数控机床的技术考试试卷(附答案).doc

1、 第 1 页 共 22 页数控机床技术考试试卷A卷（附答案）一、填空题（每空1分，共30分）1、数控机床按伺服系统的控制方式可分为 、 、 。2、较常见的 CNC 软件结构形式有 软件结构和 软件结构。3、数控技术中常用的插补算法可归纳为 插补法和 插补法，前者用于 数控系统，后者用于 数控系统。4、数控机床上导轨型式主要有滑动导轨、 导轨和 导轨。5、数控铣削加工需要增加一个回转坐标或准确分度时，可以使用配备 或使用 。6、电火花加工一次放电后，在工件和电极表面各形成一个小凹坑，其过程可分为电离、 、热膨胀、 和消电离等几个连续阶段。7、影响材料放电腐蚀的主要因素是 、 、 。8、影响电火花

2、加工精度的主要因素是 、 、 。9、电火花成形加工极性的选择主要靠经验和实验确定，当采用短脉冲时，一般应选用 极性加工。 10、数控车床 X 轴方向上的脉冲当量为 Z 方向上的脉冲当量的 。11、数控机床的日常维护与保养主要包括 、 、 等三个方面内容。12、3B 格式的数控系统没有 功能，确定切割路线时，必须先根据工件轮廓划出电极丝中心线轨迹，再按 编程。13、旋转变压器和感应同步器根据励磁绕组供电方式的不同，可分为 工作方式和 工作方式。二、判断题（每题1分，共10分，正确打错误打）1、更换电池一定要在数控系统通电的情况下进行。否则存储器中的数据就会丢失，造成数控系统的瘫痪。 （ ）2、数

3、控机床几何精度的检测验收必须在机床精调后一次完成，不允许调整一项检测一项。 （ ）3、数控铣削螺纹加工，要求数控系统必须具有螺旋线插补功能。 （ ）4、电火花成形加工在粗加工时一般选择煤油加机油作为工作液。 （ ）5、当脉冲放电能量相同时，热导率愈小的金属，电蚀量会降低。 （ ）第 2 页 共 22 页6、开环数控机床，进给速度受到很大限制，其主要原因是步进电机的转速慢。 （ ）7、当数控机床具有刀具半径补偿功能时，其程序编制与刀具半径补偿值无关。 （ ）8、只有加工中心机床能实现自动换刀，其它数控机床都不具备这一功能。 （ ）9、M08指令功能在程序段运动结束后开始。 （ ）10、旋转变压器

4、能测量直线位移和角位移。 （ ）三、选择题（单项选择题、每空1分，共5分）1、数控加工中心的主轴部件上设有准停装置，其作用是（ ）A、提高加工精度 B、提高机床精度 C、保证自动换刀、提高刀具重复定位精度，满足一些特殊工艺要求2、用铣刀加工轮廓时，其铣刀半径应（ ）A、选择尽量小一些 B、大于轮廓最小曲率半径 C、小于或等于零件凹形轮廓处的最小曲率半径D、小于轮廓最小曲率半径3、在数控电火花成形加工时，为获得较高的精度和较好的表面质量，在工件或电极能方便开工作液孔时，宜采用的工作液工作方式为（ ） 。A、抽油式 B、喷射式 C、冲油式4、数控电火花高速走丝线切割加工时，所选用的工作液和电极丝为

5、（ ）A、去离子水、钼丝 B、机油、黄铜丝 C、乳化液、钼丝 D、纯水、黄铜丝5、数控线切割加工，丝电极接脉冲电源（ ）A、 正极 B、负极 C、不确定，可接正极、可接负极四、写出下列指令代码的功能（10分）G00 G17 G42 G90 G97 M04 M09 G02 G01 G44 G91 M01 M06 M03G03 G40 G84 G95 M02 M08五、简答题（每题5分、共15分）1、模态代码2、试说明基准脉冲插补法和数据采样法的特点？3、译码六、FANUC-0T 系统的指令，编写下图零件数控加工程序（并注意刀具半径补偿） 。第 3 页 共 22 页（10分）七、按华中数控铣床的指

