第一章概論1-1什么是數(shù)控機(jī)床？它由哪些部分組成？答：數(shù)控機(jī)床是一個(gè)利用數(shù)控技術(shù)，準(zhǔn)確按照事先安排工藝流程，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)要求動(dòng)作金屬加工機(jī)床。它由輸入介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、反饋系統(tǒng)和機(jī)床等部分組成。題型變換：數(shù)控機(jī)床輸入介質(zhì)是指○①光電閱讀機(jī) ②穿孔機(jī)③穿孔帶、磁帶和軟磁盤 ④零件圖紙和加工程序單答：③1-2用框圖說明通常數(shù)控機(jī)床工作原理。答：數(shù)控機(jī)床工作原理如圖1-1所表示。首先將零件圖紙形狀、尺寸和技術(shù)條件、加工工藝等按照要求格式和代碼，統(tǒng)計(jì)在輸入介質(zhì)上（比如穿孔帶、磁帶和軟磁盤等），并輸入數(shù)控裝置。數(shù)控裝置由輸入、信息處理和輸出三部分組成。輸入介質(zhì)經(jīng)過輸入單元（比如光電讀帶機(jī)）后，轉(zhuǎn)換成能夠識別信息，由信息處理單元加以處理，再經(jīng)過輸出單元發(fā)出位置、速度等指令（脈沖信號）給伺服系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)作用是未來自數(shù)控裝置各種指令，轉(zhuǎn)換成機(jī)床移動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)。反饋系統(tǒng)再將機(jī)床實(shí)際位置、速度等參數(shù)檢測出來，轉(zhuǎn)換成電信號，輸送到數(shù)控裝置，使數(shù)控裝置能夠校核該機(jī)床實(shí)際位移情況是否與指令一致，并發(fā)出指令糾正所產(chǎn)生誤差。位置指令位置指令速度指令位置檢出速度檢出輸入介質(zhì)數(shù)據(jù)裝置伺服系統(tǒng)機(jī)床反饋裝置圖1-1對于一些高效率和加工精度較高數(shù)控機(jī)床還有適應(yīng)控制系統(tǒng)，以賠償加工環(huán)境參數(shù)改變。題型變換：數(shù)控機(jī)床數(shù)控裝置包含○。①光電讀帶機(jī)和輸入介質(zhì) ②步進(jìn)電機(jī)和伺服系統(tǒng)③輸入、信息處理和輸出單元 ④位移、速度傳感器和反饋系統(tǒng)答：③1-3數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)與普通機(jī)床相比，有何特點(diǎn)？答：數(shù)控機(jī)床是高精度和高生產(chǎn)率自動(dòng)化機(jī)床，與普通機(jī)床相比，應(yīng)該具備愈加好剛性和抗振性，相對運(yùn)動(dòng)面摩擦系數(shù)要小，傳動(dòng)部件之間間隙要小。1-4簡述機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)工作原理和組成部分。答：機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)在輸入某種介質(zhì)載有、以要求格式統(tǒng)計(jì)指令后，能自動(dòng)譯解指令，并使所控制機(jī)床執(zhí)行指令，有時(shí)還能監(jiān)控其執(zhí)行結(jié)果，以確保得到要求精度和功效。機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)通常由輸入介質(zhì)、數(shù)控裝置和伺服系統(tǒng)組成。對于較高級機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)還包含反饋系統(tǒng)和適應(yīng)控系統(tǒng)。1-5機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)類型很多，依照伺服系統(tǒng)來分類，可分為、和。依照運(yùn)動(dòng)方式來分類，可分為、和。依照坐標(biāo)值表示方式可分為坐標(biāo)控制系統(tǒng)和坐標(biāo)控制系統(tǒng)。答：開環(huán)控制系統(tǒng) 閉環(huán)控制系統(tǒng) 半閉環(huán)控制系統(tǒng) 點(diǎn)位控制系統(tǒng) 點(diǎn)位/直線控制系統(tǒng) 連續(xù)控制系統(tǒng) 增量 絕對1-6什么叫脈沖當(dāng)量？它影響數(shù)控機(jī)床什么性能？它值通常為多少？答：相對于每一脈沖信號機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件位移量稱為脈沖當(dāng)量，又稱作最小設(shè)定單位。它大小視機(jī)床精度而定，通常為0.01～0.0005cm。脈沖當(dāng)量影響數(shù)控機(jī)床加工精度，它值取得越小，加工精度越高。題型變換一：數(shù)機(jī)床最小設(shè)定單位又稱作。答：脈沖當(dāng)量題型變換二：脈沖當(dāng)量是○。