數(shù)控機床技術(shù)考試試卷(附答案)

1、三、單項選擇題：1.CNC系統(tǒng)軟件必須完成管理和控制兩大任務(wù)，下面任務(wù)中哪個不屬于控制任務(wù)？（ ）A、診斷 B、插補 C、位控 D、譯碼2.下列正確表示機床坐標系的是（ ） A、ZYX B、YZX C、XYZ D、ZXY3.脈沖當量的大小決定了加工精度，下面哪種脈沖當量對應的加工精度最高？ （ ）A、1um/脈沖 B、5um/脈沖 C、10um/脈沖 D、0.01mm/脈沖4.設(shè)編程原點在工件的上表面，執(zhí)行下列程序后，鉆孔深度是（ ）。 G90 G01 G43 Z-50 H01 F100 （H01補償值-2.00mm）A48mm； B.52mm； C.50mm。5.一直線的起點坐標在坐標原點，

2、終點坐標為A（xa、ya），刀具的坐標為P（x、y）。用逐點比較法對該直線進行插補時的偏差函數(shù)是（ ）。A. Fx·yxa·ya； B. Fxa·yya·x； C. Fxa·xya·y；D. Fxa+yaxy6. 加工中心與其他數(shù)控機床的主要區(qū)別是( )。A.有刀庫和自動換刀裝置；B.機床轉(zhuǎn)速高；C.機床剛性好；D.進刀速度高7. 數(shù)控機床的數(shù)控裝置包括( )。A.光電讀帶機和輸入程序載體；B.步進電機和伺服系統(tǒng)C.輸入、信息處理和輸出單元；D.位移、速度傳感器和反饋系統(tǒng)8. G00的指令移動速度值是（ ）。A機床參數(shù)指定； B 數(shù)控

3、程序指定； C 操作面板指定。9編程坐標系一般指的是（ ）A機床坐標系； B. 工件坐標系；10下面哪項任務(wù)不是數(shù)據(jù)預處理（預計算）要完成的工作？（ ）A、位置控制 B、刀具半徑補償計算C、刀具長度補償計算 D、象限及進給方向判斷11. A步進電機的轉(zhuǎn)速是否通過改變電機的（ ）而實現(xiàn)。A. 脈沖頻率 B. 脈沖速度 C. 通電順序。12. 程序編制中首件試切的作用是( )。A.檢驗零件圖樣設(shè)計的正確性；B.檢驗零件工藝方案的正確性；C.測試數(shù)控程序的效率；D.檢驗程序單及控制介質(zhì)的正確性，綜合檢驗所加工的零件是否符合圖樣要求。13. 在開環(huán)數(shù)控機床進給系統(tǒng)中，下列電機唯一可用的是（ ）。A.直

4、流伺服電機 B.交流伺服電機 C.步進電機 D.大慣量電機。14. 用逐點比較法插補起點為（0，0），終點坐標為A（60，20）的一條直線，若當前偏差函數(shù)值為40，則刀具進給方向為（ ）。A. +X； B. X； C. +Y； D.-Y。15.數(shù)控機床上直流電動機最常用的調(diào)速方法是（ ）A. 調(diào)壓調(diào)速法；B. 調(diào)勵磁磁場調(diào)速法； C. 電樞電路串電阻法； D. 電樞電路串電感法16. 用光電盤測量角位移時，為判別角位移方向，采用兩套光電轉(zhuǎn)換裝置，使它們產(chǎn)生的電信號在相位上相差（ ）。A. 1/4周期； B. 1/2周期；C. 一周期；D. 3/4周期。17.下面哪項任務(wù)不是數(shù)據(jù)預處理（預計算）

5、要完成的工作？（ ）A、位置控制 B、刀具半徑補償計算C、刀具長度補償計算 D、象限及進給方向判斷18. CNC系統(tǒng)的中斷管理主要靠（ ）完成，而系統(tǒng)的中斷結(jié)構(gòu)決定了系統(tǒng)軟件的結(jié)構(gòu)。A、軟件 B、硬件 C、CPU D、總線19步進電機的轉(zhuǎn)速與下面哪些因素無關(guān)？（ ） A、脈沖信號的頻率 B、轉(zhuǎn)子齒數(shù)C、通電方式 D、定子繞組中的電流大小 四、簡答題：1開環(huán)進給系統(tǒng)中，如何補償機械傳動間隙和滾珠絲桿螺距誤差？2數(shù)控機床對進給伺服系統(tǒng)的要求有哪些?3開環(huán)、閉環(huán)和半閉環(huán)進給系統(tǒng)的區(qū)別是什么？各有什么特點？4步進電機的主要性能指標有哪些？試比較驅(qū)動步進電機的三種功率放大器特點。5編程軌跡幾何要素的連接

