CK6150数控车床上的应用

西安航空学院

毕业设计

题目：FAGOR 8025/8030数控系统及其在CK6150数控车床上的应用

院系：电气学院

专业：电气自动化技术

班级：电气1550

学生学号：1230301155045

学生姓名：田旺上

指导教师：邓利红

完成日期：2015.5.10

FAGOR 8025/8030数控系统及其在CK6150数控车床上的应用设计

摘要

本设计是数控机床的PLC控制，用国内广泛使用的德国西门子S7-200系列PLC来控制CK6150数控机床。本设计主要包括CK6150机床的简单介绍、PLC类型选择、输入/输出分配表、梯形图、指令语句等内容。本文分析了数控中的PLC，以CK6150数控车床的PLC控制来分析PLC在工业中的应用。通过CK6150数控车床的PLC控制这个实例，可以清楚地看出独立型PLC与CNC装置之间、PLC与机床侧的开关量之间的I/O连接关系：并通过PLC程序设计，使CNC装置、PLC和数控机床三者紧密结合在一起，形成一个有机整体，从而控制数控机床有条不紊地工作。

关键词：可编程控制器（PLC）,控制,数控机床

ABSTRACT

This design is the PLC’s conformity of CNC machine tools. Germany's Siemens S7-200 series PLC what is widely used at home to control the CK6150 CNC machine tools. The design includes a brief introduction of the CK6150 machine, PLC type, input / output allocation table, ladder, instructions, etc. statements. This paper analyzes the PLC of the numerical control and applications of PLC control in industry by the PLC’s conformity of the CK6150 CNC machine tools. You can clearly see that the I / O connections between independent PLC and CNC equipment and that PLC and the machine side of the switch by this example of the PLC’s conformity of the CK6150 CNC machine tools. The close connection with the three together forms an organic whole by the designing of PLC program, and thus conformity of CNC machine tools work in an orderly manner.

KEY WORDS:Programmable controller (PLC)，control，engine bed numerical control

目录

摘要 ................................................................... I ABSTRACT ............................................................ II 前言 . (1)

一.FAGOR 8025/8030 数控简介

1 . 1 外形结构 (2)

1 . 2 I/O连接器配置 (3)

二． K6150数控车床PLC控制

2 . 1 概述 (7)

2．2 CK6150数控车床 (7)

2．2．1 CK6150型数控车床控制电路工作原理 (8)

2．3 PLC类型的选择 (11)

2．4 输入/输出分配表 (12)

2．5 PLC的I/O接线图 (13)

2．6 PLC主程序梯形图 (15)

2．7 主要子程序梯形图 (17)

2．7．1 液压卡盘和液压尾座控制子程序 (17)

2．7．2 冷却和润滑控制子程序 (19)

2．7．3 换刀控制子程序 (21)

2．7．4 主轴控制子程序 (23)

2．7．5 急停、进给保持控制子程序 (26)

结语 (29)

参考文献 (30)

谢辞 (31)

前言

大学生活即将结束，而毕业设计却是我们大学学习生活的很重要的一部分，是我们在校学习的最后一个环节，是评价我们是否是一个合格大学生的一个很重要标准，因此在做毕业设计时，我都怀着很重视的态度去做的。

在刚接到要做毕业设计的任务，我一下子感到无从下手，有点迷茫，由于从没有做过这样的设计，因此我不得不感谢我的指导老师，没有她不辞劳苦的教诲，我是不会这么快的完成毕业设计。经过几天的查找资料，我发现数控加工是机械行业一门新的专业，数控技术是数字程序控制数控机械实现自动工作、柔性化、集成化生产的基础。它广泛用于机械制造和自动化领域，较好地解决多品种、小批量和复杂零件加工以及生产过程自动化问题。随着计算机、自动控制技术的飞速发展，数控技术已广泛地应用于数控机床、机器人以及各类机电一体化设备上。同时，社会经济的飞速发展，对数控装置和数控机械要求在理论和应用方面有迅速的发展和提高。随着改革开放深入发展，全国特别是国有大中型企业及三资企业，在生产中都广泛地应用了数控加工技术和计算机辅助加工技术。由于市场竞争日益激烈，从而导致对专业人才的大量需求。

随着民营经济的飞速发展，我国沿海经济发达地区(如广东，浙江、江苏、山东)，数控人才更是供不应求，所以我觉得数控行业有着十分广阔的前景，所以就有试着做这方面设计的念头，又因为我们在校时也开了这方面的课程，我对数控的编程又有一定的了解，就选择典型零件的数控铣床铣削编程与操作设计这个课题。

要成为数控编程员就要具备：掌握数控加工工艺知识和数控机床的操作，掌握机械的设计和制造专业知识，熟练掌握三维CAD、CAXA、UG软件，熟练掌握数控手工和自动编程等技术；这样的高的要求就更能考察我们的综合知识掌握的怎么样，所以我愿意接受这个任务，来自我检验一下自己是否合格一个的大学生。

经过二个月的精心准备，我的毕业设计终于告以段落，二个月的忙碌对我来说有着丰富的收获，我学会了如何与同学、老师的沟通，学会了与同学配合完成任务，学会了如何利用图书、网络搜集信息等。

一．FAGOR 8025/8030 数控系统简介

FAGOR 8025/8030 数控系统是由西班牙FAGOR公司生产的数控系统产品它有T、TG、TS三个系列，其中T系列为车床系列，TG系列为带有图形功

能的车床数控系统，TS为具有刀具自旋转功能的车床数控系统。系统最多可驱动六个坐标轴，也可以接受六个坐标轴的反馈输入，可以实现三轴联动直线插补，两轴直线或圆弧插补。系统分辨率为1um,机床定位精度接近2um。系统中G00 的最大进给速度可达到65.535m/min，可控最大主轴转速为9999r/min。刀库容量可达99把刀具。8英寸单色CRT显示器可进行静、动态图形显示。经RS-232 和RS485通信接口可以很容易地实现通讯和联网。具有完备的刀具补偿功能，有较强的错误诊断能力，还具有探针输入功能。

1.1外形结构

FAGOR 8025/8030车床数控系统外形结构如图1.10所示，其操作面板、CRT 显示器和系统主板采用一体化集成安装结构。该数控系统分为不带PLC型和内装PLC型两种形式，其前面板及外形结构相同，后面板I/O连接器数量不同，不带PLC型只有I/O1、I/O2两个I/O连接器，而内装PLC型有I/O1、I/O2、I/O3三个I/O连接器，如图1.11所示。

图1.10 FAGOR 8025/8030数控系统外形结构

1.2I/O连接器配置

FAGOR 8025/8030数控系统采用交流220V电源供电，靠后备锂电，保存机床参数等信息。该系统有两个I/O连接器，5个编码器输入插座，1个电子手轮输入插座，2个串行通信接口。

图1.11 FAGOR 8025/8030数控系统后面板布局

（1）I/O连接器

I/O连接器I/O1、I/O2用来向伺服驱动装置提供模拟电压给定信号，向外部独立型PLC

输出辅助功能信号，接收外部PLC送来的同步信号等，配置如图1.12所示。其中M1~M15为M功能译码输出；MST01~MST80为M、S、T功能BCD编码输出，与3个选通信号M Strobe、S Strobe、T Strobe配合，实现辅助功能输出控制；Emergency Stop为外部输入到NCN的急停信号，Feed Hold为外部输入到NCN的进给保持信号，这两个信号均为低电平有效。

图1.12 FAGOR 8025/8030数控系统I/O连接器

（2）位置反馈编码器输入A1、A2、A3、A4

A1~A4为4个位置反馈旋转编码器输入15针插座，其中A1用于X轴反馈，A2用于刀具或第4轴反馈，A3用于Z轴反馈，A4用于C轴或第3轴反馈。插针排列如图1.13（a）所示。

