數(shù)控機(jī)床的技術(shù)考試卷附答案

三、單項(xiàng)選擇題：C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(gè)不屬于控制任務(wù)？〔〕A、診斷B、插補(bǔ)6、位控D、譯碼以下正確表示機(jī)床坐標(biāo)系的是〔〕A、C、B、D、A、C、B、D、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(duì)應(yīng)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(shè)編程原點(diǎn)在工件的上外表，執(zhí)行以下程序后，站孔深度是〔〕。G90G01G43Z-50H01F100[H01補(bǔ)償值-2.00mm〕A.48mm； B.52mm； C.50mm。—直線的起點(diǎn)坐標(biāo)在坐標(biāo)原點(diǎn)，終點(diǎn)坐標(biāo)為A〔x、y〕，刀具的坐標(biāo)為P〔x、y〕。用逐點(diǎn)比擬法對(duì)該直線進(jìn)展插補(bǔ)時(shí)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(jī)床的主要區(qū)別是()。A.有刀庫和自動(dòng)換刀裝置；B.機(jī)床轉(zhuǎn)速高；6.機(jī)床剛性好；D.進(jìn)刀速度高數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置包括()。A.光電讀帶機(jī)和輸入程序載體；B.步進(jìn)電機(jī)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(yīng)系統(tǒng)G00的指令移動(dòng)速度值是〔〕。^機(jī)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(biāo)系一般指的是〔〕^機(jī)床坐標(biāo)系；B.工件坐標(biāo)系；下面哪項(xiàng)任務(wù)不是數(shù)據(jù)預(yù)處理〔預(yù)計(jì)算〕要完成的工作？〔 〕入、位置控制 B、刀具半徑補(bǔ)償計(jì)算C、刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償計(jì)算 。、象限及進(jìn)給方向判斷A步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速是否通過改變電機(jī)的〔〕而實(shí)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(yàn)零件圖樣設(shè)計(jì)的正確性；B.檢驗(yàn)零件工藝方案的正確性；測(cè)試數(shù)控程序的效率；檢驗(yàn)程序單及控制介質(zhì)的正確性，綜合檢驗(yàn)所加工的零件是否符合圖樣要求。在開環(huán)數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中，以下電機(jī)唯一可用的是〔〕。A.直流伺服電機(jī)B.交流伺服電機(jī)C.步進(jìn)電機(jī)D.大慣量電機(jī)。用逐點(diǎn)比擬法插補(bǔ)起點(diǎn)為〔0,0〕，終點(diǎn)坐標(biāo)為A〔60,20〕的一條直線，假設(shè)當(dāng)前偏差函數(shù)值為40,那么刀具進(jìn)給方向?yàn)椤病?。A.+X；B.X；C.+Y；D.-Y。數(shù)控機(jī)床上直流電動(dòng)機(jī)最常用的調(diào)速方法是〔〕A.調(diào)壓調(diào)速法；B.調(diào)勵(lì)磁磁場(chǎng)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(cè)量角位移時(shí)，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(hào)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(xiàng)任務(wù)不是數(shù)據(jù)預(yù)處理〔預(yù)計(jì)算〕要完成的工作？〔〕入、位置控制 B、刀具半徑補(bǔ)償計(jì)算C、刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償計(jì)算 。、象限及進(jìn)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(gòu)造決定了系統(tǒng)軟件的構(gòu)造。A、軟件B、硬件CsCPUD、總線步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與下面哪些因素?zé)o關(guān)？〔 〕A、脈沖信號(hào)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(jiǎn)答題：開環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)中，如何補(bǔ)償機(jī)械傳動(dòng)間隙和滾珠絲桿螺距誤差？數(shù)控機(jī)床對(duì)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的要求有哪些？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(diǎn)？步進(jìn)電機(jī)的主要性能指標(biāo)有哪些？試比擬驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的三種功率放大器特點(diǎn)。編程軌跡幾何要素的連接關(guān)系如下圖，刀補(bǔ)方向?yàn)樽蟮堆a(bǔ)，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(jī)床一般由哪幾個(gè)局部組成？各局部起什么作用？五、計(jì)算題：欲用逐點(diǎn)比擬法插補(bǔ)直線OA，其起點(diǎn)坐標(biāo)為?！?，0〕,終點(diǎn)坐標(biāo)為A〔七，七〕，其值為七=5,>=6,試寫出其直線插補(bǔ)運(yùn)算過程，并繪出其插補(bǔ)軌跡。e用數(shù)字積分〔DDA〕插補(bǔ)法對(duì)圖示直線進(jìn)展插補(bǔ)運(yùn)算，并在圖中畫出插補(bǔ)軌跡。

