数控考试资料.doc

《数控技术》课程学习概述第一章：数控技术的几个概念 数控机床的组成及工作原理数控机床的特点、分类及适用范围第二章及第三章：数控编程的内容及步骤 数控加工程序的结构基本指令的使用 数控编程的工艺分析简单零件的编程第四章：CNC装置的硬件结构形式 CNC装置的软件结构特点及形式刀补的概念及C刀补的特点 第五章：插补的概念及分类 逐点比较法及DDA插补的原理及过程数据采样插补的周期第六章：伺服系统的分类及特点 步进电机的工作原理开环系统的传动计算 提高开环系统伺服精度的方法常用检测装置的基本原理 几种闭环（半闭环）系统的基本工作原理第七章：数控机床对机械结构的基本要求 主传动系统的常用形式对进给传动系统的基本要求 消除齿轮间隙的方法丝杠螺母副的形式及滚珠丝杠的预紧 导轨副的种类及特点自动换刀的几种形式 自动换刀系统中刀库的类型及刀具的识别第八章：故障的概念及故障规律 数控机床机械故障的诊断方法数控机床系统故障诊断的方法第九章：数控机床的发展趋势 DNC、FMC、FMS、CIMS、AC练习与思考1、数控机床由哪些部分组成？数控装置的作用是什么？数控机床一般由控制介质、数控装置、伺服系统、机床本体四部分组成。

数控装置的作用是把控制介质、数控装置、伺服系统、机床本体四部分组成数控装置的作用是把控制介质存储的代码通过输入和读带，转换成代码信息，用来控制运算器和输出装置，由输出装置输出放大的脉冲来驱动伺服系统，使机床按规定要求运行2、简述数控机床常用的分类方法按控制的运动轨迹分有点位控制数控机床、直线控制数控机床和轮廓控制数控机床；按伺服系统的类型分有开环伺服系统数控机床、闭环伺服数控机床和半闭环伺服数控机床；按工艺方法分有金属切削类、金属成型类和特种加工类数控机床数控机床按功能水平还可分为高、中、低档三类3、NC机床适用于加工哪些类型零件，不适用于哪些类型的零件，为什么？NC机床适用于加工形状复杂，加工精度要求高的零件；用数学模型描述的复杂曲线或曲面轮廓零件；具有难测量、难控制进给、难控制尺寸的不开敞内腔的壳体或盒型零件；必须在一次装夹中合并完成铣、镗、锪、铰或攻丝等多工序的零件不适用于生产批量大的零件（当然不排除其中个别工序用数控机床加工）；装夹困难或完全靠找正定位来保证加工精度的零件；加工余量很不稳定，且数控机床上无检测系统可自动调整零件坐标位置的；必须用特定的工艺装备协调加工的零件 4、简述开环、闭环及半闭环伺服系统的特点。

开环系统中没有位置检测环节其结构简单，易于调整，工作可靠，价格低廉，伺服精度较低应用于精度要求不高的数控机床 闭环及半闭环系统具有位置检测反馈环节闭环系统中位置检测反馈环节直接检测机床工作台的位移，而半闭环系统则是间接测量机床工作台的位移闭环系统精度很高，结构复杂，调试和维护较为困难，价格昂贵应用于大型精密数控机床半闭环系统也具有较高的伺服精度，系统调试维护等也相对方便，价格也较闭环系统的便宜广泛应用于中小型数控机床5、数控铣削适用于哪些加工场合？ 铣削是机械加工中最常用的方法之一，它包括平面铣削和轮廓铣削，还可进行镗削、钻削、攻螺纹等加工多用于形状复杂的凸轮、样板及模具的加工等场合 6、数控铣削加工空间曲面的方法主要有哪些？哪种方法常被采用？其原理如何？ 数控铣削加工空间曲面的方法主要采用三坐标联动或两轴半联动的加工方法，其中两轴半联动（常用行切法）的方法常被采用其基本原理是任意两个坐标轴联动，第三个坐标轴作周期性进给此法控制系统简单，比较容易实现，经济性较好8、何谓对刀点？确定对刀点时应考虑哪些因素？对刀点是指通过对刀确定刀具与工件相对位置的基准点对刀点可以设置在被加工零件上，也可以设置在夹具上与零件定位基准有一定尺寸联系的某一位置 对刀点的选择原则如下：（1）所选的对刀点应使程序编制简单；（2）对刀点应选择在容易找正、便于确定零件加工原点的位置；（3）对刀点应选在加工时检验方便、可靠的位置；（4）对刀点的选择应有利于提高加工精度。

