現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)試卷及答案A-

1、總得分閱卷人復(fù)查人考試方式本試卷考試分?jǐn)?shù)占 學(xué)生總評成績比例開卷100 %分?jǐn)?shù)40一、簡答題每題10分得分河南理工大學(xué)2022 -2022 學(xué)年第2_學(xué)期?現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)?試卷A卷1. 說明加工程序數(shù)據(jù)在數(shù)控裝置中是如何處理的？2試述透射光柵的檢測原理，并繪圖表示光柵測量系統(tǒng)的組成？如何提高其分辨率?3. 試述增量式編碼器在數(shù)控機(jī)床上的作用。4. 試述交流進(jìn)給、主軸伺服電機(jī)的工作原理及特性曲線。2. 請按題中要求用數(shù)字積分法求解圓弧起點(diǎn)坐標(biāo)A3,4，B3, -4，R=5,1脈沖，用數(shù)字積分法列表寫出第一象限和第二象限前2步的插補(bǔ)過程，并在圖中畫出軌跡。2mm脈沖當(dāng)量為脈沖，請用數(shù)字積分法計(jì)算完成

2、圓弧插補(bǔ)時(shí)需要多少步J/I/AB分?jǐn)?shù)20分?jǐn)?shù)分40得分、計(jì)算題20分第1題8分，第2題12分三、編程題2小題，第一小題20分，第二小題20分碼器脈沖是多少？1.某數(shù)控車采用步進(jìn)電機(jī)作進(jìn)給驅(qū)動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)的步距角為度，絲杠螺距為4mm,編碼器與主軸連接方式如下，Z1,Z2,Z3,Z4分別為80,40,40,20編碼器每轉(zhuǎn)1500個(gè)脈沖，問加工螺距P=6mm螺紋時(shí)，工作臺(tái)走一個(gè)脈沖當(dāng)量時(shí)對應(yīng)的編1.編制如以下圖球頭螺紋手柄的加工程序，制定加工路線，并填寫數(shù)控加工工 序卡。材料為鋁合金，棒料直徑為50mm棒料長度為95mm如果原點(diǎn)定在球頭的中心點(diǎn)，那么A點(diǎn)和B點(diǎn)坐標(biāo)為：A(-14.283,28，B(-

3、21.424,22)(1)列出所采用的刀具、走刀路線。4分2編制完成該零件加工的數(shù)控加工程序16分77少2.編制以下圖零件內(nèi)槽輪廓和4個(gè)8孔的數(shù)控精加工程序，要求T1為8鉆，長度為40mm T2為8m立銑刀。(1)在圖中標(biāo)出所建立的工件坐標(biāo)系、所采用的刀具、走刀路線。4分(2)編制完成該零件加工的數(shù)控加工程序16分總得分閱卷人復(fù)查人考試方式本試卷考試分?jǐn)?shù)占 學(xué)生總評成績比例閉卷100 %分?jǐn)?shù)40一、簡答題每題10分得分桂制目瑋河南理工大學(xué)2022-2022 學(xué)年第2_學(xué)期?現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)?試卷A卷1說明加工程序數(shù)據(jù)在數(shù)控裝置中是如何處理的？答：數(shù)據(jù)處理程序包括：1譯碼：譯碼程序是以程序段為單位對

4、信息進(jìn)行處理，把其中的各種工作輪廓信息、進(jìn)給速度F和其他輔助信息M、S、T依照電腦能識(shí)別的數(shù)據(jù)形式，并以一定的格式存在指定的內(nèi)存專用 區(qū)間。2分2刀具補(bǔ)償：經(jīng)過譯碼的程序段數(shù)據(jù)不能直接用于插補(bǔ)程序，要經(jīng)過刀補(bǔ)計(jì)算，將編程時(shí)工作輪廓數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為刀具中心軌跡數(shù)據(jù)。2分3進(jìn)給速度處理。編程所給的刀具移動(dòng)速度，是在各坐標(biāo)的合成方向上的速度。速度處理首先要做的工作是根據(jù)合成速度來計(jì)算各運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的分速度。2分4插補(bǔ)計(jì)算。插補(bǔ)的任務(wù)是在一條給定起點(diǎn)和終點(diǎn)的曲線上進(jìn)行“數(shù)據(jù)點(diǎn)的密化。2分5位置控制。主要進(jìn)行各進(jìn)給軸跟隨誤差的計(jì)算，并進(jìn)行調(diào)節(jié)處理，輸出速度控制指令。2分2試述透射光柵的檢測原理，并繪圖表示光柵測量

