數(shù)控機床技術(shù)考試試卷(附答案)

三、單項選擇題：１Ｃ系統(tǒng)軟件必須完成管理與控制兩大任務(wù)，下面任務(wù)中哪個不屬于控制任務(wù)?（)A、診斷B、插補C、位控D、譯碼2、下列正確表示機床坐標系得就是（）A、ZYＸB、YZYYZＣ、XYＺD、ZXYZX３、脈沖當(dāng)量得大小決定了加工精度,下面哪種脈沖當(dāng)量對應(yīng)得加工精度最高?（)A、1um／脈沖B、５um/脈沖Ｃ、10uｍ／脈沖Ｄ、0。01ｍｍ/脈沖4、設(shè)編程原點在工件得上表面,執(zhí)行下列程序后,鉆孔深度就是(）。G90G01G4３Ｚ-50H01F100（H０1補償值-2．00mmA。4８mｍ；B．５2mm；C.50ｍm.5、一直線得起點坐標在坐標原點，終點坐標為A(xa、ya）,刀具得坐標為Ｐ(x、y）。用逐點比較法對該直線進行插補時得偏差函數(shù)就是（）.A、Ｆ=ｘ·y－xa·ｙa;B、Ｆ＝ｘa·y-ya·x；C、F=xａ·x-ｙa·ｙ；D、F＝xａ+yａ-x-y6、加工中心與其她數(shù)控機床得主要區(qū)別就是（).A、有刀庫與自動換刀裝置;B、機床轉(zhuǎn)速高；C、機床剛性好;D、進刀速度高7、數(shù)控機床得數(shù)控裝置包括()。A、光電讀帶機與輸入程序載體；B、步進電機與伺服系統(tǒng)C、輸入、信息處理與輸出單元;D、位移、速度傳感器與反饋系統(tǒng)8、Ｇ00得指令移動速度值就是（）。A.機床參數(shù)指定；B數(shù)控程序指定；Ｃ操作面板指定。9。編程坐標系一般指得就是（）A.機床坐標系；B、工件坐標系;１０.下面哪項任務(wù)不就是數(shù)據(jù)預(yù)處理(預(yù)計算）要完成得工作？（)A、位置控制B、刀具半徑補償計算C、刀具長度補償計算D、象限及進給方向判斷11、A步進電機得轉(zhuǎn)速就是否通過改變電機得（）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得作用就是（).A、檢驗零件圖樣設(shè)計得正確性；B、檢驗零件工藝方案得正確性；C、測試數(shù)控程序得效率;D、檢驗程序單及控制介質(zhì)得正確性，綜合檢驗所加工得零件就是否符合圖樣要求.13、在開環(huán)數(shù)控機床進給系統(tǒng)中，下列電機唯一可用得就是()。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。１4、用逐點比較法插補起點為（０,0），終點坐標為A（60,2０）得一條直線,若當(dāng)前偏差函數(shù)值為40,則刀具進給方向為()。A、+X；B、–X;Ｃ、＋Y;D、—Ｙ.15、數(shù)控機床上直流電動機最常用得調(diào)速方法就是（）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)生得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。1７、下面哪項任務(wù)不就是數(shù)據(jù)預(yù)處理（預(yù)計算)要完成得工作？（)Ａ、位置控制B、刀具半徑補償計算Ｃ、刀具長度補償計算Ｄ、象限及進給方向判斷18、CNC系統(tǒng)得中斷管理主要靠(）完成，而系統(tǒng)得中斷結(jié)構(gòu)決定了系統(tǒng)軟件得結(jié)構(gòu)。A、軟件B、硬件Ｃ、CPUD、總線19。步進電機得轉(zhuǎn)速與下面哪些因素?zé)o關(guān)？(）A、脈沖信號得頻率B、轉(zhuǎn)子齒數(shù)Ｃ、通電方式Ｄ、定子繞組中得電流大小四、簡答題：1．開環(huán)進給系統(tǒng)中,如何補償機械傳動間隙與滾珠絲桿螺距誤差？2．?dāng)?shù)控機床對進給伺服系統(tǒng)得要求有哪些？3。開環(huán)、閉環(huán)與半閉環(huán)進給系統(tǒng)得區(qū)別就是什么?各有什么特點?4。步進電機得主要性能指標有哪些？試比較驅(qū)動步進電機得三種功率放大器特點。5．編程軌跡幾何要素得連接關(guān)系如圖所示,刀補方向為左刀補,試確定A、Ｂ、C、D各處得轉(zhuǎn)接類型，并說明判別依據(jù)就是什么?6。數(shù)控機床一般由哪幾個部分組成？各部分起什么作用？五、計算題：1、欲用逐點比較法插補直線ＯA,其起點坐標為O（0，0）,終點坐標為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。2、用數(shù)字積分(ＤＤA）插補法對圖示直線進行插補運算,并在圖中畫出插補軌跡。3、某CNC機床采用絲桿螺母副驅(qū)動工作臺得直線進給運動,絲桿與電機直接相連，絲桿導(dǎo)程為10ｍm，步進電機每轉(zhuǎn)40０步，工作臺得最高進給速度為2．4系統(tǒng)得脈沖當(dāng)量δ。最高速進給時得進給脈沖頻率。六、插補題：１。試推導(dǎo)出逐點比較法插補第二象限逆圓時得偏差函數(shù)遞推公式,并畫出插補程序流程圖。七、編程題：1、編寫車削加工程序，加工AＢCＤEFG部位得外輪廓，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。