课程名称: 机床数控技术 1 / 12东 北 大 学 继 续 教 育 学 院机床数控技术 复习题 一、 填空题1. CIMS 的含义是( )。2. FMC 的含义是( )。3. 数控机床又称数字控制机床，是相对( )而言的，数字控制系统中的控制信息是数字量。4. 数控机床的核心是( )，它从输入装置中得到电脉冲信号（加工指令），译码、运算、逻辑判断以及有关处理后，去控制数控机床个执行机构进行有序的过顶动作。5. 数控机床的进给系统由伺服驱动系统和机床上的执行机构及机械传动机构组成，而伺服驱动系统有伺服驱动电路和( )组成。6. 数控机床的动作是由数控装置控制的，为了描述机床的运动过程，确定机床的运动方向和距离，必须建立( )坐标系。7. 在确定了机床各坐标轴及方向后，须进一步确定坐标系原点的位置。在数控车床上，原点一般在卡盘端面与( )中心线的交点处。8. G96 代码为恒线速切削控制。系统执行 G96 指令后，S 后面的数值表示()。9. 圆弧顺逆的判断方法是：顺着垂直于圆弧平面的坐标轴( )方向看，顺时针方向为 G02，逆时针方向为 G03。 10 / 12其运算过程如表所示，插补轨迹如图所示。表 逐点比较法圆弧插补运算步数 偏差判别坐标进给偏差计算 坐标计算 终点判别起点F0=0 x0=4, y0=0 Σ=4+4=81 F0=0 -XF1=F0-2x0+1=0-2*4+1=-7x1=4-1=3y1=0Σ=8-1=72 F1<0 +YF2=F1+2y1+1=-7+2*0+1=-6x2=3y2=y1+1=1Σ=7-1=63 F2<0 +YF3=F2+2y2+1=-3x3=3, y3=2 Σ=54 F3<0 +YF4=F3+2y3+1=2x4=3, y4=3 Σ=45 F4>0 -XF5=F4-2x4+1=-3x5=2, y5=3 Σ=36 F5<0 +YF6=F5+2y5+1=4x6=2, y6=4 Σ=27 F6>0 -XF7=F6-2x6+1=1x7=1, y7=4 Σ=18 F7<0 -XF8=F7-2x7+1=0x8=0, y8=4 Σ=08 F7<0 -XF8=F7-2x7+1=0x8=0, y8=4 Σ=0图 5 逐点比较法圆弧插补轨迹六、编程题【答案】%课程名称: 机床数控技术 11 / 12N1 T0101; （换一号刀，确定其坐标系）N2 G00 X80.0 Z80.0; （到程序起点或换刀点位置）N3 M03 S400; （主轴以 400r/min 正转）N4 X6.0 Z5.0; （到循环起点位置）G71 U2.0 R1.0 P8 Q16 X-0.6Z0.3 F100;（内径粗切循环加工）N5 G00 X80.0 Z80.0; （粗切后，到换刀点位置）N6 T0202; （换二号刀，确定其坐标系）N7 G00 G42 X6.0 Z5.0; （二号刀加入刀尖园弧半径补偿）N8 G00 X44.0; （精加工轮廓开始，到 Φ44 外圆处）N9 G01 W-20.0 F80.0; （精加工 Φ44 外圆）N10 U-10.0 W-10.0; （精加工外圆锥）N11 W-10.0; （精加工 Φ34 外圆）N12 G03 U-14.0 W-7.0 R7.0; （精加工 R7 圆弧）N13 G01 W-10.0; （精加工 Φ20 外圆）N14 G02 U-10.0 W-5.0 R5.0; （精加工 R5 圆弧）N15 G01 Z-80.0; （精加工 Φ10 外圆）N16 U-4.0 W-2.0; （精加工倒 2×45°角，精加工轮廓结束）N17 G40 X4.0; （退出已加工表面，取消刀尖园弧半径补偿）N18 G00 Z80.0; （退出工件内孔）N19 X80.0; （回程序起点或换刀点位置）N20 M30; （主轴停、主程序结束并复位）评分标准：每答对 2 行 1 分，回答正确 16 行以上，满分课程名称: 机床数控技术 12 / 12（该题可能有多种正确答案）课程名称: 机床数控技术 课程名称: 机床数控技术 2 / 1210. 现代数控车床一般都具有各种不同类型的循环加工功能，循环功能适用于工( )的零件。11. 数控加工中把除直线和圆弧之外可以用数学方程式表达的平面轮廓曲线，称为( )。