（3）主轴编码器输入A5

A5为主轴编码器输入插座，用于主轴转速反馈和螺纹加工，插针排列方式如图1.13（b）所示。

（4）电子手轮输入A6

A6为电子手轮输入插座，1~5号插针用于手轮输入，6~8号插针用于探针输入，插针排列如图1.13（c）所示。

图1.13 编码输入信号连接器

二． CK6150数控车床PLC控制

2.1 概述

数控机床的控制就是由数控系统和可编程控制器协调配合共同完成的。[6]其中可编程控制器主要完成与逻辑运算有关的一些动作，没有实现轨迹运动上的具体要求。可编程控制器通过辅助控制装置完成机床相应的开关动作，如刀具的更换，工件的装夹，冷却液的开关，自动润，滑等一些辅助动作。它还接收机床操作面板的指令，一方面直接控制机床的动作，另一方面，将一部分信息送往数控系统用于加工过程的控制。在现代数控系统中，多数机床逻辑控制器都由可编程控制器来实现，也就是利用PLC中可靠的开关实现，从而避免相互矛盾和操作者有危险的现象出现。

2．2 CK6150数控车床

CK6150普通数控车床主要由床身、主轴变速箱、进给箱、刀架、尾座、丝杆和光杠等部分组成。具有性能优越、操作方便、外形美观、结构先进等优点。

主轴变速箱用来支承主轴和传动其旋转，它包含主轴及其轴承、传动机构、

启停及换向装置、制动装置、操纵机构及润滑装置。进给箱用来变换被加工螺纹和导程，以及获得所需的各种进给量，它包含变换螺纹导程和进给量的变速机构、变换螺纹种类的移换机构、丝杆和光杠转换机构以及操作机构等部件。溜板箱用来将丝杆或光杠传来的旋转运动变为直线运动并带动刀架进给，控制刀架运动的接通、断开和换向等操作。

车床的切削运动包括卡盘或顶尖带动工件的旋转主运动。中小型普通车床的主运动和进给运动一般采用一台异步电动机进行驱动。[5]根据被加工零件的材料性质、几何形状、工作直径、加工方式及冷切条件的不同，要求车床有不同的切削速度，因此车床主轴需要在相当大的范围内改变速度，普通车床的调速范围在70以上，中小型普通车床多采用齿轮变速箱调速。车床主轴在一般情况下是单方向旋转的，但在车削螺纹时，要求主轴能正反转。主轴旋转方向可通过离合器或电气的方法实现，CK6150车床的主轴单方向旋转速度有24种（10～1400r/min），反转速度有12种（14～1580r/min）

2.2.1 CK6150型数控车床控制电路工作原理

由于CK6150型数控车床采用不含PLC的FAGOR 8025数控系统，因此需要独立配置可编程控制器来完成辅助功能的控制。其控制电路如图2.2.10、图2.2.11和图2.2.12所示，系统采用了西门子S7-200型可编程控制器和西门子611A伺服驱动，其工作原理如下图所示。

图2.2.10 CK6150 型数控车床主电路原理图

图2.2.11 CK6150型数控车床CNC接口和控制电路原理图

图2.2.12 CK6150型数控车床PLC控制电路原理图

（1）主电路

在图2.2.10所示的主电路中，三相交流电源通过自动空气开关QF1引入，经过自动空气开关QF2-QF6分配给M1-M5交流异步电动机回路。自动空气开关具有短路保护功能，并能够起到一定的过载保护作用。

KM1为液压电动机M1的起动和停止控制接触器。KM2、KM3、KM4为主轴电动机M2的高速、低速控制接触器；当KM2吸合KM3、KM4断开时，电动机M2定子

绕组三角形接法，4级低速运行；当KM3、KM4吸合KM2断开时，电动机M2定子绕组呈双星型接法，2级高速运行。KM5为冷却泵电动机M3的启动和停止接触器。KM6、KM7为刀架电动机M4的正转和反转接触器。KM8为润滑泵电动机M5的启动和停止接触器。FR1、FR2、FR3分别为M1、M2和M3电动机的过载保护热继电器，由于刀架电动机和润滑电动机的工作时间很短，所以不需要加过载保护。为了提高系统的抗干扰能力，在总电源回路和主轴电动机回路中设置了阻容吸收电路FV1-FV6。

(2)CNC接口和控制电路

在图2.2.11所示的伺服驱动接口、CNC接口和控制PLC回路中，伺服驱动采用三相交流380V供电，三相电源经过自动空气开关QF7引入；FAGOR 8025数控系统采用单相交流220V电源供电，电源经过自动空气开关QF9引入后，经过变压器T1和自动空气开关QF10向控制回路供电。KM9为伺服驱动器、FAGOR 8025数控系统、S7-20可编程控制器和直流24V开关电源的电源控制接触器。

在系统上电后，按下液压启动按钮SB3，接触器KM1吸合并自锁，液压泵电动机得电运转，液压泵开始工作。这时按下NC启动按钮SB5，接触器KM9吸合并自锁，伺服驱动器、FAGOR 8025数控系统、S7-200可编程控制器和直流24V 开关电源同时得电，FAGOR 8025数控系统开始自检。

FAGOR 8025数控系统自检结束后，在没有外部急停报警的情况下，从I/O1口输出X轴、Z轴伺服使能信号，通过继电器KA1、KA2转接后，分别接通611A 伺服驱动器X331、X332的65端、9端伺服驱动器开始工作。当手动方式点动或者自动执行程序进给时，如果来自PLC的进给保持信号无效，则数控系统通过I/O1口输出0～±10V模拟给定信号到611A伺服驱动器X311、X322的56端、14端，伺服驱动器开始工作，驱动伺服电动机M6、M7运转。

在伺服驱动器上电后，也要进行自检，如果自检正常，则输出一个伺服准备好开关信号给PLC的I2.0。在工作过程中，611A具有电动机过热、过载保护功能，一旦检测到东东及过热，过热保护继电器工作，向PLC的2.1发出伺服热保护信号，产生急停报警。

其他像主轴启/停、换挡，换刀等辅助动作，由FAGOR 8025 数控系统通过I/O1、I/O2接口将工作方式、辅助控制命令等信号送到PLC处理控制。有些辅

助动作的处理控制结果还要由PLC送回数控系统的I/O1接口，通过进给保持信号同步程序的执行。

（3）PLC控制电路

在图2.2.12所示的PLC控制电路中，由西门子S7-200 系列CPU 226（24V 直流入16继电器出）主单元和EM221（8入）直流24V输入扩展单元、EM222（8处）继电器输出扩展单元组成56点可编程控制器。冷却液开关SA2、尾座操作按钮SB6-SB8、超程解除按钮SB9分别接至PLC的I0.0-I0.4出入端，用于手动操作。液压电动机控制接触器辅助触点KM1、主轴电动机控制接触器辅助触点KM2、KM3分别接至PLC的I0.5-I0.7出入端，用于连锁控制。4个刀位开关T1-T4分别接至PLC的I1.0-I0.3出入端，用于换刀控制。X轴、Z轴的正、负向限位开关SQ1、SQ2、SQ4、SQ5分别接至PLC的I1.4、I1.5出入端，用于超程报警。“伺服准备好”信号和“电动机过热”信号分别接至PLC的I2.0、I2.1输入端，用于急停报警。来自FAGOR 8025数控系统的MST选通信号、工作方式（JOG）信号、NC急停信号和复位信号、辅助功能编码（MST01-MST20）信号分别接至PLC 的I2.2-I2.7、I3.0-I3.5输入端，用于辅助功能控制。各输入接点的公共端1M-4M 均与24V开关电源的输出负极M相连。

可编程控制器的继电器输出Q0.0-Q0.7的公共端COM1与控制电路的6号线相连，当油泵电动机启动后，控制回路的交流110V电源加到COM1端，通过PLC 的继电器输出Q0.0-Q0.5分别控制接触器线圈KM2-KM8的通电/断电，从而控制主轴电动机高速/低速、冷却电动机启动/停止、刀架正转/反转、润滑电动机启动/停止。PLC的继电器输出Q1.0-Q1.7的公共端COM2和Q2.0-Q2.7的公共端COM3与24V开关电源的正极输出L+相连。PLC的继电器输出Q1.0-Q1.6分别控制24V 直流电磁阀YV1-YV4和电磁铁YA1-YA3的通电/断电，从而控制卡盘的加紧/松开、位座的伸出/退回、主轴高速档/低速档和主轴的刹车制动。PLC的继电器输出Q2.0-Q2.4分别控制24V指示灯HL2-HL6的通电/断电，分别用于急停报警、卡盘夹紧、X轴超程、Z轴超程和尾座顶紧的指示。PLC的继电器输出Q2.6与FAGOR 8025数控系统I/O1口的15端相连，用于将进给保持信号送给数控系统，同步零件程序的执行。