①相對于每一脈沖信號，傳動(dòng)絲杠所轉(zhuǎn)過角度②相對于每一脈沖信號，步進(jìn)電機(jī)所回轉(zhuǎn)角度③脈沖當(dāng)量乘以進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比就是機(jī)床部件位移量④對于每一脈沖信號，機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件位移量答：④題型變換三：脈沖當(dāng)量值取得越，加工精度越。答：小 高1-7開環(huán)控制系統(tǒng)中，多采取作為伺服電機(jī)。答：功率步進(jìn)電機(jī)1-8閉環(huán)控制系統(tǒng)反饋裝置○。①裝在電機(jī)軸上 ②裝在位移傳感器上③裝在傳動(dòng)絲杠上 ④裝在機(jī)床移動(dòng)部件上答：④1-9閉環(huán)系統(tǒng)比開環(huán)系統(tǒng)及半閉環(huán)系統(tǒng)○。①穩(wěn)定性好 ②故障率低 ③精度高 ④精度低答：③1-10點(diǎn)位控制系統(tǒng)○。①必須采取增量坐標(biāo)控制方式 ②必須采取絕對坐標(biāo)控制方式③刀具沿各坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)之間有確定函數(shù)關(guān)系④僅控制刀具相對于工件定位，不要求刀具運(yùn)動(dòng)路徑答：④1-11加工如圖1-2所表示直線輪廓，應(yīng)該采取點(diǎn)位/直線控制系統(tǒng)，還是采取連續(xù)控制系統(tǒng)？答：應(yīng)該采取連續(xù)控制系統(tǒng)。點(diǎn)位/直線控制系統(tǒng)只能加工沿坐標(biāo)軸方向上直線廓形。1-12DNC系統(tǒng)是指○。①適應(yīng)控制系統(tǒng) ②群控系統(tǒng) ③柔性制系統(tǒng) ④計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)答：④題型變換二：AC控制是指○。①閉環(huán)控制 ②自動(dòng)化工廠 ③群控系統(tǒng) ④計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)答：③1-14加工中心是指○①柔性制造單元FMC ②分布式DNC系統(tǒng)③適應(yīng)控制系統(tǒng) ④自動(dòng)換刀數(shù)控機(jī)床答：④1-15近年來數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展很快，數(shù)控機(jī)床進(jìn)給速度已從增加到，而最小設(shè)定單位已從降低到。答：3～5m/min 15～30m/min 0.001mm 0.0001mm第二章數(shù)控機(jī)床程序編制2-1什么是數(shù)控機(jī)床程序編制？簡述程序編制內(nèi)容及步驟。答：在數(shù)控機(jī)床上加工零件，首先要編制零件加工程序，然后才能加工。即將零件圖形尺寸、工藝路線與工藝參數(shù)等內(nèi)容，用數(shù)控機(jī)床能夠接收數(shù)字及文字代碼表示，再依照代碼要求形式制成控制介質(zhì)（如數(shù)控帶、磁帶等），然后把控制介質(zhì)作為數(shù)控裝置輸入信息，自動(dòng)控制機(jī)床加工。這種從零件圖到制成控制介質(zhì)過程稱之為數(shù)控機(jī)床編程。程序編制內(nèi)容及通常步驟以下：(1)制訂工藝過程。(2)數(shù)值計(jì)算。(3)編寫程序單。(4)制備控制介質(zhì)。(5)程序交核。以上是手工編程內(nèi)容及通常步驟。題型變換：用框圖表示在數(shù)控機(jī)床上加工零件全過程。答：框圖如圖2-1所表示，其中虛線框中為程序編制內(nèi)容。程序編制程序編制零件圖紙制訂工藝數(shù)值計(jì)算制備數(shù)控帶編寫程序數(shù)控裝置數(shù)控裝置數(shù)控裝置毛坯成品圖2-12-2程序編制過程中程序校核作用是什么？怎樣進(jìn)行？答：在穿孔機(jī)上制成數(shù)控帶必須經(jīng)過仔細(xì)校對以防犯錯(cuò)。為了確保加工準(zhǔn)確性，還需用此數(shù)控帶在機(jī)床上進(jìn)行首件試切，并檢驗(yàn)首件是否符合圖紙要求。只有首件經(jīng)過了檢驗(yàn)，才能將此數(shù)控帶投入使用。試切能夠綜合地檢驗(yàn)穿孔帶、程序單錯(cuò)誤，及零件精度是否符合圖紙要求。題型變換：程序編制中首件試切作用是○。①檢驗(yàn)零件圖紙?jiān)O(shè)計(jì)正確性②檢驗(yàn)零件工藝方案正確性③檢驗(yàn)程序單、穿孔帶正確性，綜合檢驗(yàn)所加工零件是否符合圖紙要求④僅檢驗(yàn)數(shù)控帶穿孔正確性答：③2-3數(shù)控機(jī)床上慣用編程方法有哪些？答：由零件圖紙給出零件形狀和尺寸時(shí)，采取編程方法有手工編程和自動(dòng)編程兩大類。由無尺寸圖形或?qū)嵨锬Ｐ徒o出零件形狀和尺寸時(shí)，采取數(shù)字化技術(shù)編程或?qū)嵨锞幊?。