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(gè)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(duì)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(duì)該直線進(jìn)行插補(bǔ)時(shí)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(jī)床的主要區(qū)別是( )。A.有刀庫(kù)和自動(dòng)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(dòng)速度值是（ ）。A機(jī)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(biāo)系一般指的是（ ）A機(jī)床坐標(biāo)系； 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(zhǎng)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(guò)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(cè)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(kāi)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

4、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(dòng)機(jī)最常用的調(diào)速方法是（ ）A. 調(diào)壓調(diào)速法；B. 調(diào)勵(lì)磁磁場(chǎng)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(cè)量角位移時(shí)，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(hào)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）

5、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(zhǎng)度補(bǔ)償計(jì)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(hào)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(jiǎn)答題：1開(kāi)環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)中，如何補(bǔ)償機(jī)械傳動(dòng)間隙和滾珠絲桿螺距誤差？2數(shù)控機(jī)床對(duì)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的要求有哪些?3開(kāi)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(dòng)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

6、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(shuō)明判別依據(jù)是什么？ 6數(shù)控機(jī)床一般由哪幾個(gè)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(guò)程，并繪出其插補(bǔ)軌跡。2.用數(shù)字積分（DDA）插補(bǔ)法對(duì)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(dòng)工作臺(tái)的直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，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(tái)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(shí)的進(jìn)給脈沖頻率。六、插補(bǔ)題：1

7、試推導(dǎo)出逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)第二象限逆圓時(shí)的偏差函數(shù)遞推公式，并畫出插補(bǔ)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(jiǎn)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?，工件形狀如圖所示，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

8、10.A 11.A 12.D 13.C 14.C 15.A 16.A 17.A 18.B 19.D四、簡(jiǎn)答題:1.機(jī)械傳動(dòng)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(dòng)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(cè)得傳動(dòng)間隙，每次在進(jìn)給反向時(shí)通過(guò)軟件或硬件電路額外發(fā)出對(duì)應(yīng)于間隙值的指令位移，以進(jìn)行補(bǔ)償。2.一般來(lái)說(shuō)，對(duì)數(shù)控機(jī)床伺服驅(qū)動(dòng)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)，

9、加工精度較高。3.開(kāi)環(huán)系統(tǒng)中沒(méi)有位置檢測(cè)和反饋。半閉環(huán)系統(tǒng)中的位置檢測(cè)和反饋信號(hào)不是取自最終的進(jìn)給部件，而是取的電動(dòng)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(cè)和反饋信號(hào)是取自最終的進(jìn)給部件（如工作臺(tái)）。所以閉環(huán)系統(tǒng)的精度最高，但穩(wěn)定性稍差。開(kāi)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(dòng)、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(dòng)電路有三種功率放大器：?jiǎn)坞妷汗β史糯箅娐贰㈦p電壓功率放大電路和斬波恒流功放電路，區(qū)別如下：?jiǎn)坞妷汗β史糯箅娐罚汗拇?，一般只用于小功率步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)；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

10、耗，高頻工作時(shí)有較大的轉(zhuǎn)動(dòng)力，多用于中、大功率步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)；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(lái)限流和減少時(shí)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(dòng)電路。5.A、B、D均為縮短型，因?yàn)閵A角都為0180度。C為伸長(zhǎng)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(chǔ)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(dòng)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(lái)的指令，將信號(hào)進(jìn)行調(diào)解、轉(zhuǎn)換、放大后驅(qū)

11、動(dòng)伺服電機(jī)，帶動(dòng)機(jī)床執(zhí)行部件運(yùn)動(dòng)。（4）測(cè)量裝置：電流、速度、位置等檢測(cè)反饋裝置。（5）機(jī)床本體：包括主運(yùn)動(dòng)部件、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)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(duì)運(yùn)動(dòng)。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(kāi)始插補(bǔ)，故此時(shí)偏差，加工過(guò)程的運(yùn)算節(jié)拍如下表所示： 序號(hào)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JVX（Xe）JRXX溢出JVY（Ye）JRYY溢出終點(diǎn)