6、關(guān)系如圖所示，刀補方向為左刀補，試確定A、B、C、D各處的轉(zhuǎn)接類型，并說明判別依據(jù)是什么？ 6數(shù)控機床一般由哪幾個部分組成？各部分起什么作用？ 五、計算題：1.欲用逐點比較法插補直線OA，其起點坐標為O（0，0），終點坐標為A（，），其值為5，6，試寫出其直線插補運算過程，并繪出其插補軌跡。2.用數(shù)字積分（DDA）插補法對圖示直線進行插補運算，并在圖中畫出插補軌跡。3.某CNC機床采用絲桿螺母副驅(qū)動工作臺的直線進給運動，絲桿與電機直接相連，絲桿導程為10mm，步進電機每轉(zhuǎn)400步，工作臺的最高進給速度為2.4m/min，求：1） 系統(tǒng)的脈沖當量。2） 最高速進給時的進給脈沖頻率。六、插補題：1

7、試推導出逐點比較法插補第二象限逆圓時的偏差函數(shù)遞推公式，并畫出插補程序流程圖。七、編程題：1.編寫車削加工程序，加工ABCDEFG部位的外輪廓，直徑設(shè)定。加工尺寸如圖，其它參數(shù)合理自定。各程序段要求注釋。2.用有關(guān)的循環(huán)加工指令（或簡單指令）編程加工如圖所示零件的孔系，程序原點選與機床原點重合，所有孔均為的鉆削加工。3.用刀具半徑補償?shù)姆椒ň帉懲廨喞娤骷庸こ绦颍ぜ螤钊鐖D所示，工件厚度5mm。刀具路線等其它參數(shù)、坐標系合理自定。要求考慮刀具半徑補償。各程序段要求注釋。100R50R8252060 第 12 頁 共 12 頁參考答案三、單項選擇題:1.A 2.A 3.A 4.C 5.B 6.

8、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、簡答題:1.機械傳動間隙和滾珠絲桿螺距誤差可采用機械、硬件、軟件補償方法。其中機械補償方法：傳動間隙的補償有偏心軸套調(diào)整、軸向墊片調(diào)整、雙片薄齒輪調(diào)整等滾珠絲桿螺距誤差常采用雙螺母調(diào)整軟件或硬件補償法：預先測得傳動間隙，每次在進給反向時通過軟件或硬件電路額外發(fā)出對應于間隙值的指令位移，以進行補償。2.一般來說，對數(shù)控機床伺服驅(qū)動系統(tǒng)的主要性能要求有以下幾點：進給速度范圍要大，能滿足低速切削和高速切削的需要；位移精度要高； 跟隨誤差要小，即響應速度要快；工作穩(wěn)定性要好

9、，具有抗干擾能力，運行平穩(wěn)，加工精度較高。3.開環(huán)系統(tǒng)中沒有位置檢測和反饋。半閉環(huán)系統(tǒng)中的位置檢測和反饋信號不是取自最終的進給部件，而是取的電動機軸或絲桿等中間環(huán)節(jié)，閉環(huán)系統(tǒng)中的位置檢測和反饋信號是取自最終的進給部件（如工作臺）。所以閉環(huán)系統(tǒng)的精度最高，但穩(wěn)定性稍差。開環(huán)系統(tǒng)的精度最低，但成本也最低4.主要性能指標：步距角、靜態(tài)步距誤差、輸出扭矩、最高啟動、停止脈沖頻率、邊續(xù)運行的最高工作頻率、步進運行和低頻振蕩等。其驅(qū)動電路有三種功率放大器：單電壓功率放大電路、雙電壓功率放大電路和斬波恒流功放電路，區(qū)別如下：單電壓功率放大電路：功耗大，一般只用于小功率步進電機驅(qū)動；雙電壓功率放大電路：采用高

