湖南工业大学数控技术试题二及答案

、选择题(25分)：

1.数控机床指的是()0

A、装有PLC的专用机床；B、带有坐标轴位置显示的机床：

C、装备了CNC系统的机床：D、加工中心。

2.下列关于数控机床组成的描述不正确的是()

A、数控机床通常是由控制装置、数控系统、机床本体组成；

B、数控机床通常是由控制装宣、数控装置、伺服系统、测量反饿装置、辅助控制装置和机床组成：

C、数控机床通常是由控制装置、数控系统、伺服系统、机床组成：

D、数控机床通常是由犍盘、数控装置、伺服系统、测量反馈装置和机床组成。

3.按照机床运动的控制轨迹分类，加工中心属于()的数控机床。

A、轮廓控制B、直线控制C、点位控制D、远程控制

4.通常所说的数控系统是指()o

A、主轴驱动和进给驱动系统：B、数控装置和驱动装置；

C、数控装置和主轴驱动装置：D、数控装置和辅助装置。

5.下列哪项工作不属于数控编程的范畴().

A、数值计算B、制作控制介质C、确定走刀路线D、对刀、设定刀具参数

6.下列指令属于准备功能字的是()o

A、G01B、M08C、TOID、S500

7.根据加工零件图样选定的编制零件程序的原点是()。

A、机床原点B、编程原点C、加工原点D、刀具原点

8.感应同步器滑尺上的正弦绕组和余弦绕组相距()„

A、1个节距Bs1/2个节距C.1/4个节距D、2个节距

9.光栅栅距为0.02mm,指示光栅与标尺光栅间的夹角为0.001弧度，则莫尔条纹的宽度约为()。

A、20mmH、5mmC.8mmD、0.0002mm

10.CNC系统中的PLC是()。

As可编程逻辑控制器B、显示器C、多微处理器D、环形分配器

11.在现代CNC系统中，插补功能的实现通常采用()o

A、粗插补由软件实现，精插补由硬件实现B、全部硬件实现

C、粗插补山硬件实现，精插补山软件实现D、无正确答案

12.“CIMS”的中文含义是()o

A、柔性制造系统B、计算机矣成制造系统

C、计算机辅助制造系统D、自动化工厂

13.在下列指令中，具有非模态功能的指令是()o

A、G40B、G53C、G04D、G00

14.型腔类零件的粗加工，刀具通常选用()。

A、球头铳刀B、键槽铳刀C、立铳刀D、模具铳刀

15.车削中心与数控车床的土要区别是()。

A、刀库的刀具数多少B、有动力刀具和C轴

C、机床精度的高低D、机床速度的快慢

16.数控铳床加工轮廓时，一般最好沿着轮廓()进刀。

A、法向B、切向C、450方向D、任意方向

17.四轴数控机床三联动的含义是()。

A、四轴中只有三个轴可以运动B、有四个控制轴、其中任意三个轴可以联动

C、数控系统能控制机床四轴联动D、有四个控制轴、其中任意三个轴可以联动

18.铳削加工中应尽量采用(),可以提高零件的表面质量。

A、顺铳B、逆铳C、顺、逆铳均可D、先顺铳、后逆铳

19.对于一个四位二进制接触式码盘来说，其码道数和分辨率分别为：()

A、16和22.5°B、4和22.5°C、16和2n/16D、4和丸/16

20.数控机床上加工零件时，刀具相对于零件运动的起始点，称为：()

