cnc面試試題及答案一、基礎(chǔ)知識部分1.什么是CNC？簡述其工作原理。CNC即計(jì)算機(jī)數(shù)字控制（ComputerNumericalControl），是一種由計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ秒娮佑?jì)算裝置控制的自動化機(jī)床。它綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)、精密測量技術(shù)和機(jī)械制造技術(shù)等多方面的先進(jìn)技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)高效、精密、自動化加工的重要手段。其工作原理如下：首先，通過CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）軟件設(shè)計(jì)出零件的三維模型，然后利用CAM（計(jì)算機(jī)輔助制造）軟件根據(jù)零件的加工工藝要求，將三維模型轉(zhuǎn)化為數(shù)控加工程序。這個數(shù)控加工程序包含了刀具的運(yùn)動軌跡、切削參數(shù)（如主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、切削深度等）等信息。接著，將編制好的數(shù)控加工程序通過數(shù)據(jù)傳輸接口（如USB接口、以太網(wǎng)接口等）傳輸?shù)紺NC系統(tǒng)中。CNC系統(tǒng)接收到程序后，對程序進(jìn)行譯碼、運(yùn)算和處理，將程序中的指令信息轉(zhuǎn)化為控制信號。這些控制信號被發(fā)送到機(jī)床的各個執(zhí)行部件，如伺服電機(jī)、主軸電機(jī)等。伺服電機(jī)根據(jù)控制信號精確地驅(qū)動機(jī)床的坐標(biāo)軸運(yùn)動，使刀具按照預(yù)定的軌跡在工件上進(jìn)行切削加工。同時，主軸電機(jī)根據(jù)指令控制刀具的旋轉(zhuǎn)速度，實(shí)現(xiàn)不同的切削要求。在加工過程中，機(jī)床的位置檢測裝置（如光柵尺、編碼器等）會實(shí)時檢測機(jī)床坐標(biāo)軸的實(shí)際位置，并將位置信息反饋給CNC系統(tǒng)。CNC系統(tǒng)將反饋的實(shí)際位置與程序中的指令位置進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果對控制信號進(jìn)行調(diào)整，以確保機(jī)床的運(yùn)動精度和加工精度。2.請列舉常見的CNC系統(tǒng)品牌，并簡述其特點(diǎn)。-發(fā)那科（FANUC）-特點(diǎn)：具有高可靠性和穩(wěn)定性，在全球范圍內(nèi)應(yīng)用廣泛。其系統(tǒng)功能強(qiáng)大，擁有豐富的控制功能和先進(jìn)的插補(bǔ)算法，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的加工。發(fā)那科系統(tǒng)的操作界面簡潔易懂，易于操作人員上手。同時，它的伺服驅(qū)動系統(tǒng)性能優(yōu)越，響應(yīng)速度快，能夠滿足高速、高效加工的需求。此外，發(fā)那科還提供了完善的售后服務(wù)和技術(shù)支持體系。-西門子（SIEMENS）-特點(diǎn)：西門子CNC系統(tǒng)以其強(qiáng)大的開放性和靈活性著稱。它支持多種編程語言和通訊協(xié)議，方便用戶進(jìn)行二次開發(fā)和系統(tǒng)集成。西門子系統(tǒng)注重人機(jī)交互設(shè)計(jì)，操作界面直觀友好，并且提供了豐富的診斷和監(jiān)控功能，便于維護(hù)和管理。