數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用自學(xué)復(fù)習(xí)

數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用課程代碼：02195一．課程的性質(zhì)、目的與任務(wù)數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用是機電工程及自動化專業(yè)的主要專業(yè)課程之一，它主要研究應(yīng)用數(shù)控技術(shù)實現(xiàn)自動化加工的原理、方法。它是一門涉及機械設(shè)計理論、機械制造工藝理論、控制論、信息論、傳感理論、信號處理理論、電子設(shè)計理論、計算機應(yīng)用理論的綜合課程。開設(shè)本課程的目的和任務(wù)在于通過向?qū)W生介紹數(shù)控技術(shù)的基本摡念、基本原理和設(shè)計計算方法以及數(shù)控機床的常見結(jié)構(gòu)，使學(xué)生掌握數(shù)控技術(shù)的基本原理、方法與應(yīng)用。第一章緒論考核要求（一）1、識記：數(shù)控技術(shù)產(chǎn)生的必然性；數(shù)控設(shè)備的優(yōu)越性。2、領(lǐng)會：計算機數(shù)控系統(tǒng)的優(yōu)點。（二）1、識記：數(shù)控機床各組成部分的名稱。2、領(lǐng)會：數(shù)控機床各組成部分的功用。（三）1、識記：數(shù)控系統(tǒng)的組成；數(shù)控系統(tǒng)的類型；開環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的框圖；適應(yīng)控制機床的框圖。2、領(lǐng)會：開環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作原理以及兩者的區(qū)別和應(yīng)用場合。點位控制系統(tǒng)與連續(xù)控制系統(tǒng)的區(qū)別；連續(xù)控制系統(tǒng)的工作原理；經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)的特點及其應(yīng)用場合；適應(yīng)控制系統(tǒng)的優(yōu)點及其工作過程；直接控制系統(tǒng)的優(yōu)點和應(yīng)用場合。（四）1、識記：數(shù)控技術(shù)在電加工機床、工業(yè)機器人、三坐標(biāo)測量機中如何應(yīng)用，比較它們與金屬切削機床中應(yīng)用的異同之處；柔性制造單元（FMC）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）和計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）的概念以及它們與數(shù)控技術(shù)的關(guān)系。2、領(lǐng)會：數(shù)控機床的高速高精度化對數(shù)控系統(tǒng)提出的要求；開放式數(shù)控系統(tǒng)的特點及其出現(xiàn)的重要性；數(shù)控系統(tǒng)智能化的優(yōu)點。Internet的出現(xiàn)對數(shù)控系統(tǒng)的影響。（一）數(shù)控技術(shù)的產(chǎn)生及其應(yīng)用領(lǐng)域開環(huán)控制系統(tǒng)用于經(jīng)濟型

數(shù)控機床上。數(shù)控機床加工依賴于各種數(shù)字化信息。繞X軸旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)運動坐標(biāo)軸是A軸。（二）數(shù)控機床的分類、組成、及各部分的作用數(shù)控機床按工藝用途分類，可分為數(shù)控切削機床、數(shù)控電加工機床、數(shù)控測量機等。四坐標(biāo)數(shù)控銑床是在三坐標(biāo)數(shù)控銑床上增加一個數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺。（三）數(shù)字控制系統(tǒng)的分類、組成其工作原理對步進電機施加一個電脈沖信號，步進電機就回轉(zhuǎn)一個固定的角度，這個角度叫做步距角，電機的總角位移和輸入脈沖的數(shù)量成正比，而電機的轉(zhuǎn)速則正比于輸入脈沖的頻率。數(shù)控系統(tǒng)所規(guī)定的最小設(shè)定單位就是脈沖當(dāng)量。數(shù)控機床的種類很多，如果按加工軌跡分則可分為點位控制、直線控制和連續(xù)控制。根據(jù)控制運動方式的不同，機床數(shù)控系統(tǒng)可分為點位數(shù)控系統(tǒng)和連續(xù)數(shù)控系統(tǒng)。點位控制的特點是，可以以任意途徑達到要計算的點，因為在定位過程中不進行加工。（四）數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢及其與現(xiàn)代制造系統(tǒng)的關(guān)系第二章數(shù)控加工程序的編制考核要求（一）1、識記：程序編制的目的和方法；手工編程與自動編程的運用場合。2、領(lǐng)會：手工編程與自動編程的比較；編程步驟和每個步驟中進行的工作。（二）1、識記：數(shù)控機床工件加工程序載體的種類；數(shù)控帶的代碼有幾種？它與CNC系統(tǒng)之間信息傳遞的方法。2、識記：程序段格式的表示方法，地址符A、B、C、F、G、M、N、S、T、X、Y、Z的意義；尺寸字表示的方法。3、簡單應(yīng)用：程序段中個字符的意義及其應(yīng)用場合。4、綜合應(yīng)用：機床運動的要求，用字符寫出程序段。（三）1、識記：數(shù)控機床坐標(biāo)軸的表示方法；機床坐標(biāo)軸與工件坐標(biāo)軸之間的關(guān)系。1.數(shù)控機床的機床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系的含義是什么?答：機床坐標(biāo)系是機床上固有的坐標(biāo)系。一般利用機床機械結(jié)構(gòu)的基準(zhǔn)來確定，在說明書中均有規(guī)定。工件坐標(biāo)系是在編程時使用，由編程人員在工件上指定某一個點作為原點，并在其上建立工件坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系的原點在機床坐標(biāo)系中稱為調(diào)整點，它的選擇應(yīng)使工件上最大尺寸能加工出來。數(shù)控機床上有一個機械原點，該點到機床坐標(biāo)零點在進給坐標(biāo)軸方向上的距離可以在機床出廠時設(shè)定，該點稱機床參考點。2、領(lǐng)會：主要的G代碼和M代碼的意義。3、簡單應(yīng)用：讀懂已有的工件加工程序單。4、綜合應(yīng)用：確定工件數(shù)控加工的工藝方案、填寫程序單；掌握點位加工、銑削加工和車加工的編程方法。（四）1、識記：自動編程系統(tǒng)的種類及應(yīng)用場合；自動編程系統(tǒng)的組成和工作原理及其發(fā)展趨勢。2、領(lǐng)會：APT自動編程系統(tǒng)的基本概念及其數(shù)控語句的表達方式；后置處理程序的功用；APT自動編程系統(tǒng)的優(yōu)缺點。（一）數(shù)控機床程序編制的目的、步驟和方法數(shù)控加工程序的編制方法主要有手工編程和自動編程兩類。（二）工件加工程序的格式和代碼G代碼可以分為模態(tài)G代碼和非模態(tài)G代碼，非模態(tài)指令只能在本程序段內(nèi)有效。數(shù)控編程中，主軸功能字S指定的是主軸每分鐘轉(zhuǎn)速（r/min）。進給功能字F常用mm/min或

mm/r單位。（三）手工編程方法根據(jù)加工零件圖樣選定的編制零件程序的原點是。通常在命名或編程時，不論何種機床，都一律假定工件靜止刀具移動。確定數(shù)控機床坐標(biāo)軸時，一般應(yīng)先確定Z軸。數(shù)控銑床的默認加工平面是XY平面。程序段的順序號，根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的不同，在某些系統(tǒng)中可以省略的。在數(shù)控銑床上銑一個正方形零件(外輪廓),如果使用的銑刀直徑比原來小1mm,則計算加工后的正方形尺寸差小1mm。數(shù)控機床的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系是以右手直角笛卡爾坐標(biāo)系來確定的。設(shè)G01

X30

Z6執(zhí)行G91

G01

Z15后,正方向?qū)嶋H移動量15mm。因為G91是增量尺寸。數(shù)控機床加工零件的程序編制不僅包括零件工藝過程，而且還包括切削用量、走刀路線和刀具尺寸。（四）自動編程系統(tǒng)的工作過程及APT自動編程系統(tǒng)APT系統(tǒng)中使用三個表面導(dǎo)動面、工件面和停止面來確定刀具運動軌跡。APT中的工件源程序是假設(shè)工件靜止、刀具移動而求出的一般解。第三章計算機數(shù)控系統(tǒng)考核要求（一）1、識記：按照框圖說明CNC系統(tǒng)的組成及各部分的功用；CNC系統(tǒng)中的I/O設(shè)備與普通微機的外圍設(shè)備有何異同之處。（二）1、識記：CNC系統(tǒng)中的計算機的作用與普通微機的區(qū)別。2、領(lǐng)會：計算機在機床數(shù)控中的工作過程；PLC在數(shù)控機床中的功用、工作原理和它與CNC系統(tǒng)的連接方式；光電隔離電路的作用和工作原理；提高數(shù)控計算機可靠性的措施。為了防止機床強電系統(tǒng)干擾和其他類型外界干擾通過I/O控制回路進入計算機，在控制計算機中，經(jīng)常采用光電隔離的輸入和輸出電路。（三）1、識記：數(shù)控系統(tǒng)模塊化設(shè)計的好處；比較各種總線規(guī)格和各自的適用場合?？偩€中數(shù)據(jù)線所包括的信號線根數(shù)決定了數(shù)據(jù)傳送通道的寬度。如16根數(shù)據(jù)線表示能一次傳送16位的數(shù)據(jù)。2、領(lǐng)會：總線功能模塊的種類及其功能。3、簡單應(yīng)用：初步根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的要求來選用功能模塊。（四）1、識記：數(shù)控系統(tǒng)中進行插補的必要性。2、領(lǐng)會：逐點比較插補法中直線與圓弧插補的原理；數(shù)據(jù)采樣插補法的特點和適用場合。3、簡單應(yīng)用：掌握逐點比較插補法直線和圓弧插補的計算過程。（五）1、識記：CNC系統(tǒng)控制軟件的組成以及各部分的功能；控制軟件的結(jié)構(gòu)特點。系統(tǒng)控制程序放在只讀存儲器EPROM中。工件加工程序、數(shù)據(jù)和參數(shù)存放在有后備電池的CMOSRAM中。手動數(shù)據(jù)輸入MDI的輸入信息經(jīng)位移寄存器存放在RAM中。2、領(lǐng)會：前后臺型控制軟件的工作過程；中斷驅(qū)動型控制軟件的工作過程；這兩種類型控制軟件的比較。（一）CNC系統(tǒng)的組成及各部分的功用CNC系統(tǒng)由數(shù)控計算機、程序輸入/輸出裝置和機床控制裝置三部分組成。機床控制裝置包括位置控制裝置和機床狀態(tài)檢測控制裝置兩部分。位置控制裝置由伺服機構(gòu)和執(zhí)行元件組成。伺服機構(gòu)包括速度控制和位置控制兩部分。（二）CNC系統(tǒng)中計算機的工作過程機床數(shù)控系統(tǒng)主要是一種位置控制系統(tǒng)。用于CNC系統(tǒng)的PLC有兩種：通用型PLC和內(nèi)置式（集成式）PLC。（三）數(shù)控系統(tǒng)的模塊化設(shè)計方法（四）插補計算通常CNC裝置的工件加工程序是以工件輪廓軌跡來編程，刀具補償?shù)淖饔檬前压ぜ喞壽E轉(zhuǎn)換成刀具中心軌跡。插補算法主要有脈沖增量插補法和數(shù)字增量（數(shù)據(jù)采樣）插補法兩種。數(shù)字增量插補是用直線逼近被插補曲線的過程。數(shù)字增量圓弧插補法是在滿足精度的要求下，用弦進給代替圓弧進給，即用直線逼近圓弧。圓弧插補中，對于整圓，其起點和終點相重合，用R編程無法定義，所以只能用圓心坐標(biāo)編程。圓弧插補用半徑編程時，當(dāng)圓弧所對應(yīng)的圓心角大于180o時半徑取負值。如G02

