NC_数控原理课程__习题与思考题_20120416

数控原理思考题湖南工程学院机械系机械制造教研室关耀奇袁平2010年6月制定2011年10月修订2012年4月补充1-1．名词解释：数字控制、数控机床、点位控制系统、轮廓控制系统、开环伺服系统、闭环伺服系统、半闭环伺服系统1-2. NC机床由哪儿部分组成，试用框图表示各部分之间的关系，并简述各部分的基本功能。

1-3．试从控制精度、系统稳定性及经济性三方面，比较开环、闭环、半闭环系统的优劣？1-4．从NC系统、联动轴数、伺服系统、机床来看，NC机床各分为几类，它们各用于什么场合？1-5．NC机床适用于加工哪些类型零件，不适用于哪些类型的零件，为什么？1-6. 简述计算机数控系统的基本工作过程。

1-7. 请说明下列英文缩写的含义，并进行相应的解释：CNC、PLC、ISO、WOP、DNC、FMS、CIMS、CAD、CAM、CAPP、CAQ、LAN、TCP/IP、MAP、MRP、ERP1-8. 试简述数控系统的分类及各自的显著特点。

1-9. 简述数控机床加工的特点及其发展历程。

2-1.数控加工中常用的坐标系有哪些？他们之间有什么关系？2-2.数控机床采用的是什么坐标系统？2-3.简述数控机床坐标系的定义，并给出数控钻床、数控车床、数控铣床的坐标系示意图。

2-4.试说明数控机床零点、机床参考点、工作零点和刀架相关点的具体含义。

习题与思考题:•3-1 常用的数控加工程序输入方法有哪些？各有何特点？•3-2 数控加工程序缓冲器和存储器之间有何不同？•3-3 什么是译码？试述译码的主要工作过程。

•3-4在译码结果缓冲器中为什么要对G代码和M代码进行分组？分组的依据是什么？•3-5请自行给出一个有意义零件的数控加工程序，并将其进行译码转换。

•3-6 什么是数控加工程序的诊断？习题与思考题4-1 主轴准停的作用是什么？如何用机械方式实现？4-2 点位控制的补偿机能有哪些？为什么要这些补偿机能？4-3 常用刀库型式有哪些？4-4 刀具的选择方式有哪些？4-5 位置计算与比较线路的作用是什么？习题与思考题（一）5-1 何谓插补？在数控机床加工过程中，刀具能否严格沿着零件的轮廓轨迹运动？为什么？5-2 何谓脉冲当量？脉冲当量与数控机床的进给速度、加工精度有何关系？5-3 常用的轮廓插补计算方法有哪几类？各有何特点？5-4 逐点比较法插补有哪四个工作节拍？终点的判别方法有哪几种？合成速度与脉冲源频率有何关系？试求插补圆弧时最大、最小插补速度所处的位置。

5-5 逐点比较法圆弧插补是如何进行过象限的？试简述其基本思路。

习题与思考题（二）5-6若直线轮廓的起点为O（0，0），终点E的坐标分别如下：（1）E（9，4）（2）E（-3，7）（3）E（5，-8）（4）E（-7，-5）试用逐点比较法进行插补，并绘出其插补轨迹。

5-7 设数控机床的插补时钟频率fMF =1000H z ，脉冲当量为BLU=0.01mm/步，试计算题6所述直线轮廓时刀具的进给速度分别为多少？5-8若顺圆的圆心为O（0，0），起点S和终点E的坐标分别如下：（1）S（8，6）、E（10，0）（2）S（-10，0）E（0，10）试用逐点比较法对这些圆弧进行插补，并绘出其插补轨迹。

5-9若逆圆的圆心为O（0，0），起点S和终点E的坐标分别如下：（1）S（4，3）、E（0，5）（2）S（0，5）E（-5，0）试用逐点比较法对这些圆弧进行插补，并绘出其插补轨迹。

加注：(1)、(2)轨迹连续，因此图形可以做在一张图上。

5-10若加工一个圆心在O（0，0），且跨越第I、IV象限的顺圆轮廓。

其中，起点为S（3，4），终点为E（4，-3）。

试用逐点比较法进行插补，并绘出其插补轨迹。

加注：举一反三，若起点为S（-3，4），终点为E（3，4）,则为跨越第II、I象限的顺圆轮廓。

选作题(上一页的5-8题的修改)•5-8-0若顺圆的圆心为O（0，0），起点S和终点E的坐标分别如下：（1）S（-10，0）E（0，10）（2）S（8，6）、E（10，0）•5-8-1若顺圆的圆心为O（0，0），起点S和终点E的坐标分别如下：（1）S（-7，0）E（0，7）（2）S（0，7）、E（7，0）•5-8-2若顺圆的圆心为O（0，0），起点S和终点E的坐标分别如下：（1）S（-R，0）E（0，R）（2）S（0，R）、E（R，0）•举一反三: 半径R分别为4,5,6,7,8,9,10, R=7则为上题。

•5-8-3 若顺圆的圆心为O（0，0），起点S和终点E的坐标分别如下：（1）S（-5，12）E（12，5）（2）S（5，12）、E（13，0）•任选一题，即可达标。

