数控技术及应用试题及答案

数控技术及应用试题

课程代码：02195

一、单项选择题(本大题共20小题，每小题2分，共40分)

在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或者未选均无分。

1.在逐点比较法圆弧插补中，若偏差函数大于零，则刀具位于( ) A.圆上 C.圆内

B.圆外 D.圆心

2.第一象限的一段圆弧AB的起点坐标为(0，5)，终点坐标为(5，0)，使用逐点比较法顺圆插补完这段圆弧时，沿两坐标轴走的总步数是( ) A.5 C.15

3.脉冲增量插补法适用于( )

A.以步进电机作为驱动元件的开环数控系统 B.以直流电机作为驱动元件的闭环数控系统 C.以交流电机作为驱动元件的闭环数控系统

D.以直线或者交流电机作为驱动元件的闭环数控系统

4.基于教材JB3298—83标准，通常表示逆圆插补的G功能代码是( ) A.G02 C.G03

B.G01 D.G04 B.10 D.20

5.对步进电机驱动系统，当输入一个脉冲后，通过机床传动部件使工作台相应地移动一个

( )

A.步距角 C.螺距

B.导程 D.脉冲当量

6.步进电动机转子前进的步数多于电脉冲数的现象为( ) A.丢步 C.越步

B.失步 D.异步

7.若数控冲床的快速进给速度v=15m／min，快进时步进电动机的工作频率f=5000Hz，则脉冲当量为( ) A.0.01mm C.0.05mm

B.0.02mm D.0.1mm

8.与交流伺服电机相比，直流伺服电机的过载能力( ) A.差 C.相当

B.强 D.不能比较

9.直接数控系统又称之群控系统，其英文缩写是( ) A.C C.CIMS

B.DNC D.FMS

10.在下列相位比较式进给位置伺服系统的四个环节中，等同于一个增益可控的比例放大器的是( )

A.脉冲／相位变换器 C.正余弦函数发生器

B.鉴相器 D.位置操纵器

11.使用开环进给伺服系统的机床上，通常不安装( ) ．A.伺服系统 C.数控系统

B.制动器 D.位置检测器件

12.在下列脉冲比较式进给位置伺服系统的四个环节中，用来计算位置跟随误差的是( ) A.可逆计数器UDC C.同步电路

B.位置检测器

D.AM偏差补偿寄存器+

13.一五相混合式步进电动机，转子齿数为100，当五相十拍运行时，其步距角为( ) A.0.36° C.0.75°

14.普通的旋转变压器测量精度( ) A.很高 C.较低

B.较高 D.很低 B.0.72° D.1.5°

15.在光栅位移传感器中，为了得到两个相位相差90°的正弦信号，通常在相距______莫尔条纹间距的位置上设置两个光电元件。( ) A.1／4个 C.1／2个

B.1／3个 D.1个

16.目前标准的直线感应同步器定尺绕组节距为( ) A.0.5mm C.2mm

B.1mm D.5mm

17.关于闭环数控系统，下面哪种说法是正确的( ) A.较大的失动量直接影响系统的定位精度 B.较大的失动量直接造成系统的不稳固

C.轮廓加工系统的失动量要比点位操纵系统的失动量大一些 D.失动量与定位精度高低无关

18.在连续切削加工的闭环操纵系统中，为了保证轮廓形状精度，除了要求机床有较高的定 位精度外，还要求系统有较高的( ) A.尺寸精度 C.传动精度

B.几何精度 D.轮廓跟随精度

19.在数控机床上加工位于X-Y平面的直线轮廓时，为了减小轮廓误差，下列说法正确的是( )

A.应尽量使X、Y轴的增益相同 B.应尽量增加两轴的增益差 C.应尽量减小系统X轴的开环增益 D.应尽量减小系统Y轴的开环增益

20.在FANUC15系统中所使用的高分辨率绝对脉冲编码器，其每转输出脉冲数为10万个，最高同意转速可达每分种l万转。下面说法正确的是( ) A.该编码器内部设有专门的模拟电路进行细分处理

B.该编码器内部设有专门的数字信号处理电路进行细分处理 C.该编码器与CNC系统的通讯使用直接脉冲方式输出 D.该编码器与CNC系统的通讯使用并行方式传送输出 二、填空题(本大题共10小题，每小题1分，共10分)

请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。

21.在CNC系统中，刀具补偿包含___刀具长度补偿_____与刀具半径补偿。

22.常见的数控系统，通常都有两种基本插补功能，它们分别是直线插补与____园弧插补___。 23.关于经济型的开环操纵中的CNC系统，通常多用____功率步进电机____作为驱动元件。 24.在CNC系统中机床操纵装置包含___位置操纵装置__与机床状态检测操纵装置两部分。 25.在步进式伺服系统中，输入的进给脉冲数量，经驱动操纵线路与步进电动机，能够转换为工作台的____位移量____。

26.加在进给伺服电动机轴上的负载有负载转矩与____负载惯量____两种。

27.通常光栅传感器输出信号为四路依次相差90度的正弦信号或者____方波____信号。 28.当数控机床沿某一坐标轴进给时，假如系统的开环增益越大，则跟随误差____越小____。 29.数控机床的定位精度要紧评定项目有：轴线的定位精度、轴线的重复定位精度及轴的___轴线的反向差值_____。