X20

Y20

R-10

F100；所加工的一般是180°〈夾角〈360°的圓弧。圓弧插補指令G03

X

Y

R

中，X、Y后的值表示圓弧的終點坐標(biāo)值。圓弧插補方向（順時針和逆時針）的規(guī)定與不在圓弧平面內(nèi)的坐標(biāo)軸有關(guān)。數(shù)控機床利用插補功能加工的零件的表面粗糙度要比普通機床加工同樣零件表面粗糙度差。（五）刀具補償?shù)毒哐a償包括刀具長度補償和刀具半徑補償。刀具半徑補償是一種平面補償，而不是軸的補償。數(shù)控車床的刀具補償功能有刀尖半徑補償與刀具位置補償。刀具補償功能包括刀補的建立、刀補的執(zhí)行和刀補的取消三個階段。G17、G18、G19指令可用來選擇刀具半徑補償?shù)钠矫?。刀尖半徑左補償方向的規(guī)定是沿刀具運動方向看，刀具位于工件左側(cè)。用Φ12的刀具進行輪廓的粗、精加工，要求精加工余量為0.4，則粗加工偏移量為6.4。（六）控制軟件的組成和結(jié)構(gòu)CNC控制軟件的結(jié)構(gòu)主要有前后臺型和中斷驅(qū)動型兩種。第四章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)考核要求（一）1、識記：數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)的主要特點。2、領(lǐng)會：對數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)提出的要求。（二）1、識記：數(shù)控機床各主要組成部分的名稱及其功能。2、領(lǐng)會：主軸部件的結(jié)構(gòu)特點及對其功能要求。進給傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點及對其性能的要求。自動換刀裝置的工作原理及其實現(xiàn)方法。什么是加工中心的順序選刀方式和任意選刀方式?各有什么特點?答：順序選刀是按工藝要求依次將所用的刀具插入刀庫的刀座中，順序不能錯。優(yōu)點是刀庫的驅(qū)動控制比較簡單，缺點是加工工件變動時，換刀很不方便且容易出錯。任意選刀是刀具在刀庫中任意存放，不必按工件的加工順序排列，靠程序換刀。優(yōu)點是刀具可重復(fù)使用，減少刀具存儲量。（三）1、識記：對導(dǎo)軌的基本要求及其分類。2、領(lǐng)會：每類導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)特點、使用場合及其優(yōu)缺點。3、簡單應(yīng)用：掌握滾動導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)及其選用原則和主要參數(shù)計算。（四）1、識記：對進給系統(tǒng)機械傳動的要求。滾珠絲杠和齒輪傳動的消隙方法及其結(jié)構(gòu)。數(shù)控機床上蝸桿蝸輪傳動為消除傳動側(cè)隙可采用雙導(dǎo)程蝸桿結(jié)構(gòu)。利用軸向移動蝸桿的方法，即可消除蝸桿蝸輪副的嚙合間隙。雙導(dǎo)程蝸桿可分為阿基米德蝸桿和法向直廓蝸桿。2、領(lǐng)會：滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)形式、支承方式及其應(yīng)用場合。滾珠絲杠的選用原則。機床進給系統(tǒng)，滾珠絲杠副典型的支承方式有：兩端簡支；一端固定、一端簡支；兩端固定；一端固定、一端自由。3、簡單應(yīng)用：能根據(jù)要求選擇滾珠絲杠副的參數(shù)及精度等級。數(shù)控進給驅(qū)動電動機常通過偏心軸套定位在齒輪減速器上，簡述用偏心軸套調(diào)整法消除齒輪傳動副齒側(cè)間隙的工作原理。（五）1、識記：計算轉(zhuǎn)動慣量的目的。對于伺服進給系統(tǒng)，為了提高系統(tǒng)的快速響應(yīng)性能，必須使機械傳動機構(gòu)在保證剛度的前提下盡量減少慣量。2、領(lǐng)會：等效轉(zhuǎn)動慣量和等效轉(zhuǎn)矩的計算過程。3、簡單應(yīng)用：計算等效轉(zhuǎn)動慣量和等效轉(zhuǎn)矩。4、綜合應(yīng)用：對給定的進給系統(tǒng)進行等效轉(zhuǎn)動慣量和等效轉(zhuǎn)矩的計算。（一）數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)的主要特點及對它的要求數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)的特點是高剛度、高抗振性、減少機床熱變形和提高進給運動的動態(tài)性能和定位精度。常用動剛度作為衡量抗振性的指標(biāo)。數(shù)控機床振動有受迫振動和自激振動兩種。自激振動是有切削過程本身引起的。加工中心在自動換刀過程中，必須自動選擇所需刀具，并轉(zhuǎn)動到換刀位置上，自動選刀的方式有順序選刀和任意選刀兩種方式。數(shù)控機床自動選擇刀具中任意選擇的方法是采用計算機跟蹤記憶來選刀換刀。（二）數(shù)控機床的主要組成部分及其結(jié)構(gòu)（三）數(shù)控機床導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)形式及其選用原則和主要參數(shù)計算數(shù)控機床常用的導(dǎo)軌按其接觸面間的摩擦性質(zhì)的不同，可分為滑動導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌。靜壓導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)極低約為μ=0.0005。（四）滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)形式及其選用原則采用滾珠絲杠作為X軸和Z軸傳動的數(shù)控車床機械間隙一般可忽略不計。數(shù)控機床與普通機床的主機最大不同是數(shù)控機床的主機采用滾珠絲杠。數(shù)控車床與普通車床相比在結(jié)構(gòu)上差別最大的部件是進給傳動。目前機床導(dǎo)軌中應(yīng)用最普遍的導(dǎo)軌型式是滑動導(dǎo)軌。（五）機械部件等效轉(zhuǎn)動慣量和等效轉(zhuǎn)矩的計算方法第五章數(shù)控機床位置傳感器件考核要求（一）1、識記：位置檢測器件在伺服系統(tǒng)中的功用。位置檢測器件的分類。精度和分辨率是描述傳感器件性能的重要指標(biāo)。2、領(lǐng)會：位置檢測器件的精度和分辨率兩個概念的區(qū)別。（二）1、識記：光柵傳感器的分類，優(yōu)缺點及其適用場合。2、領(lǐng)會：光柵傳感器的結(jié)構(gòu)及其光柵原理，特別要理解其辨向原理和細分技術(shù)、摩爾條紋如何用來測量直線位移的。光柵位移傳感器基于莫爾條紋和光電效應(yīng)將位移信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枴?、簡單應(yīng)用：光柵傳感器在機床上的安裝方法。4、綜合應(yīng)用：根據(jù)機床要求，選擇光柵傳感器。（三）1、識記：脈沖發(fā)生器的類型和適用場合。脈沖發(fā)生器的結(jié)構(gòu)及其主要參數(shù)。脈沖發(fā)生器有兩種類型：增量式和絕對式。是常用的角位移數(shù)字式檢測元件。2、領(lǐng)會：增量式脈沖發(fā)生器的辨向和細分原則。3、簡單應(yīng)用：選擇脈沖發(fā)生器的主要參數(shù)。4、綜合應(yīng)用：根據(jù)機床工作要求，選擇脈沖發(fā)生器的類型、規(guī)格和主要參數(shù)。（四）1、識記：感應(yīng)同步器的類型、結(jié)構(gòu)和及其應(yīng)用場合。感應(yīng)同步器的接長方法。感應(yīng)同步器可測量直線位移和角位移。根據(jù)測量對象的不同，可分為直線感應(yīng)同步器和圓感應(yīng)同步器，都是基于電磁感應(yīng)現(xiàn)象工作的。直線感應(yīng)同步器有標(biāo)準(zhǔn)型、窄型、帶型以及三重型等不同的尺寸、形狀和種類。2、領(lǐng)會：感應(yīng)同步器的工作原理及信號處理方式。3、簡單應(yīng)用：正確確定感應(yīng)同步器的主要指標(biāo)。感應(yīng)同步器數(shù)字檢測系統(tǒng)的主要指標(biāo)有精度、分辨率和跟蹤速度。根據(jù)工作要求和精度不同，感應(yīng)同步器的信號處理有鑒相型、鑒幅型、幅-相型等方法。4、綜合應(yīng)用：根據(jù)機床工作條件，正確選用和安裝感應(yīng)同步器。