題型變換一：數(shù)控機(jī)床程序編制方法可分為和兩大類。答：手工編程自動(dòng)編程題型變換二：由無尺寸圖形或?qū)嵨锬Ｐ徒o出零件形狀和尺寸時(shí)，需采取編程。答：數(shù)字化技術(shù)2-4手工編程方法有什么優(yōu)缺點(diǎn)，適適用于什么情況？答：手工編程是用人工編寫零件程序。對于幾何形狀較為簡單零件，計(jì)算工作量較少，程序又不長，用手工編程比較經(jīng)濟(jì)而及時(shí)。零件輪廓復(fù)雜和加工工序較長時(shí)，使用手工編程既繁瑣又費(fèi)時(shí)，且易犯錯(cuò)，常會(huì)出現(xiàn)編程工作跟不上數(shù)控機(jī)床加工情況，此時(shí)應(yīng)采取自動(dòng)編程。2-5什么是自動(dòng)編程，適適用于什么情況？答：自動(dòng)編程是用計(jì)算機(jī)代替手工編程大部分工作。自動(dòng)編程時(shí)，使用“數(shù)控語言”描述切削加工時(shí)刀具與工件相對運(yùn)動(dòng)軌跡和一些加工工藝過程。程序員只需使用要求數(shù)控語言編寫零件“語言程序”即可。當(dāng)零件源程序輸入計(jì)算機(jī)后，計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成機(jī)床運(yùn)動(dòng)軌跡計(jì)算，加工程序編制和數(shù)控帶制作等工作。所編程序還可經(jīng)過屏幕或繪圖儀進(jìn)行檢驗(yàn)。自動(dòng)編程與手工編程相比，具備減輕程序員勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短編程時(shí)間，提升編程準(zhǔn)確性優(yōu)點(diǎn)。不過自動(dòng)編程系統(tǒng)需要較大容量計(jì)算機(jī)和專用軟件，而且系統(tǒng)軟件又較昂貴。所以自動(dòng)編程系統(tǒng)適適用于數(shù)控機(jī)床較多大、中型工廠。題型變換：自動(dòng)編程是指○。①從零件圖紙到制作加工穿孔帶全過程都由經(jīng)過計(jì)算機(jī)完成②從零件圖到制作加工穿孔帶過程中，除后置處理程序外，全部由計(jì)算機(jī)完成③需要人工用數(shù)控語言編寫源程序④需要人工編寫目標(biāo)程序答：③2-6國際上常采取八列穿孔帶有哪兩種代碼？它們代表什么含義？答：EIA代碼，是美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)代碼。ISO代碼，是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織簡稱。2-7EIA代碼和ISO代碼主要有哪些區(qū)分？答：主要有以下幾點(diǎn)區(qū)分：（1）EIA代碼采取小寫字母，ISO代碼采取大寫字母；（2）程序段結(jié)束時(shí)，EIA代碼中用CR或EOB，ISO代碼中用LF或NL；（3）EIA代碼中有EOR代碼，用于倒帶停頓，ISO代碼中用%；（4）ISO代碼中有“（”、“）”代碼，括號中間文字對數(shù)控裝置沒有影響，能夠插入注解；（5）ISO代碼中有“：”代碼，表示數(shù)控帶上特定位置。讀入時(shí)，將數(shù)控帶送到此位置為止，或者返回到此位置；（6）程序段取消：EIA用“blockdelete”，ISO用“/”代碼；（7）每排孔孔位從b5～b8代表意義不一樣。EIA代碼用b5位作為補(bǔ)奇位，每排孔數(shù)必須為奇數(shù)；ISO代碼用b8位作為補(bǔ)偶位，每排孔數(shù)必須為偶數(shù)。其它孔位區(qū)分參見表2-1。題型變換一：EIA代碼補(bǔ)奇位是○。①b5 ②b6 ③b7 ④任意位答：①題型變換二：ISO代碼補(bǔ)偶位是○。①b8 ②b7 ③b6 ④任意位答：①題型變換三：用ISO代碼編程時(shí)，每程序段末尾用○。①CR ②EOR ③分隔符 ④LF答：④2-8在ISO編碼中，數(shù)字編碼特征孔是○。①第七列八更有孔 ②第五列六列有孔 ③第五至七列無孔 ④第五列無孔答：②2-9在EIA代碼中，數(shù)字1～9編碼是○。①第六列第七列有序 ②第六列第七列無孔 ③第七列有孔 ④第八列有孔答：②2-10用EIA代碼編程時(shí)，以下敘述正確是○。①采取大寫字母 ②采取小寫字母③程序段結(jié)束時(shí)用LF ④有“（”、“）”代碼，可插入注解答：②2-11任意取一數(shù)控帶，南非分辨其為EIA代碼或ISO代碼，可采取下述哪種方法？○。①第五列是否有孔 ②第八列是否有孔③每排孔數(shù)是奇數(shù)或偶數(shù) ④是否為字地址程序段格式答：③2-12什么叫程序段中字？答：以某個(gè)次序安排字符集合稱為字(word)，數(shù)控帶上信息以字為單位處理，比如N001，G00等。2-13什么叫程序段？答：在數(shù)控機(jī)床程序中，必要信息以字或字集合表示，此集合稱為程序段。數(shù)控帶上各個(gè)程序段必須用EOB區(qū)分。比如：N003 G08 X12345 Y67890 F004 S717 M07 LF即為一程序段。2-14什么是數(shù)控帶格式？答：在一個(gè)程序段中，字特定排列式樣稱為數(shù)控帶格式。