数控机床编程技术第二版(数控机床编程技术第二版李海梅第四章例

数控车削编程与操作练习(第2版)习题答案

中级数控铣床/加工中心操作工

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CNC EDM操作指南（第二版）

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西安石油大学机械系07级数控机床呢编程技术试卷和答案 急急急 快的再加100

数控机床编程与操作试题库及答案

一． 是非题

（一） 职业道德

1.1.1（√）安全管理是综合考虑“物”的生产管理功能和“人”的管理，目的是生产更好的产品

1.1.2（√） 通常车间生产过程仅仅包含以下四个组成部分：基本生产过程、辅助生产过程、生产技术准备过程、生产服务过程。

1.1.3（√） 车间生产作业的主要管理内容是统计、考核和分析。

1.1.4（√） 车间日常工艺管理中首要任务是组织职工学习工艺文件，进行遵守工艺纪律的宣传教育，并例行工艺纪律的检查。

（二） 基础知识

1.2.1（×）当数控加工程序编制完成后即可进行正式加工。

1.2.2（×）数控机床是在普通机床的基础上将普通电气装置更换成CNC控制装置。

1.2.3（√）圆弧插补中，对于整圆，其起点和终点相重合，用R编程无法定义，所以只能用圆心坐标编程。

1.2.4（√）插补运动的实际插补轨迹始终不可能与理想轨迹完全相同。

1.2.5（×）数控机床编程有绝对值和增量值编程，使用时不能将它们放在同一程序段中。

1.2.6（×）用数显技术改造后的机床就是数控机床。

1.2.7（√）G代码可以分为模态G代码和非模态G代码。

1.2.8（×）G00、G01指令都能使机床坐标轴准确到位，因此它们都是插补指令。

1.2.9（√）圆弧插补用半径编程时，当圆弧所对应的圆心角大于180o时半径取负值。

1.2.10（×）不同的数控机床可能选用不同的数控系统，但数控加工程序指令都是相同的。

1.2.11（×）数控机床按控制系统的特点可分为开环、闭环和半闭环系统。

1.2.12（√）在开环和半闭环数控机床上，定位精度主要取决于进给丝杠的精度。

1.2.13（×）点位控制系统不仅要控制从一点到另一点的准确定位，还要控制从一点到另一点的路径。

1.2.14（√）常用的位移执行机构有步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机。

1.2.15（√）通常在命名或编程时，不论何种机床，都一律假定工件静止刀具移动。

1.2.16（×）数控机床适用于单品种，大批量的生产。

1.2.17（×）一个主程序中只能有一个子程序。

1.2.18（×）子程序的编写方式必须是增量方式。

1.2.19（×）数控机床的常用控制介质就是穿孔纸带。

1.2.20（√）程序段的顺序号，根据数控系统的不同，在某些系统中可以省略的。

1.2.21（×）绝对编程和增量编程不能在同一程序中混合使用。

1.2.22（×）数控机床在输入程序时，不论何种系统座标值不论是整数和小数都不必加入小数点。

1.2.23（√）RS232主要作用是用于程序的自动输入。

1.2.24（√）车削中心必须配备动力刀架。

1.2.25（×）Y坐标的圆心坐标符号一般用K表示。

1.2.26（√）非模态指令只能在本程序段内有效。

1.2.27（×）X坐标的圆心坐标符号一般用K表示。

1.2.28（×）数控铣床属于直线控制系统。

1.2.29（√）采用滚珠丝杠作为X轴和Z轴传动的数控车床机械间隙一般可忽略不计。

1.2.30（√）旧机床改造的数控车床，常采用梯形螺纹丝杠作为传动副，其反向间隙需事先测量出来进行补偿。

1.2.31（√）顺时针圆弧插补（G02）和逆时针圆弧插补（G03）的判别方向是：沿着不在圆弧平面内的坐标轴正方向向负方向看去，顺时针方向为G02，逆时针方向为G03。

1.2.32（×）顺时针圆弧插补（G02）和逆时针圆弧插补（G03）的判别方向是：沿着不在圆弧平面内的坐标轴负方向向正方向看去，顺时针方向为G02，逆时针方向为G03。

