数控原理与系统复习题

1数控技术是用数字化信息构成的程序对某一对象的工作过程进行自动控制的一门技术

2数控系统是指采用数字控制技术，实现机床自动控制的一整套设备和装置

3按其伺服系统的控制方式，数控系统分为哪几类？各有什么特点？

按其伺服系统的控制方式，数控系统分为开环控制型数控系统，全闭环控制型数控系统，半闭环控制型数控系统，混合控制数控系统。特点：开环控制型数控系统控制简单，价格比较低廉。全闭环控制型数控系统可以消除包括工作台传动链在内的传动误差，因而位置控制精度很高，但由于它将丝杠，螺母副及机床工作台这些大惯性环节放在闭环环内，调试时，其系统稳定状态很难达到。半闭环控制型数控系统其控制精度不如全闭环控制型数控系统，但其调试方便，可以获得比较稳定的控制特性。混合控制数控系统常见的有种开环补偿型数控系统和半闭环补偿型数控系统，开环补偿型数控系统既保留了开环控制的优点又较好地解决了步进电机丢步和过冲问题使开环控制的控制精度得以提高。半闭环补偿型数控系统即可以快速获得稳定的控制特性，又可以获得高精度。

4什么叫刀具补偿？简述刀具补偿的执行过程。

刀具补偿：根据刀具形状、尺寸等对刀具中心位置进行偏置，将编程零件轨迹变换为刀具中心轨迹，从而保证刀具按其中心轨迹移动，能够加工出所要求的零件轮廓的变换过程。刀具补偿执行过程：1、刀补建立。2、刀补进行。3、刀补撤消。

5轮廓插补是在已知线段类型和起止坐标的情况下，补足中间点的过程。

6开环数控系统:不带位置检测装置，也无反馈电路，以步进电机驱动。因此具有简单、经济的优点，被广泛用于中低挡数控机床及一般的机床改造

7半闭环控制数控系统：位置检测元件被安装在电动机轴端或丝杠轴端，通过角位移的测量间接计算出机床工作台的实际运行，并将其与CNC装置计算出的指令位置相比较，用差值进行控制，构成半闭环。由于半闭环的环路内不包括丝杠，螺母副及机床工作台这些大惯性环节，由这些环节所造成的误差不能由环路矫正，因而其控制精度不如全闭环控制型数控系统，但其调试方便，可以获得比较稳定的控制特性。

8 NC是硬件数控系统的简称，采用硬件逻辑电路实现译码，计算，插补等数控功能的数控系统。

9CNC,CNC系统软件的任务及内容?

以计算机为核心，用软件来实现译码计算插补等数控功能的数控系统，称为计算机数控系统，简称CNC系统。系统软件包括管理软件和控制软件，CNC系统是一个多任务的实时控制，采用多任务并行处理技术和实时中断处理技术来实现。10为什么要对数控加工程序进行译码？其主要作用是什么？

为进行刀具补偿计算和其他处理为后续工作做好准备，作用：根据文字码所代表的功能确定目标地址，将数字码进行代码转换，并进行语法检查和错误诊断。11位置控制：是利用机械力的传动改变位置开关的通断来接通和断开电源的。12螺距误差补偿：将数控机床某轴的指令位置与高精度位置测量工具所测得的实际位置相比较，计算出在全行程上的误差分布曲线，将误差以表格的形式输入数控系统中。

13变增益位置控制：根据一个理想的瞬态响应，用优化计算的方法反求增益的变化规律，以达到计算控制增益的目的，并能最终很好地抑制干扰的影响。

14机床参考点：是机床上的一个固定点，一般是刀具退离机床原点最远的一个点，由机床制造商设定，其位置有机械挡块和行程开关来确定。

15分段无级调速：在整个变速范围低中高速内均为恒功率传动就叫分段无级调速

16主轴准停功能：又称主轴定向功能,即当主轴停止时,控制其停于固定的位置,这是

自动换刀所必须的功能!在自动换刀的数控镗铣加工中心上,切削转矩通常是通过刀杆的端面键来传递的!这就要求主轴具有准确定位于圆周上特定角度的功能!

17辅助功能：控制机床或系统的开关功能等辅助任选功能的一种指令。

18间隙补偿：再进给传动链中，齿轮传动，滚珠丝杠螺母副均在反间隙，这种反间隙会造成工作台改变方向时，电动机空走而工作台不运动，可用激光干涉仪等测量工具测出间隙值，作为参数输入CNC系统中

19数据采样插补：它是以系统的位置采样周期的整数倍为插补时间间隔，根据编程进给速度将零件轮廓曲线分割成一系列微小直线段，然后计算出每次插补与微小直线段对应的个坐标增量，并分别输出到个坐标轴的伺服系统，用以控制个坐标轴的进给，完成整个轮廓段的插补

