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1数控机床与编程复习题1、名词解释1、数控机床数控机床就是将加工过程所需的各种操作和步骤，以及刀具与工件之间的相对位移量用数字化的代码来表示，通过数控系统发出各种指令来控制机床的伺服系统或其它执行元件，使机床自动加工出所需要的工件。2、计算机数控随着电子技术和计算机技术的不断发展，数控系统经历了采用电子管、晶体管、集成电路，直接用计算机控制的数控系统称为计算机数控。3、柔性制造系统柔性制造系统(FMS)由加工系统、物料输送系统和信息系统组成，由中央计算机控制的自动化制造系统。4、计算机集成制造系统计算机集成制造系统，是通过计算机、网络、数据库等硬、软件将企业的产品设计、加工制造、经营管理等方面的所有活动集成起来，使企业的产品质量大幅度提高，缩短产品开发和生产周期，提高生产效率，降低生产成本的一种先进制造技术。5、开环伺服系统无检测反馈装置，用步进电动机驱动的系统称为开环伺服系统。6、闭环伺服系统检测装置安装在带动刀具或工件移动的部件上，直接检测移动部件的移动距离，并将检测数据反馈给数控系统进行误差补偿。7、半闭环伺服系统半闭环系统中的检测元件安装在伺服电动机上，检测移动部件的位移和速度，因而半闭环系统控制精度不如闭环系统。8、数控软件数控软件是一系列能完成数控系统各种功能的程序的集合。9、误差软件补偿根据数控机床引起加工误差的各个环节的定量关系，在编程中引入修正量，调整进给脉冲，达到减少和消除部分误差的作用，这就是误差的软件补偿。10、定位精度定位精度是指机床的移动部件在调整和加工过程中，根据指令信号，向目标位置移动一段距离时，实际位置与给定位置的接近程度。11、重复定位精度误差的离散带宽就是移动部件的重复定位精度。12、步进电动机是一种将电的脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的机电执行元件。13、细分驱动在每次输入脉冲切换时，不是将绕组电流全部通入或切除，而是只改变相应绕组中额定的一部分，则电机转子的每步运动也只有步距角的一部分。这样将一个步距角细分成若干个步的驱动方法称为细分驱动。14、编码器编码器是用于检测回转件的旋转方向、旋转角度和旋转速度的检测元件。15、光栅光栅是利用莫尔条纹的原理检测位移或转角的检测元件。16、磁栅磁栅是利用读取磁头与磁性标尺的相对运动检测位移或转角的检测元件。17、爬行2机床的运动部件在低速时运动的不平稳现象称为爬行。18、矢动量矢动量是工作台或刀架反向移动时的位移损失。19、准停装置准停装置是使主轴在自动换刀时准确停在某一位置的机构。20、电主轴电主轴是电动机转子与主轴联成一体的高速主轴。21、同步带同步带是能实现无相对滑动的齿型传动带。22、滚珠丝杆滚珠丝杆是在丝杆和螺母之间放入适当数量地滚珠，使丝杆和螺母之间的滑动摩擦变为滚动摩擦的传动装置。23、静压丝杆静压丝杠是在丝杠和螺母的螺旋面之间通入压力油，使其间保持一定厚度、一定刚度的压力油膜，使丝杠和螺母之间成为纯液体摩擦的传动副。34、中空滚珠丝杆为获得较高的进给速度，将丝杠制成空心，通入冷却液强行冷却的滚珠丝杠称为中空滚珠丝。24、直线电机直线电机是直接产生直线运动的电动机，可作为进给驱动系统。25、液体静压导轨液体静压导轨是导轨面间有一层静压油膜，其摩擦性质属于纯液体摩擦的导轨。26、液体动压导轨液体动压导轨是当导轨面之间相对滑动速度达到一定值时，液体的动压效应使导轨面间形成压力油膜的导轨。27、贴塑导轨贴塑导轨是在动导轨的摩擦表面上贴上一层由塑料等其它化学材料组成的塑料薄膜软带，以提高导轨的耐磨性，降低摩擦系数。28、滚动导轨滚动导轨是两导轨面之间放置滚动体使导轨面的摩擦性质成为滚动摩擦的导轨。29、直线滚动导轨直线滚动导轨是由一根长导轨轴和一个或几个滚动体滑块组成的导轨。30、手工编程利用一般的计算工具，通过各种数学方法，人工进行刀具轨迹的运算，并进行指令编制。