數(shù)控機床的技術考試卷附答案

三、單項選擇題：C系統(tǒng)軟件必須完成管理和控制兩大任務，下面任務中哪個不屬于控制任務？〔〕A、診斷B、插補6、位控D、譯碼以下正確表示機床坐標系的是〔〕A、C、B、D、A、C、B、D、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/脈沖設編程原點在工件的上外表，執(zhí)行以下程序后，站孔深度是〔〕。G90G01G43Z-50H01F100[H01補償值-2.00mm〕A.48mm； B.52mm； C.50mm?！本€的起點坐標在坐標原點，終點坐標為A〔x、y〕，刀具的坐標為P〔x、y〕。用逐點比擬法對該直線進展插補時的偏差函數(shù)是〔〕。 aaA.F=x.y-x.y；B.F=x.y-y?x；C.F=x?x-y?y；D.F=x+y-x-yaa aa aa aa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；6.機床剛性好；D.進刀速度高數(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)6.輸入、信息處理和輸出單元；D.位移、速度傳感器和反應系統(tǒng)G00的指令移動速度值是〔〕。^機床參數(shù)指定；B數(shù)控程序指定；C操作面板指定。編程坐標系一般指的是〔〕^機床坐標系；B.工件坐標系；下面哪項任務不是數(shù)據(jù)預處理〔預計算〕要完成的工作？〔 〕入、位置控制 B、刀具半徑補償計算C、刀具長度補償計算 。、象限及進給方向判斷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。程序編制中首件試切的作用是()。A.檢驗零件圖樣設計的正確性；B.檢驗零件工藝方案的正確性；測試數(shù)控程序的效率；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。在開環(huán)數(shù)控機床進給系統(tǒng)中，以下電機唯一可用的是〔〕。A.直流伺服電機B.交流伺服電機C.步進電機D.大慣量電機。用逐點比擬法插補起點為〔0,0〕，終點坐標為A〔60,20〕的一條直線，假設當前偏差函數(shù)值為40,那么刀具進給方向為〔〕。A.+X；B.X；C.+Y；D.-Y。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；6.電樞電路串電阻法；。.電樞電路串電感法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。下面哪項任務不是數(shù)據(jù)預處理〔預計算〕要完成的工作？〔〕入、位置控制 B、刀具半徑補償計算C、刀具長度補償計算 。、象限及進給方向判斷C系統(tǒng)的中斷管理主要靠〔〕完成，而系統(tǒng)的中斷構造決定了系統(tǒng)軟件的構造。A、軟件B、硬件CsCPUD、總線步進電機的轉(zhuǎn)速與下面哪些因素無關？〔 〕A、脈沖信號的頻率f B、轉(zhuǎn)子齒數(shù)zC、通電方式k 。、定子繞組中的電流大小四、簡答題：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？數(shù)控機床對進給伺服系統(tǒng)的要求有哪些？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？步進電機的主要性能指標有哪些？試比擬驅(qū)動步進電機的三種功率放大器特點。編程軌跡幾何要素的連接關系如下圖，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？數(shù)控機床一般由哪幾個局部組成？各局部起什么作用？五、計算題：欲用逐點比擬法插補直線OA，其起點坐標為?！?，0〕,終點坐標為A〔七，七〕，其值為七=5,>=6,試寫出其直線插補運算過程，并繪出其插補軌跡。e用數(shù)字積分〔DDA〕插補法對圖示直線進展插補運算，并在圖中畫出插補軌跡。

