數(shù)控技術(shù)在線考試命題4.27

1、中國石油大學(xué)（北京）遠(yuǎn)程教育學(xué)院 期 末 考 核數(shù)控技術(shù) 請在下面所給題目一、二中任選一題作答一、（設(shè)計題40分、簡述題60分，計100分）1、設(shè)計題40分：運用逐點比較原理，設(shè)計第一象限橢圓（橢圓中心在坐標(biāo)原點）的插補(bǔ)流程。o1235;g40t0101m03s600;goox34z2.0;g73u14w0r7;g73p10q20u1w0.05f0.25;n10g00x0.;g42g01z0.f0.1;#1=15;(z初始值)while#1ge0do1;#2=10*sqrt15*15-#1*#1/15;g01x2*#2z#1-15f0.1;#1=#1-0.1;end1;g01w-5;x28;z

2、-30;n20g40x33;m03s800;g70p10q20;g00x150z150;m30;2、簡述題（每個題30分，總計60分）1）、計算機(jī)數(shù)控裝置一般包括哪些控制功能？這些控制功能的作用是什么？提示：速度控制、譯碼、位置控制、插補(bǔ)、刀具補(bǔ)償準(zhǔn)備功能 準(zhǔn)備功能（g功能）是指定機(jī)床動作方式的功能，由指令g和它后面的兩位數(shù)字表示。iso標(biāo)準(zhǔn)中，g代碼有100種，從g00g99，主要有基本移動（g00，g01，g02，g03），程序暫停（g04）等。 插補(bǔ)功能 插補(bǔ)功能指cnc裝置可以實現(xiàn)插補(bǔ)加工線型的能力，如直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)和其它一些線型的插補(bǔ)，甚至多次曲線和多坐標(biāo)插補(bǔ)的能力。 進(jìn)給功能

3、進(jìn)給功能包括切削進(jìn)給、同步進(jìn)給、快速進(jìn)給、進(jìn)給倍率等。它反映了刀具的進(jìn)給速度，一般用f代碼后的數(shù)字直接指定各軸的進(jìn)給速度，如f200表示進(jìn)給速度為200mm/min。最大進(jìn)給速度反映了cnc系統(tǒng)運算速度的大小，最新型的cnc系統(tǒng)允許采用100m/s的速度進(jìn)行加工。 刀具功能 刀具功能用來選擇刀具，用t代碼和它后面的2位或4位數(shù)字表示。 2）、數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)的執(zhí)行元件有哪些？其調(diào)速原理是什么？永磁式直流伺服電動機(jī)（調(diào)壓調(diào)速）、永磁式交流同步伺服電動機(jī)（變頻調(diào)速）二、論述題（100分）：任選1個主題，通過自主調(diào)研，闡明所選主題的概念、介紹主題相關(guān)研究內(nèi)容、總結(jié)主題研究領(lǐng)域的重點與難點，字?jǐn)?shù)不

4、少于5000字，并提供參考文獻(xiàn)（中文5篇以上，英文1篇以上），備選主題：1、并聯(lián)數(shù)控加工；2、開放式數(shù)控體系；3、虛擬制造；4、綠色制造；5、高速數(shù)控加工；6、數(shù)控加工智能控制；7、計算機(jī)集成制造 淺談虛擬制造在當(dāng)今經(jīng)濟(jì)全球化、貿(mào)易自由化和社會信息化的形勢下，制造業(yè)的經(jīng)營戰(zhàn)略發(fā)生了很大變化，在3060年代企業(yè)追求的是規(guī)模效益，如：美國福特汽車公司、通用汽車公司相繼采用剛性流水線進(jìn)行大批量生產(chǎn)；70年代更加重視降低生產(chǎn)成本，如：日本豐田公司采用準(zhǔn)時化生產(chǎn)；80年代提高產(chǎn)品質(zhì)量成為主要目標(biāo)；進(jìn)入90年代新產(chǎn)品開發(fā)及交貨期成為競爭的焦點。由此產(chǎn)生了多種多樣的制造哲理，如：精益生產(chǎn)、并行工程、敏捷制造