2．3 PLC类型的选择

数控机床用PLC可分为两类：一类是专为实现数控机床顺序而设计制造的内装型PLC；另一类是专业的PLC生产厂家的产品，他们规范输入/输出接口、输入/输出点数、程序存储容量，其运算和控制功能均能满足数控机床的控制要求称为独立型PLC。

独立型PLC又称通用PLC。独立型PLC独立于CNC装置，具有完备的硬件和软件功能，能够独立完成规定控制任务的装置。[2]

由于CK6150数控机床的辅助控制逻辑较为复杂，单纯用接触器和继电器控制逻辑实现比较困难，因此采用了独立于CNC之外的S7—200来完成辅助控制功能。

CPU226模块有24输入/16输出的共同体40个数字量I/O点，程序和数据存储容量达成13KB，并能最多扩展7个外部功能模块，最大扩展至此248路数字量I/O点或是35路模拟量I/O；2个RS-485通信/编程口，具有PPI通信协议、MPI通信协议和自由方式通信能力；其I/O端子排可很容易地整体拆卸，适用于控制要求较高、点数多的小型或中型控制系统。

由于CPU224、CPU222数字量I/O点数比较少，适合于点数少的控制系统或小点数的微型控制系统。它们的存储空间也比较少。CK6150工作台PLC控制逻辑复杂，需要的输入/输出点数比较多，则选用S7-200系列的CPU226。

2．4 输入/输出分配表

表2-1 CK6150 PLC控制输入/输出分配表

输入输出

功能PLC地址功能PLC地址冷却液开关I0.0 主轴低速Q0.0

尾座连续左I0.1 主轴高速Q0.1 点动I0.2 开冷却液Q0.2

连续右I0.3 刀架正转Q0.3

超程解除I0.4 刀架反转Q0.4

油泵停止开关I0.5 润滑Q0.5 主轴低速控制开

I0.6 尾座向左Q1.0 关

I0.7 尾座向右Q1.1 主轴高速控制开

关

1号刀位I1.0 卡盘夹紧Q1.2 2号刀位I1.1 卡盘松开Q1.3 3号刀位I1.2 离合器低速Q1.4 4号刀位I1.3 离合器高速Q1.5 X轴限位开关I1.4 主轴刹车制动Q1.6 Z轴限位开关I1.5 急停报警指示灯Q2.0 脚踏开关I1.6 卡盘夹紧指示灯Q2.1 伺服准备好I2.0 X 轴超程指示灯Q2.2 电机过热I2.1 Z轴超程指示灯Q2.3

I2.2 顶尖指示灯Q2.4 冷却开启控制开

关

挡位控制开关I2.3 外部急停Q2.5 换刀控制开关I2.4 进给保持Q2.6 油泵急停I2.5

NC急停I2.6

NC复位I2.7

2．5 PLC的I/O接线图

图2-1 CNC系统和PLC接口

2．6 PLC主程序梯形图

在CK6150数控车床的PLC控制主程序中，首先把CNC送到IB3口的MST代码（BCD码）与63（3FH）相与，屏蔽掉I3.6、I3.7，然后在M选通、S选通、T 选通信号的作用下，分别将M代码转存到MB1、S代码转存到MB2、T代码转存到MB3；然后，无条件(SM0.0)调用主轴控制子程序、液压卡盘和液压尾座控制子程序、冷却和润滑控制子程序、换刀控制子程序、急停和进给保持控制子程序。

CK6150数控车床PLC控制主程序

数控车床应用与发展前景

毕业设计（论文） 题目数控应用与发展前景 系（分院）机械工程学院 专业班级数控1331班 指导教师姓名王亮 职称任课教师 日期

辽宁职业学院 毕业论文（设计）任务书 专业班级数控1331班 学生姓名陈溪 题目数控应用与发展前景 上交论文（报告）日期：2016.3.30 答辩日期： 指导日期：

本人声明 我声明，本论文及设计工作是由本人在指导导师的指导下独立完成。尽我所知，在完成论文时利用的一切资料均已在参考文献中列出。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 作者签名：陈溪 日期：2016年3月30日

目录 摘要 前言 第一章数控车床的基本组成和工作原理 1.1 任务准备 1.1.1 机床结构 1.2 工作原理 1.3 数控车床的分类 1.4 数控车床的性能指标 1.5 数控车床的特点 第二章数控车床编程与操作 2.1 数控车床概述 2.1.1数控车床的组成 2.1.2数控车床的机械构成 2.1.3数控系统 2.1.4数控车床的特点 2.1.5数控车床的分类 2.1.6数控车床（CJK6153）的主要技术 2.1.7数控车床（CJK6153）的润滑 2.2 数控车床的编程方法 2.2.1设定数控车床的机床坐标系 2.2.2设定数控车床的工件坐标系 第三章数控车床加工工艺分析 3.1 零件图样分析 3.2 工艺分析 3.3 车孔的关键技术 3.4 解决排屑问题 3.5 加工方法 第四章当前数控机床技术发展趋势 4.1 是精密加工技术有所突破 4.2 是技术集成和技术复合趋势明显 结束语语 参考文献 致谢

摘要 随着计算机技术的高速发展，现代制造技术不断推陈出新。在现代制造系统中，数控技术集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现自动化、集成化、智能化、起着举足轻重的作用。 数控加工作为一种高效率高精度的生产方式，尤其是形状复杂精度要求很高的模具制造行业，以及成批大量生产的零件。因此数控加工在航空业、电子行业还有其他各行业都广泛应用。然而在数控加工从零件图纸到做出合格的零件需要有一个比较严谨的工艺过程，必须合理安排加工工艺才能快速准确的加工出合格的零件来。 关键词：数控的重要

数控技术及其应用试卷及其答案

课程名称：_ _数控技术及其应用(上)___ 总分：_______________ 一、单项选择题（每1分，共20分） 1. 通常数控系统除了直线插补外，还有（ B ）。 （A）正弦插补（B）圆弧插补（C）抛物线插补（D）螺旋线插补2．数控加工中心与普通数控铣床、镗床的主要区别是（ D ）。 （A）一般具有三个数控轴（B）主要用于箱体类零件的加工（C）能完成铣、钻、镗、铰、攻丝等加工功能 （D）设置有刀库，在加工过程中由程序自动选择和更换 3．确定数控机床坐标系时假定（ A ）。 （A）刀具运动，工件相对静止（B）工件运动，刀具相对静止 （C）工件运动，工作台相对静止（D）刀具运动，工作台相对静止4．铣床程序单节“G00 G43 Z10. H05;”中H05的含义是（ C ）。（A）刀具长度补偿量是5mm（B）刀具半径补偿量是5mm （C）刀具长度补偿量存放位置（D）刀具半径补偿量存放位置 5．下列孔加工固定循环指令中不是钻孔循环的是（ D ）。 （A）G81 （B）G82 （C）G83 （D）G84 6．利用时间分割法进行插补运算时精度与进给速度和插补周期的关系（ C ） （A）速度越快、插补周期越长精度越高 （B）速度越慢、插补周期越短精度越高 （C）速度越快、插补周期越短精度越高 （D）速度越慢、插补周期越长精度越高 7．数控机床进给系统减少摩擦阻力和动静摩擦之差，是为了提高数控机床进给系统的（ B ）。 （A）传动精度（B）运动精度和刚度，减少爬行（C）快速响应性能和 运动精度（D）传动精度和刚度 8．步进电机的转速是通过改变电机的（ A ）而实现。 （A）脉冲频率(B) 脉冲速度 (C) 通电顺序 (D )脉冲个数 9．在铣削一个XY平面上的圆弧时，圆弧起点在（30，0），终点在（-30，0），圆弧圆心点坐标（0，-40），圆弧起点到终点的旋转方向为顺时针，则铣削圆弧的指令为（ D ）。 （A）G17 G90 G02 X30.0 Y0 R50.0 F50 （B）G17 G90 G02 X30.0 Y0 R-50.0 F50 （C）G17 G90 G02 X-30.0 Y0 R50.0 F50 (D）G17 G90 G02 X-30.0 Y0 R-50.0 F50 10. 数控机床的回零指的是直线坐标轴回到（ A ） （A）机床坐标系的原点（B）工件坐标系的原点（C）局部坐标系的原点（D）工作台的特定点，此点位置由用户自己设定 11. 数控铣床一般采用半闭环控制方式，它的位置检测器是（ B ）。 (A)光栅尺 (B)脉冲编码器 (C)感应同步器 (D)旋转变压器 12. 下列叙述错误的是（ C ）。 （A）旋转变压器属于间接测量位置检测装置 （B）直线感应同步器属于直接测量位置检测装置 （C）光栅属于模拟式测量位置检测装置 （D）脉冲编码器属于增量检测装置 13. 通常数控机床按（ A ）进行译码与控制。 （A）机床坐标系（B）工件坐标系（C）局部坐标系 （D）具体由用户自己设定 14. 步进电机的步距角的大小不受（ C ）的影响。 （A）转子的齿数（B）定子通电相数（C）通电的频率（D）通电方式 15. 下列叙述错误的是（ B ）。 （A）逐点比较法插补属于脉冲增量插补 （B）数字积分法插补属于数字增量插补 （C）扩展数字积分法插补属于数字增量插补 （D）时间分割法插补属于数字增量插补 16.数控系统所规定的最小设定单位就是（ C ）。 （A）数控机床的运动精度（B）机床的加工精度（C）脉冲当量 得分评卷人