31、CAD/CAM编程利用CAD/CAM系统进行零件的设计、分析，自动进行加工编程。32、准备功能（G代码）它是建立机床或控制数控系统工作方式的一种命令，它由地址G及其后的两位数字组成。33、辅助功能（M代码）主要用来表示机床操作时，各种辅助动作及其状态。它由地址M及其后的两位数字组成。34、F功能指定进给速度。由地址F和其后面的数字组成。35、S功能指定主轴转速或速度，用地址S和其后的数字组成。36、T功能指令数控系统进行选刀或换刀。用地址T和其后的数字来指定刀具号和刀具补偿号。37、模态代码模态代码是指某一G代码一经指定就一直有效，直到后边程序段中使用同组G代码才能取代它。338、绝对值编程绝对值编程是根据预先设定的编程原点计算出绝对值坐标尺寸进行编程的一种方法。39、增量编程增量值编程是根据与前一个位置的坐标值增量来表示位置的一种编程方法。40、程序原点程序原点是指程序中的坐标原点，即在数控加工时，刀具相对于工件运动的起点。41、参考点参考点是机床上的一个固定点，是刀具退离的一个固定不变的极限点，其位置由机械挡块来确定。42、子程序编制程序中，有时会遇到一组程序段在一个程序中多次出现，这个典型的加工程序段可以做成固定程序，并单独加以命名，这就称为子程序。2、问答题1、是什么原因促使人们研究数控机床？⑴科学技术和社会生产的不断发展，对机械产品的质量和生产率提出了越来越高的要求。⑵提高生产效率，降低生产成本，改善工人的劳动条件。⑶满足多品种、小批量的自动化生产，迫切需要一种能够适应产品频繁变化的柔性自动化机床。2、数控机床有何优点？⑴对加工对象改型的适应性强⑵加工精度高⑶加工生产率高⑷减轻操作者的劳动强度⑸便于生产管理的现代化3、简述数控机床和数控系统的发展趋势。⑴高速、高精度化⑵提高数控系统的可靠性⑶CNC系统的智能化⑷具有更高的通信功能4、简述数控机床的应用范围。⑴多品种小批量生产的零件⑵结构比较复杂的零件⑶需要频繁改型的零件⑷需要最短生产周期的急需零件5、数控机床按机械运动的轨迹分类，分为哪几类？若按伺服系统的类型分类，分为哪几类？它们各有何特点？⑴点位控制数控机床，只要求获得精确的坐标定位精度，而不管轨迹运动⑵直线控制数控机床，不仅要求具有准确定位的功能，而且要求从一点到另一点之间按直线移动，并能控制位移的速度⑶轮廓控制的数控机床，能同时控制两个或两个以上的轴进行插补运算，对位移和速度进行严格的不间断控制⑴开环伺服系统数控机床，数控系统将零件的程序处理后，输出数字指令信号给伺服系统，驱动机床运动，没有来自位置传感器的反馈信号⑵闭环伺服系统数控机床，接受插补器指令的同时，接受工作台测得的实际位置反馈信号，根据其差值不断进行误差修正⑶半闭环伺服系统的数控机床，将测量元件安装于电动机端头或丝杠端头6、什么是经济型数控系统？它比较适合哪些用途？⑴把由单片机和步进电动机组成的数控系统和其它功能简单、价格低的系统称为经济型数控系统。⑵经济型数控系统功能适当，价格低廉，特别适合中小企业对原有机床进行数控化、自动化技术改造，以提高生4产效率。7、简要分析影响机床定位精度的因素。机床的定位精度受到机床电气或机械装置以及机床使用过程中的负载变化、振动、热变形等因素的影响，其中主要影响因素有：(1)步进电动机的误差1)步进电动机的步距角误差2)步进电动机的动态误差3)步进电动机的启停误差4)步进电动机失步产生的误差(2)机械传动部分的误差1)齿轮副或同步带传动副的传动误差及传动间隙2)滚珠丝杠螺母副的传动误差及传动间隙3)导轨副的误差4)机械传动部件的受力变形5)机械进给部件的热变形8、目前伺服系统的常用驱动元件有哪几种？各有何特点？⑴步进电动机，角位移或线位移与脉冲数成正比，能快速地启动、制动和反转；当停止输入控制脉冲后，只要维持控制绕组电流不变，电机可以保持在某—固定位置上，所以步进电动机具有自整步的能力；步进电动机没有一周累积误差，所以定位精度较高。⑵直流伺服电动机，具有良好的调速特性，但电刷和换向器易磨损．