6、令格式，编写下图零件的数控加工程序（工件厚度10mm） 。（10分）八、用3B 格式按下图电极丝中心轨迹编制内型腔的数控线切割程序（毛坯尺寸为100100mm） 。 （10分）第 4 页 共 22 页一、填空题（每空 1 分，共 30 分）1、 开环、 全闭环 、 半闭环 。2、前后台型、 中断型 。3、 基准脉冲、 数据采样， 开环， 闭环 。4、直线滚动 ， 液体静压 。5、回转工作台 ， 数控分度头 。6、 放电 、抛出金属。7、极性效应 、 电参数 、 金属材料热学常数 。8、放电间隙大小及一致性 、 电极的损耗 、 二次放电 。9、 正 。 10、 一半 。11、保持设备清洁 、 定

7、期对各部位进行检查 、 进行必要的调整与更换 。12、间隙补偿 ， 电极丝中心轨迹 。13、鉴相 ， 鉴幅 。二、判断题（每题 1 分，共 10 分，正确打错误打）1、 （ ）2、 （ ）3、 （ ）4、 （ ）5、 （ ）6、 （ ）7、 （ ）8、 （ ）9、 （ ）10、 （ ）三、选择题（单项选择题、每空 1 分，共 5 分）1、 （ C ）2、 （ C ）3、 （ A ）4、 （ C ）5、 （ B ）四、写出下列指令代码的功能（10 分）G00 点定位 G17 XY 平面选择 G42 刀具半径右偏置 G90 绝对尺寸 G97 主轴每分钟转数 M04 主轴反转 M09 冷却液关 G0

8、2 顺时针圆弧插补 G01 直线插补 G44 刀具长度负偏置G91 相对尺寸 M01 计划停止 M06 换刀 M03 主轴正转 G03 逆时针圆弧插补G40 刀具半径补偿注销 G84 攻丝循环 G95 主轴每转进给 M02 程序结束 M08 开液状冷却液五、简答题（每题 5 分、共 15 分）1、模态代码答：模态代码也称为续效代码，模态代码在程序段中一经被应用，一直连续有效，直到出现同组的任一代码时才失效。准备功能指令、辅助功能指令均可分为模态代码和非模态代码。F 功能、S 功能、T 功能均为模态代码。2、试说明基准脉冲插补法和数据采样法的特点？答：基准脉冲插补法其特点是每插补运算一次，最多给

9、每一轴进给一个脉冲，产生一个基本长度单位和移动量。输出脉冲的最大速度取决于执行一次运算所需时间，其插补程序简单，但进给率受到一定的限制，所以用于进给速度要求不很高的数控系统或开环数控系统中。插补运算的频率决定进给速度的大小，输出进给脉冲的数量决定位移量第 5 页 共 22 页的大小。数据采样插补法其特点是其位置伺服通过计算机及测量装置构成闭环，在每个插补运算周期输出的不是单个脉冲，而是线段。计算机定时对反馈回路采样，得到采样数据与插补程序所产生的指令数据相比较后，用误差信号输出去驱动伺服电机。这种方法所产生的最大速度不受计算机最大运算速度的限制。3、译码答：所谓译码，指的是将输入的数控加工程序

10、段按一定规则翻译成数控装置中的计算机能够识别的数据形式，并按约定的格式存放在指定译码结果缓冲器中。具体地说，译码是把数控加工程序缓冲器中的字符逐个读入，先识别出其中的文字码和数字码，然后根据文字码所代表的功能，将后续数字码送到相应译码结果缓冲器单元中。六、FANUC-0T 系统的指令，编写下图零件数控加工程序（并注意刀具半径补偿） （10分）答题要点：1）程序应符合 FANUC-0T 系统的程序格式；2）程序应有有效的程序名；3）合理建立工件的坐标系；4）合理选择工艺路线及计算各节点坐标值；5）合理选择刀具并建立刀具补偿；七、按华中数控铣床的指令格式，编写下图零件的数控加工程序（工件厚度 10

11、mm） 。（10 分）答题要点：1）程序应符合华中数控系统的程序格式；2）程序应有有效的程序名；3）合理建立工件的坐标系；4）合理选择工艺路线及计算各节点坐标值；5）合理选择刀具并建立刀具补偿；八、用 3B 格式按下图电极丝中心轨迹编制数控线切割程序。 （10 分）答题要点：1）程序应符合格式：B X B Y B J G Z；2）程序应有程序名；3）合理选择穿丝孔位置；4）合理计算各节点坐标值第 6 页 共 22 页中南大学现代远程教育课程考试复习题及参考答案数控技术一、填空题：1.数控机床是用数字化代码来控制 的相对运动，从而完成零件的加工。2.所谓“插补”就是指在一条已知起点和终点的曲线上

