《机床数控技术》_许德章 习题及答案 第五章答案.docx

第五章计算机数控装置 5-1 计算机数控系统的定义是怎样的?定义中包含几层含义? 答：计算机数控系统是一种通过计算机控制的自动化系统，用于控制机床或其他工业设备进行精确的加工和操作。它将数字指令和程序与机床或设备的运动控制相结合，实现对工件进行高精度、高效率的加工和操作。 计算机数控系统的定义包含以下几层含义： 计算机控制：系统通过计算机来实现控制和管理，包括指令输入、数据处理和输出等功能。 数字指令和程序：用户可以通过编写或输入数字指令和程序，描述所需的操作步骤和加工路径，以及相关的运动、速度和参数等信息。 机床或设备控制：系统将数字指令和程序转化为机床或设备的运动控制信号，从而实现对工件的精确加工和操作。 高精度和高效率：计算机数控系统具有精密的运动控制能力，能够实现高精度的加工和操作；同时，它还可以通过优化程序和运动轨迹等方式提高加工效率。 5-2 CNC控制系统的主要特点是什么?它的主要控制任务是哪些? 答：CNC装置的软件由管理软件和控制软件组成，其特点是在硬件支持下执行软件的全过程。主要控制任务有程序的输入/输出、刀具补偿计算、速度控制、插补运算及位置控制。 5-3 CNC装置的主要功能有哪些? 答：主要功能有控制功能、准备功能、插补功能、固定循环加工功能、进给功能、主轴功能 、辅助功能、刀具功能、补偿功能、显示功能、通信功能以及自诊断功能。 5-4 单CPU结构和多CPU结构各有何特点? 答：单CPU结构是仅有一个CPU对系统的资源拥有控制权和使用权，其他CPU无权控制和使用系统资源，只能接收主CPU的控制命令和数据，或向主CPU发请求信号以获取所需要的数据。多CPU结构是有两个或两个以上带CPU的功能部件对系统资源有控制权和使用权，实现并行处理，处理速度快，可实现复杂的系统功能。 5-5 计算机数控系统有哪些组成,试用框图来说明各部分的组成与功能。 答：如图所示，数控系统由程序、输入/输出设备、计算机数控装置、可编程控制器、主轴驱动装置和进给驱动装置等组成。 各部分的组成与功能如下： 程序：通常采用特定的编程语言（如G代码和M代码）来描述运动轨迹、切削速度、进给速度等。 输入/输出设备：用于输入程序和参数，以及输出加工结果。 计算机数控装置：将程序翻译为机床或工具机的运动指令，控制加工过程中各个轴的运动、速度和位置。 可编程控制器：负责逻辑控制、信号处理和设备之间的协调。 主轴驱动装置：控制主轴的旋转速度和方向，以实现刀具的旋转，从而进行切削加工。 进给驱动装置：控制工件或刀具在各个轴上的运动，实现精确的工件位置控制和进给速度调节。 5-6 计算机数控系统的工作流程分几步?各部分的功能是什么? 答：CNC装置的工作过程是在硬件支持下执行软件的全过程。工作流程从输入、译码、刀具补偿、进给速度处理、插补、位置控制、I/O处理、显示和诊断。各部分功能如下： 输入：输入CNC装置的有零件程序、控制参数和补偿数据。 译码：不论系统工作在NC方式还是仔储器方式，译码处理都是将零件程序以一个程序段为单位进行处理，把其中的各种零件轮廓信息（如起点、终点、直线或圆弧等）、加工速度信息（F代码）和其他辅助信息（M.S.T代码等）按照一定的语法规则解释成计算机能够识别的数据形式，并以一定的数据格式放在指定的内存专用区间。 刀具补偿：刀具补偿包括刀具长度补偿和刀具半径补偿。 进给速度处理：编程所给的刀具移动速度，是在各坐标的合成方向上的速度。 插补：插补信息完成“数据密化的工作，即数控装置依据编程时的有限数据，按照一定方法产生基本线型（直线、圆弧等），并以此为基础完成所需轮廓轨迹的拟合工作。 位置控制：位置控制的主要任务是在每个采样周期内，将插补计算出的理论位置与工作台实际位置相比较，用其宏值去控制进给电机。 输入输出（I/O）处理：输入输出处理主要是处理CNC装置和机床之间来往信号的输入输出控制。 显示：数控系统显示主要是为操作者提供方便，通常应有零件程序的显示、参数显示、刀具位置显示、机床状态显示、报警显示等。 诊断：现代CNC装置都具有联机和脱机诊断的能力。 5-7 何为自修复诊断、通讯诊断?各有什么优点? 答：自修复诊断：自修复诊断是指数控系统通过捕捉故障信号、分析故障原因并采取相应措施来自动修复故障。它的主要优点包括： 自动化修复：自修复诊断能够自动检测和修复故障，无需人工干预，提高了系统的可靠性和稳定性。 时间效率：自修复诊断能够快速识别和处理故障，可以减少系统停机时间，提高生产效率。 通讯诊断：通讯诊断是指通过分析数控系统与外部设备之间的通讯过程和数据传输情况，来判断是否存在通讯故障或故障原因。它的主要优点包括： 故障定位：通讯诊断可以帮助确定故障发生的具体位置，包括硬件故障、软件故障或网络故障等，有助于更快地解决问题