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1、精品_精品资料_数控技术一 填空： 40 分共 50 个空（答 40 个空及以上可得 40 分） 二 简答： 40 分三 小运算： 20 分一个插补题一个小运算题第一章1机电一体化技术是微电子技术和运算机技术向机械工业渗透的过程中逐步形成并进展起来的一门多学科领域交叉的新型综合性学科,它是机械工业的进展方向.数控技术是机电一体化技术中的核心技术,机电一体化技术的另外一个重要表现形式是机器人技术. 2系统论、信息论和掌握论是数控技术的理论基础,微电子技术、运算机技术和精密机械技术就是数控技术的技术基础.3数字掌握是一种借助数字、字符或其它符号对某一工作过程（如加工、测量、装配等） 进行可编程掌握
2、的自动化方法.数控技术采纳数字掌握的方法对某一工作过程实现自动掌握的技术.它集运算机技术、 微电子技术、自动掌握技术和机械制造技术等多学科、多技术于一体.数控机床是采纳数字掌握技术对机床的加工过程进行自动掌握的一类机床.数控系统实现数字掌握的装置.它能够自动输入载体上事先给定的数字量,并将其译码后进行必要的信息处理和运算后,掌握机床动作并加工零件.CNC系统的核心是 CNC装置.4数控机床的优势：自动化程度高.效率高,操作人员少.精度高和质量稳固.废品率低、工装成本低.复杂零件加工.一机多用.便于建立通讯网络,实现企业信息化治理.附加值高6. 数控机床一般由主机、数控装置、伺服驱动系统、帮助装
3、置、程编机以及其他一些附属设备组成.7. 数控机床的分类：一、按掌握功能分类（点位掌握数控系统.直线掌握数控系统.轮廓掌握数控系统）二、按工艺用途分类（金属切削类数控机床.金属形成类数控机床.特种加工数控机床.其它类型机床：如火焰切割数控机床、数控测量机、机器人等.）三、按伺服驱动的方式分类（开环掌握8复习摸索题.半闭环掌握.全闭环掌握）1.什么是机床数控技术 .机床数控技术由哪几部分组成.（数控技术是利用数字化的信息对机床运动及加工过程进行掌握的一种方法.用数控技术实现加工掌握的机床称为数控机床.数控机床由程序载体,数控装置,伺服驱动装置,机床主体和其他帮助装置组成.2.数控加工有哪些主要特
4、点.（1.加工精度高,质量稳固2.适合复杂零件加工）3.生产效率高4.对产品改型设计的适应性强5.有利于制造技术向综合自动化方向进展6.监控功能强, 具有故障诊断的才能 7.减轻工人劳动强度,改善劳动条件）3. 什么是开环掌握、闭环掌握、半闭环掌握4. 什么是点位掌握、直线掌握和轮廓掌握.（记住这是数控机床按伺服系统掌握方式分类）.它们的主要特点与区分是什么.（这是数控机床按照运动轨迹分类.特点区分见P6）5数控技术的进展趋势：1.大功率、高精度 2.高速度 3.CNC智能化（ a.适应掌握技术 b. 故障自诊断、 自修复功能 c.刀具寿命自动检测和自动换刀功能d.模式识别技术e.智能化沟通伺
5、服驱动技术） 4 .具有高速、 多功能的内装可编程机床掌握器 5. 彩色 CRT图形显示、 人机对话功能及自我诊断功能6 .采纳沟通数字伺服系统. .5. 简述数控系统的组成及各部分的主要功能.（ CNC 系统由数控程序、输入装置、输出装置、运算机数控装置、可编程规律掌握器（PLC）、主轴驱动装置和进给（伺服）驱动装置（包括可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_检测装置）等组成）6. 数控技术的进展趋势是什么.（ 1.高速,高精度化2.开放式 3.智能化 4.复合化 5.高牢靠性6. 多种插补功能7.人机界面的友好）7. 简述在数控机床上加工零件的全过程.（见图 P1图 1-1）8.