数控机床原理及应用作业

数控机床原理及应用作业 一、概念题： 1.数控机床 CNC(数控机床)是计算机数字控制机床(Computer number control)的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件。 2.伺服驱动进给系统 伺服驱动系统（Servo System）简称伺服系统，是一种以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统，例如数控机床等。 3.走刀路线 数控加工过程中刀具相对于被加工工件的运动轨迹 4.数控机床编程 按数控机床规定的代码和程序格式，将工件的尺寸、刀具运动中心轨迹、位移量、切削参数以及辅助功能（换刀、主轴正反转、冷却液开关等）编制成加工程序，再把程序内容记录在控制介质（如穿孔纸带、磁带、磁盘等），然后输入到数控机床的数控装置中，由数控装置指挥机床自动地加工零件。这种从零件图的分析到制成控制介质的全部过程叫数控机床编程。 5.刀具补偿 刀具补偿英文名称：cutter compensation 定义：通过切削点垂

直于刀具轨迹的位移补偿，用来修正刀具实际半径或直径与其程序规定值之差。 简答： 1.简述数控概念。 数字控制（Numerical Control NC）：简称数控，是用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法。 2.简述数控机床工作原理。 数控机床进行加工，首先必须将工件的几何数据和工艺数据等加工信息按规定的代码和格式编制成数控加工程序，并用适当的方法将加工程序输入数控系统。数控系统对输入的加工程序进行数据处理，输出各种信息和指令，控制机床各部分按规定有序地动作。 3.数控机床主要组成部分包括哪些。 ⑴输入/输出设备，⑵计算机数控装置CNC，⑶伺服系统（能源中心，包括主轴伺服驱动系统、进给伺服驱动系统），⑷PLC与机床I/O 电路装置，⑸操作面板，⑹机床本体。 4.常用数控机床分类有哪些。 ⑴按工艺用途（机床类型）分类 切削加工类：数控镗铣床、数控车床、数控磨床、加工中心、数控齿轮加工机床、FMC等。 成形加工类：数控折弯机、数控弯管机等。 特种加工类：数控线切割机、电火花加工机、激光加工机等。 其它类型：数控装配机、数控测量机、机器人等。

数控机床有什么用_数控机床的应用范围

数控机床有什么用_数控机床的应用范围 数控机床的特点（1）加工精度高数控机床是高度综合的机电一体化产品，它由精度很高的机械和自动化控制系统组成，机床的传动系统与机床结构都有很高的刚度和热稳定件，在设计传动结构时采取了减少误差的措施：由于在加过程中操作者不参与操作，这样就消除了操作者人为误差，提高了同批次零件加丁尺寸的一致性，提高了工件的精度和合格率。 （2）可加工形状复杂的零件数控机床的刀具运动轨迹是由加工程序决定的。通常只要能编制出程序即可加工出形状复杂的零件。 （3）加工生产率高，具有良好的经济效益数控机床具有良好的刚性，可进行强力切削及快速审行程进给，减少切削时间；数控机床有较高的重复定位精度，大大地缩短了生产准备周期，节省了测量和检测时间，义由十加工精度高、质量稳定的特点，减少了废品率，使生产成本下降，能够为企业获得良好的经济效益。 （4）自动化程度高，改善劳动条件数控机床调整好后，除了手工装夹毛坯外，全部加工过程都是自动完成，简化了人工操作，减轻了操作者的劳动强度，改善了劳动条件。（5）便于生产管理的现代化（现代数控机床有联网功能）利用数控机床进行加工，可以准确计算出零件的加工工时，并能有效简化检验、工件夹具和半成品的管理工作，易于实现生产的现代化管理。 数控机床有什么用数控机床是一种利用信息处理技术进行自动加工控制的机电一体化加工装备。不同数控机床的用途有所不同，其中数控车床是国内使用量zui大、覆盖面最广的一种数控机床。 数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床，主要由控制介质、数控装置、伺服系统和机床本体四个部分组成。那么数控机床有什么用途呢？ 1、能够根据已编好的程序，使机床动作并加工零件。它综合了机械、自动化、计算机、测量、微电子等zui新技术，使用了多种传感器，

《数控机床及应用技术》形成性考核作业1

江苏开放大学 形成性考核作业学号徐贺 姓名2014070500077 课程代码110042 课程名称数控机床及应用技术评阅教师 第 1 次任务 共 4 次任务 江苏开放大学

《数控机床及应用技术》形成性考核作业1 一、选择题（将正确选项填入表格对应题号下） 1.闭环控制系统的位置检测装置装在（ D ） A．传动丝杠上 B．伺服电动机轴上 C．数控装置上 D．机床移动部件上 2.数控钻床一般常采用（ C ） A．直线控制系统B．轮廓控制系统C．点位控制系统D．曲面控制系统 3.数控车床一般有2根数控轴，通常是（ B ）轴。 A．X、Y B．X、Z C．Y、Z D．A、B 4.下面哪个部分是数控机床的核心部分?（ B ） A. 控制介质 B.数控装置 C.伺服系统 D. 测量装置 5．将数控系统分为金属切削类数控机床、金属成型类数控机床、特种加工机床和其它类数控机床，是按照下面哪种分类方法进行分类的?（ A ） A.加工功能 B.工艺路线 C.有无检测装置 D.是否计算机控制 6．下列哪种数控系统没有检测装置?（ A ） A.开环数控系统 B.全闭环数控系统 C.半闭环数控系统 D.以上都不正确 7.闭环与半闭环控制系统的区别主要在于( D )的位置不同。 A.控制器 B.比较器 C.反馈元件 D.检测元件； 8. 数控机床的传动系统比通用机床的传动系统（ B ）。 A.复杂 B.简单 C.复杂程度相同 D.不一定；

二、填空题 1.数控机床是采用了数字控制技术的机械设备，就是通过数字化的信息对机床的加工过程进行控制，实现要求的机械动作，自动完成加工任务。 2．数控机床与普通机床不同，数控机床加工零件的过程完全自动进行，是用数控代码和规定的程序格式正确地编制出数控程序，输入到数控装置，数控装置按程序要求控制机床，对零件进行加工。 3.数控机床按控制刀具与工件相对运动方式分为点位控制数控机床、点位直线控制数控机床 和连续控制数控机床。 4.数控机床按进给伺服系统的类型分为开环控制系统、闭环控制系统和半闭环控制系统。 5.点位直线数控机床要求控制点与点之间的准确位置外，还需保证刀具的移动轨迹是一条直线，且要进行移动速度控制。 6.轮廓控制机床能对两个或两个以上的坐标轴运动的瞬间位置和速度进行连续控制。 7.数控加工中心是在普通数控机床的基础上加装一个刀库和自动换刀装置，构成一种带自 动换刀装置的数控机床。 8. 刀具位置补偿分刀具半径补偿和刀具长度补偿。 三、判断题（将“√”或“×”填入表格对应题号下） 1.世界上第一台数控机床是1958年试制成功的。× 2.数控机床的联动轴数和可控轴数是两个不同的概念，数控机床的联动轴数一般要小于等于可控轴数。 √ 3.德国的SIEMENS和日本的FUNUC公司的数控系统对我国数控技术的影响较大。√ 4．开环控制系统没有位置反馈，只能应用于精度要求不高的经济型数控系统中。√ 5.半闭环控制系统一般采用角位移检测装置间接地检测移动部件的位移。× 6.闭环控制系统用于高精密加工中心。√ 7．开环伺服驱动系统由驱动控制单元、执行元件和机床组成，通常执行元件选用直流或交流伺服电机。 × 8．数控机床要完成的任务只是控制机床的进给运动，达到能加工复杂零件的要求。×

