基于计算机的机床测试系统计算机测试系统基本组成
CAM技术简述及发展
CAM技术简述及发展摘要：CAM技术以计算机及周边设备和系统软件为基础，其特点是将人的创造能力和计算审的高速运算能力、巨大存储能力和逻辑判断能力有审地结合起来CAM技术随着Internet/Intranet网络和并行高性能计算及事务处理的普及，使奢地、协同、虚拟设计及实时仿真技术在CAD/ CAM中得到了广泛应用。
CAD/CAM技术的迅猛发展,软件、硬件水平的进一步完善,为机械提供了强有力的技术支持,为企业的产品设计、制造和生产水平的发展带来了质的飞跃,已经成为现代企业信息化、集成化、网络化的最优选择。
关键词：CAM技术 CAD/CAM 发展趋势发展平台一、CAM简述CAM(computer Aided Manufacturing，计算机辅助制造)：利用计算机来进行生产设备管理控制和操作的过程。
它输入信息是零件的工艺路线和工序内容，输出信息是刀具加工时的运动轨迹(刀位文件)和数控程序。
CAM有狭义和广义的两个概念。
CAM的狭义概念指的是从产品设计到加工制造之间的一切生产准备活动，它包括CAPP、NC编程、工时定额的计算、生产计划的制订、资源需求计划的制订等。
这是最初CAM系统的狭义概念。
到今天，CAM的狭义概念甚至更进一步缩小为NC编程的同义词。
CAPP已被作为一个专门的子系统，而工时定额的计算、生产计划的制订、资源需求计划的制订的制订则划分给MRPⅡ/ERP系统来完成。
CAM的广义概念包括的内容则多得多，除了上述CAM狭义定义所包含的所有内容外，它还包括制造活动中与物流有关的所有过程（加工、装配、检验、存贮、输送）的监视、控制和管理。
二、CAM的构成及主要功能目前比较成熟的CAM系统主要以两种形式实现CAM系统集成：一体化的CAD/CAM系统（如：UGII、Euclid、Pro/ENGINEER等）和相对独立的CAM系统。
前者以内部统一的数据格式直接从CAD系统获取产品几何模型，而后者主要通过中性文件从其它CAD系统获取产品几何模型。
先进制造技术FMS_CIMS
三、经营管理系统
MIS（Management Information System）：管理信息系统 MRP（Manufacturing Resource Planning）：制造资源计划 PM(Production Management)：生产管理 FM(Financial Management)：财务管理 BM(Business Management)：经营计划管理 MP(Man Power Resources Management)：人力资源管理 QC(Quality Control)：质量管理
——MRPⅡ 、ERP 、 PDM
MRPⅡ: 制造资源计划，实现企业的生产计划和供应计划的管理，能更详 细的编制能力需求计划和物流需求计划，并可方便地对几种计划 方案进行测试和评价。（完成对企业有效的管理）
ERP（Enterprise Resource Planning)：企业资源计划，在MRP的基础上 扩展了管理范围，把企业内部的制造活动与客户需求以及供应商的 制造资源整合在一起，体现了完全按用户需求制造的思想——面向 企业物资资源，侧重于有形资产管理、整合。
1、FMC（Flexible Manufacturing Cell) 一台数控机床或加工中心MC（Maching Center)装上自动
装卸工件的装置AWC(Automated Workpiece Changer)及自动 交换装置APC(Automated Pallet Changer)构成。
2、FMC按构成形式可分为 1）（随行）托盘Paller搬运式——箱体件或大件 2）机器人Robot搬运式——小件或回转体
