

61.在单CPU的CNC装置中，根据“分时共享”的原则，使多个用户按时间顺序使用同一套设备来解决多任务的同时运行。

资源分时共享技术要解决的主要问题有两个：一是要解决各任务何时占用CPU，即各任务的优先级分配问题，二是要解决各任务占用CPU的时间长短。

C 装置的软件结构通常包括 控制软件 和管理软件。

63.早期的CNC 装置的硬件结构主要为 单微处理器 ，现在这种结构已被 多微处理器 的主从结构所取代。

64.列举两个国内外常见的数控系统，如_华中数控_、_广州数控_。

西门子
65.在现代CNC 系统中，插补功能的实现通常采用_粗插补由软件实现、精插补由硬件实现
__。

66.多微处理器CNC 装置的结构分类有共享存储器结构和 共享总线结构 。

第七章
67.步进电机一般用于 开环 控制系统，交直流伺服电机一般用于半闭环、 闭环 控制系统。

68.交流进给伺服驱动系统的控制器由位置调节器、 速度调节器 和电流调节器组成。

69.数控机床的精度在一定意义上取决于 检测元件的精度。

70、通过光电元件测出 莫尔条纹的宽度 ，就可知道光栅移动了多少个栅距，工作台移动
的距离可以计算出来。

71.感应同步器按照运动方式分为旋转式（圆形感应同步器）和直线式两种。

前者用来测量 转
角位移 ，后者用来测量 直线位移 。

72.进给伺服驱动系统的驱动电机有步进电机、 交流伺服电机 、 直流伺服电机 和直线
电机。

73．数控机床是按数字信号形式控制的，每一脉冲使机床移动部件产生的位移称为 脉冲当
量 。

74.三相步进电动机的转子上有40个齿，若采用三相六拍通电方式，则步进电动机的步距角
为 1.5°。

（∝=360°mzk ）m=3，z=40，k=2.
75.步进电动机的转速主要取决于 脉冲频率 ，步进电动机的转角主要取决于 脉冲数量 。

76.开环伺服系统主要特征是系统内没有 检测反馈 装置，通常使用 步进电机 作为伺服执
行机构。

77.全闭环伺服系统与半闭环伺服系统的区别取决于运动部件上的 检测元件安装位置 。

78.数控机床的驱动执行部分是 伺服系统。

79.在全闭环数控系统中有三个反馈环，分别是： 速度环 、 位置环 和电流环 。

80.对于一个四位二进制接触式码盘来说，其码道数和分辨率分别为 4 、 22.5° 。

（360°
24）
二、简答题
第一章
1、数控机床按伺服系统分类，分哪几类？简答各类的特点。

2、数控机床由哪几部分组成，试用框图表示各部分之间的关系，并简述各部分的基本功能。

3、简述半闭环伺服驱动系统和全闭环伺服驱动系统的主要区别。

半闭环是指数控系统发出指令，伺服接受指令，然后执行，在执行的过程中，伺服本身的编码器进行位置反馈给伺服，伺服自己进行偏差修正，伺服本身误差可避免，但是机械误差无法避免，因为数控系统不知道
全闭环是指伺服接受指令，然后执行，执行的过程中，在机械装置上有位置反馈的装置，直接反馈给数控系统，数控系统通过比较，判断出与实际偏差，给伺服指令，进行偏差修正4、数控机床有哪些特点？
1.适应性强
2. 能加工形状复杂的零件
3. 加工精度高，质量稳定可靠
4.生产效率高
5.劳动强度低
6.良好的经济效益
7.有利于生产管理的现代化
第三章
5、说明左移规格化的含义。

6、简述使用刀具半径补偿的优势。

①利用刀具半径补偿功能，可以直接用工件轮廓编程，避免了烦琐的数学计算。

修正磨损值。

③可以省略粗加工程序，一般情况下，程序是按工件的精加工轮廓编制的，在实际加工中，将刀具半径补偿值设定为不同值，利用同一把刀具、同一个程序就可以完成粗加工、半精加工和精加工。

