1、1簡述運行一個數控加工程序的過程。運行-主軸車專動-回參-x、z、y軸按程序加工零件(如果是車床就不用寫Y)-退刀回參-主軸停止-程序結束2數控機床加工的特點？效率高、精度高、柔性高、改善勞動強度、利于生產管理現代化、加工質量穩定可靠3簡述刀具補償功能.包括刀具長度補償和半徑補償。作用是把零件輪廓軌跡轉換成刀具中心軌跡。4簡述一次有效G代碼和模態代碼的區別？模態的就是只用一次，下面不用在用，可以直接寫程序非模態的就不可以了，每次前面都要加上5逐點比較法的插補原理是什么：被控制對象在數控裝置的控制下，按要求的軌跡運動時，每走一步都要和規定的軌跡比較，根據比較的結果決定下一步的移動方向6滾珠絲杠消

2、隙的方法及消隙的注意事項是什么？為雙螺母墊片調隙式，改變墊片的厚度，使內外兩個螺母產生軸向相對位移。彈簧自動調整式：用彈簧使兩螺母間產生軸向位移。為齒差調隙式，通過調整螺母端頭上的外齒相對內齒的嚙合角度來消除間隙。為螺紋調隙式，轉動調整螺母1,使螺母2產生軸向位移。7數控系統對伺服電動機有哪些要求？(1)控制性能高，有控制電壓信號時，電動機在轉向和轉速上應能做出正確的反應，控制電壓信號消失時，電動機應能立即可靠停轉，即無“自轉”現象；(2)動態響應快，電動機轉速的高低和方向隨控制電壓信號改變而快速變化，反應靈敏，啟動轉矩大；(3)機械特性和調節特性線性度好，調速范圍大；(4)控制功率小，空載啟

3、動電壓低。8數控系統檢測裝置的性能指標及要求是什么？答：1)性能指標：數控機床檢測裝置的分辨率一般為0.00010.01mm/m,測量精度為士0.0010.01mm/m,能滿足機床工作臺以110m/min的速度運行。不同類型機床對于檢測裝置的的精度和速度要求是不同的，一般地，對于大型機床一滿足速度為主，中小型機床和高精度機床以滿足精度為主。2)檢測裝置的要求有：準確性好，滿足精度要求，工作可靠，能長期保持精度；滿足快速，精確和機床工作行程的要求；9數控機床對導軌有什么要求？高速進給時不振動、搖臂鉆床低速進給時不爬行、具有高的靈敏度、能在重載下長期連續地工作、耐磨性高、精度保持性10某數控機床采

4、用滾動導軌，由伺股電動機通過一對齒輪帶動滾珠絲杠驅動工作臺移動，其脈沖當量為0.005mm,現CNC發出正向指令脈沖，工作臺移動了100mm后，電動機又接到同樣數量反向指令脈沖，而工作臺反向只移動了99.975mm,未能復位到原點。試分析該系統有何問題？應采取什么措施以提高定位精度。答：齒輪有間隙，修改參數進行反向間隙補償。11試闡述數控銃床坐標軸的方向及命名規則。1）伸出右手的大拇指、食指和中指，并互為90°。則大拇指代表X坐標，食指代表Y坐標,中指代表Z坐標。2）大拇指的指向為X坐標的正方向，食指的指向為丫坐標的正方向，中指的指向為Z坐標的正方向。3）圍繞X、丫Z坐標旋轉的旋轉坐

5、標分別用A、B、C表示，根據右手螺旋定則，大拇指的指向為X、丫Z坐標中任意軸的正向，則其余四指的旋轉方向即為旋轉坐標A、B、C的正向12加減速控制的目的是什么，有哪些實現方法？為了保證機床在啟動或停止時不產生沖擊、失步、超程或振蕩，必須對送到伺服驅動裝置的進給脈沖頻率或電壓進行加減速控制。加減速有：線性加減速，指數加減速和sin加減速。13數控裝置的功能有哪些？控制功能；準備功能（G功能）；插補功能和固定循環功能；進給功能；主軸功能；輔助功能（M功能）；刀具管理功能；補償功能；人機對話功能；自診斷功能；通訊功能14多微處理器CNC裝置的兩種典型結構是什么？各有什么特點？答：1）、共享總線結構：