5、和虛擬制造等，它們各有側(cè)重，從不同角度研究如何增強(qiáng)企業(yè)的競爭力。而虛擬制造技術(shù)是制造技術(shù)與仿真技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。虛擬現(xiàn)實技術(shù)虛擬現(xiàn)實（virtual reality）技術(shù)是使用感官組織仿真設(shè)備和真實或虛幻環(huán)境的動態(tài)模型生成或創(chuàng)造出人能夠感知的環(huán)境或現(xiàn)實，使人能夠憑借直覺作用于計算機(jī)產(chǎn)生的三維仿真模型的虛擬環(huán)境。基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的虛擬制造（virtual manufacturing）技術(shù)是在一個統(tǒng)一模型之下對設(shè)計和制造等過程進(jìn)行集成，它將與產(chǎn)品制造相關(guān)的各種過程與技術(shù)集成在三維的、動態(tài)的仿真真實過程的實體數(shù)字模型之上。其目的是在產(chǎn)品設(shè)計階段，借助建模與仿真技術(shù)及時地、并行地、模擬出產(chǎn)品未來制造過

6、程乃至產(chǎn)品全生命周期的各種活動對產(chǎn)品設(shè)計的影響，預(yù)測、檢測、評價產(chǎn)品性能和產(chǎn)品的可制造性等等。從而更加有效地、經(jīng)濟(jì)地、柔性地組織生產(chǎn)，增強(qiáng)決策與控制水平，有力地降低由于前期設(shè)計給后期制造帶來的回溯更改，達(dá)到產(chǎn)品的開發(fā)周期和成本最小化、產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量的最優(yōu)化、生產(chǎn)效率的最大化。重大作用虛擬制造也可以對想象中的制造活動進(jìn)行仿真，它不消耗現(xiàn)實資源和能量，所進(jìn)行的過程是虛擬過程，所生產(chǎn)的產(chǎn)品也是虛擬的。虛擬制造技術(shù)的應(yīng)用將會對未來制造業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，它的重大作用主要表現(xiàn)為：運用軟件對制造系統(tǒng)中的五大要素（人、組織管理、物流、信息流、能量流）進(jìn)行 模擬駕駛室全面仿真，使之達(dá)到了前所未有的高度集成，為

7、先進(jìn)制造技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供了更廣大的空間，同時也推動了相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步?？杉由钊藗儗ιa(chǎn)過程和制造系統(tǒng)的認(rèn)識和理解，有利于對其進(jìn)行理論升華，更好地指導(dǎo)實際生產(chǎn)，即對生產(chǎn)過程、制造系統(tǒng)整體進(jìn)行優(yōu)化配置，推動生產(chǎn)力的巨大躍升。在虛擬制造與現(xiàn)實制造的相互影響和作用過程中，可以全面改進(jìn)企業(yè)的組織管理工作，而且對正確作出決策有不可估量的影響。例如：可以對生產(chǎn)計劃、交貨期、生產(chǎn)產(chǎn)量等作出預(yù)測，及時發(fā)現(xiàn)問題并改進(jìn)現(xiàn)實制造過程。虛擬制造技術(shù)的應(yīng)用將加快企業(yè)人才的培養(yǎng)速度。我們都知道模擬駕駛室對駕駛員、飛行員的培養(yǎng)起到了良好作用，虛擬制造也會產(chǎn)生類似的作用。例如：可以對生產(chǎn)人員進(jìn)行操作訓(xùn)練、異常工藝的

8、應(yīng)急處理等。代表性的全新概念虛擬制造”是近幾年由美國首先提出的一種全新概念。什么是虛擬制造?它包括哪些內(nèi)容虛擬制造在復(fù)雜曲面五軸聯(lián)動加工中的應(yīng)用容？這些至今仍然是人們討論的問題。很多人曾為虛擬制造進(jìn)行定義，比較有代表性有：佛羅里達(dá)大學(xué)gloria j.wiens的定義是：虛擬制造是這樣一個概念，即與實際一樣在計算機(jī)上執(zhí)行制造過程。其中虛擬模型是在實際制造之前用于對產(chǎn)品的功能及可制造性的潛在問題進(jìn)行預(yù)測。(vm is a concept of executing manufacturing processes in computers as well as in the real world,?