7、什么是刀具半径补偿？常用的指令代码为何？并说明每个指令的含义。

刀具半径补偿是指数控装置使刀具中心偏移零件轮廓一个指定的刀具半径值G41：刀具半径左补偿， G42：刀具半径右补偿， G40：刀具半径补偿取消。

8、刀具半径补偿执行过程有哪三步? C刀补中，转接过渡形式有几种?
9、解释程序段：“N003 G01 G17 X+25 Y+30 F125 S400 M03 M08；”中G17、F125、S400的含义。

10、试述逐点比较法的基本原理与步骤？
1)偏差判别:根据偏差判别函数进行判别;2）坐标进给:根据判别结果，控制某坐标进给一步;3）偏差计算:新加工点位置偏差计算:4）终点判别
11、说明刀具半径补偿的含义并列举刀具半径补偿的优点。

第四章
12、简述数控加工原理。

自己简化
13、简述手工编程的步骤。

14、指出如图所示的机床为何种类型的机床，按ISO标准确定该数控机床的坐标系统各坐标轴正方向及命名，并在可移动部件上标出。

说明确定的方法和步骤。

15、指出如图所示的机床为何种类型的机床，按ISO标准确定该数控机床的坐标系统各坐标轴正方向及命名，并在可移动部件上标出。

说明确定的方法和步骤。

16、数控机床开机后，为什么要进行“回零操作”？
每次开机启动数控系统的机械零点和实际的机械零点可能有误差，回零操作是对机械零点的校正, 以建立机床坐标系。

17、、加工路线确定的一般原则主要有哪些？
在数控车床加工中，加工路线的确定一般要遵循以下几方面原则：①加工方式、路线应能保证被加工工件的精度和表面粗糙度。

②使加工路线最短，减少空行程时间，提高加工效
程序。

5.进、退刀位置应选在不大重要的位置，并且使刀具尽量沿切线方向进、退刀，避免采用法向进、退刀和进给中途停顿而产生刀痕。

18、解释数控加工指令中何谓模态代码？
19、如何选择铣刀？
20、如何选择加工路线？
21、机床坐标系和工件（作）坐标系的区别是什么？
22、为什么要返回参考点？
回参考点是为了建立机床自身坐标系和工件坐标系建立对应关系。

简单来说是对机械坐标系的确认。

23、在FANUC-0iMate-MB系统的铣床中， G99 G83X_Y_Z_R_Q_ F_L_；各地址符（包括G99、G73及其后字母）的含义是什么？G83：端面钻孔循环
24、什么叫节点和对刀点？
节点：当采用不具备非圆曲线插补功能的数控机床加工非圆曲线轮廓时，在加工程序的编制中，常常需要用多个直线段或圆弧段去近似地代替非圆曲线，这称为拟合，拟合线段的交点或切点称为节点。

对刀点：为了建立机床坐标系和工件坐标系之间的关系，需要建立“对刀点”。

所谓“对刀点”就是用刀具加工零件时，刀具相对工件运动的起点。

对刀点既可以选择在工件上，也可以选择工件外，但基本条件是对刀点必须与零件的定位基准有一定的尺寸关系，这样才能确定机床坐标系与工件坐标系之间的关系。

25、G90 X20.0 Y15.0与G91 X20.0 Y15.0有什么区别？
第五章
26、CNC装置软件从功能特征来看分为哪两大类？CNC装置的软件特点是什么？
从功能特征来看分为：控制系统和管理系统
CNC装置的软件特点是：
a.多任务与并行处理技术——资源分时共享、并发处理和流水处理；
b.实时性与优先抢占调度机制。