2-15現(xiàn)在在八單位數(shù)控帶中用得最廣泛是哪種數(shù)控帶格式？答：用得最廣泛是文字地址程序段格式。在這種程序段格式中，每一坐標(biāo)軸和各種功效，都以字母和數(shù)字合成特定字表示，而在一個(gè)程序段內(nèi)，坐標(biāo)字和各種功效字又按一定次序排列。每個(gè)字都由字母開頭。2-16在以下程序段中，各字符表示：N006 G08 X2354 Y—1369Z2213F004 S717 T65432 M07 LFN：；G：功效字；X、Y、Z：；F：功效字；S：功效字；T：功效字；M：功效字；LF：。答：程序段序號 準(zhǔn)備 尺寸字 進(jìn)給 主軸轉(zhuǎn)速刀具 輔助 程序段結(jié)束2-17進(jìn)給速度代碼有幾個(gè)？答：共有五種：（1）FRN法； （2）3位、4位和5位代碼法 （3）等比級數(shù)法或2位代碼法； （4）符號法或1位代碼法；（5）直接法。2-18進(jìn)給速度代碼FRN法是怎樣要求？答：把刀具沿路徑移動(dòng)進(jìn)給速度V(mm/min)除以直線位移量L(mm)，所得值稱為FRN值或進(jìn)給速度數(shù)。此值在0.1~999.9之間時(shí)，用0001~9999四位代碼表示。圓弧插補(bǔ)時(shí)FRN通常為進(jìn)給速度除以圓弧半徑（mm）之值。2-19舉例說明進(jìn)給速度3位、4位或5位代碼法是怎樣表示？答：要求代碼第一位數(shù)字表示數(shù)值位數(shù)，余下數(shù)字代表速度。比如第一位數(shù)字減去三等于n，它位數(shù)是0.1×10n。設(shè)速度為1728，是4位數(shù)，n=7-3=4，數(shù)值位數(shù)為0.1×10n=0.1×104，即4位數(shù)，用3位代碼表示為717，用4位代碼表示為7173，用5位代碼表示則為71728。題型變換一：當(dāng)進(jìn)給速度為7.826時(shí)，如用3位、4位、5位代碼表示，各為多少？答：進(jìn)給速度為一位，先計(jì)算第一位數(shù)字x－3=1，x=4，故進(jìn)給速度為7.826時(shí)，用3位代碼478，用4位代碼表示為4783，用5位代碼表示為47826。題型變換二：如進(jìn)給速度三位代碼為213，實(shí)際進(jìn)給速度為多少？答：第一位數(shù)字表示數(shù)值位數(shù)。N=2－3=－1，數(shù)值位數(shù)為0.1×10－1，為－2位，實(shí)際進(jìn)給速度為0.013。題型變換三：用4位代碼表示進(jìn)給速度時(shí)，F(xiàn)6150所表示實(shí)際進(jìn)給速度為○。①15.03 ②150.3 ③1503 ④15030答：②2-21G90時(shí)X10，Y20與G91時(shí)X10、Y20有何區(qū)分？答：G90表示絕對尺寸，即以坐標(biāo)原點(diǎn)為基準(zhǔn)表示尺寸是X=10，Y=20；G91表示增量尺寸，即以前一點(diǎn)為基準(zhǔn)△X=10，△Y=20。2-22比較G00與G01程序主要區(qū)分。答：G00是點(diǎn)定位代碼，以最大進(jìn)給速度移動(dòng)到指定位置。以前途序段指定進(jìn)給速度無效。G01是直線插補(bǔ)，用于斜線或直線運(yùn)動(dòng)，它經(jīng)過程序段中信息在各坐標(biāo)軸上產(chǎn)生與其移動(dòng)距離成百分比速度當(dāng)程序段中有G01代碼時(shí)，一定要有指定F時(shí)給速度，G01或F都是續(xù)效指令（即不但在本程序段中起作用，在后程序段中亦效）。進(jìn)給速度F對G00程序無效。2-23準(zhǔn)備功效G42表示功效是○。①螺紋切削 ②刀具偏置 ③刀具賠償 ④永不指定答：③2-24輔助功效M主要有哪幾個(gè)功效？答：輔助功效M主要有以下幾方面功用：（1）程序停頓或程序結(jié)束，用于控制主軸停轉(zhuǎn)、機(jī)械進(jìn)給停頓、冷卻液關(guān)閉等，如M00、M01、M02等。（2）控制主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停頓。比如M03、M04、M05等。（3）換刀。（4）開關(guān)冷卻液。（5）夾緊、松開工件。（6）更換工件。（7）刀具或工件直線位移。另外，還有永不指定和不指定代碼等。題型變換一：輔助功效M03代碼表示○。①程序停頓 ②冷卻液開 ③主軸停頓 ④主軸順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)答：④2-25MDI表示什么意思？答MDI是手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入。所編程序不是由穿孔帶輸入，而是經(jīng)過NC裝置操作面板上鍵和碼盤，將程序段逐一直接輸入。2-26什么是人機(jī)對話輸入形式？答：人機(jī)對話輸入形式是在人工進(jìn)行編程時(shí)，編程人員坐在NC裝置屏幕（CRT）前，對屏幕上次序提出問題和輸入要求，用回答下列問題方式輸入數(shù)據(jù)，這就是人機(jī)對話形式編程功效，也可稱為人機(jī)對話輸入形式。