点位控制是能在加工平面内，控制刀具相对于工件的定位点的坐标位置，而对定位移动的轨迹并无要求，因为在定位移动过程中是 进行切削加工的。直线控制是能控制刀具或工件以适当的进给速度，沿平行于坐标轴的方向进行直线移动和加工，或者控制两个坐标轴以同样的速度运动，沿45度斜线进行切削加工。轮廓控制的机床有几个进给坐标轴，数控装置能够同时控制2—5个坐标轴，使刀具和工件按平面直线、曲线和空间曲面轮廓的规律进行相对运动，加工出形状复杂的零件。点位控制用于准确定位相应的点，直线控制只有两个坐标轴，用于加工台阶轴，轮廓控制它能进行多坐标联动的运算和控制，并有刀具长度和刀具半径补偿功能，是功能最齐全的数控机床。

5.、数控机床按伺服系统控制方式分为哪三类？各用在什么场合？

按伺服系统控制方式分为开环数控机床、闭环数控机床和半闭环数控机床三种。开环数控机床用于低转速大转矩加工精度不是和高的场合。闭环数控机床用于加工精度高的场合。而半闭环的精度介于开环和闭环之间，用于加工精度要求较高的场合。

6.、数控加工中心机床有何特点？在结构上与普通机床有何不同？

数控加工中心的特点是数控系统能控制机床自动地更换刀具，连续地对工件各加工表面自动进行钻削、扩孔、铰孔、镗孔、攻丝和铣削等多种工序的加工，工序高度集中。适用于加工凸轮、箱体、支架等复杂型面的加工。数控加工中心有人机对话的操作面板，带有刀库和自动换刀的装置。有自动对刀装置，只需在操作面板种输入程序就可以实现连续加工。而普通机床没有这些。

7、.数控机床的发展势趋主要有哪些？

发展是趋势有：一、数控系统的发展趋向于柔性化、智能化、网络化、通用性、适应性和扩展性强。二、数控系统性能的发展。趋向于自适应、模糊控制、神经网络、自动编程和故障诊断。三、数控机床的发展。趋向于模块化、智能化、集成化和开放性的发展

8.、如何提高数控机床的精度、速度和可靠性？

在数控机床安装位置检测装置，检测位移量，并发出反馈信号与数控装置发出的指令信号相比较，经放大后控制执行元件，消除偏差直至为零。这样可以提高机床的加工精度。使用交流调速电动机和速度检测装置可以提高数控机床的速度。交流电动机的调速范围宽，负载特性硬，动态响应快。速度检测装置可以随时对机床的速度进行检测。提高机床的结构刚度，提高机床的抗振性，提高低速进给运动的平稳性和运动进度，减少动、静摩擦系数，减少机床的热变形还有合理的总体布局可提高数控机床的可靠性。

9.、什么是适应控制？适应控制与闭环控制有什么区别？

适应控制是在切削过程中，可以随时实测某些状态参数（如切削力、功率、主轴变为、热变行等）并根据预定的评价指标（如最大生产率、最低加工成本、最好加工质量）或约束条件（如恒切削力、恒切削速度、恒切削功率等），及时自动修正参数，使切削过程达到最佳状态，以获得最优的切削效益。适应控制机床除了闭环控制所具有的位置和速度反馈回路以外，还增加了适应控制反馈回路。当切削过程的状态参数发生变化是，用传感器随时检测这些参数的数值

37

并经转换，在适应控制单元中与给定的评价指标或约束条件进行判别比较，然后给机床的数控装置输出校正信号，对系统的输入参数进行修正，从而使切削过程向预定的指标和条件转变，以达到最佳状态。

10、什么是FMC、FMS、CIMS？他们各有什么特点？

FMC是柔性制造单元。其特点是有较完善的自动检测和自动监控功能。柔性制造单元自成体系，占地面积小，成本低而且功能完善，加工适应范围广，可做为独立设备使用。

FMS是柔性制造系统。其特点是（1）、具有多台制造设备，不限于切削加工还可以是电加工、激光加工、热处理以及装配、检验等；或者是上述多种加工的综合。（2）、系统由一个物料运输系统将所有设备连接起来，可以进行没有固定加工顺序和无节拍的随机自动制造。（3）、由计算机进行高度自动的多级控制与管理，对一定范围的多品种、中小批量的零部件进行制造。 CIMS是计算机集成制造系统。其特点是实现了机器的智能化、脑力劳动自动化、更高效益、更高柔性的智能化生产。是当今自动化制造技术发展的最高阶段。

11、什么叫插补？目前应用较多的插补算法有哪些？

插补是数控系统根据输入的基本数据，通过计算，将工件轮廓的形状描述出来，边计算边根据计算结果向各坐标发出进给指令。目前应用较多的插补计算法有逐点比较插补计算法、数字积分插补计算法、时间分割插补计算法、和样条插补计算法。

12、试述逐点比较法插补的四个节拍，

逐点比较插补计算法，即每走一不都要和给顶轨迹上的坐标值进行一次比较，视该点在给定轨迹的上方或下方或在给定轨迹的里面或外面，从而决定下一不的进给方向，使之趋近加工的轨迹。四节拍可概括为（1）偏差判别。（2）坐标进给。（3）新偏差计算。（4）终点判别。假设直线上有一坐标点(Xm,Ym)和终点坐标(Xe,Ye)偏差判别Fm。插补开始从起点出发，当Fm≥0时，应沿 +X方向走；当Fm<0时，则应沿+Y方向走一不；当两个方向的步数和终点坐标(Xe,Ye)值相等时，发出终点到达信号，停止插补。 13、位置检测误差补偿的基本原理是什么？