6、分為帶CPU的主模塊和不帶CPU的從模塊，共享系統的標準總線。由于有多個模塊共享總線，容易引起沖突，使數據傳輸效率降低，總線一旦出現故障會影響整個CNC裝置的性能。但結構簡單、系統配置靈活，實現容易。3）、共享存儲器結構：各個主模塊都有權控制使用系統存儲器，引起沖突的可能較小，數據傳輸效率高，結構不復雜15數控系統軟件主要完成哪些功能？答：1、數據輸入處理：輸入、譯碼、數據處理；2、插補運算；3、速度控制；4、系統管理診斷16簡述光柵測量裝置的工作原理及莫爾條紋的特點。答：光柵位移檢測裝置由光源、兩塊光柵（長、短光柵）和光電元件組成，是利用光柵的莫爾條紋測量位移。莫爾條紋的移動量、移動方向和光

7、柵相對應，莫爾條紋的間距對光柵柵距有放大作用和誤差平均作用。當兩塊光柵有相對移動時，可以觀察到莫爾條紋光強的變化，其變化規律為一正弦曲線，通過感光傳感器輸出該正弦變化的電壓，經整形處理變成數字量輸出以實現位移測量。區別正反向位移的原理是在相距四分之一莫爾條紋的間距的位置上設置兩個光敏傳感器，這樣就得到兩個相位差90度的正弦電壓信號，將兩個信號輸入到辯向電路中就可區別正反向位移17光柵尺有哪些部件組成，莫爾條紋的作用。答：由光源、長光柵、短光柵、光電元件等組成。1）、光柵移動一個柵距時，莫爾條紋就相應準確的移動一個節距，兩者一一對應；2）、莫爾條紋具有放大機構的作用；3）、莫爾條紋具有平均效應。

8、18試討論利用光柵的摩爾條紋特點如何來檢測機床移動部件的位移、移動方向和移動的速度？按摩爾條紋特點，可在摩爾條紋移動方向上開設四個窗口P1、P2、P3和P4,切使得它們兩兩相距1/4摩爾條紋寬度，可以從四個觀察窗口得到如下結論：1）機床移動部件的位移檢測：標尺光柵裝在機床移動部件工作臺上，趕上讀數頭裝在床身上，當標尺光柵移動一個柵距時，摩爾條紋也移動一個摩爾條紋寬度。即透過任一窗口的光強度變化一個周期。所以可觀察窗口透過的光強變化的周期數來確定標尺光柵移動了幾個柵距，從而測得機床工作臺的位移。2）確定移動部件的方向：從P1、P2、P3和P4四個窗口可得到在相位上依次超前或滯后1/4周期的近似余

9、弦函數的光強度變化過程。當標尺光柵沿一個方向移動時，可得到四個光強信號，P1滯后P2ti/2,P2滯后P3tt/2,P3滯后P4兀/2,則摩爾條紋反向移動時四個光強變化為P1超前P2tt/2,P2超前P3兀/2,P3超前P4兀/2,我們就可斷定標尺光標沿反向移動。即按四個觀察窗口得到光強度變化的相互超前或滯后關系來確定機床移動部件的移動方向。3）確定移動的速度：根據摩爾條紋的特點，標尺光柵的移動位移與摩爾條紋位移成正比，因此標尺光柵的移動速度與摩爾條紋的移動速度一致，也與觀察窗口的光強度變化頻率向對應。根據透過觀察窗口的光強度變化的頻率來確定標尺光柵的移動速度，即得到機床移動部件的移動速度。1

