數(shù)控技術自測試題.doc

數(shù)控技術期末試題（有答案）一、填空題（301分） 1伺服系統(tǒng)由 和 組成。 2數(shù)控機床按控制運動的方式可分為 、 、 。 3數(shù)控技術中常用的插補算法有 和 插補法兩類。 4刀具補償分為 補償， 補償。5程序編制可分為手工編程和 。 6數(shù)控設備主要由 、 、 和受控設備組成。 7G代碼中， 代碼表示在程序中一經被應用，直到出現(xiàn)同組的任一G代碼時才失效； 代碼表示只在本程序段中有效。8典型的數(shù)控系統(tǒng)有：日本的 、德國的 、西班牙的FAGOR。 9常用的位置檢測裝置有： 、 、 等。 10伺服系統(tǒng)的作用是 。 11影響電火化成形加工精度的主要因素： 、 、 等。12光柵是用于數(shù)控機床的精密檢測裝置，是一種非接觸式測量，按其形狀分為 和 。 13電火化線切割加工時，常用的工作液主要有： 、 。 14插補是指： 。 15數(shù)控車削中的指令G71格式為： 。 二、解釋如下指令或字母含義（151分）1、G50(車) 2、CNC 3、G02 4、ATC5、G43 6、G17 7、G90（銑） 8、G549、G81 10、G41 11、M03 12、M05 13、M06 14、M30 15、T0305三、簡答題（102分）1簡述數(shù)控線切割的加工原理？它與電火化成形加工有哪些不同？2簡述電火化成形加工時減小電極損耗的吸附效應?四、原理題（15分）欲加工第一象限直線AB，起點A（0，0），終點B（4，3）。試用逐點比較插補法，寫出插補節(jié)拍并繪出插補軌跡。五、編程題（102分）1、已知某零件的程序如下，零件厚度10mm，用R5的立銑刀精銑外輪廓。試回答：(1)用實線劃出零件輪廓，并標明各交點、切點坐標；(2)用虛線劃出刀具中心軌跡；(3)用箭頭和文字標明刀具運行方向； (4)用箭頭和文字標明刀具偏移方向、距離。%O001N001 G90G00G54X-20.Y0Z100.;N002 S1000M03;N003 G43Z-10.H01;N004 G01G41X0Y0D02F300.;N005 G01X0Y15.;N006 G02X10.Y25.R10.;N007 G01X58.775;N008 G02X58.775Y-25.R-40.;N009 G01X10.;N010 G02X0Y-15.I0J10.;N011 G01X0Y0;N012 G01G40X-20.Y0;N013 G00Z100.M05;N014 M30;%2、已知零件(厚20mm)及鉆孔數(shù)控加工程序，采用了循環(huán)加工指令；試將如下程序說明填寫完整。%O002N001 G90G54G00X0Y0; ( )N002 Z100.;N003 S600M03; ( )N004 G99G81Y50.Z-23.R2.F50.; ( )N005 X-43.3Y-25.; ( )N006 X43.3Y-25.;N007 G80X0Y0M05; ( )N008 M02%參考答案一、填空題（301分） 1、伺服驅動電路和伺服驅動裝置2、點位控制數(shù)控機床 點位直線控制數(shù)控機床 輪廓控制數(shù)控機床3、脈沖增量插補法 數(shù)據(jù)采樣插補法4、半徑補償、長度補償5、手工編程和自動編程6、輸入輸出裝置 計算機數(shù)控裝置 伺服系統(tǒng) 受控設備7、模態(tài)代碼 非模態(tài)代碼8、FANUC、SINUMERIK9、編碼器、光柵、旋轉變壓器、磁柵10、把來自數(shù)控裝置的插補脈沖信號轉換為機床移動部件的移動。11、機床精度、電極精度、電極損耗、放電間隙、工裝夾具精度等。12、圓光柵、長光柵13、乳化液 去離子水14、是在被加工軌跡上的已知點之間進行數(shù)值密化工作。15、G71 P_Q_U_W_D_F_S_T_。二、解釋如下指令或字母含義（151分）1、工件坐標系設置或最高限速2、計算機數(shù)控3、順時針方向圓弧插補4、自動換刀裝置5、刀具長度正補償6、指定xy平面7、絕對尺寸8、坐標原點偏置9、鉆孔固定循環(huán)10、刀具半徑左補償11、主軸順時針方向旋轉12、主軸停止13、換刀14、程序結束并返回15、3號刀具5號刀補三、簡答題（102分）1、答題要點：數(shù)控線切割機床是利用金屬線或各種鍍層金屬線作為負電極，工件作為正電極，在其間加上脈沖電壓，同時澆注工作液，不斷地產生火花放電，使工件不斷地被電蝕，滿足工件的加工要求。