A、对刀点B、换刀点C、机械原点D、起点

21.数控机床进给驱动系统(采用宜流伺服电机)的调速常采用()调速方式。

A、调节电枢电压B、调节磁通C、调节电阻D、变频调速

22.步进电动机的转速主要取决于()o

A、电脉冲的总数B、电流的大小C、电脉冲的频率D、电压的高低

23.FMS由()组成。

A、制造工作站、清洗工作站、测量站B、数控机床、工业机器人、中央刀库

C、制造工作站、自动化物料储运系统、加工中心

D、FMS管理与控制系统、自动化物料储运系统、制造工作站

24.采用数据采样插补（亦称时间分割法）时，插补周期和位置反馈采样周期的关系是（）o

A、后者大于前者B、后者是前者的整数倍

C、两者必须相等D、前者是后者的整数倍

25.鉴相式伺服系统中采用O,鉴别两个输入信号的相位差和相位超前、滞后的关系。

A、鉴相器B、基准脉冲发生器C、分频器D、伺服放大电路

二、简答题（25分）

1.数控机床按伺服系统分类，分哪几类？简答各类的特点。（4分）

2.简述在数控编程中采用刀具半径补偿功能的含义和作用？（4分）

3.何谓加工中心？为什么数控加工中心上需要主轴准停装置？（4分）

4.列表曲面轮廓零件的数学处理主要完成什么工作？写出两种常用的列表曲面的拟合方法。（4分）

5.DDA法提高插补精度的措施是什么？具体含义是什么？（4分）

6.数控机床的主传动方式主要有几种？电主轴属于哪种方式？简要说明电主轴的结构。（5分）

三、插补计算题（20分）

1.试推导第川象限逆圆弧逐点比较法插补公式，并用其插补一段第【II象限逆圆弧：起点A（—6,0）,终点

B（0,-6）,圆心0（0,0）,画出插补后的实际轨迹图。（插补计算过程以节拍表的形式给出）（10分）

2.用DDA法插补直线0A,起点0（0,0）,终点A（7,6）,设寄存器为三位..进制寄存器，以表格的形式给出

插补计算过程，并画出插补轨迹图。（10分）

四、编程题（30分）

1.（12分）有一采用四相八扣驱动方式的步进电机，其转子有93个齿，经丝杠螺母副驱动工作台作直线

运动，丝杠的导程为7.2mm,齿轮的传动比f=zl/z2=l/5。求：

（D步进电机的步距角；（3分）

（2）工作台的咏冲当量；（3分）

（3）设计用MCS-51单片机控制的*向反向走一步的环形分配器子程序，列出环形分配表。已知输出信号从

P1口的低四位输出,P1口的高四位全置“1”。（6分）

2.（18分）编制下图零件内槽轮廓和4个①8孔的数控精加工程序，要求在图中标出所建立的工件坐标

系、所采用的刀具、走刀路线。T1为①8钻，长度为40mm：T2为①8mm立铳刀。

一、选择题（25分）：

1.数控机床指的是（C）。

A、装有PLC的专用机床：B、带有坐标轴位置显示的机床：

C、装备了CNC系统的机床;D、加工中心。

2.下列关于数控机床组成的描述不正确的是（D）»

A、数控机床通常是由控制装置、数控系统、机床本体组成;

B、数控机床通常是由控制装置、数控装置、伺服系统、测量反馈装置、辅助控制装置和机床组成：

C、数控机床通常是由控制装置、数控系统、伺服系统、机床组成：

D、数控机床通常是由键盘、数控装宜、伺服系统、测量反馈装置和机床组成。

3.按照机床运动的控制轨迹分类，加工中心属于（A）的数控机床。

A、轮廓控制B、直线控制C、点位控制D、远程控制

4.通常所说的数控系统是指（B）。

A、主轴驱动和进给驱动系统：B、数控装置和驱动装置：

C、数控装置和主轴驱动装置：D、数控装置和辅助装置。

5.下列哪项工作不属于数控编程的范畴（D）,

A、数值计算B、制作控制介质C、确定走刀路线D、对刀、设定刀具参数

6.下列指令屈于准备功能字的是（A）。

A、G01B、M08C、TOID、S500

7.根据加工零件图样选定的编制零件程序的原点是（B）。

A、机床原点B、编程原点C、加工原点D、刀具原点

8.感应同步器滑尺上的正弦统组和余弦绕组相距（C）。

A、1个节距B、1/2个节距C.1/4个节距D、2个节距

9.光栅栅距为0.02mm,指示光栅V标尺光栅间的夹角为0.001弧度，则莫尔条纹的宽度约为（A）°

A、20mmB、5mmC、8mmD、0.0002mm

10.CNC系统中的PLC是（A）o

A、可编程逻辑控制器B、显示器C、多微处理器D、环形分配器

11.在现代CNC系统中，插补功能的实现通常采用（A）o

A、粗插补由软件实现，精插补由硬件实现B、全部硬件实现

C、粗插补由硬件实现，精插补由软件实现D、无正确答案

12.“CIMS”的中文含义是（B）o

A、柔性制造系统B、计算机矣成制造系统

C、计算机辅助制造系统D、自动化工厂

13.在下列指令中，具有非模态功能的指令是（C）.