数控机床考试试题附答案
数控机床技术测试试卷A卷＜附答案）一、填空题＜每空1分，共30分）1、数控机床按伺服系统的控制方式可分为、、。
2、较常见的CNC软件结构形式有软件结构和软件结构。
3、数控技术中常用的插补算法可归纳为插补法和插补法，前者用于数控系统，后者用于数控系统。
4、数控机床上导轨型式主要有滑动导轨、导轨和导轨。
5、数控铣削加工需要增加一个回转坐标或准确分度时，可以使用配备或使用。
6、电火花加工一次放电后，在工件和电极表面各形成一个小凹坑，其过程可分为电离、、热膨胀、和消电离等几个连续阶段。
7、影响材料放电腐蚀的主要因素是、、。
8、影响电火花加工精度的主要因素是、、。
9、电火花成形加工极性的选择主要靠经验和实验确定，当采用短脉冲时，一般应选用极性加工。
10、数控车床X轴方向上的脉冲当量为Z 方向上的脉冲当量的11、数控机床的日常维护与保养主要包括、、等三个方面内容。
12、3B 格式的数控系统没有功能，确定切割路线时，必须先根据工件轮廓划出电极丝中心线轨迹，再按编程。
13、旋转变压器和感应同步器根据励磁绕组供电方式的不同，可分为工作方式和工作方式。
二、判断题<每题1分，共10分，正确打√错误打×)1、更换电池一定要在数控系统通电的情况下进行。
否则存储器中的数据就会丢失，造成数控系统的瘫痪。
<)2、数控机床几何精度的检测验收必须在机床精调后一次完成，不允许调整一项检测一项。
<)3、数控铣削螺纹加工，要求数控系统必须具有螺旋线插补功能。
<)4、电火花成形加工在粗加工时一般选择煤油加机油作为工作液。
<)5、当脉冲放电能量相同时，热导率愈小的金属，电蚀量会降低。
<)6、开环数控机床，进给速度受到很大限制，其主要原因是步进电机的转速慢。
<)7、当数控机床具有刀具半径补偿功能时，其程序编制与刀具半径补偿值无关。
<)8、只有加工中心机床能实现自动换刀，其它数控机床都不具备这一功能<)9、M08指令功能在程序段运动结束后开始。
CADCAM发展历程及基本概念
CADCAM发展历程及基本概念CADCAM是计算机辅助设计与计算机辅助制造的缩写，它由计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）两个部分组成。
CAD是使用计算机进行产品设计和绘图的技术，而CAM则是利用计算机来控制和管理产品制造的技术。
CADCAM技术的发展历程可以追溯到计算机的发展以及制造业的转型。
1.1960年代至1980年代初期：这一阶段的CADCAM技术主要应用于航空航天、汽车和国防等高端制造领域。
最早的CADCAM系统是通过主机与绘图台等外围设备进行交互的，设计师通过绘图板进行草图设计。
此阶段没有专门的CAD软件，设计师主要通过自定义编程进行设计。
2. 1980年代中期至1990年代：此阶段出现了更多的CAD软件，如AutoCAD和Pro/ENGINEER等。
这些软件提供了更多的功能和用户友好的界面，使得设计师可以更方便地进行设计。
同时，随着计算机的性能提高，CADCAM系统开始支持三维模型的设计。
3.1990年代至今：随着计算机硬件和软件技术的不断发展，CADCAM技术开始广泛应用于各个行业。
设计师可以通过CAD软件进行虚拟设计和仿真，在产品制造前进行全面的测试和分析。
CAM技术也得到了快速发展，通过数字化控制（CNC）系统，计算机可以直接控制机床、激光切割机等制造设备进行加工。
基本概念：3.三维建模：三维建模是CAD中最基本的操作之一，通过三维建模可以创建具有三维形状的物体。
设计师可以通过建立三维模型来进行更直观的设计和仿真。
4.仿真和分析：CAD软件提供了各种仿真和分析工具，可以对产品在实际环境中的性能进行模拟和测试。