（五）1、識記：旋轉(zhuǎn)變壓器和磁柵的特點和應(yīng)用場合。旋轉(zhuǎn)變壓器是常用于數(shù)控機床中角位移的檢測，是根據(jù)互感原理工作的。磁柵是測量直線位移的一種數(shù)字式傳感器。2、領(lǐng)會：旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理。（一）伺服系統(tǒng)中位置檢測器件的重要性（二）光柵傳感器的光柵原理和選用（三）脈沖發(fā)生器的工作原理和選用（四）感應(yīng)同步器的工作原理和選用（五）旋轉(zhuǎn)變壓器及磁柵的特點和適用場合第六章數(shù)控機床的電氣驅(qū)動考核要求（一）1、識記：數(shù)控機床動力源的類型和各自的特點。（二）1、識記：步進電動機的類型和主要技術(shù)指標(biāo)。2、領(lǐng)會：步進電動機的工作原理及其性能；各種特性曲線的應(yīng)用。步進電動機轉(zhuǎn)動的角位移量和轉(zhuǎn)速分別與電脈沖數(shù)和電脈沖頻率成正比。步進電動機分為反應(yīng)式和混合式。反應(yīng)式步進電動機轉(zhuǎn)子慣量低，可更快地加減速。用于數(shù)控機床驅(qū)動的步進電動機主要有兩類：反應(yīng)式式步進電動機和混合式式步進電動機。步進電機的轉(zhuǎn)速是通過改變電機的脈沖頻率而實現(xiàn)。3、簡單應(yīng)用：根據(jù)機床工作要求，計算步進電動機的技術(shù)參數(shù)。4、綜合應(yīng)用：根據(jù)開環(huán)系統(tǒng)要求，準(zhǔn)確選擇步進電動機的型號、參數(shù)和規(guī)格。（三）1、識記：進給伺服系統(tǒng)負載的計算和它與伺服電動機的匹配。2、領(lǐng)會：選擇伺服電動機應(yīng)滿足的條件。3、簡單應(yīng)用：學(xué)會使用伺服電動機的特性曲線。4、綜合應(yīng)用：正確選用伺服電動機的類型及其技術(shù)參數(shù)。（四）1、識記：直流伺服電動機的特點。2、領(lǐng)會：直流伺服電動機速度控制單元的工作原理。交流伺服電動機的類型、及其結(jié)構(gòu)；速度控制單元的基本原理。速度控制單元的性能直接決定了直流伺服電動機的運行性能。交流伺服電動機按氣隙磁場的分布方式的不同，可分為無刷直流電動機（方波）和永磁同步電動機（正弦波）。無刷直流電動機是采用脈沖寬度調(diào)制（PWM）的方式來調(diào)速的。PWM是脈沖寬度調(diào)制的縮寫，PWM調(diào)速單元是指大功率晶體管斬波器速度控制單元。3、簡單應(yīng)用：運用直流伺服電動機的原則。（五）1、識記：對機床主軸電動機提出的要求，以及滿足這些要求時主軸電動機應(yīng)具備的性能。2、領(lǐng)會：主軸電動機幾其速度控制單元的特點。（一）機床動力源的類型（二）步進電動機的工作原理與選用（三）數(shù)控機床進給系統(tǒng)電動機的選取準(zhǔn)則（四）伺服電動機及其速度控制單元的工作原理（五）主軸電動機的特點在直流主軸電動機中，電樞磁場對其主磁場會有影響，該影響稱為電樞反應(yīng)。伺服系統(tǒng)包括驅(qū)動裝置和執(zhí)行機構(gòu)兩大部分。常用的位移執(zhí)行機構(gòu)有步進電機、直流伺服電機和交流伺服電機。伺服系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)常采用直流或交流伺服電動機。電流控制的方法主要有兩種：滯環(huán)法和同步開關(guān)法。改變電動電樞端電壓的調(diào)速方式稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，改變勵磁電流的調(diào)速方式稱為恒功率調(diào)速。直流主軸電動機的調(diào)速方法是恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速與恒功率調(diào)速的結(jié)合。第七章數(shù)控機床進給伺服系統(tǒng)的控制原理考核要求（一）1、識記：數(shù)控機床進給伺服系統(tǒng)的分類、特點及其使用場合。2、領(lǐng)會：進給伺服系統(tǒng)中的典型指令信號及其修正方法。位置指令是通過插補得到的。（二）1、識記：開環(huán)伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理。2、領(lǐng)會：提高步進系統(tǒng)的精度措施。步進系統(tǒng)是一個開環(huán)系統(tǒng)。提高步進系統(tǒng)進度的措施有細分線路、反向間隙補償和混合伺服系統(tǒng)三種常見方法。所謂細分線路，就是把步進電動機的一步再分得細一些，來減小步距角。減小傳動鏈中的間隙，可采用間隙補償線路。3、簡單應(yīng)用：根據(jù)機床要求，提出開環(huán)系統(tǒng)方案。（三）1、識記：閉環(huán)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。2、領(lǐng)會：閉環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和性能分析方法。（四）1、識記：常用的閉環(huán)伺服系統(tǒng)的類型和使用場合。閉環(huán)伺服系統(tǒng)是一個典型的二階系統(tǒng)。常用的閉環(huán)伺服系統(tǒng)有脈沖、相位和數(shù)據(jù)采樣式進給位置伺服系統(tǒng)。2、領(lǐng)會：脈沖比較式、相位比較式和數(shù)據(jù)采樣式位置伺服系統(tǒng)的工作原理。（一）進給統(tǒng)的分類和特點數(shù)控機床進給伺服系統(tǒng)可分為開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)（半閉環(huán)）系統(tǒng)。在開環(huán)系統(tǒng)中，不進行位置和速度的檢測。與開環(huán)系統(tǒng)系統(tǒng)相比，閉環(huán)（半閉環(huán)）系統(tǒng)要使用位置檢測元器件和比較器。（二）開環(huán)伺服系統(tǒng)的工作原理和提高精度的措施（三）閉環(huán)（半閉環(huán)）伺服系統(tǒng)的工作原理及性能分析方法（四）各典型的閉環(huán)伺服系統(tǒng)的工作原理和運用場合第八章數(shù)控機床的精度考核要求（一）1、識記：評定數(shù)控機床精度的意義；數(shù)控機床精度檢測項目。2、領(lǐng)會：這些項目對數(shù)控機床工作的影響。（二）1、識記：數(shù)控機床位置精度評定項目的定義——軸線的重復(fù)定位精度R、軸線的定位精度A和軸線的反向差值B及它們的評定方法。按國家標(biāo)準(zhǔn)“數(shù)字控制機床位置精度的評定方法”(GB10931-89)規(guī)定，數(shù)控坐標(biāo)軸定位精度的評定項目有以下三項：軸線的重復(fù)定位精度R、軸線的定位精度A和軸線的反向差值B。2、領(lǐng)會：定位精度的基本概念；確定定位誤差的統(tǒng)計分析方法；定位誤差的檢測方法；系統(tǒng)誤差和隨機誤差的區(qū)別。數(shù)控機床精度主要從幾何精度、定位精度以及工作精度等項進行評價。定位精度的高低用定位誤差的大小來衡量。在閉環(huán)系統(tǒng)中，定位精度主要取決于位置檢測系統(tǒng)的誤差。在開環(huán)和半閉環(huán)數(shù)控機床上，定位精度主要取決于進給絲杠的精度。一般的數(shù)控機床常采用電氣補償法進行反向間隙和螺距積累誤差的補償，以提高定位精度。3、簡單應(yīng)用：某一測點的定位誤差計算。4、綜合應(yīng)用：坐標(biāo)軸的定位精度評定方法。（三）1、識記：開環(huán)系統(tǒng)定位精度的影響因素；閉環(huán)系統(tǒng)定位精度的影響因素。2、領(lǐng)會：開環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)定位誤差的補償方法。（四）1、識記：數(shù)控機床工作精度的試驗項目；輪廓跟隨精度的意義。輪廓誤差是指實際軌跡與要求軌跡之間的最短距離。降低進給速度、增大系統(tǒng)增益，將大大提高輪廓的加工精度。同時加工的圓弧半徑愈大，則加工誤差愈小。2、領(lǐng)會：機床伺服系統(tǒng)特征與加工精度的關(guān)系；跟隨誤差的計算；在加工直線和圓弧時跟隨誤差的分析。第九章典型的數(shù)控系統(tǒng)及機電一體化系統(tǒng)開發(fā)過程考核要求（一）1、識記：對現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的要求及其實現(xiàn)方法。