02195數(shù)控技術及應用2001年10月試卷

02195數(shù)控技術及應用第5頁共5頁全國2001年10月高等教育自學考試數(shù)控技術及應用試題課程代碼：02195第一部分選擇題(共40分)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，請將其代碼填在題后的括號內(nèi)。錯選、多選或未選均無分。1.數(shù)控機床的組成部分包括()A.輸入裝置、光電閱讀機、PLC裝置、伺服系統(tǒng)、多級齒輪變速系統(tǒng)、刀庫B.輸入裝置、CNC裝置、伺服系統(tǒng)、位置反饋系統(tǒng)、機械部件C.輸入裝置、PLC裝置、伺服系統(tǒng)、開環(huán)控制系統(tǒng)、機械部件D.輸入裝置、CNC裝置、多級齒輪變速系統(tǒng)、位置反饋系統(tǒng)、刀庫2.計算機數(shù)控系統(tǒng)的優(yōu)點不包括()A.利用軟件靈活改變數(shù)控系統(tǒng)功能，柔性高B.充分利用計算機技術及其外圍設備增強數(shù)控系統(tǒng)功能C.數(shù)控系統(tǒng)功能靠硬件實現(xiàn)，可靠性高D.系統(tǒng)性能價格比高，經(jīng)濟性好3.準備功能G代碼中，能使機床作某種運動的一組代碼是()A.G00、G01、G02、G03、G40、G41、G42B.G00、G01、G02、G03、G90、G91、G92C.G00、G04、G18、G19、G40、G41、G42D.G01、G02、G03、G17、G40、G41、G424.數(shù)控系統(tǒng)常用的兩種插補功能是()A.直線插補和螺旋線插補B.螺旋線插補和拋物線插補C.直線插補和圓弧插補D.圓弧插補和螺旋線插補5.通常CNC系統(tǒng)通過輸入裝置輸入的零件加工程序存放在()A.EPROM中B.RAM中C.ROM中D.EEPROM中6.現(xiàn)代中高檔CNC系統(tǒng)中的計算機硬件結構多采用()A.單CPU、模塊化結構B.單CPU、大板結構C.多CPU、大板結構D.多CPU、模塊化結構7.數(shù)控機床進給系統(tǒng)中采用齒輪傳動副時，如果不采用消隙措施，將會()A.增大驅(qū)動功率B.降低傳動效率C.增大摩擦力D.造成反向失動量8.滾珠導軌承受的載荷一定，結構尺寸允許的情況下，為提高剛度并降低成本，應采用的最為有利的方案是()A.增大滾珠直徑，適當增加滾珠數(shù)目B.增大滾珠直徑，適當減少滾珠數(shù)目C.減小滾珠直徑，適當增加滾珠數(shù)目D.減小滾珠直徑，適當減少滾珠數(shù)目9.由單個碼盤組成的絕對脈沖發(fā)生器所測的角位移范圍為()A.0～90°B.0～180°C.0～270°D.0～360°10.直線感應同步器定尺上是()A.正弦繞組B.余弦繞組C.連續(xù)繞組D.分段繞組11.用光柵位置傳感器測量機床位移，若光柵柵距為0.01mm，莫爾條紋移動數(shù)為1000個，若不采用細分技術則機床位移量為()A.0.1mmB.1mmC.10mmD.100mm12.用直線感應同步器和數(shù)字顯示系統(tǒng)測量位移，要求最大測量速度Vmax=9m/min，脈沖當量q=0.01mm，顧磁頻率f()A.≥15HzB.≥90HzC.≥900HzD.≥15KHz13.可用于開環(huán)伺服控制的電動機是()A.交流主軸電動機B.永磁寬調(diào)速直流電動機C.無刷直流電動機D.功率步進電動機14.下列伺服電動機中，帶有換向器的電動機是()A.永磁寬調(diào)速直流電動機B.永磁同步電動機C.反應式步進電動機D.混合式步進電動機15.在下列進給伺服系統(tǒng)的四個環(huán)節(jié)中，可等效為慣性環(huán)節(jié)的是()A.