某6機床采用絲桿螺母副驅(qū)開工作臺的直線進給＞直接相連，絲桿導程為10mm，步進電機每轉(zhuǎn)400步，3給速度為2.4m/min，求： 21）系統(tǒng)的脈沖當量6。 12）最高速進速時的進給脈沖頻率。1A(4,3)7zZX1A(4,3)7zZX運動，絲桿與電機工作臺的最高進試推導出逐點比擬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：昂ru1—<寸-F-101fY1.編寫車削加工程序，加工ABCDEFG昂ru1—<寸-F-101fY2.用編選的——■—2.用編選的——■—————十-1--1-1-<20^20-<20^-20*303.用刀具半徑補償?shù)姆椒ň帉懲廨喞娤骷庸こ绦颍ぜ螤钊缦聢D，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。參考答案三、 單項選擇題：1.A2.A3.A4.C5.B6.A7.C8.A9.B10.A11.A12.D13.C14.C15.A16.A17.A18.B19.D四、 簡答題：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，以進展補償。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，具有抗干擾能力，運行平穩(wěn)，加工精度較高。開環(huán)系統(tǒng)中沒有位置檢測和反應。半閉環(huán)系統(tǒng)中的位置檢測和反應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)中的位置檢測和反應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，但本錢也最低主要性能指標：步距角、靜態(tài)步距誤差、輸出扭矩、最高啟動、停頓脈沖頻率、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、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。A、B、D均為縮短型，因為夾角都為0~180度。C為伸長型，因為夾角為180~270度。數(shù)控機床一般包括五局部，各局部的作用如下：〔1〕控制介質(zhì)：存儲程序、參數(shù)?！?〕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。這一局部是數(shù)控機床的核心〔3〕伺服系統(tǒng)：承受數(shù)控裝置來的指令，將信號進展調(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?！?〕測量裝置：電流、速度、位置等檢測反應裝置。〔5〕機床本體：包括主運動部件、進給運動部件、執(zhí)行部件和根底部件，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0〔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)N=5+6=11。從坐標原點開場插補，故此時偏差F0=。，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1F=0+XF=F—y=0—6=—6N=11—1=102 0 F<0+Y——1 0 e F=F+x=—6+5=—1 2 1 e N=10—1=93F2<0+YF=F+x=—1+5=4 3 2 e N=9—1=84F>0+XF=F—y=4—6=—2 4 3 e N=8—1=75F3<0+YF=F+x=—2+5=3——5 4 e N=7—1=66F>0 5 +XF=F—y=3—6=—3N=6—1=57F<0+Y——6 5 e F=F+x=—3+5=2N=5—1=48——6 F>0+X 7 6 e F=F—y=2—6=—4 8 7 e N=4—1=39F<0 Q+YF=F+x=—4+5=1——9 8 e N=3—1=210F>0+XF=F—y=1—6=—5N=2—1=111——9 F10<0+Y——W 9 e F11=上+y=-5+5=0N=1—1=0插補軌跡加以下圖所示:A〔5,6)2.總步數(shù)為4+3=7步JvX〔Xe〕JRXX溢出頃〕JRYY溢出終點計數(shù)器1000000110000001001000110110011000001011110010

100100011001101110000010111001001001000111111011000001011010111010010001110111110000010110001000插補軌跡圖:3.步進電機每轉(zhuǎn)400步，即步距角為:360。400360。400=0.9°系統(tǒng)的脈沖當量為：8=-^—?i?t=^^~?1?10=0.025(mm)TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"360 360設工作臺最高進給速度V時步進電機的轉(zhuǎn)速為「轉(zhuǎn)每分鐘，對應的進給脈沖頻率為f.那么：V=n?i?tf?a—n360 60\o"CurrentDocument"由以上兩式得：f=-?匕=—?2.4X103=1600(HZ)

ai?t0.9 10六、插補題：加圖，第二象限逆圓弧，起點為A〔x0，y0〕，終點為B〔xe，ye〕，圓心再原點，半徑為 A丫進給方向為一x或一尸方向。取偏差函數(shù)F=x2+y2-R2 "\瞬時加工點P〔xi，yj〕對應的偏差函數(shù)值為 b/ \

