2025年大学自动化（数控节能研究）试题及答案

2025年大学自动化（数控节能研究）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共40分）本卷共20小题，每小题2分，共40分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.数控系统中，用于控制坐标轴运动的核心部件是（）A.伺服驱动器B.控制器C.编码器D.电机2.以下哪种节能技术在数控机床上应用可以有效降低能耗（）A.优化刀具路径B.提高主轴转速C.增加切削深度D.加大进给速度3.数控编程中，能减少空行程时间从而节能的指令是（）A.G00B.G01C.G02D.G034.节能型数控系统的软件优化主要体现在（）A.提高图形显示速度B.增强系统稳定性C.智能控制能耗D.增加功能模块5.对于数控车床，以下哪种传动方式在节能方面有优势（）A.皮带传动B.齿轮传动C.滚珠丝杠传动D.直线电机传动6.数控加工中，通过合理选择切削参数来节能，其中对能耗影响最大的参数是（）A.切削速度B.进给量C.切削深度D.刀具材质7.节能型数控设备的电气系统优化不包括（）A.采用高效电机B.增加电容补偿C.改进布线方式D.提高编程效率8.数控铣床的主轴电机采用哪种调速方式更有利于节能（）A.恒速控制B.恒功率调速C.恒转矩调速D.变频调速9.以下关于数控节能研究中，对机床结构优化节能的描述错误的是（）A.减轻机床重量可降低能耗B.优化结构可减少摩擦C.结构优化与节能无关D.合理布局可提高能源利用效率10.数控系统实时监测机床能耗，并能根据加工情况自动调整能耗的功能属于（）A.故障诊断功能B.节能控制功能C.编程辅助功能D.显示功能11.在数控节能研究中，对机床冷却系统进行节能优化的措施是（）A.加大冷却液流量B.提高冷却泵功率C.采用智能温控系统D.减少冷却液种类12.数控加工中心的刀库换刀动作节能优化的方向是（）A.加快换刀速度B.增加刀库容量C.优化换刀路径D.提高刀具寿命13.节能型数控设备的控制系统采用哪种算法可以更好地实现能耗优化（）A.PID算法B.模糊控制算法C.神经网络算法D.以上都可以14.数控电火花加工机床节能的关键在于（）A.提高放电能量B.优化脉冲参数C.增加电极损耗D.加大加工电流15.对于数控激光切割机床，节能措施不包括（）A.优化激光功率控制B.提高切割速度C.减少辅助气体消耗D.降低激光发生器效率16.数控磨床节能的有效途径是（）A.增大磨削压力B.提高砂轮转速C.优化磨削工艺参数D.增加磨削余量17.节能型数控系统的硬件设计中，采用哪种芯片可降低功耗（）A.高性能CPU芯片B.低功耗单片机芯片C.大容量存储芯片D.高速运算芯片18.数控折弯机节能主要通过（）A.提高折弯力B.优化折弯程序C.增加折弯次数D.加大油缸压力19.以下哪种数控节能技术不属于智能控制范畴（）A.自适应控制B.专家系统控制C.传统PID控制D.神经网络控制20.在数控节能研究中，对机床照明系统节能的方法是（）A.增加照明亮度B.采用节能灯具C.延长照明时间D.提高灯具功率第II卷（非选择题共60分）21.（10分）简述数控节能研究中，优化主轴驱动系统节能的主要方法。22.（10分）分析数控加工中，刀具路径规划对节能的影响及优化措施。23.（10分）阐述数控系统软件层面实现节能控制的原理和策略要点。24.（15分）阅读材料：某企业现有一批数控车床，能耗较大。经检测发现，部分车床的电机存在效率低下、功率因数低等问题。同时，在加工工艺上，刀具路径规划不合理，存在较多空行程。请根据材料分析该企业数控车床节能的改进方向，并说明理由。25.（15分）阅读材料：随着制造业对节能要求的提高，数控节能技术成为研究热点。一种新型的数控节能系统采用了智能控制算法，能够实时监测机床各部件的能耗，并根据加工任务自动调整能耗分配。该系统还对机床的机械结构进行了优化，减轻了重量，减少了摩擦。请根据材料分析新型数控节能系统的优势及对制造业节能的意义。答案1.A2.A3.A4.C5.D6.A7.D8.D9.C10.B11.C12.C13.D14.B15.D16.C17.B18.B19.C20.B21.优化主轴驱动系统节能的主要方法包括：采用高效节能电机，提高电机效率；采用变频调速技术，根据加工需求实时调整主轴转速，避免不必要的高能耗；优化主轴传动链，减少传动损耗；对主轴驱动系统进行智能控制，根据负载变化自动调整驱动参数，实现节能运行。22.刀具路径规划对节能影响较大。不合理的路径会导致空行程增加，浪费能源。优化措施包括：合理安排加工顺序，减少刀具的频繁启停和空行程移动；利用数控系统的自动编程功能，生成最短且高效的刀具路径；结合零件形状和加工要求，采用合适的走刀方式，如环切、行切等，提高加工效率同时降低能耗。23.数控系统软件层面实现节能控制的原理是通过对机床运行状态的实时监测和分析，利用智能算法调整机床各部件的运行参数，以达到降低能耗的目的。策略要点包括：建立能耗模型，准确预测能耗；实时监测机床各轴运动、主轴负载等参数；根据加工任务和实时状态自动调整主轴转速、进给速度等；具备节能优化的智能决策功能，在保证加工质量的前提下实现能耗最小化。24.改进方向及理由：首先，更换高效电机，提高电机效率，降低电能损耗，因为现有电机效率低下。其次，优化刀具路径规划，减少空行程，提高加工效率，降低不必要的能耗，当前刀具路径存在较多空行程。再者，对电机进行功率因数补偿，提高电能利用率，解决功率因数低的问题。通过这些改进可有效降低数控车床的能耗。25.新型数控节能系统优势：采用智能