南京工业大学数控技术复习题目及答案.docx
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1、1简述运行一个数控加工程序的过程。运行-主轴转动-回参-x、z、y轴按程序加工零件(如果是车床就不用写Y)-退刀回参主轴停 止-程序结束2数控机床加工的特点?效率高、精度高、柔性高、改善劳动强度、利于生产管理现代化、加工质量稳定可靠3简述刀具补偿功能.包括刀具长度补偿和半径补偿。作用是把零件轮廓轨迹转换成刀具中心轨迹。4简述一次有效G代码和模态代码的区别?模态的就是只用一次,下面不用在用,可以直接写程序非模态的就不可以了,每次前面都要加上5逐点比拟法的插补原理是什么:被控制对象在数控装置的控制下,按要求的轨迹运动时,每走一步都要和规定的轨迹比拟, 根据比拟的结果决定下一步的移动方向6滚珠丝杠消
2、隙的方法及消隙的考前须知是什么?为双螺母垫片调隙式,改变垫片的厚度,使内外两个螺母产生轴向相对位移。弹簧自动调整式:用弹簧使两螺母间产生轴向位移。为齿差调隙式,通过调整螺母端头上的外齿相对内齿的啮合角度来消除间隙。为螺纹调隙式,转动调整螺母1,使螺母2产生轴向位移。7数控系统对伺服电动机有哪些要求?控制性能高,有控制电压信号时,电动机在转向和转速上应能做出正确的反响,控制电 压信号消失时,电动机应能立即可靠停转,即无“自转”现象;动态响应快,电动机转速的高低和方向随控制电压信号改变而快速变化,反响灵敏,启 动转矩大;机械特性和调节特性线性度好,调速范围大;控制功率小,空载启动电压低。8数控系统
3、检测装置的性能指标及要求是什么?答:1)性能指标:数控机床检测装置的分辨率一般为0.0001-0.01mm/m,测量精度为土 0.0010.01mm/m,能满足机床工作台以110m/min的速度运行。不同类型机床对于检测装 置的的精度和速度要求是不同的,一般地,对于大型机床一满足速度为主,中小型机床和高 精度机床以满足精度为主。2)检测装置的要求有:准确性好,满足精度要求,工作可靠,能长期保持精度;满足快速, 精确和机床工作行程的要求;9数控机床对导轨有什么要求?高速进给时不振动、摇臂钻床低速进给时不爬行、具有高的灵敏度、能在重载下长期连续地 工作、耐磨性高、精度保持性影响,不影响实际插补输出
4、的位置精度。缺点是需根据实际刀具位置和程序段终点 之间的距离来确定减速点,计算工作量大。把加减速控制放在插补之后分别对各坐标轴进行的,称为后加减速控制。优点是: 不需要专门预先确定减速点,而是在插补输出为零时开始减速,通过一定的时间延 时逐渐靠近程序终点。缺点是由于是对各坐标分别进行控制,所以在加减速控制实 际的各运动轴合成位置可能不准确。但这种影响只存在于加速或减速过程中。E(6,7)42设有一直线0E,起点为原点0 (0, 0),终点E (6, 7),采用数字积分法进行插补, 累加器和寄存器的位数为3位,其最大容量为2?=8,设初始值/网=、丫=、 ,2=8、A/x6、1=7。试用二进制数
5、写出该直线插补计算过程如下表,画出插补 轨迹。累加次数J RX +VXAxJ RY + VYy10+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变频调速时,改变电源频率力的同时须控制电源电压U1,试说明其原因。答:在变频调速时,假设只下降,U1不变,那么m上升。因为中m已设计在接近饱和处, m上升即进入磁化曲线的饱和区,引起工作电流大幅度增加,使电动机过热损坏;假设只上
6、升,U1不变,那么m下降,将使工作电流下降。由于电流的下降,电动机的输出转矩缺乏。 为了保持电动机的中m不变,即电动机的转矩不变,在门变化的同时,U1必须同时变化, 使U1与只的比值保持恒定,即U1/1二常数44重45编码器在数控机床中有哪些应用,将编码器安装在丝杠驱动前端和末端有什么区别? 答:编码器在数控机床中的应用有:1)、位移测量;2)、主轴控制:(1)、主轴旋转与进给轴同步;(2)、主轴定向准停控制;(3)、恒线 速度切削控制;3)、测速;4)、零点脉冲用于回参考点控制;5)、手摇脉冲发生器;编码器安装在丝杠前端时测量的误差不含丝杠误差,而安装在后端包含了丝杠的传动误差。46如以下图