位置控制器B.調(diào)速單元C.位置檢測單元D.D/A轉(zhuǎn)換器16.一臺具有二對磁極，額定轉(zhuǎn)速為1440r/min的交流主軸電動機，當電源頻率50Hz時，其正常運行的轉(zhuǎn)差率為()A.0.04B.0.042C.0.52D.1.0817.數(shù)控機床移動部件某點的定位誤差A的表示公式為()A.A=±σB.A=±2σC.A=±3σD.A=±4σ18.FANUC15系統(tǒng)中的AC伺服電動機帶有高分辨率的回轉(zhuǎn)編碼器，其最小檢測單位為()A.10μmB.1μmC.0.1μmD.0.01μm19.數(shù)控機床軸線的重復定位誤差為各測點重復定位誤差中的()A.平均值B.最大值C.最大值與最小值之差D.最大值與最小值之和20.為了提高輪廓加工精度，在設計數(shù)控系統(tǒng)及加工中應()A.增大系統(tǒng)增益，提高進給速度B.減小系統(tǒng)增益，降低進給速度C.增大系統(tǒng)增益，降低進給速度D.減小系統(tǒng)增益，提高進給速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.能夠自動改變機床切削用量，以便實時的適應機床加工狀態(tài)的控制系統(tǒng)稱為__________。22.數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)一定計算方法，將脈沖分配給各坐標軸，完成給定運動軌跡的過程稱為__________。23.CNC系統(tǒng)控制軟件的典型結構有前后臺型和__________。24.第一象限的圓弧的起點坐標為A(xa,ya)，終點坐標為B(xb,yb)，用逐點比較法插補完這段圓弧所需的插補循環(huán)數(shù)為__________。25.計算機床的動剛度時，需考慮頻率比(λ=)對動剛度的影響，應絕對避免λ的值__________。26.當直線感應同步器只有正弦繞阻勵磁，在正弦繞組和定尺上的繞組位置重合時開始移動，滑尺移動2個節(jié)距時，感應電動勢的值變?yōu)榱阌衉_________處。27.考慮到電纜線的固定，為保證傳感器的穩(wěn)定工作，一般將直線光柵的__________安裝在機床或設備的動板(工作臺)上。28.步進電動機的相數(shù)和齒數(shù)越多，在一定的脈沖頻率下，轉(zhuǎn)速__________。29.FANUC15系統(tǒng)中，在交流主軸電動機上裝有__________作為速度檢測之用。30.在閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)中，機床的定位精度主要取決于__________的精度。三、分析題(本大題共4小題，每小題5分，共20分)31.常用的光電耦合器有幾種類型及特點如何?光電耦合器在I/O接口中的主要作用是什么?32.用逐點比較法插補圖示的第四象限直線，直線終點坐標取絕對值，圖中T(Xi，Yi)表示刀具位置，若刀具T位于直線上方或直線上時，偏差函數(shù)F≥0；若刀具T位于直線下方時，偏差函數(shù)F<0。插補前，刀具位于直線的起點0，某時刻刀具原點到動點T(Xi,Yi)，其偏差函數(shù)為Fi=XaYi-YaXi，試推導簡化的偏差計算公式。33.試述選用直流伺服電動機應遵循的原則。34.試述數(shù)控機床的定位精度檢測一般有哪些檢測工具儀器?現(xiàn)有一臺三坐標聯(lián)動的高精度數(shù)控銑床，試問應選用哪種儀器測量其定位精度。四、編程題(10分)35.在圖示零件上鉆孔。請采用教材中給定的代碼格式(JB3208—83)編制加工程序。