其數(shù)控系統(tǒng)與西門子的其他自動化產(chǎn)品（如PLC、電機(jī)等）具有良好的兼容性，能夠?qū)崿F(xiàn)自動化生產(chǎn)線的無縫集成。-三菱（MITSUBISHI）-特點(diǎn)：三菱CNC系統(tǒng)性價比高，適合中小企業(yè)使用。它具有較高的運(yùn)算速度和控制精度，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜輪廓的加工。三菱系統(tǒng)的編程方式靈活多樣，支持多種編程格式，如G代碼編程、對話式編程等。此外，三菱的伺服驅(qū)動系統(tǒng)具有良好的動態(tài)性能和穩(wěn)定性，能夠有效提高加工效率和質(zhì)量。3.解釋G代碼和M代碼的含義，并列舉幾個常用的G代碼和M代碼及其功能。G代碼和M代碼是數(shù)控編程中常用的指令代碼，用于控制機(jī)床的運(yùn)動和輔助功能。G代碼（準(zhǔn)備功能代碼）：主要用于指定機(jī)床的運(yùn)動方式、坐標(biāo)系統(tǒng)、刀具補(bǔ)償?shù)葴?zhǔn)備功能。-G00：快速定位指令。刀具以最快的速度移動到指定的位置，用于刀具的快速趨近和退回，不進(jìn)行切削加工。例如，“G00X100Y50”表示刀具快速移動到X坐標(biāo)為100，Y坐標(biāo)為50的位置。-G01：直線插補(bǔ)指令。刀具以指定的進(jìn)給速度沿直線移動到目標(biāo)位置，進(jìn)行切削加工。例如，“G01X200Y80F100”表示刀具以100mm/min的進(jìn)給速度直線移動到X坐標(biāo)為200，Y坐標(biāo)為80的位置。-G02：順時針圓弧插補(bǔ)指令。刀具沿順時針方向進(jìn)行圓弧插補(bǔ)運(yùn)動。例如，“G02X50Y30I20J0F80”表示刀具以80mm/min的進(jìn)給速度，從當(dāng)前位置沿順時針方向進(jìn)行圓弧插補(bǔ)，圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)為X50Y30，圓心相對于起點(diǎn)的增量坐標(biāo)為I20J0。-G03：逆時針圓弧插補(bǔ)指令。刀具沿逆時針方向進(jìn)行圓弧插補(bǔ)運(yùn)動，用法與G02類似。M代碼（輔助功能代碼）：主要用于控制機(jī)床的輔助動作，如主軸的啟停、冷卻液的開關(guān)、換刀等。-M03：主軸正轉(zhuǎn)指令。使機(jī)床主軸按順時針方向旋轉(zhuǎn)。例如，“M03S1000”表示主軸以1000r/min的轉(zhuǎn)速正轉(zhuǎn)。-M05：主軸停止指令。停止主軸的旋轉(zhuǎn)。例如，在加工結(jié)束后，使用“M05”停止主軸轉(zhuǎn)動。-M08：冷卻液開指令。打開機(jī)床的冷卻液閥門，使冷卻液噴出，用于冷卻刀具和工件。-M09：冷卻液關(guān)指令。關(guān)閉冷卻液閥門，停止冷卻液的供應(yīng)。-M30：程序結(jié)束并返回程序開頭指令。表示數(shù)控程序執(zhí)行完畢，機(jī)床回到初始狀態(tài)，同時將程序指針返回到程序開頭。二、編程與操作部分1.編寫一段簡單的數(shù)控加工程序，用于加工一個邊長為50mm的正方形輪廓，刀具起點(diǎn)在正方形的左下角，進(jìn)給速度為100mm/min，主軸轉(zhuǎn)速為800r/min。