数控技术与应用复习

第一章绪论1数控机床的组成:数控机床一般由程序载体、数控装置、伺服驱动装置、机床本体和其他辅助装置组成。 (1)程序载体:人和数控机床联系的媒介物。 (也称控制介质、输入介质、信息载体) (2)数控装置:1数控机床的核心部分，也是区别于普通机床最重要的特征之一。 2数控装置完成加工程序的输入、编辑及修改，实现信息存储、数据转换、代码交换、插补运算以及各种控制功能。 3大多数具有网络通信功能，可以实现加工程序的高速、可靠传输和加工状态的实时反馈，以保证加工资源和加工信息的共享。 (3)伺服驱动系统:作用是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床移动部件的运动，包括信号放大和驱动元件 (4)机床本体 :机床本体包括床身、主轴、进给机构、刀架及自动换刀装置等，是自动地完成各种切削加工的机械部分。 (5)辅助装置 :保证充分发挥数控机床功能所必需的配套装置。 2加工中心与普通数控机床的区别:1）能加工普通机床难以完成或不能加工的复杂零件加工。2数控加工可以获得更高的加工精度和质量。3具有更高的生产效率。 4具有广泛的适用性和较大的灵活性。 5监控功能强，具有故障诊断的能力。 6可实现较精确的成本核算和生产进度安排。 3数控机床的分类1）按运动轨迹分类：点位控制、直线控制与轮廓(连续轨迹)控制点位控制类：点-点位置精确控制，保证的是定位精度；特点：控制刀具对工件的点位，而对它们定位过程的运动轨迹及移动速度没有严格要求。适用范围：数控钻床、数控镗床、数控冲床和数控测量机 直线控制类：位置控制+速度和路线控制，只能沿某个坐标轴方向（平行或45°）切削加工；具有2-3个坐标轴，同时可控的坐标只有1个；具有刀具半径补偿功能、刀具长度补偿功能、主轴转速控制功能。应用范围：数控车床，数控铣床， 轮廓控制（连续控制）类：每点的位置+速度+路线控制，可对2坐标或2坐标以上坐标轴进行控制；特点：控制刀具对工件的点位，而对它们定位过程的运动轨迹及移动速度没有严格要求。适用范围：数控车床、数控铣床、数控磨床、数控加工中心，数控电加工机床，数控绘图机等 2）按伺服系统控制方式分类：开环、闭环和半闭环伺服驱动系统 开环伺服系统：数控系统将零件程序处理后，发出指令脉冲信号，使伺服驱动元件转过一定的角度，并通过传动齿轮、滚珠丝杠螺母副，使执行机构移动或转动。此控制系统没有来自位置检测元件的反馈信号，对执行结构的动作情况不进行检查，指令流向为单向。 特点：具有结构简单、工作稳定、调试方便、维修简单、价格低廉等优点，其精度主要取决于伺服元件和机床传动元件的精度、刚度和动态特性，因此控制精度较低。一般用于经济型数控机床。以及对旧机床的改造。（图一） 数控机床按联动轴数分：2轴联动（平面曲线）、3轴联动（空间曲面，球头刀）、4轴联动（空间曲面）、5轴联动及6轴联动（空间曲面） 第二章数控机床的程序编制

数控机床及应用技术第二次形考作业

《数控机床及应用技术》形成性考核作业2 一、选择题（将正确选项填入表格对应题号下，每题2分，共20分） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A A D D A C B A B D 1. 在下列数控车床G功能代码中，（ A ）是主轴恒线速控制。 A. G96 B. G97 C. G98 2. G96 S150 表示切削点线速度控制在（ A ）。 A．150 m/min B. 150 r/min C. 150 mm/min D. 150 mm/r 3. 程序结束，并返回到起始位置的指令是（ D ）。 A. M00 B. M01 C. M02 D. M30 4. 当执行M02指令时，机床（ D ）。 A. 进给停止、冷却液关闭、主轴不停 B. 主轴停止、进给停止、冷却液关闭，但程序可以继续执行 C. 主轴停止、进给停止、冷却液未关闭、程序返回至开始状态 D. 主轴停止、进给停止、冷却液关闭、程序结束 5. 在下列数控车床G功能代码中，（ A ）是直线插补功能指令。 A. G01 B. G02 C. G03 D. G04 6．在下列G功能代码中，（ C ）是顺时针圆弧插补。 A. G00 B. G01 C. G02 D. G03 7. 采用固定循环编程，可以（ B ）。 A. 加快切削速度，提高加工质量 B. 缩短程序段的长度，减少程序所占内存 C. 减少换刀次数，提高切削速度 D. 减少吃刀深度，保证加工质量 8.西门子802S（C）系统中装有毛坯切削循环指令是（ A ）。 A. LCYC95 B. LCYC97 C. LCYC93 D. 以上都不是 9．试切对刀法如右图所示，由图可以看出：（ B ）。 A.左图完成Z向对刀 B.左图完成X向对刀，右图完成Z向对刀

数控机床主要应用于四大行业领域

数控机床主要应用在四大领域 2018-11 《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》明确规定了“高档数控机床与基础制造装备”科技重大 专项要“重点开发航空航天、船舶、汽车制造、发电设备制造等需 要的高档数控机床”，“逐步提高我国高档数控机床与基础制造成 套装备的自主开发能力，满足国内主要行业对制造装备的基本需求”。专项实施方案提出：到2020年，形成高档数控机床与基础制 造装备主要产品的自主开发能力，总体技术水平进入国际先进行列，部分产品国际ling先；建立起完整的功能部件研发和配套能力；形 成以企业为主体、产学研相结合的技术创新体系；培养和建立一支 高素质的研究开发队伍；航空航天、船舶、汽车、发电设备制造所 需要的高档数控机床与基础制造装备80%立足国内。 ??为了更准确全面掌握行业最新发展情况，进一步了解重点用户需求和机床行业的发展情况，为专项实施提供 参考依据，中国机床工具工业协会接受国家发展与改革委员会工业 司的委托，组织了30多名行业专家，于2008年6-7月，由机床工 具协会主要领导带队，分4个调研组对航空、船舶、汽车、发电设 备和机床工具行业61家企业和院所进行了专项调研。通过深入行业 用户现场调研和交流，更加清楚地了解了这些用户行业的发展情况、典型零件的特点以及对设备的需求情况。 航空工业 ??航空工业典型零件的结构特点是大量采 用整体薄壁结构，形状复杂。为了增加航空器的机动性，增加有效 载荷和航程，降低成本，进行轻量化设计和广泛采用新型轻质材料，对材料性能要求越来越高。现在大量采用铝合金、高温合金、钛合

