數(shù)控機(jī)床技術(shù)考試試卷附答案

1、三、單項(xiàng)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(bǔ) c、位控 d、譯碼2.下列正確表示機(jī)床坐標(biāo)系的是（ ） a、zyx b、yzx c、xyz d、zxy3.脈沖當(dāng)量的大小決定了加工精度，下面哪種脈沖當(dāng)量對應(yīng)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(diǎn)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(bǔ)償值-2.00mm）a48mm； b.52mm； c.50mm。5.一直線的起點(diǎn)坐標(biāo)在坐標(biāo)原點(diǎn)，

2、終點(diǎn)坐標(biāo)為a（xa、ya），刀具的坐標(biāo)為p（x、y）。用逐點(diǎn)比較法對該直線進(jìn)行插補(bǔ)時的偏差函數(shù)是（ ）。a. fxyxaya； b. fxayyax； c. fxaxyay；d. fxa+yaxy6. 加工中心與其他數(shù)控機(jī)床的主要區(qū)別是( )。a.有刀庫和自動換刀裝置；b.機(jī)床轉(zhuǎn)速高；c.機(jī)床剛性好；d.進(jìn)刀速度高7. 數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置包括( )。a.光電讀帶機(jī)和輸入程序載體；b.步進(jìn)電機(jī)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(jī)床參數(shù)指定； b 數(shù)控程序指定； c 操作面板指定。9編程坐標(biāo)系一般指的是（ ）a機(jī)床坐標(biāo)系；

3、 b. 工件坐標(biāo)系；10下面哪項(xiàng)任務(wù)不是數(shù)據(jù)預(yù)處理（預(yù)計(jì)算）要完成的工作？（ ）a、位置控制 b、刀具半徑補(bǔ)償計(jì)算c、刀具長度補(bǔ)償計(jì)算 d、象限及進(jìn)給方向判斷11. a步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速是否通過改變電機(jī)的（ ）而實(shí)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(yàn)零件圖樣設(shè)計(jì)的正確性；b.檢驗(yàn)零件工藝方案的正確性；c.測試數(shù)控程序的效率；d.檢驗(yàn)程序單及控制介質(zhì)的正確性，綜合檢驗(yàn)所加工的零件是否符合圖樣要求。13. 在開環(huán)數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中，下列電機(jī)唯一可用的是（ ）。a.直流伺服電機(jī) b.交流伺服電機(jī) c.步進(jìn)電機(jī) d.大慣量電機(jī)。14. 用逐

4、點(diǎn)比較法插補(bǔ)起點(diǎn)為（0，0），終點(diǎn)坐標(biāo)為a（60，20）的一條直線，若當(dāng)前偏差函數(shù)值為40，則刀具進(jìn)給方向?yàn)椋?）。a. +x； b. x； c. +y； d.-y。15.數(shù)控機(jī)床上直流電動機(jī)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(xiàng)任務(wù)不是數(shù)據(jù)預(yù)處理（預(yù)計(jì)算）要完成的工作？（ ）a、位置控制 b、刀具半徑補(bǔ)償計(jì)算c、刀具長度補(bǔ)償計(jì)

5、算 d、象限及進(jìn)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(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與下面哪些因素?zé)o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(jìn)給系統(tǒng)中，如何補(bǔ)償機(jī)械傳動間隙和滾珠絲桿螺距誤差？2數(shù)控機(jī)床對進(jìn)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(jìn)給系統(tǒng)的區(qū)別是什么？各有什么特點(diǎn)？4步進(jìn)電機(jī)的主要性能指標(biāo)有哪些？試比較驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)的三種功率放大器特點(diǎn)。5編程軌跡幾何要素的連接關(guān)系如圖所示，刀補(bǔ)方向?yàn)樽蟮堆a(bǔ)，試確定a、b、c、d各處的轉(zhuǎn)接類型，并說

