2024年数控工艺编程与操作总复习及答案.doc

一、 数控机床基本知识：
1，什么是数字控制、什么数控机床？FMS与CIMS对应的中文名称是什么？什么是数控编程？FMS由哪几部份组成？
数字控制：英文为NC，是用数字信息实现自动控制的一个技术。
数控机床：英文为NCMT，是用数字代码形式表示的信息（程序指令），控制刀具按给定的工作程序、运动速度和轨迹进行自动加工的机床。
数控编程：就是把零件的工艺过程、工艺参数、机床的运动，以及刀具位移量等信息用数控语言统计在程序单上，并经校核的全过程。
FMS:柔性制造系统
CIMS：计算机集成制造系统
FMS组成：1加工系统，2工件运储系统，3刀具运储系统，4一套计算机控制系统，除了四个基本组成部分外，FMS还包括集中冷切润滑系统，切削运输系统，自动清洗装置，自动去毛刺设备等从属系统
2，数控机床分类?按运动轨迹分为哪几类？按伺服系统的控制方式分为哪几类？按按联动轴数分为哪几类？数控铣床加工时什么出现2.5轴加工？
运动轨迹分：1．点位控制数控机床 2．直线控制数控机床 3．轮廓控制数控机床
伺服系统的控制方式分：1.开环控制系统，2.闭环控制系统，3.半闭环控制系统
按联动轴数分：2轴联动数控机床，2.5轴联动数控机床，3轴联动数控机床，4轴联动数控机床，5轴联动数控机床
数控铣床加工出现2.5轴加工是在：有圆弧铣削和斜线铣削
3，什么是开环、闭环、半闭环控制系统？它们有什么区分？
闭环系统：数控系统中，依照坐标轴的移动位置，测量装置的安装位置可分为全闭环和半闭环，在全闭环系统中，位置检测元件直接安装在进给坐标的最后运动部件上，可随时检测坐标轴实际位移量或实际所处位置，并将测量值反馈给CNC系统与位移指令进行比较，依据所得误差来控制坐标轴的移动方向和速度，从而实现位置的精准控制。
半闭环系统：数控系统中位置检测元件不直接安装在进给坐标的最后运动部件上，并且中间通过机械传动部件的位置转换，即坐标运动的传动链有一部分在位置闭环以外，在环外的传动误差没有得到系统的赔偿，伺服系统的精度低于全闭环。
开环系统：数控系统中，驱动单元重要是功率电动机或电液脉冲马达，利用数据脉冲来实现角位移的变换，没有利用位置检测元件实现坐标轴的定位，其坐标轴的定位是依托驱动装置自身旋转的角度正比于指令脉冲的个数，坐标轴的移动速度由进给脉冲的频率和机械传动部件传动比决定。
区分：全闭环系统为了测量直线进给运动，沿导轨移动方向安装直线位移传感器，直接测量工作台的位移；而半闭环系统则把角位移传感器安装在滚珠丝杆端部，测量其角位移。
开环系统无位置反馈元器件，其驱动动力源将数字脉冲转换为角位移，不用位置检测元件定位，而是靠驱动动力源自身。其精度比较：全闭环>半闭环>开环
4，数控机床由哪四部组成？数控机床的结构有哪些特点？伺服系统由哪两部份组成？
数控机床组成：控制介质、数控装置、伺服系统、机床本体（测量装置）
特点：1，主轴功率大，床身刚度高、抗振性好、热变形小。2，采取高效传动件，传动灵活，传动精度高。3，有刀具自动互换系统和管理系统。4，有工件自动互换系统以及液压加快放松机构。5，有全封闭或半封闭的安全防护设施。
伺服系统由：主轴伺服系统和进给伺服系统组成
5，什么叫脉冲当量？什么叫辨别率？哪一指标决定加工精度？
脉冲当量：数控装置每发出一个脉冲信号，反应到数控机床各运动部件的位移量或角位移量，又称作脉冲当量。
辨别率：指两个相邻的分散细节之间能够辨别的最小间隔。
脉冲当量标决定加工精度
6，数控机床的精度指标有哪些？
定位精度，几何精度，重复定位精度
二、 数控加工工艺及编程基础
1，相对于一般机床加工，数控机床加工有哪些特点？
具备复杂形状加工能力；高质量；高效率；高柔性；减轻劳动强度，改进劳动条件；有利于生产管理；