6、 为什么说数控机床的网络化是实现新的制造模式如 FMS、CIMS、AM、 VE、GM的基础（网络化可以实现多台数控机床间的数据通信和直接对多台数控机床进行掌握,促进了系统集成化和信息综合化,使远程在线编程、远程仿真、远程操作、远程监控及远程故障诊断成 为可能.）9. 数控机床适用范畴：外形复杂,小批量其次章1. 程序编制步骤：2. 数控程序的编制方法的分类：手工编程和自动编程,自动编程有分为数控语言编程和图形交互式编程.图形交互式编程是目前最常用的方法.3. 对于几何外形或加工内容比较简洁的零件,数值运算也较简洁,程序段不多,采纳手工编程较简洁完成.但对于外形复杂的零件,采纳自动编程方法编制数
7、控加工程序. 4工艺规划：一、确定工艺路线.二、安排加工余量.三、确定切削用量.四,挑选铣削速度.五、其它：进刀方式,主轴速度,切削面的参数,刀具的挑选.5. 基点：各几何元素间的连接点.如直线与圆弧的切点或交点、圆弧与圆弧的切点或交点等.而对于有非圆曲线 如双曲线、椭圆等组成的平面轮廓零件,必需依据曲线方程的特点以及答应的靠近误差, 用很多小直线段或小圆弧段来靠近其轮廓.这种人为的线段分割, 其相邻线段的交点称为节点.6. 对于非圆曲线轮廓零件,依据轨迹的特点有多种节点运算方法：1.等间距法2.等误差法 3. 列表曲线.7. 坐标系及运动方向命名的原就：采纳右手笛卡尔坐标系,规定X、Y、Z
8、三者的关系及其正方向符合右手法就,环绕X、Y、Z 各轴的回转运动A、B、C 及其正方向符合右手螺旋法就.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_8. 坐标系及运动方向命名(1) Z 坐标的运动：由传递切削动力的主轴所规定.(2) X 坐标的运动：是水平的,平行于工件的装夹面,是在刀具或工件定位平面内运动的主要坐标.(3) Y 坐标的运动： Y 的运动方向,依据X 和 Z 坐标的运动方向,按右手直角笛卡儿坐标系确定.(4) 旋转运动 A、B 和 C：正向的 A、B 和 C 相应的表示在X、Y 和 Z 坐标正方向上依据右旋螺旋前进的方向.(5) 主轴旋转运动的方向：主轴的顺时针旋转运动方向
9、,是依据右旋螺旋进入工件的方向.例如：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_9. 加工程序：由程序号如干个程序段终止指令.1. 程序号：每个程序都以程序号开头,给程序编号以便进行检索.如%45,其中 %为程序号的址码,45 为程序编号.2. 程序段的格式和组成：应用字 的址程序格式：程序段序号字功能字、 字字程序段终止符号程序段内数据字数目和长度位数 都可变 10一般的数控系统对各类字的答应字长都有规定,如某一数控系统的规定如下：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_N4 G1 X 5.3 Y 5.3 Z F 54.3.3 S4 T2 M2N 字最多用不含小数点的4 位数字
10、,X 字最多能用小数点前5 位,小数点后 3 位的数字,而且可以带正、负号,其余类推.数控系统对加工程序中的正号可以省略.11. 1次序号字 N：程序段号.位于程序段开头.(2) 预备功能字 G：G 功能或 G 指令（ Geometric Instructions ）.建立机床或掌握系统工作方式的一种命令.它使机床或数控系统建立起某种加工方法.(3) 尺寸字 X、Y、Z 等：尺寸指令.主要用来指令机床刀具运动到达的坐标位置. 4进给功能字 F：主要用于指定进给速度.(5) 主轴速度功能字 S（ spindle ）：指定主轴转速 r/min,倍率开关调剂主轴速度.(6) 刀具功能字 T Tool