12、进行 的过程。3.对刀操作就是确定 和 之间关系的操作。4.直流伺服电动机的控制特性是指其速度随 化的特性，而其机械特性是指其速度随变化的特性。5.刀具在机床上的位置是由 的位置来表示的。6.JB3051-82 规定，数控机床坐标轴和方向是基于_ _固定，_ 移动。7.数控机床上采用的导轨主要有 、 、 等三种形式。8.用逐点比较法插补直线 OA，其起点坐标为 O（0，0） ，终点坐标 A（5，8） ，若采用插补的总步数作为终点减法计数器 JE的初始值，即 JE 。在插补过程中，每进给一步，计数器 JE减 1,当 JE 时，到达终点，停止插补。9.光栅作为位移传感器，其高精度源于的莫尔条纹的

13、和 两大效应。若光栅栅距为 0.01mm，两块光栅之间的夹角为 0.057，则莫尔条纹宽度约为 。10.数控机床一般由控制介质 、 、测量装置和机械本体五个部分组成。11.CNC 系统软件必须完成 和 两大任务。12.步进电机的“失步”现象有两种表现形式，即 和 13.刀具在机床上的位置是由 的位置来表示的。14.在 CNC 软件中资源分时共享要解决的问题是各任务何时占用 CPU 以及占用时间的长短，解决的办法是 和 相结合。15.数控机床伺服驱动系统是指以机床移动部件的 和 作为控制量的自动控制系统，又称为拖动系统。16.若三相步进电机（三相绕组分别为 A、B、C） ，请写出三相六拍工作方式

14、的通电顺序： 。17.对于第四象限逆圆弧来说，当 F0 时其进给方向为 ，偏差计算公式为 第 7 页 共 22 页。18.数控机床的脉冲当量是指 。19.数控技术是指用 对机床运动及其加工过程进行自动控制的一种方法。20.从 CNC 系统使用的微机及结构来分，CNC 系统的硬件结构一般分为： 和结构两大类。21.改变 ，不改变加工程序，就可以实现同一轮廓的粗、精铣加工。22.数控机床按伺服系统的控制方式可分为 、 和 。二、判断题：1.当点位直线控制数控机床的移动部件移动时，可以按任意斜率的直线进行切削加工。2.步进电机的步距角越大，控制精度越高。3.从减小伺服驱动系统的外形尺寸和提高可靠性的

15、角度来看，采用直流伺服驱动比交流伺服驱动更合理。4.脉冲编码器机可以转角，也可以测转速5.数控机床的加工是用数控程序来控制的，因此数控机床就是软件数控。6.采用细分电路可以提高开环步进式伺服驱动系统的精度。7.点位控制系统不仅要控制从一点到另一点的准确定位，还要控制从一点到另一点的路径。8.顺时针圆弧插补（G02）和逆时针圆弧插补（G03）的判别方向是：沿着不在圆弧平面内的坐标轴正方向向负方向看去，顺时针方向为 G02，逆时针方向为 G03。9. 编制数控加工程序时一般以机床坐标系作为编程的坐标系。10.数控机床适用于单品种，大批量的生产。11.只有采用 CNC 技术的机床才叫数控机床。12.

16、圆弧插补中，对于整圆，其起点和终点重合，用R编程无法定义，所以只能用圆心坐标编程。13.插补运动的实际插补轨迹始终不可能与理想轨迹完全相同。14.CNC 系统中，由硬件完成的功能原则上不可以由软件完成。15.编制数控加工程序时一般以机床坐标系作为编程的坐标系。16.不同的数控机床可能选用不同的数控系统，但数控加工程序指令都是相同的。17.与普通车床相比，数控车床传动链短、床头箱结构要复杂些。三、单项选择题：1.CNC 系统软件必须完成管理和控制两大任务，下面任务中哪个不属于控制任务？（ ）A、诊断 B、插补 C、位控 D、译码2.下列正确表示机床坐标系的是（ ）A、 X B、 XZ Y Y Z

