數(shù)控技術(shù)考試題及參考答案何雪明

1、一、填空題：1.數(shù)控機床是用數(shù)字化代碼來控制 刀具與工件 的相對運動，從而完成零件的加工。2.所謂“插補”就是指在一條已知起點和終點的曲線上進(jìn)行 數(shù)據(jù)點的密化（或數(shù)據(jù)密化） 的過程。3.對刀操作就是 確定工件坐標(biāo)系 和 機床坐標(biāo)系 之間關(guān)系的操作。4.直流伺服電動機的控制特性是指其速度隨 電壓 變化的特性，而其機械特性是指其速度隨 負(fù)載轉(zhuǎn)矩 變化的特性。5.刀具在機床上的位置是由 刀位點 的位置來表示的。6.JB3051-82規(guī)定，數(shù)控機床坐標(biāo)軸和方向是基于 工件 固定，刀具 移動。7.數(shù)控機床上采用的導(dǎo)軌主要有 靜壓導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌、塑料導(dǎo)軌 三種形式。7.用逐點比較法插補直線OA，其起點坐標(biāo)

2、為O（0，0），終點坐標(biāo)A（5，8），若采用插補的總步數(shù)作為終點減法計數(shù)器JE的初始值，即JE 13 。在插補過程中，每進(jìn)給一步，計數(shù)器JE減1,當(dāng)JE 0時，到達(dá)終點，停止插補。8.數(shù)控機床一般由控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、測量裝置和機械本體五個部分組成。9.CNC系統(tǒng)軟件必須完成 管理 和 控制 兩大任務(wù)。10.步進(jìn)電機的“失步”現(xiàn)象有兩種表現(xiàn)形式，即 丟步 和 越步 14.在CNC軟件中資源分時共享要解決的問題是各任務(wù)何時占用CPU以及占用時間的長短，解決的辦法是 循環(huán)輪流 和 中斷優(yōu)先相結(jié)合。11.數(shù)控機床伺服驅(qū)動系統(tǒng)是指以機床移動部件的 位置 和 速度 作為控制量的自動控制系統(tǒng)，又

3、稱為拖動系統(tǒng)。12.若三相步進(jìn)電機（三相繞組分別為A、B、C），請寫出三相六拍工作方式的通電順序：AABBBCCCAA（或者AACCCBBBAA）13.對于第四象限逆圓弧來說，當(dāng)F0時其進(jìn)給方向為 +y ，偏差計算公式為 F=F-2y+114.數(shù)控機床的脈沖當(dāng)量是指 每個脈沖信號使數(shù)控機床移動部件產(chǎn)生的位移量。15.數(shù)控技術(shù)是指用 數(shù)字化信號（或數(shù)字化代碼）對機床運動及其加工過程進(jìn)行自動控制的一種方法。16.從CNC系統(tǒng)使用的微機及結(jié)構(gòu)來分，CNC系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)一般分為：多微處理機 和 單微處理機17.改變 刀具半徑補償值的大小，不改變加工程序，就可以實現(xiàn)同一輪廓的粗、精銑加工。18.數(shù)控機床

4、按伺服系統(tǒng)的控制方式可分為 開環(huán)數(shù)控機床 半閉環(huán)數(shù)控機床 閉環(huán)數(shù)控機床 。三、單項選擇題：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 ）A、診斷 B、插補 C、位控 D、譯碼2.下列正確表示機床坐標(biāo)系的是（ A ） 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 ）A、1um/脈沖 B、5um/脈沖 C、10um/脈沖 D、0.01mm/脈沖4.設(shè)編程原點在工件的上表面，執(zhí)行下列程序后，鉆孔深度是（ C ）。 G90 G01 G43 Z-50 H01 F100 （H01補償值-

5、2.00mm）A48mm； B.52mm； C.50mm。5.一直線的起點坐標(biāo)在坐標(biāo)原點，終點坐標(biāo)為A（xa、ya），刀具的坐標(biāo)為P（x、y）。用逐點比較法對該直線進(jìn)行插補時的偏差函數(shù)是（ B ）。A. Fx·yxa·ya； B. Fxa·yya·x； C. Fxa·xya·y；D. Fxa+yaxy6. 加工中心與其他數(shù)控機床的主要區(qū)別是( A )。A.有刀庫和自動換刀裝置；B.機床轉(zhuǎn)速高；C.機床剛性好；D.進(jìn)刀速度高7. 數(shù)控機床的數(shù)控裝置包括( C )。A.光電讀帶機和輸入程序載體；B.步進(jìn)電機和伺服系統(tǒng)C.輸入、信息處理和輸