12. 数据采样插补其运算是采用( )思想，根据编程的进给速度将轮廓曲线分割为每个插补周期的进给直线段，以此来逼近轮廓曲线。13. 对于计算机数控系统来说，所谓的单微处理器结构，即采用一个处理器来集中控制，( )处理数控的各个任务。14. 多微处理器 CNC 装置有两个或两个以上的 CPU,按照这些 CPU 之间相互关系的不同，可以将其分为主从结构、多主结构和( )结构。15. 光栅读数头是位置信号的检出装置，读数头的结构形式很多，但可以归纳为如下几种：分光读数头、( )读数头、反射读数头、镜像读数头和相位调制读数头。二、 单项选择题1. 采用开环数字控制系统的数控机床应该属于（ ）。A. 经济型数控机床 B. 中档数控机床C. 高档数控机床 D. 精密数控机床2. 数控机床主轴以 800 转/分转速反转时，其指令应是（ ）。 A. M03 S800 B. M04 S800C. M05 S800 D. M06 S8003. 对于卧式数控车床，其坐标系一般以主轴上夹持的工件最远端面作为 Z 轴的基准点，则 Z 轴的正方向是（ ） 课程名称: 机床数控技术 3 / 12A．从此基准点沿床身远离工件的方向 B．从此基准点沿床身接近工件的方向C．从此基准点垂直向上的方向 D．从此基准点垂直向下的方向4. G02 X20.0 Y20.0 R-10.0 F100.0；所加工的一般是（ ）。A. 整圆 B. 90°<夹角<=180°的圆弧C. 180°<夹角<=360°的圆弧 D. 0°<夹角<=180°的圆弧5. 当刀具的刀尖圆弧半径不等于零，不使用刀具半径补偿功能会造成过切或欠切的是（ ）A.车圆弧 B.车外圆 C.车端面 D.切槽6. 在数控铣床上用 φ20 铣刀执行下列程序: N1 G90 G17 G41 G01 X18.0 Y24.0 M03 H06; N2 G02 X74.0 Y32.0R40.0 F180;（刀具半径补偿偏置值是 R9.9）后，其加工圆弧的直径尺寸是（ ）。 A. φ79.80 B. φ80.0 C. φ80.19 D．φ80.27. 数控机床加工过程中，“恒线速切削控制”的目的是（ ）A.保持主轴转速的恒定 B.保持进给速度的恒定C.保持切削速度的恒定 D.保持金属切除率的恒定8. 采用逐点比较法对第一象限的圆弧进行顺圆插补时，若偏差值是-20.0，那么刀具的下一步的进给方向为（ ）A.+X B.+Y C.-X D.-Y9. 当数控铣床采用半闭环控制方式时，它的位置检测器是（ ）。 课程名称: 机床数控技术 4 / 12A．直线光栅尺 B.脉冲编码器C.直线感应同步器 D.直线磁栅10. 一台三相反应式步进电动机，当采用三相六拍通电方式运行时，其步距角为 0.60°，则转子的齿数为（ ）A．40 B．60 C．80 D．10011. 在开环数控机床中其进给伺服系统，通常不需要安装（ ）A.伺服系统 B.制动器C.位置检测装置 D.数控系统 12. 数控机床进给系统不能采用（ ）电机驱动。A. 直流伺服 B. 步进C. 交流伺服 D. 笼式三相交流13. 数控机床伺服系统的直接控制目标是（ ）。A. 机械运动速度 B. 机械位移C.切削力 D. 切削用量14. 对于开环数控机床来说，脉冲当量是数控机床重要性能指标之一，脉冲当量是指（ ）。A. 每发一个脉冲信号，机床相应移动部件产生的位移量B. 每发一个脉冲信号，伺服电机转过角度C. 进给速度大小D. 每发一个脉冲信号，相应丝杠产生转角大小15. 适宜采用数控加工设备进行加工零件的生产类型为（ ）。A. 大批量 B. 多品种中小批量C. 单件 D.大批大量16. 在数控加工程序编制过程中，刀尖半径右补偿方向的规定（ ）A. 沿刀具运动方向看，工件位于刀具右侧 课程名称: 机床数控技术 5 / 12B. 沿工件运动方向看，工件位于刀具右侧C. 沿工件运动方向看，刀具位于工件右侧D. 沿刀具运动方向看，刀具位于工件右侧三、 名词解释1. 数控机床2. 加工中心3. 基点4. 步进电机5. 自动编程四、 简要回答下列问题1.简述数控机床按控制方式进行分类，数控机床的分类及其主要特点。2.简述数控车床的刀具补偿的作用及其实现方法。3.简述数控编程对刀点含义及其选择原则。