2、用有關(guān)得循環(huán)加工指令(或簡單指令）編程加工如圖所示零件得孔系,程序原點選與機床原點重合，所有孔均為得鉆削加工。３、用刀具半徑補償?shù)梅椒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.100100R50R8252060參考答案三、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:1、機械傳動間隙與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:傳動間隙得補償有偏心軸套調(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)于間隙值得指令位移,以進行補償。2、一般來說，對數(shù)控機床伺服驅(qū)動系統(tǒng)得主要性能要求有以下幾點：①進給速度范圍要大,能滿足低速切削與高速切削得需要;②位移精度要高；③跟隨誤差要小,即響應(yīng)速度要快;④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)系統(tǒng)中沒有位置檢測與反饋.半閉環(huán)系統(tǒng)中得位置檢測與反饋信號不就是取自最終得進給部件，而就是取得電動機軸或絲桿等中間環(huán)節(jié),閉環(huán)系統(tǒng)中得位置檢測與反饋信號就是取自最終得進給部件(如工作臺)。所以閉環(huán)系統(tǒng)得精度最高,但穩(wěn)定性稍差。開環(huán)系統(tǒng)得精度最低,但成本也最低4、主要性能指標:步距角、靜態(tài)步距誤差、輸出扭矩、最高啟動、停止脈沖頻率、邊續(xù)運行得最高工作頻率、步進運行與低頻振蕩等。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與斬波恒流功放電路，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,高頻工作時有較大得轉(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與減少時間常數(shù)；能耗小,電源效率高；能提高高頻工作頻率，就是目前使用最普及得一種驅(qū)動電路。5、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。6、數(shù)控機床一般包括五部分，各部分得作用如下：（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（速度計算）、插補計算、補償計算,向各坐標得伺服驅(qū)動系統(tǒng)分配速度、位移命令。這一部分就是數(shù)控機床得核心(3）伺服系統(tǒng)：接受數(shù)控裝置來得指令，將信號進行調(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、進給運動部件、執(zhí)行部件與基礎(chǔ)部件,最終實現(xiàn)刀具與工件得相對運動。五、計算題：1、由于待插補直線得起點坐標為O(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)。從坐標原點開始插補，故此時偏差，加工過程得運算節(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１+X2＋Y3＋Y4+X5+Y6+Ｘ7＋Ｙ8+X9+Ｙ10+X11+Y插補軌跡如下圖所示：2、總步數(shù)為4+３=７步ＪVX（Xe)JRXX溢出JVY（Yｅ）ＪRYＹ溢出終點計數(shù)器100０１00１１001０1１0111010０1101１01110111１101000插補軌跡圖：3、步進電機每轉(zhuǎn)４０0步，即步距角為：系統(tǒng)得脈沖當(dāng)量為：設(shè)工作臺最高進給速度V時步進電機得轉(zhuǎn)速為n轉(zhuǎn)每分鐘,對應(yīng)得進給脈沖頻率為f、則:由以上兩式得：六、插補題：ABXYO如圖,第二象限逆圓弧,起點為A(x0,y0），終點為B（xeABXYO進給方向為－x或-y方向。取偏差函數(shù)瞬時加工點P（xi，yj)對應(yīng)得偏差函數(shù)值為（1）當(dāng)Fｉ,j>0時,,點Ｐ（xi,ｙj)在圓弧以外，應(yīng)向－y方向進給一步。則新得加工點為(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方向進給一步。則新得加工點為(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（xi，ｙj)在直線上,可規(guī)定向－y方向進給一步(同當(dāng)Fi，j＞0時).