它與電火化成形加工的不同有：采用連續(xù)運動的絲電極；由工作臺實現(xiàn)XY進給；始終采用正極性接法。2、答題要點：在電火化成形加工中，采用的工作液是煤油，它含有碳氫化合物，在放電過程中將分解為一種帶負電荷的碳膠粒，在電場的作用下吸附在正極表面，形成碳黑層，如采用負極性接法時，可以保護和補償電極，這就是吸附效應。四、原理題（15分）答題要點：（圖略）節(jié)拍判別函數(shù)進給方向偏差與坐標計算終點判別起始F0=0X0=4 Y0=3 n=Xe+Ye=71F0=0+XF1=-3n=7-1=62F1=-30+XF3=-2n=5-1=44F3=-2+YF4=2n=4-1=35F4=20+XF5=-1n=3-1=26F5=-10+XF7=0n=1-1=0五、編程題（210分）1、2、建立工件坐標系，絕對編程， 快速移動刀X0，Y0。主軸正轉轉速600r/min。在X0Y50處鉆孔循環(huán)，鉆到Z-23，返回R=2平面，F(xiàn)50。在X-43.3Y-25處循環(huán)鉆孔。 取消鉆孔循環(huán)，主軸停轉。一:填空題(28分,每空2分)1. 滾珠絲杠副的循環(huán)形式為( )和 ( )。2. 在ISO標準中規(guī)定X軸為( )。 3. 脈沖當量分為( )和( )兩種形式。3. 逐點比較法直線插補中,計數(shù)方向的取法與( )有關。 5. 滾珠絲杠是把絲杠的（ ）運動變成執(zhí)行元件的（ ）運動的傳動裝置。 6. 按受力狀況分,導軌分為( )和( )兩類。 7. 因步進電機單電壓驅動電路功耗比較( ),所以只應用于功率較( )的數(shù)控機床伺服系統(tǒng)。 8. 在ISO代碼中，G26用于( )。二:選擇題(每小題2分,共20分) 1. 步進電機的啟動頻率是( )。 從靜止開始起動能達到不丟步運行的最高通電頻率. 最高運行頻率. 達到最大力矩時的頻率 帶動額定負載時運行頻率 2. 數(shù)控機床控制程序是 ( )。 數(shù)控機床設計的重要組成部分,它是零件加工程序,如3B代碼等 它不是零件加工程序,但對零件加工程序進行處理,控制機床運行加工 是計算機監(jiān)控程序 3. 步進電機帶負載啟動頻率比空載啟動頻率( )。 高 低 無法確定 4. 在步進電機性能中,矩頻特性( )。 頻率越高力矩越小 力矩與頻率無關 頻率越高力矩越大 不同步進電機有不同的矩頻特性,但頻率與力矩無法確定其變化趨勢 5. 數(shù)控機床ISO代碼 ( )。 是數(shù)控機床設計的重要組成部分,如3B代碼一樣也是零件加工用程序 它不是零件加工程序,但對零件加工程序進行處理,控制機床運行加工 是計算機監(jiān)控程序 6. 數(shù)控機床在自動化程度上是( )。 全自動機床 半自動機床手動機床 全自動機床或半自動機床7. 數(shù)控機床加工零件在( )時更顯示出優(yōu)越性。 大批大量生產 工件簡單且大批大量生產 生產批量小且工件簡單 工件復雜,批量較小8. 數(shù)控機床中的手動運行功能的作用是( )。 對零件加工程序進行驗證后再輸入計算機,節(jié)約輸入工作 對已輸入的零件加工程序進行插入、刪除、修改、復制等工作 對數(shù)控機床進行調整刀具或工作臺位置 把加工零件程序進行存儲,以后加工再用10.驅動步進電機的功率放大電路的作用是( )。 電流放大至步進電機額定電流 電壓放大至步進電機額定電壓 功率放大至步進電機額定功率 扭矩放大至步進電機額定扭矩三:直線的起點坐標為(0,0),終點坐標為(5,-3),試用逐點比較法對該直線進行插補(寫出計算過程,走的方向),并畫出插補軌跡。 ( 8分 )四:某數(shù)控車床采用110BF003型步進電機, 步矩角=0.75度,脈沖當量為0.01mm,三相六拍工作方式,絲杠導程T=4mm, 求: 步進電機齒數(shù)。(4分) 設計此傳動系統(tǒng),畫出結構原理圖。(6分)liu:用ISO代碼編制圖2所示零件加工程序。(8分) 100 140 120 180 Z A z X加工順序：錐右端面錐面圓柱外圓退刀，A點坐標（XA=70，ZA=245） 單位：mm七: 簡述齒形帶的傳動特點？(8分)八: 圖3所示為用偏心套消除齒輪間隙結構簡圖,畫出A方向偏心套示意圖（只畫出A方向偏心輪圖，其他不畫，簡述消隙原理），簡述其工作原理。