7、所示刀具运动路线PABCD, P为刀尖起点,试用绝对和相对尺寸编写加工程序。(进 给速度200mm/min,主轴转速40017min,刀具号:1,刀补号:1,采用直径方式编程)答:绝对尺寸编程:N10 GOO G90 X10 Z30 M03N20G01X20Z20 F200S400 T11N30X20Z10N40 G02X40 ZO RIO N4Q G02 X40 ZQ 120 K0)N50G01X40Z-12 M02 相对尺寸编程:N10GOOG90X10Z30 M03N20G01G91X10Z-10 F200S400 THN30X0 Z-10N40 G02X20 ZO RIO N40 G0
8、2 X20 Z0 120 K0)N50 G01X0 Z-12 M0247是第一象限要加工的圆弧,圆弧的圆心在坐标原点(0, 0),圆弧起点为A (0, 4), 终点为B (4, 0),假设脉冲当量为1,用逐点比拟法对该段圆弧进行顺圆插补。试完成以下 问题:(1)求出需要的插补循环数总数;(2)完成插补计算过程,同时把刀具进给位置各点的坐标值求出列入;(3)画出刀具运动的轨迹。解:步数为|4-0| + |0-4|=8步数偏差判别坐标进给偏差计算坐标计算终点判别起点尸o=OXo=O,Yo=4二81F0=0-YFl=F0-2Y0 + l=-7Xi=0,Y=3S=72Fj0+X乙=片 +2X +1 =
9、-6X2=1,Y2=312=63F20+XF3 = F2+2X2 +1 = 3X3=2,Y3=3二54f3o-YF5 =乙-2匕+1 = 3X5=3,Y5=2二36F5Vo+x线=己+2乂5+1 = 4X6=4,Y6=2二27f6o-YF1 = F6-2Y6+ = 1X7=4, Y7= 1二18f7o-Y& =乙2% + 1 = 0X7=4,Y7=0S=048第一象限逆圆弧,起点(5, 0),终点(0, 5);试用DDA法进行插补,写出插补过程, 并画出插补轨迹。次序X积分器X终Y积分器Y终注(Yi)(Xi)000000001011010000101初始10000000101101101010
10、1200000100001011010101100修正Yi300100101011011110100400101001001011011001Oil修正Yi501001110001011010011010修正Yi6Oil111010110111000107Oil 1000101100101100Oil1001修正Yi 修正Xi81001100100100111000191001010101Oil100 OilOil1000修正Yi 修正Xi101011110OilOil111010011001Oil 010修正Xi121010011001010001修正Xi131011100001001141
11、01Oil1000001000结束49重50数控前后台型结构中,前台和后台各进行哪些内容的处理,其关系是怎样的?答:前台程序是一个实时中断服务程序,它完成全部的实时功能,如插补、位置控制等;后 台程序程序即背景程序,其实质是一个循环运行程序,它完成管理及插补准备等功能。在背 景程序运行过程中,前台实时中断程序不断插入,与背景程序相配合,共同完成零件的加工任务。51重52有一与伺服电机同轴安装的光电编码器,指标为1024 (脉冲/转),该伺服电机与螺距为 6mm的滚珠丝杠通过联轴器直接相连,在伺服中断4ms内,光电编码器输出信号经4倍频处理后,共计脉冲数为5K (1K=1O24)时,问:(1)倍