1.2.33（√）伺服系统的执行机构常采用直流或交流伺服电动机。

1.2.34（√）直线控制的特点只允许在机床的各个自然坐标轴上移动，在运动过程中进行加工。

1.2.35（×）数控车床的特点是Z轴进给1mm，零件的直径减小2mm。

1.2.36（×）只有采用CNC技术的机床才叫数控机床。

1.2.37（√）数控机床按工艺用途分类，可分为数控切削机床、数控电加工机床、数控测量机等。

1.2.38（×）数控机床按控制坐标轴数分类，可分为两坐标数控机床、三坐标数控机床、多坐标数控机床和五面加工数控机床等。

1.2.39（×）数控车床刀架的定位精度和垂直精度中影响加工精度的主要是前者。

1.2.39（×）最常见的2轴半坐标控制的数控铣床，实际上就是一台三轴联动的数控铣床。

1.2.40（√）四坐标数控铣床是在三坐标数控铣床上增加一个数控回转工作台。

1.2.41（√）液压系统的输出功率就是液压缸等执行元件的工作功率。

1.2.42（×）液压系统的效率是由液阻和泄漏来确定的。

1.2.43（√）调速阀是一个节流阀和一个减压阀串联而成的组合阀。

1.2.44（×）液压缸的功能是将液压能转化为机械能。

1.2.45（×）数控铣床加工时保持工件切削点的线速度不变的功能称为恒线速度控制。

1.2.46（√）由存储单元在加工前存放最大允许加工范围，而当加工到约定尺寸时数控系统能够自动停止，这种功能称为软件形行程限位。

1.2.47（√）点位控制的特点是，可以以任意途径达到要计算的点，因为在定位过程中不进行加工。

1.2.48（√）数控车床加工球面工件是按照数控系统编程的格式要求，写出相应的圆弧插补程序段。

1.2.49（√）伺服系统包括驱动装置和执行机构两大部分。

1.2.50（√）不同结构布局的数控机床有不同的运动方式，但无论何种形式，编程时都认为刀具相对于工件运动。

1.2.51（×）不同结构布局的数控机床有不同的运动方式，但无论何种形式，编程时都认为工件相对于刀具运动。

1.2.52（×）一个主程序调用另一个主程序称为主程序嵌套。

1.2.53（×）数控车床的刀具功能字T既指定了刀具数，又指定了刀具号。

1.2.54（×）数控机床的编程方式是绝对编程或增量编程。

1.2.55（√）数控机床用恒线速度控制加工端面、锥度和圆弧时，必须限制主轴的最高转速。

1.2.56（×）螺纹指令G32 X41.0 W-43.0 F1.5是以每分钟1.5mm的速度加工螺纹。

1.2.57（×）经试加工验证的数控加工程序就能保证零件加工合格。

1.2.58（√）数控机床的镜象功能适用于数控铣床和加工中心。

1.2.59（×）数控机床加工时选择刀具的切削角度与普通机床加工时是不同的。

1.2.60（×）数控铣床加工时保持工件切削点的线速度不变的功能称为恒线速度控制。

1.2.61（×）在数控加工中，如果圆弧指令后的半径遗漏，则圆弧指令作直线指令执行。

1.2.62（√）车床的进给方式分每分钟进给和每转进给两种，一般可用G94和G95区分。

（三） 数控加工实施

1.3.1（√）在数控机床上加工零件，应尽量选用组合夹具和通用夹具装夹工件。避免采用专用夹具。

1.3.2（×）保证数控机床各运动部件间的良好润滑就能提高机床寿命。

1.3.3（√）数控机床加工过程中可以根据需要改变主轴速度和进给速度。

1.3.4（√）车床主轴编码器的作用是防止切削螺纹时乱扣。

1.3.5（×）跟刀架是固定在机床导轨上来抵消车削时的径向切削力的。

1.3.6（×）切削速度增大时，切削温度升高，刀具耐用度大。

1.3.7（×）数控机床进给传动机构中采用滚珠丝杠的原因主要是为了提高丝杠精度。

1.3.8（×）数控车床可以车削直线、斜线、圆弧、公制和英制螺纹、圆柱管螺纹、圆锥螺纹，但是不能车削多头螺纹。

1.3.9（×）平行度的符号是 //，垂直度的符号是 ┸ , 圆度的符号是 〇。

1.3.10（√）数控机床为了避免运动件运动时出现爬行现象，可以通过减少运动件的摩擦实现。

1.3.11（×）切削中，对切削力影响较小的是前角和主偏角。

1.3.12（×）同一工件，无论用数控机床加工还是用普通机床加工，其工序都一样。

1.3.13（×）数控机床的定位精度与数控机床的分辨率精度是一致的。

（四） 编制数控程序

1.4.1（√）刀具半径补偿是一种平面补偿，而不是轴的补偿。

1.4.2（√）固定循环是预先给定一系列操作，用来控制机床的位移或主轴运转。

1.4.3（√）数控车床的刀具补偿功能有刀尖半径补偿与刀具位置补偿。

1.4.4（×）刀具补偿寄存器内只允许存入正值。

1.4.5（×）数控机床的机床坐标原点和机床参考点是重合的。

1.4.6（×）机床参考点在机床上是一个浮动的点。

1.4.7（√）外圆粗车循环方式适合于加工棒料毛坯除去较大余量的切削。

1.4.8（√）固定形状粗车循环方式适合于加工已基本铸造或锻造成型的工件。

1.4.9（×）外圆粗车循环方式适合于加工已基本铸造或锻造成型的工件。

1.4.10（√）刀具补偿功能包括刀补的建立、刀补的执行和刀补的取消三个阶段。

1.4.11（×）刀具补偿功能包括刀补的建立和刀补的执行二个阶段。

1.4.12（×）数控机床配备的固定循环功能主要用于孔加工。

1.4.13（√）数控铣削机床配备的固定循环功能主要用于钻孔、镗孔、攻螺纹等。

1.4.14（×）编制数控加工程序时一般以机床坐标系作为编程的坐标系。

1.4.15（√）机床参考点是数控机床上固有的机械原点，该点到机床坐标原点在进给坐标轴方向上的距离可在机床出厂时设定。

（五） 操作数控机床