27、在FANUC-0i-Mate-TB系统的车床中，G71U_W_R_；G71 P_Q_U_W_F_S_T_；中各地址符（包括G73及其后字母）的含义是什么？
G7l U(切削深度(半径值指定，不带正负符号，且为模态指令)) R(退刀量(模态指令))；
G71 P(精车程序段的开始段落号)Q(精车程序段的结束段落号)u(x轴方向的精车余量(有正负符号，直径指令))W(z轴方向的精车余量(有正负符号))
F(ƒ)S(s)T(t)；ƒ、s、t为粗加工循环中的进给速度、主轴转速及刀具功能；
G73
第七章
28、在下表相应位置打“√”
29、简述光栅的组成,并简要说明莫尔条纹的作用。

若已知光栅栅距d=0.01mm及莫尔条纹的宽度w=5mm，则莫尔条纹的放大倍数是多少？
30、简述闭环伺服系统鉴相工作方式原理，并说明鉴相式伺服系统与鉴幅式伺服系统的两点主要区别。

31、进给伺服系统的作用是什么？进给伺服系统的技术要求有哪些?
答：进给伺服系统的作用：进给伺服系统是数控系统主要的子系统。

它忠实地执行由CNC 装置发来的运动命令，精确控制执行部件的运动方向，进给速度与位移量。

进给伺服系统的技术要求：调速范围要宽且要有良好的稳定性(在调速范围内)；位
移精度高；稳定性好；动态响应快；还要求反向死区小，能频繁启、停和正反运动。

32、有一采用三相六拍驱动方式的步进电机，其转子有60个齿，经丝杠螺母副驱动工作台作直线运动，丝杠的导程L=7.2mm，齿轮的传动比i＝Z1/Z2＝1/5。

求：
(1)步进电机的步距角；(2)工作台的脉冲当量；
注意：将80个齿，改成60个齿
三、编程题
1、编制如图所示零件的车削精加工程序，注释说明每段程序的含义，程序要求：
①以工件左端面建立工件坐标系，设起刀点位置在Z=310mm，X=φ100mm处，刀架前置；
②保证主轴转速1000r/min,进给速度为2mm/r;
③程序中有相应的M指令(主轴正转，有切削液等)、S指令、T指令（T0101）、F指令。

（编制程序15分，程序注释5分）
2、编制如图所示零件的车削精加工程序，主轴转速630r/min，进给速度为100mm/r，程序中有相应的M指令（主轴正转，有切削液等）、S指令、T指令（T0101）、F指令，注释说明每段程序的含义。

（编制程序15分，程序注释5分）
3、编制如图所示零件的车削精加工程序，主轴转速630r/min，进给速度为100mm/r，程序中有相应的M指令、S指令、T指令、F指令，注释说明每段程序的含义。

答案：同2
4、编制下图所示零件的车削精加工程序，(φ50外圆表面无需加工)，以工件右端面建立工件坐标系，设起刀点位置在Z=30mm，X=φ50mm处，刀架前置；主轴转速630r/min，进给速度为100mm/r，程序中有相应的M指令（主轴正转，有切削液等）、S指令、T指令（T0101）、F指令，注释说明每段程序的含义。

5、采用直径方式编制下图所示零件的车削精加工程序，主轴转速400 r/min，全程进给速度为200 mm/min要求精车余量为0.5 mm，加工过程需要冷却液。

当它X方向精加工余量为0.5mm，Z方向精车余量为0.5mm
自己改G71的U0.5 W0.5就好了。

自己搞吧都差不多的
6、已知某外形轮廓的零件由如图所示，坐标系已按图示位置设定，请根据已给定的ABCDEFG部位外轮廓的直径值。

编写零件外形最后的精加工车削程序，并注释说明每段程序的含义，程序要求：
①保证主轴转速1000r/min,进给速度为0.5mm/r；
②程序中有相应的M指令(主轴反转，有切削液等)、S指令、T指令（2号刀具，1号刀补）、F指令。

图5.2
图形轮廓已给，即不用什么加工了。

自己搞吧都差不多的。