答：為了提高機械加工的生產(chǎn)率，現(xiàn)代數(shù)控機床向高速、高精度方向發(fā)展，在高速加工的同時實現(xiàn)高精度化?，F(xiàn)代數(shù)控機床集合了計算機技術(shù)、伺服控制技術(shù)、機械結(jié)構(gòu)等方面的新技術(shù)、新成就。如高速數(shù)控運算技術(shù)、高精密伺服技術(shù)等。舊機床改造的數(shù)控車床，常采用梯形螺紋絲杠作為傳動副，其反向間隙需事先測量出來進行補償。（二）1、識記：FANUC15系統(tǒng)的主要功能、結(jié)構(gòu)組成及其作用。2、領(lǐng)會：FANUC15系統(tǒng)在高速化、高精度化和高效率化方面所采取的主要措施。（三）1、識記：機電一體化系統(tǒng)的設(shè)計原則和開發(fā)路線。2、領(lǐng)會：機電一體化系統(tǒng)設(shè)計實例中軟、硬件結(jié)構(gòu)和配置。3、簡單應(yīng)用：能根據(jù)機床工作要求，提出機電一體化系統(tǒng)的設(shè)計方案。一、填空題(每空2分，共30分)1.NC機床的含義是數(shù)控機床，CNC機床的含義是計算機數(shù)控機床，F(xiàn)MS的含義是柔性制造系統(tǒng)，CIMS的含義是計算機集成制造系統(tǒng)。2.在數(shù)控編程時，使用刀具半徑補償指令后，就可以按工件的輪廓尺寸進行編程，而不需按照刀具的中心線運動軌跡來編程。3.圓弧插補時，通常把與時鐘走向一致的圓弧叫順圓，反之稱為逆圓。4.為了防止機床強電系統(tǒng)干擾和其他類型外界干擾通過I/O控制回路進入計算機，在控制計算機中，經(jīng)常采用光電隔離的輸入和輸出電路。5.通過預(yù)緊可以消除滾珠絲杠螺母副的軸向間隙和提高軸向剛度，通常預(yù)緊力應(yīng)為最大軸向負載的1/3。6.當(dāng)滾珠絲杠在靜態(tài)或低速(n≤10r/min)情況下工作時，滾珠絲杠副的破壞形式主要是在滾珠接觸面上產(chǎn)生塑性變形。7.光柵柵距為0.01mm，兩塊光柵之間的夾角為0.057°，則莫爾條紋寬度約為0.175mm。8.對步進電機施加一個電脈沖信號，步進電機就回轉(zhuǎn)一個固定的角度，這個角度叫做步距角，電機的總角位移和輸入脈沖的數(shù)量成正比，而電機的轉(zhuǎn)速則正比于輸入脈沖的頻率。9.為了提高輪廓加工精度，在設(shè)計數(shù)控系統(tǒng)時應(yīng)增大系統(tǒng)增益，在加工中應(yīng)降低進給速度。二、單項選擇題(在每小題的四個備選答案中，選出一個正確答案，并將正確答案的序號填在題干的括號內(nèi)。每小題2分，共24分)1.數(shù)控機床的數(shù)控裝置包括(D)。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)2.程序編制中首件試切的作用是(C)。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.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D.測試數(shù)控程序的效率3.數(shù)字增量圓弧插補法是用(B)逼近被插補的曲線。A.切線B.弦線C.圓弧D.雙曲線4.CNC系統(tǒng)中的PLC是(A)。A.可編程序邏輯控制器B.顯示器C.多微處理器D.環(huán)形分配器5.靜壓導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)約為(C)。A.0.05B.0.005C.0.0005D.0.56.(A)不是滾動導(dǎo)軌的缺點。A.動、靜摩擦系數(shù)很接近B.結(jié)構(gòu)復(fù)雜C.對臟物較敏感D.成本較高7.對于配有設(shè)計完善的位置伺服系統(tǒng)的數(shù)控機床，其定位精度和加工精度主要取決于()。A.機床機械結(jié)構(gòu)的精度B.驅(qū)動裝置的精度C.位置檢測元器件的精度D.計算機的運算速度8.感應(yīng)同步器定尺繞組中感應(yīng)的總電動勢是滑尺上正弦繞組和余弦繞組所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的()。A.代數(shù)和B.代數(shù)差C.矢量和D.矢量差9.PWM是脈沖寬度調(diào)制的縮寫，PWM調(diào)速單元是指(C)。A.晶閘管相控整流器速度控制單元B.直流伺服電機及其速度檢測單元C.大功率晶體管斬波器速度控制單元D.感應(yīng)電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)10.在進給位置伺服系統(tǒng)中，UDC是指(C)，是用來計算位置跟隨誤差的。A.脈沖/相位變換器B.鑒相器C.可逆計數(shù)器D.同步電路11.按國家標(biāo)準(zhǔn)“數(shù)字控制機床位置精度的評定方法”(GB10931-89)規(guī)定，數(shù)控坐標(biāo)軸定位精度的評定項目有三項，(A)不是標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的。A.坐標(biāo)軸的原點復(fù)歸精度B.軸線的定位精度C.軸線的反向差值D.軸線的重復(fù)定位精度12.在開環(huán)系統(tǒng)中，以下因素中的()不會影響重復(fù)定位精度。A.絲杠副的配合間隙B.絲杠副的接觸變形C.軸承游隙變化D.各摩擦副中摩擦力的變化三、編程題(14分)用30的立銑刀銑削工件輪廓，已知工作原點0(90，60)，機床原點M(0，0)，工件尺寸及加工路線如圖所示，試按絕對坐標(biāo)完成數(shù)控銑削手工編程，I、J、K為圓弧起點相對其圓心(圓心指向起點的矢量)的X、Y、Z坐標(biāo)值的地址符。(主軸轉(zhuǎn)速為300rpm，進給速度為150mm/min，機床具有刀具半徑補償功能)四、簡答題(每小題10分，共20分)1.數(shù)控機床的機床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系的含義是什么?2.什么是加工中心的順序選刀方式和任意選刀方式?各有什么特點?五、計算題(12分)有一采用三相六拍驅(qū)動方式的步進電機，其轉(zhuǎn)子有80個齒，經(jīng)絲杠螺母副驅(qū)動工作臺作直線運動，絲杠的導(dǎo)程為5mm，工作臺移動的最大速度為30mm/s，求：(1)步進電機的步距角；(2)工作臺的脈沖當(dāng)量；(3)步進電機的最高工作頻率。一、填空題(每空2分，共30分)1.根據(jù)控制運動方式的不同，機床數(shù)控系統(tǒng)可分為點位數(shù)控系統(tǒng)和連續(xù)數(shù)控系統(tǒng)。2.偏差函數(shù)F(x，y)反映了刀具偏離工件廓形曲線的情況。若刀具在曲線上方，則F(x，y)大于零;若刀具在曲線上，則F(x，y)=0；若刀具在曲線下方，則F(x，y)小于零。3.CNC系統(tǒng)中，一般都具有直線和圓弧插補功能。4.機床進給系統(tǒng)，滾珠絲杠副典型的支承方式有：兩端簡支；一端固定、一端簡支；兩端固定；一端固定、一端自由。5.機床工作時發(fā)生的振動有受迫振動和自激振動兩種。由主軸、帶輪、齒輪等的不平衡引起的離心力，往復(fù)運動件的換向沖擊力等引起的振動稱為受迫振動，自激振動則由切削過程本身引起。6.為了消除數(shù)控機床蝸桿蝸輪傳動副的傳動側(cè)隙，通常采用雙導(dǎo)程蝸桿結(jié)構(gòu)。7.步進電動機的最大缺點是容易失步，特別是在大負載和速度較高的情況下，更容易發(fā)生。8.在閉環(huán)系統(tǒng)中，定位精度主要取決于位置檢測系統(tǒng)。9.加工中心在自動換刀過程中，必須自動選擇所需刀具，并轉(zhuǎn)動到換刀位置上，自動選刀的方式有順序選刀和任意選刀兩種方式。二、單項選擇題(在每小題的四個備選答案中，選出一個正確答案，并將正確答案的序號填在題干的括號內(nèi)。每小題2分，共24分)1.CNC系統(tǒng)是指(D)。A.適應(yīng)控制系統(tǒng)B.群控系統(tǒng)C.柔性制造系統(tǒng)D.計算機數(shù)控系統(tǒng)2.在數(shù)控機床上加工零件時，(A)，往往在一次裝夾中就能完成全部工序。A.工序十分集中B.工序十分分散C.加工效率很高D.切削效率很高3.車削加工中心上，主軸除旋轉(zhuǎn)作為車削主運動外，還要對主軸的旋轉(zhuǎn)進行伺服控制，這個