A、G40B、G53C、G04D、G00

14.型腔类零件的粗加工，刀具通常选用（B）。

A、球头铳刀B、键槽铳刀C、立铳刀D、模具铳刀

15.车削中心与数控车床的主要区别是（B）。

A、刀库的刀具数多少B、有动力刀具和C轴

C、机床精度的高低D、机床速度的快慢

16.数控铳床加工轮廓时，•般最好沿着轮廓（B）进刀。

A、法向B、切向C、450方向D、任意方向

17.四轴数控机床三联动的含义是（B）。

A、四轴中只有三个轴可以运动B、有四个控制轴、其中任意三个轴可以联动

C、数控系统能控制机床四轴联动D、有四个控制轴、其中任意匹个轴可以联动

18.铳削加工中应尽量采用（A）,可以提高零件的表面质量。

A、顺铳B、逆铳C、顺、逆铳均可D、先顺铳、后逆铳

19.对于一个四位二进制接触式码盘来说，其码道数和分辨率分别为：（B）

A、16和22.5°B、4和22.5°C、16和2n/16D、4和又/16

20.数控机床上加工零件时，刀具相对于零件运动的起始点，称为：（A）

A、对刀点B、换刀点C、机械原点D、起点

21.数控机床进给驱动系统（采用直流伺服电机）的调速常采用1A）调速方式。

A、调节电枢电压B、调节磁通C、调节电阻D、变频调速

22.步进电动机的转速主要取决于（C）。

A、电脓冲的总数B、电流的大小C、电脉冲的频率D、电压的高低

23.FMS由（D）组成。

A、制造工作站、清洗工作站、测量站

B、数控机床、工业机器人、门央刀库

C、制造_L作站、自动化物料储运系统、加，中心

I）、FMS管理与控制系统、自动化物料储运系统、制造工作站

24.采用数据采样插补（亦称时间分割法）时,插补周期和位宜反馈采样周期的关系是（D）0

A、后者大于前者B、后者是前者的整数倍

C、两者必须相等D、前者是后者的整数倍

25.鉴相式伺服系统中采用（A）,鉴别两个输入信号的相位差杆相位超前、滞后的关系。

A、鉴相器B、基准脉冲发生系C、分频器D、何服放大电路

二、简答题（25分）

1.数控机床按伺服系统分类，分哪几类？简答各类的特点。（4分）

开环系统、半闭环系统、闭环系统（1分）

开环系统：步进电机驱动，无位置检测装置，精度低，易于维修等（1分）

半闭环系统：直、交流的伺服电机驱动，角位移检测装置，中等精度等（1分）

闭环系统：直、交流的伺服电机驱动，线位移检测装置，精度较高等（1分）

2.简述在数控编程中采用刀具半径补偿功能的含义和作用？（4分）

刀具半径补偿功能是指编程时不按刀具中心轨迹编程，而直接按轮廓编程。（1分）

1）简化了编程工作；（1分）

2）可利用按照零件轮廓制作的同一程序分别进行粗、精加工。（2分）

3）能利用同一程序加工同一基本尺寸的内外两种型面，如凸、巴模的加工。（2分）

3.何谓加工中心？为什么数控加工中心上需要主轴准停装置？（4分）

带刀库、能自动换刀的数捽机床（变为镣铳床）（2分）

每次自动装取刀具时，能保证刀柄上的键槽对准主轴的端面键：在加工精密的坐标孔时，由于每次都能在

主轴的固定圆周位置换刀，故能保证刀尖。主轴相对位置的一致性，从而减少被加工孔的尺寸分散度。（2

分）

4.列表曲面轮廓零件的数学处理主要完成什么工作？写出两种常用的列表曲面的拟合方法。（4分）

主要完成曲面拟合、刀位点计算：（2分）

B样条曲面、NURBS曲面拟合。（2分）

5.DDA法提高插补精度的措施是什么？具体含义是什么？（4分）

余数寄存器预置数；（2分）