5、系統(tǒng)的組成？如何提高其分辨率？答：兩塊光柵以微小的交角相對傾斜重疊時(shí)，在光柵刻痕的垂直的上方可見到明暗交替的莫爾條紋。 兩塊光柵相對移動(dòng)時(shí)，莫爾條紋就沿垂直于交角平分線的方向移動(dòng)。因此可以通過測量莫爾條紋的運(yùn)動(dòng)，即對莫爾條紋計(jì)數(shù)來測量光柵的位移量。在光柵的移動(dòng)中光電元件可以將兩光柵條紋的明暗變化轉(zhuǎn)換成相角相差90°的方波信號輸出，通過記錄此兩路方波個(gè)數(shù)來測量實(shí)際的位移變化，并且通 過測量兩路信號的相位差來得到位移方向。4分4分2通過倍頻電路如四倍頻、10倍頻、20倍頻來提高分辨率。2分 3試述增量式編碼器在數(shù)控機(jī)床上的作用。答：1. 位置檢測進(jìn)給系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)位移測量，由于增量式光電編碼器

6、每轉(zhuǎn)過一個(gè)分辨角就發(fā)出一個(gè)脈沖信號，因此，根據(jù)脈沖的數(shù)量、傳動(dòng)比及滾珠絲杠螺距即可得出移動(dòng)部件的線位移。3分2. C軸控制主軸控制。主運(yùn)動(dòng)主軸控制中采用主軸位置脈沖編碼器，那么成為具有位置控制功能的主軸控制系統(tǒng)，或者叫做C 軸控制。主軸位置脈沖編碼器的作用主要有：1主軸旋轉(zhuǎn)與坐標(biāo)軸進(jìn)給的同步控制，實(shí)現(xiàn)螺紋加工。2分2主軸定向準(zhǔn)?？刂啤＜庸ぶ行膿Q刀時(shí)，為了使機(jī)械手對準(zhǔn)刀柄，主軸必須停在固定的徑向位置；在固定切削循環(huán)中，如精鏜孔，要求刀具必須停在某一徑向位置才能退出。2分3實(shí)現(xiàn)恒線速切削控制。車床和磨床進(jìn)行端面或錐形面切削時(shí)，為了保證加工面的外表粗糙度Ra保持一定的值，要求刀具與工件接觸點(diǎn)的線速度

7、為恒值。1分3. 測速。由光電編碼器發(fā)出脈沖的頻率或周期可測量轉(zhuǎn)速2分4試述交流進(jìn)給、主軸伺服電機(jī)的工作原理及特性曲線。答：交流進(jìn)給伺服電機(jī)的工作原理：當(dāng)定子三相繞組通上交流電后，就產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場，該旋轉(zhuǎn)磁 場以同步轉(zhuǎn)速n旋轉(zhuǎn)。根據(jù)磁極同性相斥，異性相吸的原理，定子旋轉(zhuǎn)磁場就要與轉(zhuǎn)子的永久磁鐵磁 極互相吸引住，并帶著轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)。因此轉(zhuǎn)子也將以同步轉(zhuǎn)數(shù)與定子旋轉(zhuǎn)磁場一起轉(zhuǎn)動(dòng)。3分特性曲線圖2分交流主軸伺服電機(jī)的工作原理：當(dāng)定子上三相繞組接通三相電源以后，由電源供給勵(lì)磁電流，在定 子與轉(zhuǎn)子之間的氣隙內(nèi)建立起以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場，依靠電磁感應(yīng)作用，在轉(zhuǎn)子條內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng) 電動(dòng)勢。因?yàn)檗D(zhuǎn)子上導(dǎo)條中

8、有電流流過，轉(zhuǎn)子條中就有電流流過，從而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)電能變?yōu)?機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換。3分特性曲線圖2分1脈沖，用數(shù)字積分法列表寫出第一象限和第二象限前2步的插補(bǔ)過程，并在圖中畫出軌跡。2mm,脈沖當(dāng)量為脈沖，請用數(shù)字積分法計(jì)算完成圓弧插補(bǔ)時(shí)需要多少步分?jǐn)?shù)20得分、計(jì)算題20分第1題8分，第2題12分1.某數(shù)控車采用步進(jìn)電機(jī)作進(jìn)給驅(qū)動(dòng) ，步進(jìn)電機(jī)的步距角為度，絲杠螺距為 4mm,編碼器與主軸連接方式如下，Z1,Z2,Z3,Z4分別為80,40,40,20編碼器每 轉(zhuǎn)1500個(gè)脈沖，問加工螺距P=6mm螺紋時(shí)，工作臺(tái)走一個(gè)脈沖當(dāng)量時(shí)對應(yīng)的編碼器脈沖是多少？2，答：i進(jìn)給Z3 pZ4 360P360