6、明判別依據(jù)是什么？ 6數(shù)控機(jī)床一般由哪幾個部分組成？各部分起什么作用？ 五、計(jì)算題：1.欲用逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)直線oa，其起點(diǎn)坐標(biāo)為o（0，0），終點(diǎn)坐標(biāo)為a（，），其值為5，6，試寫出其直線插補(bǔ)運(yùn)算過程，并繪出其插補(bǔ)軌跡。2.用數(shù)字積分（dda）插補(bǔ)法對圖示直線進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算，并在圖中畫出插補(bǔ)軌跡。3.某cnc機(jī)床采用絲桿螺母副驅(qū)動工作臺的直線進(jìn)給運(yùn)動，絲桿與電機(jī)直接相連，絲桿導(dǎo)程為10mm，步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)400步，工作臺的最高進(jìn)給速度為2.4m/min，求：1） 系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量。2） 最高速進(jìn)給時的進(jìn)給脈沖頻率。六、插補(bǔ)題：1試推導(dǎo)出逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)第二象限逆圓時的偏差函數(shù)遞推公式，并畫出插補(bǔ)程序流

7、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(diǎn)選與機(jī)床原點(diǎn)重合，所有孔均為的鉆削加工。3.用刀具半徑補(bǔ)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(biāo)系合理自定。要求考慮刀具半徑補(bǔ)償。各程序段要求注釋。100r50r8252060參考答案三、單項(xiàng)選擇題: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 1

8、7.a 18.b 19.d四、簡答題:1.機(jī)械傳動間隙和滾珠絲桿螺距誤差可采用機(jī)械、硬件、軟件補(bǔ)償方法。其中機(jī)械補(bǔ)償方法：傳動間隙的補(bǔ)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(bǔ)償法：預(yù)先測得傳動間隙，每次在進(jìn)給反向時通過軟件或硬件電路額外發(fā)出對應(yīng)于間隙值的指令位移，以進(jìn)行補(bǔ)償。2.一般來說，對數(shù)控機(jī)床伺服驅(qū)動系統(tǒng)的主要性能要求有以下幾點(diǎn)：進(jìn)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(yīng)速度要快；工作穩(wěn)定性要好，具有抗干擾能力，運(yùn)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

9、反饋信號不是取自最終的進(jìn)給部件，而是取的電動機(jī)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(jìn)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(biāo)：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(yùn)行的最高工作頻率、步進(jìn)運(yùn)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(jìn)電機(jī)驅(qū)動；雙電壓功率放大電路：采用高、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(jìn)電機(jī)驅(qū)動；斬波恒流功放

10、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?yàn)閵A角都為0180度。c為伸長型，因?yàn)閵A角為180270度。6.數(shù)控機(jī)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(jì)算（速度計(jì)算）、插補(bǔ)計(jì)算、補(bǔ)償計(jì)算，向各坐標(biāo)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(jī)床的核心（3）伺服系統(tǒng)：接受數(shù)控裝置來的指令，將信號進(jìn)行調(diào)解、轉(zhuǎn)換、放大后驅(qū)動伺服電機(jī)，帶動機(jī)床執(zhí)行部件運(yùn)動。（4）測量裝置：電流、速度、位置等檢測

11、反饋裝置。（5）機(jī)床本體：包括主運(yùn)動部件、進(jìn)給運(yùn)動部件、執(zhí)行部件和基礎(chǔ)部件，最終實(shí)現(xiàn)刀具和工件的相對運(yùn)動。五、計(jì)算題:1.由于待插補(bǔ)直線的起點(diǎn)坐標(biāo)為o（0，0），終點(diǎn)坐標(biāo)為a（5，6），采用總步數(shù)終點(diǎn)判別方法，總步數(shù)。從坐標(biāo)原點(diǎn)開始插補(bǔ)，故此時偏差，加工過程的運(yùn)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(biāo)進(jìn)給第3拍：新偏差計(jì)算第4拍：終點(diǎn)判別1+x2+y3+y4+x5+y6+x7+y8+x9+y10+x11+y插補(bǔ)軌跡如下圖所示： 2.總步數(shù)為437步j(luò)vx（xe）jrxx溢出jvy（ye）jryy溢出終點(diǎn)計(jì)數(shù)器100000011000000100100011011001100