1.5.1（√）因为毛坯表面的重复定位精度差，所以粗基准一般只能使用一次。

1.5.2（×）表面粗糙度高度参数Ra值愈大，表示表面粗糙度要求愈高；Ra值愈小，表示表面粗糙度要求愈低。

1.5.3（√）标准麻花钻的横刃斜角为50°～55°。

1.5.4（√）数控机床的位移检测装置主要有直线型和旋转型。

1.5.5（×）基本型群钻是群钻的一种，即在标准麻花钻的基础上进行修磨，形成“六尖一七刃的结构特征。

1.5.6（√）陶瓷的主要成分是氧化铝，其硬度、耐热性和耐磨性均比硬质合金高。

1.5.7（×）车削外圆柱面和车削套类工件时，它们的切削深度和进给量通常是相同的。

1.5.8（√）热处理调质工序一般安排在粗加工之后,半精加工之前进行。

1.5.9（√）为了保证工件达到图样所规定的精度和技术要求，夹具上的定位基准应与工件上设计基准、测量基准尽可能重合。

1.5.10（√）为了防止工件变形，夹紧部位要与支承对应，不能在工件悬空处夹紧。

1.5.11（×）在批量生产的情况下，用直接找正装夹工件比较合适。

1.5.12（√）刀具切削部位材料的硬度必须大于工件材料的硬度。

1.5.13（×）加工零件在数控编程时，首先应确定数控机床，然后分析加工零件的工艺特性。

1.5.14（×）数控切削加工程序时一般应选用轴向进刀。

1.5.15（×）因为试切法的加工精度较高，所以主要用于大批、大量生产。

1.5.16（×）具有独立的定位作用且能限制工件的自由度的支承称为辅助支承。

1.5.17（√）切削用量中，影响切削温度最大的因素是切削速度。

1.5.18（√）积屑瘤的产生在精加工时要设法避免，但对粗加工有一定的好处。

1.5.19（×）硬质合金是一种耐磨性好。耐热性高，抗弯强度和冲击韧性都较高的一种刀具材料。

1.5.20（×）在切削时，车刀出现溅火星属正常现象，可以继续切削。

1.5.21（×）刃磨车削右旋丝杠的螺纹车刀时，左侧工作后角应大于右侧工作后角。

1.5.22（√）套类工件因受刀体强度、排屑状况的影响，所以每次切削深度要少一点，进给量要慢一点。

1.5.23（√）切断实心工件时，工件半径应小于切断刀刀头长度。

1.5.24（√）切断空心工件时，工件壁厚应小于切断刀刀头长度。

1.5.25（×）数控机床对刀具的要求是能适合切削各种材料、能耐高温且有较长的使用寿命。

1.5.26（√）数控机床对刀具材料的基本要求是高的硬度、高的耐磨性、高的红硬性和足够的强度7和韧性。

1.5.27（√）工件定位时，被消除的自由度少于六个，但完全能满足加工要求的定位称不完全定位。

1.5.28（×）定位误差包括工艺误差和设计误差。

1.5.29（×）数控机床中MDI是机床诊断智能化的英文缩写。

1.5.30（×）数控机床中CCW代表顺时针方向旋转，CW代表逆时针方向旋转。

1.5.31（×）一个完整尺寸包含的四要素为尺寸线、尺寸数字、尺寸公差和箭头等四项要素。

1.5.32（√）高速钢刀具具有良好的淬透性、较高的强度、韧性和耐磨性。

1.5.33（×）长V形块可消除五个自由度。短的V形块可消除二个自由度。

1.5.34（√）长的V形块可消除四个自由度。短的V形块可消除二个自由度。

1.5.35（×）高速钢是一种含合金元素较多的工具钢，由硬度和熔点很高的碳化物和金属粘结剂组成。

1.5.36（√）零件图中的尺寸标注要求是完整、正确、清晰、合理。

1.5.37（√）硬质合金是用粉末冶金法制造的合金材料，由硬度和熔点很高的碳化物和

金属粘结剂组成。

1.5.38（√）工艺尺寸链中，组成环可分为增环与减环。

1.5.39（√）尺寸链按其功能可分为设计尺寸链和工艺尺寸链。按其尺寸性质可分为线性尺寸链和角度尺寸链。

1.5.40（×）直线型检测装置有感应同步器、光栅、旋转变压器。

1.5.41（×）常用的间接测量元件有光电编码器和感应同步器。

1.5.42（√）直线型检测元件有感应同步器、光栅、磁栅、激光干涉仪。

1.5.43（√）旋转型检测元件有旋转变压器、脉冲编码器、测速发电机。

1.5.44（√）开环进给伺服系统的数控机床，其定位精度主要取决于伺服驱动元件和机床传动机构精度、刚度和动态特性。

1.5.45（×）按数控系统操作面板上的RESET键后就能消除报警信息。

1.5.46（√）若普通机床上的一把刀只能加工一个尺寸的孔，而在数控机床这把刀可加工尺寸不同的无数个孔。

1.5.53（×）量块通常可以用于测量零件的长度尺寸。

1.5.54（×）检查加工零件尺寸时应选精度高的测量器具。

1.5.55（√）过盈配合的结合零件加工时表面粗糙度应该选小为好。

1.5.56（×）加工零件的表面粗糙度小要比大好。

1.5.57（×）用一个精密的塞规可以检查加工孔的质量。

（六） 数控机床作业管理

1.6.1（×）更换系统的后备电池时，必须在关机断电情况下进行。

1.6.2（×）炎热的夏季车间温度高达35°C以上，因此要将数控柜的门打开，以增加通风散热。

1.6.3（√）当数控机床失去对机床参考点的记忆时，必须进行返回参考点的操作。

1.6.4（×）数控机床在手动和自动运行中，一旦发现异常情况，应立即使用紧急停止按钮。

二． 单项选择题

（一） 职业道德

2.1.1 安全管理可以保证操作者在工作时的安全或提供便于工作的（B）。

A．生产场地 B．生产环境 C．生产空间

（二） 基础知识

2.2.2 加工（B）零件，宜采用数控加工设备。

A． 大批量 B 多品种中小批量 C 单件

2.2.3 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