9、i1.8 4X 4=1.5P,主軸轉(zhuǎn)速為360即走1.5個(gè)絲杠螺距，n1轉(zhuǎn)1周，n1n20.01mm/ 脈沖2n2 80n1402n1，脈沖編碼器轉(zhuǎn)Z240Z1 80即主軸轉(zhuǎn)一周,n2,脈沖編碼器發(fā)出3000個(gè)脈沖，可以讓刀具走1.5絲杠螺距,設(shè)工作臺(tái)走一個(gè)脈沖當(dāng)量時(shí)對應(yīng)的編碼器脈沖為 XXX=30002.請按題中要求用數(shù)字積分法求解圓弧起點(diǎn)坐標(biāo) A 3,4，B 3, -4，R=5,解：因圓弧半徑值為3,取累加器、被積函數(shù)存放器、終點(diǎn)計(jì)數(shù)器均為三位二進(jìn)制存放器，即N=3。用兩個(gè)終點(diǎn)計(jì)數(shù)器 EX = 3、EY EY= 1 , X和Y積分器有溢出時(shí)， EX、EY相應(yīng)減“ 1,當(dāng)均為0時(shí), 插補(bǔ)結(jié)束

10、累加次數(shù)mJvx 存 yiJrx溢出 XEXJvy存 xiJry溢出 YEY0100000301100000011100100301101100012100000120111100001010310010020100001010124101001110100010005101110100161010111000100071010005000000581011015000000591010101400000050011010111140010015111011001300101050112起點(diǎn)、終點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為脈沖當(dāng)量300,400，B 300, -400第I象限走刀步數(shù)=300+100=400第

11、II象限走刀步數(shù)=500+500=1000第III象限走刀步數(shù)=500+500=1000第IV象限走刀步數(shù)=300+100=400完成圓弧插補(bǔ)時(shí)共需溢出走 2800補(bǔ)三、計(jì)算題2小題，第一小題 20分，第二小題20分1.零件如圖2所示，毛坯為$ 30mm的棒料，材料為45鋼，試在配置 Fanuc系統(tǒng)的數(shù)控車床上完成該 零件的加工程序編制。 列出所采用的刀具、走刀路線。4分2編制完成該零件加工的數(shù)控加工程序16分N85G01 X24 W-5;N90W-8;N100 G70 P30 Q90; 1 分N110 G00 X50 Z50; 0.5分N120 T0202 S500;N130 G00 X26

12、 Z-25; 2分N140 G01 X12 F0.08;N150 G04 X5.0;N160 G01 X20;N170 G00 Z-59;N180 G01 X18 F0.08; 2 分N190 G04 X5.0;N200 G01 X26;N210 GOO X50 Z50; 0.5分N220 T0303 S400;分N240 G92 X15.2 Z-23 F1.5; 3分N250X14.6;N260X14.2;N270X14.04;N280 G00 X50 Z50;N290 M30;(1)外圓車床為1號刀，2號刀為切槽刀，刀寬為 4mm，螺紋刀為3號刀O0001N05 G00 X50 Z50;(

13、0.5 分)N10 S500M03 T0101; 0.5 分N15 G00 X35 Z3 ; 1 分N20 G73 U12.2 R5 ; 1 分N25 G73 P30 Q90 U0.2 W0 F0.3 ; 1 分N30 G00 X0 ; 0.5分N35 G01 Z0 F0.1S1000; 0.5 分N40 G03 X12 Z-6 R6; 1 分N45 G01W-3;N50X13.8;N55X15.8 W-1;N60W-16;N65X16;N70X18 W-1;N75W-2;N80G02 X18 W-12 R15;8-9'bq空 1X45*不給分，沒有倒扣0.5分0.5分2編制以下圖零件

14、內(nèi)槽輪廓和 4個(gè)8孔的數(shù)控精加工程序，要求T1為8鉆，長度為40mm ; T2為8mm立銃刀。(1)在圖中標(biāo)出所建立的工件坐標(biāo)系、所采用的刀具、走刀路線。4分N105 Y0;N110 G42 G01 X-30 ;N115 Y14.5;N120 G02 X-24.5 Y20 R5.5 F100;N125 G01 X10 F150;N130 G02 X30 Y0 R20 F100;N135 G01 Y-14.5 F150;N140 G02 X24.5 Y-20 R5.5 F100;N145 G01 X-10 F150;N150 G02 X-30 Y0 R20 F100;N155 G01 Z10 M05;N160 G40 G0 X 80 Y-60 Z80;N170 M30;00002N10 G54 X 80 Y-60 Z80;