数控机床原理与系统部分课后习题答案

1-1答：

数字控制（Numerical Control）简称数控（NC）。广义是指利用数字化信息实行控制，也就是利用数字控制技术实现的自动控制系统，其被控对象可以是各种生产过程。狭义是指利用数字化信息对机床轨迹和状态实行控制。

组成：输入 /输出装置、数控装置、伺服系统、机电接口、机床本体；

1-4答：

（一）按数控机床运动轨迹分类

1、点位控制数控系统；

2、直线控制数控系统；

3、轮廓控制数控系统；

（二）按数控机床伺服系统分类

1、开环数控系统；

2、闭环数控系统；

3、半闭环数控系统；

（三）按数控机床的功能水平分类

1、经济型数控系统（低档）；

2、普及型数控系统（中档）；

3、高档型数控系统（高档）；

1-5答：与其他加工设备相比，数控机床具有如下显著特点：

1、能加工复杂型面的零件，具有较强的适应性和柔性；

2、可以保证较高的加工精度，并且产品质量稳定，一致性好；

3、具有较高的生产效率；

4、可以改善生产条件，减轻劳动强度；

5、便于联网实现现代化管理及大规模的自动化生产；

（ 1）数控系统的发展经历了五代

1）电子管（ 1952）。

2）晶体管（ 1959）。

3）小规模集成电路（ 1965）。

4）大规模集成电路及小型计算机（ 1970）。

5）微处理机或微型计算机（ 1974）。

前三代简称 N C ；后两代简称 CNC （Computerized NC）。

1-8答：

CNC计算机数控装置；PLC可编程控制器；ISO国际标准化组织；WOP面向车间的编程系统； DNC 直接数控系统； FMC 柔性制造单元； FMS 柔性制造系统； CIMS 计算机集成制造系统；CAD计算机辅助设计；CAM计算机辅助制造；CAPP计算机辅助加工工艺规划；

CAQ 计算机辅助质量分析； LAN 本地局域网； TCP/IP 传输控制协议 /网际协议； MAP 生

产自动化局域网协议； MRP制造资源计划；ERP企业资源计划；

2-5答

内码是按属性加编码构成的内部代码。实用内码可以提高下一步的译码速度。

不是，译码速度满足时可以不用内码。

2- 6 答在内存储器方式中，数控加工程序缓冲器和数控加工程序存储器在本质上都是CNC 装置内

部存储器的一部分，一般采用随机访问存储器，只是这两者的规模和作用有些不同，为了便于分析问题，按它们各自的作用分别命名而已。

2-7答：译码就是将输入的数控加工程序翻译成 CNC 装置能够识别的形式；译码主要包括代码识别和功能码的译码两大部分。

代码识别是通过软件将数控加工程序缓冲器中的内码读出，并判断该数据的属性。功能码的译码就是把经过代码识别后识别出来的代码的码值放置在译码结果缓冲器中正确的位置上。

2-8答：

因为G代码和M代码数量众多，给每个代码配置内存单元则译码结果存储器规模太大。

G 代码和 M 代码中有些代码的功能属性相同或相近，它们不可能出现在同一个程序段中，根

据此特点，将G代码、M代码按功能属性分组，每一组代码设置一个独立的内存单元。

2-12 答：数控机床在加工过程中，是通过控制刀具中心或刀架参考点来实现加工轨迹的。但是刀具实际参与切削的部位只是刀尖或刀刃边缘，他们与刀具中心或刀架参考点之间存在偏差。因此需要通过数控系统计算偏差量，并将控制对象由刀具中心或刀架参考点变换到刀尖或刀具边缘上，以满足加工需要。这种变换过程称为刀具补偿。

在零件加工过程中，采用刀具补偿功能，可以大大简化数控加工程序的编写工作，提高该程序的利用率。

2-13 答：原理：测量刀位点到基准点之间的距离，将此距离作为偏移量，使基准点偏移，将刀位点移动至加工位置。

2-15 答：直线—直线；直线—圆弧；圆弧—直线；圆弧—圆弧缩短型，伸长型，插入型；刀具半径补偿计算，是指运用矢量法，求出刀具半径补偿过程中刀具中心轨迹在各个转接点处的坐标值。

举例：

3-1答：插补：就是在已知曲线的种类和起点、终点的情况下，在曲线的起点和终点之间进行“数据点的密化”，求出一系列中间点的坐标值，在相邻的中间点之间用直线段连接从而逼近曲线的过程。不能，因为刀具只能沿进给轴方向运动。

3-2答：

脉冲当量：应用脉冲增量插补方法，每个单位脉冲对应的坐标轴的位移量。

V= S x f

3-3答：

1）脉冲增量插补

包括：逐点比较法、数字积分法；特点：每次插补的结果仅产生一个单位的行程增量，以单位脉冲的形式输出给步进电动机。

2）数据采样插补特点：数据采样插补的结果不是单个脉冲，而是位置增量的数字量。此插补方法适用于交流、直流伺服电动机构成的闭环系统。

3-5答：

圆弧过象限的特点：

1）过象限前后动点坐标值的符号会改变；

2）过象限前后圆弧走向不变；

3）过象限圆弧与坐标轴必有交点，当动点处在坐标轴上时必有一个坐标值为零。4）采用终点坐标值法判断终点。

圆弧过象限的算法。

1）绝对坐标值法

2）代数坐标值法

3-8 答：

（1）V=60 S f/（SINa+COSa）

=600/1.32

=454.5mm/min

（2）V=60 S f/（SINa+COSa）

=600/1.31 =458mm/min

3-18 答：

△L二FTS/60000=0.05mm

△X=0.04mm

△Y=0.03mm 3-7 答：（1）