金、高强度钢、复合材料、工程陶瓷等。结构复杂的薄壁件、蜂窝 件形状复杂，孔、空穴、沟槽、加强筋等较多，工艺刚性差。 ??根据航空工业加工件的结构特点和加工 要求，需要带A、B摆角或A、C摆角的五轴联动加工中心、高速加 工中心、大型双龙门立式加工中心、大型数控龙门镗铣床、精密数 控车床、大型数控精密立式车削中心、车铣复合加工中心、叶盘高 效加工中心、端面弧齿磨床、高速转子叶尖磨床、缓进给强力磨床、拉床、相关电加工机床、激光熔覆加工机床、板类件无模多点成形 压力机、定向单晶熔炼炉、电液束流设备等。要求机床具有足够的 刚性，操作简单，人机界面清楚，要求样条插补（NURBS），过程均 匀控制，以减少对拐角处加工精度的影响，具有在线测量仿真功能。 船舶工业 ??大型船舶的关键加工件集中在大功率柴 油机的机座、机架、气缸体、缸盖、活塞杆、十字头、连杆、曲轴，以及减速箱传动轴、舵轴和推进器（螺旋桨）等，关键加工件材质 为特种合金钢，一般为小批加工，要求加工成品率100%。关键加工 件具有重量大，形状复杂、精度高，加工难度大等特点。大型船舶 关键件加工需要具有大功率、大扭矩、高可靠性以及多轴的重型、 超重型数控机床和专用加工机床，如重型、超重型数控龙门镗铣床，大型旋风车床，数控重型龙门铣和重型数控落地镗、数控车、磨床、深孔钻床，以及大型钢板压制、酸洗、热处理和火焰切割机等。其 中重型、超重型曲轴和大型螺旋桨加工具有典型性，需要超重型数 控专门机床、超重型多轴联动机床加工。 汽车工业 ??汽车发动机和车身冲压件生产线具有连续、高效、高可靠性的特点，汽车行业迫切希望机床制造厂能专门

《数控技术及应用》期未试题A答案

1、指令G40的含义是：（） A.刀具左补偿 B. 刀具右补偿 C.取消刀具补偿 D.刀具长度补偿 2、F152表示：（） A. 主轴转速152r/min B. 主轴转速152mm/min C. 进给速度152r/min D. 进给速度152mm/min 3、数控机床坐标系中，传递切削动力的主轴是：（） A．X轴 B. Y轴 C. Z轴 D. C轴 4、在G54中设置的数值是：（） A. 工件坐标系的原点相对机床坐标系原点偏移量 B.刀具的长度偏差值 C. 工件坐标系原点 D. 工件坐标系的原点相对对刀点的偏移量 5、数控系统将所收到的信号进行一系列处理后，再将其处理结果以（）形式向伺服系统发出执行命令。 A. 输入信号 B. 脉冲信号 C. 位移信号 D. 反馈信号 6、数控系统中常用的两种插补功能是：（） A. 直线插补和抛物线插补 B. 抛物线插补和圆弧插补 C. 直线插补和圆弧插补 D. 抛物线插补和螺旋线插补 7、数控机床中常用的测量直线位移的测量元件是：（） A．光电编码盘 B.旋转变压器 C.光栅 D.测速发电机 8、测量反馈装置的作用是为了：（） A. 提高机床的定位精度、加工精度 B. 提高机床的使用寿命 C. 提高机床的安全性 D. 提高机床的灵活性 9、步进电机输出的角位移与（）成正比。 A．脉冲数目 B. 脉冲频率 C. 脉冲当量 D. 以上都是10、能对两个或两个以上坐标方向的位移量和速度进行控制，完成轮廓加工的系统是：（） A．点位控制系统 B. 点位/直线控制系统 C．连续控制系统 D. 直线控制系统 11、在逐点比较法直线插补中，偏差函数等于零，表明刀具在直线的：（） A. 上方 B. 下方 C. 起点 D. 直线上 12、数控机床上最常用的导轨是：（） A. 滚动导轨 B. 静压导轨 C. 贴塑导轨 D. 塑料导轨 13、为了提高CNC 系统的可靠性，可采取（）措施? A、采用单片机 B、提高时钟频率 C、采用模块化结构 D、采用光电隔离电路 14、若设计一个小的控制系统，控制任务又不繁重，为了取得较高的性能价格比，可采用（）。 A、多总线( Multibus ) 模块 B、S-100bus C、位总线(Bit bus) D、STDbus 15、欲加工第一象限的斜线( 起始点在坐标原点) ，用逐点比较法直线插补，若偏差函数大于零，说明加工点在（）。 A、坐标原点 B、斜线上方 C、斜线下方 D、斜线上 16、目前国内外应用较多的塑料导轨材料有：以（）为基，添加不同的填充料所构成的高分子复合材料。 A、聚氯乙烯 B、聚四氟乙烯 C、聚氯丙烯 D、聚乙烯 17、如果滚动导轨滚动体强度不够，结构尺寸亦不受限制，应该（）。 A、增加滚动体数目Z B、增大滚动体直径 C、增加导轨长度 D、增大预紧力

数控机床与应用

徐州工程学院试卷 一、填空题（共10 小题，每题 2 分，共计20 分） 1. 数控技术是指用数字化信号对机床运动及其加工过程进行自动控制的一种方法。 2. 逐点比较法的直线插补过程为每走一步都要进行：偏差判别、坐标进给、、新偏差计算和终点比较四个节拍（步骤）。 3. CNC系统的插补计算一般采用软件插补和硬件插补相结合的办法，即由CNC软件把刀具轨迹分割成若干小线段，再由硬件电路在各个小线段的起点和终点之间进行数据的“密化”，使刀具轨迹在允许的误差之内。 4.从CNC系统使用的微机及结构来分，CNC系统的硬件结构一般分为： 多微处理机、单微处理机结构两大类。 5. CNC软件中，译码程序的功能是把程序段中的各数据根据其前后的文字地址送到相应的缓冲寄存器。假设当前需要译码的程序段如下： N1 G01 X132 Y200 Z300 F1500 如果当前取出的代码是X，那么数字码寄存器中存放的数据是01 ，此时应该把该数据送入代码G 的缓冲寄存器中。 1、6. 对单CPU的CNC系统而言，其软件结构通常有两种类型，即 前后台型、和中断型 2、7.步进式伺服驱动系统是典型的开环控制系统，在此系统中执行元件是：步 进电机。 8. 脉冲当量越小，位移精度和插补精度越高，零件加工的质量越高。 9.在单CPU的CNC系统中，主要采用CPU分时共享的原则来解决多任务的同时运行。 10.数据传送时，接收方和发送方对数据的传送要遵守一定的格式，这种约定叫作通 信协议。 二、单项选择题（共10 小题，每题3 分，共计30 分） 1.开环伺服系统的主要特征是系统内( B )位置检测反馈装置。 A、有 B、没有 C、某一部分有 D、可能有 2. 数控系统中，（ A ）主要实施对数控系统的运算和管理。 A、中央处理单元 B、存储器 C、外部设备 D、输入/输出接口电路 3.用逐点比较法插补直线OA，其起点坐标为O（0，0），终点坐标为A（8，5），若采用 插补的总步数作为终点减法计数器J E的初始值，则J E＝（ C ）。 A、5 B、8 C、13 D、以上都不对 4. RS-232C公布的标准协议中，通信电缆的总长不得超过（A ）m。 A、30 B、20 C、50 D、40 5．一个系统只有一块大板（称为主板），大板上装有主CPU和各轴的位 置控制电路等。这种结构属于（D ） A、模块化结构 B、整体式结构 C、分体式结构 D、大板式结构 6. 下面哪种检测装置不能测量角位移？（D ） A、旋转变压器 B、圆光栅 C、编码盘 D、编码尺 7. 下面哪项任务不是数据预处理（预计算）要完成的工作？（A ） A、位置控制 B、刀具半径补偿计算 C、刀具长度补偿计算 D、象限及进给方向判断

数控机床的特点和应用

数控机床的特点和应用 数控机床的特点和应用 1、数控机床的特点 (1)加工精度高。数控机床是按数字形式给出的指令进行加工的。目前数控机床的脉冲当量普遍达到了。.001，而且进给传动链的反 向间隙与丝杠螺距误差等均可由数控装置进行补偿，因此，数控机 床能达到很高的加工精度。对于中、小型数控机床，其定位精度普 遍可达0.03,重复定位精度为0.01. (2)对加工对象的适应性强。数控机床上改变加工零件时，只须 重新编制程序，输人新的程序郭能实现对新的零件的加工，这就为 复杂结构的单件、小批量生产以及试制新产品提供了极大的便利。 对那些普通手工操作的普通机床很难加工或无法加工的精密复杂零件，数控机床也能实现自动加工。 (3)自动化程度高，劳动强度低。数控机床对零件的加工是按事 先编好的程序自动完成的，操作者除了安放穿孔带或操作键盘、装 卸工件、对关键工序的中间检测以及观察机床运行之外，不需要进 行复杂的重复性手工操作，劳动强度与紧张程度均可大为减轻，加 上数控机床一般有较好的安全防护、自动排屑、自动冷却和自动润 滑装置，操作者的劳动条件也大为改善。 (4)生产效率高。零件加工所需的`时间主要包括机动时间和辅助时间两部分。数控机床主轴的转速和进给量的变化范围比普通机床大，因此数控机床的每一道工序都可选用最有利的切削用量。由于 数控机床的结构刚性好，因此，允许进行大切削量的强力切削，这 就提高了切削效率，节省了机动时间。因为数控机床的移动部件的 空行程运动速度快，所以工件的装夹时间、辅助时间比一般机床少。 数拉机床更换被加工零件时几乎不需要重新调整机床.故节省了 零件安装调整时间。数控机床加工质量稳定，一般只做首件检验和