2.2.4 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（C）。

A．传动精度 B. 运动精度和刚度 C.快速响应性能和运动精度 D. 传动精度和刚度

2.2.5 为了保证数控机床能满足不同的工艺要求，并能够获得最佳切削速度，主传动系统的要求是（C）。

A．无级调速 B.变速范围宽 C.分段无级变速 D.变速范围宽且能无级变速

2.2.6 圆弧插补指令G03 X Y R 中，X、Y后的值表示圆弧的（B）。

A．起点坐标值 B. 终点坐标值 C. 圆心坐标相对于起点的值

2.2.7 （B）使用专用机床比较合适。

A．复杂型面加工 B. 大批量加工 C. 齿轮齿形加工

2.2.8 车床上，刀尖圆弧只有在加工（ C ）时才产生加工误差。

A. 端面 B. 圆柱 C. 圆弧

2.2.9 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 D. 数控机床的传动精度

2.2.10 步进电机的转速是否通过改变电机的（ A ）而实现。

A. 脉冲频率 B. 脉冲速度 C. 通电顺序

2.2.11 目前第四代计算机采用元件为（ C ）。

A. 电子管 B. 晶体管 C. 大规模集成电路

2.2.12 确定数控机床坐标轴时，一般应先确定（ C ）。

A. X轴 B. Y轴 C. Z轴

2.2.13 数控铣床的默认加工平面是（ A ）。

A. XY平面 B. XZ平面 C. YZ平面

2.2.14 G00指令与下列的（ C ）指令不是同一组的。

A. G01 B. G02，G03 C. G04

2.2.15 开环控制系统用于（ A ）数控机床上。

A. 经济型 B. 中、高档 C. 精密

2.2.16 加工中心与数控铣床的主要区别是（ C ）。

A. 数控系统复杂程度不同 B. 机床精度不同

C. 有无自动换刀系统

2.2.17 采用数控机床加工的零件应该是（ B ）。

A. 单一零件 B. 中小批量、形状复杂、型号多变 C. 大批量

2.2.18 G02 X20 Y20 R-10 F100；所加工的一般是（ C ）。

1-11. 为什么数控机床加工的生产准备周期比普通机床加工生产准备周期短?（普通机床使用专用刀具、量具、而数控机床加工无须专用工艺装备，只须编程。）

1-12. 数控机床最适用于哪些类型零件的加工？ （复杂、高精、多种批量尤其是单件小批量。）

2-1. 空间曲面加工是否一定要有三坐标联动? （不是，亦可用3轴控制2轴联动进行加工）

2-2. 数控机床坐标系各进给轴运动的正方向总是假定为怎样的方向? （假设工件不动，刀具远离工件的方向为正。）

2-3. 什么是相对坐标编程？什么是绝对坐标编程？

（相对坐标编程：编程的坐标值按增量值的方式给定的编程方法

绝对坐标编程：编程的坐标值按绝对坐标的方式给定的编程方法）

2-4. 从大类上分类，数控加工程序编制方法有哪两种？ （手工编程、自动编程）

2-5. 被加工零件如图所示，本工序为精加工，铣刀直径为16 mm，进给速度100mm/min，主轴转速为400r/min，不考虑Z轴运动，编程单位为mm，试编制该零件的加工程序。

要求：

(1) 从A点开始进入切削，刀具绕零件顺时针方向加工，加工完成后刀具回到起刀点；

(2) 采用绝对坐标编程，指出零件上各段所对应的程序段号；

(3) 程序中有相应的M指令、S指令和刀补指令。

G92 X-15 Y-15；

N01 G90 G17 G00 G41 X0 Y0 M03 S400 D01 M08；

N02 G01 X60 Y130 F100；

N03 X120；

N04 G02 X150 Y100 I0 J-30；

N05 G01 Y50；

N06 G03 X100 Y0 I50 J0；

N07 G01 X0；

N08 G00 G40 X-15 Y-15 M05 M09；

N09 M02；

3-1. CNC装置硬件由哪几个模块组成?各模块的作用分别是什么?（计算机主板和系统总线、显示、输入输出、存储、设备辅助控制接口、位置控制、功能接口。）

3-2. 设备辅助控制接口模块的信号处理有哪两大目的?（隔离、转换。）

3-3. 根据CNC装置硬件所含有的CPU多少来分，可分为哪两大类系统? （单机系统、多机系统）

3-4. CNC装置中数据转换流程，按顺序有哪几个过程?（译码、刀补、速度预处理、插补、位控。）

3-5. 在中断型软件结构中，位置控制、键盘输入、插补运算、通信这4个中断服务程序，哪一个安排为最高级别优先级？优先级安排的原则是什么?

（位置控制级别最高。优先级安排的原则：1.控制指令高于管理指令2. 译码、刀补、速度预处理、插补、位控的优先级由低到高）

3-6. CNC装置软件从功能特征来看分为哪两大类？CNC装置的软件特点是什么？

（从功能特征来看分为：控制系统和管理系统

CNC装置的软件特点是：a.多任务与并行处理技术——资源分时共享、并发处理和流水处理；b.实时性与优先抢占调度机制。）

3-7. 刀具半径补偿的意义何在？

（1.可以简化程序，如粗、精加工用同一个程序只是修改D01中的偏置值 2.减少编程人员的坐标计算 3.使用不同的刀具时不用再编程）

3-8. 刀具半径补偿执行过程有哪三步? （建立过程、执行过程、取消过程）

3-9. C刀补中，转接过渡形式有几种? （插入型、缩短型、伸长型）

4-9. 解决交流伺服电机变频调速的技术关键问题是什么?

