《机床数控系统》试题 A卷.doc

学院 江汉大学文理学院 出卷教师 范超毅 系主任审核 制卷份数 160 专 业 机械设计制造及其自动化 班级编号08级机制1、2、3、4班 江汉大学文理学院20112012学年第 一 学期考 试 试 卷课程编号： 课程名称： 机床数控系统 试卷类型：A 、 B 卷 考试形式：开 、闭 卷 考试时间： 120分钟 题号一二三四五六七总 分总 分 人得分得分评分人一、单向选择题（本大题共15小题，每小题1分，共15分）1.插补计算的任务就是计算轮廓的两个已知点之间的中间点坐标，以确定刀具的 （ D ）A.速度 B.加速度 C.运动距离 D.运动轨迹2.在采用逐点比较法进行直线插补时，若刀具在直线的上方，则偏差函数 （ C ）A.小于零 B.等于零 C.大于零 D.不能确定3.进给伺服系统的任务是把CNC装置发出的插补信号转换成数控机床执行部件的 （ B ）A.切削力 B.机械位移 C.机械运动速度 D.机械运动精度4.将电脉冲信号转换成机械角位移的电磁机械装置是 （ A ）A.步进电机 B.直流伺服电机 C.交流伺服电机 D.交流变频伺服电机5.一台三相反应式步进电机，转子齿有20个，当采用单三拍通电方式运行时，其步距角为 （ C ）A.3 B.4 C.6 D.96.数控机床的伺服系统有开环、闭环和半闭环系统之分，是 （ B ）A.速度控制系统 B.位置控制系统 C.电流控制系统 D.电压控制系统7.MDI方式是指 （ A ）A.手动数据输入方式 B.自动加工方式 C.空行程方式 D.单程序段运行方式8.半闭环控制系统的位置检测装置是安装在 （ D ）A.工件主轴上 B.机床工作台上 C.刀具主轴上 D.电机轴或丝杠的轴端9.CNC系统一般可以用几种方式得到工件的数控加工程序，其中MDI是 （ C ）A.利用穿孔带输入程序 B.从串行通讯接口接受程序C.利用键盘以手动方式输入程序 D.从网络接口接受程序10.点位控制系统的特点之一是 （ B ）A.各坐标轴的运动之间有联动关系 B.控制刀具相对于工件定位，不规定刀具的运动轨迹C.必须采用增量坐标控制方式 D.必须采用绝对坐标控制方式11.采用半闭环系统控制的数控机床仍然不可避免的带来 （ D ）A.机床的几何形状误差 B.电机的转角误差C.丝杠的转角误差 D.机床传动链的误差 12.脉冲增量插补算法的基本思想是 （ C ）A.用小直线段逼近给定轨迹 B.用折线逼近给定轨迹C.用圆弧逼近给定轨迹 D.用任意曲线逼近给定轨迹13.脉冲当量是指CNC装置发出每一脉冲信号 （ D ）A.滚珠丝杠所转过的角度 B.步进电机所转过的角度C.伺服电机所转过的角度 D.机床执行部件的位移量14.采用开环控制系统，其驱动装置和插补算法分别是 （ C ） A.步进电机和数字增量插补算法 B.伺服电机和数字增量插补算法C.步进电机和脉冲增量插补算法 D.伺服电机和脉冲增量插补算法15.若某数控机床采用直流或交流伺服电机作为驱动元件，那么伺服系统的作用是将CNC装置发出的插补信号 （ A ）A.转换为模拟信号再功率放大后驱动电机 B.直接驱动电机C.转换为脉冲信号再功率放大后驱动电机 D.转换为加速度信号驱动电机得分评分人二、填空题（本大题共10空，每空1分，共10分）1.在CNC系统常用的插补算法中，脉冲增量插补算法适用于以 步进电机 作为驱动元件的开环系统中，而数字增量插补算法却适用于以 直流或交流伺服电机 作为驱动元件的开环系统中。2.内码是按 属性 加 编码 构成的内部代码。3.根据拐角类型的不同，刀具半径补偿在此处的转接过渡方式也有所不同，一般可分为三种类型，它们是 伸长型 、 插入型 和缩短型。4.步进电机的定子绕组每改变一次通电方式，称为 1 拍。此时步进电机转过的空间角度称之为 步距角 。5.在数控机床每次通电之后工作之前，必须进行回零操作，使刀具运动到 参考点 。通过回零操作，就确定了机床零点，从而准确地建立了 机床坐标系 。得分评分人三、对错判断：（本大题共10小题，每题1分，共10分。对的在相应的括号中打“”，错的在相应的括号中打“”）1.数控系统主要由伺服电机和机床执行部件组成。 （ ）2.机床坐标系是机床固有的坐标系，其坐标原点是唯一的，是不能改变的。 （ ）3.数控机床最适用于大批大量产品的生产。 （ ）4.加工中心采用的数控系统一般是点位控制方式。 （ ）5.在开环系统中，一般采用步进电机作为驱动装置。 （ ）6.加工中心与其它数控机床的主要区别是机床刚性好。 （ ）7.圆心矢量是圆弧终点指向圆心的矢量。 （ ）8.半闭环的位置检测装置一般安装在机床执行部件上，用来检测机床执行部件的位移 （ ）9.滚珠丝杠的主要作用是改变运动方向。 （ ）10.交流伺服电机常用在闭环（半闭环）系统中，其驱动信号是模拟信号。 （ ）得分评分人四、名词解释（本大题共5小题，每题3分，共15分）1.通信是指计算机与计算机或计算机与外部设备之间的数据交换。2.编码是指该种属性代码的排序码，对于数字码而言，按大小顺序排列，对于字母码和功能码，则按数控加工程序段中各个地址符出现的先后顺序排列。3.进给功能用于给定切削进给速度。现代数控系统均采用直接给定方式，即用F字母后的数字直接给定进给速度（mm/min）。对于车床，还可以用主轴每转进给量（mm/r）给定。车螺纹时，用每转导程（导程/r）给定进给速度。4.点位控制是指这类数控系统可以控制机床运动部件从一点准确运动到另一点，在移动过程中不进行加工，对两点间的移动速度和运动轨迹没有严格要求。5.工件原点又称工件零点（编程原点）。是由编程人员在编写程序时，为定义工件尺寸，在工件上选择的坐标原点。该点不是唯一的，是可以改变的。得分评分人五、简答题：（本大题共4小题，每题5分，共20分）1.简述数控系统的组成。1.答：数控系统一般由输入/输出装置、数控装置、伺服系统（驱动控制装置）、机床电器控制装置四部分组成，机床本体为控制对象。2.CNC装置内部连续信息流数据转换过程有哪些内容？2.答：主要有七部分内容：输入、译码、诊断、刀具补偿计算、速度处理、插补处理、位置控制。3.何谓数控加工程序的译码？3.答：所谓译码，就是将输入的数控加工程序段按一定规则翻译成CNC装置中计算机能识别的数据形式，并按约定的格式存放在指定的译码结果缓冲器中。4.简述刀具半径补偿的意义。4.答：该意义主要表现在两个方面：第一，由于刀具磨损、变换等原因引起的相关尺寸变化不必重新编写程序，只需修改相应的刀补参数即可。第二，当被加工零件在同一机床上经历粗加工、半精加工、精加工等多道工序时，不必重新编写三种加工程序，可将各工序预留的加工余量加入刀补参数即可。得分评分人六、计算题（本大题共3小题，每题10分，共30分）1.如图1所示，为某数控工作台X方向的传动系统简图，已知步进电机的转子有80个齿，采用三相六拍驱动方式，与滚珠丝杠直连，工作台作直线运动，滚珠丝杠的螺距为5mm，工作台的最大移动速度为60 mm/s。试求:步进电机的步距角；系统的脉冲当量；步进电机的最高工作频率；步进电机的最高转速。1.答：答：该步进电机的步距角为0.75，系统的脉冲当量为0.01mm，该步进电机的最高工作频率为6000Hz，电机的最高转速为750r/min。2.如图2所示，现要用逐点比较法插补第二象限逆圆NR2，已知圆弧起点坐标为A（0，6），终点坐标为B（-6，0），试指出所需的插步步数，并按如下格式写出插补计算过程，画出刀具插补轨迹图（注：图中坐标为1个脉冲当量的距离）。插补计算过程列于下表，插补轨迹如图所示。步数偏 差判 别进 给方 向坐标计算偏差计算终点判别0X00，Y06F00066121F00YX10，Y15F1F02Y010261111121112F10XX21，Y25F2F12X1111201102111103F20XX32，Y35F3F22X21102117310194F30XX43，Y45F4F32X317221249185F40XX54，Y55F5F42X412231558176F50YX64，Y64F6F52Y515251467167F60XX75，Y74F7F62X614241576158F70YX85，Y83F8F72Y715241285149F80XX96，Y93F9F82X8122519941310F90YX106，Y102F10F92Y91923141031211F100YX116，Y111F11F102Y101422111121112F110YX126，Y120F12F112Y11112110121103. 如图3所示（注：图中坐标单位为数控系统最小设定单位），对于第一象限的直线OA，插补运算从起点O（0，0）开始至终点A（8，3）。试采用逐点比较法手工列表计算直线OA的插补过程。并画出插补运算轨迹（即刀具中心轨迹）。图3步数偏差判别坐标进给偏差计算终点判别0F00083111F00XF1F0Ye033