12、計(jì)數(shù)器1000000110000001001000110110011000001011110010100100011001101110000010111001001001000111111011000001011010111010010001110111110000010110001000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(tái)最高進(jìn)給速度V時(shí)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為n轉(zhuǎn)每分鐘，對(duì)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

13、或y方向。 取偏差函數(shù) 瞬時(shí)加工點(diǎn)P（xi，yj）對(duì)應(yīng)的偏差函數(shù)值為 （1）當(dāng)Fi，j>0時(shí)， ，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，j<0時(shí)， ，點(diǎn)P（xi，yj）在圓弧以內(nèi)，應(yīng)向x方向進(jìn)給一步。則新的加工點(diǎn)為（xi+1，yj），其中: 新偏差為 即偏差函數(shù)遞推公式為 （3）當(dāng)Fi，j=0時(shí)（如起點(diǎn)），點(diǎn)P（xi，yj）在直線上，可規(guī)定向y方向進(jìn)給一步（同當(dāng)Fi，j>0時(shí)）。 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

14、-1xx-1JJ-1J=0結(jié)束開(kāi)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 -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N0

15、5 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(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 Z2

16、00N02 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(jiǎn)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

17、？伺服系統(tǒng)常用的驅(qū)動(dòng)元件是什么？ 3 簡(jiǎn)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(kāi)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?duì)現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床發(fā)展趨勢(shì)的看法和學(xué)習(xí)體會(huì)。二簡(jiǎn)答題（每題6分，共18分）1二軸半坐標(biāo)數(shù)控

18、機(jī)床在結(jié)構(gòu)上有三個(gè)坐標(biāo)，可同時(shí)控制兩個(gè)坐標(biāo)，而第三個(gè)坐標(biāo)作等間距運(yùn)動(dòng)。主要用于三軸以上控制的機(jī)床，其中兩個(gè)軸互為聯(lián)動(dòng)，而另一個(gè)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(dòng)電路、伺服驅(qū)動(dòng)裝置、機(jī)械傳動(dòng)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(hào)，由伺服驅(qū)動(dòng)電路作轉(zhuǎn)換和放大后，經(jīng)伺服驅(qū)動(dòng)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(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)機(jī)床的工作臺(tái)、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(dòng)。伺服系統(tǒng)常用的驅(qū)動(dòng)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

19、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(wú)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(shí)，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，選寄存器容量為三位，則累加次數(shù)m238。插補(bǔ)運(yùn)算過(guò)程如下表所示，插補(bǔ)軌跡見(jiàn)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(guò)配算齒輪降速比來(lái)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

20、紋移動(dòng)方向上開(kāi)設(shè)四個(gè)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(gè)觀察窗口得到如下結(jié)論：1） 機(jī)床移動(dòng)部件的位移檢測(cè)：標(biāo)尺光柵裝在機(jī)床移動(dòng)部件工作臺(tái)上，趕上讀數(shù)頭裝在床身上，當(dāng)標(biāo)尺光柵移動(dòng)一個(gè)柵距時(shí)，摩爾條紋也移動(dòng)一個(gè)摩爾條紋寬度。即透過(guò)任一窗口的光強(qiáng)度變化一個(gè)周期。所以可觀察窗口透過(guò)的光強(qiáng)變化的周期數(shù)來(lái)確定標(biāo)尺光柵移動(dòng)了幾個(gè)柵距，從而測(cè)得機(jī)床工作臺(tái)的位移。（3分）2） 確定移動(dòng)部件的方向：從P1、P2、P4和P4四個(gè)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(guò)程。當(dāng)標(biāo)尺光柵沿一個(gè)方向移動(dòng)時(shí)，可得到四個(gè)光強(qiáng)信號(hào)，P1滯后P2/2，P2滯后P3/2, P3滯后P4/2，則摩爾條紋反向移動(dòng)時(shí)四個(gè)光強(qiáng)變化為P1超前P2/