数控技术及应用试题及答案

全国2010年10月高等教育自学考试 数控技术及应用试题 课程代码：02195 一、单项选择题(本大题共20小题，每小题2分，共40分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.在逐点比较法圆弧插补中，若偏差函数大于零，则刀具位于( ) A.圆上 B.圆外 C.圆内 D.圆心 2.第一象限的一段圆弧AB的起点坐标为(0，5)，终点坐标为(5，0)，采用逐点比较法顺圆插补完这段圆弧时，沿两坐标轴走的总步数是( ) A.5 B.10 C.15 D.20 3.脉冲增量插补法适用于( ) A.以步进电机作为驱动元件的开环数控系统 B.以直流电机作为驱动元件的闭环数控系统 C.以交流电机作为驱动元件的闭环数控系统 D.以直线或交流电机作为驱动元件的闭环数控系统 4.基于教材JB3298—83标准，一般表示逆圆插补的G功能代码是( ) A.G02 B.G01 C.G03 D.G04 5.对步进电机驱动系统，当输入一个脉冲后，通过机床传动部件使工作台相应地移动一个 ( ) A.步距角 B.导程 C.螺距 D.脉冲当量 6.步进电动机转子前进的步数多于电脉冲数的现象为( ) A.丢步 B.失步 C.越步 D.异步 7.若数控冲床的快速进给速度v=15m／min，快进时步进电动机的工作频率f=5000Hz，则脉冲当量为( ) A.0.01mm B.0.02mm C.0.05mm D.0.1mm

8.与交流伺服电机相比，直流伺服电机的过载能力( ) A.差 B.强 C.相当 D.不能比较 9.直接数控系统又称为群控系统，其英文缩写是( ) A.C B.DNC C.CIMS D.FMS 10.在下列相位比较式进给位置伺服系统的四个环节中，等同于一个增益可控的比例放大器的是( ) A.脉冲／相位变换器 B.鉴相器 C.正余弦函数发生器 D.位置控制器 11.采用开环进给伺服系统的机床上，通常不．安装( ) A.伺服系统 B.制动器 C.数控系统 D.位置检测器件 12.在下列脉冲比较式进给位置伺服系统的四个环节中，用来计算位置跟随误差的是( ) A.可逆计数器UDC B.位置检测器 C.同步电路 D.AM偏差补偿寄存器+ 13.一五相混合式步进电动机，转子齿数为100，当五相十拍运行时，其步距角为( ) A.0.36° B.0.72° C.0.75° D.1.5° 14.普通的旋转变压器测量精度( ) A.很高 B.较高 C.较低 D.很低 15.在光栅位移传感器中，为了得到两个相位相差90°的正弦信号，一般在相距______莫尔条纹间距的位置上设置两个光电元件。( ) A.1／4个 B.1／3个 C.1／2个 D.1个 16.目前标准的直线感应同步器定尺绕组节距为( ) A.0.5mm B.1mm C.2mm D.5mm

数控技术及应用考试题库

填空题 1、使用作位置检测装置的半闭环进给系统，一方面用它作实际 位移反馈信号，另一方面作测速信号。[旋转变压器] 2、圆弧插补时，通常把与时钟走向一致的圆弧叫______，反之称为 _______。[顺圆、逆圆] 3、为了防止机床强电系统干扰和其他类型外界干扰通过I/O控制回路进 入计算机，在控制计算机中，经常采用_______的输入和输出电路。 [光电隔离] 4、数控车床自动换刀装置的刀架动作是刀架抬起、____ __、_____ __、_____ _。 [刀架转位、刀架定位、夹紧刀架] 5、循环指令G81用于加工，G82用于加工。[车端面、车螺纹] 6、粗加工复合循环指令G72主要用于加工，G76主要用于加 工。 [端面车削、螺纹切削] 7、按照伺服系统类型，可将数控机床的控制系统分为、和 。 [开环、半闭环、闭环] 8、在子程序中出现M99程序段，则表示。[子程序结束，返回主程序] 9、数控机床程序编制可分为、。[手工编程、自动编程] 10、脉冲编码器是一种位置检测元件，按照编码方式，可分 为和两种。 [光学式、增量式、绝对式] 11、数控机床的主运动变速系统主要采用。[有级变速和无级变速相结合方法] 12、一个零件加工的程序是由遵循一定结构、句法和格式规则的若干 个组成的，而每个 是由若干个组成的。[程序段、程序段、指令字] 13、在数控编程时，使用_______指令后，就表示程序结束并返回到零件程序头。[M30] 14、主程序调用子程序的程序段表示为。[M98 P（子程序号）] 15、对步进电机施加一个电脉冲信号，步进电机就回转一个固定的角 度，这个角度叫做______，电机的总角位移和输入脉冲的_______成正比，而电机的转速则正比于输入脉冲的______。[步距角、数量、频率] 16、数控机床的是由机床制造厂在机床上设置的一个不变的点。[零点] 17、现代数控机床的辅助动作，如刀具的更换和切削液的启停等是

数控机床的应用

数控机床的应用 在机械制造行业中，机床是一种主要的生产设备。机械制造行业的产品，其结构日趋复杂，精度和性能要求日趋提高，因此对生产设备——机床也相应地提出了高效率、高精度和高自动化的要求。 大批大量生产的产品，如汽车、拖拉机与家用电器的零件，为了提高产量和质量，广泛采用组合机床、凸轮控制的多刀多工位机床以及专用的自动生产线和自动化车间进行加工。但是应用这类专用机床和生产设备，生产准备周期长，使更新产品及修改加工工艺的时间较长，费用较高，制约了产品的更新换代。 在制造行业中，单件与小批量产品占到70％——80％，这类产品的零件一般都采用通用机床来加工，通用机床的自动化程度不高，基本上由人工操作，难于提高生产效率和保证产品质量，特别是一些由曲线、曲面组成的复杂零件，只能借助划线和样板，用手工操作的方法来加工，或者利用靠模和仿形机床来加工，其加工精度和生产效率仍会受到很大的限制。 数控机床，就是为了解决单件、小批量，特别是复杂型面零件加工的自动化并保证质量要求而产生的。1952年美国

PARSONS公司与麻省理工学院（MIT）合作研制了第一台三坐标数控铣床，它综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密检测与新型机械结构等多方面的技术成果，是一种新型的机床，可用于加工复杂曲面零件。该铣床的研制成功是机械制造行业中的一次技术革命，使机械制造业的发展进入了一个新的阶段。从第一台数控机床问世到现在的半个世纪中，数控技术的发展非常迅速，几乎所有品种的机床都实现了数控化。数控机床的应用领域也从航空工业部门逐步扩大到汽车、造船、机床、建筑等民用机械制造行业。此外，还出现了金属成型类数控机床：如数控折弯机，数控弯管机，数控步冲机等；特种加工数控机床：如数控线（电极）切割机、数控火焰切割机、数控激光切割机床等；其他还有：数控绘图机、数控三坐标测量机等。特别是相继出现的自动换刀数控机床（即加工中心Machining Center）、直接数字控制系统（即计算机群控系统，DNC，Direct Numerical Control）、自适应控制系统（AC，Adaptive Control）、柔性制造系统（FMS，Flexible Manufacturing System）、计算机集成（综合）制造系统(CIMS，Computer Integrated Manufacturing System )等，进一步说明，数控机床已经成为组成现代机械制造生产系统，实现计算机辅助设计（CAD）、制造（CAM）、检验（CAT）与生产管理等全部生产过程自动化的基本设备。