例如，可以对产品的强度、运动学特性和流体力学特性进行分析，以优化设计和提高产品质量。
5.数字化控制（CNC）：数字化控制是一种利用计算机控制机床和其他制造设备进行自动化加工的技术。
CAM系统可以生成CNC程序，将设计的模型转化为机床的运动轨迹，以实现精确的加工。
计算机原理单元测试参考答案
一、填空题1、第一代计算机语言是机器语言，第二代计算机语言是汇编语言，第三代计算机语言是高级语言，计算机惟一能执行的是机器语言。
2、主机是由运算器、控制器和内存储器合在一起构成的处理系统。
3、运算器和控制器一起构成中央处理器（CPU），这是计算机的核心部件。
4、计算机硬件系统通常由5个基本部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备前三者合称为主机。
5、计算机存储器分为主存储器和外存储器（如磁盘存储器）。
6、计算机软件通常分为系统软件和应用软件。
二、单项选择题1、完整的计算机系统应包括（D）A.运算器、存储器和控制器B.外围设备和主机C.主机和使用程序D.配套的硬件设备和软件系统2、计算机系统中的存储器系统是指（D）A. RAMB. ROMC. 主存储器D. 主存储器和外存储器3、数控机床是计算机在（A）领域的应用。
A. 实时控制B.数据处理C.辅助设计D.数值计算4、计算机科技文献中，英文缩写CAD代表（C）A.计算机辅助制造B.计算机辅助教学C.计算机辅助设计D.计算机辅助管理5、对于没有外存储器的计算机来说，它的监控程序可以放在（B）中A.RAMB.ROMC.RAM和ROMD.CPU6、目前被广泛使用的计算机是（C）A.数字计算机B.模拟计算机C.数字模拟混合计算机D.特殊用途的计算机7、个人计算机（PC）属于（C）A.大型计算机B.小型计算机C.微型计算机D.单片机8、下列说法中，正确的是（B）A.控制器能理解、解释并执行所有的指令及存储结果B.仪态计算机包括输入、输出、控制、存储及算术逻辑运算5个单元C.所有的数据运算都在CPU的控制器中完成D.以上答案均正确9、计算机主存的ROM的特点是（D）A.不能改变其中的数据B.只能读出数据不能写入数据C.通常用来存储计算机系统中一些固定不便的程序D.以上都是10、（D）属于应用软件A.操作系统B.编译程序C.连接程序D.文本处理程序11、输入、输出装置以及外接的辅助存储器称为（D）A.操作系统B.存储器C.主机D.外围设备12、计算机中有关ALU的说法，正确的是（D）A.只能做算术运算，不能做逻辑运算B.只做加法运算C.存放运算的中间结果D.以上都不正确13、将有关数据加以分类、统计、分析以取得有价值的信息，计算机的这种应用称为（C）A.数值计算B.辅助设计C.数据处理D.实时控制14、（D）是计算机辅助教学的英文缩写。
三坐标测量机测量原理
三坐标测量机测量原理三坐标测量机测量原理三坐标测量机是测量和获得尺寸数据的最有效的方法之一，因为它可以代替多种外表测量工具及昂贵的组合量规，并把复杂的测量任务所需时间从小时减到分钟。
三坐标测量机的功能是快速准确地评价尺寸数据，为操作者提供关于生产过程状况的有用信息，这与所有的手动测量设备有很大的区别。
将被测物体置于三坐标测量空间，可获得被测物体上各测点的坐标位置，根据这些点的空间坐标值，经计算求出被测物体的几何尺寸，形状和位置。
三坐标测量机的组成：1，主机机械系统(X、Y、Z三轴或其它);2，测头系统;3，电气控制硬件系统;4，数据处理软件系统(测量软件);三坐标测量机在现代设计制造流程中的应用逆向工程定义：将实物转变为C AD模型相关的数字化技术，几何模型重建技术和产品制造技术的总称。
广义逆向工程：包括几何逆向，工艺逆向，材料逆向，管理逆向等诸多方面的系统工程。