位置检测装置误差补偿的基本原理是，数控装置将位移指令与位置检测装置测得的实际位置反馈信号随时进行比较，获得新的运动控制信号，使运动部件向着消除偏差的方向运动，直至偏差为零。

14、如何实现齿隙、螺距间隙的调整？

实现齿轮间隙调整法有：一、刚性调整法。（1）偏心轴调整法。（2）轴向垫片调整法。二、柔性调整法。（1）轴向压簧调整法。（2）周向弹簧调整法。螺距间隙调整法有：（1）垫片调整

15、CNC系统主要由哪几部分组成？CNC装置主要由哪几部分组成？. 答：

计算机数控装置主要由计算机系统，位置控制板，PLC接口板，通信接口板，扩展功能模块，控制软件块组成。

38

16、试述C NC工作过程。

答：CNC的工作过程由输入的零件加工程序或操作命令进行相应的处理，然后输出控制命令到相应的执行部件，完成零件的加工。

17、单微处理器结构的CNC装置与多微处理器结构的CNC装置有何区别？

答：它们区别是单微处理器有结构简单，性能可靠，适用于机床功能要求多，精度要求较高的数控机床；而多微处理器有功能多，性能高，精度高，结构复杂，适用于加工中心等较复杂的数控机床。

18、多微处理器结构的CNC装置有哪些基本功能模块？ 答：CNC装置功能模块有：（1）输入数据处理程序（2）插补计算程序（3）速度控制程序（4）管理程序（5）诊断程序。

19、CNC装置的软件结构可分为哪两类？各有何特点？ 答：前后台结构：结构简单、精度低、设计困难。

多重中断结构：响应机床中断请求快，适合机床工作需要。

功能模块结构：多功能模块可独立工作又能相互通讯协调，适合多轴高精度、高速、高效工作机床。

20、中断型结构的软件中，各中断服务程序的优先级是如何安排的？ 答：按中断服务的高、中、低级次序先后响应。

22、CNC装置常用的输入输出设备有哪些？

答：CNC装置常用的输入设备有键盘，磁盘和磁盘驱动器等；输出设备有显示器，驱动装置，磁盘和磁盘驱动器。

23、CNC装置常用的通信接口有哪些？

答：CNC装置常用的通信接口有（1）串行通信；（2）自动控制专用接口；（3）网络技术；

24、什么是内装型PLC？什么是独立型PLC？它们各有何特点？

答：内装型PLC与数控装置结合在一起，其结构简单，成本低；独立型（外装型）PLC与数控装置分离，通过讯方式相联，并可带有扩展单元，使数控系统功能更强大。结构相对复杂，成本高。

25、常用的开关量输入输出模块有哪几种？

答：键盘输入模块、控制面板输入模块、刀具选择更换模块、工件装夹模块、冷却液开停模块、行程开关等模块。

26、常用的PLC编程方式有哪几种？各有何特点？

答：助记符语句表：便于理解、分析。梯形图：直观明了。流程图：简单，便于原理分析。

39

27、数控机床对进给伺服系统的要求是什么？

答：传动精度高；驱动力矩大；低速运动平稳性好，无爬行现象。

28、直流电动机调速方式有哪几种？

答：调节输入端电压；转子回路串电阻；改变励磁磁通量；调节电源频率。

29、交流电动机调速方式有哪几种？

答：调节输入端电压；转子回路串电阻；调节电源频率。改变定子绕组极对数；

30、闭环控制的基本特征是什么？

答：位置检测传感器接在机床执行动作的运动部件上；运动部件的运动精度高。

31、主轴直流电动机采用什么调速方式？ 答：晶闸管调速；调脉冲宽度调速。

32、主轴直流电动机控制单元如何实现调压调速与弱磁调速的自动转换？ 答：主轴转速是电动机驱动电路根据转速指令电压信号变化来自动转换。

33、感应同步器的结构如何？为什么它的定尺绕组的输出电势是位移X的函数？

答：感应同步器由固定绕组（定尺）和滑动绕组（滑尺）组成。两种绕组都有两正弦、余弦绕组组成，滑尺上正弦、余弦绕组在空间相隔1/4节距。滑尺相对定尺运动时，在定尺上感应出电动势，电动势的大小随滑尺的运动而改变，即定尺绕组的输出电动势是位移X的函数。 34、光栅的基本结构如何？什么是摩尔条纹的放大作用？

答：光栅由固定光栅和指示光栅组成。在光源的照射下，指示光栅相对固定光栅运动时，形成摩尔条纹，摩尔条纹的节距比光栅的栅距大很多倍，即摩尔条纹将微小的指示光栅的运动距离放大，便于检测的这种作用叫摩尔条纹的放大作用。

35、光电编码器的结构如何？

答：由光源、编码盘、光电管等组成。

36、说明步进电动机的工作原理。说明什么是步距角？

答：步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机可以作为一种控制用的特种电机，利用其没有积累误差(精度为100%)的特点，广泛应用于各种开环控制。

37、常用的步进电动机的性能指标有哪些？其含义是什么？ 答：步距角：每输入一个脉冲电信号，转子转过的角度；

失步率：单位时间内输入电脉冲信号数和转子所转过的实际步数的差与输入的脉冲数的比率。

40