坐標(biāo)軸稱為(C)。A.A軸B.B軸C.C軸D.Z軸4.一個存儲器的存儲量為64K，表示它包含了(A)個字節(jié)。A.64000B.6400C.65536D.645.滾動導(dǎo)軌的動摩擦系數(shù)約為(C)。A.0.18～0.2B.0.05～0.25C.0.0025～0.005D.0.0001～0.000256.滾珠絲杠副預(yù)緊時，預(yù)緊力應(yīng)為最大軸向負載的(B)。A.1/2B.1/3C.1/4D.1/57.光柵柵距為0.02mm，兩塊光柵之間的夾角為0.057°，則莫爾條紋寬度約為(C)。A.20mmB.10mmC.0.35mmD.2.85mm8.根據(jù)機械工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)JB3162.2-91的規(guī)定，滾珠絲杠副的精度分為(B)個等級。A.四B.七C.八D.十9.相位比較伺服系統(tǒng)中，“脈沖/相位變換器”輸出的信號反映了(C)。A.伺服電機的實際轉(zhuǎn)角B.伺服系統(tǒng)實際跟隨誤差C.指令脈沖個數(shù)D.位置檢測元件的輸出信號10.用閉環(huán)系統(tǒng)X、Y兩軸聯(lián)動加工工件的圓弧面，盡管兩軸增益相同，但均存在跟隨誤差，則加工后的工件(C)。A.不產(chǎn)生任何誤差B.產(chǎn)生形狀誤差C.產(chǎn)生尺寸誤差D.無法判斷是否產(chǎn)生誤差11.在數(shù)控編程時，使用(A)指令后，就可以按工件的輪廓尺寸進行編程，而不需按刀具的中心線運動軌跡來編程。A.刀具半徑補償B.刀具偏置C.圓弧插補D.預(yù)置寄存12.步進電機主要用于(A)。A.經(jīng)濟型數(shù)控機床的進給驅(qū)動B.加工中心的進給驅(qū)動C.大型數(shù)控機床的進給驅(qū)動D.數(shù)控機床的主軸驅(qū)動三、編程題(14分)用?5mm的立銑刀銑削工件輪廓，起刀點為(0，0)，工件尺寸及加工路線如圖所示，試按相對坐標(biāo)完成數(shù)控銑削手工編程，I、J、K為圓弧起點相對其圓心(由圓心指向起點的矢量)的X、Y、Z坐標(biāo)值的地址符。(主軸轉(zhuǎn)速為600rpm，進給速度為150mm/min，機床具有刀具半徑補償功能)四、簡答題(每小題10分，共20分)1.試確定JCS-018型立式加工中心的坐標(biāo)軸，在圖中將各坐標(biāo)軸標(biāo)注在可移動部件上(不需確定坐標(biāo)軸的正負方向)。2.數(shù)控進給驅(qū)動電動機常通過偏心軸套定位在齒輪減速器上，簡述用偏心軸套調(diào)整法消除齒輪傳動副齒側(cè)間隙的工作原理。五、計算題(每小題6分，共12分)1.某步進電機的步距角為0.75°，通過一對齒輪副(主動齒輪的齒數(shù)為18，被動齒輪的齒數(shù)為30)傳動一導(dǎo)程為4mm的滾動絲杠，由絲杠螺母副驅(qū)動工作臺移動，工作臺移動的最大速度為30mm/s，求：(1)工作臺的脈沖當(dāng)量；(2)步進電機的最高工作頻率。2.如圖所示，AB是要加工的圓弧，圓弧的圓心在坐標(biāo)原點(0,0)，圓弧起點為A(7,1)，終點為B(5,5)，若脈沖當(dāng)量為1，試用逐點比較法對該段圓弧進行插補，計算出需要的插補循環(huán)數(shù)和刀具移動每一位置的坐標(biāo)，并在圖上畫出刀具的運動軌跡。一、單項選擇題（本大題共20小題，每小題2分，共40分）在每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，請將其代碼填寫在題后的括號內(nèi)。錯選、多選或未選均無分。1.對步進電機驅(qū)動系統(tǒng)，輸入一個脈沖后，通過機床傳動部件使工作臺相應(yīng)地移動一個（A）A.步距角 B.導(dǎo)程C.螺距 D.脈沖當(dāng)量2.基于JB3208–83標(biāo)準(zhǔn)，一般表示逆圓弧插補的G功能代碼是（C）A.G01 B.G02C.G03 D.G043.通常CNC機床的工件加工程序是以工件輪廓軌跡來編程。而使用刀具半徑補償功能時，則其作用是把工件輪廓軌跡轉(zhuǎn)換成（D）A.工件廓形的等距線 B.工件的真實廓形C.工件廓形加工時的插補逼近直線 D.刀具的中心軌跡4.現(xiàn)代中高檔CNC系統(tǒng)中的計算機硬件結(jié)構(gòu)多采用（D）A.單CPU、模塊化結(jié)構(gòu) B.單CPU、大板結(jié)構(gòu)C.多CPU、大板結(jié)構(gòu) D.多CPU、模塊化結(jié)構(gòu)5.CNC系統(tǒng)在伺服電機的控制中，要將其輸出的數(shù)字形式的控制命令，轉(zhuǎn)換成伺服元件所要求的電壓或電流形式的模擬量，這時所采用的器件是（C）A.光電耦合器 B.A/D轉(zhuǎn)換器C.D/A轉(zhuǎn)換器 D.功率放大器6.現(xiàn)在加工中心廣泛采用的刀具識別方式是（D）A.刀具編碼 B.刀座編碼C.刀具編碼+刀座編碼 D.PLC記憶7.滾動導(dǎo)軌預(yù)緊的目的是（C）A.增加阻尼比，提高抗振性 B.減少機床的熱變形C.提高接觸剛度 D.加大摩擦力，使?fàn)恳υ黾?.兩端簡支的絲杠支承方式適用于（B）A.絲杠較短或絲杠垂直安裝的場合B.剛度和位移精度要求不高的場合C.剛度和位移精度要求較高的場合D.以上三種場合9.若數(shù)控機床的頻率比λ，靜剛度為K，阻尼比為D，則動剛度為Kd為（A）A.B.C.D.10.在下列進給伺服系統(tǒng)的四個環(huán)節(jié)中，可以等效為慣性環(huán)節(jié)的是（C）A.位置控制器 B.位置檢測單元C.調(diào)速單元 D.D/A轉(zhuǎn)換器11.在脈沖比較式進給位置伺服系統(tǒng)中，AM是指（B）A.脈沖/相位變換器 B.偏差補償寄存器C.可逆計數(shù)器 D.位置控制器12.采用經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控機床，主要缺點是（C）A.主軸轉(zhuǎn)速低 B.CPU采用單片機C.會產(chǎn)生積累誤差 D.滾珠絲杠精度低13.當(dāng)感應(yīng)同步器采用鑒相型工作方式時，滑尺上的兩相激磁信號分別為（）A.B.C.D.14.為了辨別磁尺與磁頭的移動方向，通常利用兩組磁頭，它們彼此相距（其中m為正整數(shù)，p為磁尺節(jié)距）（A）A.(m+1/4)p B.(m+1/2)pC.(m+1)p D.(m+1/3)p15.直線感應(yīng)同步器定尺上是（C），滑尺上是分段繞組。A.正弦繞組 B.余弦繞組C.連續(xù)繞組 D.分段繞組16.對于數(shù)控機床，最具有該類機床精度特征的一項指標(biāo)是（C）A.機床的運動精度 B.機床的傳動精度C.機床的定位精度 D.機床的幾何精度17.數(shù)控機床的重復(fù)定位誤差呈正態(tài)分布時，誤差離散帶寬反映了該機床的（D）A.平均誤差 B.輪廓誤差C.系統(tǒng)性誤差 D.隨機性誤差18.對于步進電機驅(qū)動的開環(huán)控制系統(tǒng)，機械傳動鏈中各傳動元件的間隙和彈性變形對失動量的影響是不同的。下面說法正確的是（）A.靠近步進電機一端的傳動元件比靠近工作臺的影響大B.靠近工作臺一端的傳動元件比靠近步進電機的影響大C.傳動鏈中轉(zhuǎn)速越高的傳動元件影響越大D.傳動鏈中轉(zhuǎn)速越低的傳動元件影響越大19.數(shù)控機床某軸從正、反兩個方向多次趨近某一位置時，測得的平均位置偏差分別為則反向差值為（）A.0.002mm B.0.008mmC.0.005mm D.0.003mm20.在FANUC15數(shù)控系統(tǒng)中，對進給電機實現(xiàn)全閉環(huán)或半閉環(huán)控制的功能模塊是（A）A.數(shù)字伺服功能模塊 B.CNC功能模塊C.主軸控制功能模塊 D.PLC功能模塊二、填空題（本大題共10小題，每小題1分，共10分）將正確的答案寫在每小題的空格內(nèi)。錯填或不填均無分。21.對于工序多，需要在加工過程中多次換刀的工件，適合于在加工中心上加工。22.自動編程系統(tǒng)對工件源程序的處理可分為主信息處理和后置信息處理兩個階段。23.數(shù)控機床加工一定形狀的工件時，只能沿坐標(biāo)軸按最小設(shè)定單位（脈沖當(dāng)量）一步步地移動。24.在CNC系統(tǒng)中，控制軟件的結(jié)構(gòu)主要有前后臺型和中斷驅(qū)動型兩種。25.細分電路就是把步進電動機的一步再分得細一些，來減小步距角。26.由單個碼盤組成的絕對編碼器所測的角位移范圍為0-360度。27.為減小伺服系統(tǒng)的跟隨誤差，應(yīng)增大位置控制器的增益KP，但KP的增大受___________的限制。28.傳感器的測量精度是其可以一致的、重復(fù)測出的___________。29.數(shù)控機床主要運動部件沿某一坐標(biāo)軸方向，向預(yù)定的目標(biāo)位置運動時所達到的實際位置精度稱為定位精度。30.FANUC15系統(tǒng)是為適應(yīng)高速、高精度和高效率加工而發(fā)展起來的32位CNC數(shù)控系統(tǒng)。三、分析題（本大題共4小題，每小題5分，共20分）31.試述數(shù)控機床進給運動伺服系統(tǒng)的分類及特點。32.試比較高低壓雙電源型、恒流斬波型、調(diào)頻調(diào)壓型三種步進電機脈沖功率放大器的性能。33.常用滾珠絲杠副的預(yù)緊方式有哪些？各有什么特點？