(2025年)《數(shù)控技術(shù)》期末考試復(fù)習(xí)題及參考答案一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列關(guān)于數(shù)控系統(tǒng)組成的描述中，錯(cuò)誤的是（）。A.控制介質(zhì)是存儲(chǔ)加工程序的載體B.伺服系統(tǒng)負(fù)責(zé)將指令轉(zhuǎn)化為機(jī)床運(yùn)動(dòng)C.數(shù)控裝置的核心是PLC模塊D.機(jī)床本體包括主傳動(dòng)和進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)答案：C2.逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)直線時(shí)，若當(dāng)前偏差F≥0，下一步應(yīng)向（）方向進(jìn)給。A.X正方向B.Y正方向C.X負(fù)方向D.Y負(fù)方向答案：A3.某數(shù)控程序中出現(xiàn)“G02X50Y30R10F100”，該指令表示（）。A.直線插補(bǔ)至（50,30），進(jìn)給速度100mm/minB.順時(shí)針圓弧插補(bǔ)至（50,30），半徑10mmC.逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)至（50,30），半徑10mmD.快速定位至（50,30），主軸轉(zhuǎn)速100r/min答案：B4.半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的位置檢測(cè)元件通常安裝在（）。A.機(jī)床工作臺(tái)B.伺服電機(jī)軸端C.滾珠絲杠末端D.刀具刀架答案：B5.下列G代碼中，屬于非模態(tài)指令的是（）。A.G01B.G02C.G04D.G90答案：C6.數(shù)控車床中，“G41”指令的功能是（）。A.刀具長(zhǎng)度正補(bǔ)償B.刀具半徑左補(bǔ)償C.刀具半徑右補(bǔ)償D.刀具長(zhǎng)度負(fù)補(bǔ)償答案：B7.脈沖當(dāng)量是指（）。A.每個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的機(jī)床運(yùn)動(dòng)位移B.伺服電機(jī)的額定脈沖頻率C.數(shù)控系統(tǒng)的最小輸入單位D.插補(bǔ)算法的計(jì)算步長(zhǎng)答案：A8.下列關(guān)于CNC系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)的描述，正確的是（）。A.單任務(wù)軟件結(jié)構(gòu)僅能處理插補(bǔ)任務(wù)B.前后臺(tái)型軟件中，前臺(tái)為中斷服務(wù)程序C.并行處理技術(shù)會(huì)降低系統(tǒng)實(shí)時(shí)性D.資源分時(shí)共享不適用于多任務(wù)系統(tǒng)答案：B9.數(shù)控銑床中，“M03S800”指令表示（）。A.主軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速800r/minB.主軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速800mm/minC.冷卻液開啟，流量800L/hD.程序暫停，等待手動(dòng)操作答案：A10.開環(huán)伺服系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是（）。A.結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高B.無(wú)法檢測(cè)位置誤差C.響應(yīng)速度慢D.僅適用于大型機(jī)床答案：B二、填空題（每空1分，共20分）1.數(shù)控加工程序的基本組成單元是________，其格式通常包括________和________兩部分。答案：程序段；準(zhǔn)備功能字；輔助功能字2.插補(bǔ)算法可分為________和________兩大類，其中________適用于輪廓控制，________適用于點(diǎn)位控制。答案：基準(zhǔn)脈沖插補(bǔ)；數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)；基準(zhǔn)脈沖插補(bǔ)；數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)（或根據(jù)實(shí)際分類調(diào)整，此處以常見分類為準(zhǔn)）3.刀具半徑補(bǔ)償?shù)膱?zhí)行過(guò)程包括________、________和________三個(gè)階段。答案：刀補(bǔ)建立；刀補(bǔ)執(zhí)行；刀補(bǔ)取消4.FANUC系統(tǒng)中，程序結(jié)束并復(fù)位的指令是________，程序暫停的指令是________。答案：M30；M005.伺服系統(tǒng)按控制方式可分為________、________和________，其中________的精度最高。