9、where ?virtual models?allow for ?prediction of potential problems for product functionality and manufacturability before real manufacturing occurs.)該定義強(qiáng)調(diào)vm“與實際一樣”“虛擬模型”和“預(yù)測”，即著眼于結(jié)果。美國空軍wright實驗室的定義是：“虛擬制造是仿真、建模和分析技術(shù)及工具的綜合應(yīng)用，以增強(qiáng)各層制造設(shè)計和生產(chǎn)決策與控制。(vm is the integrated application of simulation,modeling a

10、nd analysis technologies and tools to enhance manufacturing design and production decisions and control at all process levels.)該定義著眼于手段。馬里蘭大學(xué)edward lin&etc定義是：另一個有代表性的定義是由馬里蘭大學(xué)edward lin&etc給出的，“虛擬制造是一個用于增強(qiáng)各級決策與控制的一體化的、綜合性的制造環(huán)境?！?vm is an integrated,synthetic manufacturing environment exercised to e

11、nhance all levels of decision and control.),則著眼于環(huán)境。顯然，上述定義強(qiáng)調(diào)的方面是不同的，甚至也有人認(rèn)為沒有必要只有一種定義。但是為了討論和交流，普遍認(rèn)為，對vm進(jìn)行定義是有必要的?？偨Y(jié)分析綜合國際上有代表性的文獻(xiàn)，對虛擬制造給出如下定義：虛擬制造是實際制造過程在計算機(jī)上的本質(zhì)實現(xiàn)，即采用計算機(jī)仿真與虛擬現(xiàn)實技術(shù)，在計算機(jī)上群組協(xié)同工作，實現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計、工藝規(guī)劃、加工制造、性能分析、質(zhì)量檢驗，以及企業(yè)各級過程的管理與控制等產(chǎn)品制造的本質(zhì)過程，以增強(qiáng)制造過程各級的決策與控制能力?？梢钥吹?，“虛擬制造”雖然不是實際的制造，但卻實現(xiàn)實際制造的本質(zhì)過程，是

12、一種通過計算機(jī)虛擬模型來模擬和預(yù)估產(chǎn)品功能、性能及可加工性等各方面可能存在的問題，提高人們的預(yù)測和決策水平，使得制造技術(shù)走出主要依賴于經(jīng)驗的狹小天地，發(fā)展到了全方位預(yù)報的新階段。研究內(nèi)容虛擬制造技術(shù)的研究內(nèi)容是極為廣泛的，除了虛擬現(xiàn)實技術(shù)涉及的共同性技術(shù)外，虛擬制造領(lǐng)域本身的主要研究內(nèi)容有：虛擬制造的理論體系；設(shè)計信息和生產(chǎn)過程的三維可視化；虛擬制造系統(tǒng)的開放式體系結(jié)構(gòu)；虛擬產(chǎn)品的裝配仿真；虛擬環(huán)境中及虛擬制造過程中的人機(jī)協(xié)同作業(yè)等。一般來說，虛擬制造的研究都與特定的應(yīng)用環(huán)境和對象相聯(lián)系，由于應(yīng)用的不同要求而存在不同的側(cè)重點，因此出現(xiàn)了三個流派，即以設(shè)計為中心的虛擬制造、以生產(chǎn)為中心的虛擬制造

13、和以控制為中心的虛擬制造。在當(dāng)今經(jīng)濟(jì)全球化、貿(mào)易自由化和社會信息化的形勢下，制造業(yè)的經(jīng)營戰(zhàn)略發(fā)生了很大變化，在3060年代企業(yè)追求的是規(guī)模效益，如：美國福特汽車公司、通用汽車公司相繼采用剛性 fksa1800虛擬機(jī)床模型流水線進(jìn)行大批量生產(chǎn)；70年代更加重視降低生產(chǎn)成本，如：日本豐田公司采用準(zhǔn)時化生產(chǎn)；80年代提高產(chǎn)品質(zhì)量成為主要目標(biāo)；進(jìn)入90年代新產(chǎn)品開發(fā)及交貨期成為競爭的焦點。由此產(chǎn)生了多種多樣的制造哲理，如：精益生產(chǎn)、并行工程、敏捷制造和虛擬制造等，它們各有側(cè)重，從不同角度研究如何增強(qiáng)企業(yè)的競爭力。而虛擬制造技術(shù)是制造技術(shù)與仿真技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。虛擬現(xiàn)實技術(shù)虛擬現(xiàn)實（virtual re