12、频的作用。1倍频作用进一步提高分辨力(2)工作台移动多少距离2s=l/1024x6x51024=30(mm)(3)伺服电机的转速是多少。3 n=5xl024x60/1024/0.004=75000(r/min)53有一与伺服电机同轴安装的光电编码器,指标为1024 (脉冲/转),该伺服电机与滚珠丝 杠通过联轴器直接相连,在4 (s)内,光电编码器输出信号共计脉冲数为5K (1K=1O24), 螺母带开工作台移动了 30毫米,问: 滚珠丝杠的导程为多少?滚珠丝杠1转对应1204脉冲工作台移动6m,所以导程Pb=6mm 伺服电机的转速为多少? n=5xl024x60/1024/0.004=7500
13、0(r/min)54简述以下主轴轴承配置的特点。(a)(b)(c)答:(1)图(a):前支撑采用双列短圆柱滚子轴承和60。角接触双列向心推力球轴承组 合,后支撑采用成对向心推力球轴承。此配置可提高主轴的综合刚度,满足强力切削的要求。 它普遍用于各类图(b) : (2)前支撑采用高精度双列向心推力球轴承。向心推力轴承有良好的高速性,主 轴最高转速可达4000” min,但它的承载能力小,适于高速、轻载、高精密的数控机床主 轴。图(c) : (3)前后支撑分别采用双列和单列圆锥滚子轴承。这种轴承的径向和轴向刚度高, 能承受重载荷,尤其是可承受较强的动载荷。其安装、调整性能好,但这种支撑方式限制了
14、主轴转速和精度,因此可用于中等精度、低速、重载的数控机床的主轴。55数控机床的导轨有哪些类型?各有何特点?答:滑动导轨:优点:结构简单、制造方便、刚度好、抗震性好。缺点:静摩擦系数大,且动摩擦系数随速度变化而变化,摩擦损失大低速时容易出现爬行, 降低了内部运动件的定位精度。滚动导轨优点:a。灵敏度高、运行平稳,低速运动时不易出现爬行bo定位精度高co摩擦阻力小,移动方便,磨损小,精度保持性好,寿命长。缺点:抗震性差,对防护要求较高,结构复杂,制造比拟困难,本钱高。静压导轨优点:不产生磨损机械效率高。精度保持性好,摩擦因数小,低速不易产生爬行,抗震性好。缺点:结构复杂,且需要专门的供油系统10某
15、数控机床采用滚动导轨,由伺股电动机通过一对齿轮带动滚珠丝杠驱开工作台移动, 其脉冲当量为0.005mm,现CNC发出正向指令脉冲,工作台移动了 100mm后,电动机又接 到同样数量反向指令脉冲,而工作台反向只移动了 99.975mm,未能复位到原点。试分析该 系统有何问题?应采取什么措施以提高定位精度。答:齿轮有间隙,修改参数进行反向间隙补偿。11试阐述数控铳床坐标轴的方向及命名规那么。1)伸出右手的大拇指、食指和中指,并互为90。那么大拇指代表X坐标,食指代表Y坐标, 中指代表Z坐标。2)大拇指的指向为X坐标的正方向,食指的指向为Y坐标的正方向,中指的指向为Z坐标的 正方向。3)围绕X、Y、
16、Z坐标旋转的旋转坐标分别用A、B、C表示,根据右手螺旋定那么,大拇指的指 向为X、Y、Z坐标中任意轴的正向,那么其余四指的旋转方向即为旋转坐标A、B、C的正向12加减速控制的目的是什么,有哪些实现方法?为了保证机床在启动或停止时不产生冲击、失步、超程或振荡,必须对送到伺服驱动装置的 进给脉冲频率或电压进行加减速控制。加减速有:线性加减速,指数加减速和sin加减速。13数控装置的功能有哪些?控制功能;准备功能(G功能);插补功能和固定循环功能;进给功能;主轴功能;辅助功 能(M功能);刀具管理功能;补偿功能;人机对话功能;自诊断功能;通讯功能14多微处理器CNC装置的两种典型结构是什么?各有什么
17、特点?答:I)、共享总线结构:分为带CPU的主模块和不带CPU的从模块,共享系统的标准总线。 由于有多个模块共享总线,容易引起冲突,使数据传输效率降低,总线一旦出现故障会影响 整个CNC装置的性能。但结构简单、系统配置灵活,实现容易。3)、共享存储器结构:各个主模块都有权控制使用系统存储器,引起冲突的可能较小,数 据传输效率高,结构不复杂15数控系统软件主要完成哪些功能?答:1、数据输入处理:输入、译码、数据处理;2、插补运算;3、速度控制;4、系统管理 诊断16简述光栅测量装置的工作原理及莫尔条纹的特点。答:光栅位移检测装置由光源、两块光栅(长、短光栅)和光电元件组成,是利用光栅的莫 尔条纹
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