以下是使用G代碼編寫的數(shù)控加工程序：```O0001;//程序號G21;//選擇公制單位G90;//絕對坐標(biāo)編程M03S800;//主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速800r/minG00X0Y0;//刀具快速定位到正方形左下角（起點(diǎn)）G01Z-5F100;//刀具以100mm/min的進(jìn)給速度下刀至Z=-5mm處G01X50Y0F100;//沿X軸正方向直線插補(bǔ)到(50,0)G01X50Y50F100;//沿Y軸正方向直線插補(bǔ)到(50,50)G01X0Y50F100;//沿X軸負(fù)方向直線插補(bǔ)到(0,50)G01X0Y0F100;//沿Y軸負(fù)方向直線插補(bǔ)回到起點(diǎn)(0,0)G00Z50;//刀具快速抬刀至Z=50mm處M05;//主軸停止M30;//程序結(jié)束并返回程序開頭```2.在CNC編程中，如何進(jìn)行刀具半徑補(bǔ)償？請舉例說明。刀具半徑補(bǔ)償是數(shù)控編程中一項(xiàng)重要的功能，用于解決由于刀具半徑的存在而導(dǎo)致的加工輪廓誤差問題。通過刀具半徑補(bǔ)償，編程人員可以按照工件的實(shí)際輪廓進(jìn)行編程，而無需考慮刀具的半徑大小，系統(tǒng)會自動根據(jù)刀具半徑值對刀具的運(yùn)動軌跡進(jìn)行偏移。刀具半徑補(bǔ)償分為左補(bǔ)償（G41）和右補(bǔ)償（G42）。左補(bǔ)償是指刀具沿著加工輪廓前進(jìn)時，刀具中心在輪廓的左側(cè)；右補(bǔ)償則是刀具中心在輪廓的右側(cè)。取消刀具半徑補(bǔ)償使用G40指令。以下是一個使用刀具半徑補(bǔ)償加工圓形輪廓的例子：```O0002;//程序號G21;//選擇公制單位G90;//絕對坐標(biāo)編程M03S1000;//主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速1000r/minG00X0Y0;//刀具快速定位到原點(diǎn)G42D01;//啟用刀具右補(bǔ)償，刀具半徑補(bǔ)償號為D01G00Z-5;//刀具快速下刀至Z=-5mm處G02X0Y0I20J0F150;//順時針圓弧插補(bǔ)加工一個半徑為20mm的圓，進(jìn)給速度150mm/minG40;//取消刀具半徑補(bǔ)償G00Z50;//刀具快速抬刀至Z=50mm處M05;//主軸停止M30;//程序結(jié)束并返回程序開頭```在這個例子中，首先使用G42指令啟用刀具右補(bǔ)償，并指定刀具半徑補(bǔ)償號為D01。在實(shí)際加工前，需要在機(jī)床的刀具參數(shù)設(shè)置中輸入刀具的實(shí)際半徑值，系統(tǒng)會根據(jù)該值自動計(jì)算刀具的偏移量。加工完成后，使用G40指令取消刀具半徑補(bǔ)償。3.簡述CNC機(jī)床操作的一般流程。CNC機(jī)床操作的一般流程如下：-開機(jī)準(zhǔn)備-檢查機(jī)床的外觀是否完好，各部件連接是否牢固，冷卻液、潤滑油等液位是否正常。-接通機(jī)床的電源，打開CNC系統(tǒng)的電源開關(guān)，等待系統(tǒng)啟動完成。-回零操作-機(jī)床開機(jī)后，通常需要進(jìn)行回零操作，將機(jī)床的各坐標(biāo)軸移動到機(jī)床的參考點(diǎn)位置，建立機(jī)床坐標(biāo)系。回零操作一般通過按下面板上的“回零”按鈕，并選擇相應(yīng)的坐標(biāo)軸來完成。-程序輸入與編輯-將編制好的數(shù)控加工程序通過數(shù)據(jù)傳輸接口（如USB、以太網(wǎng)等）傳輸?shù)紺NC系統(tǒng)中，或者使用機(jī)床操作面板上的鍵盤直接輸入程序。-對輸入的程序進(jìn)行檢查和編輯，確保程序的正確性?？梢允褂孟到y(tǒng)提供的編輯功能，如插入、刪除、修改程序段等。-刀具安裝與對刀-根據(jù)加工工藝要求，選擇合適的刀具，并將刀具安裝到機(jī)床的刀架上。