F=X2+).2-R2〔1〕當Fi,j>0時，X2+七2>R2,點P〔Xi，yj〕在圓弧以外，應向1方向進給一步。那么新的加工點為〔xi,yj+i〕，其中:七=七-1新偏差為F—x2+y2—R2—x2+(y—I)2—R2=x2+y2—R2—2y+1TOC\o"1-5"\h\zj+1 i j+1 ij ij j即偏差函數(shù)遞推公式為F+1=F-2y.+1〔2〕當Fi,j<0時， l，J'X2+yj2<R2,點P〔xi,yj〕在圓弧以，應向1方向進給一步。那么新的加工點為〔Xi+1,yj〕,其中:xi+1=Xj-1—x2+y2=—x2+y2=(x—1)2+y2=x2+y2—R2—2x+1-2；+1’j '點P〔xi,yj〕在直線上，可規(guī)定向^方向進給即偏差函數(shù)遞推公式為〔3〕當Fi,j=0時〔如起點〕,一步〔同當Fi,j>0時〕。插補程序流程圖：jiF,j+1=jiF,j+1=F,jy2—2pXj,1.N01G92X120Z90N02S300M03N03G90G00X30Z-2_AN04G01Z-15F20_BN05G03X60Z-41R30-CTOC\o"1-5"\h\zN06G01Z-56 -DN07X80Z-86 -EN08Z-101 -FN09G02X114Z-131R35-GN10G00X120Z90M022.N01G92X0Y0Z0N02S300M03M07N03G99G81X30Y-60Z-43R-27F20-1孔TOC\o"1-5"\h\zN04G98Y-80 2孔N05G99G81X50Y-60Z-43R-27F203孔N06G98Y-60 4孔N07G99G81X70Y-60Z-43R-27F205孔N08G98Y-80 6孔N09G99G81X90Y-60Z-43R-27F207孔N10G98Y-60 8孔N11G99G81X110Y-60Z-43R-27F209孔N12G98Y-80 10孔N13G00X0Y0Z0M05M09N14M023.設工件坐標系原點位于工件上外表的日50圓心處。選擇刀具半徑小于或等于8mmN01G92X-150Y-200Z200N02G00Z-5S300M03N03G01G41X-50Y-100D01F150N04Y0N05G02X50R50N06G01Y-100N07G01X30N08G01Y-83N09G03X22Y-75R8N10G01X-22N11G03X-30Y-83R8N12G01Y-100N13G01X-50N14G00G40X-150Y-200M05N15G00Z200M02簡答題〔每題6分，共18分〕何謂二軸半坐標數(shù)控機床

試論述數(shù)控機床的進給伺服系統(tǒng)是由哪幾局部組成，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？簡述數(shù)控車床采用鋼板焊接床身的原因。一?計算題〔10分〕假設加工第一象限直線OE，起點為0(0,0),終點為E(7,4),設累加器為3位，試按DDA法進展插補計算，并繪出插補軌跡圖。四.論述題〔每題9分，共36分〕試推導以下圖的脈沖當量6與步距角a的關系式，假設各齒輪齒數(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，試答復如何滿足脈沖當量步爆電帆工作臺步爆電帆工作臺與步距角中間的關系？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。談談你對現(xiàn)代數(shù)控機床開展趨勢的看法和學習體會。二簡答題〔每題6分，共18分〕二軸半坐標數(shù)控機床在構造上有三個坐標，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。由伺服驅(qū)動電路、伺服驅(qū)動裝置、機械傳動機構及執(zhí)行部件四局部組成。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，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。采用鋼板焊接床身構造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；焊接構造還無需鑄造構造所需的出砂口，有可能將根底件做成完全封閉的箱形構造；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，在構造一樣時，E值大的材料剛度那么高。三計算題〔10分〕解：將X=7及Y=4化成二進制數(shù)X=111B及Y=100B存放在Jvx及Jvy中，選存放器容量為三位，那么累加次數(shù)m=23=e8。插補運算過程如下表所示，插補軌跡見圖3-24所示。圖324宜線插補實例

計算正確〔6分〕，繪圖〔4分〕四.論述題〔每題9分，共36分〕1.解步進電機喪*7DDA直線插補運算設程累加次數(shù)axix3_毛s=8「600汲出axJjlY+JtQT16出12 4OW+111=nta加0+100=10002111+1】】Fno1100+100-00013110+21】=101I000+10。=10004101+111-1001JOO+100-00015100+11】=oil10004-100=100a6D11+111=0101JflO+100=OQCi1010+111>=001]000-1-100=1000aDD1+1H=000J100+100=0001脈沖當量6與步距角a的關系式為： 〔6分〕可通過配算齒輪降速比來滿足它們中間的關系〔3分〕按摩爾條級特點，可在摩爾條級移動方向上開設四個窗口七、七、七和P4,切使得它們兩兩相距1/4摩爾條級寬度，可以從四個觀察窗口得到如下結論：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，摩爾條級也移動一個摩爾條級寬度。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用期數(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?！?分〕2） 確定移動部件的方向：從七、七、七和P4四個窗口可得到在相位上依次超前或滯后1