在DDA插补之前，余数寄存器JRX、JRY预置某一数值（不是零），常用的是预置最大容量值2〃-1（称为

全加载）和预置2〃-1（称为半加载）两种。（2分）

6.电主轴属于数控机床的哪种主传动方式？简要说明电主轴的结构。（5分）

属于由主轴电机直接驱动的主传动方式。（I分）

主轴电机与主轴为•体.主轴本身是电机转子,主轴箱体与电机定子相联.（2分）

空心轴转子（或主轴）、带绕纣的定子、速度检测元件等。（2分）

三、插补计算题（20分）

1.试推导第III象限逆圆弧逐点比较法插补公式，并用其插补一段第III象限逆圆弧：起点A（—6,0）,终点

B（0,—6）,圆心0（0,0）,画出插补后的实际轨迹图。（插补计算过程以节拍表的形式给出）（10分）

偏差判别式：

□mo,+x_步，鸟+]=(%+1)2+匕2—我2=4+2耳+]

4+1=匕_1

Fi<0,_丫_步，耳+】=苞2+(句—1)2—我2=与―2匕+1

步数偏差计算坐标计算终点判别

偏差判别坐标进给

起点F0=0X0=-6,Y0=0E6+6=12

Fl=F0+2*X0+l

1F0=0+XXl=-5,Yl=0£=11

=0+2*(-6)+l=-ll

F2=F1-2*Y14-1

2Fl=-ll<0-YX2=-5,Y2=-l£=10

：-ll-2*0+l=-10

3F2<0-YF3=-7X3=-5,Y3=-2L=9

4F3<0-YF4=-2X4=-5,Y4=-3L=8

bK4<0-Ybb=bXb=-b,Yb=-4E=7

6F5〉0+XF6=-4X6=-4,Y6=-4E=6

7F6<0-YF7=5X7=-4,Y7=-5E=5

8F7>0+XF8=-2X8=-3,Y8=-5L=4

9F8<0-YF9=9X9=-3,Y9=-6E=3

10F9>0+XFl0=4X10=-2,Y10=-6£=2

11F10>0+XFl1=1Xll=-l,Yll=-6E=1

12Fll>0+XFl2=0X12=0,Y12=-6L=0

2.用DDA法插补直线0A,起点0（0,0）,终点A（7,6）,设寄存器为三位二进制寄存器，以表格的形式给出

插补计算过程，并画出插补轨迹图。（10分）

累X积分器Y积分器

加

终点计数器JE

JvxJRxzlxJvyJRy

次

数

0111ooo0110ooo0000

111101100001

2no11001010

310110101Oil

41001coo1100

5on11100101

601011001110

700110101111

8ooo1coo1ooo

四、编程题（30分）

1.（12分）有•一采用四相八拍驱动方式的步进电机，其转子有9。个齿，经丝杠螺母副驱动工作台作直线

运动，丝杠的导程为7.2mm,齿轮的传动比_Z=zl/z2=1/5。求；

（D步进电机的步距角：（3分）

（2）工作台的脉冲当量；（3分）

（3）设计用MCS-51单片机控制的K句反向走一步的环形分配器子程序，列出环形分配表。已知输出信号从

P1口的低四位输出，P1口的商四位全置“1”。（6分）

(1)a=360。/mzk=0.5"(3分)

(2)5=/at/360°=0.2X0.5°X7.2/360°=0.002(3分)

(3)

2100MOVDPTR,#220011

MOVRO,#00

LOOP：MOVA,RO

MOVCA,@A+DPTR

MOVPl,A

LCALL1000

INCRO

CJNERO,#08H,LOOP

2200DBF9H,F8H,FCH,F4H,