9、何谓刀位点？ “刀位点”是指用来确定刀具在机床坐标系中空间位置的基准点圆柱铣刀的刀位点是刀具中心线与刀具底面的交点；球头铣刀的刀位点是球头的球心点或球头顶点；车刀的刀位点是刀尖或刀尖圆弧中心；钻头的刀位点是钻头顶点10、何谓换刀点？换刀点是为加工中心、数控车床等采用多刀进行加工的机床刀具交换而设置的点，因为这些机床在加工过程中要自动换刀对于手动换刀的数控铣床，也应确定相应的换刀位置为防止换刀时碰伤零件、刀具或夹具，换刀点常常设置在被加工零件的轮廓之外，并留有一定的安全量11、数控工艺与传统工艺相比有哪些特点？ 数控加工过程是在加工程序的控制下自动进行的，而数控工艺分析是加工程序编制的重要组成部分，因此，数控加工与普通加工的工艺处理虽然基本相同，但有它的特点一般说来，数控加工的工序内容要比普通加工内容复杂得多许多在传统加工中由操作者灵活掌握随时调整的事，在数控加工中必须是事先选定和安排好的事情，另外，数控工艺分析中还会涉及到坐标系、一些“点”（如：对刀点、换刀点、原点等）的选择，而工艺路线以及切削参数等的选择也有区别与传统的工艺12、确定走刀路线时应考虑哪些问题？走刀路线就是刀具在整个加工工序中的运动轨迹，它不但包括了工步的内容，也反映出工步顺序。

走刀路线是编写程序的依据之一确定走刀路线时应注意以下几点：1）先粗后精、先外后内，寻求最短的加工路线 2）最终轮廓一次走刀完成 3）正确选择轮廓的切入切出方向 4）选择使工件在加工后变形小的路线14、数控加工工艺分析的目的是什么？包括哪些内容？在数控机床上加工零件，首先应根据零件图样进行工艺分析、处理，编制数控加工工艺，然后再能编制加工程序正确的工艺分析，对保证加工质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人劳动强度以及制订合理的工艺规程都有极其重要的意义它包括的内容有机床的切削用量、工步的安排、进给路线、加工余量及刀具的尺寸和型号等15、数控机床加工程序的编制步骤？数控编程是指从零件图纸到获得数控加工程序的全部工作过程编程工作主要包括：（1）分析零件图样和制定工艺方案（2）数学处理（3）编写零件加工程序以及制备控制介质（4）程序检验和首件试切削17、如何选择一个合理的编程原点？为了换算尺寸尽可能简便，减少计算误差，应选择一个合理的编程原点车削零件编程原点的X向零点应选在零件的回转中心Z向零点一般应选在零件的右端面、设计基准或对称平面内　铣削零件的编程原点，X、Y向零点一般可选在设计基准或工艺基准的端面或孔的中心线上，对于有对称部分的工件，可以选在对称面上，以便用镜像等指令来简化编程。