11、sFunction ：主要用来挑选刀具, 也可用来挑选刀具偏置和补偿.例如： Tll 为 1 号刀且用 1 号刀补, T10 为 1 号刀取消刀补.(7) 帮助功能字 M ：用来指定机床帮助功能及状态的功能.如主轴的起停,冷却液的开关,刀具更换等.12. 1.快速点定位指令G00：刀具以点位掌握方式从刀具所在点快速移动到下一个目标位置.它只是快速定位,而无运动轨迹要求.其中 X、Y、Z 为直线插补的终点坐标.2.直线插补指令而必需指定进给速度F.格式： G01 XG01：产生直线或斜线运动.G01 在运动过程中进行切削加工,因YZF其中 X、 Y、Z 为直线插补的终点坐标.格式： G00XYZ
12、可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_G40刀具补偿 / 刀具偏置注销.使用G40 指令就 G41、G42 无效.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_二、帮助功能M 指令（ Miscellaneous Function ）规定主轴的起、停、转向,冷却泵的接通和断开,刀库的起、停等机床帮助动作及状态的功能.1. 程序停止指令M00 、M01 、 M02 、 M30M00为程序停止（程序暂停,按“程序启动”后连续执行后面的程序）、M0
13、1 为方案 任选 停止（与 M00 的作用相同, 但必需在操作面板上的“任选停止 ”按扭按下才有效）、MO2 为程序停止、 M30 为纸带终止,完成了程序段全部指令.现代数控指令中M02 终止程序,光标停在程序终止处.M30 指令就光标能够自动返回程序开头处,按“程序启动”就可再次运行程序.2. 主轴旋转指令M03, M04, M05M03 为主轴顺时针方向旋转,开动主轴时按右旋螺纹进入工件方向旋转. M04 为主轴逆时针方向旋转,即开动主轴时按右旋螺纹离开工件方向旋转. M05 主轴停止, 关闭冷却液.3. 换刀 M06 ：手动或自动换刀指令、也可自动关闭冷却液和主轴.4. 冷却液掌握 M0
14、7 、M08 、 M09 ：M07 为 2 号冷却液,用于雾状冷却液开.M08为 1 号冷却液,用于液状冷却液开.M09为冷却液关,注销M08 , M09 及 M503 号冷却液开 和 M514 号冷却液开 5. 夹紧、松开 M10 , M11 ：分别用于机床滑座、工件、夹具、主轴等的夹紧和松开.6. 主轴定向停止 M19 ：使主轴停止在预定的角度上.7. 镜向 M32-M35 ：便利了对称性工件的编程.M32 为 x 轴镜向. M33 为 y 轴镜向.M34 为 z 轴镜向. M35 注销 M32, M33, M34镜向.13. 摸索复习题1. 什么叫数控编程？数控编程分为哪几类？（从零件图
15、的分析到制成掌握介质的全部过程, 称为数控编程. 分为手工编程和自动编程,自动编程包括数控语言编程和图形交互式编程）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2. 手工编程的步骤是什么？（1.分析零件图样和工艺处理2.数学处理 3.编写零件加工程序单 4.输入数控系统5.程序检验和首件试加工）3. 数控机床的坐标轴和运动方向是怎么规定的？（见P26）4. 画出以下机床的机床坐标系.（见 P26 27）5. 什么是程序段？什么是程序段格式？数控系统现常用的程序段格式是什么？为什 么？（ 1.每个程序段由程序段号,如干个数据字和程序段终止字符组成.程序段格式是指一个程序段中字,字符和数据的书