17、第 8 页 共 22 页C、 Z D、 YX Y Z X3.脉冲当量的大小决定了加工精度，下面哪种脉冲当量对应的加工精度最高？ （ ）A、1um/脉冲 B、5um/脉冲 C、10um/脉冲 D、0.01mm/脉冲4.设编程原点在工件的上表面，执行下列程序后，钻孔深度是（ ） 。G90 G01 G43 Z-50 H01 F100 （H01 补偿值-2.00mm）A48mm； B.52mm； C.50mm。5.一直线的起点坐标在坐标原点，终点坐标为A （x a、y a） ，刀具的坐标为P（x、y） 。用逐点比较法对该直线进行插补时的偏差函数是（ ） 。A. Fx yx aya； B. Fx ayy

18、 ax； C. F x axy ay；D. Fx a+yaxy 6. 加工中心与其他数控机床的主要区别是( )。A.有刀库和自动换刀装置； B.机床转速高；C.机床刚性好；D.进刀速度高7. 数控机床的数控装置包括( )。A.光电读带机和输入程序载体；B.步进电机和伺服系统C.输入、信息处理和输出单元；D.位移、速度传感器和反馈系统8. G00的指令移动速度值是（ ） 。A机床参数指定； B 数控程序指定； C 操作面板指定。9编程坐标系一般指的是（ ）A机床坐标系； B. 工件坐标系；10下面哪项任务不是数据预处理（预计算）要完成的工作？（ ）A、位置控制 B、刀具半径补偿计算C、刀具长度补

19、偿计算 D、象限及进给方向判断11. A步进电机的转速是否通过改变电机的（ ）而实现。A. 脉冲频率 B. 脉冲速度 C. 通电顺序。12. 程序编制中首件试切的作用是( )。A.检验零件图样设计的正确性；B.检验零件工艺方案的正确性；C.测试数控程序的效率；D.检验程序单及控制介质的正确性，综合检验所加工的零件是否符合图样要求。13. 在开环数控机床进给系统中，下列电机唯一可用的是（ ） 。A.直流伺服电机 B.交流伺服电机 C.步进电机 D.大惯量电机。14. 用逐点比较法插补起点为（0，0） ，终点坐标为A （60，20）的一条直线，若当前偏差函数值为40，则刀具进给方向为（ ） 。A.

20、 +X； B. X； C. +Y； D.-Y。15.数控机床上直流电动机最常用的调速方法是（ ）A. 调压调速法； B. 调励磁磁场调速法； C. 电枢电路串电阻法； D. 电枢电路串电感法16. 用光电盘测量角位移时，为判别角位移方向，采用两套光电转换装置，使它们产生的电信号在相位上相差（ ） 。A. 1/4周期； B. 1/2周期； C. 一周期； D. 3/4周期。17.下面哪项任务不是数据预处理（预计算）要完成的工作？（ ）第 9 页 共 22 页A、位置控制 B、刀具半径补偿计算C、刀具长度补偿计算 D、象限及进给方向判断18. CNC 系统的中断管理主要靠（ ）完成，而系统的中断结

21、构决定了系统软件的结构。A、软件 B、硬件 C、 CPU D、总线19步进电机的转速与下面哪些因素无关？（ ） A、脉冲信号的频率 B、转子齿数fzC、通电方式 D、定子绕组中的电流大小 k四、简答题：1开环进给系统中，如何补偿机械传动间隙和滚珠丝杆螺距误差？2数控机床对进给伺服系统的要求有哪些?3开环、闭环和半闭环进给系统的区别是什么？各有什么特点？4步进电机的主要性能指标有哪些？试比较驱动步进电机的三种功率放大器特点。5编程轨迹几何要素的连接关系如图所示，刀补方向为左刀补，试确定 A、B、C、D 各处的转接类型，并说明判别依据是什么？ 6数控机床一般由哪几个部分组成？各部分起什么作用？ 五

22、、计算题：1.欲用逐点比较法插补直线 OA，其起点坐标为 O（0，0） ，终点坐标为 A（ ， ） ，其值为exy5， 6 ，试写出其直线插补运算过程，并绘出其插补轨迹。exey2.用数字积分（DDA）插补法对图示直线进行插补运算，并在图中画出插补轨迹。3.某 CNC 机床采用丝杆螺母副驱动工作台的直线 进给运动，丝杆与电机直接相连，丝杆导程为 10mm，步进电机每转 400 步，工作台的最高进给速度为 2.4m/min，求：1）系统的脉冲当量 。2）最高速进给时的进给脉冲频率。六、插补题：1试推导出逐点比较法插补第二象限逆圆时的偏差函数递推公式，并画出插补程序流程图。1 x 2 3 y A(