正向工程：产品设计-->制造-->检验(三坐标测量机)逆向工程：早期：美工设计-->手工模型(1：1)-->3轴靠模铣床当今：工件(模型)-->3维测量(三坐标测量机)-->设计à制造逆向工程设备：1，测量机：获得产品三维数字化数据(点云/特征);2，曲面/实体反求软件：对测量数据进行处理，实现曲面重构，甚至实体重构;3， CAD/CAE/CAM软件;4，数控机床;逆向工程中的技术难点：1，获得产品的数字化点云(测量扫描系统);2，将点云数据构建成曲面及边界，甚至是实体(逆向工程软件);3，与CAD/CAE/CAM系统的集成;(通用CAD/CAM/CAE软件)4，为快速准确地完成以上工作，需要经验丰富的专业工程师(人员);三坐标测量机测量原理三坐标测量机是测量和获得尺寸数据的最有效的方法之一，因为它可以代替多种外表测量工具及昂贵的组合量规，并把复杂的测量任务所需时间从小时减到分钟。
三坐标测量机的功能是快速准确地评价尺寸数据，为操作者提供关于生产过程状况的有用信息，这与所有的手动测量设备有很大的区别。
基于LabVIEW的电主轴综合性能测试与评价系统
域可选择幅值谱或者 自功率谱 。 该功能使得用户在测试现场可 以
同时观察时域和频域信号 ， 大大提高了测试效率 和测试质量。
图 ５轴向刚度测量 图６径向刚度测量
３３ 回转精 度测量提 出 了新方 法 ．
电主轴轴 向的固有频率和阻尼 比，前端静刚度和动 刚度 的
如表 ２ 所示 。 回转精度测量提出了创新 的测试方法。不 同于普通测试采 测定值 ， 表 ２轴 向刚度测量值 用编码器或标记带作为圆周分度标记， 只在主轴外缘做一个标记
其实测频响函数曲线， 峰值点可确定 固有频率及动刚度 ， 在峰值点
图 ２电主轴综合性能测试项 目． ｖ ｊ前面板
附近由半功率带宽法可确定阻尼比， 按实测频响函数的构成可分离 出静刚度。 轴向刚度测量装置， 如图 ４ 所示 。 向刚度测量装置， 径 如 图５ 所示。通过多次测量对 比， 该测试结果科学有效。
【 ｂｔ ｃ】Ｔｅｃｎ ｎ ａｄｃａ ｃ ｒｔｓｏ ｃｍ ｒ ｅｓ ｅｍ ａｕ ｎ ｄｅａ ａ ｎ ｓ ｍ ｏ Ａ ｓ ａｔ ｈ ｏ ｔ ｔ ｎ ｒ ｔ ｉｉ ａ ｏｐｅ ｎｉ ｅｓｒ ｇａ ｌ ｔ ｇｓ ｔ ｒ ｅ ｈ ａ ｅ ｓｃ ｆ ｈ ｖ ｉ ｎ ｖ ｕ ｉ ｙｅ ｆ
１ 引 言
数控机床性能的最关键部件之一。 所以电主轴的高质量 、 国 产化是我国制造 业亟待解 决的问题 ， 电主轴性能测试又是设 而 计、 制造 、 使用 ， 改进 设计 、 生产 、 再 再应用 直到生产 出高质量 电 主轴这一产品生产环节的重要一环 ， 为帮助 电主轴制造单位测
数控技术智慧树知到答案章节测试2023年山东理工大学
第一章测试1.数控系统的核心组成部分是（）。
A:由计算机系统B:控制介质C:操作面板D:数控系统答案:D2.和普通机床相比，数控机床机械部分结构特点是（）。
A:结构复杂B:机械精度高，传动链短C:机械精度可以降低，传动链较短D:机械与电子电器融为一体，更加复杂答案:B3.按照工艺用途可以把数控机床分为（）类、成型加工类、特种加工类以及其它类型数控机床。
A:数控磨床类B:数控铣床类C:数控车床类D:切削加工类答案:D4.开环数控机床进给伺服系统通常以（）作为伺服驱动元件，没有位置测量装置。
A:交流电机B:步进电机C:直流伺服电机D:交流伺服电机答案:B5.金属切削机床按照其自动化程度分为（）机床。
A:液压半自动化和气压自动化B:数控自动化和电气自动化C:半自动化和全自动化D:手动自动化和机械自动化答案:C6.按照运动轨迹分，下列数控机床是点位控制数控机床的是（）。
A:数控车床B:三坐标数控铣床C:三坐标数控钻床D:数控加工中心答案:C7.数控加工中心机床主要适合于（）。