(8分) A 齒輪2 齒輪1 偏心輪 步進電機 圖3一、判斷題（每小題2分，共20分）1、數(shù)字控制技術是指利用數(shù)字或數(shù)字代碼作為控制指令來控制機床運動及其加工過程的一種技術。（ ）2、步進電機控制系統(tǒng)簡單，工作可靠，成本低。但其控制精度受到步距角的限制，易產生步距累計誤差。（ ）3、滾珠絲杠副傳動的啟動力矩較大，運動平穩(wěn)，無爬行現(xiàn)象，傳動精度高，同步性好。（ ）4、在DDA法插補中，不管給定累加寄存器的位數(shù)是多少，均需進行進給速度均化處理。（ ）5、數(shù)控程序編制包括：分析零件圖樣；選定編程坐標系，計算基點與節(jié)點坐標；根據(jù)加工條件及要求，編制加工程序；制作加工程序單或其它的控制介質。（ ）6、若步進電機轉子齒數(shù)為z = 40，三相三拍控制時，步距角為30，三相六拍控制時，步距角為1.50。（ ）7、伺服電機是指轉子的機械運動受輸入信號控制作快速反應的一類電機。（ ）8、步進電機驅動控制電路將具有一定頻率，一定數(shù)量和方向的進給脈沖轉換成控制步進電機各項定子繞組通斷電的電平信號變化頻率，變化次數(shù)和通電順序。（ ）9、光柵作為一種位置檢測元件，長光柵稱為標尺光柵，短光柵稱為指示光柵，一般都是根據(jù)物理上莫爾條紋的形成原理進行工作的。（ ）10、數(shù)控機床上齒輪傳動設計的原則是在系統(tǒng)穩(wěn)、準、快的基礎上，綜合考慮與電機負載匹配，脈沖當量整量化等因素。（ ）二、（15分）編制圖示零件的加工程序 說明 1） 使用G91，使用I、K，工藝過程分粗車、精車； 2）工藝路線為：車端面車小外圓車圓弧面車大外圓；2030 3）選用CK0630數(shù)控臥式車床； 4）用三爪卡盤夾持工件； 對刀點選在工件的右端面與回轉軸線的交點；20R5 5）根據(jù)要求，選外圓粗車刀，外圓精車刀和切斷刀各一把。50 四、(共15分) 在某數(shù)控機床的步進電機驅動系統(tǒng)中，已知，步進電機轉子的齒數(shù)為40，三相六拍工作方式。絲杠的導程值為6mm，脈沖當量為0.01mm。求：1.步進電機每轉所需脈沖數(shù)。 2.總降速比i。3.每轉進給量x。4.每分進給量v。六、(共20分) 畫出光柵檢測四倍頻位移數(shù)字變換電路原理圖及波形圖，并簡述其工作過程。 一、填空題 1、數(shù)控機床由控制介質、數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、反饋裝置、輔助裝置和機床本體6部分組成。2、CNC裝置的功能包括基本功能和選擇功能。3、零件程序以零件輪廓軌跡來編程，刀具補償?shù)淖饔檬前蚜慵喞壽E轉換成刀具中心軌跡。4、數(shù)控機床的主傳動是指產生切削力的傳動運動。5、從零件圖的分析到制成控制介質的全部過程叫數(shù)控程序的編制。6、根據(jù)運動控制方式的不同，機床數(shù)控系統(tǒng)可分為點位/直線控制系統(tǒng)和輪廓控制系統(tǒng)。7、CNC系統(tǒng)中一般都具有直線插補和圓弧插補功能。8、數(shù)控機床常用的插補算法可歸納為脈沖增量插補法和數(shù)據(jù)采樣插補法。9、步進電機驅動器由脈沖分配器和功率放大器組成。數(shù)控機床的編程方法有手工編程和自動編程。二、選擇題1.開環(huán)控制系統(tǒng)中經常使用的伺服電動機是 C。A. 直流伺服電動機 B. 交流伺服電動機C. 步進電動機 D. 力矩電動機 2.使用數(shù)控系統(tǒng)的刀具直徑補償功能時，刀具中心的運動軌跡是 B。A工件的真實廊形 B工件廓形的等距線C工件廊形的插補直線 D工件廓形的插補圓弧3.以最大進給速度移動到指定位置的點定位功能字是 A。AG00 BG01 CG08 DG094.根據(jù)所用進給伺服系統(tǒng)的類型，數(shù)控機床可分為 A數(shù)控機床。A開環(huán)；半閉環(huán)；閉環(huán) B硬線；計算機 C點位控制連續(xù)控制 D多功能和經濟型5.計算機數(shù)控的英文縮寫是 B。A. NC B. CNC C. DNC D. FNC三、問答題 1、試述點位控制、直線控制和輪廓控制的區(qū)別。