数控技术(第2版)课后答案.docx

1.1 数控机床的工作流程是什么？数控加工程序的编制，输入，译码，刀具补偿，插补，位置把握和机床加工1.2 数控机床有哪几局部组成？各局部的根本功能是什么？输入输出设备：主要实现程序编制、程序和数据的输入以及显示、存储和打印。数控装置：接收来自输入设备的程序和数据，并按输入信息的要求完成数值的计算、规律推断和输入输出把握等功能。多坐标把握，插补功能，程序输入、编辑和修改功能、故障自诊断功能、补偿功能、信息转换功能、多种加工方式选择、关心功能、显示功能、通信和联网功能1.3 什么是点位把握、直线把握、轮廓把握数控机床？三者如何区分？点位把握数控机床 点位把握是指道具从某一位置移到下一个位置的过程中，不考虑其运动轨迹，只要求道具能最终准确到达目标位置。直线把握数控机床 这类数控机床不仅要保证点与点之间的准确定位，而且要把握两相关点之间的位移速度和路线。轮廓把握数控机床 这类机床的数控装置能够同时把握两轴或两个以上的轴，对未知和速度进展严格的不连续把握。区分：点位把握不考虑运动轨迹，直线把握要求保证两点之间的准确定位，轮廓把握对于位置和速度有严格的要求。1.4 数控机床有哪些特点？加工零件的适应性强，灵敏性好；加工精度高，产品质量稳定；生产率高；削减工人劳动强度；生产治理水平高1.5 按伺服系统的把握原理分类，分为哪几类数控机床？各有何特点？开环把握的数控机床 受步进电动机的步距精度和工作频率以及传动机构的传动精度的影响，速度和精度都较低。构造简洁、本钱较低、调试修理便利闭环把握的数控机床 定位精度高、速度调整快，工作台惯量大所以系统设计和调整存在困难，系统稳定性受到不利影响半闭环把握的数控机床 把握精度没有闭环高，但机床工作的稳定性却有毒大惯量工作台被排解在把握环外而提高，调试便利2.1 什么是把握编程？手工编程的内容有哪些？ 从零件图样到制成把握介质的全部过程。分析零件图样，确定加工工艺过程，数值计算，编写零件加工程序，制作把握介质，程序校验，试切削2.2 数控编程有哪几种方法？各有何特点？手工编程 对于几何外形较为简洁的零件，数值计算较简洁，程序段不错，承受手工编彻骨较简洁完成，而且经济、准时。但对于外形简洁的零件，特别是具有非圆曲线、列表曲线或曲面的零件，用手工编程就有确定的困难，出错的可能增大，效率低，有时甚至无法编出程序。自动编程 减轻了编程人员的劳动强度，缩短了编程时间，提高了编程质量，同时解决了手工编程无法解决的很多简洁零件的变成难题。2.3 什么是“字地址程序段格式”，为什么现代数控系统常用这种格式？字地址程序段格式是字、字符和数据在一个程序段中的安排没有特别的挨次要求。优点：程序简洁、直观、可读性强、易于检验和修改。2.4 数控机床的X、Y、Z 坐标轴及其方向是如何确定的？Z 坐标，规定平行于机床主轴的刀具运动坐标为 Z 坐标，去刀具远离工件的方向为正方向。X 坐标 规定X 坐标轴为水平方向，且垂直于Z 轴并平行于工件的装夹面Y 坐标 Y 坐标垂直于X、Z 坐标。2.5 数控机床的机床坐标系和工件坐标系之间的关系如何？工件坐标系的坐标轴与机床坐标系相应的坐标轴相平行，方向也一样，但原点不同。在加工中，工件随夹具在机床上安装后，要测量工件原点与机床原点之间的坐标距离，这个距离称为工件原点偏置。2.6 预备功能 G 代码和关心功能 M 代码在数控编程中的作用如何？ 预备功能 G 代码是使机床或数控系统建立起某种加工方式的命令。关心功能 M 代码是把握机床关心动作的指令，主要用作机床加工时的工艺性指令、2.7 M00、M01、M02、M30 指令各有何特点？如何应用？M00 程序停顿。