6、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 ）。A機床參數(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（ B ）A機床坐標(biāo)系； B. 工件坐標(biāo)系；10下面哪項任務(wù)不是數(shù)據(jù)預(yù)處理（預(yù)計算）要完成的工作？（ A ）A、位置控制 B、刀具半徑補償計算C、刀具長度補償計算 D、象限及進(jìn)給方向判斷11. A步進(jìn)電機的轉(zhuǎn)速是否通過改變電機的（ A ）而實現(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( D )。A.檢驗零件圖樣設(shè)計的正確性；B.檢驗零件工藝方案的正確性；C.測試數(shù)控程序的效率；D.檢驗程序單及控

7、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。13. 在開環(huán)數(shù)控機床進(jìn)給系統(tǒng)中，下列電機唯一可用的是（ C ）。A.直流伺服電機 B.交流伺服電機 C.步進(jìn)電機 D.大慣量電機。14. 用逐點比較法插補起點為（0，0），終點坐標(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)給方向為（ C ）。A. +X； B. X； C. +Y； D.-Y。15.數(shù)控機床上直流電動機最常用的調(diào)速方法是（ A ）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

8、號在相位上相差（ A ）。A. 1/4周期； B. 1/2周期；C. 一周期；D. 3/4周期。17.下面哪項任務(wù)不是數(shù)據(jù)預(yù)處理（預(yù)計算）要完成的工作？（ A ）A、位置控制 B、刀具半徑補償計算C、刀具長度補償計算 D、象限及進(jìn)給方向判斷18. CNC系統(tǒng)的中斷管理主要靠（ B ）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)電機的轉(zhuǎn)速與下面哪些因素?zé)o關(guān)？（ D ） 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，如何補償機械傳動間隙和滾珠絲桿螺距誤差？答：機械傳動間隙和滾珠絲桿螺距誤差可采用

9、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(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)行補償。2.數(shù)控機床對進(jìn)給伺服系統(tǒng)的要求有哪些?答：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(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，運行平穩(wěn)，加工精度較高。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？ 答：開環(huán)系統(tǒng)中沒有位置檢測和反饋。半

10、閉環(huán)系統(tǒng)中的位置檢測和反饋信號不是取自最終的進(jìn)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.編程軌跡幾何要素的連接關(guān)系如圖，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？ 答：A、B、D均為縮短型，因為夾角都為0180度。 C為伸長型，因為夾角為180270度。5.數(shù)控機床一般由哪幾個部分組成？各部分起什么作用？ 答：數(shù)控機床一般包括五部分，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算（

11、速度計算）、插補計算、補償計算，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，帶動機床執(zhí)行部件運動。(4）測量裝置：電流、速度、位置等檢測反饋裝置。（5）機床本體：包括主運動部件、進(jìn)給運動部件、執(zhí)行部件和基礎(chǔ)部件，最終實現(xiàn)刀具和工件的相對運動。1.欲用逐點比較法插補直線OA，其起點坐標(biāo)為O（0，0），終點坐標(biāo)為A（，），其值為5，6，試寫出其直線插補運算過程，并繪出其插補軌跡。解：由于待插補直線的起點坐標(biāo)為O（0，0），終點坐標(biāo)為A（5，6），采用總步數(shù)終點判別方法，總步數(shù)。從坐標(biāo)原點開始

12、插補，故此時偏差，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(biāo)進(jìn)給第3拍：新偏差計算第4拍：終點判別1+X2+Y3+Y4+X5+Y6+X7+Y8+X9+Y10+X11+Y插補軌跡如下圖所示： 2. 用數(shù)字積分（DDA）插補法對圖示直線進(jìn)行插補運算，并在圖中畫出插補軌跡。解.總步數(shù)為437步JVX（Xe）JRXX溢出JVY（Ye）JRYY溢出終點計數(shù)器10000110000001001000110110011000001011110010100100011001101110000010111001001001000111111011000001011010111010

13、0100011101111100000101100010003. 某CNC機床采用絲桿螺母副驅(qū)動工作臺的直線進(jìn)給運動，絲桿與電機直接相連，絲桿導(dǎo)程為10mm，步進(jìn)電機每轉(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。解：步進(jìn)電機每轉(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: 六、插補題：1試推導(dǎo)出逐點比較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。ABXYO解：如圖，第二象限逆圓弧，起點為A（x0，y0），終點為B（xe

14、，ye），圓心再原點，半徑為R，進(jìn)給方向為x或y方向。 取偏差函數(shù) 瞬時加工點P（xi，yj）對應(yīng)的偏差函數(shù)值為初始化 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 （1）當(dāng)Fi，j>0時， ，點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， ，點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（如起點），點P

15、（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）。 插補程序流程圖：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。 解:N01 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 M022.3. 用有關(guān)

16、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，程序原點選與機床原點重合，所有孔均為的鉆削加工。 解：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 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. 用刀具半徑補償?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