10、9繪制全閉環數控機床的結構框圖，并簡述其工作原理；（要求從數據輸入開始，到工作臺輸出結束）數控機床閉環進給系統的一般結構上圖，這是一個雙閉環系統，內環為速度環，外環為位置環。速度環由速度控制單元、速度檢測裝置等構成。速度控制單元是一個獨立的單元部件，它是用來控制電機轉速的，是速度控制系統的核心。速度檢測裝置有測速發電機、脈沖編碼器等。位置環是由CNC裝置中的位置控制模塊、速度控制單元、位置檢測及反饋控制等部分組成20繪制半閉環數控系統的結構圖并簡述其特點。答：半閉環數控系統的位置采樣點如圖所示，是從驅動裝置（常用伺服電機）或絲杠引出，采樣旋轉角度進行檢測，不是直接檢測運動部件的實際位置。半閉環

11、環路內不包括或只包括少量機械傳動環節，因此可獲得穩定的控制性能，其系統的穩定性雖不如開環系統，但比閉環要好。由于絲杠的螺距誤差和齒輪間隙引起的運動誤差難以消除。因此，其精度較閉環差，較開環好。但可對這類誤差進行補償，因而仍可獲得滿意的精度。半閉環數控系統結構簡單、調試方便、精度也較高，因而在現代CNC機床中得到了廣泛應用。21繪制開環數控系統的結構圖并簡述其特點。沒有位置測量裝置，信號流是單向的(數控裝置一進給系統)，故系統穩定性好。無位置反饋，精度相對閉環系統來講不高，其精度主要取決于伺服驅動系統和機械傳動機構的性能和精度。一般以功率步進電機作為伺服驅動元件。這類系統具有結構簡單、工作穩定、

12、調試方便、維修簡單、價格低廉等優點，在精度和速度,機械執行部件I要求不高、驅動力矩不大的場合得到廣泛應用。一般用于經濟型數控機床。f、n脈沖頻率f脈沖個數n脈沖環形分配A相、B相功率、放大換算變換C相、22試論述數控機床的進給伺服系統是由哪幾部分組成，它們分別的作用如何？伺服系統常用的驅動元件是什么？1由伺服驅動電路、伺服驅動裝置、機械傳動機構及執行部件四部分組成。2它的作用是：接收數控系統發出的進給速度和位移指令信號，由伺服驅動電路作轉換和放大后，經伺服驅動裝置(直流、交流伺服電機，功率步進電機，電液脈沖馬達等)和機械傳動機構，驅動機床的工作臺、主軸頭架等執行部件實現工作進給和快速運動。3伺

13、服系統常用的驅動元件是步進電機、直流伺服電機和交流伺服電機。23數控機床的機械結構包含那些，在機械結構方面有哪些主要特點？答：有：床身、立柱、導軌、主軸部件、進給系統、工作臺、刀庫和刀架、輔助裝置等。支撐件的高剛度化；傳動機構的簡約化：傳動元件精密化：輔助操作自動化24機床加工時可能產生的振動有那些？如何提高機床的抗振性能？答：有兩種：強迫振動和自激振動。提高抗振性能的措施有：(1)基礎件內充填泥芯、混凝土等阻尼材料；(2)表面采用阻尼涂層；(3)采用聚合物等新材料制造基礎件；(4)充分利用結合面之間的阻尼。25主傳動的常見形式有哪些，各種傳動形式的分別適用于什么場合？答：主傳動形式有：變速齒

14、輪傳動、皮帶輪傳動、調速電機直接驅動。1變速齒輪傳動：1)、降速增扭；2)、變速，擴大調速范圍。滿足機床轉矩功率特性。2皮帶輪傳動：適用于低扭矩特性要求的主軸，調速范圍比受電機調速范圍約束。3調速電機直接驅動：電機與主軸直聯，結果緊湊，傳動效率高。但主軸扭矩特性完全取決于電機特性，應用受到限制。但主軸性能提高以后，這種驅動形式可能被廣泛使用26直線導軌的特點是什么？(1)具有自調整能力，安裝基面許用誤差大；(2)制造精度高；(3)可高速運行，運行速度可大于60m/min;(4)能長時間保持高精度；(5)可預加負載，提高剛度。27試分別論述開環控制系統、半閉環控制系統和閉環控制系統的實現方式和特