A:因加工精度和效率高，适合于单价小批生产B:因加工效率高，适合于较高精度零件的单件小批量生产C:因加工精度和效率高，适合于较高精度零件的大批量生产D:因加工精度高效率低，适合于开发新产品单件小批量生产答案:D8.按照工艺用途可以把数控机床分为切削加工类、（）类、特种加工类以及其它类型数控机床。
A:数控磨床B:成型加工C:数控铣床D:数控车床答案:B9.数控机床最适宜加工以下哪些类型的零件？（）。
A:尺寸一致性要求高的零件B:单件小批量生产的零件C:大批量生产的零件D:加工精度要求高、结构形状复杂的零件答案:D10.数控机床的故障诊断功能是指（）。
A:数控系统功能设置上的故障B:机械故障C:在数控机床设计上计算机能够检测到的D:任何故障都能检测到答案:C第二章测试1.数控机床动力伺服控制用的ULN2003芯片具有光电隔离作用，是指( )。
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基于计算机的机床测试系统计算机测试系统基本组成
以计算机为主要平台，采用微机控制和可视化编程技术，设计
出一种模块化高精度机床集成测试系统。 在工业生产测试过程中，
经常要对温度、流量、压力等模拟量进行采集，对继电器、接触器等
开关量进行控制，此外还有步进电机和伺服电机进行精确的位移控制。
开发一种基于计算机的机床测试系统，把各种控制量集成在一起构成
闭环控制系统很有必要。本文以一台计算机为主控制器，采用Windows
风格接口软件，计算和测试速度快，信息处理能力强，系统集成度高，
工作界面友好，操作方便，实现了多参数测试过程自动化，提高了测
试效率和准确性。
系统主要功能及特点
系统以对机床性能影响大的参数集成测试为主要目的，具有以
下功能和特点：
(1)系统对减速器具有测量载荷，进行空载试验、负载试验、惯
性负载试验、离合器通断试验、回差试验等功能，可同时对X、Y1、
Y2三轴进行测试；
(2)系统对自动调高系统具有在线测量；调高精度功能，最多可
同时测试8机头，对进给距离具有自动设置和用户给定功能，误差值
随着机头的进给实时计算并显示；
(3)具有自动测试时间设定、加虚拟负载、载荷调节功能；
(4)对控制系统具有高温老化试验功能，自动监测和记录系统状
态；
(5)测量数据动态显示，如果发现数据超标立即报警或停止实验；
(6)测试结果进行自动分析和打印，并可进行相关文件操作，以
便对测试结果进行深层分析和统计。
系统硬件结构和组成
系统采用模块式结构，以计算机作为主控制器。计算机有着丰
富的软硬件资源和强大的系统功能，运算和控制速度高，在现场控制
上有着良好的控制性能。系统其他部分都通过接口卡与计算机相连，
被其控制同时为其提供测试数据。通过执行计算机上的接口软件，系
统的硬件结构框图如图1所示。主要有以下部分：
主控制器
系统的主控制器由一台工控计算机、标准键盘、鼠标器、CRT
彩色显示器和打印机等组成。计算机作为系统的主控制器，通过接口
卡控制其他部分动作，采集测试数据，并对这些数据进行复杂的计算
和分析，完成系统集成的各项测试功能，同时在测试的过程中，对测
试结果进行实时动态显示，如果发现超标即进行报警处理，并 自动
记录故障时刻，以便操作者采取相关措施。操作者可通过显示器、键
盘和鼠标进行人机操作，选择相应的测试项目，输入必要的测试参数，
监测整个测试过程，并进行相应的文件操作，通过打印机打印测试结
果。
接口模块
接口模块主要包括隔离驱动卡，输入输出接口卡。输入输出接
口卡负责计算机对测试装置的控制和数据采集，分为数字信号接口和
模拟信号接口，模拟输入(AI)采用研华PCI-726，模拟输出(AO)采用