数控机床原理与应用A卷

《数控机床原理与应用》试卷（A 卷） 年级： 2011级 班级：机电4、5 数控1、2 考试方式：考查 一、填空（30分） 1、数控系统主要由 和 两大部分组成。数控系统的控制精度很大程度取决于 ，而数控系统的功能取决于 。 2、数控系统的数据转换流程为 、 、 、 和 。 3、刀具补偿分为 、 和 。 4、在插补过程中，脉冲频率决定 ，脉冲个数和脉冲方向决定 ，脉冲当量的大小决定了 。 5、在逐点比较法中，每进给一步都需要进行 、 、 和 四个步骤。 6、数控机床主传动方式有 传动、 传动和 传动三种方式。 7、滚珠丝杆的传动间隙是 ，为消除间隙，常采用 机构，具体结构形式有 调隙式、 调隙式和 调隙式。 8、刀库的形式很多，结构也各不相同，加工中心最常用的刀库有 刀库和 刀库两种。 9、数控机床中，主轴准停装置用 。 二、选择题（20分） 1、 闭环控制系统的位置检测装置装在 。 Ａ.传动丝杠上；Ｂ.伺服电动机轴上；Ｃ.机床移动部件上；Ｄ.数控装置中 2、 刀尖半径左补偿方向的规定是 。 A.沿刀具运动方向看，工件位于刀具左侧B.沿工件运动方向看，工件位于刀具左侧； C.沿工件运动方向看，刀具位于工件左侧D.沿刀具运动方向看，刀具位于工件左侧 3、 进给伺服系统根据 驱动工作台（刀具）运动。 A 、 输入信号 B 、 脉冲当量 C 、 输入电压 4、数控机床的数控装置包括 。 A 、光电读带机和输入程序载体 B 、步进电机和伺服系统 C 、输入、信息处理和输出单元 D 、位移、速度传感器和反馈系统 5、回零操作就是使运动部件回到 。 A 、机床坐标系原点； B 、机床的机械零点； C 、工件坐标的原点。 6、数控机床与普通机床的主机最大不同是数控机床主机采用 A.伺服系统 B.滚动导轨 C.数控装置 D.滚珠丝杠 7、滚珠丝杆副消除间隙的目的主要是（） A.提高反向传动精度 B.增大驱动力矩 C. 提高使用寿命 D.减小摩擦力矩 8、步进电动机的角位移与（）成正比 A.脉冲当量 B.步距角 C. 通电频率 D. 脉冲数量 9、通常情况下，，平行于机床主轴的坐标轴是（） A.X B.Y C. Z D. 不确定 10、闭环控制系统比开环控制系统（） A.稳定性好 B.精度高 C. 价格低 D.维护简单

数控机床的组成及基本工作原理

1．2 数控机床的组成及基本工作原理 一、数控机床组成 数控机床由：程序、输人/输出装置、CNC单元、伺服系统、位置反馈系统、机床本体组成。 1、程序的存储介质，又称程序载体 1)穿孔纸带（过时、淘汰）； 2)盒式磁带（过时、淘汰）； 3)软盘、磁盘、U盘； 4)通信。 2、输人/输出装置 1)对于穿孔纸带，配用光电阅读机；（过时、淘汰）； 2)对于盒式磁带，配用录放机；（过时、淘汰）； 3)对于软磁盘，配用软盘驱动器和驱动卡； 4)现代数控机床，还可以通过手动方式(MDI方式)； 5)DNC网络通讯、RS232串口通讯。 3、CNC单元 CNC单元是数控机床的核心，CNC单元由信息的输入、处理和输出三个部分组成。 CNC单元接受数字化信息，经过数控装置的控制软件和逻辑电路进行译码、插补、逻辑处理后，将各种指令信息输出给伺服系统，伺服系统驱动执行部件作进给运动。其它的还有主运动部件的变速、换向和启停信号；选择和交换刀具的刀具指令信号，冷却、润滑的启停、工件和机床部件松开、夹紧、分度台转位等辅助指令信号等。 准备功能：G00,G01,G02,G03, 辅助功能：M03，M04 刀具、进给速度、主轴：T，F，S 4、伺服系统 由驱动器、驱动电机组成，并与机床上的执行部件和机械传动部件组成数控机床的进给系统。它的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床移动部件的运动。对于步进电机来说，每一个脉冲信号使电机转过一个角度，进而带动机床移动部件移动一个微小距离。每个进给运动的执行部件都有相应的伺服驱动系统，整个机床的性能主要取决于伺服系统。如三轴联动的机床就有三套驱动系统。 脉冲当量：每一个脉冲信号使机床移动部件移动的位移量。常用的脉冲当量为0.001mm/脉冲。 5、位置反馈系统（检测反馈系统） 伺服电动机的转角位移的反馈、数控机床执行机构(工作台)的位移反馈。包括光栅、旋转编码器、激光测距仪、磁栅等。（作业：让同学们网上查找反馈元件，下节课用5分钟自述所查内容） 反馈装置把检测结果转化为电信号反馈给数控装置，通过比较，计算实际位置与指令位置之间的偏差，并发出偏差指令控制执行部件的进给运动。 反馈系统包括半闭环、闭环两种系统。 6、机床的机械部件 1)主运动部件

数控机床的应用范围和特点

第1章前言 1.1前言 随着科学技术和市场经济的不断发展, 对机械产品提出了高精度、高效率通用性和灵活性的要求。虽然许多生产企业（如汽车、家用电器等制造厂）已经采用了自动机床和专用自动生产线，可以提高生产效率、提高产品质量、降低生产成本，但是由于市场竞争日趋激烈，这就要求企业必须不断开发新产品。在频繁的开发新产品的生产过程中，使用“刚性”（不可变）的自动化设备，由于其工艺过程的改变极其复杂，因此刚性自动化设备的缺点暴露无遗。另外，在机械制造业中，并不是所有产品零件都具有很大的批量。据统计，单件小批量生产约占加工总量的75%～80%。对于单件、小批，复杂零件的加工，若用“刚性”自动化设备加工，则生产成本高、生产周期长，而且加工精度也很难符合要求。为了解决上述问题，并满足新产品的开发和多品种、小批量生产的自动化，国内外已研制生产了一种灵活的、通用的、万能的、能适应产品频繁变化的数控机床。 数控机床就是针对这些要求而产生的一种新型自动化机床。数控机床是机电一体化重要组成部分，是集精密机械技术、计算机技术、自动控制技术、微电子技术和伺服驱动技术于一体的高度机电一体化典型产品。数控机床体现了当前世界机床进步的主流, 是衡量机械制造工作水平的重要指标。在先进制造技术中起着重要的基础核心作用, 数控机床是一种价格昂贵的精密设备,具有与普通机床不同的鲜明特点。 1.2.数控机床的发展 自从1952年美国麻省理工学院研制出世界上第一台数控机床以来，数控机床在制造工业，特别是在汽车、航空航天、以及军事工业中被广泛地应用，数控技术无论在硬件和软件方面，都有飞速发展。在数控机床的早期产品中，数控装置是专用的。近年来，数控系统技术的突飞猛进，柔性制造系统的迅速发展和超高速切削超精密加工等技术的广泛应用，以及电子计算机信息技术的不断成熟，为数控机床的技术进步提供有利条件的同时，也提出了更高的要求。数控装置中的逻辑电路已被计算机所取代，从而实现了控制多样化和多功能化，为更好地满足市场的需要，达到现代制造技术对数控机床所提出的更高要求，使数控机床控制功能实现最佳控制和自适应控制，在数控机床中增加其系统诊断功能并通过传感器反馈，实现加工智能化，更好地保证系统的可靠性是十分必要的。总之，数控机床应不断吸收最新最先进技术成就，朝着高可靠性、高速度化、高效率化、高精度化、高柔性化、高智能化、数控编程自动化、制造控制系统小型化、多功能复合化、设计宜人化等方向发展然而，由于我国工业基础相对薄弱，以企业为主体的创新体系尚未建立，数控机床产业化时间短；企业自身装备的数控化效率低，信息化管理水平不高，对国外尖端技术的依存度很高；数控机床行业发展技术能力低下，研发能力有限，基础技术和关键技术研究还很薄弱，基础开发理论研究基础工艺研究和应用软件开发还不能适应数控技术快速发展的要求；科技人才不足, 缺乏高级技术人员，科技投入和科研设施尚不适应等，这些问题的存在，使得我国数控机床 1