要获得调频调压的交流电源

4-10. 什么是数控机床的定位精度和伺服刚度？提高定位精度的措施有哪些？

定位精度：空载条件下，静态下指令位置与实际位置的精确程度。

伺服刚度：负载力与稳态位置误差之比。

提高定位精度的措施：提高传动机构的刚度

k、减小传动间的摩擦力

Fc、增大放大器增益、选力矩系数大的伺服电机。

4-11. 增大闭环进给伺服系统的增益有什么益处？系统增益是否越大越好?

增大闭环进给伺服系统的增益提高了系统的灵敏度，减小了跟随误差，提高了伺服系统的跟随精度。

系统增益不是越大越好。在保证进给系统不失稳的情况下，系统增益越大越好。

4-12. 数控回转工作台进给系统采用闭环控制时，位置检测元件安装在什么位置？

位置检测元件安装在数控回转工作台的转轴上。

4-16. 设一步进电机驱动工作台的开环系统，已知步进电机经一对 的齿轮减速后驱动丝杆使工作台作直线进给(如图所示)。已知丝杆的导程t(mm)，所选用的步进电机的最高工作频率fmax(Hz)，步进电机步距角为 。

求：(1) 当已知驱动的工作台最大速度Vmax时，满足系统要求的脉冲当量 ；(2) 齿轮传动的传动比 。

解：（1）根据F=60 f δ

得到δ的值

（2）根据360/it=α/δ

得到I=Z1/Z2=360δ/αt

5-1. 数控机床的机械结构应具有良好的特性，主要包括哪些？（高的刚度和抗振性、好的热稳定性、好的低速平稳性、高的几何精度和传动精度。）

5-2. 何为爬行现象？防止爬行的措施最主要的有哪些?

进给系统的驱动速度为匀速，当运动部件速度低于某一临界速度时， 会出现执行部件运动时快时慢、甚至停顿——前冲的现象，这种现象称为爬行现象。

措施（减小Vc的办法）：改善导轨面间和摩擦特性（滚动--静压--滑动(塑料)）、

提高传动刚度、减轻运动件的重量、增加系统的阻尼

5-3. 内装电机主轴(电主轴)的主要缺点是什么? 缺点是电机运转产生的振动和热量将直接影响到主轴

5-4. 数控机床常用丝杠螺母副是哪一种? （滚珠丝杠螺母副）

5-5. 数控回转工作台有哪两种? 分度工作台和数控回转工作台（开环数控回转工作台、闭环数控回转工作台）

5-6. 数控机床常用导轨有哪几种? 塑料导轨：滑动摩擦 滚动导轨：滚动摩擦 静压导轨：液体摩擦

5-7. 进给伺服系统的传动元件在调整时均需预紧，其主要目的什么？

消除传动间隙，提高传动刚度。

6-1. 什么是自动换刀装置?

储备一定数量的刀具并完成刀具的自动交换功能的装置。

6-2. 自动换刀装置方案的作用是什么？

缩短非切削时间，提高生产率，可使非切削时间减少到20％～30％；“工序集中”，扩大数控机床工艺范围，减少设备占地面积；提高加工精度。

6-3. 自动换刀装置的形式有哪几种?各有何应用场合和特点?

(1)回转刀架换刀：常用于数控车床，可设计成四方、六方刀架或圆盘式轴向装刀刀架；

(2)更换主轴换刀：用于工序较少、精度要求不太高的机床，如数控钻床、铣床，优点是换刀时间短，为保证主轴系统的刚性，必须限制主轴数目；

(3)更换主轴箱换刀 ：用于多主轴的主轴箱的组合机床，适于加工箱体类零件，具有高的生产率；

(4)更换刀库换刀：用于单机或多机的自动生产线，工艺范围广，需要刀具多，可以先更换刀库，再选择刀具

(5)带刀库的自动换刀系统：用于钻床、铣镗床、数控组合机床，应用广泛，可以作为独立部件，换刀过程复杂。

6-4. 自动换刀装置的刀库的形式有哪几种? 各有何应用场合和特点?

(1)盘式刀库

（2）链式刀库

6-5. 什么是刀具交换装置?作用是什么?

刀具交换装置：实现刀库与机床主轴之间装卸与传递刀具的装置。

6-6. 交换装置的形式有哪几种? 各有何应用场合和特点?

交换装置的形式：刀库和主轴相对运动实现刀具交换（结构简单换刀时间长，换刀动作多）；

由机械手进行刀具交换（动作简单，换刀时间短）

五、名词解释：

数字控制:（Numerical Control NC）是一种借助数字、字符或其它符号对某一工作过程（如加工、测量、装配等）进行编程控制的自动化方法。

数控机床:（Numerical Control Machine Tools）是采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。