34.在光柵位移測量傳感器中，利用莫爾條紋實現(xiàn)了位移信號的轉(zhuǎn)換，試簡述這一轉(zhuǎn)換過程有何特點。四、編程題（本大題共10分）35.被加工工件實際輪廓如圖所示，刀具初始位置為（0,0,200），工件坐標(biāo)系原點在工件上表面上，用的立銑刀精銑厚為4mm的工件。試按照教材中所學(xué)的代碼格式（JB3208–83）編制加工程序。要求：（1）用絕對坐標(biāo)方式編寫加工程序；（2）刀具初始位置為起刀點也為刀具終點，由起刀點快速移動到下刀點（50，-40，2）處，然后慢速（50mm/min）下至切削深度Z–5處再以150mm/min的進給速度切削，主軸轉(zhuǎn)速800r/min，加工路徑按圖示箭頭。（提示：考慮刀補指令G40、41或42，刀具補償量用D01設(shè)定）五、計算題（本大題共2小題，每小題10分，共20分）36.AB是第一象限要加工的圓弧，圓弧的圓心在坐標(biāo)原點（0，0），圓弧起點為A（4，0），終點為B（0，4），若脈沖當(dāng)量為1，用逐點比較法對該段圓弧進行逆圓插補。試完成下列問題：（1）求出需要的插補循環(huán)數(shù)總數(shù)；（2）按下面給定表格形式表述完成插補計算過程，同時把刀具進給位置各點的坐標(biāo)值求出列入；（3）在圖上畫出刀具運動的軌跡。37.圖示為某數(shù)控工作臺X方向的傳動系統(tǒng)簡圖，已知電機為三相反應(yīng)式步進電機，轉(zhuǎn)子的齒數(shù)為80，采用三相六拍的工作方式，最高運行頻率為6500Hz，絲杠螺距P=12mm，齒輪的齒數(shù)Z1=20，Z2=50，試求該系統(tǒng)能否滿足vmax=3.5m/min的快移要求？一、填空題(每空2分，共30分)1.數(shù)控機床的進給伺服系統(tǒng)可以分為開環(huán)控制系統(tǒng)、半閉環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。2.在數(shù)控機床坐標(biāo)系中，繞平行于X、Y和Z軸的回轉(zhuǎn)運動的軸，分別稱為A軸、B軸和C軸。3.逐點比較法插補直線時，可以根據(jù)插補循環(huán)數(shù)與刀具應(yīng)走的總步數(shù)是否相等來判斷直線是否加工完畢。4.JSC-018型加工中心的主軸端部常用任意選刀使刀具夾頭定位，并通過端部的兩個凸鍵傳遞扭矩，當(dāng)自動更換刀具時，應(yīng)使主軸端面上的兩個鍵停在一個固定方位上，以使刀夾上的槽恰好對準(zhǔn)端面鍵的位置，因此在主軸上應(yīng)設(shè)有可編程控制器（PLC）。5.用于數(shù)控機床驅(qū)動的步進電動機主要有兩類：反應(yīng)式步進電動機和混合式步進電動機。6.CNC系統(tǒng)中，一般都具有直線和圓弧插補功能。7.按國家標(biāo)準(zhǔn)“數(shù)字控制機床位置精度的評定方法”(GB10931-89)規(guī)定，數(shù)控坐標(biāo)軸定位精度的評定項目有以下三項：軸線的重復(fù)定位誤差R、軸線的定位誤差A(yù)和軸線的反向差值B。二、單項選擇題(在每小題的四個備選答案中，選出一個正確答案，并將正確答案的序號填在題干的括號內(nèi)。每小題2分，共24分)1.FMS是指(A)。A.柔性制造系統(tǒng)B.柔性制造單元C.計算機集成制造系統(tǒng)D.加工中心2.在刀具旋轉(zhuǎn)的機床上，如果Z軸是垂直的，則從主軸向立柱看，對于單立柱機床，()。A.X軸的正向指向右邊B.X軸的正向指向左邊C.Y軸的正向指向右邊D.Y軸的正向指向左邊3.(A)是編程人員在編程時使用的，由編程人員在工件上指定某一固定點為原點，所建立的坐標(biāo)系。A.工件坐標(biāo)系B.機床坐標(biāo)系C.右手直角笛卡兒坐標(biāo)系D.標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系4.在數(shù)控機床的插補計算中，DDA是指(B)。A.逐點比較插補法B.數(shù)字積分插補法C.數(shù)字增量插補法D.最小偏差插補法5.滾珠絲杠副預(yù)緊時，預(yù)緊力應(yīng)為最大軸向負載的(C)。A.1/5B.1/4C.1/3D.1/26.根據(jù)機械工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)JB3162.2-91的規(guī)定，滾珠絲杠副的精度分為(A)個等級。A.七B.四C.八D.十7.設(shè)有一光柵的條紋密度是100條/mm，要利用它測定1的位移，至少應(yīng)采用()細分電路。A.四倍頻B.十倍頻 C.十二倍頻D.二十倍頻8.步進電機的工作頻率最高的是()。A.連續(xù)工作頻率B.正向起動頻率C.反向起動頻率D.制動頻率9.影響開環(huán)伺服系統(tǒng)定位精度的主要因素是(B)。A.插補誤差B.傳動元件的傳動誤差C.檢測元件的檢測精度D.機構(gòu)熱變形10.脈沖比較伺服系統(tǒng)中，同步電路的作用是(B)。A.將插補指令脈沖和反饋脈沖分開B.保證加、減脈沖同時到來時，使可逆計數(shù)器不會產(chǎn)生誤動作C.使加、減脈沖同步D.邏輯電路保證可逆計數(shù)器先加后減11.數(shù)控機床移動部件沿某一坐標(biāo)多次重復(fù)移動至某一點定位時，其定位誤差反映了系統(tǒng)存在(C)。A.系統(tǒng)性誤差B.隨機性誤差C.系統(tǒng)性誤差和隨機性誤差D.跟隨誤差12.在CNC系統(tǒng)的以下各項誤差中，(A)是不可以用軟件進行誤差補償，提高定位精度的。A.由摩擦力變動引起的誤差 B.螺距累積誤差C.機械傳動間隙 D.機械傳動元件的制造誤差三、編程題(14分)在數(shù)控銑床上加工泵體內(nèi)腔輪廓曲線，該曲線由兩段直線和兩段圓弧組成，起刀點在0點上方，如圖所示。銑削時要求銑刀下移50mm，立銑刀直徑φ24，機床具有刀具半徑補償功能，試按相對坐標(biāo)完成數(shù)控銑削手工編程，I、J、K為圓弧起點相對其圓心(由圓心指向起點的矢量)的X、Y、Z坐標(biāo)值的地址符。(主軸轉(zhuǎn)速為300rpm，進給速度為150mm/min，機床具有刀具半徑補償功能)四、簡答題(每小題10分，共20分)1.數(shù)控編程中為什么要進行一些數(shù)學(xué)計算?2.CNC系統(tǒng)中光電隔離電路的主要作用是什么?五、計算題(每小題6分，共12分)1.某步進電機的步距角為0.75°，通過一對齒輪副(主動齒輪的齒數(shù)為24，被動齒輪的齒數(shù)為20)傳動一導(dǎo)程為4mm的滾動絲杠，由絲杠螺母副驅(qū)動工作臺移動，工作臺移動的最大速度為30mm/s，求：(1)工作臺的脈沖當(dāng)量；(2)步進電機的最高工作頻率。2.如圖所示，AB是要加工的圓弧，圓弧的圓心在坐標(biāo)原點(0，0)，圓弧起點為A(5，0)，終點為B(0，5)，若脈沖當(dāng)量為1，試用逐點比較法對該段圓弧進行插補，計算出需要的插補循環(huán)數(shù)和刀具移動每一位置的坐標(biāo)，并在圖上畫出刀具的運動軌跡。一、單項選擇題(本大題共20小題，每小題2分，共40分)在每小題列出的四個選項中只有一個選項是符合題目要求的，請將正確選項前的字母填在題干后的括號內(nèi)。1．在車削加工中心上不可以（A）A.進行銑削加工 B.進行鉆孔C.進行螺紋加工 D.進行磨削加工2．某加工程序中的一個程序段為N003G91G18G94G02X30.0Y35.0I30.0F100LF該程序段的錯誤在于（A）A.不應(yīng)該用G91 B.不應(yīng)該用G18C.不應(yīng)該用G94 D.不應(yīng)該用G023．為了綜合性地判斷數(shù)控機床所能達到的精度，應(yīng)做的檢測試驗項目是（D）A.幾何精度 B.插補精度C.定位精度 D.工作精度4．?dāng)?shù)控機床移動部件的位置偏差反映了移動部件在該點的（A）A.定位誤差 B.系統(tǒng)性誤差C.運動誤差 D.隨機性誤差5．?dāng)?shù)控機床的伺服系統(tǒng)的開環(huán)增益為K，移動部件的運動速度為V，則跟隨誤差E可表示為（D）A.E=KV B.E=C.E= D.E=6．普通的旋轉(zhuǎn)變壓器測量精度（C）A.很高 B.較高C.較低 D.很低7．光柵傳感器安裝時，油液濺落方向應(yīng)向著（A）A.光柵主尺 B.光柵讀數(shù)頭C.光源 D.指示光柵8．感應(yīng)同步器信號處理采用鑒幅型時，滑尺上正弦繞組和余弦繞組的勵磁信號分別是（）A.umsinwt和umcoswt B.u1sinwt和u2sinwt(u1u2)C.umsinwt和umsinwt D.u1sinwt和u2coswt(u1u2)9．采用“高壓建流，低壓定流”工作方式的步進電動機驅(qū)動電源是（B）A.高壓單電源型驅(qū)動電源 B.高低壓雙電源驅(qū)動電源C.恒流斬波驅(qū)動電源 D.調(diào)頻調(diào)壓型驅(qū)動電源10．對于加工中心，一般不需要（）A.主軸連續(xù)調(diào)速功能 B.主軸定向準(zhǔn)停功能C.主軸恒速切削控制 D.主軸電動機四象限驅(qū)動功能11．下列有關(guān)永磁調(diào)速直流電動機性能的敘述中，正確的說法是（）A.可以直接與機床進給絲杠連接B.由于換向極和補償繞組的存在而具有良好的換向性能C.電動機在反復(fù)過載的情況下會大大縮短其壽命D.具有較差的快速響應(yīng)特性12．