河南理工大学数控技术复习

3-3 G71和G72的特点

使用G71时，X方向进刀，精车路线是从右到左，因此G02与G03指令，和我们平常的习惯正好一样。

使用G72时，Z方向进刀，精车路线是从左到右，因此G02与G03指令互换，G02与G03指令互换，G41与G42指令互换，和我们平常的习惯正好相反。 3-10. 已知转接段矢量夹角大小时，如何确定转接过渡形式? 3-13. 绘出逐点比较法任一象限的直线或圆弧插补程序框图。 简述数控车床的对刀步骤。对刀的目的是什么？

（1）MDI状态下写入选择1号刀T0101；（2）主轴旋转；（3）选择快速倍率到达工件端面

Z0；（4）平端面 沿 X 方向退刀；；（5）offset下选补正-形状，选定1号刀，输入 Z0 值按测量软键；（6）对 X 轴；（7）车外圆；（8）沿 Z 轴退刀；（9）主轴停止旋转；（10）测量直径；（11）offset下选补正-形状，选定1号刀，输入测量直径值， 按测量软键。

目的：是确定程序原点在机床坐标系中的位置

4-1. CNC装置硬件由哪几个模块组成?各模块的作用分别是什么?（计算机主板和系统总线、

显示、输入输出、存储、设备辅助控制接口、位置控制、功能接口。） 4-2. 设备辅助控制接口模块的信号处理有哪两大目的?（隔离、转换。）

4-3. 根据CNC装置硬件所含有的CPU多少来分，可分为哪两大类系统? （单机系统、多机

系统）

4-4. CNC装置中数据转换流程，按顺序有哪几个过程?（译码、刀补、速度预处理、插补、位

控。）

4-5 简述数控系统的工作过程

答：在CNC机床中，加工过程的人工操作均被数控系统所代替，CNC装置在硬件和系统软件

的支持下，执行输入的加工程序。具体的工作过程如下：

(1)输入 首先将被加工零件图上的几何信息和工艺参数数字化，即将刀具与工件的相对运动轨迹，用按规定的代码和格式编成加工程序，然后将这些具有零件特征、控制参数和刀具补偿数据的程序输入CNC装置中。

(2)译码 经过校验和转换后的代码，含有零件的轮廓信息（线型、起点和终点坐标等）、

加工速度（F代码）和其它的一些辅助信息（M.S.T代码等），全部存放在CNC装置的内部存储器中，CNC装置按一个程序段为单位，根据一定的语言规则将其解释成计算机能够识别的数据形式，这一过程称为译码。

(3)数据处理 数据处理包括刀具补偿、进给方向判断、进给速度计算和机床辅助功能处理等。处理后的数据以最直接、最方便的形式送入到工作寄存器，供插补运算使用。 (4)插补运算 插补运算是根据数控语言G代码提供的轨迹类型（直线、顺圆或逆圆）及所在的象限等选择合适的插补运算公式，通过相应的插补计算程序，在所提供的已知起点和终点的轨迹上进行“数据点的密化”。

(5)位置控制 位置控制是数控系统的重要组成部分，它可由软件来实现，也可由硬件来完成。在闭环系统中，通过位置检测装置检测位移量，同时发出反馈信号，将实际反馈的位置与经计算机插补计算得出的理论位置进行比较，其差值经放大后去控制执行部件，使其朝着消除偏差的方向运动。

(6)I/O处理 I/O处理主要是实现对机床的位置伺服控制和M.S.T等辅助功能的强电控制。

(7)显示 CNC系统的显示装置有显示器、报警器等，主要功能是为操作者提供方便，显示的内容通常有：零件程序、刀具位置、机床状态、报警等多种参数。 (8)诊断 数控系统中的诊断程序都具有联机和脱机诊断的功能。

4-5. 在中断型软件结构中，位置控制、键盘输入、插补运算、通信这4个中断服务程序，哪

一个安排为最高级别优先级？优先级安排的原则是什么?