23、4,3) 4 3 2 1 O A B C D 加 工 方 向 第 10 页 共 22 页七、编程题：1.编写车削加工程序，加工 ABCDEFG 部位的外轮廓，直径设定。加工尺寸如图，其它参数合理自定。各程序段要求注释。2.用有关的循环加工指令（或简单指令）编程加工如图所示零件的孔系，程序原点选与机床原点重合，所有孔均为 的钻削加工。1020 20 20 20 30 20 60 Y X O 10 10 20 退 刀 位 置 A 第 11 页 共 22 页3.用刀具半径补偿的方法编写外轮廓铣削加工程序，工件形状如图所示，工件厚度 5mm。刀具路线等其它参数、坐标系合理自定。要求考虑刀具半径补偿。各

24、程序段要求注释。100R50R82520 60第 12 页 共 22 页参考答案一、填空题： 1.刀具与工件2.数据点的密化（或数据密化）3.工件坐标系 机床坐标系4.电压 负载转矩5.刀位点6.工件 刀具7.静压导轨、滚动导轨、塑料导轨8.13 09.放大 平均 10mm10.数控装置、伺服系统11.管理、控制12.丢步、越步13.刀位点14.循环轮流 中断优先15.位置、速度16.AABBBCCCAA（或者 AACCCBBBAA）17.+y F=F-2y+118.每个脉冲信号使数控机床移动部件产生的位移量。19.数字化信号（或数字化代码）20.多微处理机 单微处理机21.刀具半径补偿值的大

25、 小22.开 环 数 控 机 床 半 闭 环 数 控 机 床 闭 环 数 控 机 床 。二、判断题:1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 三、单项选择题:1.A 2.A 3.A 4.C 5.B 6.A 7.C 8.A 9.B 10.A 11.A 12.D 13.C 14.C 15.A 16.A 17.A 18.B 19.D四、简答题:1.机械传动间隙和滚珠丝杆螺距误差可采用机械、硬件、软件补偿方法。其中机械补偿方法：传动间隙的补偿有偏心轴套调整、轴向垫片调整、双片薄齿轮调整等滚珠丝杆螺距误差常采用双螺母调整软件或硬

26、件补偿法：预先测得传动间隙，每次在进给反向时通过软件或硬件电路额外发出对应于间隙值的指令位移，以进行补偿。2.一般来说，对数控机床伺服驱动系统的主要性能要求有以下几点：进给速度范围要大，能满足低速切削和高速切削的需要；位移精度要高； 跟随误差要小，即响应速度要快；工作稳定性要好，具有抗干扰能力，运行平稳，加工精度较高。3.开环系统中没有位置检测和反馈。半闭环系统中的位置检测和反馈信号不是取自最终的进给部件，而是取的电动机轴或丝杆等中间环节，闭环系统中的位置检测和反馈信号是取自最终的进给部件（如工作台） 。第 13 页 共 22 页所以闭环系统的精度最高，但稳定性稍差。开环系统的精度最低，但成本

27、也最低4.主要性能指标：步距角、静态步距误差、输出扭矩、最高启动、停止脉冲频率、边续运行的最高工作频率、步进运行和低频振荡等。其驱动电路有三种功率放大器：单电压功率放大电路、双电压功率放大电路和斩波恒流功放电路，区别如下：单电压功率放大电路：功耗大，一般只用于小功率步进电机驱动；双电压功率放大电路：采用高、低电压两种供电电源以降低能耗，高频工作时有较大的转动力，多用于中、大功率步进电机驱动；斩波恒流功放电路：利用斩波方法使电流恒定在额定值附近，不需外接电阻来限流和减少时间常数；能耗小，电源效率高；能提高高频工作频率，是目前使用最普及的一种驱动电路。5.A、B、D 均为缩短型，因为夹角都为 01

28、80 度。C 为伸长型，因为夹角为 180270 度。6.数控机床一般包括五部分，各部分的作用如下： （1）控制介质：存储程序、参数。（2）数控装置：将加工程序译码轨迹计算（速度计算） 、插补计算、补偿计算，向各坐标的伺服驱动系统 分配速度、位 移命令 。这一部分是数控机床的核心（3）伺服系统：接受数控装置来的指令，将信号进行调解、转换、放大后驱动伺服电机，带动机床执行部件运动。（4）测量装置：电流、速度、位置等检测反馈装置。（5）机床本体：包括主运动部件、进给运动部件、执行部件和基础部件，最终实现刀具和工件的相对运动。五、计算题:1.由于待插补直线的起点坐标为 O（0，0） ，终点坐标为 A