14、ality）技術(shù)是使用感官組織仿真設(shè)備和真實或虛幻環(huán)境的動態(tài)模型生成或創(chuàng)造出人能夠感知的環(huán)境或現(xiàn)實，使人能夠憑借直覺作用于計算機(jī)產(chǎn)生的三維仿真模型的虛擬環(huán)境?；谔摂M現(xiàn)實技術(shù)的虛擬制造（virtual manufacturing）技術(shù)是在一個統(tǒng)一模型之下對設(shè)計和制造等過程進(jìn)行集成，它將與產(chǎn)品制造相關(guān)的各種過程與技術(shù)集成在三維的、動態(tài)的仿真真實過程的實體數(shù)字模型之上。其目的是在產(chǎn)品設(shè)計階段，借助建模與仿真技術(shù)及時地、并行地、模擬出產(chǎn)品未來制造過程乃至產(chǎn)品全生命周期的各種活動對產(chǎn)品設(shè)計的影響，預(yù)測、檢測、評價產(chǎn)品性能和產(chǎn)品的可制造性等等。從而更加有效地、經(jīng)濟(jì)地、柔性地組織生產(chǎn)，增強(qiáng)決策與控制水平，

15、有力地降低由于前期設(shè)計給后期制造帶來的回溯更改，達(dá)到產(chǎn)品的開發(fā)周期和成本最小化、產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量的最優(yōu)化、生產(chǎn)效率的最大化。重大作用虛擬制造也可以對想象中的制造活動進(jìn)行仿真，它不消耗現(xiàn)實資源和能量，所進(jìn)行的過程是虛擬過程，所生產(chǎn)的產(chǎn)品也是虛擬的。虛擬制造技術(shù)的應(yīng)用將會對未來制造業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，它的重大作用主要表現(xiàn)為：運用軟件對制造系統(tǒng)中的五大要素（人、組織管理、物流、信息流、能量流）進(jìn)行 模擬駕駛室全面仿真，使之達(dá)到了前所未有的高度集成，為先進(jìn)制造技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供了更廣大的空間，同時也推動了相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步?？杉由钊藗儗ιa(chǎn)過程和制造系統(tǒng)的認(rèn)識和理解，有利于對其進(jìn)行理論升華，更好

16、地指導(dǎo)實際生產(chǎn)，即對生產(chǎn)過程、制造系統(tǒng)整體進(jìn)行優(yōu)化配置，推動生產(chǎn)力的巨大躍升。在虛擬制造與現(xiàn)實制造的相互影響和作用過程中，可以全面改進(jìn)企業(yè)的組織管理工作，而且對正確作出決策有不可估量的影響。例如：可以對生產(chǎn)計劃、交貨期、生產(chǎn)產(chǎn)量等作出預(yù)測，及時發(fā)現(xiàn)問題并改進(jìn)現(xiàn)實制造過程。虛擬制造技術(shù)的應(yīng)用將加快企業(yè)人才的培養(yǎng)速度。我們都知道模擬駕駛室對駕駛員、飛行員的培養(yǎng)起到了良好作用，虛擬制造也會產(chǎn)生類似的作用。例如：可以對生產(chǎn)人員進(jìn)行操作訓(xùn)練、異常工藝的應(yīng)急處理等。代表性的全新概念虛擬制造”是近幾年由美國首先提出的一種全新概念。什么是虛擬制造?它包括哪些內(nèi) 虛擬制造在復(fù)雜曲面五軸聯(lián)動加工中的應(yīng)用內(nèi)容？這些

17、至今仍然是人們討論的問題。很多人曾為虛擬制造進(jìn)行定義，比較有代表性有：佛羅里達(dá)大學(xué)gloria j.wiens的定義是：虛擬制造是這樣一個概念，即與實際一樣在計算機(jī)上執(zhí)行制造過程。其中虛擬模型是在實際制造之前用于對產(chǎn)品的功能及可制造性的潛在問題進(jìn)行預(yù)測。(vm is a concept of executing manufacturing processes in computers as well as in the real world,?where ?virtual models?allow for ?prediction of potential problems for produc

18、t functionality and manufacturability before real manufacturing occurs.)該定義強(qiáng)調(diào)vm“與實際一樣”“虛擬模型”和“預(yù)測”，即著眼于結(jié)果。美國空軍wright實驗室的定義是：“虛擬制造是仿真、建模和分析技術(shù)及工具的綜合應(yīng)用，以增強(qiáng)各層制造設(shè)計和生產(chǎn)決策與控制。(vm is the integrated application of simulation,modeling and analysis technologies and tools to enhance manufacturing design and production decisions and control at all process levels.)該定義著眼于手段。馬里蘭大學(xué)edward lin&etc定義是：另一個有代表性的定義是由馬里蘭大學(xué)edward lin&etc給出的，“虛擬制造是一個用于增強(qiáng)各級決策與控制的一體化的、綜合性的制造環(huán)境?！?vm is an integrated,synthetic manufacturing environment exer