在下列相位比較式進給位置伺服系統(tǒng)的四個環(huán)節(jié)中，用來計算位置跟隨誤差的是（）A.脈沖/相位變換器 B.鑒相器C.正、余弦函數(shù)發(fā)生器 D.位置控制器13．下列各項中，不影響加速轉(zhuǎn)矩的是（）A.負載慣量 B.速度C.電動機慣量 D.加速度14．一臺三相反應(yīng)式步進電動機，轉(zhuǎn)子有40個齒。當(dāng)采用雙三拍通電運行時，其步距角為（）A. B.C. D.15．增量式脈沖發(fā)生器，其單個（又稱單次）脈沖的典型脈沖周期（又稱寬度）為，現(xiàn)要求其最高允許測量轉(zhuǎn)速為4000r/min，請選擇每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)（）A.2000 B.3000C.4000 D.500016．STD總線基于IEEE961標(biāo)準(zhǔn)，是一個只有56根信號數(shù)的總線標(biāo)準(zhǔn)，是當(dāng)前總線標(biāo)準(zhǔn)中（B）A.最好的一種 B.較好的、體積最小的一種C.最差的一種 D.較好的、體積最大的一種17．滾動導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)是（C）A. B.C. D.18．滾珠絲杠預(yù)緊的目的是（C）A.增加阻尼比，提高抗振性 B.提高運動平穩(wěn)性C.消除軸向間隙和提高傳動剛度 D.加大摩擦力，使系統(tǒng)能自鎖19．在下列進給伺服系統(tǒng)的四個環(huán)節(jié)中，不屬于比例環(huán)節(jié)的是（C）A.位置控制器 B.位置檢測單元C.調(diào)速單元 D.D/A轉(zhuǎn)換器20．FANUC15系統(tǒng)的主軸控制系統(tǒng)中，在主軸上裝有一個回轉(zhuǎn)編碼器，可檢測（C）A.0.01度 B.0.001度C.0.0001度 D.0.00001度第二部分非選擇題（共60分）二、填空題（本大題共10小題，每小題1分，共10分）不寫解答過程，將正確的答案寫在每小題的空格內(nèi)。錯填或不填均無分。21．確定數(shù)控機床坐標(biāo)系時首先要確定Z軸，它是沿提供切削功率的主軸軸線方向。22．自動編程計算機中的系統(tǒng)軟件將程序員編寫的源程序處理成計算機可以識別的形式，該系統(tǒng)軟件稱為后置處理程序。23．光柵傳感器如果需要按如題23圖所示安裝，則必須增加輔助密封裝置。24．為減小伺服系統(tǒng)跟隨誤差，應(yīng)增大位置控制器增益Kp，但Kp的增大受的限制。25．主軸最高轉(zhuǎn)速受主軸電動機、所采用的軸承以及潤滑系統(tǒng)等幾個方面的限制。26．用于CNC系統(tǒng)的PLC有兩種：通用型PLC和內(nèi)置型PLC。27．帶有自動換刀系統(tǒng)，并能一次裝夾工作后，自動連續(xù)完成銑、鉆、鏜、攻螺紋等加工的數(shù)控機床稱為加工中心。28．機電一體化系統(tǒng)的設(shè)計過程，主要包括系統(tǒng)總體設(shè)計、機械結(jié)構(gòu)設(shè)計、控制系統(tǒng)設(shè)計、功能設(shè)計等幾個方面。29．連續(xù)切削控制系統(tǒng)中，若兩軸增益特性稍有差別，則加工圓時，將會形成橢圓。30．傳感器的測量精度是其可以一致的、重復(fù)測出的。三、分析題（本大題共4小題，每小題5分，共20分）31．試述選擇數(shù)控機床進給伺服電動機應(yīng)滿足的條件。32．提高CNC系統(tǒng)的可靠性應(yīng)采用哪些主要措施？33．試述數(shù)據(jù)采樣式進給位置伺服系統(tǒng)位置控制功能是如何實現(xiàn)的。34．試述定位誤差補償?shù)幕驹恚⒄f明常采用的補償方法及補償何種誤差。四、編程題（本大題共10分）35．在數(shù)控車床上精加工圖示零件的外輪廓（不含端面）。請采用教材中給定的代碼格式（JB3208-83）編制加工程序。要求：（1）數(shù)控車床的分辯率為0.01mm；（2）在給定工件坐標(biāo)系內(nèi)采用絕對尺寸編程；（3）圖示刀尖位置為程序的起點和終點。切入點為錐面的延長線上，其Z坐標(biāo)值為152。（4）進給速度50mm/min，主軸轉(zhuǎn)速700r/min。五、計算題（本大題共2小題，每小題10分，共20分）36．某數(shù)控機床的進給伺服系統(tǒng)中，已知齒輪分度園直徑d1=64mm，d2=80mm，齒輪寬度B=20mm，絲杠直徑d3=40mm，長度l=1500mm，工作臺質(zhì)量m=150kg。在某一時刻，齒輪轉(zhuǎn)速n1=500r/min，n2=400r/min，工作臺移動速度v=2m/min，試求此系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到電動機軸上的等效轉(zhuǎn)動慣量。提示：（1）鋼材密度 （2）642=4096；644=1077721637．逐點比較法插補第一象限的直線，起點在坐標(biāo)原點，終點坐標(biāo)輸入數(shù)控計算機后xa=10，ya=4，并按如下格式寫出插補計算過程，并畫出軌跡圖。插補循環(huán)偏差判別進給方向偏差計算終點判別012一、單項選擇題(在每小題的四個備選答案中選出一個正確答案，并將其號碼填在題干的括號內(nèi)。每小題2分，共40分)1.采用經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)的機床不具有的特點是(D)A.采用步進電動機伺服系統(tǒng)B.CPU可采用單片機C.只配備必要的數(shù)控功能D.必須采用閉環(huán)控制系統(tǒng)2.根據(jù)控制運動方式的不同，機床數(shù)控系統(tǒng)可分為(B)A.開環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)和半閉環(huán)控制系統(tǒng)B.點位控制系統(tǒng)和連續(xù)控制系統(tǒng)C.多功能數(shù)控系統(tǒng)和經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)D.NC系統(tǒng)和CNC系統(tǒng)3.數(shù)控機床的優(yōu)點是(A)A.加工精度高、生產(chǎn)效率高、工人勞動強度低、可加工復(fù)雜型面、減少工裝費用B.加工精度高、生產(chǎn)效率高、工人勞動強度低、可加工復(fù)雜型面、工時費用低C.加工精度高、專用于大批量生產(chǎn)、工人勞動強度低、可加工復(fù)雜型面、減少工裝費用D.加工精度高、生產(chǎn)效率高、對操作人員的技術(shù)水平要求較高、可加工復(fù)雜型面、減少工裝費用4.CNC系統(tǒng)一般可用幾種方式得到工件加工程序，其中MDI是(C)A.利用磁盤機讀入程序B.從串行通信接口接收程序C.利用鍵盤以手動方式輸入程序D.從網(wǎng)絡(luò)通過Modem接收程序5.所謂聯(lián)機診斷，是指數(shù)控計算機中的(B)A.遠程診斷能力B.自診斷能力C.脫機診斷能力D.通信診斷能力6.有四種CNC系統(tǒng)或者數(shù)控機床，根據(jù)MTBF指標(biāo)，它們中可靠性最好的是(D)A.MTBF=1000hB.MTBF=2500hC.MTBF=5000hD.MTBF=70000h7.數(shù)控機床進給系統(tǒng)采用齒輪傳動副時，應(yīng)該有消隙措施，其消除的是(C)A.齒輪軸向間隙B.齒頂間隙C.齒側(cè)間隙D.齒根間隙8.某數(shù)控機床工作臺采用滾珠導(dǎo)軌，其支承導(dǎo)軌長度L=500mm，動導(dǎo)軌長度Ld=200mm，動導(dǎo)軌行程長度l=300mm，若要求動導(dǎo)軌在全長上始終與滾動體相接觸，則滾動體與保持架的長度LG應(yīng)為(D)A.200mmB.250mmC.300mmD.350mm9.直線感應(yīng)同步器類型有(D)A.標(biāo)準(zhǔn)型、窄型、帶型和長型B.非標(biāo)準(zhǔn)型、窄型、帶型和三重型C.非標(biāo)準(zhǔn)型、窄型、帶型和寬型D.標(biāo)準(zhǔn)型、窄型、帶型和三重型10.旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)特點是(D)A.很復(fù)雜B.復(fù)雜C.較復(fù)雜D.簡單11.用光柵傳感器測直線位移時，為了辨別移動方向，在莫爾條紋間距B內(nèi)，相距設(shè)置兩個光電元件，兩光電元件輸出電壓信號的相位差是(C)A.30°B.60°C.90°D.180°12.絕對式脈沖發(fā)生器的單個碼盤上有8條碼道，則其分辨率約為(D)A.1.10°B.1.21°C.1.30°D.180°13.永磁同步電動機轉(zhuǎn)子位置檢測多用(C)A.光電式轉(zhuǎn)子位置檢測器B.磁電式轉(zhuǎn)子位置檢測器C.絕對式脈沖編碼器D.相對式脈沖編碼器14.反應(yīng)式步進電動機與混合式步進電動機相比，其優(yōu)點是(D)A.轉(zhuǎn)矩體積比大B.停電后有自鎖能力C.步距角容易做得比較小D.轉(zhuǎn)子慣量低，可更快加減速15.氣隙磁場按正弦波分布的電動機是(C)A.無刷直流電動機B.永磁寬調(diào)速直流電動機C.永磁同步電動機D.直流主軸電動機16.一臺三相反應(yīng)式步進電動機，其轉(zhuǎn)子有40個齒；采用單、雙六拍通電方式。