适合用于加工形状复杂，加工精度高，用一般机床无法加工，或虽然能加工但极难确保加工质量的零件；用数学模型描述的复杂曲线或曲面轮廓零件；必须在一次安装中合并完成铣、镗、锪或攻螺纹等多工序的零件；适合用于柔性生产线和计算机集成制造系统。
2，数控加工工艺包括哪些内容？
1)选择并确定零件的数控加工内容 2)对零件图纸进行数控加工工艺性分析 3)数控加工的工艺路线设计 4)数控加工的工序设计 5)数控加工专用技术文献的编写
3，数控加工工序次序的安排标准是什么？
1，基面先行2，先粗后精标准3，先主后次标准4，先面后孔标准5，先内后外标准6，先近后远标准
ISO要求，数控机床的坐标系中XYZ轴相互关系由什么决定？各轴正方向怎样要求？在XYZ三个坐标轴中，先确定哪个坐标轴，再到哪个坐标轴，最后是哪个坐标轴？
国际标准和国家标准中要求了数控机床的坐标系采取笛卡尔右手直角坐标系，基本坐标轴XYZ的关系及其正方向用右手直角定则判定。
Z坐标：Z坐标的运动方向是由传递切削动力的主轴所决定的，平行于主轴轴线的坐标轴即为Z坐标（车，铣），Z坐标的正方向为刀具离开工件的方向。
X坐标：X坐标平行于工件的装夹平面，一般在水平面内。确定X轴的方向时，要考虑两种情况：假如工件作呕旋转运动，则刀具离开工件的方向为X坐标的正方向（数控车床的X轴在工件的径向且平行于横滑座）。假如刀具做旋转运动，则分为两种情况：z坐标水平时，观测者沿刀具主轴向工件看时，+X运动方向指向右方;z坐标垂直时，观测者沿刀具主轴向立柱看时，+X运动方向指向右方。
Y坐标：在确定X、Z坐标的正方向后，能够依照X和Z坐标的方向，按照右手直角坐标系来确定Y坐标的方向。
先确定Z 再到X 最后Y
4，工件坐标系与机床坐标系有什么联系？在G54坐标系中的X、Y、Z的坐标值代表什么含义？
机床坐标系是机床上固有的任何人都不能变化的坐标系，往往采取那些能够作为基准的点、线、面来作为机床的换刀点、坐标轴的轴心线和坐标平面。工件坐标系是在编程时使用，由编程人员在工件建立的工件坐标系。
工件安上机床后，两个坐标系保持一定的关系。工件坐标系的原点在机床坐标系中称为调整点，也称对刀点。在加工的时候，当工件安装完成后即要把工件坐标系原点相对于机床坐标系原点的偏置测量出来，并把该偏置值设置在编程人员编程时指定的指令（如G54、G92等）所在的计算机内存中。
在G54工件坐标系中，其原点与机床坐标系原点的偏置值已输入数控系统的存储器中，其后执行G00 X100 Y50 Z100时，刀具就移到G54所设的工件坐标系中G00 X100 Y50 Z100的位置上
5，数控程序由哪三部份组成？主程序与子程序在格式上有什么区分？指令字由什么组成？
数控程序组成由：程序开始（程序号），程序内容，程序结束
主程序与子程序在格式上区分有：
指令字组成由：语句字、数据字、程序结束段
6，数控加工编程代码有哪两大类标准？ISO格式的数控指令分为哪几大类？
手工编程和自动编程
ISO格式的数控指令分为：G准备功效指令，M辅助功效指令，
三，数控加工编程
1、什么模态指令？什么是非模态指令？它们有何区分？
模态指令：称续效指令，一经程序段中指定，便一直有效，直到背面出现同组另一指令或被其他指令取消时才有效。非模态指令：称非续效指令，只在所要求的程序段中有效。
2、 操作部分：打开开启电源后，要先执行回零操作；假如出现报警信息，按RESET可消除报警信息；数控机床在两种限位设定方式：硬限位（在X、Y、Z各轴上固定位置上安装有行程开关，当工作台在该轴方向运动至该位置时，会触发该开关，确保机床不会超程，该位置即硬限位）和软限位（通过机床参数分别设定的X、Y、Z各轴向的行程所对应的位置）；