在完成该程序段其他指令后，用以停顿主轴转动、进给和切削液，以便执行某一个固定的手动操作。固定操作完成后，重按“启动键”，便可连续执行下一段程序段。M01 打算停顿。该指令只有在操作版面上的“任意停顿”按键被按下时，M01 才有效，否则这个指令不起作用。该指令常用于工件关键尺寸的停机抽样检查或其他需要临时停车的场合。当检查完成后，按启动键连续执行以后的程序。M02 程序完毕。当全部程序完毕后，用此指令使主轴、进给、切削液全部停顿，并使数控系统处于复位状态。该指令必需消灭在程序的最终一个程序段中。M30 完毕程序。M30 可使程序返回到开头状态。2.8 F、S、T 功能指令各自的作用是什么？F 代码 F 代码为进给速度功能代码，用力指定进给速度S 代码 S 代码为主轴转速功能代码，用力指定主轴的转速T 代码 T 代码为道具功能代码，在有自动换刀功能的数控机床上，该指令用以选择所需的刀具号和刀补号。2.9 G90、X20、Y15、和 G91、X20、Y15 有什么区分？ 确定坐标：X20 Y15，表示该点在坐标轴中的位置增量坐标：X20 Y15，表示该点对于上一点的位置的坐标增量2.10 G00 与 G01、G02、G03 的不同点在哪里？G00 该指令是使刀具从当前位置以系统设定的速度快速移动到坐标系的另一点，他只是快速到位，不进展切削加工，一般用作空行程运动。G01 该指令是直线运动把握指令，它命令道具从当前位置以两坐标或三坐标联动的方式按指定的 F 进给速度作任意斜率的直线运动到达指定的位置。G02 用来实现顺时针圆弧插补加工G03 逆时针圆弧插补加工2.11 G41 G42 G43 G44 的含义如何？G41 表示刀具左偏，指顺着刀具前进的方向观看，刀具偏在工件轮廓的左边G42 表示刀具右偏G43 程序给定值与补偿值之和G44 程序给定值与补偿值之差2.12 固定循环指令有何作用？可以是程序编制简短、便利又能提高程序质量2.13 什么是零件的加工路线？确定加工路线时应遵循哪些原则？加工路线是指数控机床加工过程中刀具刀位点相对于被加工零件的运动轨迹和运动方向原则：1 应能保证零件的加工精度和外表粗糙度要求；2 应尽量缩短加工路线，削减刀具空程运动时间；3 应使数值计算简洁，程序段数量少，以削减编程工作量。2.14 加工路线与零件轮廓曲线有何区分？编程时假设按零件轮廓编程，数控装置应具备哪些功能？2.15 什么是对刀点、刀位点、换刀点？对刀点：在数控机床上加工零件时，道具相对与工件运动的起点刀位点：刀具在机床上的位置换刀点：刀架转位换刀时的位置2.16 什么是数控编程中的数值计算？它包含哪些内容？依据工件的图样要求，依据已确定的加工路线和允许的变成误差，计算出数控系统所需输入的数据。基点和节点的计算；刀位点轨迹的计算；关心计算2.17 什么是基点？什么是节点？ 基点：把各几何元素间的连接点节点：当利用基友直线插补功能的数控机床加工零件的曲线轮廓时，任一几何元素均用直线靠近，即任一轮廓的曲线军用连续的折线来靠近。这时，应依据编程所允许的误差，将曲线分割成假设干个直线段，其相邻的而直线的交点称为节点。2.18 2.182.19 2.193.1 数控车削编程的特点是什么？（1） 在一个程序段中，依据图样上标注的尺寸，可以承受确定值编程，增量值编程或二者混合编程。（2） 由于图样尺寸和测量值都是直径值，故直径方向用确定值编程时，X 以直径值表示；用增量值表示时，以经向实际位移量的二倍值表示。（3） 为提高工件的径向尺寸精度，X 向的脉冲当量取Z 向的一半（4） 由于毛胚常用棒料或断料，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，可进展屡次重复循环切削。