要求：

(1)在給定工件坐標系內(nèi)用增量尺寸編程，圖示鉆尖位置為坐標原點；(2)坐標原點為程序的起點和終點，鉆孔順序為Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ；(3)進給速度50mm/min，主軸轉(zhuǎn)速600r/min；(4)鉆通孔時，要求鉆頭鉆出工件表面4mm。五、計算題(本大題共2小題，每小題10分，共20分)36.已知某數(shù)控車床縱向進給系統(tǒng)平均負載Pm=2500N，絲杠轉(zhuǎn)數(shù)n=50r/min，使用壽命T=15000h，運轉(zhuǎn)狀態(tài)為一般運轉(zhuǎn)，運轉(zhuǎn)系數(shù)fw可取為1.2，試求該滾珠絲杠所能承受的最大動負載為多少?

(提示：=3.42,=3.56,=3.68)37.如圖示，一臺反應式步進電動機，通過一對減速齒輪，滾珠絲杠副帶動工作臺移動。步進電動機轉(zhuǎn)子有48個齒，采用五相十拍通電方式；并設定步進電動機每走一步，工作臺移動5μm。當絲杠導程L0=4mm，齒輪1的齒數(shù)選定為Z1=21時，試求齒輪2的齒數(shù)Z2。全國2001年10月高等教育自學考試

數(shù)控技術及應用試題參考答案

課程代碼：02195一、單項選擇題(本大題共20小題，每小題2分，共40分)1.B2.C3.A4.C5.B

6.D7.D8.B9.D10.C11.C12.D13.D14.A15.B16.A17.C18.C19.B20.C二、填空題(本大題共10小題，每小題1分，共10分)21.自適應控制系統(tǒng)22.插補23.中斷驅(qū)動型(或中斷型)24.|Xb-Xa|+|Yb-Ya|

25.約等于126.427.主光柵28.越低29.脈沖編碼器(或回轉(zhuǎn)編碼器)30.檢測裝置三、分析題(本大題共4小題，每小題5分，共20分)

31.(1)常用光電耦合器有4種類型：普通型——應用廣泛高速型——采用光敏二極管和高速開關管復合結構，既有高響應速度，又保持較高的電流傳輸比。達林頓輸出型——電流傳輸比大，可直接驅(qū)動數(shù)十毫安的負載。晶閘管輸出型——輸出部分為光控晶閘管，常用于交流大功率電路的隔離驅(qū)動場合。(2)光電耦合器在I/O接口中的主要作用：隔離光電耦合器輸入輸出兩側(cè)電路的電氣聯(lián)系；方便地完成信號電平轉(zhuǎn)換。32.(1)若F≥0時，刀具沿X軸正方向走一步，則Fi+1=Xa∣Yi+1∣-∣Ya∣Xi+1=Xa∣Yi∣-∣Ya∣Xi-∣Ya∣=Fi-∣Ya∣（2）若F<0時，刀具沿Y軸負方向走一步，即則Fi+1=Xa∣Yi+1∣-∣Ya∣Xi+1=Xa(∣Yi∣+1)-∣Ya∣Xi+1=Xa∣Yi∣-∣Ya∣Xi+Xa=Fi+xa故得出第四象限直線的逐點比較法插補偏差計算公式為：F≥0時，進給：+X，F(xiàn)i+1=Fi-∣Ya∣F<0時，進給:-Y，F(xiàn)i+1=Fi-Xa33.選用直流伺服電動機應遵循以下原則：(1)機床在無切削運行時，在整個速度范圍內(nèi)，電動機的負載轉(zhuǎn)矩應小于其連續(xù)額定轉(zhuǎn)矩；(2)最大切削轉(zhuǎn)矩的倍數(shù)設定，應在電動機載荷特性規(guī)定的范圍內(nèi)；(3)加減速時應當工作在加減速區(qū)內(nèi)。加減速時，總的轉(zhuǎn)矩為負載轉(zhuǎn)矩與慣性轉(zhuǎn)矩之和，慣性轉(zhuǎn)矩取決于加速度和負載慣量，而加速度取決于希望的加速時間。(4)負載慣量對電動機靈敏度及快速移動時間有很大影響。一般情況下，負載慣量不應超過電動機轉(zhuǎn)子慣量的三倍。34.(1)數(shù)控機床的定位精度一般采用刻線基準尺和讀數(shù)顯微鏡、激光干涉儀、光柵、感應同步器等測量工具進行測量。(2)高精度的數(shù)控銑床應選用雙頻激光干涉儀測量其定位精度。四、編程題(10分)35.NGXYZFSMEOBN010G91G00X5