河南理工大学数控技术复习-五星文库
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河南理工大学数控技术复习
导读：数控技术总复习，数字控制数控机床进给轴加工中心(MC)DNCFMCFMSCIMS脉冲当量并行处理，1-1.什么是数控机床的数控加工程序？（零件加工的工作指令），1-3.为什么数控系统的联动轴数越多，1-4.数控机床与普通机床相比较，数控机床是自动化过程），1-5.数控机床由哪几个部分组成?（编程及程序载体、输入装置、CNC装置及强电控，1-8.直线控制数控机床是否可以加工直线轮廓?（不可以，1
数控技术总复习
一．选择题(15小题，30分)
二．填空题(10分) 三．判断题(10分)
四．简答题（20分，4个小题） 五．插补计算题（10分） 六．编程题(20分)
名词解释：
加工中心(MC)
1-1. 什么是数控机床的数控加工程序？（零件加工的工作指令）
1-2. 轮廓加工机床之所以能加工出形状各异的零件轮廓，最主要的是因为有什么功能？
(插补功能)
1-3. 为什么数控系统的联动轴数越多，则控制越复杂？（联动轴数要求的插补计算越多、
指令输出也越多、位置控制要求的动作越复杂等。）
1-4. 数控机床与普通机床相比较，在哪些方面是基本相同的，最根本的不同是什么?（表
面形成方法相同；实现自动化控制的原理和方法不同。普通机床是人工过程，数控机床是自动化过程）
1-5. 数控机床由哪几个部分组成?（编程及程序载体、输入装置、CNC装置及强电控制
装置、伺服驱动系统及位置检测装置、机床的机械部件。）
1-6. CNC装置对输入的加工程序进行运算处理的核心部分有哪三步?（逼近处理、插补运
算、指令输出。）
1-7. 什么样控制特点的系统称为点位控制系统？
仅能实现刀具相对于工件从一点到另一点的精确定位运动；对轨迹不作控制要求；运动过程中不进行任何加工。
1-8. 直线控制数控机床是否可以加工直线轮廓?（不可以，可以控制平行于坐标轴的直线） 1-9. 开环、闭环和半闭环系统，它们在结构形式、精度、成本和影响系统稳定因素方面，
各有何特点？
1-11. 为什么数控机床加工的生产准备周期比普通机床加工生产准备周期短?（普通机床
使用专用刀具、量具、而数控机床加工无须专用工艺装备，只须编程。） 1-12. 数控机床最适用于哪些类型零件的加工？ （复杂、高精、多种批量尤其是单件小
2-1. 空间曲面加工是否一定要有三坐标联动? （不是，亦可用3轴控制2轴联动进行加
2-2. 试画出立式和卧式镗铣床、车床、外圆磨床的ISO标准坐标系。 立式铣床：
卧式铣床：
2-3. 数控机床坐标系各进给轴运动的正方向总是假定为怎样的方向? （假设工件不动，
刀具远离工件的方向为正。）
2-4. 什么是相对坐标编程？什么是绝对坐标编程？
（相对坐标编程：编程的坐标值按增量值的方式给定的编程方法 绝对坐标编程：编程的坐标值按绝对坐标的方式给定的编程方法）
2-5. 从大类上分类，数控加工程序编制方法有哪两种？
（手工编程、自动编程） 2-6. G00，G01，G02/G03, G04, G40,G41,G42,G43,G44, M00，M02,M03,M04,M05, M07, M08, M09, M30
2-7. 被加工零件如图所示，本工序为精加工，铣刀直径为16 mm，进给速度100mm/min，
主轴转速为400r/min，不考虑Z轴运动，编程单位为mm，试编制该零件的加工程序。 要求：
(1) 从A点开始进入切削，刀具绕零件顺时针方向加工，加工完成后刀具回到起刀点； (2) 采用绝对坐标编程，指出零件上各段所对应的程序段号； (3) 程序中有相应的M指令、S指令和刀补指令。 00 X-15 Y-15；
N01 G90 G17 G00 G41 X0 Y0 M03 S400 D01 M08； N02 G01 X60 Y130 F100； N03
N04 G02 X150 Y100 I0 J-30； N05 G01 Y50；