-進(jìn)行對刀操作，確定刀具在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置。對刀方法有多種，如試切對刀法、對刀儀對刀法等。通過對刀操作，將刀具的實(shí)際位置信息輸入到CNC系統(tǒng)中，以便系統(tǒng)準(zhǔn)確控制刀具的運(yùn)動。-參數(shù)設(shè)置-設(shè)置加工所需的各種參數(shù)，如主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、切削深度、刀具補(bǔ)償值等。這些參數(shù)應(yīng)根據(jù)工件材料、刀具類型、加工工藝等因素進(jìn)行合理選擇。-自動加工-在確認(rèn)程序、刀具、參數(shù)等設(shè)置無誤后，將機(jī)床操作模式切換到自動加工模式。-按下“循環(huán)啟動”按鈕，機(jī)床開始按照數(shù)控程序自動進(jìn)行加工。在加工過程中，操作人員要密切觀察機(jī)床的運(yùn)行情況，如有異常應(yīng)及時按下“急?！卑粹o。-加工結(jié)束-加工完成后，機(jī)床自動停止運(yùn)行。關(guān)閉主軸和冷卻液，將刀具退回到安全位置。-取下加工好的工件，清理機(jī)床工作臺和刀具，關(guān)閉CNC系統(tǒng)和機(jī)床電源。三、加工工藝與刀具部分1.簡述影響CNC加工精度的主要因素有哪些，以及如何提高加工精度。影響CNC加工精度的主要因素包括：-機(jī)床本身的精度：機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)、傳動系統(tǒng)、導(dǎo)軌精度等都會影響加工精度。例如，機(jī)床的導(dǎo)軌直線度誤差會導(dǎo)致刀具運(yùn)動軌跡偏差，從而影響工件的形狀精度。-刀具的選擇和磨損：刀具的幾何形狀、刃口鋒利程度、刀具材料等會影響切削力和切削質(zhì)量。刀具磨損后，會導(dǎo)致切削力增大、加工表面粗糙度增加，進(jìn)而影響加工精度。-工件材料的特性：不同的工件材料具有不同的力學(xué)性能和加工性能，如硬度、韌性、熱膨脹系數(shù)等。這些特性會影響切削過程中的切削力、切削熱和工件的變形，從而對加工精度產(chǎn)生影響。-數(shù)控編程的準(zhǔn)確性：編程中的坐標(biāo)計(jì)算誤差、刀具路徑規(guī)劃不合理等都會導(dǎo)致加工誤差。例如，編程時的圓弧插補(bǔ)參數(shù)設(shè)置不準(zhǔn)確，會使加工出的圓弧形狀不符合要求。-加工環(huán)境的影響：加工環(huán)境的溫度、濕度、振動等因素也會對加工精度產(chǎn)生影響。溫度變化會導(dǎo)致機(jī)床和工件的熱變形，振動會使刀具產(chǎn)生振動，從而影響加工表面質(zhì)量和尺寸精度。提高加工精度的方法如下：-提高機(jī)床精度：定期對機(jī)床進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，檢查和調(diào)整機(jī)床的機(jī)械部件，保證機(jī)床的幾何精度和運(yùn)動精度。例如，定期檢查和調(diào)整導(dǎo)軌的間隙，更換磨損的傳動部件等。-合理選擇刀具：根據(jù)工件材料和加工要求，選擇合適的刀具類型和刀具幾何參數(shù)。同時，要注意刀具的刃磨質(zhì)量和使用壽命，及時更換磨損的刀具。-優(yōu)化加工工藝：合理安排加工工序，選擇合適的切削參數(shù)（如主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、切削深度等），以減小切削力和切削熱，降低工件的變形。例如，采用粗、精加工分開的工藝方法，先進(jìn)行粗加工去除大部分余量，再進(jìn)行精加工保證加工精度。