数控机床与 概论复习题

1 数控机床的产生及其基本概念(NC）(CNC)？

1952年，世界上第一台三坐标立式数控铣床在美国帕森斯公司研制成功。

数控机床：数控机床是一个装有程序控制系统的机床，该系统能够逻辑地处理具有使用号码或其他符号编码指令所规定的程序。

2 数控机床的组成有哪几部分？

控制介质，数控装置，机床本体，伺服系统，辅助装置

3 数控机床的分类原则及方式有哪些？

按机床运动的控制轨迹分：点位控制数控机床，直线控制数控机床，轮廓控制

按伺服控制的方式分类：开环控制数控机床，全闭环控制数控机床，半闭环控制数控机床。

按工艺用途分类：金属切削类数控机床，金属成形类数控机床，特种加工类数控机床，测量、绘图类数控机床。

按数控机床的功能水平分类：经济型数控机床，普通型数控机床，高档型数控机床。

4 数控机床的特点和应用范围？

特点：（1）加工精度高（2）可加工形状复杂的零件（3）加工生产率高、具有良好的经济效益（4）自动化程度高，改善劳动条件（5）便于生产管理的现代化（现代数控机床有联网功能）

应用范围：（1）多品种，小批量零件或新产品试制中的零件；（2）结构较复杂，精度要求较高的零件；（3）工艺设计需要频繁改型的零件；（4）价格昂贵，不允许报废的关键零件；（5）需要最短生产周期的急需零件；（6）用普通机床加工时，需要昂贵工装设备（工具，夹具和模具）的零件。

※（准备功能G代码、坐标功能XYZ、进给功能F代码、主轴功能S代码、刀具功能T代码、辅助功能M代码。）

※数控机床的坐标轴和运动方向的规定？

我国采用ISO标准，根据右手笛卡尔直角坐标系，永远假定刀具相对于静止工件而运动。刀具远离工件方向为正。

对于铣床、镗床、钻床等主轴带动刀具旋转的轴为Z轴，而X轴坐标是水平的，它平行于工件装夹平面。

对于车床、磨床等加工旋转体类的机床，主轴带动工件旋转的轴为Z轴，平行于床身导轨；X轴在工件的径向上，它平行于横导轨。

刀具远离工件的方向为坐标轴的正方向。

+Y轴方向根据右手笛卡尔直角坐标系或右手螺旋法则确定

6 数控系统的组成部分有哪些？

程序、输入/输出（I/O）设备、CNC装置、可编程序控制器（PLC）、主轴驱动装置和进给驱动装置等组成。

7 CNC装置的软件特点：多任务并行处理、多重实时中断。

8 CNC装置的硬件结构：单微处理器和多微处理器

9 多微处理器的结构形式：紧耦合结构和松耦合结构

10 CNC装置的工作过程？

主要是对输入、译码处理、数据处理、插补运算、位置控制、I/O处理、显示和诊断等方面进行控制。

11 CNC装置的核心功能和可选功能？

核心功能：控制功能、准备功能、插补功能、主轴转速功能、进给功能、辅助功能、刀具功能。

可选功能：人机对话编程功能、字符图形显示功能、测量和补偿功能、固定循环功能、检测和诊断功能、输入输出和通信功能。

12 CNC装置的刀具补偿：长度补偿和半径补偿

13 刀具半径补偿的执行过程与类型有哪些？

执行过程：刀具半径补偿的建立、刀具半径补偿的进行、刀具半径补偿的撤消。

类型有： B 功能刀具半径补偿和C功能刀具半径补偿。

（缩短型、伸长型、插入型）

14 CNC误差补偿？

动反转间隙补偿、螺距误差补偿、其他因素引起的误差及其补偿（包括：摩擦力与切削力所产生的弹性间隙、位置环跟随误差、伺服刚度）。

15 PLC的组成及其特点。

组成：中央处理器CPU、存储器、I/O单元、编程器、电源和外部设备等。

特点：（1）抗干扰能力强、工作可靠（2）与现场信号直接连接（3）程序简单，使用方便（4）组合灵活，便于实现机电一体化（5）安装简

单，维修迅速方便（6）利用其通信网络功能可实现计算机网络控制。

16 数控系统通信接口的类型？

开关量、模拟量、数字量

※数控机床结构设计的要求有哪些？

（1）较高的机床刚度和良好的抗振性（2）减少机床的热变形；（3）提高低速运动的平稳性和运动精度；（4）提高机床的寿命和精度保持性；（5）减少辅助时间和改善操作性能。