16、写规章.最常用的是字-的址可变程序段格式.优点是程序简短,直观以及简洁检验,修改.）6. 说明名词：刀位点.对刀点.换刀点.机床原点.工件零点.参考点.（刀位点是指车刀,镗刀的刀尖.钻头的钻尖.立铣刀,端铣刀刀头底面的中心,球头铣刀的球头中心.对刀点是数控机床上加工零件时, 刀具相对于工件运动的起点. 换刀点是指刀架转位换刀时的位置. 机床原点为机床的零点, 它是机床上的一个固定点, 由生产厂家在设计机床时确定.工件零点指工件坐标系的原点,由编程人员依据零件的特点选定.参考点不会）8 G 代码代表预备功能, M 代码代表帮助功能9 刀具补偿有刀具长度不长指令和刀具半径补偿指令, G43 为刀具
17、长度正补偿, G44 为刀具长度负补偿, G49 为取消刀具补偿, G41 为刀具左偏置, G42 为刀具右偏置, G40 为取消刀补.10Master CAD 系统可以自动产生 NC 程序,仍具有较强的绘图功能,即可直接在系统上通过绘制所加工零件图,然后再转换成 NC 零件加工程序.第三章 插补何为插补： 在所需的路径或轮廓上的两个已知点间,依据某一数学函数确定其中多个中间点位置坐标值的运动过程称为插补.插补实质：依据有限的信息完成“数据密化”的工作插补算法：脉冲增量插补和数字增量插补逐点比较法是脉冲增量法的典型代表,该算法的工作节拍是：偏差判别、进给、偏差运算、终点判别.数字积分法也称 D
18、DA 法（ Digital DifferentialAnalyzer）数字微分分析法,该法很简洁实现2次、 3 次或高次曲线的插补,并且极易实现多轴的联动.数字增量插补的基本思想是用直线靠近曲线.插补步长运算公式：L = FT6/ 0单位：进给速度 F（ mm/min ）,插补周期为 T（ms）,进给步长 L（ um ）圆弧插补公式： er=TF/8r课本 P93插补精度：插补轮廓与给定轮廓的符合程度,可用插补误差来评判.插补误差分类：靠近误差：用直线靠近曲线时产生的误差. 运算误差：因运算字长限制产生的误差. 圆整误差刀具半径补偿的常用方法：B 刀补 有 R2 法、比例法,该法对加工轮廓的连
19、接都是以圆弧进行的.不常用.C 刀补主要特点是采纳直线作为轮廓之间的过渡,因此,它的尖角性好,并且它可自动预报 在内轮廓加工时 过切,以防止产生过切.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_刀补建立： G42.刀补撤销： G42. 轨迹过渡方式：缩短型180,伸长型 90 180,插入型 B ,因此取y序号脉间 A脉间 B运算 F判别 F进给终点判别基准轴轴为基准轴.之后的过程中A 不变, B 逐步增大.当AB 时基准轴转换为 x 轴.0300N=12Y1F0=0F0=0+x,- yN=10Y231F1=0+1-3=-2F10-yN=9Y332F2=-2+2=0F2=0+x,- yN=
20、7Y433F3=0+3-3=0F3=0+x,- yN=5Y534F4=0+3-4=-1F40+x,- yN=2X735F6=2+3-5=0F6=0+x,- yN=0X3-22L=FT/60=40um3-23er=TF 2/8RF=6720mm/min个人所做,或有错误；第四章：一、数控系统的主要功能：1. 掌握功能：联动轴数和掌握轴数2. 预备功能：用来指定机床的运动方式3. 插补功能：可实现精插补和粗插补4. 进给功能：切削进给速度和同步进给速度、进给倍率5. 主轴功能：主轴编码方式指定速度、恒线速功能、准停功能（定向停止）6. 帮助功能：7. 刀具功能：8. 补偿功能：刀具的尺寸补偿、各种
