上海大学数控技术期末考试简答题范围及答案

1.简述数控机床的定义与组成

数控机床:将机床的各种动作，工件的形状，尺寸以及机床的其它功能用一些数字和代码来表示，把这些数字代码通过信息载体（即控制介质）输入给数控系统。数控系统经过译码、运算等处理，发出相应的动作指令，自动控制机床刀具与工件的相对运动，从而加工出所需要的零件。

数控机床有以下几部分组成:

信息载体——信息载体又称控制介质，是用来确定人与机床之间的某种联系的中间媒介物，在它上面，记载了数控机床加工的全部信息。

数控装置——数控装置任务就是接受信息载体带来信息，进行合理运算处理，把它们转化为伺服系统能接受的指令信号。并按照程序中规定的加工步骤驱动机床完成相应动作。

伺服系统——由伺服电动机与伺服驱动装置组成。伺服系统用来接收来自数控装置的指令信息。控制机床的执行机构的进给速度、方向和位移量严格地按指令信息执行。是机床的执行部件。

机床本体——机床本体包括:主运动部件,进给运动执行部件(如工作台与刀架)及传动部件和机床身立柱等支承部件。

2.数控机床的特点是什么？适用于何种场合？

数控机床的特点:

1.对加工相适应性好

2.能加工出形状复杂的零件

3.加工精度高，加工质量稳定

4.生产效率高

5.减轻工人劳动强度

6.易于建立计算机通讯网络

适用场合：

1批量小而又多次重复生产的零件；

2几何形状、结构复杂的零件；

3在加工过程中必须进行多种加工的零件；

4切削余量大的零件

5必须严格控制公差的零件

6需要频繁改型的零件

7加工过程中如果发生错误将会造成严重浪费的贵重零件

8需要全部检验的零件；

3.简述CNC系统的组成及各部分的功能

1.输入/输出设备——信息交换

2.数控装置和PLC——控制功能

3.强电控制部分和辅助装置控制器——对PLC输出信号进行隔离和放大，驱动辅助装置控制器

4.主轴调速驱动单元和主轴电动机单元——驱动主轴

5.进给电机——驱动伺服电机

6.位移与速度检测装置——检测主轴转速并反馈给主轴调速驱动单元

CNC装置的组成及各部分的功能

CNC装置实质是一台专用计算机，主要有封闭和开放两种结构。

硬件组成：微处理器（CPU），内部存储器、各种I/O接口及外围逻辑电路、数控专用接口电路等。

功能：1.对零件加工程序及工作参数进行存储，对操作命令作相应处理；

2.执行零件加工程序，对加工程序指令进行译码、逻辑分析、插补运算等；

3.将生成的轨迹控制信息输出给进给伺服控制单元，控制和驱动进给伺服电机，实现刀具工件的相对运动；

4.PLC处理机床主运动和辅助控制指令，将反馈信息传递给CNC并在CNC内作相应处理；

5.把个工作环节的有关数据和图形信息输出到显示器进行显示；

6.实现编程、管理计算机之间的信息交换。

4.简述CNC系统当中总线的功能及常用的总线

总线：CPU与各组成部件、接口等之间的信息公共传输线，包括控制、地址和数据三总线。起到控制和传输的功能。

总线：STD bus（支持8位和16位字长）

Multi bus（Ⅰ型支持16位字长，Ⅱ型支持32位字长）

S-100bus（可支持16位字长）

VERSA bus（可支持32位字长）

VME bus（可支持32位字长）

C软件有几种类型？各有什么特点

中断型结构模式：（特点）除了初始化程序之外，整个系统软件的各种功能模块分别安排在不同的级别的中断服务程序中，整个软件就是一个大的中断系统

前后台型结构模式：（特点）分为前台程序和后台程序。前台程序是指实时中断服务程序，实现插补、伺服、机床监控等实时功能，这些功能与机床的动作直接相关。后天程序是一个循环运行程序，完成管理功能和输入、译码、数据处理等非实时性任务，也叫背景程序，管理软件和插补准备在这里完成。后台程序运行中，实时中断程序不断插入，与后台程序相配合共同完成零件加工任务。

C软件的特点，简述他们的原理（并发处理，流水处理）

特点：1.在任何时刻（流水处理除开始和结束外）均有两个或两个以上的任务在并发执行。

2.时间重叠，以资源重复的代价换得时间上的重叠。

并发处理：在规定的时间长度（时间片）内，根据各任务实时性的要求，规定它们占用CPU 的时间，使它们分时共享系统的资源。

流水处理：流水处理技术是利用重复的资源（CPU），将一个大的任务分成若干个子任务(任务的分法与资源重复的多少有关)，这些小任务是彼此关系的，然后按一定的顺序安排每个资源执行一个任务

7.数控机床的调速方法有几种？各有什么优缺点

数控机床主传动系统主要有四种配置方式

1）带有变速齿轮的主传动（图a）

优点：1.变速范围大；2.增大扭矩；3

缺点:1.噪声；2.结构复杂；3.转速不能太高；4.不能长距离传动

2）通过带传动的主传动（图b）

优点:1.减震；2.隔离热源；3.安全；4.长距离传动；5.高速传动

缺点:1.传动比不准确

3）用两个电动机分别驱动主轴是上述两种方式的混合传动，高速时由一个电动机通过带传动，低速时，由另一个电动机通过齿轮传动。

优点：有上述两种性能，增大恒功率区，扩大变速范围，避免了低速时转矩不够且电动机功率不能充分利用的问题。

缺点：两个电动机不能同时工作，也是一种浪费。

4)内装电动机主轴传动结构（图d）

优点：1.结构简单；2.无传动误差

缺点：1.发热现象需要专门复杂的冷却装置。