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数控技术基础简答题集

引言

数控技术作为现代制造业的核心支撑，其发展水平直接反映了一个国家的工业现代化程度。在学习和实践数控技术的过程中，对基本概念、原理及关键技术的准确理解是至关重要的。本文汇集了若干数控技术基础简答题，旨在帮助读者梳理知识脉络，深化理解，为进一步的学习和应用奠定坚实基础。

简答题

1.什么是数控技术？其核心特征是什么？

数控技术，即数字控制技术，是指用数字化信息对机械运动及加工过程进行控制的一种技术。它将加工过程所需的各种操作（如主轴启停、进给运动、刀具选择等）和步骤，用数字化的代码表示，通过计算机或专用数控装置对这些代码进行处理和运算，并发出相应的指令，控制机床的伺服系统或其他执行元件，使机床自动加工出符合要求的零件。

其核心特征在于“数字化”与“自动化”。数字化体现在信息的输入、处理、存储和输出全过程均采用数字形式；自动化则表现为在加工过程中，无需人工直接干预，机床能按预定程序自动完成加工任务。

2.数控系统由哪几部分组成？各部分主要功能是什么？

数控系统通常由以下几个基本部分组成：

*输入/输出装置：负责零件加工程序、参数及各种操作指令的输入，以及将数控系统的工作状态、中间结果等信息输出给用户。常见的输入设备有键盘、U盘、网络接口等；输出设备有显示器、指示灯等。

*数控装置（CNC单元）：这是数控系统的核心，相当于“大脑”。它接收来自输入装置的加工程序和指令，进行译码、运算和逻辑处理，然后向伺服驱动系统发出控制信号，协调机床各部件的运动。

*伺服驱动系统：接收数控装置发出的进给脉冲信号，将其转换成机床移动部件的机械位移（即进给运动），并保证动作的快速性和准确性。它由伺服驱动单元和伺服电机组成。

*检测反馈装置：与伺服系统配合，对机床的实际位移、速度等参数进行实时检测，并将检测结果反馈给数控装置，形成闭环或半闭环控制，以提高机床的加工精度和动态性能。

*机床主体：即数控机床的机械结构部分，包括床身、立柱、导轨、工作台、主轴箱等，是执行实际切削加工的载体。其结构性能直接影响机床的精度、刚度和生产率。

3.伺服系统在数控机床中的作用是什么？常用的伺服电机有哪些类型？

伺服系统在数控机床中扮演着“执行机构”的角色，其主要作用是：根据数控装置发出的指令信号，精确控制机床移动部件（如工作台、刀架）的位置、速度和加速度，使刀具能够按照预定的轨迹和参数进行切削加工。它直接影响数控机床的定位精度、加工精度和动态响应速度。

常用的伺服电机类型包括：

*步进电机：一种将电脉冲信号转换成角位移或线位移的开环控制电机。成本较低，控制简单，但精度和输出扭矩相对较低，常用于对精度要求不高的经济型数控机床或开环系统。

*直流伺服电机：具有良好的调速性能和启动、制动特性，输出扭矩较大。但结构相对复杂，存在电刷磨损问题，维护成本较高，目前在新设备中应用逐渐减少。

*交流伺服电机：尤其是永磁同步交流伺服电机，具有结构简单、运行可靠、调速范围宽、精度高、动态响应好、效率高等优点，是目前数控机床伺服系统中应用最广泛的电机类型。

4.什么是机床坐标系和工件坐标系？两者有何联系与区别？

机床坐标系是机床固有的坐标系，由机床制造商设定，其原点（机床原点或机械原点）通常位于机床运动部件的极限位置，是固定不变的。它用于确定机床各运动部件的位置，是数控机床进行位置控制的基准。机床坐标系的坐标轴方向按右手笛卡尔直角坐标系规则确定。

工件坐标系是编程人员为方便编程而在工件上或与工件相关的位置建立的坐标系，其原点（工件原点或编程原点）由编程人员根据零件图纸和加工工艺自行设定，通常选择在工件的设计基准或工艺基准上，如零件的对称中心、端面中心等。

联系：工件坐标系是在机床坐标系的基础上通过“对刀”或“工件零点偏置”等操作建立起来的，其坐标值相对于机床坐标系而言。加工时，数控系统会将工件坐标系下的编程坐标转换为机床坐标系下的坐标进行控制。

区别：机床坐标系原点固定，由机床决定，用于机床本身的校准和位置参考；工件坐标系原点可根据加工需要设定，随工件不同而变化，用于零件的编程和加工。

5.G代码和M代码在数控编程中分别起什么作用？试举例说明。

在数控编程中，G代码和M代码是两类最基本的功能代码。

G代码（准备功能代码）：主要用于指定机床的运动方式、加工坐标系、插补方式、刀具补偿、固定循环等加工操作的“准备”工作，即告诉机床“做什么运动”或“以什么方式运动”。G代码通常由字母“G”后跟若干数字组成。

例如：

*G00：快速定位，使刀具以机床设定的最快速度移动到指定位置，不进行切削。

*G01：直线插补，刀具以指定的进给速度沿直线移动到目标点，用于直线轮廓的切削。

*G02/G03：圆弧插补，分别