10、、低電壓兩種供電電源以降低能耗，高頻工作時有較大的轉(zhuǎn)動力，多用于中、大功率步進電機驅(qū)動；斬波恒流功放電路：利用斬波方法使電流恒定在額定值附近，不需外接電阻來限流和減少時間常數(shù)；能耗小，電源效率高；能提高高頻工作頻率，是目前使用最普及的一種驅(qū)動電路。5.A、B、D均為縮短型，因為夾角都為0180度。C為伸長型，因為夾角為180270度。6.數(shù)控機床一般包括五部分，各部分的作用如下： （1）控制介質(zhì)：存儲程序、參數(shù)。（2）數(shù)控裝置：將加工程序譯碼軌跡計算（速度計算）、插補計算、補償計算，向各坐標的伺服驅(qū)動系統(tǒng) 分配速度、位 移命令 。這一部分是數(shù)控機床的核心（3）伺服系統(tǒng)：接受數(shù)控裝置來的指令，將

11、信號進行調(diào)解、轉(zhuǎn)換、放大后驅(qū)動伺服電機，帶動機床執(zhí)行部件運動。（4）測量裝置：電流、速度、位置等檢測反饋裝置。（5）機床本體：包括主運動部件、進給運動部件、執(zhí)行部件和基礎(chǔ)部件，最終實現(xiàn)刀具和工件的相對運動。五、計算題:1.由于待插補直線的起點坐標為O（0，0），終點坐標為A（5，6），采用總步數(shù)終點判別方法，總步數(shù)。從坐標原點開始插補，故此時偏差，加工過程的運算節(jié)拍如下表所示： 序號工作節(jié)拍第1拍：偏差判別第2拍：坐標進給第3拍：新偏差計算第4拍：終點判別1+X2+Y3+Y4+X5+Y6+X7+Y8+X9+Y10+X11+Y插補軌跡如下圖所示： 2.總步數(shù)為437步JVX（Xe）JRXX溢出J

12、VY（Ye）JRYY溢出終點計數(shù)器1000000110000001001000110110011000001011110010100100011001101110000010111001001001000111111011000001011010111010010001110111110000010110001000插補軌跡圖：3.步進電機每轉(zhuǎn)400步，即步距角為： （1） 系統(tǒng)的脈沖當量為：（2） 設(shè)工作臺最高進給速度V時步進電機的轉(zhuǎn)速為n轉(zhuǎn)每分鐘，對應的進給脈沖頻率為f. 則: 由以上兩式得：六、插補題:ABXYO如圖，第二象限逆圓弧，起點為A（x0，y0），終點為B（xe，ye），圓心再

13、原點，半徑為R，進給方向為x或y方向。 取偏差函數(shù) 瞬時加工點P（xi，yj）對應的偏差函數(shù)值為 （1）當Fi，j>0時， ，點P（xi，yj）在圓弧以外，應向y方向進給一步。則新的加工點為（xi，yj+1），其中: 新偏差為即偏差函數(shù)遞推公式為 （2）當Fi，j<0時， ，點P（xi，yj）在圓弧以內(nèi)，應向x方向進給一步。則新的加工點為（xi+1，yj），其中: 新偏差為 即偏差函數(shù)遞推公式為 （3）當Fi，j=0時（如起點），點P（xi，yj）在直線上，可規(guī)定向y方向進給一步（同當Fi，j>0時）。 初始化 x=x0, y=y0, F=0往y方向走一步往x方向走一步FF-

14、2y+1FF-2x+1pyy-1xx-1JJ-1J=0結(jié)束開始插補程序流程圖：七、編程題：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 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

15、 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 F20 9孔N12 G98 Y-80 10孔N13 G00 X0 Y0 Z0 M05 M09N14 M023.設(shè)工件坐標系原點位于工件上表面的R50圓心處。選擇刀具半徑小于或等于8mmN01 G92

16、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-100 N13 G01 X-50N14 G00 G40 X-150 Y-200 M05N15 G00 Z200 M02簡答題（每題6分，共18分）1 何謂二軸半坐標數(shù)控機床2 試論述數(shù)控機床的進給伺服系統(tǒng)是由哪幾