12、0001011110010100100011001101110000010111001001001000111111011000001011010111010010001110111110000010110001000插補(bǔ)軌跡圖：3.步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)400步，即步距角為： （1） 系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量為：（2） 設(shè)工作臺最高進(jìn)給速度v時步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為n轉(zhuǎn)每分鐘，對應(yīng)的進(jìn)給脈沖頻率為f. 則: 由以上兩式得：六、插補(bǔ)題:abxyo如圖，第二象限逆圓弧，起點(diǎn)為a（x0，y0），終點(diǎn)為b（xe，ye），圓心再原點(diǎn)，半徑為r，進(jìn)給方向?yàn)閤或y方向。 取偏差函數(shù) 瞬時加工點(diǎn)p（xi，yj）對應(yīng)的偏差函數(shù)值為 （

13、1）當(dāng)fi，j0時， ，點(diǎn)p（xi，yj）在圓弧以外，應(yīng)向y方向進(jìn)給一步。則新的加工點(diǎn)為（xi，yj+1），其中: 新偏差為即偏差函數(shù)遞推公式為 （2）當(dāng)fi，j0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-2y+1ff-2x+1pyy-1xx-1jj-1j=0結(jié)束開始插補(bǔ)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

14、-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 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 g8

15、1 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(biāo)系原點(diǎn)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 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-

16、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(biāo)數(shù)控機(jī)床2 試論述數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服系統(tǒng)是由哪幾部分組成，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(jì)算題（10分） 若加工第一象限直線oe，起點(diǎn)為o(0，0)，終點(diǎn)為e(7，4)，設(shè)累加器為3位，試按dda法進(jìn)行插補(bǔ)計(jì)算，并繪出插補(bǔ)軌跡圖。四 論述題（每題9分，共36分）1試推導(dǎo)下圖內(nèi)的脈沖當(dāng)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(dǎo)程。由

17、于脈沖當(dāng)量是規(guī)定的，步進(jìn)電機(jī)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(dāng)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(shí)現(xiàn)方式和特點(diǎn)。3 談?wù)勀銓ΜF(xiàn)代數(shù)控機(jī)床發(fā)展趨勢的看法和學(xué)習(xí)體會。二簡答題（每題6分，共18分）1二軸半坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床在結(jié)構(gòu)上有三個坐標(biāo)，可同時控制兩個坐標(biāo)，而第三個坐標(biāo)作等間距運(yùn)動。主要用于三軸以上控制的機(jī)床，其中兩個軸互為聯(lián)動，而另一個軸作周期進(jìn)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(jī)械傳動機(jī)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(jìn)給速度和位移指令信號，由伺服驅(qū)動電路作

18、轉(zhuǎn)換和放大后，經(jīng)伺服驅(qū)動裝置(直流、交流伺服電機(jī)，功率步進(jìn)電機(jī)，電液脈沖馬達(dá)等)和機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)，驅(qū)動機(jī)床的工作臺、主軸頭架等執(zhí)行部件實(shí)現(xiàn)工作進(jìn)給和快速運(yùn)動。伺服系統(tǒng)常用的驅(qū)動元件是步進(jìn)電機(jī)、直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)。3采用鋼板焊接床身結(jié)構(gòu)可采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(jì)算題（10分）1解： 將xe 7及ye 4化成二進(jìn)制數(shù)xe 111b及ye100b存放在jvx及jvy 中

19、，選寄存器容量為三位，則累加次數(shù)m238。插補(bǔ)運(yùn)算過程如下表所示，插補(bǔ)軌跡見圖3-24所示。計(jì)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(dāng)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）2按摩爾條紋特點(diǎn)，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(jī)床移動部件的位移檢測：標(biāo)尺光柵裝在機(jī)床移動部件工作臺上，趕上讀數(shù)頭裝在床身上，當(dāng)標(biāo)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(qiáng)度變化一個周期。所以可觀察窗口透過的光強(qiáng)變化的周期數(shù)來確定標(biāo)尺光柵移動了幾個柵距，從而測得機(jī)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(qiáng)度變化過程。當(dāng)標(biāo)尺光柵沿一個方向移動時，可得到四個光強(qiáng)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(qiáng)變化為p1超前p2/2，p2超前p3/2, p3超前