4.简要说明计算机数控装置的主要功能。五、 计算题有 I 象限圆弧，起点 A（4，0），终点 B（0，4），要求用逐点比较法进行插补，请列表说明插补脉冲的分配过程，要求写出插补计算公式。六、 数控编程题 课程名称: 机床数控技术 6 / 12内径粗加工复合循环编制图所示零件的加工程序：要求循环起始点在 A(6，5)，每次切削深度为 2.0mm（半径量），每次退刀量为 1.0mm，X 方向精加工余量为 0.6mm，Z 方向精加工余量为 0.3mm，其中点划线部分为工件毛坯。答案一、填空题（每题 1 分，共 15 分）： 7 / 1216. 计算机集成制造系统17. 柔性制造单元18. 模拟控制19. 计算机控制系统20. 伺服驱动装置21. 机床坐标系22. 主轴23. 切削速度24. 负25. 余量较大26. 非圆曲线27. 时间分割28. 分时29. 分布30. 垂直入射二、单项选择题（每题 2 分，共 30 分） 1. A 2. B 3. A 4. C 5. B 6. A 7.C 8. B 9.B 10.D 11.C 12.D 13.B 14.A 15.B 16.D三、名词解释（每题 3 分，共 15 分）1. 数控机床：数字控制机床是采用数控技术或装备了数控系统的机床，简称数控机床。2. 加工中心 为带有刀库和自动换刀装置的数控机床3. 基点 一个零件的轮廓往往是由许多不同的几个元素所组成，所谓基点即是相邻几何元素的交点和切点。4. 步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应的机械角位移或直线位移的控制电机。步进电课程名称: 机床数控技术 8 / 12机又称脉冲电动机或电脉冲马达。其角位移量与电脉冲数成正比，其转速与电脉冲频率成正比，通过改变脉冲频率就可以调节电动机的转速。5. 自动编程 采用计算机辅助的方法完成程序编制过程中的大部分工作。四、简要回答下列问题1. 简述按控制方式进行分类，数控机床的类型及其主要特点。【答案】（1）开环控制系统伺服系统中没有检测反馈装置，数控装置发出的指令信号的流程是单向的，其精度主要决定于驱动元件和步进电机。其驱动电机只能采用步进电动机，该类电动机的主要特征是控制电路每变换一次指令脉冲信号，电动机就转过一个步距角。（2）全闭环控制系统其位移反馈采用直线位移检测元件，安装在机床床鞍部位上，即直接检测机床坐标的直线位移量，通过反馈可以消除从电动机到机床床鞍整个机床传动连中的传动误差，得到很高的机床静态定位精度。（3）半闭环控制系统其位置反馈采用转角检测元件，直接安装在伺服电动机或丝杠端部。由于大部分机械传动环节未包括在系统闭环环路内，因此可以获得较稳定的控制特性检测装置安装在电机或丝杠上的闭环系统，把工作台运动干扰排除在控制系统之外，没有把惯性大的工作台包括在闭环回路内，因此系统稳定性好，调试方便。（4）混合控制数控机床将上述控制方式的特点有选择的集中，可以组成混合控制的方案。评分标准：每回答 1 条 1 分课程名称: 机床数控技术 9 / 122. 简述数控车床刀具补偿的作用及其实现方法。【答案】（1）如果对数控车床不进行刀具补偿，将使程序编制非常困难（2）数控车床的刀具补偿功能通过刀具指令实现（3）包括刀具偏置功能和刀尖圆弧半径补偿功能（4）考虑刀具偏置和半径补偿功能的刀具指令 T 后面一般为四位或 6 位（5）刀具半径补偿功能通过 G41/G42/G40 和刀具指令配合实现评分标准：每回答 1 条 1 分3. 简要说明数控编程对刀点含义及其选择原则。【答案】对刀点就是在数控机床上加工零件是，刀具相对工件运动的起点。由于程序从该点开始执行，所以对刀点又称为“程序起点”或“起刀点”。（2 分）对刀点选择的原则是（1）便于用数学处理和简化程序编制；（2）在机床上找正容易，加工中便于检查；（3）引起的加工误差小。（2 分）4. 简要说明 CNC 装置的主要功能。【答案】 控制功能 准备功能 插补功能 进给功能 主轴速度功能等评分标准：每回答 1 条 1 分，满分 4 分五、计算题（10 分）对于第一象限圆弧 AB，起点 A（4，0），终点 B（0，4），必须采用逆圆插补方法，课程名称: 机床数控技术