29、（5，6） ，采用总步数终点判别方法，总步数 。N=5+61从坐标原点开始插补，故此时偏差 ，加工过程的运算节拍如下表所示： F工作节拍序号 第 1 拍：偏差判别第 2 拍：坐标进给 第 3 拍：新偏差计算第 4 拍：终点判别1 0F+X 601ey10N2 1+Y 152xF93 2+Y 43e 84 3+X 24 75 04+Y 35e 66 5F+X 66y51N7 6+Y 57exF48 7+X 428 39 08+Y 19e 210 9+X 610y111 10F+Y 05e 0N第 14 页 共 22 页插补轨迹如下图所示： 2.总步数为 437 步JVX（Xe）JRX X 溢出

30、JVY（Ye）JRY Y 溢出 终点计数器100 000 011 000 000100 100 011 011 001100 000 1 011 110 010100 100 011 001 1 011100 000 1 011 100 100100 100 011 111 101100 000 1 011 010 1 110100 100 011 101 111100 000 1 011 000 1 000插补轨迹图：3.步进电机每转 400 步，即步距角为： 9.0436（1） 系统的脉冲当量为： )(025.136.mti（2） 设工作台最高进给速度 V 时步进电机的转速为 n 转每分钟

31、，对应的进给脉冲频率为 f. 则: 第 15 页 共 22 页tinV603nf由以上两式得： )(1604.293HZtiVf 六、插补题:如图，第二象限逆圆弧，起点为 A（x 0，y 0） ，终点为 B（x e，y e） ，圆心再原点，半径为 R，进给方向为x 或y 方向。取偏差函数 22RF瞬时加工点 P（x i，y j）对应的偏差函数值为22, RFjiji （1）当 Fi，j 0 时， ，点 P（x i，y j）在圆弧以外，应向y 方向进给一步。则新的加工点为22yxji（x i，y j+1） ，其中: 11jj新偏差为 12)1(2222, jjijiiji yRxyxR即偏差函数

32、递推公式为 ,1,jjiF（2）当 Fi，j 0 时） 。 插补程序流程图：初始化 x=x0, y=y0, F=0 00xyJee?F往y 方向走一步往x 方向走一步FF-2y+1FF-2x+1pyy-1 xx-1JJ-1J=0结束开始第 17 页 共 22 页七、编程题：1N01 G92 X120 Z90N02 S300 M03N03 G90 G00 X30 Z-2 _AN04 G01 Z-15 F20 _BN05 G03 X60 Z-41 R30 -CN06 G01 Z-56 -DN07 X80 Z-86 -EN08 Z-101 -FN09 G02 X114 Z-131 R35 -GN10

33、 G00 X120 Z90 M022.N01 G92 X0 Y0 Z0N02 S300 M03 M07N03 G99 G81 X30 Y-60 Z-43 R-27 F20 -1 孔N04 G98 Y-80 2 孔N05 G99 G81 X50 Y-60 Z-43 R-27 F20 3 孔N06 G98 Y-60 4 孔N07 G99 G81 X70 Y-60 Z-43 R-27 F20 5 孔N08 G98 Y-80 6 孔N09 G99 G81 X90 Y-60 Z-43 R-27 F20 7 孔N10 G98 Y-60 8 孔N11 G99 G81 X110 Y-60 Z-43 R-27

34、F20 9 孔N12 G98 Y-80 10 孔N13 G00 X0 Y0 Z0 M05 M09N14 M023.设工件坐标系原点位于工件上表面的 R50 圆心处。选择刀具半径小于或等于 8mmN01 G92 X-150 Y-200 Z200N02 G00 Z-5 S300 M03N03 G01 G41 X-50 Y-100 D01 F150 N04 Y0 N05 G02 X50 R50 N06 G01 Y-100 N07 G01 X30 N08 G01 Y-83 N09 G03 X22 Y-75 R8 N10 G01 X-22 N11 G03 X-30 Y-83 R8 N12 G01 Y-1