（5） 编程时，为提高工件的加工精度，当编制圆头刀程序时，需要对刀具半径进展补偿。对不具备刀具自动补偿功能的数控车床，编程时，需先计算补偿量。（6） 很多数控车床用X,Z 表示确定坐标指令；用U,W 表示增量坐标指令。而不用 G90，G91 指令（7） 第三坐标指令 I,K 在不同的程序段中作用也不一样。I,K 在圆弧切削时表示圆心相对圆弧的起点的坐标位置；而在有自动循环指令的程序中，I,K 坐标则用来表示每次循环的进给量。3.2 车削固定循环功能的作用是什么？常用的有哪些？由于车削的毛胚多为棒料和铸锻件，因此车削加工多为大余量屡次进给切除，所以在车床的数控装置中总是设置各种不同形式的固定循环功能。常用的循环指令：柱面循环指令，锥面循环指令，简洁螺纹循环指令，简洁螺纹循环指令，复合式粗车循环指令3.3 数控铣削编程的特点是什么？（1） 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。使用数控铣床的目的在于：解决简洁的和难加工的工件的加工问题；把一些用一般机床可以加工的工件，改用数控铣床加工，可以提高加工效率。（2） 数控铣床的数控装置具有多种插补方式，一般都具有直线插补和圆弧插补，有的还具有极坐标插补， 抛物线插补，螺旋线插补等多种插补方式。（3） 程序编制是要充分利用数控铣床齐全的功能，如刀具位置补偿，刀具长度补偿，刀具半径补偿和固定循环，对称加工等问题。（4） 由直线，圆弧组成的平面轮廓铣削的数学处理比较简洁。非圆曲线，空间曲线和曲面的轮廓铣削加工，数学处理比较简洁，一般承受计算机关心计算和自动编程。3.4 用 G54G59 指令确定工件坐标与G92 指令有何不同？数控铣床除了可用 G92 指令建立工件坐标系以外，还可以用 G54G59 指令设置工件坐标系。这样设置的每一个工件坐标系自成体系。承受 G54G59 指令建立的坐标系不像用 G92 指令那样，需要在程序段中给出工件坐标系与机床坐标系的偏置值，而是在安装工件后测量工件坐标系原点相对于机床坐标系原点在X,Y,Z 各轴方向的偏置量，然后用MDI 方式将其输入到数控系统的工件坐标系偏置值存储器中。系统在执行程序时从存储器中读取数据，并依据工件坐标系中的坐标值运动。3.5 孔加工固定循环的根本组成动作有哪些？使用图示法说明一般有 6 个动作组成：1A-B道具快进至孔位坐标，及循环初始点 B2B-R刀具Z 向快进至加工外表四周的R 点平面3R-E加工动作4E 点孔底动作5E-R返回到 R 点平面6R-B返回到初始点B3.6 加工中心编程的特点是什么？（1） 首先要进展合理的工艺分析。周密合理的安排各工序加工的挨次，有利于提高加工精度和生产效率（2） 依据加工批量等状况，打算承受自动换刀还是手动换刀（3） 自动换到要留出足够的换刀空间（4） 为提高机床利用率，尽量承受刀具机外预调，并将测量尺寸填写到刀具卡片中，以便于操作者在运行程序前，准时修改道具补偿参数（5） 对于编好的程序，必需进展认证检查，并与加工前安排好试运行（6） 尽量把不同工序内容的程序，分别安排到不同的子程序中（7） 一般应使一把道具尽可能担当较多的外表加工，且进给路线设计的应合理。3.7 何为定距换刀和跟踪换刀？定距换刀是数控加工中心主轴只有运动到规定的换刀点时，机械手才可以执行换刀动作跟踪换刀是主轴运动到任意位置时，机械手都可以执行换刀动作3.8 何为自动编程？常用的自动编程方法有哪两类？各有何特点？自动编程是指用计算机来代替手工编程，也就是说，程序编制的大局部或全部工作是由计算机来完成的。分类：语言式自动编程系统和图形交互式自动编程系统特点：语言式自动编程系统对计算机而言是承受批处理的方式，编程人员必需一次性将编程信息全部向计算机交代清楚，计算机再一次处理完毕，并马上得到结果。