答案：開環(huán)；半閉環(huán)；閉環(huán)；閉環(huán)6.數(shù)控車床的X軸通常與________平行，正方向?yàn)開_______遠(yuǎn)離工件的方向。答案：橫向?qū)к?；刀?.脈沖編碼器是________檢測(cè)元件，用于測(cè)量________或________。答案：旋轉(zhuǎn)式；轉(zhuǎn)速；角位移8.數(shù)控系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)通常用________表示，其單位是________。答案：平均無(wú)故障時(shí)間（MTBF）；小時(shí)三、判斷題（每題1分，共10分）1.G代碼分為模態(tài)代碼和非模態(tài)代碼，其中模態(tài)代碼僅在當(dāng)前程序段有效。（）答案：×（模態(tài)代碼持續(xù)有效，直到被同組代碼取代）2.閉環(huán)伺服系統(tǒng)的檢測(cè)元件直接測(cè)量機(jī)床工作臺(tái)的位移，因此精度高于半閉環(huán)系統(tǒng)。（）答案：√3.M02和M30都表示程序結(jié)束，但M30會(huì)自動(dòng)回到程序開頭。（）答案：√4.逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)圓弧時(shí)，偏差計(jì)算公式與直線插補(bǔ)相同。（）答案：×（圓弧插補(bǔ)偏差公式基于到圓心的距離）5.刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償僅影響Z軸（或車床的Z軸）的坐標(biāo)，對(duì)X軸無(wú)影響。（）答案：√6.開環(huán)系統(tǒng)使用步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，無(wú)需位置反饋。（）答案：√7.數(shù)控系統(tǒng)的分辨率越高，加工精度不一定越高，還需考慮機(jī)械傳動(dòng)誤差。（）答案：√8.G94是端面切削循環(huán)指令，G90是外圓切削循環(huán)指令（數(shù)控車床）。（）答案：√9.數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)的輸出是位置增量，適用于直流或交流伺服電機(jī)。（）答案：√10.主軸準(zhǔn)停功能（M19）的作用是使主軸在特定角度停止，便于換刀。（）答案：√四、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述數(shù)控系統(tǒng)的組成及各部分功能。答案：數(shù)控系統(tǒng)由控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、機(jī)床本體和檢測(cè)反饋裝置組成?？刂平橘|(zhì)存儲(chǔ)加工程序（如U盤、DNC接口）；數(shù)控裝置（CNC裝置）是核心，負(fù)責(zé)譯碼、插補(bǔ)、位置控制等；伺服系統(tǒng)將數(shù)控裝置的指令轉(zhuǎn)化為機(jī)床運(yùn)動(dòng)（驅(qū)動(dòng)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器）；機(jī)床本體是執(zhí)行部件（床身、導(dǎo)軌、主軸等）；檢測(cè)反饋裝置（如編碼器、光柵尺）實(shí)時(shí)檢測(cè)位移或速度，用于閉環(huán)/半閉環(huán)控制。2.逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)的四個(gè)基本步驟是什么？以直線插補(bǔ)為例說(shuō)明。答案：（1）偏差計(jì)算：計(jì)算當(dāng)前點(diǎn)與理想直線的偏差F；（2）坐標(biāo)進(jìn)給：根據(jù)F的符號(hào)決定向X或Y方向進(jìn)給一步；（3）偏差更新：進(jìn)給后重新計(jì)算新的偏差；（4）終點(diǎn)判斷：檢查是否到達(dá)終點(diǎn)（進(jìn)給步數(shù)是否等于總步數(shù)）。例如，插補(bǔ)第一象限直線OA（起點(diǎn)O(0,0)，終點(diǎn)A(xe,ye)），初始偏差F0=0，若F≥0則向X正方向進(jìn)給，F(xiàn)<0則向Y正方向進(jìn)給，每進(jìn)給一步更新F值，直到到達(dá)A點(diǎn)。3.說(shuō)明G00與G01指令的區(qū)別（從指令含義、速度控制、應(yīng)用場(chǎng)景三方面）。答案：G00是快速定位指令，用于刀具快速移動(dòng)到目標(biāo)位置，速度由系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定（與F無(wú)關(guān)），通常用于非切削空行程；G01是直線插補(bǔ)指令，刀具按指定進(jìn)給速度（F值）沿直線切削，用于零件輪廓的精加工或粗加工。兩者的關(guān)鍵區(qū)別在于G00不參與切削，速度不可調(diào)（由系統(tǒng)預(yù)設(shè)），而G01參與切削，速度由編程指定。4.