所編程序和輸入數(shù)據(jù)，存入NC裝置記憶單元，可隨時(shí)調(diào)用執(zhí)行。這么，消除了按數(shù)控帶格式編程麻煩，能夠適時(shí)地進(jìn)行修改、補(bǔ)充和編輯，非常方便地完成編程工作。2-27數(shù)控車床程序編制有什么特點(diǎn)？答：數(shù)控車床程序編制有以下特點(diǎn)：(1)在一個(gè)程序段中，依照圖紙標(biāo)注尺寸，能夠是絕對值或增量值或二者混合編程。(2)因?yàn)閳D紙尺寸和測量尺寸都是直徑值，故值徑方向用絕對值編程時(shí)，X以直徑值表示。用增量值編程時(shí)，以徑向?qū)嶋H位移量二倍值編程，并附上方向符號（正向省略）。(3)為提升徑向尺寸精度，X向脈沖當(dāng)量取為Z向二分之一。(4)因?yàn)槊鲬T用棒料或鍛料，加工余量較大，所以數(shù)控裝置常個(gè)備不一樣形式固定循環(huán)功效，可進(jìn)行數(shù)次重復(fù)循環(huán)切削。(5)為提升刀具壽命和加工表面粗糙度，車刀刀尖常磨成半徑不大圓弧。為此，當(dāng)編制圓頭刀程序時(shí)，需要對刀具半徑進(jìn)行賠償。2－28數(shù)控自動(dòng)編程系統(tǒng)按其功效可分為哪幾類？并舉出每一類型系統(tǒng)代表。答：可分為以下幾類：（1）幾何處理系統(tǒng)：主要功效是處理復(fù)雜幾何形狀，APT系統(tǒng)就是一個(gè)具備較強(qiáng)處理幾何形狀能力而不能自動(dòng)求取最好工藝參數(shù)系統(tǒng)。（3）工藝處理系統(tǒng)：對許多工件，較簡單幾何描述已經(jīng)夠用了，就尤其重視工藝處理，如切削參數(shù)、銑削時(shí)軌跡分解、車削時(shí)走刀劃分、選擇刀具等。德國EXAPT具備這方面功效。（3）會(huì)話型自動(dòng)編程系統(tǒng)：使自動(dòng)編程系統(tǒng)功效愈加完備，使用更方便，于是發(fā)展了這種自動(dòng)編程系統(tǒng)。在數(shù)控系統(tǒng)處理零件源程序過程中，編程人員能夠隨時(shí)與計(jì)算機(jī)對話，進(jìn)行適當(dāng)控制。這種系統(tǒng)能夠日本富士通會(huì)話型自動(dòng)編程系統(tǒng)FAPT為代表。題型變換一：在自動(dòng)編程系統(tǒng)中，具備較強(qiáng)處理幾何形狀能力而不能自動(dòng)求取最好工藝參數(shù)系統(tǒng)是○。①ADAPT系統(tǒng) ②EXAPT系統(tǒng) ③APT系統(tǒng) ④FAPT系統(tǒng)答：③題型變換二：德國EXAPT系統(tǒng)是下述幾類系統(tǒng)中哪一類？○①佳話題自動(dòng)編程系統(tǒng) ②人機(jī)對話自動(dòng)編程系統(tǒng)③幾何處理系統(tǒng) ④工藝處理系統(tǒng)答：④2-29APT系統(tǒng)控制面有幾個(gè)？代號是什么？有什么作用？答：APT自動(dòng)編程系統(tǒng)為了控制刀具在空間軌跡，定義了三個(gè)控制面：（1）導(dǎo)動(dòng)面（DS面）。它是在切削過程中，引導(dǎo)刀具保持在指定公差范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)面。（2）零件面（PS面）。在刀具沿導(dǎo)動(dòng)面運(yùn)動(dòng)時(shí)，控制刀具高度（Z方向）面是零件面。（3）停頓面（CS面）。控制刀具停頓位置面，又叫檢驗(yàn)面。2-30什么叫APT自動(dòng)編程系統(tǒng)CL數(shù)據(jù)？答：APT系統(tǒng)中計(jì)算刀具軌跡時(shí)，先將工件坐標(biāo)系固定在適當(dāng)位置，而且假定加工件不動(dòng)而刀具移云貴，計(jì)算結(jié)果稱為CL數(shù)據(jù)（cutterlocationdata）或者稱為通常解。為了使這些假設(shè)符合所使用數(shù)控裝置和加工情況，要利用兵團(tuán)處理程序進(jìn)行處理。2-31在APT自動(dòng)編程系統(tǒng)中人工需要完成哪些工作？答：在當(dāng)前廣泛使用APT自動(dòng)編程系統(tǒng)中，依照零件圖紙，需要人工制訂工藝，然后利用數(shù)控語言描述加工件幾何形狀和工藝方法，編制源程序。數(shù)控語言是一系列按一定規(guī)則書寫代碼和符號。2-32試解釋以下APT系統(tǒng)中詞匯定義，并以圖表示之。①P32=POINT/XLARGE，INTOF，L3，C1②L5=LINE/P5，PARLEL，LINI③C5=CIRCLE/CENTER，P6，TANTO，L1答：①其意義為：P32是L3與圓C1交點(diǎn)中，X坐標(biāo)值偏大一點(diǎn)。②定義L5為經(jīng)過P5與直線LINI平行直線。③定義C5為以P5為圓心并與L1相切圓。2-33為何要對工件廓形進(jìn)行擬合？答：因?yàn)榇蠖鄶?shù)數(shù)控機(jī)床上只具備直線和圓弧插補(bǔ)，所以在連續(xù)控制系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床上加工成形輪廓工件時(shí)，都先要對工件廓形曲線進(jìn)行擬合，代替原來輪廓曲線，然后才能使用數(shù)控機(jī)床G功效加工出所需廓形曲線。