数控原理试卷(含答案).doc

天津机电职业技术学院2008至2009学年第二学期07级数控技术专业数控原理与系统课程期末试卷（A卷）班级： 姓名： 学号 成绩 一、名词解释（每题4分，共20分）1、数控 2、码盘 3、光栅 4、插补 5、数控机床伺服系统 二、填空（每空1分，共20分）1、机床数控系统按被控机床运动轨迹来分类，有 、 与 。2、M代码主要用于数控机床的 控制。3、数控系统的检测反馈装置包括 和 两部分。4、开环数控系统多采用 做执行元件。5、感应同步器和旋转变压器均属于 传感器。6、旋转变压器的工作方式有 和 两种。7、数控伺服系统的位置环由CNC中 与 、 等部分构成。8、晶闸管双闭环调速系统由 、 和 等组成。9、目前应用的插补算法主要有 和 两种。10、逐点比较法是以 来逼近直线和圆弧等曲线的。三、简答题（每题6分，共30分）1、与传统的加工方法相比数控机床的优点有哪些。2、简述通用型PLC的硬件结构。3、简述闭环系统的特点。4、数控机床对控制传感器有哪些要求。5、简述数字控制系统的特点。四、论述题（每题8分，共16分）1、试述直线电动机的工作原理2、试述光电式码盘的工作原理五、计算题（14分）1、直线起点坐标为原点，终点坐标为（6，4），用逐点比较法计算直线插补并画图示意走步轨迹答案：一、1、用数字化信息进行控制的自动控制技术称为数字控制技术，简称数控2、码盘又称编码器，是一种旋转式测量元件，通常装在被检测轴上，随被测轴一起转动，可将被测轴的角位移转换成增量脉冲形式或绝对式的代码形式。3、光栅是在玻璃或金属基体上均匀地刻划很多等节距的线纹而制成的。4、根据程序信息计算出运动轨迹上许多中间点的坐标。这些中间点坐标以前一中间点到后一中间点的位移量形式输出，经接口电路向各坐标轴执行装置送出操作信号，控制机床按规定的速度和方向移动，以完成零件的加工。5、数控机床伺服系统是以机床移动部件（如工作台）的位置和速度作为控制量的自动控制系统。二、1、点位控制、直线控制与轮廓切削（连续轨迹）控制2、开关量3、检测传感器、测量反馈电路4、检测反馈装置5、电磁式测量传感器6、鉴相工作方式、鉴幅工作方式7、位置模块、速度控制单元、位检及反馈8、内环-电流环、外环-速度环、晶体管整流放大器9、脉冲增量法、数字增量（数据采样）插补法10、阶梯折线三、1、l）可以加工复杂、异形的零件。2）加工的零件精度高、一致性好、装配容易，无需再“修配”。3）具有柔性化的特点，不仅能适应中小批量，也适合大批量生产。4）提高了加工精度和效率，缩短生产周期。5）具有远程监控、补偿、诊断和自动报警等多种功能，降低了劳动强度。6）机床结构简化，易于调整，与普通机床相比，所需的调整时间较少。2、1中央处理单元CPU2存储器3输入输出(IO)模块4电源5编程器3、闭环数控系统装有检测反馈装置，在加工中随时检测移动部件的实际位置。能得到很高的加工精度。但是闭环系统设计和调整都相当困难。4、1）满足速度和精度要求。2）高的可靠性和高抗干扰性。3）使用维护方便，适合机床运行环境。4）成本低。5、1)可用不同的字长表示不同的精度信息，表达信息准确 2)可进行逻辑运算、算术运算、也可进行复杂的信息处理。 3)由于有逻辑处理功能可根据不同的指令进行不同方式的信息处理，具有柔性化。四、1、旋转电动机沿径向剖开，并将圆周展成直线，成为直线电动机。当给直线电动机的三相绕组中通入三相对称正弦电流后，产生气隙磁场，在不考虑由于铁心两端开断而引起的纵向边端效应时，这个气隙磁场的分布情况与旋转电动机相似，即沿展开的直线方向呈正弦形分布。当三相电流随时间变化时，气隙磁场将按U、V、W相序沿直线移动。这个平移的磁场称为行波磁场。行波磁场的移动速度与旋转磁场在定子内圆表面上的线速度相等为，称为同步速度(m/s)。假定次级为栅形，次级导条在行波磁场切割下，将感应出电动势并产生电流，而所有导条中的电流与气隙磁场相互作用，便产生电磁推力。在电磁推力的作用下，如果初级固定不动，次级就顺着行波磁场运动的方向作直线运动。其移动的速度用v表示，移动的差率(简称移差率)用s表示，则2、它由光源、聚光镜、光电式码盘、光栏板、光敏元件和信号处理电路组成。其中光电式码盘与工作轴连在一起。码盘可用玻璃材料制成，表面上镀上一层不透光的金属铬，然后在上面制成向心透光狭缝。透光狭缝在码盘圆周上积分，数量从几百条到几千条不等。这样，整个码盘圆周上就等分成若干透明与不透明区域。除此之外，增量式光电式码盘也通常用薄钢板或铝板制成，然后在圆周上切割出均匀分布的若干条槽子做透光狭缝，其余部分均不透光。光源最常用的为白炽灯，与聚光灯组合使用，将发散光变为平行光照明，以便提高分辨力。当光电式码盘随工作轴一起转动时，在光源的照射下，透过光电式码盘和光栏板形成忽明忽暗的光信号，光敏元件把此光信号转换成的电信号，通过信号处理电路的整形、放大、分频、计数、译码后输出或显示。五、步数偏差判别坐标进给偏差计算终点判别起点F0=O=101F=0+XF1=F0-ye=O-4=-4=10-1=92FO+YF2= F1+xe=-4+6=2=9-1=83FO+XF3=Fz-ye=2-4=-2=8-1=74FO+YF4=F3+xe=-2+6=4=7-1=65FO+XF5=F4-ye=4-4=O=6-1=56F=0+XF6=F5-ye=O-4=-4=5-1=