15、點。開環控制方式通常是以步進電機或電液伺服馬達為驅動元件，輸入的數據經過數控系統的運算分配指令脈沖，每一個脈沖送給環形分配器驅動步進電機或電液伺服馬達，使其轉動一個角度帶動傳動機構，從而使被控制對象移動。這種方式對實際傳動機構的動作完成與否不進行檢查，驅動控制指令發出后不反饋會數控系統，這種控制方式容易掌握，調試方便，維修簡單，但精度不高。在數控設備的運動部件上裝有測量元件，將運動部件的位置、速度信息及時反饋給伺服系統，伺服系統將指令位置，速度信息與實際信息進行比較并及時發出補償控制指令，如果測量元件裝在機械傳動鏈末端部件上，如機床工作臺上，則該系統為全閉環系統，或閉環系統，這種控制方式精度高

16、，速度快，但維修和調試較困難。如果測量元件裝在機械傳動鏈的中間部件上，如滾珠絲杠上，則該系統為半閉環系統，這種控制方式的精度比閉環的低28簡述同步帶傳動的優缺點；傳動效率高，可達98%以上：(2)無沿孤QL比那推傳上廠梗.里小小；(4)使用范圍較廣，速度可達50m/s,速比可達10左右，傳遞以率百幾瓦至數下口；(5)濃修保"帛方啰，不茫要強滑；(6)安裝時中心距要求嚴格，帶與帶輪制造工藝較復雜，成本高。29簡述數控加工工序的劃分原則。工序集中原則和工序分散原則工序集中原則。指每道工序包括盡可能多的加工內容，從而使工序的總數減少工序分散原則。工序分散就是將工件的加工分散在較多的工序內進

17、行，每道工序的加工內容很少30試說明基準脈沖插補法和數據采樣法的特點？基準脈沖插補法在插補計算過程中不斷地向各個坐標軸發出相互協調的進給脈沖，驅動各坐標軸進給電動機的運動。實現方法比較簡單，既可以用硬件來實現，也可以用軟件來實現。數據采樣插補法采用軟件插補法，其輸出的插補結果不是脈沖，而是數據。數控系統定時地對位置檢測進行采樣，采樣數據與插補程序所產生的指令數據相比較以后，得到位置偏差，經伺服驅動控制伺服電動機31數控機床對進給伺服系統的要求有哪些？進給速度范圍要大，能滿足低速切削和高速切削的需要；位移精度要高；跟隨誤差要小，即響應速度要快；工作穩定性要好，具有抗干擾能力，運行平穩，加工精度較

18、高32數控機床的主傳動系統有哪幾種傳動方式？各有何特點？有如下四種方式：(1)帶有變速齒輪的主傳動，通過少數幾對齒輪降速，增大輸出扭矩，可以滿足主軸低速時有足夠的扭矩輸出。(2)通過帶傳動的主傳動，電動機與主軸通過形帶或同步齒形帶傳動，不用齒輪傳動，可避免振動和噪聲。(3)用兩個電動機分別驅動主軸，高速時，通過皮帶直接驅動主軸旋轉；低速時，另一個電動機通過齒輪傳動驅動主軸旋轉。(4)內裝電動機主軸傳動結構，簡化結構，提高剛度。33若加工第一象限直線OE,起點為0(0,0),終點為E(7,4),設累加器為3位，i3t按DDA法進行插補計算，并繪出插補軌跡圖將長二7及Y*二電北成二進制判&

19、=ill54¥,=儂片存放在J立受Jvy中，選寄祥器暮量為三位，則事和次數m二2=以插補運算過程如下表前示，插撲軌跡如圖所示學長就Jut+/iW+ftdlAT1十ill"m00。tIOQ-1Q0Q2111+111-110tIM+IR13w+in3mLaw+loo-iwD4ioi+in=IDOI104+100=OIM?15-Oilt皿+工|M0eonm-C01JOfl+IM-MO11ok+in00911at。*-iwOieMl+lit一41g，DM1儀4)0t1J*J6734開環進給系統中，如何補償機械傳動間隙和滾珠絲桿螺距誤差?其中機械補償方法：傳動間隙的補償有偏心軸套調整