N06 G03 X100 Y0 I50 J0； N07 G01 X0；
N08 G00 G40 X-15 Y-15 M05 M09； N09 M30；
如图所示板类零件，其厚度为10mm，需进行外轮廓的铣削精加工，精加工余量为0.2mm。选择的立铣刀直径为φ20。试列表写出该零件轮廓的精加工程序，并加以注释。
R30（1/4圆弧）
O0001 程序代号
N01 G00 G90 X120 Y60 Z50 绝对值输入，快速进给到X120 Y60 Z50 N02 X100 Y40 M03 M08 S500 N03 Z-11
快速进给到X100 Y40切削液开，主轴正转，转速500r/min
快速向下进给到Z-11
直线插补到X70 Y10，刀具半径左补偿D012=10mm,
N04 G01 G41 X70 Y10 D012 F100 进给速度100mm/s N05 Y-10
直线插补到X70 Y-10
N06 G02 X40 Y-40 R30 顺圆插补到X40 Y-40，半径为30mm N07 G01 X-70 直线插补到X-70 Y-40 N08 Y40 N09 X40
直线插补到X-70 Y40 直线插补到X40 Y40
N10 G03 X70 Y10 R30 逆圆插补到X70 Y10, 半径为30mm N11 G01 X85
直线插补到X85 Y10
N12 G00 G40 X100 Y40 快速进给到X100 Y40，取消刀具半径补偿 N13 X120 Y60 Z50 快速进给到X120 Y60 Z50 N14 M30
程序结束，系统复位
3-1 简述数控车床程序编制的特点
答：在一个程序段中，根据被加工零件的图样标注尺寸，从编程方便出发，可以采用绝对值编程、增量值编程或二者混合编程。
(1) 由于车削零件的图纸尺寸和测量尺寸在X方向上都时直径值，所有在用绝对值编程时，X通常以直径值表示。用增量值编程时，以径向实际位移量的二倍值编程。同时附上方向符号，正向可省略。
(3) 车削加工的毛坯常用棒料或锻料，加工余量较大，所以数控装置常具备不同形式的固定循环功能，可进行多次重复循环切削。
（4）为了提高刀具耐用度并提高加工光洁度，车刀刀尖常磨成半径不大的圆弧。 在编程时必须对刀具半径进行补偿。对具有刀具半径自动补偿的数控系统，可直接按轮廓尺寸编程。而对于不具备半径自动补偿的功能的编程，需要人工求出假想刀尖或刀具中心的运动轨迹，这种计算有时是相当繁琐的。 3-2 复合循环指令G71, G72, G73, G92,
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3秒自动关闭窗口12固定循环是预先给定一系列操作，用来控制机床的；13数控车床的刀具补偿功能有刀尖半径补偿与刀具位；17外圆粗车循环方式适合于加工棒料毛坯除去较大余；23数控铣削机床配备的固定循环功能主要用于钻孔、；25、机床参考点是数控机床上固有的机械原点，该点；简答题；1、莫尔条纹的作用是：能在很大程度上消除刻线的不；若已知光栅栅距d=0.02mm,莫尔条纹的宽度w；Θ
12 固定循环是预先给定一系列操作，用来控制机床的位移或主轴运转。
13 数控车床的刀具补偿功能有刀尖半径补偿与刀具位置补偿。
17外圆粗车循环方式适合于加工棒料毛坯除去较大余量的切削。
23 数控铣削机床配备的固定循环功能主要用于钻孔、镗孔、攻螺纹等。
25、机床参考点是数控机床上固有的机械原点，该点到机床坐标原点在进给坐标轴方向上的距离可在机床出厂时设定。
1、莫尔条纹的作用是：能在很大程度上消除刻线的不均匀误差的影响
若已知光栅栅距d=0.02mm,莫尔条纹的宽度w=6mm，则莫尔条纹的放大倍数是多少？
Θ=6/0.02=300
2、一台5相步进电机，当采用5相5拍和5相10拍的通电方式，其步距角为0.6。，则其转子齿数应分别是多少？
步距角=360。/（k*相数*齿数）单相或双相k=1，单双交替k=2 齿数1=360。/（1*5*0.6。）=120