图形交互式自动编程系统则是一种人机对话的编程方式。编程人员依据屏幕菜单提示的内容，反复与计算机对话，答复计算机的各种提问，知道把该答的问题全部答完。计算机就能自动生成所需的零件加工程序。3.9 语言式自动编程的根本原理是什么？语言是自动编程系统主要有数控语言，编译程序和通用计算机等三局部组成，工作原理是，首先由编程人员依据零件图和工艺要求，用数控语言编写出零件加工源程序，再将该程序输入计算机。计算机经过翻译处理和数值计算后，生成刀具位置数据文件，然后再进展后置处理，即可生成符合具体数控机床要求的零件加工程序。计算机可通过各种外设打印出加工程序单，或穿出纸带，或通过通信接口将加工程序代码直接送入数控装置。3.10 图形交互式自动编程的信息处理过程是怎样的？（1） 几何造型 利用图形交互自动编程软件的图形构建，编辑修改，曲线曲面造型等有关功能，将零件被加工部位的几何图形准确的绘制在计算机屏幕上，与此同时，在计算机内部自动形成零件图形的数据文件。（2） 刀具路径的产生 在刀具路径生成的菜单中选择所需的子菜单，然后依据屏幕提示，用光标选择相应的图形目标，点取相应的坐标点，输入所需的各种参数。软件将自动从图形文件中提取变成所需的信息，进展分析推断，计算节点数据，并将其转换为刀具位置数据，存入到指定的刀位文件中或直接进展后置处理，生成数控加工程序，同时在屏幕上显示出刀具轨迹图形。（3） 后置处理 用以处理机床把握系统不同带来的的指令代码及格式的不同的问题，生成符合格式要求的数控加工程序3.11 后置处理的作用是什么？ 目的是形成数控加工程序 3.123.134.1 CNC 系统有哪几局部组成？其核心是什么？数控程序、输入输出设备、CNC 装置、PLC、主轴驱动装置和进给驱动装置；核心CNC 装置4.2 CNC 装置的软件有哪几局部组成？治理软件：零件程序的输入输出程序，显示程序，CNC 装置的自诊断程序把握软件：译码程序，刀具补偿计算程序，速度把握程序，插补运算程序和位置把握程序4.3 CNC 装置的主要功能是什么？每一部功能的内容是什么？把握功能：CNC 装置能够把握的并且能够同时把握联动的轴数，它是 CNC 装置的重要性能指标。预备功能：用来指明机床的下一步如何动作插补动能：用于对零件轮廓加工的把握固定循环加工功能：将典型动作事先编好程序并储存在内存中，用 G 代码进展指定进给功能：用 F 指令给出各进给轴的进给速度主轴功能：指令主轴转速、设置恒定线速度、主轴准停关心功能：指定主轴的正转、反转、停顿、切削液泵的翻开和关闭、换刀等动作刀具功能：选择刀具并且指定有效刀具的几何参数的值补偿功能：把刀具长度或半径的相应补偿量、丝杠的螺距误差和反向间隙误差的补偿量输入到其内部储存器，在把握机床进给时按确定的计算方法将这些补偿量补偿显示功能：显示程序、零件图形、人机对话编程菜单、故障信息通信功能：完成上级计算机与 CNC 装置之间的数据和命令传送自诊断功能：装置运行过程中、运行前或故障停机后进展诊断4.4 CNC 装置的单微处理机构造与多微处理机构有何区分单微处理机构造只有一个 CPU 承受集中把握分时处理数控的每一项任务，多微处理机构造迟疑有两个或两个以上的为处理机构成的处理局部，处理局部之间承受紧耦合，有几种的才做系统，资源共享，或者有两个或两个以上的微处理机构造的功能模块，功能模块之间承受松耦合，有多重操作系统有效地实行并行处理4.5 单微处理机构造CNC 装置有哪几局部组成？I/O 端口的任务是什么？微处理器，存储器，总线，I/O 接口，MDI 接口，CRT 或者液晶显示接口，PLC 接口，主轴把握，纸带阅读机接口。