Z向的编程原点，习惯选在工件上表面，这样当刀具切入工件后Z向尺寸字均为负值，以便于检查程序18、什么叫基点？什么叫节点？它们在零件轮廓上的数目如何确定？零件的轮廓是由许多不同的几何要素所组成，如直线、圆弧、二次曲线等，各几何要素之间的连接点称为基点，它们的确定和计算相对简单当用直线段或圆弧段去逼近非圆曲线时，逼近线段与被加工曲线交点称为节点节点的计算一般都比较复杂，靠手工计算已很难胜任，必须借助计算机辅助处理，其主要依据包括加工精度和计算方法等基点和节点坐标是编程中必需的重要数据19、试说明机床坐标系与工件坐标系各自的功用、它们的相互关系如何？怎样确定它们的相互关系？机床坐标系又称机械坐标系，是机床运动部件的进给运动坐标系，其坐标轴及方向按标准规定其坐标原点由厂家设定，称为机床原点（或零件）工件坐标又称编程坐标系，供编程用它们的相互关系通过对刀及相关G指令确定20、试用框图说明CNC系统的工作过程21、从CNC装置中含CPU的多少以及CPU的作用来看，CNC装置分为几类？试简述每一类的特征 分为两大类：单微处理器结构（主从式结构）和多微处理器结构在单微处理器结构（主从式结构）中，只有一个微处理器，以集中控制、分时处理系统的各个任务（主从式虽有多个微处理器，但其中只有一个微处理器能够控制系统总线，而其它的微处理器只能作为智能部件）；在多微处理器结构的CNC系统中，有两个或两个以上的微处理器，各个微处理器之间既可采用紧耦合，共享资源，具有集中的操作系统，也可采用松耦合，将各处理器组成独立部件，具有多层操作系统，实行并行处理。

22、目前，CNC装置的系统软件的结构模式有几种？每一种有何特点？ 目前常见的CNC系统的软件结构模式有两种：前后台型和中断型软件结构前后台型软件结构适合于采用集中控制的单微处理器结构的CNC系统，前台程序为实时中断程序，承担诸如位置控制、插补、辅助功能处理、面板扫描及输出等实时功能，而后台程序主要完成准备和管理工作，包括输入、译码、插补准备及管理等，通常称为后台程序或背景程序中断型软件结构没有前后台之分，除初始化程序以外，根据各控制模块实时要求不同，将控制程序安排成不同级别的中断服务程序整个软件是一个大的多重中断系统，系统的管理功能主要通过各级中断服务程序之间的通信来实现23、试简述时间分割法的基本工作原理 时间分割法属数字增量插补其基本原理是把加工一段直线或圆弧的时间分为许多相等的时间间隔即插补周期，然后计算出各个坐标轴在每个插补周期内的进给量，插补周期的确定较为重要24、刀具补偿有何作用？有哪些补偿指令？刀具补偿一般有长度补偿和半径补偿刀具长度补偿可以进行刀具长度补偿及位置补偿利用刀具半径补偿：用同一程序、同一尺寸的刀具进行粗精加工；直接用零件轮廓编程，避免计算刀心轨迹；刀具磨损、重磨、换刀而引起直径改变后，不必修改程序，只需在刀具参数设置状态输入刀具半径改变的数值；利用刀具补偿功能，可利用同一个程序，加工同一个公称尺寸的内、外两个型面。

2.车床原点、车床参考点、工件原点 车床原点又称机械原点，它是车床坐标系的原点该点是车床上的一个固定点，是车床制造商设置在车床上的一个物理位置，通常不允许用户改变车床原点是工件坐标系、车床参考点的基准点车床的机床原点为主轴旋转中心与卡盘后端面的点 车床参考点是机床制造商在机床上用行程开关设置的一个物理位置，与机床原点的相对位置是固定的，车床出厂之前由机床制造商精密测量确定 工件原点是编程员在数控编程过程中定义在工件上的几何基准点，有时也称为工件原点，是由编程人员根据情况自行选择的25、刀具半径补偿常用的方法有几种？各有何优缺点？ 刀具半径补偿常用的方法有两种：B刀补和C刀补B功能刀补在确定刀具中心轨迹时，采用了读一段、算一段、再走一段的控制方法，这样就无法预计到由于刀具半径所造成的下一段加工轨迹对本段加工轨迹的影响而C功能刀补可同时处理多个程序段，并可根据相邻两端轨迹的转接情况，对前段的刀具中心轨迹进行相应的修正，从而避免B功能刀补的缺陷26、CNC系统为何要进行加减速控制？有哪些方法？数控机床进给系统的速度是不能突变的，进给速度的变化必须平稳过渡，以避免冲击、失步。