某6機(jī)床采用絲桿螺母副驅(qū)開工作臺(tái)的直線進(jìn)給＞直接相連，絲桿導(dǎo)程為10mm，步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)400步，3給速度為2.4m/min，求： 21）系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量6。 12）最高速進(jìn)速時(shí)的進(jìn)給脈沖頻率。1A(4,3)7zZX1A(4,3)7zZX運(yùn)動(dòng)，絲桿與電機(jī)工作臺(tái)的最高進(jìn)試推導(dǎo)出逐點(diǎn)比擬法插補(bǔ)第二象限逆圓時(shí)的偏差函數(shù)遞推公式，并畫出插補(bǔ)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(bǔ)償?shù)姆椒ň帉懲廨喞娤骷庸こ绦?，工件形狀如下圖，工件厚度5mm。刀具路線等其它參數(shù)、坐標(biāo)系合理自定。要求考慮刀具半徑補(bǔ)償。各程序段要求注釋。參考答案三、 單項(xiàng)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(jiǎn)答題：機(jī)械傳動(dòng)間隙和滾珠絲桿螺距誤差可采用機(jī)械、硬件、軟件補(bǔ)償方法。其中機(jī)械補(bǔ)償方法：傳動(dòng)間隙的補(bǔ)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(bǔ)償法：預(yù)先測(cè)得傳動(dòng)間隙，每次在進(jìn)給反向時(shí)通過軟件或硬件電路額外發(fā)出對(duì)應(yīng)于間隙值的指令位移，以進(jìn)展補(bǔ)償。一般來說，對(duì)數(shù)控機(jī)床伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要性能要求有以下幾點(diǎn)：進(jìn)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(yīng)速度要快；工作穩(wěn)定性要好，具有抗干擾能力，運(yùn)行平穩(wěn)，加工精度較高。開環(huán)系統(tǒng)中沒有位置檢測(cè)和反應(yīng)。半閉環(huán)系統(tǒng)中的位置檢測(cè)和反應(yīng)信號(hào)不是取自最終的進(jìn)給部件，而是取的電動(dòng)機(jī)軸或絲桿等中間環(huán)節(jié)，閉環(huán)系統(tǒng)中的位置檢測(cè)和反應(yīng)信號(hào)是取自最終的進(jìn)給部件〔如工作臺(tái)。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(biāo)：步距角、靜態(tài)步距誤差、輸出扭矩、最高啟動(dòng)、停頓脈沖頻率、邊續(xù)運(yùn)行的最高工作頻率、步進(jìn)運(yùn)行和低頻振蕩等。其驅(qū)動(dòng)電路有三種功率放大器：?jiǎn)坞妷汗β史糯箅娐贰㈦p電壓功率放大電路和斬波恒流功放電路，區(qū)別如下：?jiǎn)坞妷汗β史糯箅娐罚汗拇?，一般只用于小功率步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)；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(shí)有較大的轉(zhuǎn)動(dòng)力，多用于中、大功率步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)；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(shí)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(dòng)電路。A、B、D均為縮短型，因?yàn)閵A角都為0~180度。C為伸長(zhǎng)型，因?yàn)閵A角為180~270度。數(shù)控機(jī)床一般包括五局部，各局部的作用如下：〔1〕控制介質(zhì)：存儲(chǔ)程序、參數(shù)?！?〕數(shù)控裝置：將加工程序譯碼軌跡計(jì)算〔速度計(jì)算〕、插補(bǔ)計(jì)算、補(bǔ)償計(jì)算，向各坐標(biāo)的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分配速度、位移命令。這一局部是數(shù)控機(jī)床的核心〔3〕伺服系統(tǒng)：承受數(shù)控裝置來的指令，將信號(hào)進(jìn)展調(diào)解、轉(zhuǎn)換、放大后驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)，帶動(dòng)機(jī)床執(zhí)行部件運(yùn)動(dòng)?！?〕測(cè)量裝置：電流、速度、位置等檢測(cè)反應(yīng)裝置?！?〕機(jī)床本體：包括主運(yùn)動(dòng)部件、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件、執(zhí)行部件和根底部件，最終實(shí)現(xiàn)刀具和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。五、 計(jì)算題：