20、、軸向墊片調整、雙片薄齒輪調整等滾珠絲桿螺距誤差常采用雙螺母調整軟件或硬件補償法。35對數據采樣插補法有這樣一段描述：“數據采樣插補用小段直線來逼近給定軌跡，插補輸出的是下一個插補周期內各軸要移動的距離。”問：1）、插補周期指什么？2）、小段直線l是怎樣獲得的？3）、各軸移動的距離指什么？4）、在時間分割中，若給定軌跡分別是直線和圓弧，則Ax,Ay怎樣得到？答：1把加工一段直線或圓弧的整段時間細分為許多相等的時間間隔，成為插補周期T。2在每個插補周期內，根據插補周期T和編程速度F計算輪廓步長L=F*T。3各軸移動的距離是步長在各軸上的投影分量；4直線插補:圓弧插補:x=lcos，.：y=xta

21、n:，1.、，(Xi-x)xlx=lcos-,ty=21y-2y36編碼器在數控機床中有哪些應用，將編碼器安裝在絲杠驅動前端和末端有什么區別？答：編碼器在數控機床中的應用有：1）位移測量；2）主軸控制：1主軸旋轉與進Z軸同步；2主軸定向準停控制；3恒線速度切削控制;3）測速；4）零點脈沖用于回參考點控制；5）手搖脈沖發生器；編碼器安裝在絲杠前端時測量的誤差不含絲杠誤差，而安裝在后端包含了絲杠的傳動誤差。37重38試編制下圖所示零件的程序;答：M03S1000G94G91G00X0Z0G01X11Z-2F10QZ-10X24G02X6Z-3I0K-3Z-12G03X10Z-5I10K0X-15G

22、00X60Z15M0239立銃刀直徑為20mm,試對下圖外輪廓進行編程。主軸500RPM,左刀補，絕對坐標編程。進給速度100mm/min。J41|DN01G00G90X120Y60Z50N02X100Y40M03S500N03Z-11N04G01G41X70Y10H012F100N05Y-10N06G02X40Y-40R30N07G01X-70N08Y40N09X40N10G03X70Y10R30N11G01X85N12G00G40X100Y40N13X120Y60Z50N14M3040根據下面的框圖原理推導指數加減速控制算法。At解：iit1e-%(Vc-Vk)t,Vi*-e(t)=0(v

23、c-v(t)dt,v(t)e(t)k0TTde(t)dtdv(t)1de=dtTdt=TM=vcv(t)”T=dldtvc-v(t)Tt兩邊積分得：vc-v(t)=e丁vc-v(0)t加速時，v(0)=0,所以v(t)=vc(1e斤)勻速時，tr-1,v(t)=vc減速時,vc=0,式det)=vcv(t)變成dt也二-v(t)dt代入皿dtT.答得dv(t)二1而一t積分后得：v(t)=v(0)*eT當t,，v(t)=0.41什么是前加減速，什么是后加減速，各有何優缺點?答：把加減速控制放在插補之前進行的，稱為前加減速控制。優點是：僅對合成速度有影響，不影響實際插補輸出的位置精度。缺點是需根

24、據實際刀具位置和程序段終點之間的距離來確定減速點，計算工作量大。把加減速控制放在插補之后分別對各坐標軸進行的，稱為后加減速控制。優點是：不需要專門預先確定減速點，而是在插補輸出為零時開始減速，通過一定的時間延時逐漸靠近程序終點。缺點是由于是對各坐標分別進行控制，所以在加減速控制實際的各運動軸合成位置可能不準確。但這種影響只存在于加速或減速過程中。42設有一直線OE,起點為原點O(0,0),終點E(6,7),采用數字積分法進行插補,累加器和寄存器的位數為3位，其最大容量為23=8,設初始值JRX=0、JRY=0E(6,7)J£=8、Jvx=6、Jvy=7。試用二進制數寫出該直線插補計算