研华PCI-1710，隔离驱动卡数字输入(DI)数字输出(DO)采用研华
PCI-734。具体通道数确定如下：
总计DI：24路，AI：8路，DO：18路，AO：6路。
本系统采用的输入输出接口卡均为PCI总线，由于测试和控制
量较多，所以采用了三块接口卡，通过硬件调线，设置其基地址分别
为300H和330H。模拟信号输入输出通道相互独立，分辨率为12位，
其信号范围如下：
输入范围：-10V～+10V
输出范围：-10V～+10V
接口卡的数字输入输出信号与TTL电平兼容，易于和其他部分
相连，特性如下：
输入低电平VIL≤0.8V
输入高电平VIH≥2.0V
输出低电平VOL≤0.5V
输出高电平VHO≥2.4V
为了保证系统运行的安全性，系统还采用了一块隔离驱动卡，
通过光电隔离等手段来保证计算机信号和外界信号的隔离，并把接口
卡的输出信号放大为伺服驱动器和离合器等所需强度控制信号。
运动控制模块
主要包括伺服系统和加载系统。伺服系统由伺服电机驱动器、
伺服电机和光电码盘组成，其主要作用是控制测试过程中被测减速器
按照一运动规律运转。本系统中，采用了3套松下(MINAS)伺服系统
分别控制X、Y1、Y2三轴，该系统有速度控制、位置控制和转矩控制
三种控制方式，能满足测试过程中的各种运动控制要求，在使用前，
需进行参数设置，有关参数设置如下：
NO.25=10000，NO.26=7200
NO.27=1， NO.29=3
伺服驱动器受计算机接口卡控制，接口卡的伺服指令输出为+3V
时，伺服电机转速为1500转／分。计算机还通过接口卡控制伺服驱
动器的符号位、输出禁止、SV-ON位和C-MODE位。符号为1时对应
CCW方向(正转)，脉冲输出为1时禁止有效，SV-ON低电平有效，C-MODE
低电平为速度控制方式，高电平为位置控制方式，在测试过程中，根
据测试项目不同，计算机按照程序改变这些控制信号，使伺服电机工
作于不同方式和状态。
加载系统主要负责向轴端提供虚拟负载，加载控制器接受计算
机输出的模拟信号，并根据这个信号调整加载装置流过的电流，进而
控制轴端转矩。
传感器模块
接近传感器选用量程为20mm，输出电压为0～5V的WYD系列直
流位移传感器，该传感器与电子电路集成一体，安装使用方便，不需
外加放大器，可直接与计算机输入输出接口卡连接，进行模数转换及
数据处理，进而把相对位移的微变量提供给计算机，系统共采用8个
接近传感器测试调高精度。
转矩传感器选用JN338转矩传感器，该传感器可实现能源及信
号的非接触传递，并做到了传递与是否旋转无关，与转速大小无关，
与旋转方向无关，输出信号为脉冲信号。
增量式光电编码器作为速度和位移传感器，它的输出一方面提
供给伺服系统进行运动控制，另一方面供计算机采集，计算机通过软
件对编码器输出信号进行转换和计数，计数总值与脉冲当量的积即为
位移量，而短时间内的位移量即为瞬时速度。
接口软件开发
系统接口软件主应用程序是在Windows操作系统下，用可视化
程序开发工具Visual Basic6.0开发的，软件操作界面采用Windows
风格，其框图如图2所示。
Visual Basic6.0是一门功能强大的计算机高级可视化编程语
言，但却不能直接访问计算机输入输出接口，为了解决这一问题，系
统用C++语言编制了一个动态连接库(DLL)，对硬件端口的访问功能
全在连接库中实现，当需要访问某个端口时，调用相应的连接库函数，
进行动态连接。这样不但实现了预定功能，而且使软件结构优化，节
约了大量系统资源。
结论
以本系统设计的机床测试系统，运行平稳，界面友好，操作方
便，控制精度高，定位精度X轴Y1轴Y2轴都达到了0.024mm，重复
定位精度X轴YI轴Y2轴都达到了0.015mm。
内容仅供参考