1.由于待插補(bǔ)直線的起點(diǎn)坐標(biāo)為0〔0,0〕，終點(diǎn)坐標(biāo)為A〔5,6〕，采用總步數(shù)終點(diǎn)判別方法，總步數(shù)N=5+6=11。從坐標(biāo)原點(diǎn)開場(chǎng)插補(bǔ)，故此時(shí)偏差F0=。，加工過程的運(yùn)算節(jié)拍如下表所示:序號(hào)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(jì)算第4拍：終點(diǎn)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(bǔ)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(diǎn)計(jì)數(shù)器1000000110000001001000110110011000001011110010

100100011001101110000010111001001001000111111011000001011010111010010001110111110000010110001000插補(bǔ)軌跡圖:3.步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)400步，即步距角為:360。400360。400=0.9°系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量為：8=-^—?i?t=^^~?1?10=0.025(mm)TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"360 360設(shè)工作臺(tái)最高進(jìn)給速度V時(shí)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為「轉(zhuǎn)每分鐘，對(duì)應(yīng)的進(jìn)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(bǔ)題：加圖，第二象限逆圓弧，起點(diǎn)為A〔x0，y0〕，終點(diǎn)為B〔xe，ye〕，圓心再原點(diǎn)，半徑為 A丫進(jìn)給方向?yàn)橐粁或一尸方向。取偏差函數(shù)F=x2+y2-R2 "\瞬時(shí)加工點(diǎn)P〔xi，yj〕對(duì)應(yīng)的偏差函數(shù)值為 b/ \

F=X2+).2-R2〔1〕當(dāng)Fi,j>0時(shí)，X2+七2>R2,點(diǎn)P〔Xi，yj〕在圓弧以外，應(yīng)向1方向進(jìn)給一步。那么新的加工點(diǎn)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(dāng)Fi,j<0時(shí)， l，J'X2+yj2<R2,點(diǎn)P〔xi,yj〕在圓弧以，應(yīng)向1方向進(jìn)給一步。那么新的加工點(diǎn)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(diǎn)P〔xi,yj〕在直線上，可規(guī)定向^方向進(jìn)給即偏差函數(shù)遞推公式為〔3〕當(dāng)Fi,j=0時(shí)〔如起點(diǎn)〕,一步〔同當(dāng)Fi,j>0時(shí)〕。插補(bǔ)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(shè)工件坐標(biāo)系原點(diǎn)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(jiǎn)答題〔每題6分，共18分〕何謂二軸半坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床