进给轴：数控机床的一个进给自由度。

加工中心(MC)：带有自动换刀装置的数控机床。

CNC：计算机数控系统（Computer Numerical Control CNC ）以计算机为控制核心的数字控制系统。

DNC：直接数字控制系统是用一台通用计算机直接控制和管理一群数控机床进行零件加工或装配的系统。

FMC：柔性制造单元是由加工中心与自动交换工件的装置所组成，同时数控系统还增加了自动检测与工况自动监控等功能。

FMS：柔性制造系统由加工、物流、信息流组成的系统

CIMS：计算机集成制造系统是生产设备的集成、以信息为特征的技术集成和功能集成。

脉冲当量：单位脉冲下，进给伺服系统驱动元件所给的最小位移。

并行处理：是指软件系统在同一时刻或同一时间间隔内完成两个或两个以上任务处理的方法。

。

伺服系统：由伺服驱动电路和伺服驱动装置组成，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。

开环进给伺服系统：不需要对实际位移和速度进行测量，不需要将所测得的实际位移和速度反馈到系统的输入端与输入的指令位置和速度进行比较的系统。

闭环进给伺服系统：将检测元件装在执行部件上，直接测量执行部件的实际位移来进行反馈的进给系统

半闭环进给伺服系统：将检测元件安装在进给伺服系统传动链中的某一个环节上，间接测量执行部件的实际位移来进行反馈的进给系统

数控机床编程

数控车床、车削中心，是一种高精度、高效率的自动化机床。配备多工位刀塔或动力刀塔，机床就具有广泛的加工工艺性能，可加工直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和各种螺纹、槽、蜗杆等复杂工件，具有直线插补、圆弧插补各种补偿功能，并在复杂零件的批量生产中发挥 了良好的经济效果。

“CNC”是英文Computerized Numerical Control（计算机数字化控制）的缩写。数控机床是按照事先编制好的加工程序，自动地对被加工零件进行加工。我们把零件的加工工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数(主轴转数、进给量、背吃刀量等)以及辅助功能(换刀、主轴正转、反转、切削液开、关等)，按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单，再把这程序单中的内容记录在控制介质上(如穿孔纸带、磁带、磁盘、磁泡存储器)，然后输入到数控机床的数控装置中，从而指挥机床加工零件。

这种从零件图的分析到制成控制介质的全部过程叫数控程序的编制。数控机床与普通机床加工零件的区别在于数控机床是按照程序自动加工零件，而普通机床要由人来操作，我们只要改变控制机床动作的程序就可以达到加工不同零件的目的。因此，数控机床特别适用于加工小批量且形状复杂要求精度高的零件。

由于数控机床要按照程序来加工零件，编程人员编制好程序以后，输入到数控装置中来指挥机床工作。程序的输入是通过控制介质来的。

数控车程序可以分成程序开始、程序内容和程序结束三部分内容。

第一部分 程序开始部分

主要定义程序号，调出零件加工坐标系、加工刀具，启动主轴、打开冷却液等方面的内容。

数控程序

主轴最高转速限制定义G50 S2000，设置主轴的最高转速为2000RPM，对于数控车床来说，这是一个非常重要的指令。

坐标系定义如不作特殊指明，数控系统默认G54坐标系。

返回参考点指令G28 U0，为避免换刀过程中，发生刀架与工件或夹具之间的碰撞或干涉，一个有效的方法是机床先回到X轴方向的机床参考点，并离开主轴一段安全距离。

刀具定义G0 T0808 M8，自动调8号左偏刀8号刀补，开启冷却液。

主轴转速定义G96 S150 M4，恒定线速度S功能定义，S功能使数控车床的主轴转速指令功能，有两种表达方式，一种是以r/min或rpm作为计量单位。另一种是以m/min为计量单位。数控车床的S代码必须与G96或G97配合使用才能设置主轴转速或切削速度。

G97：转速指令，定义和设置每分钟的转速。

G96：恒线速度指令，使工件上任何位置上的切削速度都是一样的。

第二部分 程序内容部分

程序内容是整个程序的主要部分，由多个程序段组成。每个程序段由若干个字组成，每个字又由地址码和若干个数字组成。常见的为G指令和M指令以及各个轴的坐标点组成的程序段，并增加了进给量的功能定义。

F功能是指进给速度的功能，数控车床进给速度有两种表达方式，一种是每转进给量，即用mm/r单位表示，主要用于车加工的进给。另一种和数控铣床相同采用每分钟进给量，即用mm/min单位表示。主要用于车铣加工中心中铣加工的进给。

第三部分 程序结尾部分

在程序结尾，需要刀架返回参考点或机床参考点，为下一次换刀的安全位置，同时进行主轴停止，关掉冷却液，程序选择停止或结束程序等动作。

回参考点指令G28U0为回X轴方向机床参考点，G0 Z300.0为回Z轴方向参考点。

停止指令M01为选择停止指令，只有当设备的选择停止开关打开时才有效；M30为程序结束指令，执行时，冷却液、进给、主轴全部停止。数控程序和数控设备复位并回到加工前原始状态，为下一次程序运行和数控加工重新开始做准备。

数控机床程序编制

一. 数控机床编程的方法

数控机床程序编制的方法有三种：即手工编程、自动编程和

加工中心CAD/CAM 。

1. 手工编程

由人工完成零件图样分析、工艺处理、数值计算、书写程序清单直到程序的输入和检验。适用于点位加工或几何形状不太复杂的零件，但是，非常费时，且编制复杂零件时，容易出错。

2. 自动编程

使用计算机或程编机，完成零件程序的编制的过程，对于复杂的零件很方便。

3. CAD/CAM

利用CAD/CAM软件，实现造型及图象自动编程。最为典型的软件是Master CAM，其可以完成铣削二坐标、三坐标、四坐标和五坐标、车削、线切割的编程，此类软件虽然功能单一，但简单易学，价格较低。