需要经常维护；而且换向器换向时会产生火花，使电动机的最高转速受到限制。⑶交流异步电动机，结构简单，它与同容量的直流电动机相比，重量约轻1／2，价格仅为直流电动机的l／3左右。它的缺点是不能经济地实现范围较广的平滑调速，必须从电网吸收滞后的励磁电流，因而会使电网功率因数变坏。9、试述步进电机的工作原理及其主要特性参数？如图示，先将电脉冲加到U相励磁绕组，定子U相磁极就产生磁场，并对转子产生磁拉力，使转子的1、3两个齿与定子的U相磁极对齐，而后再将电脉冲通入V相励磁绕组，定子V和磁极便产生磁场，并对转子产生磁拉力，这时转子2、4两个齿与定子V相靠得最近，于是转子便沿着逆时针方向转过30°角，使转子2、4两个齿与定子V相磁极对齐。如果按U→V→W→U的顺序通电，转子则沿着逆时针方向一步步地转动。⑴步距角⑵静态步距角误差⑶)最大静转矩⑷空载起动频率⑸连续运行最高工作频率10、数控机床对位置检测装置有何要求？在闭环和半闭环系统中，测量装置是保证机床加工精度的关键，数控机床对位置检测装有以下几点要求。⑴满足数控机床的精度和速度要求，选择检测装置的分辨率或脉冲当量，要比加工精度高一个数量级。⑵工作可靠，能抗各种电磁干扰，温、湿度变化对测量精度影响小。⑶测量装置的安装精度要合理，要有较好的防尘、防油雾、防切屑等措施。⑷成本低11、简述光栅的工作原理。光栅是一根精确的测量尺，把指示光栅平行放在标尺光栅侧面，并使它们的刻线相对倾斜一个很小角度θ，光源放在标尺光栅另一侧面。当光线通过时，在指示光栅上会产生莫尔条纹。当指示光栅移动时，莫尔条纹随着移动，移动方向几乎与光栅移动方向垂直，指示光栅相对标尺光栅移动一个刻线距离，莫尔条纹也移动一个莫尔条纹间距。利用莫尔条纹的放大原理可方便地测出移动量。12、数控机床对机械机构有何要求？⑴高刚度，机床刚度是指机床抵抗由切削力和其它力引起变形的能力。⑵高抗振性，机床的抗振性指的是抵抗强迫振动和自激振动的能力。⑶高的低速运动平稳性，低速进给运动的平稳性极大地影响到零件的加工精度。5⑷高的定位精度，机床的定位精度受到所有电气元件和机械装置精度的综合影响。⑸热变形对加工精度的影响小，数控机床的热变形，是影响加工精度的重要因素。13、什么是接触刚度？请图示分析。两个接触平面，由于微观不平，真正接触的只是一些高点，因而实际接触面积小于名义接触面积，如图所示。接触刚度Kj与接触面之间的压强有关，当压强很小时，两个面之间只有少数高点接触，接触刚度较低；压强较大时，这些高点产生了变形，实际接触面扩大了，接触刚度也提高了。考虑到非线性，接触刚度应准确地定义为：pddpKj14、同步带传动有何特点？⑴传动过程中无相对滑动，因而可保持恒定的传动比，传动精度较高。⑵齿形带传动工作平稳，结构紧凑，无噪音，有良好的减振性能，无需润滑。⑶齿形带无需特别张紧，故作用在轴和轴承等上的载荷较小，传动效率较高。⑷齿形带传动的缺点是制造工艺较复杂，传递功率较小，寿命较低。15、数控机床对进给系统有何要求？⑴高的传动刚度，刚度不足与摩擦阻力一起会导致工作台产生爬行现象以及造成反向死区，影响传动准确性。⑵低的摩擦，进给传动系统要求运动平稳，定位准确，快速响应特性好，因此，必须减小运动件的摩擦阻力和动、静摩擦系数之差。⑶小的惯量，进给系统由于经常需进行起动、停止、变速或反向，若机械传动装置惯量大，会增大负载并使系统动态性能变差。⑷消除传动间隙，间隙是进给系统降低传动精度、刚度和造成进给系统反向死区的主要原因之一，因此对传动链的各个环节，包括：联轴器、齿轮副、丝杆螺母副、蜗杆蜗轮副及支承部件等均应采取消除间隙的措施.16、数控机床为何普遍使用滚珠丝杆？数控机床普遍使用滚珠丝杆是因为：⑴滚珠丝杠传动摩擦系数小，传动精度高；⑵传动效率达85%～98%，是普通滑动丝杠传动的2～4倍。⑶动、静摩擦系数之差很小，有利于防止爬行和提高进给系统的灵敏度；⑷采用消除反向间隙并预紧的措施，有助于提高定位精度和刚度。17、WD4008—2.5×2/J左—300×400各组符号的含义是什么？它表示外循