30.所谓___失动量____是指工作台或者刀架反向移动时的位移缺失，在开环系统中，反向差值反映了它的大小。

三、分析题(本大题共4小题，每小题5分，共20分)

31.进给伺服电动机惯量与负载惯量匹配的问题应考虑哪几方面因素?P126

解：进给伺服电动机惯量与负载惯量匹配的问题应考虑下列两个方面的因素

⑴加速转矩等于加速度乘以总惯量 即就是要考虑加速时间、加速转矩与总惯量之间的关系。

⑵电动机惯量J1与负载惯量JM的匹配 即J1 /JM =(A－B)/（K－A））

32.滚珠丝杠螺母副的滚珠循环方式有哪几种?各有何特点? P81

解：滚珠循环方式有下列两种：

⑴外循环方式 滚珠要紧是通过螺母外表的螺旋槽或者插管返回丝杠螺母间重新进入循环。特点是：结构简单、工艺性好、承载能力高，但径向尺寸大。应用较为广泛。 ⑵内循环方式 靠螺母上安装的反向器接通相邻滚道，便滚珠成单循环。特点是：结构紧凑、刚性好、滚珠流通性好、摩擦缺失小，但制造较困难。适用于高灵敏、高精度的进给系统。

33.简述光栅位移检测装置的构成与各部分的作用。P94

解：光栅位移检测装置的构成包含三大部分：

⑴光栅传感器 作用是将位移信号转换为相应的电信号的装置

⑵光栅倍频器 作用是为光栅传感器供电并对其输出信号进行辨向与细分等处理。 ⑶光栅数显表 作用是显示位移测量结果。

34.简述FANUC15系统中提高加工效率方面有什么新的功能。P180

解：新的功能要紧有：

⑴数字主轴系统 主轴上安装了脉冲编码器或者回转编码器，分别用于速度检测与主轴角度位置检测

⑵自动检测功能 同意某一程序段的加工终了，不是由程序段本身来操纵

⑶自动运行的再开功能 每当再开机床时，不必先回参考点，能够从指定的程序段开始加工

⑷逆行功能 可按原刀具途径返回或者再次顺行

四、编程题(本大题共10分)

35.用数控铣床加工如图所示的轮廓ABCDEFGA试按照教材中所学的代码格式编制加工程序。要求：

(1)在给定坐标系下用绝对坐标方式编写加工程序； (2)坐标原点为起刀点也为刀具终点； (3)加工路径为A—B—C—D—E—F—G—A；

(4)主轴转速300r／min，进给速度100mm／min，不考虑刀具直径。

解：加工程序清单 N N010 N020 N030 N040 N050 N060 N070 N080 G G90 G00 G01 G02 G01 X X20 X50 X60 X70 X80 X20 Y Y20 Y50 Y40 Y30 Y20 I I0 J J10 F F100 S S300 M M03 M08 EOB LF LF LF LF LF LF LF LF N090 G00 X0 Y0 M05 M09 M02 LF 五、计算题(本大题共2小题，每小题10分，共20分)

36.AB是第一象限要加工的圆弧，圆弧的圆心在坐标原点(0，0)，圆弧起点为A(0，3)，终点为B(3，0)，若脉冲当量为1，用逐点比较法对该段圆弧进行顺圆插补。试完成下列问题： (1)求出需要的插补循环数总数；

(2)按下面给定表格形式表述完成插补计算过程，同时把刀具进给位置各点的坐标值求出列入； (3)画出刀具运动的轨迹图。 插补 循环 0 1 2 偏差判别 进给 方向 偏差计算及刀具运动位置坐标值 终点 判别 解：（1）求需要的插补循环数总数：N＝｜Xb－Xa｜＋｜Yb－Ya｜＝3＋3＝6

（2）插补计算过程

插补 循环 0 1 2 3 4 5 6

偏差 判别 F0=0 F1=-5 F2=-4 F3=-1 F4=4 F5=1 进给 方向 -Y +X +X +X -Y -Y 偏差计算 F0=0 F1=F0-2Y0+1=-5 F2=F1+2X1+1=-4 F3=F2+2X2+1=-1 F4=F3+2X3+1=4 F5=F4-2Y4+1=1 F6=F5-2Y5+1=0 刀具运动位 置坐标值 X0=0,Y0=3 X1=0,,Y1=2 X2=1,Y2=2 X3=2,Y3=2 X4=3,Y4=2 X5=3,Y5=1 X6=3,Y6=0 终点判别 I=037.某数控机床的静刚度k=80N／μm，机床系统的阻尼比D=0.02，假定激振力的频率ω为50Hz，若要求如今机床的动刚度kd≥N／μm，请计算机床结构系统的固有频率ω0=? ______________

解：根据公式：Kd=K√(1-λ2 )+4D2λ2

将各个数据代入求得：λ1＝0.44 λ2＝1.35（舍去） 由 λ＝ω／ω0 故 ω0＝ω／λ＝50／0.44＝114 （HZ） 因此若要求如今机床的动刚度Kd≥N／μm，则机床结构系统的固有频率ω0≥114 HZ