3、 与一般机床上所用的刀具相比较，数控加工刀具备什么特点？
1，切削效率高2，刀具精度高，精度稳定3，刚性好，抗振及热变形小4，耐用度好，切削性能稳定、可靠5，刀具尺寸调整以便，换刀调整时间短6，系列化，标准化
4、 何谓对刀点？对刀点的选用对编程有何影响？
对刀点是指数控加工时，刀具相对工件运动的起点。这个起点也是编程时程序的起点。对刀点选用合理，便于数学处理和编程简单；在机床上轻易找正；加工过程中便于检查及引起的加工误差小。
5、 简述确定数控加工走刀路线的注意的问题。
1,应能确保加工精度要求和表面粗糙度要求；
2,应选用刀具路线最短，减少空行程，提升切削效率；
3,应使数值计算简单，减少计算误差；
4,应优先使用复合循环指令或对重复加工途径使用子程序编程，以减少程序段和编程工作量。
14、数控加工工序次序的安排标准是什么？
基面先行标准 先粗后精标准 先主后次标准 先面后孔标准
15、数控程序编制的五个基本步骤是什么？
答：（1）分析零件图样和制定工艺 （2）数学处理（3）编写程序（4）输入程序（5）程序校验
16、数控铣削系统具备的重要功效有哪些？
（1）点位控制功效； （2）连续轮廓控制功效；（3）刀具半径赔偿功效； （4）刀具长度赔偿功效；
（5）百分比缩放及镜像功效； （6）旋转功效；（7）子程序调用功效 （8）用户宏程序功效
19、数控铣削重要适合哪几零件的加工？其中行切法是几轴联动加工？
答：1,平面类零件；2,直纹曲面类零件；3,立体曲面类零件；
行切法是二轴半联动加工。
6、 数控车削
1、数控车削加工有哪些特点？
1，数控加工的工艺内容十分明确并且详细2，数控加工的工艺工作准确并且严密3，数控加工的工序相对集中
2、什么叫混合编程？什么叫直径编程？
一段程序段中同时采取绝对编程和增量编程称作混合编程。
程序编程中从头到尾采取绝对编程和增量编程的方式称作直接编程。
3、圆弧加工时怎样判别是用G02还是G03？
方向判断：沿着圆弧所在平面（如XZ平面）的垂直坐标轴的负方向（—Y）看去，顺时针为G02，逆时针方向为G03。
无论是内刀架还是外刀架，其编制的圆弧加工指令具备通用性。
掌握如下M代码的使用：M01、M02、M03、M04、M05、M08、M09、M30、M98、M99。
M01：程序选择性停止 M02：结束程序运行（与M30的区分是没回程序头）
M03：主轴正传 M04：主轴反传
M05：主轴停止 M08：冷却液开启
M09：冷却液关闭 M30：程序结束返回程序头
M98:调用子程序 M99:子程序结束并返回主程序
三、 掌握S、T、F代码；
S：主轴转速功效（s1500表示1500min/r）
T：刀具互换功效（T0100取1号刀无刀偏，T0101取1号刀取01刀偏）
F：进给功效（G99mm/r,G98mm/min系统默认）
四、 数控铣削
1，左赔偿与右赔偿概念？刀具赔偿运动轨迹分为如下三个阶段——刀具半径赔偿的建立、使用、撤消；各个阶段的指令怎样使用？要注意哪些问题？为何要用半径赔偿来编程？一定要用半径赔偿编程吗？
左赔偿(41),右赔偿(G42),其概念为：沿着与加工平面垂直坐标轴的负方向看去，刀具轨迹沿着工件的左侧偏移时为左赔偿(41)，沿着右侧偏移为右赔偿(G42)。
刀具赔偿的建立、使用、撤消：如下
N001 G54 G90 G40 G21 G17 Z100 M03 S5000
N002 G00 G41 X20 Y20 D01
N003 G01 Z-5 F100
N004 Y-20，R5
N005 X-20，R5
N006 Y20，R5
N007 X20，R5
N007 G01 G40 X30 Y30
注意事项
�. 在录入方式(MDI)下不能执行刀补C建立，也不能执行刀补C撤消。