齿数2=360。/(2*5*0.6。）=60
3数控系统由哪几部分组成？各有什么作用？
答：数控系统一般有输入、输出装置、数控装置、伺服系统装置和辅助控制装置四部分组成，作用：输入/输出装置的作用是进行数控加工或运动控制程序、加工与控制数据、机床参数以及坐标轴位置、检测开关的状态等数据的输入、输出。键盘和显示器是任何数控设备都必备的最基本的输入／输出装置。数控装置是数控系统的核心。它由输入／输出接口线路、控制器、运算器和存储器等部分组成。 数控装置的作用是将输入装置输入的数据，通过内部的逻辑电路或控制软件进行编译、运算和处理，并输出各种信息和指令，以控制机床的各部分进行规定的动作 伺服驱动通常由伺服放大器(亦称驱动器、伺服单元)和执行机构等部分组成。
4简述绝对坐标编程和相对坐标编程的区别 绝对坐标编程是指以机床坐标系为程序坐标系编程，不用自设参考坐标系，在程式中不用G54调用,绝对坐标编程用G90设定
相对坐标编程是指以自设参考坐标系为程序坐标系编程，在程式中要用G54调用，相对坐标编程用G91设定
绝对值编程以机床原点为程式原点，相对坐标系编程以自设坐标系的原点为原点
5 试画出数控机床组成框图并说明数控机床的工作原理
数控机床的工作原理如图所示。首先将零件图纸的形状、尺寸和技术条件、加工工艺等按照规定的格式和代码，记录在输入介质上（例如穿孔带、磁带和软磁盘等），并输入数控装置。数控装置由输入、信息处理和输出三部分构成。输入介质通过输入单元（例如光电读带机）后，转换成可以识别的信息，由信息处理单元加以处理，再通过输出
单元发出位置、速度等指令（脉冲信号）给伺服系统。伺服系统的作用是将来自数控装置的各种指令，转换成机床移动部件运动。
反馈系统再将机床的实际位置、速度等参数检测出来，转换成电信号，输送到数控装置，使数控装置能够校核该机床实际位移情况是否与指令一致，并发出指令纠正所产生的误差。
7数控机床与普通机床相比较。在哪些方面是基本相同的，最根本的不同是什么？表面形成方法相同实现自动化控制的原理和方法不同普通机床是人工过程数控机床是自动化过程。
8数控机床由哪几个部分组成。编程的程序载体，输入装置，c n c装置及强电控制装置伺服驱动系统及位置检测装置，机床的机械部件。
9c n c装置对输入的加工程序进行运算处理的核心部分由哪三部。逼近处理插补运算指令输出
10什么样控制特点。的系统称为点位控制系统。只能实现刀具相对于工件从一点到另一点的精确定位运动。对轨迹不做控制要求运动过程中不进行任何加工
11直线控制数控机床是否可以加工直线轮廓、不可以，可以控制平行于坐标轴的直线
12、开环闭环和半闭环系统他们在结构形式。精度成本和影响系统稳定因素方面各有什么特点。
13为什么数控机床加工的生产准备周期比普通机床加工生产准备周期短。普通机床使用专用刀具，量具而数控机床加工无需专用工艺装备只须编程。
14数控机床最适用于哪类零件加工。复杂高精多种批量尤其是单件小批量。
15空间曲面加工是否一定要有三坐标联动。不是亦可用三轴控制两轴联动进行加工
16数控机床坐标系各进给轴运动的正方向总是假定为怎样的方向。假设工件不动刀具远离工件的方向为正。
17什么是相对坐标编程，什么是绝对坐标编程。相对坐标编程，编程的坐标值按增量值的方式给定的编程方法。绝对坐标编程，编程的坐标值按绝对坐标的方式给定的编程方法。
18从大类上分类，数控加工程序编制方法，有哪两种？手工编程自动编程。
20刀具半径补偿的意义何在。一可以简化程序，如粗加工精加工用同一个程序只是修改d01中偏置值2减少编程人员的坐标计算。三，使用不同的刀具时不用在编程。
21刀具半径补偿执行过程由哪三部。建立过程，执行过程，取消过程。
在第一象限插补直线段OA。起点坐标为坐标原点。中点坐标为A（6,4）试用逐点比较法进行插补。要求，一，列表填写插补计算过程二画出插补轨迹图。
根据图示凸台零件，假设两个啊二十所在圆弧凸台高度为两毫米，零件毛坯厚度为三十毫米且四面已经粗加工完毕切削用量子，编写该零件的数控铣削加工程序。