2-34已知工件廓形方程時(shí)，能夠用哪些方法進(jìn)行插補(bǔ)計(jì)算？答：已知工件廓形方程時(shí)，能夠采取直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)計(jì)算。直線插補(bǔ)計(jì)算常采取等間距法和等誤差法。2-35直線插補(bǔ)時(shí)，等誤差計(jì)算法基本原理是什么？答：等誤差法擬合廓形曲線時(shí)，能夠使每段擬合誤差相等，且小于或等于允差。其計(jì)算目標(biāo)也是求出各節(jié)點(diǎn)A、B、C…坐標(biāo)值，以提供編程使用。等誤差法基本思緒是已知廓形曲線方程和允許擬合誤差及曲線起點(diǎn)A坐標(biāo)、，按等誤差標(biāo)準(zhǔn)逐點(diǎn)求出其它各節(jié)點(diǎn)。步驟以下：（1）在曲線起點(diǎn)A處，以A點(diǎn)為圓心、為半徑作一圓；（2）作此圓與廓形曲線公切線；（3）列出過圓A上P點(diǎn)切線斜率、直線斜率、廓形曲線上過T點(diǎn)切線斜率，此三個(gè)斜率相等，可列出兩個(gè)方程式，再與廓形方程、圓A方程聯(lián)立得一聯(lián)立方程組；（4）求解此聯(lián)立方程組，可解出、、、坐標(biāo)值，并可求出直線斜率；（5）擬合直線平行，斜率相同，法線距離為，可求出方程；（6）用廓形方程和直線聯(lián)立，求解，所得交點(diǎn)即為B點(diǎn)坐標(biāo)（、），再依次可求出各節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)。2-36試述等間距法與等誤差法優(yōu)缺點(diǎn)及它們使用場所。答：等間距法計(jì)算較簡單，但程序段數(shù)多，編程費(fèi)時(shí)，各節(jié)點(diǎn)之間線段迫近廓形曲線時(shí)，產(chǎn)生擬合誤差不相等，為確保全部折線線段擬合誤差都在允差范圍內(nèi)，不得不使間距減小，更增加節(jié)點(diǎn)數(shù)目，亦即增加程序段數(shù)。適宜和于廓形曲線斜率改變不大場所。等誤差法計(jì)算較復(fù)雜，但可在確保精度條件下，得到最少程序段數(shù)目，使編程工作量降低，擬共計(jì)算可用計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算，所以是一個(gè)很好擬合方法。因?yàn)樵诖_保等誤差前提下，使節(jié)點(diǎn)分布合理，所以應(yīng)用于廓形曲線斜率改變較大場所。不過不論是等誤差法還是等間距法，都用直線迫近曲線，是由許多折線組成近似線段代替廓形曲線，聯(lián)接點(diǎn)處不光滑，而且直線曲率半徑無窮大，與原來曲線曲率半徑相差很大，這是共同缺點(diǎn)，使用圓弧擬合能夠防止此缺點(diǎn)。題型變換：已知工件廓形方程時(shí)，經(jīng)常采取直線插補(bǔ)計(jì)算有、等方法。答：等間距法等誤差法2-37三次樣條曲線插值計(jì)算用于什么場所？答：三次樣條曲線適適用于工件廓形為列表曲線時(shí)，要求擬合曲線在型值點(diǎn)處以及整個(gè)曲線上都很光滑，而且具備連續(xù)曲率。另外，因?yàn)槿螛訔l函數(shù)是建立在材料力學(xué)彈性梁變形理論基礎(chǔ)上，故只能應(yīng)用于小撓度情況，即工件廓形曲線斜率改變不大場所。2-38三次樣條曲線插值教育處有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答：用三次樣條函數(shù)分段擬合列表線時(shí)計(jì)算程序簡單、方便、擬合效果好，可確保一階、二階導(dǎo)數(shù)連續(xù)。不過有以下缺點(diǎn)：（1）擬合后圖形不具備幾何不變性。即當(dāng)坐標(biāo)系改變后，三次樣條函數(shù)隨之改變。即使仍經(jīng)過這些型值點(diǎn)，但與原來樣條函數(shù)不完全重合。（2）現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床上廣泛使用直線插補(bǔ)器或圓弧插補(bǔ)器，故插值出來三次樣條函數(shù)尚需用直線或圓弧作第二次擬合，將三次樣條曲線變成份段圓弧或直線，增加了計(jì)算量并降低了擬合精度。2-39雙圓弧迫近法優(yōu)缺點(diǎn)是什么？答：雙圓弧迫近法是在兩個(gè)型值點(diǎn)之間用兩個(gè)相切圓弧擬合工作廓形曲線。其優(yōu)點(diǎn)是：（1）每段圓弧圓心和半徑是幾何不變量，它形狀不隨坐標(biāo)選擇而變。（2）使用雙圓弧迫近法以后，可直接用于零件編程計(jì)算，不需要進(jìn)行二次擬合。（3）計(jì)算方法比三次樣條法簡單、準(zhǔn)確。（4）能夠擬合大撓度曲線。主要缺點(diǎn)是：要先建立局部坐標(biāo)，再進(jìn)行坐標(biāo)變換，多一道步驟。2-40為何在雙圓弧迫近計(jì)算時(shí)采取局部坐標(biāo)，而在計(jì)算完成后，還要將計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)換回原來曲線坐標(biāo)系中？