（位置控制级别最高。优先级安排的原则：1.控制指令高于管理指令2. 译码、刀补、速度预处理、插补、位控的优先级由低到高）

4-6. CNC装置软件从功能特征来看分为哪两大类？CNC装置的软件特点是什么？

（从功能特征来看分为：控制系统和管理系统

CNC装置的软件特点是：a.多任务与并行处理技术——资源分时共享、并发处理和流水

处理；b.实时性与优先抢占调度机制。）

4-7. 刀具半径补偿的意义何在？

（1.可以简化程序，如粗、精加工用同一个程序只是修改D01中的偏置值 2.减少编程人员的坐标计算 3.使用不同的刀具时不用再编程, 4.利用同一个程序可以完成凸凹

模具的加工）

4-8. 刀具半径补偿过程有哪三步? （建立过程、执行过程、取消过程） 4-9. C刀补中，转接过渡形式有几种? （插入型、缩短型、伸长型）

4-10. 为什么在刀补建立和撤消过程中不能进行零件的加工？ （会发生过切现象） 4-11. B刀补和C刀补在连接线段、处理方法过渡形式上有何区别？

（B刀补：是圆弧过渡，读一条指令执行一条。拐角的插补需人工考虑。 C刀补：是直线过渡，预读两条指令进行处理。拐角的插补系统自动进行。） 4-12. CNC装置软件结构模式有哪几种？（前后台型、中断型、基于RTOS。） 4-1. 插补方法有哪两大类?（脉冲增量插补、数字增量插补。）

4-2. 逐点比较法加工圆弧，如果误差函数大于零，则当前点在圆上、圆内还是圆外？ （在

圆外）

4-3 软件插补和硬件插补的原理相同，其作用都是根据给定的信息进行计算，在计算的过程中

不断向各坐标轴发出相互协调的进给脉冲，使数控机床按指定的轨迹运动。

4-4 数据采样插补的特点是插补运算分两步进行。第一步进行粗插补，第二步进行精插补、 4-5前加减速控制是对合成速度即编程指令速度F进行控制；后加减速控制是对各运动轴分别进行加减速控制。

4-6逐点比较法是以折线逼近直线或圆弧曲线，它与给定的直线或圆弧之间的最大误差不超过一个脉冲当量 编程人员以工件图样上的某一点为原点建立的坐标系，称为编程坐标系，编程坐标系的原点称为编程零点。 4-7 伺服系统被看作一个独立部分，与数控系统和机床本体并列为数控机床的三大组成部分。 在第一象限插补直线段OA，起点为坐标原点O(0,0)，终点为A（6，4）。试用逐点比较法进行插补，要求：①列表填写插补计算过程；②画出插补轨迹图。

图插补轨迹 解：刀具沿x、y轴应走的总步数为图。（1分） ，插补运算过程 见下表，插补轨迹如下 图插补轨迹（4分） 表：逐点比较插补运算过程（5分） 偏差判别 F0=0 F1=-4<0 F2=2>0 F3=-2<0 F4=4>0 F5=0 F6=-4<0 F7=2 F8=-2<0 F9=4>0 进给方向 +X +Y +X +Y +X +X +Y +X +Y +X 新偏差计算 F1=F0-Ye=0-4= -4 F2=F1+Xe=-4+6=2 F3=F2-Ye=2-4= -2 F4=F3+Xe=-2+6=4 F5=F4-Ye=4-4= 0 F6=F5-Ye=0-4=-4 F7=F8+Xe=-4+6=2 F8=F7-Ye=2-4= -2 F9=F8+Xe=-2+6=4 F10=F9-Ye=4-4= 0 终点判别 N=10-1=9 N=9-1=8 N=8-1=7 N=7-1=6 N=6-1=5 N=5-1=4 N=4-1=3 N=3-1=2 N=2-1=1 N=1-1=0

名词解释：

数字控制:（Numerical Control NC）是一种借助数字、字符或其它符号对某一工作过程（如加工、测量、装配等）进行编程控制的自动化方法。

数控机床:（Numerical Control Machine Tools）是采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。

进给轴：数控机床的一个进给自由度。

加工中心(MC)：带有自动换刀装置的数控机床。

CNC：计算机数控系统（Computer Numerical Control CNC ）以计算机为控制核心的数字控制系统。

DNC：直接数字控制系统是用一台通用计算机直接控制和管理一群数控机床进行零件加工或装配的系统。

FMC：柔性制造单元是由加工中心与自动交换工件的装置所组成，同时数控系统还增加了自动检测与工况自动监控等功能。

FMS：柔性制造系统由加工、物流、信息流组成的系统

CIMS：计算机集成制造系统是生产设备的集成、以信息为特征的技术集成和功能集成。 脉冲当量：单位脉冲下，进给伺服系统驱动元件所给的最小位移。

并行处理：是指软件系统在同一时刻或同一时间间隔内完成两个或两个以上任务处理的方法。

插补：是根据给定进给速度和给定轮廓线形的要求，在轮廓的已知点之间，确定一些中间点的方法。

主从结构：CNC装置上的多机系统，以一个CPU对资源有控制权，而其它CPU对资源无控制权。