20步距角：步进电机每步转过的角度

21DNC：称为分布式数控，是实现CAD/CAM和计算机辅助生产管理系统集成的纽带，是机械加工自动化的又一种形式。

1.跟随误差，跟随误差对圆弧加工轮廓和拐角加工轮廓有何影响？

答：跟随误差就是指令位置与实际位置间的差值，在数控机床上，它亦反映了系统的动态跟随精度与静态定位精度

对圆弧加工轮廓：当x、y轴的位置增益匹配时，所加工出的实际轮廓仍为圆弧当要求加工精度高时，可通过编程时修正圆弧半径的方法来解决。当两轴位移增益不匹配时，圆弧加工误差随着加工点半径与x轴夹角变化而变化，所加工的圆弧将产生形状误差。

对拐角加工轮廓：当位置增益较低时，若为外拐角则会切去一个小圆弧，若为内拐角则会出现欠切削。

2.拐角轮廓误差

答：在两个轮廓（直线或圆弧）的交接处会产生误差，此误差称为拐角轮廓误差。

3. 直线插补轮廓误差

答：当机床进行x、y轴直线联动插补时，编程轮廓（期望轮廓）与实际轮廓之间的误差。

4. 圆弧插补轮廓误差

答：进行圆弧轮廓插补时，编程轮廓（期望轮廓）与实际轮廓之间的误差。5.简述数控机床的电气控制组成部分及各部分功能

答：数控机床的电气控制电路包括主电路、控制电路、数控系统接口电路等几个部分。

机床主电路主要用来实现电能的分配和短路保护、欠压保护、过载保护等功能。

机床控制电路主要用来实现对机床的液压、冷却、润滑、照明等进行控制。

数控系统接口电路用来完成信号的交换和连接。

6.机械传动间隙包括哪几个方面？

答：机械传动间隙主要来自传动齿轮副、联轴节、丝杠螺母副等。

7.数控机床对机械传动精度、间隙、摩擦阻力、刚度、惯量几方面有哪些基本要求？

答：从保证进给稳定性，提高进给精度等方面考虑，要求传动精度高，传动间隙小，有一定的与速度成正比的阻尼，在满足刚度的前提下尽可能减小惯量。

8.什么叫机床数据？

答：进给运动控制参数又叫做机床参数或机床数据。进给运动控制参数主要包括一般参数、返回参考点参数、补偿参数等。

9.数控系统中的PLC有哪两种类型？分析各自的优缺点。

答：根据所用PLC与CNC装置之间的关系不同，数控系统中的PLC分为独立型PLC和内装型PLC两种配置形式。

独立型PLC实际上也就是一个通用型PLC，它完全独立于CNC装置，具有完备的硬件和软件，能够独立完成逻辑顺序控制任务。独立型PLC不但要进行机床侧的I/O连接，还要进行CNC装置侧的I/O连接。它配置灵活，不受CNC限制。但是其连线复杂，与CNC之间的联系不紧密，造价较高，性能价格比较低。

内置型PLC的全部功能包含在CNC装置内，与CNC装置集成于一体。内置型与PLC内部直接处理数据的能力强，外部接线简单，可靠性高，整体造价低，具有较高的性价比。

10.数控系统中PLC的信息交换的主要目的是什么？包含哪些内容？在CNC与PLC之间一般通过什么方式进行信息交换？

答：数控系统中PLC的信息交换，就是以PLC为中心，在CNC、PLC和机床之间的信息传递。PLC通过信息交换，接收CNC的命令信息，实现辅助功能的控制，并把逻辑控制的结果信息送回CNC装置，以同步零件程序的执行。CNC与PLC之间的信息交换可通过内部输入/输出端口进行，也可以通过标志器、寄存器等来实现。

31.什么叫机床数据？

进给运动控制参数，包括通用数据，轴数据，主轴数据，机床数据等。

32.数控系统中的PLC有哪两种类型？分析各自的优缺点?

答：内装型和独立型。优缺点：内装型PLC：与CNC内部直接处理数据的能力强，外部连线简单，可靠性高，整体造价较高，具有较高的性能价格比。

独立型PLC：独立型PLC配置灵活不受CNC的限制。但是连线复杂与CNC之间的联系不紧密，造价较高，性能价格比较低。

33.数控系统中PLC的信息交换的主要目的是什么？包含哪些内容？在CNC与PLC之间，一般通过什么方式进行信息交换？

答：PLC的信息交换的主要目的是实现辅助功能的控制，并把逻辑控制的结果信息送回CNC装置。包含内容：包含在CNC,PLC和机床之间的信息传递。一般通过内部I/O端口进行，也可通过11、

34.根据译码数控加工程序来源的不同可分为哪些？

答：根据译码数控加工程序来源的不同可分为纸带工作方式，存储器工作方式，DNC工作方式，键盘工作方式。

35为什么要设置机床参考点？与参考点有关的参数有哪些？