答：雙圓弧迫近計(jì)算時(shí)，首先要建立局部坐系，即以相鄰兩個(gè)型值點(diǎn)聯(lián)線為橫坐標(biāo)U，經(jīng)過前一個(gè)型值點(diǎn)并與U軸垂直線為縱坐標(biāo)V，在每一個(gè)局部坐標(biāo)系中有兩段圓弧相切，需求出這兩段圓弧半徑和圓心。采取局部坐標(biāo)系有以下好處：（1）計(jì)算簡單方便；（2）能夠處理大撓度曲線；（3）采取局部坐標(biāo)系后，雙圓弧可具備很好保凸性。不過在插補(bǔ)編程時(shí)，需要知道圓心在整體坐標(biāo)系OXY中坐標(biāo)值，故還要將計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)換回原來曲線坐標(biāo)系中。2-41用三次樣條函數(shù)插值法擬合n個(gè)型值點(diǎn)，有條三次樣條曲線表示該點(diǎn)列：如用雙圓弧迫近法擬合n個(gè)型值點(diǎn)，需建立個(gè)局部坐標(biāo)系，由段圓弧擬合該點(diǎn)列。答：n-1 n-1 2(n-1)2-42用雙圓弧迫近法擬合曲線時(shí)，一對相鄰型值點(diǎn)之間兩個(gè)圓弧相切，以下敘述中正確是○。①切點(diǎn)是唯一②切點(diǎn)必須是和經(jīng)過、兩點(diǎn)處圓弧切線組成三角形內(nèi)心③切點(diǎn)軌跡是一個(gè)圓④雙圓弧公切線必性須平行于答：③2-43工件廓形為列表曲線時(shí)，慣用擬合方法有哪些？答：三次樣條函數(shù)值法和雙圓弧迫近法。2-44試述工件廓形及其等距線在幾何上相互關(guān)系。答：工件廓形及其等距線在對應(yīng)點(diǎn)上曲率中心相重合。題型變換：若機(jī)床不具備G41和G42功效時(shí)，應(yīng)按工件廓形編程。答：等距線第三章CNC系統(tǒng)基本原理3-1機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)主要由哪幾部分組成？答：主要由以下幾部分組成：零件加工程序輸入、數(shù)據(jù)處理（比如數(shù)制轉(zhuǎn)換、刀具半徑賠償?shù)龋⒉逖a(bǔ)計(jì)算和伺服機(jī)構(gòu)控制。3-2計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)（CNC系統(tǒng)）由哪些部分組成？各部分功效怎樣？答：主要由微型計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)接口電路、伺服系統(tǒng)及外部輸入/輸出（I/O）設(shè)備組成。（1）微型計(jì)算機(jī)：微機(jī)是CNC系統(tǒng)關(guān)鍵，其主要作用有：①輸入和存放零件加工程序；②計(jì)算刀具運(yùn)動(dòng)軌跡；③插補(bǔ)運(yùn)算；④伺服系統(tǒng)控制。（2）計(jì)算機(jī)接口電路：作用傳遞和轉(zhuǎn)換計(jì)算機(jī)與外界聯(lián)絡(luò)信息，并將計(jì)算機(jī)與外界隔離，起保護(hù)作用。（3）伺服系統(tǒng)：伺服系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)和機(jī)床聯(lián)絡(luò)步驟，由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)電路、檢測裝置等組成。（4）外部輸入/輸出設(shè)備：主要包含鍵盤、顯示器、操作控制面板、外部存放設(shè)備、光電閱讀機(jī)和紙帶穿孔機(jī)等。3-3CNC系統(tǒng)中微機(jī)控制功效有哪些？答：主要包含以下幾方面：（1）記憶功效。用于存放要求機(jī)床動(dòng)作程序以及各種關(guān)于機(jī)床加工現(xiàn)場狀態(tài)信息；（2）信息處理功效。對外部輸入各種關(guān)于控制信息進(jìn)行對應(yīng)算術(shù)運(yùn)算和邏輯處理，方便對執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出對應(yīng)動(dòng)作指令；（3）內(nèi)部控制功效。因?yàn)楸３挚刂葡到y(tǒng)內(nèi)各功效部件動(dòng)作及各部件之間協(xié)調(diào)；（4）輸入/輸出功效。因?yàn)楸３謱ν獍殡S系和機(jī)床控制狀態(tài)信息輸入和輸出；（5）適應(yīng)環(huán)境功效。在計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)中，能夠人工或自動(dòng)改變程序，以適應(yīng)環(huán)境條件和加工狀態(tài)改變。3-4CNC系統(tǒng)中微機(jī)譯碼程序功效是什么？答：譯碼程序功效是將輸入零件輪廓信息、加工速度及輔助功效進(jìn)行識別處理。將這引發(fā)零件程序翻譯成計(jì)算機(jī)能夠識別代碼。3-5CNC系統(tǒng)慣用軟件插補(bǔ)方法中，有一個(gè)是數(shù)據(jù)采樣法。