二.数控机床程序编制的内容和步骤

1. 数控机床编程的主要内容

分析零件图样、确定加工工艺过程、进行数学处理、编写程序清单、制作控制介质、进行程序检查、输入程序以及工件试切。

2. 数控机床的步骤

1) 分析零件图样和工艺处理

根据图样对零件的几何形状尺寸，技术要求进行分析，明确加工的内容及要求，决定加工方案、确定加工顺序、设计夹具、选择刀具、确定合理的走刀路线及选择合理的切削用量等。

同时还应发挥数控系统的功能和数控机床本身的能力，正确选择对刀点，切入方式，尽量减少诸如换刀、转位等辅助时间。

2) 数学处理

编程前，根据零件的几何特征，先建立一个工件坐标系，

数控系统的功能根据零件图纸的要求，制定加工路线，在建立的工件坐标系上，首先计算出刀具的运动轨迹。对于形状比较简单的零件（如直线和圆弧组成的零件），只需计算出几何元素的起点、终点、圆弧的圆心、两几何元素的交点或切点的坐标值。

3) 编写零件程序清单

加工路线和工艺参数确定以后，根据数控系统规定的指定代码及程序段格式，编写零件程序清单。

4) 程序输入

5) 程序校验与首件试切

三.数控加工程序的结构

1. 程序的构成：由多个程序段组成。

O0001；O（FANUC-O,AB8400-P,SINUMERIK8M-%）机能指定程序号，每个程序号对应一个加工零件。

N010 G92 X0 Y0；分号表示程序段结束

N020 G90 G00 X50 Y60；

...；可以调用子程序。

N150 M05；

N160 M02；

2. 程序段格式：

1) 字地址格式：如N020 G90 G00 X50 Y60；

最常用的格式，现代数控机床都采用它。地址N为程序段号，地址G和数字90构成字地址为准备功能，...。

2) 可变程序段格式：如B2000 B3000 B B6000；

使用分割符B各开各个字，若没有数据，分割符不能省去。常见于数控线切割机床，另外，还有3B编程等格式。

3) 固定顺序程序段格式：如00701+0；

比较少见。其中的数据严格按照顺序和长度排列，不得有

西门子系统控制的机器人误，上面程序段的意思是：N007 G01 X+02500 Y-13400 F15 S30 M02；

零件图的数学处理

零件图的数学处理主要是计算零件加工轨迹的尺寸，即计算零件加工轮廓的基点和节点的坐标，或刀具中心轮廓的基点和节点的坐标，以便编制加工程序。

一．基点坐标的计算

一般数控机床只有直线和圆弧插补功能。对于由直线和圆弧组成的平面轮廓，编程时数值计算的主要任务是求各基点的坐标。

1. 基点的含义　

构成零件轮廓的不同几何素线的交点或切点称为基点。基点可以直接作为其运动轨迹的起点或终点。

2. 直接计算的内容

根据填写加工程序单的要求，基点直接计算的内容有：每条运动轨迹的起点和终点在选定坐标系中的坐标，圆弧运动轨迹的圆心坐标值。

基点直接计算的方法比较简单，一般可根据零件图样所给的已知条件用人工完成。即依据零件图样上给定的尺寸运用代数、三角、几何或解析几何的有关知识，直接计算出数值。在计算时，要注意小数点后的位数要留够，以保证足够的精度。

二．节点坐标的计算

对于一些平面轮廓是非圆方程曲线Y=F（X）组成，如渐开线、阿基米德螺线等，只能用能够加工的直线和圆弧去逼近它们。这时数值计算的任务就是计算节点的坐标。

1. 节点的定义

当采用不具备非圆曲线插补功能的数控机床加工非圆曲线轮廓的零件时，在加工程序的编制工作中，常用多个直线段或圆弧去近似代替非圆曲线，这称为拟合处理。拟合线段的交点或切点称为节点。

2. 节点坐标的计算

节点坐标的计算难度和工作量都较大，故常通过计算机完成，必要时也可由人工计算,常用的有直线逼近法（等间距法、等步长法、和等误差法）和圆弧逼近法。

有人用AutoCAD绘图，然后捕获坐标点，在精度允许的范围内，

发那科数控系统也是一个简易而有效的方法．

培养目标：

本专业培养学生从事数控加工、机械产品设计与制造、生产技术管理方面的高等工程技术应用型人才。要求学生能在生产现场从事产品制造、开发工作，或在技术部门从事工艺、管理工作。主要培养学生数控编程、加工及数控车床、数控铣床、数控加工中心及其它数控设备的操作维修、维护方面的理论知识和专业知识。并能获得国家劳动和社会保障部颁发的数控工艺员技术等级证书，车钳工等级证书。

主干课程设置：　机械制图及计算机绘图，工程力学，机械设计，单片机原理及接口技术，机械制造技术基础，电工电子基础，电气控制技术，数控机床控制技术和系统，数控机床原理及应用，数控机床编程与操作，CAD/CAM技术，机床夹具，数控机床维修技术。AUTOCAD平面绘图,MASTERCAM三维设计,PRO/E实体造型。以及金工实训，车钳工实训，数控车实训 。

就业情况：

本专业毕业生主要面向珠三角外资大中型企事业单位及国有企事业单位的操作、销售、工艺、设备维护等部门，主要培养数控机床操作人员、数控编程工艺人员、NC数控编程、数控设备维修人员、数控设备营销人员。此外还能从事CAD/CAM软件应用，数控系统或设备的销售与技术服务工作，数控设备的安装调试及维护，以及车间生产组织与管理等工作.NC数控编程，