21、变形补偿和反向间隙补偿9. 字符、图形显示：10. 自诊断功能：11. 通讯功能：12. 人机交互自动编程：二、 CNC系统的工作流程：1输入 2译码 3.刀具补偿 4.进给速度处理5.插补 6.位置掌握 7.I/O 处理 8.显示可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_三、 CNC系统的硬件结构： 单 CPU 结构和多 CPU结构四、常规的 CNC 软件结构有哪几种结构模式： 1.中断型结构模式 2.前后台型结构模式五、 CNC系统掌握软件的结构特点： 1.多任务性 2.并行处理 3.实时中断处理六、 CPU 结构 CNC 系统的基本结构：CPU、总线、 I/O 接口、储备器、串行接
22、口、CRT/MDI 接口、掌握单元部件和接口电路等七、掌握功能包括：内部掌握、对零件加工程序的输入输出掌握、对机床加工现场状态信息的记忆掌握八、 CPU 运算任务：完成一系列的数据处理,工作包括：译码、刀补运算、运动轨迹运算、插补运算和位置掌握的给定与反馈值的比较运算九、牢靠性问题：牢靠性定义：产品在规定条件和规定时间内完成规定功能才能.评判指标： 1.平均无故障时间 2.失效率 3.平均有效度 4.平均修复时间包括的内容：电源系统设计、硬件牢靠性设计、软件牢靠性设计、电磁兼容设计、热设计、结构设计、爱护的灵敏度、可修理性设计.第六章 数控机床的伺服驱动系统1、 数控机床伺服系统概念：以数控机
23、床移动部件的位置和速度为掌握对象的自动掌握系统,也成为随动系统、伺服机构.2、 伺服系统分类：开环系统和闭环系统.开环系统主要以步进电机为掌握对象,闭环系统以直流伺服电机或沟通伺服电机为掌握对象.3、 半闭环系统与闭环系统的区分：半闭环系统的位置检测元件不直接安装在最终运动部件上,而是传动装置的一个环节上（如丝杠或传动轴）.4、 双闭环伺服系统的基本结构：速度换和位置环.速度环：速度调剂器、电流调剂器、功率驱动放大器.位置环：位置掌握、速度掌握、位置检测、反馈掌握.5、 伺服系统的基本性能：高精度、良好的稳固性、动态响应速度快、调速范畴宽,低速时能输出大转矩、高性能电动机.6、伺服系统的分类：
24、按调剂理论分：开环伺服系统、闭环伺服系统、半闭环伺服系统.按使用的驱动原件分：电液伺服系统、电气伺服系统按反馈比较掌握方式分： 脉冲、 数字比较伺服系统.相位比较伺服系统. 幅值比较系统.全数字比较系统.7、步进电动机的组成：环形安排器、步进电动机、驱动电源等.8、步进电机的工作原理：电磁铁的作用原理.9、步矩角：步进电动机每走一步所转过的角度叫步矩角.其大小等于错齿的角度.步矩角越小,掌握精度越高.步矩角a=360/mzk （ m 为相数, z 为齿数,单拍可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_时 k=1,双拍时 k=2）10、环形安排： 要使得步进电动机一步一步的正常运行, 掌握
25、脉冲必需按肯定的次序分别供应电动机各相,称为脉冲安排,或环形安排.11、步进电动机的掌握方式：硬件脉冲安排（环形安排器） 、软件脉冲安排.硬件脉冲安排可以用门电路及规律电路构成.如： TTL集成电路和 CMOS 集成电路.软件脉冲安排有查表法、比较法、移位寄存器法.最常用的是查表法（环形安排表） .12、步进电动机的功率驱动形式： 1、单电压功率放大电路. 2、高低压功率放大电路. 3 、斩波横流功放电路. 4、调频调压驱动.13、位置检测装置分类： 1、旋转变压器角度测量装置,转子（角位移） +定子（励磁） , 应用互感原理. 2、感应同步器,定尺（感应电动势） +滑尺（加电压） , 电磁感