刀具半徑補(bǔ)償?shù)淖饔糜心男繉?shí)際應(yīng)用中需注意哪些問(wèn)題？答案：作用：（1）避免刀具半徑導(dǎo)致的過(guò)切或欠切，保證加工輪廓精度；（2）簡(jiǎn)化編程（無(wú)需按刀具中心軌跡編程）；（3）方便刀具磨損或更換時(shí)調(diào)整補(bǔ)償值，無(wú)需修改程序。注意問(wèn)題：（1）刀補(bǔ)建立和取消應(yīng)在遠(yuǎn)離工件的空行程段完成，避免在切削過(guò)程中進(jìn)行；（2）刀補(bǔ)指令（G41/G42）需與刀具移動(dòng)方向配合（左補(bǔ)償/右補(bǔ)償）；（3）輪廓轉(zhuǎn)接處需考慮過(guò)切風(fēng)險(xiǎn)（如銳角轉(zhuǎn)接時(shí)可能需要調(diào)整補(bǔ)償方式）；（4）刀具半徑值需準(zhǔn)確輸入系統(tǒng)，否則影響加工精度。5.比較半閉環(huán)伺服系統(tǒng)與閉環(huán)伺服系統(tǒng)的區(qū)別（從檢測(cè)位置、精度、成本、調(diào)試難度四方面）。答案：（1）檢測(cè)位置：半閉環(huán)檢測(cè)電機(jī)軸或絲杠端的角位移，閉環(huán)檢測(cè)機(jī)床工作臺(tái)的直線位移；（2）精度：閉環(huán)直接測(cè)量最終位移，精度更高（受機(jī)械傳動(dòng)誤差影響?。?，半閉環(huán)精度受絲杠螺距誤差、反向間隙等影響；（3）成本：閉環(huán)需高精度直線檢測(cè)元件（如光柵尺），成本更高；（4）調(diào)試難度：閉環(huán)系統(tǒng)需補(bǔ)償機(jī)械傳動(dòng)誤差，調(diào)試更復(fù)雜（如間隙補(bǔ)償、螺距誤差補(bǔ)償），半閉環(huán)調(diào)試相對(duì)簡(jiǎn)單。五、綜合題（共20分）1.（8分）如圖所示（假設(shè)工件坐標(biāo)系原點(diǎn)在工件右端面中心），編寫數(shù)控車床外圓及圓弧加工程序（FANUC系統(tǒng)）。已知：起刀點(diǎn)為（100,100），加工路徑為：快速定位至（52,2）→直線插補(bǔ)車外圓至（52,-50）→順時(shí)針圓弧插補(bǔ)至（40,-60）（圓弧半徑10mm）→快速返回起刀點(diǎn)。要求包含必要的準(zhǔn)備功能（如G90、G40、G21等）及輔助功能（如M03、M08、M30）。答案：O0001；G21G40G97G99；（公制輸入，取消刀補(bǔ)，恒轉(zhuǎn)速，每轉(zhuǎn)進(jìn)給）M03S800；（主軸正轉(zhuǎn)，800r/min）M08；（冷卻液開）T0101；（1號(hào)刀，1號(hào)刀補(bǔ)）G00X100Z100；（起刀點(diǎn)）G00X52Z2；（快速定位至循環(huán)起點(diǎn)）G01Z-50F0.15；（直線車外圓，進(jìn)給0.15mm/r）G02X40Z-60R10F0.1；（順時(shí)針圓弧插補(bǔ)，半徑10mm）G00X100Z100；（快速返回起刀點(diǎn)）M09；（冷卻液關(guān)）M05；（主軸停）M30；（程序結(jié)束并復(fù)位）2.（6分）某數(shù)控銑床出現(xiàn)“伺服過(guò)載報(bào)警”，可能的故障原因有哪些？請(qǐng)列出至少4項(xiàng)并說(shuō)明排查方法。答案：可能原因及排查方法：（1）機(jī)械卡阻：檢查導(dǎo)軌、絲杠是否有異物或潤(rùn)滑不良，手動(dòng)移動(dòng)軸觀察阻力；（2）伺服電機(jī)故障：測(cè)量電機(jī)繞組電阻是否正常，檢查編碼器信號(hào)是否穩(wěn)定；（3）驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤：核對(duì)驅(qū)動(dòng)器的電流限制、增益等參數(shù)是否與電機(jī)匹配；（4）切削負(fù)載過(guò)大：檢查切削深度、進(jìn)給速度是否超出工藝要求，調(diào)整加工參數(shù)；（5）電纜故障：檢查電機(jī)動(dòng)力線、編碼器信號(hào)線是否斷路或短路，用萬(wàn)用表測(cè)試通斷；（6）系統(tǒng)參數(shù)錯(cuò)誤：查看系統(tǒng)的軸負(fù)載極限參數(shù)是否設(shè)置過(guò)小，適當(dāng)調(diào)高（需謹(jǐn)慎）。3.（6分）采用逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)第一象限直線，起點(diǎn)為（0,0），終點(diǎn)為（4,3）。要求：（1）列出插補(bǔ)過(guò)程中每一步的偏差F、進(jìn)給方向、當(dāng)前坐標(biāo)；（2）計(jì)算總進(jìn)給步數(shù)。答案：總進(jìn)給步數(shù)N=4+3=7步。插補(bǔ)過(guò)程：步數(shù)|偏差F|進(jìn)給方向|當(dāng)前坐標(biāo)(x,y)0|F0=0|—|(0,0)1|F≥0→X+|X+|(1,0)，F(xiàn)1=F0-ye=0-3=-32|F<0→Y+|Y+|(1,1)，F(xiàn)2=F1+xe=-3+4=13|F≥0→X+