编程技巧

科学技术的发展，导致产品更新换代的加快和人们需求的多样化，产品的生产也趋向种类多样化、批量中小型化。为适应这一变化，数控（NC）设备在企业中的作用愈来愈大。我校作为国家级重点职校，为顺应时代潮流，重点建设数控专业，选购了BIEJING-FANUC Power Mate O数控车床。它与普通车床相比，一个显著的优点是：对零件变化的适应性强，更换零件只需改变相应的程序，对刀具进行简单的调整即可做出合格的零件，为节约成本赢得先机。但是，要充分发挥数控机床的作用，不仅要有良好的硬件，（如：优质的刀具、机床的精度等），更重要的是软件：编程，即根据不同的零件的特点，编制合理、高效的加工程序。通过多年的编程实践和教学，我摸索出一些编程技巧。

数控车床虽然加工柔性比普通车床优越，但单就某一种零件的生产效率而言，与普通车床还存在一定的差距。因此，提高数控车床的效率便成为关键，而合理运用编程技巧，编制高效率的加工程序，对提高机床效率往往具有意想不到的效果。

灵活设置参考点

BIEJING-FANUC Power Mate O数控车床共有二根轴，即主轴Z和刀具轴X。棒料中心为坐标系原点，各刀接近棒料时，坐标值减小，称之为进刀；反之，坐标值增大，称为退刀。当退到刀具开始时位置时，刀具停止，此位置称为参考点。参考点是编程中一个非常重要的概念，每执行完一次自动循环，刀具都必须返回到这个位置，准备下一次循环。因此，在执行程序前，必须调整刀具及主轴的实际位置与坐标数值保持一致。然而，参考点的实际位置并不是固定不变的，编程人员可以根据零件的直径、所用的刀具的种类、数量调整参考点的位置，缩短刀具的空行程。从而提高效率。

化零为整法

在低压电器中，存在大量的短销轴类零件，其长径比大约为2~3，直径多在3mm以下。由于零件几何尺寸较小，普通仪表车床难以装夹，无法保证质量。如果按照常规方法编程，在每一次循环中只加工一个零件，由于轴向尺寸较短，造成机床主轴滑块在床身导轨局部频繁往复，弹簧夹头夹紧机构动作频繁。长时间工作之后，便会造成机床导轨局部过度磨损，影响机床的加工精度，严重的甚至会造成机床报废。而弹簧夹头夹紧机构的频繁动作，则会导致控制电器的损坏。要解决以上问题，必须加大主轴送进长度和弹簧夹头夹紧机构的动作间隔，同时不能降低生产率。由此设想是否可以在一次加工循环中加工数个零件，则主轴送进长度为单件零件长度的数倍 ，甚至可达主轴最大运行距离，而弹簧夹头夹紧机构的动作时间间隔相应延长为原来的数倍。更重要的是，原来单件零件的辅助时间分摊在数个零件上，每个零件的辅助时间大为缩短，从而提高了生产效率。为了实现这一设想，我电脑到电脑程序设计中主程序和子程序的概念，如果将涉及零件几何尺寸的命令字段放在一个子程序中，而将有关机床控制的命令字段及切断零件的命令字段放在主程序中，每加工一个零件时，由主程序通过调用子程序命令调用一次子程序，加工完成后，跳转回主程序。需要加工几个零件便调用几次子程序，十分有利于增减每次循环加工零件的数目。通过这种方式编制的加工程序也比较简洁明了，便于修改、维护。值得注意的是，由于子程序的各项参数在每次调用中都保持不变，而主轴的坐标时刻在变化，为与主程序相适应，在子程序中必须采用相对编程语句。

减少刀具空行程

在BIEJING-FANUC Power Mate O数控车床中，刀具的运动是依靠步进电动机来带动的，尽管在程序命令中有快速点定位命令G00，但与普通车床的进给方式相比，依然显得效率不高。因此，要想提高机床效率，必须提高刀具的运行效率。刀具的空行程是指刀具接近工件和切削完毕后退回参考点所运行的距离。只要减少刀具空行程，就可以提高刀具的运行效率。（对于点位控制的数控车床，只要求定位精度较高，定位过程可尽可能快，而刀具相对工件的运动路线是无关紧要的。）在机床调整方面，要将刀具的初始位置安排在尽可能靠近棒料的地方。在程序方面，要根据零件的结构，使用尽可能少的刀具加工零件使刀具在安装时彼此尽可能分散，在很接近棒料时彼此就不会发生干涉；另一方面，由于刀具实际的初始位置已经与原来发生了变化，必须在程序中对刀具的参考点位置进行修改，使之与实际情况相符，与此同时再配合快速点定位命令，就可以将刀具的空行程控制在最小范围内从而提高机床加工效率。

优化参数，平衡刀具负荷，减少刀具磨损

波传播的是疏密相间的运动形态。机械波是振动形式

急 求大神解答，数控机床编程技术 求以下零件的编程指令？

以工件右端面为Z向起点。首先算出圆弧的起点和终点Z值。解直角三角形得圆弧起点坐标Z值为Z-38.325，从而算出圆弧终点Z坐标值为Z-55.675。按照funac系统，毛坯直径φ50、材料45号钢编程如下:O1213

T0202(外圆刀)

S550M03

G00X51Z3

M08

G71U1.5R0.5F150

G71P1Q2U0.5W0.3

N1G01X0F100

Z0

X26

X28Z-1

Z-20

X32

X42Z-35

Z-38.325

G02X42Z-55.675R12.5

G01Z-60

X45

N2Z-75

G70P1Q2S850F80

G00X100Z100

T0303(切断刀)

G00X50Z3

Z-73(刀宽3mm)

G01X-1F35

G00X100

Z100

M09

M05

M30

%