根据图中给出的工件坐标系加工图是车削类零件车刀换刀点坐标，转速及进给速度制定编写其车削加工程序。
被加工零件如图所示本工具为精加工，到子经十六毫米进给速度一百毫米每分主轴转速四百转每分，不考虑z轴运动变成单位为毫米，编制该零件的加工程序。要求一，从a点开始进入切削，切学绕林间顺时针方向加工加工完成后到句回到
起点。二，采用绝对坐标编程指出零件上个段所对应的程序段号。三程序中有相应的m值应s指令和刀补指令。
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数字控制:（Numerical Control）是一种借助数字、字符或其它符号对某一工作过程（如加工、测量、装配等）进行编程控制的自动化方法。
数控机床:（Numerical Control Machine Tools）是采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。加工中心(MC)：带有刀库和自动换刀装置的数控机床。
CNC：计算机数控系统（Computer Numerical Control
CNC ）以计算机为控制核心的数字控制系统。
DNC：直接数字控制系统是用一台通用计算机直接控制和管理一群数控机床进行零件加工或装配的系统。
FMC：柔性制造单元是由加工中心与自动交换工件的装置所组成，同时数控系统还增加了自动检测与工况自动监控等功能。
FMS：柔性制造系统由加工、物流、信息流组成的系统。
CIMS：计算机集成制造系统是生产设备的集成、以信息为特征的技术集成和功能集成。 插补：是根据给定进给速度和给定轮廓线形的要求，在轮廓的已知点之间，确定一些中间点的方法。
伺服系统：由伺服驱动电路和伺服驱动装置组成，并与机床上的执行部件和机械传动部件组成数控机床的进给系统。
开环进给伺服系统：不需要对实际位移和速度进行测量，不需要将所测得的实际位移和速度反馈到系统的输入端与输入的指令位置和速度进行比较的系统。
闭环进给伺服系统：将检测元件装在执行部件上，直接测量执行部件的实际位移来进行反馈的进给系统。
半闭环进给伺服系统：将检测元件安装在进给伺服系统传动链中的某一个环节上，间接测量执行部件的实际位移来进行反馈的进给系统。
PWM：晶体管脉冲调宽调速系统，是通过改变脉冲宽度的方法来改变电枢回路的平均电压，达到电机调速的目的。
1-1数控技术的组成?
答：数控技术由机床本体、数控系统、外围技术组成。机床本体包括：主运动部件、进给
运动部件（工作台、拖板以及相应的传动机构）、-支承件（立柱、床身等）、-特殊装置（刀具自动交换系统、工件自动交换系统）、辅助装置（如排屑装置等）；数控系统由输入输出装置、CNC装置、伺服驱动、检测装置等；外围技术包括工具技术、编程技术。
1-2. 为什么数控系统的联动轴数越多，则控制越复杂？
答：联动轴数要求的插补计算越多、指令输出也越多、位置控制要求的动作越复杂等。 1-3. 数控机床与普通机床相比较，在哪些方面是基本相同的，最根本的不同是什么?
答：表面形成方法相同；实现自动化控制的原理和方法不同。普通机床是人工过程，数控机
床是自动化过程。
1-4. 数控机床由哪几个部分组成?
答：编程及程序载体、输入装置、CNC装置及强电控制装置、伺服驱动系统及位置检测装
置、机床的机械部件。
1-5. CNC装置对输入的加工程序进行运算处理的核心部分有哪三步?
答：逼近处理、插补运算、指令输出。
1-6. 什么是点位控制系统？
答：仅能实现刀具相对于工件从一点到另一点的精确定位运动；对轨迹不作控制要求；运动过程中不进行任何加工。
开环、闭环和半闭环系统，它们在结构形式、精度、成本和影响系统稳定因素方面，
1-8 数控技术的发展趋势？
答：发展趋势为：运行高速化、加工高精化、功能复合化、控制智能化、驱动并联化、交互网络化
2-1 数控机床最适用于哪些类型零件的加工？
答：复杂、高精、多种批量尤其是单件小批量。
2-2 数控机床坐标系各进给轴运动的正方向总是假定为怎样的方向?