任务：进展电平转换和功率放大，防止噪声引起误动作，模拟量与数字量之间的转换4.6 比较共享总线型构造 CNC 装置和共享存储 CNC 构造的工作特点及优缺点？共享总线型构造系统中只有主模块有权把握使用系统总线。由于某一时刻只能由一个主模块占有总线，当有多个主模块占有总线时，必需由仲裁电路来裁决。以推断各模块优先权的凹凸。每个主模块按其担当的任务的重要程度已预先安排好的优先级别的凹凸挨次。优点：构造简洁、系统配置灵敏、扩展模块模块简洁、造价低；缺点：信息传输率低、总线一旦消灭故障， 这个系统受影响共享存储构造的多微处理机，承受多端口存储器来实现个微处理机之间的互连和通信。有多端口把握规律电路解决访问冲突。优点：信息传输率高；缺点，不易扩展，构造简洁4.7 CNC 装置软件构造有何特点？ 多任务并行处理，实施中断处理4.8 CNC 装置软件承受的并行处理方法有哪几种？这些方法是如何实现并行处理的？ 资源共享、资源重复和时间重叠。资源共享：依据分时共享原则，使多个用户按时间挨次使用同一套设备时间重叠：依据流水线处理技术，使多个处理工程在时间上相互错开 资源重叠：通过增加资源提高运算速度4.9 CNC 装置中断构造模式有哪两种？各有何特点？中断型构造模式：除了初始化程序之外，整个系统软件的各种任务模块分别安排在不同级别的中断效劳程序中，整个软件就是一个大的中断系统前后台型构造模式：前后程序是一个中断效劳程序，完成全部实时功能。4.10 零件程序的输入有何方法？ 纸带阅读机和键盘输入4.114.12 为什么要对 G 代码、M 代码分组？分组的原则是什么？由于某些 G 代码或 M 代码是不允许同时消灭在一个程序段中的。分组原则：将不能同时消灭在一个程序段的 G 代码或 M 代码归为一组4.14 何谓刀具半径补偿？其执行过程如何？依据零件轮廓信息和刀具半径自动计算中心轨迹时期自动偏移零件轮廓一个刀具半径值。刀补建立，刀补进展，刀补撤销4.15 B 刀补和C 刀补有何区分？B 功能刀具半径补偿计算主要计算直线或圆弧起点和重点的刀具中心值，以及圆弧刀补后刀具中心轨迹的圆弧半径值。其实行逐段读取计算走到的方法，这样估量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。C 功能刀补解决了下一段加工轨迹对本段加工轨迹的影响，在计算完本段轨迹后，提前将下一段程序读入， 然后依据他们之间转接的具体状况，再对本段的轨迹作适当修改，得到正确的本段加工轨迹。4.16 直线与直线转接分类中的缩短型转接、伸长型转接和插入型转接如何计算刀补轨迹？4.18 工件原点设置怎样计算？5.1 何为插补？有哪两类插补算法？插补的任务就是要依据进给速度的要求，在轮廓起点和终点之间计算出假设干中间点的坐标值。分类：脉冲增量插补和数据采样插补5.2 试述逐点比较法的 4 个节拍。第一节拍偏差判别判别刀具当前位置相对于给定的轮廓的偏离位置，一次打算刀具移动方向其次节拍进给 依据偏差判别结果，把握刀具相对于工件轮廓进给一步，即向给定的轮廓靠拢，削减偏差第三节拍偏差计算 由于刀具进给已转变了位置，因此应计算出刀具当前位置的偏差，为下一次判别做预备第四节拍终点判别 判别刀具是否已到达被加工轮廓线段的终点，到达停顿，未到连续5.35.45.55.6 圆弧终点判别有哪些方法？两种方法：一是把每个程序段中的总步数求出来，每走一步 n-1，只到 n=0 为止；二是每走一步推断且是否成立，假设成立，插补完毕。5.7 圆弧自动过象限如何实现？圆弧自动过象限是指圆弧的起点和终点不在同一象限内，为实现一个程序段的完整功能，需设置圆弧自动过象限功能。