若控制脈沖頻率f=1000Hz，則該步進電動機的轉(zhuǎn)速(r/min)為(B)A.125B.250C.500D.75017.對于數(shù)控機床最具機床精度特征的一項指標(biāo)是(C)A.機床的運動精度B.機床的傳動精度C.機床的定位精度D.機床的幾何精度18.一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中的點位控制系統(tǒng)的失動量應(yīng)控制在(C)A.0.05～0.06mmB.0.03～0.04mmC.0.01～0.02mmD.0.001～0.05mm19.閉環(huán)控制系統(tǒng)的定位誤差主要取決于(C)A.機械傳動副的間隙及制造誤差B.機械傳動副彈性變形產(chǎn)生的誤差C.檢測元件本身的誤差及安裝引起的阿貝誤差D.滾珠絲杠副熱變形所產(chǎn)生的誤差20.加工圓弧時，若兩軸的系統(tǒng)增益相同，進給速度v=常數(shù)，但由于刀具實際位置對指令位置有跟隨誤差，則會產(chǎn)生圓弧半徑誤差△R，其誤差關(guān)系式為(D)A.B.C.D.二、填空題(每空1分，共10分)不寫解答過程，將正確的答案寫在每小題的空格內(nèi)。錯填或不填均無分。21.現(xiàn)代數(shù)控機床的輔助動作，如刀具的更換和切削液的啟停等是用可編程控制器（PLC）進行控制的。22.在自動編程中，根據(jù)不同數(shù)控系統(tǒng)的要求，對編譯和數(shù)學(xué)處理后的信息進行處理，使其成為數(shù)控系統(tǒng)可以識別的代碼，這一過程稱為后置處理。23.總線的技術(shù)指標(biāo)中，帶寬是指總線在傳遞信息時每秒鐘能傳送的字節(jié)數(shù)。24.數(shù)字增量插補法在每個插補周期輸出一個數(shù)字量(或稱為指令位移增量)，數(shù)字增量插補是用直線逼近被插補曲線的過程。25.某數(shù)控機床平均切削進給速度Vs=0.3m/min，絲杠導(dǎo)程L0=6mm，此時絲杠的轉(zhuǎn)數(shù)n=50r/min。26.當(dāng)直線感應(yīng)同步器只有余弦線組勵磁時，若正弦繞組和定尺上的繞組位置重合時，在定尺上感應(yīng)出的電動勢的值為零。27.光柵尺安裝完畢后，一定要在機床導(dǎo)軌上安裝限位裝置，防止破壞讀數(shù)頭。28.在直流主軸電動機中，電樞磁場對其主磁場會有影響，該影響稱為電樞反應(yīng)。29.數(shù)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)組成方式一般有兩種，采用專用芯片的大板結(jié)構(gòu)和總線式體系結(jié)構(gòu)。30.數(shù)控機床移動部件沿某一坐標(biāo)軸重復(fù)移動至某一點定位時，其定位誤差反映系統(tǒng)存在系統(tǒng)性誤差和隨機性誤差。三、分析題(每小題5分，共20分)31.圖示為逐點比較法第一象限直線的插補程序流程框圖，填上空框中的內(nèi)容，并對符號加以說明。32.簡述圖示接口電路的工作原理，它是CNC裝置的輸入還是輸出接口?光電耦合器的主要作用是什么?33.試述開環(huán)、閉環(huán)控制系統(tǒng)的主要區(qū)別及適用場合。34.某數(shù)控機床采用滾動導(dǎo)軌，由伺股電動機通過一對齒輪帶動滾珠絲杠驅(qū)動工作臺移動，其脈沖當(dāng)量為0.005mm，現(xiàn)CNC發(fā)出正向指令脈沖，工作臺移動了100mm后，電動機又接到同樣數(shù)量反向指令脈沖，而工作臺反向只移動了99.975mm，未能復(fù)位到原點。試分析該系統(tǒng)有何問題?應(yīng)采取什么措施以提高定位精度。四、編程題(10分)35.在雙點劃線所示毛坯上，采用數(shù)控電火花線切割機(分辨率為0.01mm)切出圖示粗實線型腔。請求出加工軌跡上各直線、圓弧交點坐標(biāo)，并采用教材中給定的代碼格式(JB3208-83)編制加工程序。要求在給定工件坐標(biāo)系內(nèi)采用增量尺寸編程，坐標(biāo)原點為程序的起點和終點，切割前電極絲位于坐標(biāo)原點，切割路徑為A→B→C→D→E→F→G→H，進給速度15mm/min，編程時不考慮切縫寬度，數(shù)控系統(tǒng)具有跨象限圓弧插補功能。五、計算題(每小題10分，共20分)36.某數(shù)控機床的進給伺服系統(tǒng)中，各傳動軸的轉(zhuǎn)速：n1=600r/min,n2=480r/min,n3=384r/min。各傳動軸的負載力矩：T1=1N·m,T2=2N·m,T3=5N·m。工作臺移動速度v=2.3m/min，工作臺所受的力FL=2000N。試求此系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到電動機軸上的等效力矩。37.一臺具有二個磁極的國產(chǎn)交流主軸電動機，額定運行時的轉(zhuǎn)差率S=0.03，恒轉(zhuǎn)距調(diào)速范圍與恒功率調(diào)速范圍之比為1∶3，試計算該電動機的額定轉(zhuǎn)速并估計其最高工作轉(zhuǎn)速。一、填空題(每空2分，共30分)1.數(shù)控加工的編程方法主要有手工編程和自動編程兩大類。2.用逐點比較法插補第一象限的斜線，若偏差函數(shù)等于零，刀具應(yīng)沿X軸的正向方向進給一步。3.CNC系統(tǒng)中常用的插補方法中，脈沖插補法適用于以步進電機作為驅(qū)動元件的數(shù)據(jù)系統(tǒng)；數(shù)字增量插補法(數(shù)據(jù)采樣插補法)一般用于直流伺服和交流伺服電機作為驅(qū)動元件的數(shù)控系統(tǒng)。4.滾珠絲杠螺母副按其中的滾珠循環(huán)方式可分為外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)兩種。5.直流主軸電動機的控制系統(tǒng)可分為兩部分：電樞電壓控制部分和勵磁電流控制部分。6.進給伺服系統(tǒng)若僅采用比例型位置控制，跟隨誤差是不能完全消除的。7.按國家標(biāo)準(zhǔn)“數(shù)字控制機床位置精度的評定方法”(GB10931-89)規(guī)定，數(shù)控坐標(biāo)軸定位精度的評定項目有以下三項：軸線的重復(fù)定位精度R、軸線的定位精度A和軸線的反向差值B。8.步進電動機的起動頻率是指它在一定的負載轉(zhuǎn)矩下能夠不失步地起動的最高頻率。二、單項選擇題(在每小題的四個備選答案中，選出一個正確答案，并將正確答案的序號填在題干的括號內(nèi)。每小題2分，共24分)1.CAM是指(B)A.計算機輔助設(shè)計B.計算機輔助制造C.計算機輔助工藝規(guī)劃D.計算機集成制造2.(A)是無法用準(zhǔn)備功能字G來規(guī)定或指定的。A.主軸旋轉(zhuǎn)方向B.直線插補C.刀具補償D.增量尺寸3.在確定數(shù)控機床坐標(biāo)系時，首先要指定的是(C)A.X軸B.Y軸C.Z軸D.回轉(zhuǎn)運動的軸4.欲加工第一象限的斜線(起始點在坐標(biāo)原點)，用逐點比較法直線插補，若偏差函數(shù)大于零，說明加工點在(B)。A.坐標(biāo)原點B.斜線上方C.斜線下方D.斜線上5.8位計算機是指(C)A.存儲器的字由8個字節(jié)組成B.存儲器有8KC.微處理器數(shù)據(jù)的寬度為8位D.數(shù)據(jù)存儲器能存儲的數(shù)字為8位6.滾珠絲杠副的設(shè)計計算和驗算，一般不包括(D)方面。A.強度B.剛度C.穩(wěn)定性D.抗振性7.光柵利用(C)，使得它能測得比柵距還小的位移量。A.莫爾條紋的作用B.數(shù)顯表C.細分技術(shù)D.高分辨指示光柵8.當(dāng)交流伺服電機正在旋轉(zhuǎn)時，如果控制信號消失，則電機將會(D)。A.以原轉(zhuǎn)速繼續(xù)轉(zhuǎn)動B.轉(zhuǎn)速逐漸加大C.轉(zhuǎn)速逐漸減小D.立即停止轉(zhuǎn)動9.數(shù)控機床伺服系統(tǒng)是以(B)為直接控制目標(biāo)的自動控制系統(tǒng)。A.機械運動速度B.機械位移C.切削力D.機械運動精度10.脈沖比較伺服系統(tǒng)中，可逆計數(shù)器的作用是(C)。A.計算位置指令脈沖個數(shù)B.計算位置反饋脈沖個數(shù)C.計算位置指令脈沖個數(shù)與位置反饋脈沖個數(shù)之差D.計算位置指令脈沖個數(shù)與位置反饋脈沖個數(shù)之和11.數(shù)控機床坐標(biāo)軸的重復(fù)定位誤差應(yīng)為各測點重復(fù)定位誤差中的(B)。A.平均值B.最大值C.最大絕對值D.最大值和最小值之差12.(A)主要用于經(jīng)濟型數(shù)控機床的進給驅(qū)動。A.步進電機B.直流伺服電機C.交流伺服電機D.直流進給伺服電機三、編程題(14分)用ф10mm的立銑刀銑削工件輪廓，起刀點為(0，0)，工件尺寸及加工路線如圖所示，試按相對坐標(biāo)完成數(shù)控銑削手工編程，I、J、K為圓弧起點相對其圓心(圓心指向起點的矢量)的X、Y、Z坐標(biāo)值的地址符。(主軸轉(zhuǎn)速為600rpm，進給速度為150mm/min，機床具有刀具半徑補償功能)N01G91G17G00G42D01X40Y40S600LFN02G01X60F150LFN03GO3X20Y20I0J-20LFN04X-40Y40I40J0LFN05G01X-40Y-20LFN06Y-40LFN07G00G40