※提高刚度和抗振性的措施有哪些？

（1）提高系统的刚度；（2）减少机床的内部振源；（3）增大阻尼；（4）调整构件的自振频率等。

※减少机床热变形的措施有哪些？

（1）减少发热；（2）控制温升；（3）合理设计机床结构和布局；（4）进行热变形补偿。

20 数控机床主轴的调速方法有哪几种？

（1）交流主轴电动机和直流电动机无级调速系统（2）齿轮有级调速和电动机无级调速相结合的调速方式。

21 数控机床的主轴配置方式有哪几种？

（1）通过变速齿轮的主传动；（2）通过带传动的主传动；（3）用两个电动机分别驱动主轴；（4）内装调速电动机直接驱动主轴传动。

22 数控机床对进给系统机械部件的要求有哪些？

（1）减少运动间的摩擦阻力；（2）提高传动的精度和刚度；（3）减少各运动零件的惯量；（4）系统要有适度阻尼（5）稳定性好、寿命长；（6）使用维护方便。

23 滚珠丝杠螺母副的特点有哪些？

优点；（1）传动效率高；（2）摩擦力小；（3）可预紧；（4）有可逆性；（5）使用寿命长。

缺点：（1）制造工艺复杂，成本高；（2）不能实现自锁。

24 滚珠丝杠螺母副的结构？

滚珠、丝杠、螺母、滚道、管道回路

※滚珠丝杠螺母副间隙的调整方式？

方法有双螺母和单螺母加预紧法；

双螺母加预紧法有：垫片式、螺纹式和齿差式三种；

单螺母加预紧法有：单螺母变导程自预紧和单螺母钢球过盈预紧。

※数控机床的导轨的要求？

导轨是进给系统的重要环节，是机床的基本结构要素之一。它对数控机床的刚度、加工精度和使用寿命等有重大影响，与普通机床相比有更高的要求。（1）导向精度高；（2）刚度足够；( 3 )耐磨性好；（4）高、低速平稳性好；（5）结构简单、工艺性好。

27 机床导轨的基本类型有哪些？

机床导轨按运动轨迹分为：直线运动导轨和圆周运动导轨；

按工作性质分为：主运动导轨、进给运动导轨和调整导轨；

按受力情况分为：开式导轨和闭式导轨；

按导轨接触面的摩擦性质分为：滑动导轨、滚动导轨和静压导轨。

28 自动换刀装置的类型有哪些？

有：转塔式自动换刀装置和刀库式自动换刀装置两类。

29 刀库的形式有哪些？

有：盘式刀库、链式刀库和格子式刀库。

30 刀具的选择方式有哪些？

有：顺序选刀和任意选刀。

31 刀具交换方式有哪些？

有：无机械手换刀和有机械手换刀。

32 数控回转工作台的分类？

数控进给回转工作台和分度回转工作台。

33 排屑装置的种类有哪些？

有：平板链式排屑装置；刮板式排屑装置；螺旋式排屑装置。

※检测装置（元件）的组成及作用是什么？

数控机床的检测装置是由传感器和检测电路两部分组成，起着测量和反馈两个作用。在闭环系统中，其主要作用是检测位移量和速度，并发出反馈信号。※检测装置的分类？

按安装的位置及耦合方式，可分为直接测量和间接测量；

按测量的方法分为增量式和绝对式；

按检测信号类型分类可分为数字式和模拟式；

按运动方式分为回转式和直线式检测装置；

按信号转换的原理可分为光电效应、光栅效应、电磁感应原理、电压效应、电阻效应和磁阻效应等。

36 莫尔条纹的特点：

（1）起放大作用；（2）起平均误差作用；（3）起信息转换作用。

※伺服系统的基本要求有哪些？

精度高、稳定性好、快速响应特性好、调速范围宽、系统可靠性要好。

※伺服系统的分类方式与特点？

分类：按控制方式分：开环、半闭环全闭环三种。