答：1、點位控制系統(tǒng)的特點是只控位移部件的終點位置，即控制移動部件由一個位置到令一位置的精確定位，二隊它們運動過程中的軌跡沒有嚴格要求，在位移的定位過程中不進行任何加工。2、直線控制系統(tǒng)的特點是刀具相對于工件的運動不僅要控制兩點之間的準確位置，還要保證來兩點之間移動軌跡是一條直線。3、輪廓控制系統(tǒng)不僅要控制起點的位置，而且還要控制加工過程中每一點的位置和速度。2、簡述逐點比較法插補的本質是什么？答：在刀具按要求軌跡運動加工零件輪廓的過程中，不斷比較刀具與被加工零件輪廓之間的相對位置，并根據(jù)比較結果決定下一步的進給方向，使刀具向減小偏差的方向進給。3、簡述CNC裝置的組成及主要功能。答：CNC裝置由三部分組成，即計算機（硬件和軟件）、可編程序控制器（PLC）和接口電路。功能：根據(jù)輸入的零件加工程序、數(shù)據(jù)和參數(shù)，完成數(shù)值計算和邏輯判斷，進行輸入、輸出控制。4、數(shù)控機床對機械結構有那些要求？答：1、具有較高的靜、動剛度和良好抗震性；2、具有較好的熱穩(wěn)定性； 3、具有較高的運動精度和良好的低速穩(wěn)定性；4、具有良好的操作、安全防護性能。5、數(shù)控編程的內容和步驟有那些？答：內容：分析零件圖紙，確定工藝過程，通過數(shù)值計算，計算出道具中心運動軌跡、獲得刀位數(shù)據(jù)、編制零件加工程序單，制備控制介質，校對程序及試切。步驟：1、分析零件圖樣和工藝要求；2、數(shù)值計算；3、編寫加工程序單；4、制作控制介質，輸入程序信息；5、程序檢驗。四、計算題1、用逐點比較法插補第一象限直線OA，起點原點，終點坐標（6,4），寫出插補運算過程并繪出插補軌跡。2、根據(jù)數(shù)控程序畫出零件圖。(1#刀為外圓車刀，2#刀為3mm切槽刀)OOO1N010 T0101 S600 M03；N020 G00 X27. Z5.;N030 X16.;N035 G01 z0N040 X18. Z1. F100.;N050 Z35.;N060 X20.;N070 X22. W1.;N080 Z80.;N090 G00 X100.Z100.;N110 T0202N120 G00 X25. Z35.;N130 GO1 X9.;N140 X25.;N150 G00 Z70.;N160 G01 X15.;N170 X25.;N180 G00 X100.Z100.;N190 M05;N200 N30;3、試編制圖示車削零件的加工程序。老師點的題目：1、CNC系統(tǒng)框圖，CNC的組成及工作原理。2、點位控制、直線控制及輪廓控制的區(qū)別。3、開環(huán)、全閉環(huán)、半閉環(huán)。4、逐點比較法的插補原理。5、CNC的基本功能和選擇功能。6、什么叫主傳動。7、滾珠絲桿的預緊。8、導軌有哪幾種？9、數(shù)控編程有哪幾種步驟？10、切削用量、坐標軸和運動方向怎么確定。11、什么是數(shù)控技術。12、G4：刀具補償取消。13、按數(shù)控裝置類型進行分類，可分為以上答案百度來的，可能不準確，請自己核對 山東科技大學2010-2011學年第二學期期末考試 數(shù)控技術及數(shù)控機床試卷學生姓名： ，班級： ，學號： ，成績： 一 填空題（每題4分，共36分）1 數(shù)控加工中的最基本問題就是根據(jù)所輸入的零件加工程序中有關幾何形狀和 的原始數(shù)據(jù)及其指令，通過相應的插補運算。按一定的關系向各個坐標軸的驅動控制器分配 ，從而使得 驅動工作臺相對主軸的運動軌跡, 以一定的精度要求逼近于所加工的零件的外形輪廓尺寸。2 按加工批量和零件的復雜程度，試在下圖區(qū)域內標出通用機床、專用機床和數(shù)控機床的適用位置。批量 大 小 簡單 復雜 復雜程度 3 功率步進電機一般用于普通機床的數(shù)控改造，以及對精度要求較低的場合等 系統(tǒng)。步進電機的步距角是指 。對于三相步進電機，當以雙相通電方式，齒數(shù)為40時。此時步距角 。4 為了保證數(shù)控機床總是能在最有利的切削速度下進行加工，或實現(xiàn)桓速切削的功能，數(shù)控機床的主軸轉速通常在其調速范圍內 。因此，現(xiàn)代數(shù)控機床常采用 作為主運動的動力源。5 數(shù)控機床的最小設定單位是 ，標制著數(shù)控機床精度的分辨率，其值一般為 ，在編程時，所有的編程單位都應轉換成與最小設定單位相應的數(shù)據(jù)。