数控习题(有答案)

1,欲用逐点比较法插补直线O A ，其起点坐标为O （0，0），终点坐标为A （e x ，e y ），其值为e x ＝5，e y ＝6，试写出其直线插补运算过程，并绘出其轨迹。

（10分） 解：由于待插补直线的起点坐标为O （0，0），终点坐标为A （5，6），采用总步数终点判别方法，总步数1165=+=N 。

从坐标原点开始插补，故此时偏差00=F ，加工过程的运算节拍如下表所示：（1
2,编程题(13分)
拟在数控车床上加工图示零件（加工面为：外圆Ф40和Ф20、球面SR10、锥面CD ，坐标值单位用mm ）。

1. 选定编程坐标系的坐标原点，标出X 轴、Z 轴的坐标方向；(3分)
2. 计算基点A 、B 、C 、D 、E 的坐标；(5分)
3. 按标准规定格式和代码编制数控加工程序。

进给量为0.2mm/r ，主轴转速为600 r.p.m 。

(5分)
解：如图所示
A(0,55) B(20,45) C(20,30) D(40,20) E(40,0) 程序如下： O0010
N10 G92 X60 Z80;
N20 G90 G00 X0 Z60 M03 M08 T01 S600; N30 G01 Z55 F0.2; N40 G03 X20 Z45 R10; N50 G01 Z30; N60 X40 Z20; N70 Z5; N80 X50
N90 G00 X60 Z80; N100 M05 M09; N110 M02;
3.数控机床按伺服系统分类，分哪几类？简答各类的特点。

（5分） 答：开环系统、半闭环系统、闭环系统（2分）
开环系统：步进电机驱动，无位置检测装置，结构简单，成本低，精度低，易于维修（1分） 半闭环系统：直、交流的伺服电机驱动，角位移检测装置，中等精度（1分） 闭环系统：直、交流的伺服电机驱动，线位移检测装置，精度较高（1分） 三、插补计算题(20分)
1．试推导第Ⅱ象限逆圆弧逐点比较法插补公式，并用其插补一段第Ⅱ象限逆圆弧：起点A(-1,5)，终点B(-5,1)，画出插补后的实际轨迹图。

(插补计算过程以节拍表的形式给出)（10分）
解：插补公式：（2分）
2. 用DDA法插补直线AO，起点A(7,6)，终点O(0,0)，设寄存器为四位二进制寄存器，以表格的形式给出插补计算过程，并画出插补轨迹图。

（10分）
图（
2.（18分）在加工中心上加工如图所示的零件，毛坯材料为铝板，尺寸如图中所示，要求加工孔和外轮廓面。

(1)在图中标出所建立的工件坐标系、所采用的刀具、外轮廓走刀路线；（4分）
(2)编制完成该零件加工的数控加工程序。

（14分）
解：
1）坐标系如图所示（1分）；刀具：直径为20mm的立铣刀T01，直径为3mm和8mm的中心钻及钻头T02、T03（1分）；走刀路线：铣直径为20mm的外圆凸台轮廓；再铣菱形凸台外轮廓；长方形外轮廓；钻三小孔中心，钻三个小孔。

(2分)
2）数控程序：（仅作参考）
N1 G92 X0 Y0 Z10；（以
下2分）
N2 T01 M06；
N3 S1000 M03；
（圆凸台外轮廓2分）
N4 G90 G41 G00 X-10.0
D31;
N5 G01 Z-4.0 F100 M08;
1. 固定循环指令加工图示零件加工程序，并对所用刀具作出说明。

1号刀90度刀
T2号刀R4的球头形的刀
G50X200Z150
M03S500
T0101
G00X44Z5
G73U9.5W0R10
G73P10Q20U1.0W0F0.2
N10G1X12Z2F0.5
G1X20Z-2F0.1
G1Z-26
G1X24Z-28
Z-48
G1X30Z-83
G3X35Z-103
G1Z-108
N20X44F0.5
G70P10Q20
G00X200Z150
T0100
T0202
G0X30Z-38
G73U5W0R10
G73P30Q40U0.2W0F0.2
N30G1X24F0.5
G2Z-48R5F0.1
N40G1X26F0.5
G70P30Q40
G0X200Z150
M02
简答题
1. 什么叫刀具半径补偿？为什么要刀具半径补偿？
2．简述CNC装置的功能。

3．简述工件原点的选择原则。

1．用数控机床加工零件时，必须考虑刀具的半径，但为了操作方便，编程时只按零件的轮廓编制加工程序，而刀具半径值由键盘输入，加工时数控系统根据输入的刀具半径，自动地偏移一个半径值，正确加工出零件的轮廓，这就叫刀具半径补偿。

否则，加工的零件尺寸要比程序编制的零件尺寸小。

2．
①控制功能——CNC能控制和能联动控制的进给轴数；
②准备功能(G功能)——指令机床动作方式的功能；
③插补功能和固定循环功能——插补功能数控系统实现零件轮廓(平面或空间)加工轨迹运算的功能.——固定循环功能数控系统实现典型加工循环(如:钻孔,攻丝,镗孔,深孔钻削和切螺纹等)的功能；
④进给功能——进给速度的控制功能；
⑤主轴功能——主轴切削速度,周向位置控制功能；
⑥辅助功能(M功能)——用于指令机床辅助操作的功能；
⑦刀具管理功能——实现对刀具几何尺寸和刀具寿命的管理功能；
⑧补偿功能；
⑨人机对话功能；
⑩自诊断功能——CNC自动实现故障预报和故障定位的功能；
⑾通讯功能——CNC与外界进行信息和数据交换的功能
．工件原点是人为设定的点，既要符合图样尺寸的标注习惯，又要便于编成。

因此当编程时，一般先找出图样上的设计基准点，并通常以该点作为工件原点。

数控车床上工件原点一般选择在轴线与工件右端面、左端面或卡爪的前端面的交点上。

4试论述数控机床的进给伺服系统是由哪几部分组成，它们分别的作用如何？伺服系统常用的驱动元件是什么？
答案：由伺服驱动电路、伺服驱动装置、机械传动机构及执行部件四部分组成。

它的作用是：接收数控系统发出的进给速度和位移指令信号，由伺服驱动电路作转换和放大后，经伺服驱动装置(直流、交流伺服电机，功率步进电机，电液脉冲马达等)和机械传动机构，驱动机床的工作台、主轴头架等执行部件实现工作进给和快速运动。

伺服系统常用的驱动元件是步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机。

计算题
若加工第一象限直线OE，起点为O(0，0)，终点为E(7，4)，设累加器为3位，试按DDA 法进行插补计算，并绘出插补轨迹图。