-提高編程準(zhǔn)確性：在編程時，要仔細(xì)進(jìn)行坐標(biāo)計(jì)算和刀具路徑規(guī)劃，采用先進(jìn)的編程軟件和編程方法，減少編程誤差。同時，要對編程結(jié)果進(jìn)行模擬和驗(yàn)證，確保程序的正確性。-改善加工環(huán)境：控制加工環(huán)境的溫度、濕度和振動，減少環(huán)境因素對加工精度的影響。例如，在加工車間安裝空調(diào)設(shè)備，保持加工環(huán)境溫度的穩(wěn)定；采用隔振措施，減少機(jī)床的振動。2.如何選擇合適的刀具進(jìn)行CNC加工？選擇合適的刀具進(jìn)行CNC加工需要考慮以下幾個方面：-工件材料：不同的工件材料具有不同的硬度、韌性、耐磨性等特性，需要選擇與之相適應(yīng)的刀具材料。例如，加工鋁合金等有色金屬時，可選擇高速鋼刀具或硬質(zhì)合金刀具；加工硬度較高的鋼材時，應(yīng)選擇硬質(zhì)合金刀具或陶瓷刀具；加工高溫合金等難加工材料時，可選用立方氮化硼（CBN）刀具或聚晶金剛石（PCD）刀具。-加工工藝：根據(jù)加工工藝的不同，如銑削、車削、鉆孔等，選擇不同類型的刀具。例如，銑削平面時可選擇面銑刀；銑削輪廓時可選擇立銑刀；車削外圓時可選擇外圓車刀；鉆孔時可選擇鉆頭等。-加工精度要求：對于加工精度要求較高的工件，應(yīng)選擇精度較高的刀具。例如，使用涂層刀具可以提高刀具的耐磨性和切削性能，從而提高加工精度；采用高精度的刀具磨具進(jìn)行刀具刃磨，保證刀具的幾何形狀精度。-切削參數(shù)：切削參數(shù)（如主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、切削深度等）也會影響刀具的選擇。在高速切削時，應(yīng)選擇具有良好熱穩(wěn)定性和耐磨性的刀具；在大進(jìn)給切削時，需要刀具具有足夠的強(qiáng)度和剛性。-刀具的經(jīng)濟(jì)性：在滿足加工要求的前提下，要考慮刀具的經(jīng)濟(jì)性。選擇性價比高的刀具，降低刀具成本。例如，比較不同品牌、不同型號刀具的價格和使用壽命，選擇最合適的刀具。3.解釋切削三要素的概念，并說明它們對加工質(zhì)量和效率的影響。切削三要素是指切削速度（v）、進(jìn)給量（f）和切削深度（ap）。-切削速度（v）：是指刀具切削刃上某一點(diǎn)相對于工件的主運(yùn)動的線速度，單位為m/min。切削速度對加工質(zhì)量和效率有重要影響。提高切削速度可以提高加工效率，減少加工時間。但切削速度過高會導(dǎo)致切削溫度升高，刀具磨損加劇，加工表面質(zhì)量下降，甚至?xí)鸸ぜ臒嶙冃巍Ｏ喾?，切削速度過低則會降低加工效率。-進(jìn)給量（f）：是指刀具在進(jìn)給運(yùn)動方向上相對于工件的位移量。對于車削，進(jìn)給量是指工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀具沿進(jìn)給方向移動的距離，單位為mm/r；對于銑削，進(jìn)給量是指刀具每齒進(jìn)給量，單位為mm/z。進(jìn)給量增大，加工效率提高，但會使切削力增大，加工表面粗糙度增加。減小進(jìn)給量可以提高加工表面質(zhì)量，但會降低加工效率。-切削深度（ap）：是指待加工表面與已加工表面之間的垂直距離，單位為mm。增大切削深度可以在一次走刀中切除更多的余量，提高加工效率。但切削深度過大，會使切削力急劇增大，機(jī)床和刀具承受的負(fù)荷增加，容易引起振動，影響加工精度和表面質(zhì)量。在實(shí)際加工中，需要根據(jù)工件材料、刀具材料、機(jī)床性能等因素，合理選擇切削三要素，以達(dá)到提高加工質(zhì)量和效率的目的。