26、应原理. 3、脉冲编码器（是一种增量检测装置,分为光电式、接触式、电磁感应式,最常用的是光电式编码器）.4 、肯定式编码器, , 没有累计误差,最常用的是光电式二进制循环码编码器.5、光栅,标 尺光栅 +光学读数头. 6、磁栅, 磁性标尺 +拾磁磁头 +检测电路,用拾磁原理.14、检测装置的作用： 检测位移和速度, 发动身出反馈信号与数控装置的指令信号进行比较,如有偏差, 经过放大后掌握执行部件,使其向排除偏差的方向运动,直到偏差为 0 为止.15、角位移测量装置：旋转变压器、旋转式感应同步器、脉冲编码器（增量式角位移测量装置）、肯定值编码器（码盘） 、圆光栅、圆磁栅.16、线位移测量装置：直
27、线磁栅、长光栅、直线式感应同步尺.17、角速度测量装置：脉冲编码器18、光栅工作原理： 光栅由标尺光栅和光栅读数头两部分组成.指示光栅装在光栅读数头中, 当光栅读数头相对于标尺光栅移动时,指示光栅便在标尺光栅上相对移动.标尺光栅和指示光栅构成了光栅尺.19、莫尔条纹的作用：放大作用和平均误差作用.20、磁栅工作原理： 磁栅工作前要在高精度录磁设备上对磁性标尺进行录磁,用录磁磁头将相等节距 常为 20 m 或 50 m 周期变化的电信号记录到磁性标尺上,作为测量位移量的基准尺.在检测时,用拾磁磁头读取记录在磁性标尺上的磁信号,拾磁磁头可分为动态磁头和静态磁头.动态磁头又称速度响应型磁头只有一组输
28、出绕组,当磁头和磁尺有肯定相对速度时才能读取磁化信号,并输出电信号.21、直流电动机伺服系统：定子+转子 +电刷.22、直流伺服电动机调速公式：n=U-IR/Ke n转速U电枢电压I电枢电流R=电枢回路总电阻Ke由电动机结构打算的电动势常数励磁磁通.23、直流伺服电动机调速方法：1、调剂电枢供电电压U（主要用）.2、减弱励磁磁通3、转变电枢回路电阻.24、沟通电动机伺服系统：定子+转子.核心是变频器.分为沟通永磁式伺服电动机、沟通感应式伺服电动机.25、沟通电动机原理：由定子绕组产生旋转磁场使转子运转.26、沟通电动机调速方法：转变供电频率.（通过变频的方法转变电动机的供电频率,方法：1、直接
29、的沟通沟通变频.2、间接的沟通直流沟通变频（常采纳） .）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_速度掌握：标量掌握法（开环） 、矢量掌握法（闭环）第七章数控机床的机械结构滚珠丝杠的特点： 1）传动效率高,摩擦缺失小.2）赐予适当预紧,可排除丝杠和螺母的螺纹间隙,反向时就可排除空行程死区,定位精度高,刚度好.3 ）运动平稳,无爬行现象, 传动精度高. 4）运动具有可逆性,可以从旋转运动转换为直线运动,也可以从直线运动转换为旋转运动,即丝杠和螺母都可以作为主动件.5）磨损小,使用寿命长. 6）制造工艺复杂. 7）不能自锁.滚珠丝杠轴向间隙调整通常采纳双螺母预紧的方法.常用的双螺母排除轴向
30、间隙的结构型式有以下三种： 垫片调隙式、 螺纹调隙式、 齿差调隙式. 除上述三种双螺母加预紧力的方式外, 仍有 单螺母变导程自预紧及单螺母钢球过盈预紧方式.齿轮传动间隙的排除措施：1.圆柱齿轮传动：偏心轴套调整法、锥度齿轮调整法、双向薄齿轮错齿调整法. 2.斜齿轮传动采纳错齿调整法,有垫片错齿调整法、轴向压簧错齿调整法.与一般机床相比,数控机床机械结构有很多特点.在主传动系统方面,特点如下：1）目前数控机床的主传动电动机由新型沟通调速电动机和直流调速电动机取代了一般的沟通异步电动机或传统的直流调速电动机.2）转速高,功率大. 3）变速范畴大. 4）主轴速度的变换快速牢靠.在进给传动系统方面,特点如下：1）尽量采纳低摩擦的传动副.2）选用正确的降速比. 3）缩短传动链以及用预紧的方法提高传动系统的刚度.4）尽量排除传动间隙, 减小反向死区误差.祝：大家高校最终一场考试顺当通过；可编辑资料 - - - 欢迎下载