习题与思考题（三）5-11 试简述数字积分（DDA ）法插补的基本思路，并比较与逐点比较法之间的异同。

5-12 利用数字积分法插补直线和圆弧，如何判别插补终点？5-13 如何提高数字积分法的插补质量（包括插补速度和插补精度两方面）？5-14设直线轮廓的起点为O （0，0），终点为E （5，7），被积函数寄存器和余数寄存器位数均为3，坐标值单位为BLU ，试用数字积分法插补该直线，并绘出插补轨迹。

5-15设用数字积分法插补顺圆弧SE ，圆心在圆点，起点为S （0，5），终点为E （5，0）。

被积函数寄存器和余数寄存器位数均为4，坐标值单位为BLU ，试在下列条件下完成圆弧插补，并绘出插补轨迹。

（1）X 、Y 向的余数寄存器初值为0，即J RX =J RY =0。

（2）X 、Y 向的余数寄存器初值为8，即J RX =J RY =8。

（3）X 、Y 向的余数寄存器初值为7，即J RX =J RY =7。

加注:此题降低难度，修改：被积函数寄存器和余数寄存器位数均为3（2^3=8），并且修改分别两种情况:初值为0、初值为4，即J RX =J RY =0及4。

习题与思考题（四）5-16 数据采样法中插补周期的选择依据有哪些？进一步插补周期与位置控制周期之间有何联系？5-17 设某闭环控制系统采用数据采样法插补直线轮廓，每8ms 中断一次进行插补。

若程编进给速度为F=375mm/min，直线轮廓OE的起点为O（0，0），终点为E（8mm，6mm），试计算每个插补周期内刀具的位移量和X、Y轴的位移增量分别为多少？5-18 设某闭环控制系统采用数据采样法插补圆弧零件轮廓NR4，圆心为O（0，0），起点为S（6mm，-8mm），终点为E（8mm，-6mm），插补周期为8ms，程编进给速度为F=400mm/min，进给倍率为120%。

试分别用直接函数法、一次近似法和二次近似法从起点开始插补，并比较三者之间插补误差的大小。

要求完成10个插补周期。

习题与思考题（五）5-19 试简述数据采样法中粗插补和精插补相给合的基本思路。

5-20 试简述比较积分法插补的基本思路。

5-21 什么叫列表曲线轮廓？样条插补法有何特点？5-22 在实施螺纹加工插补时，数控系统应具备哪些协调控制？5-23 为什么在插补圆柱螺纹时Δx i =0？Δx i =1/N ·Δn i ?【第五章增加要求了解的内容】•样条曲线插补•椭圆插补•曲面直接插补(SDI)习题与思考题6-1 什么是刀具补偿？刀具补偿的意义何在？6-2刀具长度补偿的基本原理是什么？6-3刀具半径补偿的基本原理是什么？阐述刀具半径补偿的执行过程。

6-4刀具半径补偿在轮廓间的转接类型有哪些？刀具半径补偿的任务是什么？6-5请给出圆弧接圆弧刀补进行过程中有特殊角转接的刀具半径补偿情况。

习题与思考题7-1 一次插补算法的CNC系统进给速度控制方法有哪几种？7-2 二次插补算法的CNC系统进给速度控制可在什么时候完成？7-3 前、后加减速控制各有何优缺点？习题与思考题8-1试简述数控系统的硬件组成及各部分之间的接口关系。

8-2试简述数控装置的硬件结构分类及其特点。

8-3试分析数控机床软件具有哪些主要特点。

8-4试简述数控装置的软件结构类型及其各自的特点。

8-5请给出数控系统中5个软件结构模块，并按中断优先级别的高低进行排序。

8-6请说明前台软件与后台软件之间的信息是如何交换的？8-7数控系统内部处理的信息流有哪几类？分别如何处理？习题与思考题8-8 为什么PLC会成为现代数控系统中一个重要组成部分？8-9 PLC有哪些显著特点？8-10 何谓内装型PLC？何谓独立型PLC？二者有什么显著特点？8-11PLC的输入模块是如何构成的？PLC的输出模块是如何构成的？8-12 M、S、T功能是如何实现的？8-13 请以某公司的数控系统为例说明其内部数控装置与PLC之间如何进行信息交换。

习题与思考题9-1 试简述开放式数控系统产生的背景。

9-2试简述开放式数控系统的基本特征。

9-3 试简述美国的SOSAS、欧洲的OSACA和日本的OSEC三种体系结构的基本含义。

9-4 请以PCI总线为平台构建一个经济型开放式数控系统，并给出硬件配置和软件设计思路。

9-5 试简述传统数控机床和并联机床的显著区别。

9-6并联机床的显著特点有哪些？说明•这里仅列出基本的内容，有些要求、有些不要求，有些未全，比如椭圆插补及曲面直接插补这里没有。

具体内容根据课程的学分、学时数不同而有所取舍。

总之，以教师上课内容为重点。

•计算题要求举一反三。

比如改变圆弧的半径、顺时针---逆时针方向求解插补问题。

•答题要求作图规范、表格规范，计算步骤、计算过程齐全。

•湖南工程学院机械系机械制造教研室2010.06 合订2011.10 修订2012.04 修订。