首先应判别何时过象限，过象限有一显著特点，就是过象限时正好是圆弧和坐标轴相交的时刻，因此在两个坐标值中必有一个为零，推断是否过象限只要检查是否有坐标值为零即可5.85.9 试述DDA 插补的原理5.105.115.12 简述 DDA 稳速把握的方法及其原理方法：左移规格化，按进给速度率数 FRN 代码编程5.135.14 数据采样插补是如何实现的？数据采样插补是依据程编的进给速度将轮廓曲线按时间分割为采样周期的进给段，即进给步长采样数据补偿一般分为粗，精补偿两步完成。第一步是粗插补，由它在给定曲线的起，终点之间插入假设干个中间点，将曲线分割成假设干个细小直线段，即用一组微小直线段来靠近曲线。这些微小直线段由精插补进一步进展数据点的密化工作，即进展对直线的脉冲增量插补。5.155.165.17 脉冲增量插补的进给速度把握常用哪些方法？ 方法：软件延时法和中断把握法软件延时法：依据程编进给速度，可以求出要求的进给脉冲频率，从而得到两次插补运算之间的时间间隔t，它必需大于 CPU 执行插补程序的时间t 程，t 与t 程之差即为应调整的时间t 延，可以编写一个延时子程序来转变进给速度中断把握法：依据程编进给速度计算出定时器/计数器的定时时间常数，以把握 CPU 中断。在中断效劳中进展一次插补运算并发出进给脉冲，CPU 等待下一次中断，如此循环进展，直至插补完成5.18 加减速把握有何作用？有哪些实现方法？为了保证加工质量，在进给速度突变时必需对送到进给电动机的脉冲频率和电压进展加减速把握。当速度突然上升时，应保证加在伺服进给电动机上的进给脉冲频率或电压渐渐增大，反之减小。方法：前加减速把握后加减速把握7.1 传统机床配上数控系统可称为数控机床吗？为什么？不能。由于传统机床存在着刚性缺乏、抗振性差、热变形大、滑动面的摩擦阻力大及传动元件之间存在间隙等弱点，难以胜任数控机床对加工精度、外表质量、生产效率以及使用寿命等要求。7.2 数控机床对构造的要求主要有哪几个方面？如何去满足这些要求？高的静、动刚度及良好的抗振性能：合理地设计数控机床的构造，改善受力状况，以便削减受力变形。根底大件承受封闭箱型构造，合理布置加强肋板以及加强构件之间的接触刚度，都是提高机床金刚度和固有频率的有利措施。在机床大件内填充组你材料，外表喷涂阻尼涂层，充分利用结合面间的摩擦阻尼以及承受材料是提高机床动刚度的重要措施。良好的热稳定性：对热源实行液冷、风冷等方法来把握温升。改善机床构造，在同样发热条件下，机床的构造不同则热变形的影响也不同。高的运动精度和低速运动的平稳性：承受滚动导轨和静压导轨，进给系统中承受滚珠丝杠代替滑动丝杠； 消退进给传动系统中的间隙。充分满足人性化要求：压缩关心时间，改善操作环境7.3 数控机床的总体布局主要考虑哪些因素？ 机床构造，使用性能，便于操作7.4 简要说明数控机床的主运动系统的特点？使用无级变速传动，用沟通调速电动机或直流调速电动机驱动，便利实现无级变速，传动链短，传动件少， 提高变速牢靠性。具有较大的刚度和较高的精度，有特别的刀具安装和夹紧构造7.5 数控机床的主轴准停装置的作用是什么？当特别加工或自动换刀，主轴能实现准确的停顿在一个固定的位置上7.6 数控机床对进给运动系统有哪些要求？运动件间的摩擦阻力小，消退传动系统中的间隙，传动系统的精度和刚度高，减小运动惯量，具有适当的阻尼7.7 滚珠丝杠如何预紧？7.8 静压丝杠螺母副有哪些特点？摩擦系数小，油膜层可以吸振，油膜层具有确定刚度，承载力气与供油压力成正比与转速无关7.9 数控机床的导轨副有哪几种形式？ 滑动导轨，滚动导轨，7.10 数控机床常用的换刀方式有哪些？回转刀架换刀，更换主轴头换刀，带刀库的自动换到系统7.11 再设计带刀库的自动换刀系统时，要留意哪些问题？