一般來說，在保證加工質(zhì)量的前提下，優(yōu)先選擇較大的切削深度，其次選擇較大的進(jìn)給量，最后根據(jù)刀具的耐用度選擇合適的切削速度。四、故障診斷與維護(hù)部分1.列舉CNC機(jī)床常見的故障類型，并簡述故障診斷的一般方法。CNC機(jī)床常見的故障類型包括：-機(jī)械故障：如導(dǎo)軌磨損、絲杠螺母副間隙過大、軸承損壞、傳動皮帶松動等。這些故障會導(dǎo)致機(jī)床的運(yùn)動精度下降、振動增大、噪聲異常等問題。-電氣故障：包括電氣元件損壞（如接觸器、繼電器、熔斷器等）、線路短路或斷路、電機(jī)故障等。電氣故障會使機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)無法正常工作，導(dǎo)致機(jī)床停機(jī)或出現(xiàn)異常動作。-數(shù)控系統(tǒng)故障：如系統(tǒng)軟件故障、硬件故障、參數(shù)設(shè)置錯誤等。數(shù)控系統(tǒng)故障會影響機(jī)床的正常運(yùn)行，出現(xiàn)程序無法執(zhí)行、報(bào)警信息顯示等問題。-液壓與氣動故障：如液壓泵故障、液壓缸泄漏、氣動元件損壞等。液壓與氣動故障會導(dǎo)致機(jī)床的液壓和氣動系統(tǒng)無法正常工作，影響機(jī)床的動作和性能。故障診斷的一般方法如下：-直觀檢查法：通過觀察機(jī)床的外觀、運(yùn)行狀態(tài)、指示燈顯示等，直接發(fā)現(xiàn)故障的跡象。例如，觀察是否有明顯的損壞部件、是否有冒煙、異味等現(xiàn)象；查看系統(tǒng)的報(bào)警信息，了解故障的大致范圍。-參數(shù)檢查法：檢查CNC系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置是否正確。許多故障是由于參數(shù)設(shè)置不當(dāng)引起的，通過對比正常參數(shù)和當(dāng)前參數(shù)，找出異常參數(shù)并進(jìn)行調(diào)整。-功能測試法：對機(jī)床的各項(xiàng)功能進(jìn)行測試，如手動操作各坐標(biāo)軸、執(zhí)行簡單的程序等，判斷故障所在的部位。例如，如果某個坐標(biāo)軸無法正常移動，可能是該坐標(biāo)軸的驅(qū)動系統(tǒng)或機(jī)械傳動部分出現(xiàn)問題。-替換法：當(dāng)懷疑某個部件出現(xiàn)故障時，用相同型號的正常部件替換該部件，觀察故障是否消失。如果故障消除，則說明被替換的部件有問題。-測量法：使用專業(yè)的測量工具，如萬用表、示波器等，對電氣系統(tǒng)的電壓、電流、信號等進(jìn)行測量，判斷電氣元件是否正常工作。例如，測量電機(jī)的繞組電阻，判斷電機(jī)是否短路或斷路。2.簡述CNC機(jī)床日常維護(hù)的主要內(nèi)容。CNC機(jī)床日常維護(hù)的主要內(nèi)容包括：-外觀清潔：每天工作結(jié)束后，清理機(jī)床工作臺、導(dǎo)軌、刀架等部位的切屑和油污，保持機(jī)床外觀整潔。定期對機(jī)床的外殼進(jìn)行擦拭，防止灰塵和油污積累。-潤滑保養(yǎng)：按照機(jī)床使用說明書的要求，定期對機(jī)床的各潤滑部位進(jìn)行潤滑。檢查潤滑油的液位，及時添加潤滑油。同時，要注意潤滑油的清潔度，定期更換潤滑油和過濾器。-電氣系統(tǒng)檢查：檢查電氣控制柜內(nèi)的電氣元件是否有松動、發(fā)熱、損壞等現(xiàn)象，確保電氣連接牢固。定期清理電氣控制柜內(nèi)的灰塵，防止灰塵對電氣元件造成損壞。檢查電纜線是否有破損、老化等情況，如有問題及時更換。-液壓與氣動系統(tǒng)維護(hù)：檢查液壓系統(tǒng)的壓力、油溫、油質(zhì)等是否正常，定