計(jì)算機(jī)執(zhí)行插補(bǔ)程序輸出是數(shù)據(jù)而不脈沖。這種方法適適用于○。①開環(huán)控制系統(tǒng) ②閉環(huán)控制系統(tǒng) ③點(diǎn)位控制系統(tǒng) ④連續(xù)控制系統(tǒng)答：③3-7工業(yè)控制計(jì)算機(jī)與通用計(jì)算機(jī)相比，有什么顯著特點(diǎn)？答：依照數(shù)控機(jī)床特殊要求，它具備兩個(gè)顯著特點(diǎn)：（1）高可靠性：工業(yè)生產(chǎn)通常要求CNC系統(tǒng)具備很強(qiáng)抗干擾能力，能在比較惡劣環(huán)境中可靠地工作，要求CNC系統(tǒng)具備較高平均無故障率和很短修復(fù)時(shí)間。（2）編程簡單，操作方便。以方便用戶使用。3-8為了提升CNC系統(tǒng)可靠性，可采取哪些方法？正確答案是○○○○○。①采取單片機(jī) ②采取雙CPU ③提升時(shí)鐘頻率④采取模塊化結(jié)構(gòu) 采取光電隔離電路答：④⑤3-9CNC系統(tǒng)中微機(jī)部分，訂要由微處理器（CPU）、內(nèi)部存放器（RAM和ROM）和1/O接口電路組成。由、和三條信號線聯(lián)接。答：數(shù)據(jù)總線 地址總線 控制總線題型變換：CNC系統(tǒng)中微機(jī)部分，主要由、和組成。由數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線三條信號線聯(lián)接。答：微處理器（CPU） 內(nèi)部存放器（RAM和ROM） I/O接口電路3-10機(jī)床I/O控制部分依照機(jī)床與微機(jī)之間傳送信息形式不一樣，I/O控制被劃分為、和三種。答：數(shù)字量I/O 開關(guān)量I/O 模擬量I/O3-11什么叫微處理器、微機(jī)、微機(jī)系統(tǒng)？答：微處理器是指具備完整計(jì)算機(jī)中央處理部件（CPU）功效一片或少數(shù)幾片大規(guī)模集成電路。微處理器也叫微處理機(jī)；微機(jī)是指微型計(jì)算機(jī)，是以微處理機(jī)做為CPU電子計(jì)算機(jī)，微機(jī)除包含微處理器以外，還必須包含內(nèi)部存放器（RAM、ROM）、I/O接口和系統(tǒng)總線。微機(jī)系統(tǒng)是以微機(jī)為主體組成系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)中，除包含微型計(jì)算機(jī)以外，還包含計(jì)算機(jī)外設(shè)、系統(tǒng)軟件和電源。3-13FANCU15系列CNC系統(tǒng)快速進(jìn)給速度已達(dá)成○。切削進(jìn)給可達(dá)成○。①10m/min ②10m/s ③100m/min ④100m/s ⑤2.4m⑥2.4mm/s ⑦24m/min ⑧24mm/s3-14在微機(jī)，I/O接口電路常由哪幾部分組成？答：微機(jī)中I/O接口應(yīng)包含I/O接口硬件電路和軟件兩方面內(nèi)容。依照選取不一樣I/O設(shè)備或接口芯片，I/O操作方式不一樣，因而應(yīng)用程序亦不可。如入口地址、接口芯片初始化狀態(tài)設(shè)備、工作方式選擇等。I/O硬件電路主要由地址譯碼、I/O讀寫譯碼和I/O接口芯片（如數(shù)據(jù)緩沖器和數(shù)據(jù)鎖存器等）組成。3-16CNC系統(tǒng)中I/O控制器通道由、和幾部分組成。答：I/O接口電路 光電隔離電路 信息轉(zhuǎn)換電路3-17CNC系統(tǒng)中I/O控制通道應(yīng)具備哪些基本功效？答：（1）可靠地傳遞輸入輸出信息；（2）能進(jìn)行對應(yīng)信息轉(zhuǎn)換（如A/D、D/A、電平轉(zhuǎn)換、數(shù)字量轉(zhuǎn)開關(guān)量、弱電轉(zhuǎn)換強(qiáng)電等）；（3）阻斷干擾信號進(jìn)入計(jì)算機(jī)。3-18如圖3-2所表示光電隔離電路，其輸入與輸出對應(yīng)狀態(tài)應(yīng)是○○○○。①輸入高電平、輸出低電平②輸入低電平，輸出高電平③輸入高電平，輸出高電平④輸入低電平，輸出低電平VVc=+5VG發(fā)光二極管R1輸出信號去機(jī)床光敏三極管R2反向器74LS04輸入信號來自微機(jī)+12V圖3-23-19光電隔離電路（如采取達(dá)林頓或可探硅輸出型光電耦合器件）主要作用是什么？答：（1）使微機(jī)與強(qiáng)電部件不共地，阻斷干擾信號傳導(dǎo)。（2）能夠進(jìn)行信號電平轉(zhuǎn)換。（3）提升驅(qū)動(dòng)能力。3-20試?yán)L出采取軟件實(shí)現(xiàn)環(huán)形分配與采取硬件環(huán)形分配器步進(jìn)電機(jī)控制通道組成框圖。答：如圖3-3所表示。3-21將一臺普通車床改造成經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床，其主電動(dòng)機(jī)仍為手動(dòng)控制，但方刀架要能自動(dòng)轉(zhuǎn)位（90°、180°270°、0°），試用框圖表明，組成一個(gè)完整數(shù)控系統(tǒng)需要哪些