6 通常把數(shù)控車床的床身導軌傾斜布置，可改善其 和 。提高機床的靜剛度。7 數(shù)控技術是 的技術；計算機數(shù)控（CNC）是指 ；數(shù)控機床具有 、 、 、 、 等優(yōu)點。8 插補器就實現(xiàn)的方法而言，可用 或 ；按其實現(xiàn)的功能來分類，它可分為 、 、 等類型。9 刀具半徑補償是指 。 左偏刀具半徑補償指令和右偏刀具半徑補償指令分別為 和 。二 簡答題（每題6分，共18分）1 何謂二軸半坐標數(shù)控機床？2 試論述數(shù)控機床的進給伺服系統(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。三 計算題（10分） 若加工第一象限直線OE，起點為O(0，0)，終點為E(7，4)，設累加器為3位，試按DDA法進行插補計算，并繪出插補軌跡圖。四 論述題（每題9分，共36分）1試推導下圖內的脈沖當量與步距角的關系式，假設已知各齒輪齒數(shù)和絲杠的導程。由于脈沖當量是規(guī)定的，步進電機一經選定后，其步距角也是一定的，試回答如何滿足脈沖當量與步距角中間的關系？2 試討論利用光柵的摩爾條紋特點如何來檢測機床移動部件的位移、移動方向和移動的速度？3 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。4 談談你對現(xiàn)代數(shù)控機床發(fā)展趨勢的看法和學習體會。數(shù)控技術及數(shù)控機床試卷標準答案一填空題（每題4分，共36分）1輪廓尺寸，進給脈沖，伺服電機2批量 大 專用機床 普通機床 數(shù)控機床 小 簡單 復雜 復雜程度3開環(huán)，步進電機每步的轉角4連續(xù)無級可調，直流或交流調速主軸電機5數(shù)控機床能實現(xiàn)的最小位移量，0.00010.01mm6排屑條件，受力狀態(tài)7以數(shù)字量編程實現(xiàn)機械或其他設備自動工作，用計算機通過數(shù)字信息來自動控制機床，加工精度高，生產效率高，減輕工人勞動強度，改善了勞動條件，有利于生產管理，有利于向高級計算機控制和管理方面發(fā)展。8硬件邏輯電路，執(zhí)行軟件程序，直線插補, 二次圓，拋物線等9具有這種功能的數(shù)控裝置能使刀具中心自動地從零件實際輪廓上偏離一個指定的刀具半徑值（補償量），并使刀具中心在這一被補償?shù)能壽E上運動，從而把關鍵加工成圖紙上要求的輪廓形狀。二簡答題（每題6分，共18分）1二軸半坐標數(shù)控機床在結構上有三個坐標，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。2由伺服驅動電路、伺服驅動裝置、機械傳動機構及執(zhí)行部件四部分組成。它的作用是：接收數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的進給速度和位移指令信號，由伺服驅動電路作轉換和放大后，經伺服驅動裝置(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)常用的驅動元件是步進電機、直流伺服電機和交流伺服電機。3采用鋼板焊接床身結構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； 焊接結構還無需鑄造結構所需的出砂口，有可能將基礎件做成完全封閉的箱形結構；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，在結構相同時，E值大的材料剛度則高。三計算題（10分）1解： 將Xe 7及Ye 4化成二進制數(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。插補運算過程如下表所示，插補軌跡見圖3-24所示。計算正確（6分），繪圖（4分）四論述題（每題9分，共36分）1解脈沖當量與步距角的關系式為： （6分）可通過配算齒輪降速比來滿足它們中間的關系 （3分）2按摩爾條紋特點，可在摩爾條紋移動方向上開設四個窗口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論：1） 機床移動部件的位移檢測：標尺光柵裝在機床移動