25、過程如下表，畫出插補軌跡。累加次數JRX+JVXxJRY+JVYy10+6=600+7=7026+6=8+417+7=8+6134+6=8+216+7=8+5142+6=8+015+7=8+4150+6=604+7=8+3166+6=8+413+7=8+2174+6=8+212+7=8+1182+6=8+011+7=8+010(0,0)43變頻調速時，改變電源頻率？1的同時須控制電源電壓U1,試說明其原因。答：在變頻調速時，若？1下降，U1不變，則m上升。因為m已設計在接近飽和處，m上升即進入磁化曲線的飽和區，引起工作電流大幅度增加，使電動機過熱損壞；若？1上升，U1不變，則m下降，將使工作電

26、流下降。由于電流的下降，電動機的輸出轉矩不足。為了保持電動機的m不變，即電動機的轉矩不變，在？1變化的同時，U1必須同時變化，使U1與？1的比值保持恒定，即U1/?1=常數44重45編碼器在數控機床中有哪些應用，將編碼器安裝在絲杠驅動前端和末端有什么區別？答：編碼器在數控機床中的應用有：1）、位移測量；2）、主軸控制：（1）、主軸旋轉與進給軸同步；（2）、主軸定向準停控制；（3）、恒線速度切削控制；3）、測速；4）、零點脈沖用于回參考點控制；5）、手搖脈沖發生器；編碼器安裝在絲杠前端時測量的誤差不含絲杠誤差，而安裝在后端包含了絲杠的傳動誤差。46如下圖所示刀具運動路線PABCDP為刀尖起點，試

27、用絕對和相對尺寸編寫加工程序。（進給速度200mm/min,主軸轉速400r/min,刀具號：1,刀補號：1,采用直徑方式編程）IX答：絕對尺寸編程：N10G00G90X10Z30M03N20G01X20Z20F200S400T11N30X20Z10N40G02X40Z0R10（或N40G02X40Z0I20K0N50G01X40Z12M02相對尺寸編程：N10G00G90X10Z30M03N20G01G91X10Z-10F200S400T11N30X0Z-10N40G02X20Z0R10（或N40G02X20Z0I20同N50G01X0Z12M0247是第一象限要加工的圓弧，圓弧的圓心在坐標

28、原點(0,0),圓弧起點為A(0,4),終點為B(4,0),若脈沖當量為1,用逐點比較法對該段圓弧進行順圓插補。試完成下列問題：(1)求出需要的插補循環數總數；(2)完成插補計算過程，同時把刀具進給位置各點的坐標值求出列入；(3)畫出刀具運動的軌跡。解：步數為|4-0|+|0-4|=8步數偏差判別坐標進給偏差計算坐標計算終點判別起點F0=0X0=0,Y0=4匯=81F0=0-YF1=F02Y0+1=7X1=0,Y1=3匯=72Fi<0+XF2=F1+2X1+1=-6X2=1,Y2=3匯=63F2<0+XF3=F2+2X2+1=-3X3=2,Y3=3E=54F3<0+XF4=F

29、3+2X3+1=2X4=3,Y4=3E=45F4>0-YF5=F42Y4+1=-3X5=3,Y5=2匯=36F5<0+XF6=F5+2X5+1=4X6=4,Y6=2匯=27F6>0-YF7=F6-2丫6+1=1X7=4,Y7=1E=18F7>0-YF8=F7-2Y7+1=0X7=4,Y7=0匯=048第一象限逆圓弧，起點(5,0),終點(0,5);試用DDA法進行插補，寫出插補過程,并畫出插補軌跡。次序X積分器X終Y積分器Y終注(Yi)(Xi)0000000101011010000101初始1000000010110110101012000001000010110101

30、01100修正Yi300100101011011110100400101001001011011001011修正Yi501001110001011010011010修正Yi601111101011011100010701110001011001011000111001修正Yi修正Xi810011001001001110001910010101010111000110111000修正Yi修正Xi101011110011011111010011001011010修正Xi121010011001010001修正Xi131011100001001141010111000001000結束X49重50數控前后臺型結構中，前臺和后臺各進行哪些內容的處理，其關系是怎樣的？答：前臺程序是一個實時中斷服務程序，它完成全部的實時功能，如插補、位置控制等；后臺程序程序即背景程序，其實質是一個循環運行程序，它完成管理及插補準備等功能。在背景程序運行過程中，前臺實時中斷程序不