17、部分組成，它們分別的作用如何？伺服系統(tǒng)常用的驅(qū)動元件是什么？ 3 簡述數(shù)控車床采用鋼板焊接床身的原因。一 計算題（10分） 若加工第一象限直線OE，起點為O(0，0)，終點為E(7，4)，設(shè)累加器為3位，試按DDA法進行插補計算，并繪出插補軌跡圖。四 論述題（每題9分，共36分）1試推導下圖內(nèi)的脈沖當量與步距角的關(guān)系式，假設(shè)已知各齒輪齒數(shù)和絲杠的導程。由于脈沖當量是規(guī)定的，步進電機一經(jīng)選定后，其步距角也是一定的，試回答如何滿足脈沖當量與步距角中間的關(guān)系？2 試分別論述開環(huán)控制系統(tǒng)、半閉環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方式和特點。3 談?wù)勀銓ΜF(xiàn)代數(shù)控機床發(fā)展趨勢的看法和學習體會。二簡答題（每題6分

18、，共18分）1二軸半坐標數(shù)控機床在結(jié)構(gòu)上有三個坐標，可同時控制兩個坐標，而第三個坐標作等間距運動。主要用于三軸以上控制的機床，其中兩個軸互為聯(lián)動，而另一個軸作周期進給，如在數(shù)控銑床上用球頭銑刀采用行切法加工三維空間曲面。2由伺服驅(qū)動電路、伺服驅(qū)動裝置、機械傳動機構(gòu)及執(zhí)行部件四部分組成。它的作用是：接收數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的進給速度和位移指令信號，由伺服驅(qū)動電路作轉(zhuǎn)換和放大后，經(jīng)伺服驅(qū)動裝置(直流、交流伺服電機，功率步進電機，電液脈沖馬達等)和機械傳動機構(gòu)，驅(qū)動機床的工作臺、主軸頭架等執(zhí)行部件實現(xiàn)工作進給和快速運動。伺服系統(tǒng)常用的驅(qū)動元件是步進電機、直流伺服電機和交流伺服電機。3采用鋼板焊接床身結(jié)構(gòu)可采

19、用最有利于提高剛度的筋板布置形式，能充分發(fā)揮壁板和筋板的承裁及抵抗變形的作用； 焊接結(jié)構(gòu)還無需鑄造結(jié)構(gòu)所需的出砂口，有可能將基礎(chǔ)件做成完全封閉的箱形結(jié)構(gòu)；鋼板的彈性模量E比鑄鐵的彈性模量E大幾乎相差一倍。因此，在結(jié)構(gòu)相同時，E值大的材料剛度則高。三計算題（10分）1解： 將Xe 7及Ye 4化成二進制數(shù)Xe 111B及Ye100B存放在Jvx及Jvy 中，選寄存器容量為三位，則累加次數(shù)m238。插補運算過程如下表所示，插補軌跡見圖3-24所示。計算正確（6分），繪圖（4分）四論述題（每題9分，共36分）1解脈沖當量與步距角的關(guān)系式為： （6分）可通過配算齒輪降速比來滿足它們中間的關(guān)系 （3分）

20、2按摩爾條紋特點，可在摩爾條紋移動方向上開設(shè)四個窗口P1、P2、P4和P4，切使得它們兩兩相距1/4摩爾條紋寬度，可以從四個觀察窗口得到如下結(jié)論：1） 機床移動部件的位移檢測：標尺光柵裝在機床移動部件工作臺上，趕上讀數(shù)頭裝在床身上，當標尺光柵移動一個柵距時，摩爾條紋也移動一個摩爾條紋寬度。即透過任一窗口的光強度變化一個周期。所以可觀察窗口透過的光強變化的周期數(shù)來確定標尺光柵移動了幾個柵距，從而測得機床工作臺的位移。（3分）2） 確定移動部件的方向：從P1、P2、P4和P4四個窗口可得到在相位上依次超前或滯后1/4周期的近似余弦函數(shù)的光強度變化過程。當標尺光柵沿一個方向移動時，可得到四個光強信號，P1滯后P2/2，P2滯后P3/2, P3滯后P4/2，則摩爾條紋反向移動時四個光強變化為P1超前P