試論述數(shù)控機(jī)床的進(jìn)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(dòng)元件是什么？簡(jiǎn)述數(shù)控車床采用鋼板焊接床身的原因。一?計(jì)算題〔10分〕假設(shè)加工第一象限直線OE，起點(diǎn)為0(0,0),終點(diǎn)為E(7,4),設(shè)累加器為3位，試按DDA法進(jìn)展插補(bǔ)計(jì)算，并繪出插補(bǔ)軌跡圖。四.論述題〔每題9分，共36分〕試推導(dǎo)以下圖的脈沖當(dāng)量6與步距角a的關(guān)系式，假設(shè)各齒輪齒數(shù)和絲杠的導(dǎo)程。由于脈沖當(dāng)量是規(guī)定的，步進(jìn)電機(jī)一經(jīng)選定后，其步距角也是一定的，試答復(fù)如何滿足脈沖當(dāng)量步爆電帆工作臺(tái)步爆電帆工作臺(tái)與步距角中間的關(guān)系？試分別論述開環(huán)控制系統(tǒng)、半閉環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式和特點(diǎn)。談?wù)勀銓?duì)現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床開展趨勢(shì)的看法和學(xué)習(xí)體會(huì)。二簡(jiǎn)答題〔每題6分，共18分〕二軸半坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床在構(gòu)造上有三個(gè)坐標(biāo)，可同時(shí)控制兩個(gè)坐標(biāo)，而第三個(gè)坐標(biāo)作等間距運(yùn)動(dòng)。主要用于三軸以上控制的機(jī)床，其中兩個(gè)軸互為聯(lián)動(dòng)，而另一個(gè)軸作周期進(jìn)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(dòng)電路、伺服驅(qū)動(dòng)裝置、機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)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(jìn)給速度和位移指令信號(hào)，由伺服驅(qū)動(dòng)電路作轉(zhuǎn)換和放大后，經(jīng)伺服驅(qū)動(dòng)裝置（直流、交流伺服電機(jī)，功率步進(jìn)電機(jī)，電液脈沖馬達(dá)等）和機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)機(jī)床的工作臺(tái)、主軸頭架等執(zhí)行部件實(shí)現(xiàn)工作進(jìn)給和快速運(yùn)動(dòng)。伺服系統(tǒng)常用的驅(qū)動(dòng)元件是步進(jìn)電機(jī)、直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)。采用鋼板焊接床身構(gòu)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(gòu)造還無需鑄造構(gòu)造所需的出砂口，有可能將根底件做成完全封閉的箱形構(gòu)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(gòu)造一樣時(shí)，E值大的材料剛度那么高。三計(jì)算題〔10分〕解：將X=7及Y=4化成二進(jìn)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(bǔ)運(yùn)算過程如下表所示，插補(bǔ)軌跡見圖3-24所示。圖324宜線插補(bǔ)實(shí)例

計(jì)算正確〔6分〕，繪圖〔4分〕四.論述題〔每題9分，共36分〕1.解步進(jìn)電機(jī)喪*7DDA直線插補(bǔ)運(yùn)算設(shè)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(dāng)量6與步距角a的關(guān)系式為： 〔6分〕可通過配算齒輪降速比來滿足它們中間的關(guān)系〔3分〕按摩爾條級(jí)特點(diǎn)，可在摩爾條級(jí)移動(dòng)方向上開設(shè)四個(gè)窗口七、七、七和P4,切使得它們兩兩相距1/4摩爾條級(jí)寬度，可以從四個(gè)觀察窗口得到如下結(jié)論：1） 機(jī)床移動(dòng)部件的位移檢測(cè)：標(biāo)尺光柵裝在機(jī)床移動(dòng)部件工作臺(tái)上，趕上讀數(shù)頭裝在床身上，當(dāng)標(biāo)尺光柵移動(dòng)一個(gè)柵距時(shí)，摩爾條級(jí)也移動(dòng)一個(gè)摩爾條級(jí)寬度。即透過任一窗口的光強(qiáng)度變化一個(gè)周期。所以可觀察窗口透過的光強(qiáng)變化的用期數(shù)來確定標(biāo)尺光柵移動(dòng)了幾個(gè)柵距，從而測(cè)得機(jī)床工作臺(tái)的位移?！?分〕2） 確定移動(dòng)部件的方向：從七、七、七和P4四個(gè)窗口可得到在相位上依次超前或滯后1