初始化x=x0初始化x=x0,y=y0,F=0往－y方向走一步往－x方向走一步F←F-2y+1F←F-2x+1py←y-1x←x-1J←J-1J=0結(jié)束開始七、編程題:1.N01G92Ｘ12０Z９0N0２Ｓ３００M03N03Ｇ９0Ｇ00Ｘ30Z-N04G01N05G0３X６0Z-N0６Ｇ01Ｚ-Ｎ07X80Z—86－EＮ08Z-101-FN09G０2X114Z－N10Ｇ00X1２0Z90M０22、N０１G9２X0Y０Z０N02S300M０3N03G99Ｇ8１X3０Y—60Z－43R-27F２0N０4G98Y—８０2孔N05G99G81X50Y－60Z—4３ＲN０6G9８Y-60４孔N０7G9９G81X70Y—6０Z－4３ＲＮ08Ｇ98Y—80６孔N0９G99G8１X９０Y—60Z－43ＲＮ10G98Ｙ－608孔Ｎ11G99Ｇ81X１1０Y—6０Z—43R—27ＦN12G98Y—80１0孔N1３G00Ｘ0Y0Z0ＭＮ1４M3、設(shè)工件坐標系原點位于工件上表面得R５0圓心處。選擇刀具半徑小于或等于8ｍmN01Ｇ92X-1５0Y－２00Z２０0N02G０0Z－5Ｓ3０0M0３Ｎ０3G01G41X-50Y—１0０Ｄ０１N04Y0Ｎ０5Ｇ02X50Ｒ５0Ｎ06G01Ｙ-100Ｎ07G01X30N08Ｇ01Y-8３N０9G03X2２Ｙ－７5R８N１0G01X-２2Ｎ11G03Ｘ—30Y—83R8N1２G０1Ｙ－10０N13G01X-50N1４G00G４0Ｘ—15０Ｙ-200MN１５Ｇ00Z20０M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)控機床得進給伺服系統(tǒng)就是由哪幾部分組成，它們分別得作用如何？伺服系統(tǒng)常用得驅(qū)動元件就是什么?簡述數(shù)控車床采用鋼板焊接床身得原因。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(shè)累加器為3位，試按DＤA法進行插補計算,并繪出插補軌跡圖。論述題（每題9分,共３6分)1.試推導(dǎo)下圖內(nèi)得脈沖當(dāng)量δ與步距角α得關(guān)系式,假設(shè)已知各齒輪齒數(shù)與絲杠得導(dǎo)程。由于脈沖當(dāng)量就是規(guī)定得，步進電機一經(jīng)選定后，其步距角也就是一定得,試回答如何滿足脈沖當(dāng)量與步距角中間得關(guān)系？試分別論述開環(huán)控制系統(tǒng)、半閉環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)得實現(xiàn)方式與特點。談?wù)勀鷮ΜF(xiàn)代數(shù)控機床發(fā)展趨勢得瞧法與學(xué)習(xí)體會。二．簡答題(每題6分,共18分)1.二軸半坐標數(shù)控機床在結(jié)構(gòu)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得機床,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(qū)動電路、伺服驅(qū)動裝置、機械傳動機構(gòu)及執(zhí)行部件四部分組成。它得作用就是：接收數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出得進給速度與位移指令信號,由伺服驅(qū)動電路作轉(zhuǎn)換與放大后，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）與機械傳動機構(gòu),驅(qū)動機床得工作臺、主軸頭架等執(zhí)行部件實現(xiàn)工作進給與快速運動。伺服系統(tǒng)常用得驅(qū)動元件就是步進電機、直流伺服電機與交流伺服電機。3．采用鋼板焊接床身結(jié)構(gòu)可采用最有利于提高剛度得筋板布置形式,能充分發(fā)揮壁板與筋板得承裁及抵抗變形得作用；焊接結(jié)構(gòu)還無需鑄造結(jié)構(gòu)所需得出砂口,有可能將基礎(chǔ)件做成完全封閉得箱形結(jié)構(gòu);鋼板得彈性模量E比鑄鐵得彈性模量Ｅ大幾乎相差一倍。因此,在結(jié)構(gòu)相同時,Ｅ值大得材料剛度則高。三.計算題(1０分）1。解：將Xe＝7及Ye＝4化成二進制數(shù)Xe＝1１1B及Ｙe=100B存放在Jvｘ及Ｊｖy中，選寄存器容量為三位,則累加次數(shù)m=23＝8.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(dāng)量δ與步距角α得關(guān)系式為：（6分)可通過配算齒輪降速比來滿足它們中間得關(guān)系(3分）2。按摩爾條紋特點,可在摩爾條紋移動方向上開設(shè)四個窗口P１、P2、P4與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(jié)論：機床移動部件得位移檢測：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(dāng)標尺光柵移動一個柵距時，摩爾條紋也移動一個摩爾條紋寬度。即透過任一窗口得光強度變化一個周期。所以可觀察窗口透過得光強變化得周期數(shù)來確定標尺光柵移動了幾個柵距，從而測得機床工作臺得位移.(３分）確定移動部件得方向：從Ｐ1、P２、Ｐ４與P4四個窗口可得到在相位上依次超前或滯后1／4周期得近似余弦函數(shù)得光強度變化過程。當(dāng)標尺光柵沿一個方向移動時，可得到四個光強信號,P１滯后P2π／２,P2滯后P3π/2，Ｐ3滯后P4π/２，則摩爾條紋反向移動時四個