35、00 N13 G01 X-50N14 G00 G40 X-150 Y-200 M05N15 G00 Z200 M02第 18 页 共 22 页数控技术及数控机床试卷学生姓名： ，班级： ，学号： ，成绩： 一填空题（每题 4 分，共 36 分）1数控加工中的最基本问题就是根据所输入的零件加工程序中有关几何形状和 的原始数据及其指令，通过相应的插补运算。按一定的关系向各个坐标轴的驱动控制器分配 ，从而使得 驱动工作台相对主轴的运动轨迹, 以一定的精度要求逼近于所加工的零件的外形轮廓尺寸。2按加工批量和零件的复杂程度，试在下图区域内标出通用机床、专用机床和数控机床的适用位置。3功率步进电机一般用于

36、普通机床的数控改造，以及对精度要求较低的场合等 系统。步进电机的步距角是指 。对于三相步进电机，当以双相通电方式，齿数为 40 时。此时步距角 。4为了保证数控机床总是能在最有利的切削速度下进行加工，或实现桓速切削的功能，数控机床的主轴转速通常在其调速范围内 。因此，现代数控机床常采用 作为主运动的动力源。5数控机床的最小设定单位是 ，标制着数控机床精度的分辨率，其值一般为 ，在编程时，所有的编程单位都应转换成与最小设定单位相应的数据。6通常把数控车床的床身导轨倾斜布置，可改善其 和 。提高机床的静刚度。7数控技术是 的技术；计算机数控（ CNC）是指 ；数控机床具有 、 、 、 、 等优点。

37、8插补器就实现的方法而言，可用 或 ；按其实现的功能来分类，它可分为 、 、 等类型。9刀具半径补偿是指 。左偏刀具半径补偿指令和右偏刀具半径补偿指令分别为 和 。二简答题（每题 6 分，共 18 分）1 何谓二轴半坐标数控机床？2 试论述数控机床的进给伺服系统是由哪几部分组成，它们分别的作用如何？伺服系统常用的驱动元件是什么？批量大小简单 复杂 复杂程度第 19 页 共 22 页3 简述数控车床采用钢板焊接床身的原因。三计算题（10 分）若加工第一象限直线 OE，起点为 O(0，0)，终点为 E(7，4)，设累加器为 3 位，试按DDA 法进行插补计算，并绘出插补轨迹图。四论述题（每题 9

38、分，共 36 分）1试推导下图内的脉冲当量 与步距角 的关系式，假设已知各齿轮齿数和丝杠的导程。由于脉冲当量是规定的，步进电机一经选定后，其步距角也是一定的，试回答如何满足脉冲当量与步距角中间的关系？2 试讨论利用光栅的摩尔条纹特点如何来检测机床移动部件的位移、移动方向和移动的速度？3 试分别论述开环控制系统、半闭环控制系统和闭环控制系统的实现方式和特点。4 谈谈你对现代数控机床发展趋势的看法和学习体会。第 20 页 共 22 页数控技术及数控机床试卷标准答案一填空题（每题 4 分，共 36 分）1轮廓尺寸，进给脉冲，伺服电机23开环，步进电机每步的转角4连续无级可调，直流或交流调速主轴电机5

39、数控机床能实现的最小位移量，0.00010.01mm6排屑条件，受力状态7以数字量编程实现机械或其他设备自动工作，用计算机通过数字信息来自动控制机床，加工精度高，生产效率高，减轻工人劳动强度，改善了劳动条件，有利于生产管理，有利于向高级计算机控制和管理方面发展。8硬件逻辑电路，执行软件程序，直线插补, 二次圆，抛物线等9具有这种功能的数控装置能使刀具中心自动地从零件实际轮廓上偏离一个指定的刀具半径值（补偿量） ，并使刀具中心在这一被补偿的轨迹上运动，从而把关键加工成图纸上要求的轮廓形状。二简答题（每题 6 分，共 18 分）1二轴半坐标数控机床在结构上有三个坐标，可同时控制两个坐标，而第三个坐