�. 刀尖半径R值不能输入负值，否则运行轨迹犯错。
�. 按RESET（复位）键，CNC将取消刀补C赔偿模式。
�. 在程序结束前必须指定G40取消偏置模式。否则，再次执行时刀具轨迹偏离一个刀尖半径值。
�. G71、G72、G73、G74、G75、G76指令不执行刀尖半径赔偿，暂时撤消赔偿模式。
用半径赔偿来编程的优点：1，在编程时能够不考虑刀具半径，直接按图样所给的尺寸编程，只要在实际加工时输入刀具半径赔偿值到存储器即可。2，能够使粗加工程序简化。通过变化刀具赔偿量，就能实现使用同一把刀具、同一个加工程序完成不一样尺寸要求的工件加工。
不一定要用到半径赔偿编程，在自动编程中是按刀具中心编程的，刀具赔偿能够在建立刀具时任意设置刀具直径大小可达成刀径磨损的赔偿。
7，数控铣削系统具备的重要功效有哪些？
（1）点位控制功效； （2）连续轮廓控制功效； （3）刀具半径赔偿功效； （4）刀具长度赔偿功效；
（5）百分比缩放及镜像功效； （6）旋转功效； （7）子程序调用功效 （8）用户宏程序功效
五、加工中心
1、加工中心适合加工什么样的工件？
卧式加工中心合用与箱体类零件、大型零件的加工；中小型立式加工中心适合用于扁平类、盘类、模具等零件的多品种小批量生产，大型立式加工中心重要用于扁平类零件加工，也可进行箱体加工。

2,与其他数控机床相比，加工中心的有哪些加工特点？
工序集中；加工精度高； 加工效率高；经济效益好；加工零件复杂；
3，加工中心的刀库形式
刀库形式：鼓轮式刀库，链式刀库，格子盒式刀库，斗笠式圆盘刀库，龙门式刀库，圆盘刀库系列，链条立式刀库，落地式刀库，卧式刀库，道轨式刀库
4，长度赔偿指令：G43、G44、G49；在G17、G18、G19各平面分别赔偿是哪一个坐标轴？
G43长度正赔偿，执行G43时，Z实际值=Z指令值+（H--）
G44长度负赔偿，执行G44时，Z实际值=Z指令值-（H--）
如：通过刀具长度赔偿功效实现刀具向下减少10mm使用G43、赔偿量-10mm，G44、赔偿量10mm
G49取消刀具长度赔偿
G17是XY,G18是ZX，G19是ZY
五、 线切割程序：
1），3B程序格式：

B X B Y B J G　Z
其中：B 为间隔符，作用是将 X、Y、J 数码辨别开。
X、Y 表示增量（相对）坐标值；即直线的终点坐标值或圆弧的起点坐标值。（单位为μm。）
J 计数长度；加工线段在计数方向轴上的投影值的和。（单位为μm。）
G 计数方向；用GX、GY表示。
Z 表示加工指令。
直线：L1、L2、L3、L4。
圆：顺圆SR1、SR2、SR3、SR4 ;
逆圆NR1、NR2、NR3、NR4。

◤G00
01
定位
◤G01
直线插补
G02
圆弧插补/螺旋线插补 CW
G03
圆弧插补/螺旋线插补 CCW
G04
00
停刀，准确停止
◤G40
07
刀具半径赔偿取消/三维赔偿取消
G41
左侧刀具半径赔偿/三维赔偿
G42
右侧刀具半径赔偿
◤G50
11
11
百分比缩放取消
G51
百分比缩放有效
◤G50.1
22
22
可编程镜像取消
G51.1
可编程镜像有效
◤G54
14
选择工件坐标系 1
G68
16
16
坐标旋转/三维坐标转换
◤G69
坐标旋转取消/三维坐标转换取消
G73
09
排屑钻孔循环
◤G90
03
03
绝对值编程
◤G91
增量值编程
G92
00
设定工件坐标系或最大主轴速度箝制
代 码
说 明
M00
程序停
M01
选择停止
M02
程序结束(复位)
M03
主轴正转 (CW)
M04
主轴反转 (CCW)
M05
主轴停
M08
切削液开
M09
切削液关
M30
程序结束(复位) 并回到开头
M98
子程序调用
M99
子程序结束