答：假设工件不动，刀具远离工件的方向为正。
2-3 数控程序段的一般格式及各字的含义？
字地址程序段的一般格式为：
N――程序段号字；
G――准备功能字；
X、Y、Z――坐标功能字；
F――进给功能字；
S――主轴转速功能字；
T――刀具功能字；
M――辅助功能字。
2-4 说出工件坐标系设定的常用G指令？什么是工件零点偏置？
答：用G54-G59指令设定工件坐标系，操作者在实际加工前，测量工件原点与机床原点之
间的偏置值，并在数控系统中预先设定，这个值叫做“工件零点偏置”。
2-6数控工序安排时应遵循什么原则？
（1）先进行内形内腔加工，后进行外形加工工序；
（2）有相同的定位、夹紧方式最好一起进行，以减少重复定位；
（3）用同一把刀具加工的工序最好一起进行，节省换刀时间；
（4）同一次装夹中进行的多道工序，应先安排对工件刚性破坏较小的工序。
2-7数控夹具与传统夹具的差别？
答：数控机床的夹具与传统夹具结构的差别在于：数控夹具不需要导向和对刀功能，夹具
结构比较简单。
2-8 如何选择铣刀？
答：大平面：面铣刀；
加工凹槽、小台阶面及平面轮廓：立铣刀
加工空间曲面、模具型腔或凸模成形表面等：模具铣刀
加工封闭的键槽：键槽铣刀
加工变斜角零件：鼓形铣刀
特殊形状：成形铣刀
根据不同的加工材料和加工精度要求，应选择不同参数的铣刀进行加工。
2-9 什么是对刀点？如何选择对刀点？
答：对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上，以提高零件的加工精度，如以孔为
定位基准的零件，应以孔中心作为对刀点；
便于对刀、观察和检测；
简化坐标值的计算；
精度高、粗糙度低的表面。
2-10 如何选择加工路线？
答：保证零件的加工精度和表面粗糙度要求；
简化数值计算，减少程编工作量；
缩短加工路线，减少刀具空行程时间，提高加工效率。
3-7编制轴类零件的车削加工程序。加工内容包括粗精车端面、倒角、外圆、锥度、圆角、退刀槽和螺纹加工等。其左端25mm为夹紧用，可先在普通车床上完成车削。该零件采用棒
料毛坯，由于加工余量大，在外圆精车前采用粗车循环指令去除大部分毛坯余量，留有单边0.2mm余量.选用第一参考点为换刀点使用刀具为：外圆粗车刀、外圆精车刀、切槽刀和螺纹车刀。
数控车削程序如下：
N10 G92 X200.0 Z350.0；
设置工件坐标系；
N15 G28 U0 W0；
返回参考点；
N20 S M03 M08；
主轴正转，调用01号粗车刀；
N25 G00 X87.0 Z290.1；
快速走到粗车右端面起点（87.0，290.1）； N30 G95 G01 X-1.6 W0 F0.3；
粗车右端面，车削进给速度0.3mm/r；
N35 G00 X105.0 Z300.0；
快速走到外圆粗车循环起点；
N40 G71 U1.0 R1.0；
粗车循环，每次车削深度1.0mm，每次退刀1.0mm； N45 G71 P50 Q100 U0.4 W0.2 F0.3 S800； 留粗车余量X向0.4mm，Z向0.2mm； N50 G00 X87.0 F0.15；
快速走到车削起点，精车进给0.15mm/r； N55 G42 G01 X48.0 Z290.0；
刀具右偏；
N60 W-60.0；
精车Φ48的外圆；
N65 X50.0；
精车台阶端面；
N70 X60 Z160.0；
精车锥面；
N75 X65.0；
精车台阶端面；
N80 W-80.0；
精车Φ65的外圆；
N85 G02 X75.0 W-5.0 R5.0；
精车R5内圆；
N90 X85.0；
精车端面；
精车Φ85的外圆；
N100 G40.0；
取消刀补；
N105 G28 U0 W0；
返回参考点；
N110 G50 S1500；
限制主轴最高转速为1500r/min，G50指令可做钳
N115 G96 S20 T0202；
指定恒定切削速度，调用02号精车刀，02号刀补；
N120 G70 P50 Q100；
粗车后精车；
N125 G00 X87.0 Z290.0；
回退到精车端面快速运动起始点；
N130 X50.0；
快速走到精车端面的工进点；
N135 G01 X-2.0；
精车右端面；
N140 G28 U0 W0；
返回到参考点；
N145 T0303；
调用03 号切槽刀，03号刀补；
N150 G00 X51.0 Z230.0；
刀具快速运动到切槽起点；
N160 G01 X45.0 F0.15；
N165 G00 X60.0；
切槽刀退出；
N170 G28 U0 W0；
返回参考点；
N175 G97 S；
取消恒定切削速度，指定主轴转速，调用04号螺
N180 G01 X50.0 Z293.0；
快速运动到螺纹车削起始点；
N185 G76 P3 12 60 Q0.1 R0.1；
复合螺纹加工循环；
N190 G76 X45.8 W-63.5 P1.73 Q0.85 F2.0；复合螺纹加工循环；
N195 G28 U0 W0 M05 M09；
主轴停，关闭冷却液；
N200 M30；
程序结束。
3-8如图所示工件，进行周边精铣加工，且加工程序启动时刀具在参考点位置，参考点位置如图所示，选择Φ30的立铣刀，并以零件的中心孔作为定位孔，加工时的走刀路线如图。
加工程序如下：
N0.0 Y250.0 Z300.0；
N X175.0 Y120.0；