40、标作等间距运动。主要用于三轴以上控制的机床，其中两个轴互为联动，而另一个轴作周期进给，如在数控铣床上用球头铣刀采用行切法加工三维空间曲面。2由伺服驱动电路、伺服驱动装置、机械传动机构及执行部件四部分组成。它的作用是：接收数控系统发出的进给速度和位移指令信号，由伺服驱动电路作转换和放大后，经伺服驱动装置(直流、交流伺服电机，功率步进电机，电液脉冲马达等) 和机械传动机构，驱动机床的工作台、主轴头架等执行部件实现工作进给和快速运动。伺服系统常用的驱动元件是步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机。3采用钢板焊接床身结构可采用最有利于提高刚度的筋板布置形式，能充分发挥壁板和筋板的承裁及抵抗变形的作用；

41、焊接结构还无需铸造结构所需的出砂口，有可能将基础件做成完全封闭的箱形结构；钢板的弹性模量 E 比铸铁的弹性模量 E 大几乎相差一倍。因此，在结构相同时，E 值大的材料刚度则高。三计算题（10 分）1解： 将 Xe 7 及 Ye 4 化成二进制数 Xe 111B 及 Ye100B 存放在 Jvx 及 Jvy 中，选寄存器容量为三位，则累加次数 m2 38。插补运算过程如下表所示，插补轨迹见图 3-24 所示。批量大 专用机床普通机床 数控机床小简单 复杂 复杂程度05.124360mzk第 21 页 共 22 页计算正确（6 分） ，绘图（4 分）四论述题（每题 9 分，共 36 分）1解第 2

42、2 页 共 22 页脉冲当量 与步距角 的关系式为： （6 分）可通过配算齿轮降速比来满足它们中间的关系 （3 分）2按摩尔条纹特点，可在摩尔条纹移动方向上开设四个窗口 P1、P 2、P 4 和 P4，切使得它们两两相距 1/4 摩尔条纹宽度，可以从四个观察窗口得到如下结论：1）机床移动部件的位移检测：标尺光栅装在机床移动部件工作台上，赶上读数头装在床身上，当标尺光栅移动一个栅距时，摩尔条纹也移动一个摩尔条纹宽度。即透过任一窗口的光强度变化一个周期。所以可观察窗口透过的光强变化的周期数来确定标尺光栅移动了几个栅距，从而测得机床工作台的位移。 （3 分）2）确定移动部件的方向：从 P1、P 2、

43、P 4 和 P4 四个窗口可得到在相位上依次超前或滞后 1/4 周期的近似余弦函数的光强度变化过程。当标尺光栅沿一个方向移动时，可得到四个光强信号，P 1 滞后 P2/2 ，P 2 滞后 P3 /2, P3 滞后 P4/2，则摩尔条纹反向移动时四个光强变化为 P1 超前 P2/2，P 2 超前 P3/2, P3 超前P4/2，我们就可断定标尺光标沿反向移动。即按四个观察窗口得到光强度变化的相互超前或滞后关系来确定机床移动部件的移动方向。 （3 分）3）确定移动的速度：根据摩尔条纹的特点，标尺光栅的移动位移与摩尔条纹位移成正比，因此标尺光栅的移动速度与摩尔条纹的移动速度一致，也与观察窗口的光强度

44、变化频率向对应。根据透过观察窗口的光强度变化的频率来确定标尺光栅的移动速度，即得到机床移动部件的移动速度。 （3 分）3开环控制方式通常是以步进电机或电液伺服马达为驱动元件，输入的数据经过数控系统的运算分配指令脉冲，每一个脉冲送给环形分配器驱动步进电机或电液伺服马达，使其转动一个角度带动传动机构，从而使被控制对象移动。这种方式对实际传动机构的动作完成与否不进行检查，驱动控制指令发出后不反馈会数控系统，这种控制方式容易掌握，调试方便，维修简单，但精度不高。 （3 分）在数控设备的运动部件上装有测量元件，将运动部件的位置、速度信息及时反馈给伺服系统，伺服系统将指令位置，速度信息与实际信息进行比较并及时发出补偿控制指令，如果测量元件装在机械传动链末端部件上，如机床工作台上，则该系统为全闭环系统，或闭环系统，这种控制方式精度高，速度快，但维修和调试较困难。 （3 分）如果测量元件装在机械传动链的中间部件上，如滚珠丝杠上，则该系统为半闭环系统，这种控制方式的精度比闭环的低。 （3 分）4运行高速化；（1 分）加工高精化；（1 分）功能复合化；（1 分）控制智能化；（1分）体系开放化；（1 分）驱动并联化；（1 分）交互网络化自己谈学习体会（3 分）043216sz