智能数控加工技术 测试题及答案 第1-6章 绪论-数控机床典型的机械结构

章节测试题一、填充题1、智能制造的本质是将_________、_________与_________深度融合的网络化、智能化制造。2、智能制造实现的前提是________及______的智能化。主要包括__________、____________、____________、FMS（FlexibleManufacturingSystem）等。3、面向智能制造的关键先进数控技术有：_____________、___________、___________________。4、作为“智能+”和“互联网+”的典范的智能数控技术具有如下发展趋势：_________________、______________、______________、________________、__________________、___________________。5、从而完成加工过程的智能控制。从系统组成看，智能化数控系统主要包括____________、___________________、_________________________三部分。6、数控机床，又称数字控制机床，是将机床加工过程中的_________、________、________等各种零件信息以及机床的其它辅助功能用由____、____、_______构成的代码来表示，通过控制介质把这些代码输入到数控装置，数控装置经过译码、运算等处理，发出相应的动作指令，经伺服系统自动控制刀具与工件的相对运动，加工出所需要的零件。7、数控机床由________、________、_______、________、_________、___________组成。8、数控机床上的数字控制系统形式较多，以适应不同用途的需要。根据控制系统的特点可分为：_________、_________、____________。9、闭环系统与开环系统的最大区别就在于是不是有：_________。10、在一维传动系统中，传感器安装在丝杠上的为____________,传感器安装在工作台上的叫________________。二、选择题1.数控机床指的是（），对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。A.装备了PLC的机床B.装备了APC的机床C.装备了NC或CNC系统的机床D.装备了ATC的机床2.（）属于数控机床的机床本体。A.自动换刀装置B.光栅尺C.伺服电机D.床身3.（）属于数控机床的反馈装置。A.光栅B.伺服电机C.液压控制系统D.自动换刀装置4.（）属于数控机床的辅助装置。A.床身B.润滑装置C.立柱D.伺服电机5.（）属于数控机床的伺服系统。A.伺服电机B.数控装置C.进给机构D.自动换刀装置6.（）是机床实现自动加工的核心。A.机床本体B.伺服系统C.反馈装置D.数控系统7.按照工艺用途分类，数控铣床属于（）数控机床。A.金属成形类B.金属切削类C.特种加工类D.其他类型8.按照运动轨迹控制分类，加工中心属于（）。A.轮廓控制B.远程控制C.点位控制D.直线控制9.欲加工一条与X轴成60°的直线轮廓，应采用（）数控机床。A.轮廓控制B.点位控制C.以上答案都不对D.直线控制10.全闭环控制数控机床比开环及半闭环控制数控机床（）。A.稳定性好B.故障率低C.精度低D.精度高章节测验答案：填充题信息技术、制造技术与先进制造高端制造装备及控制高端数控机床、工业机器人、增材制造设备高速高精联动控制技术、机床多源误差补偿技术、机床故障预测与健康管理智能化数控技术、技术融合数控技术、网络化数控技术、高精度数控系统、与CAD/CAM/CAPP日趋融合的数控系统、数控技术与机器人技术集成的数控系统。智能化控制系统硬件平台、智能化控制系统软件二次开发平台和智能化数据检测单元各种运动、工件的形状、尺寸字母、数字、符号构成控制介质、数控装置、伺服驱动系统、辅助控制装置、测量装置及机床本体点位控制系统、点位直线控制系统与轮廓控制系统传感器半闭环伺服控制系统、闭环伺服控制系统选择题C2、D3、A4、B5、A6、D7、B8、A9、A10、D第二章数控编程技术单元测试一、选择题1、下例说法哪一种是正确的()。AA执行M01指令后，所有存在的模态信息保持不变。B执行M01指令后，所有存在的模态信息可能发生变化。C执行M01指令后，以前存在的模态信息必须重新定义。D执行M01指令后，所有存在的模态信息肯定发生变化。2、下面的几个坐标系指令，通过刀具的当前位置设定后，在开始运行程序加工工件前，必须先使机床回参考点的坐标指令是。A、B、CA．G53B．G54C．G55D．G923、G76指令主要用于（）螺纹加工。CA:多线B:小螺距C:大螺距D:单线4、G70PQ指令格式中的“Q”的含义是（）。BA:精加工路径的首段顺序号B:精加工路径的末端顺序号C:退刀量D:进刀量5、数控车床编程中，假设刀具当前点为A（10，15），目标点为B（45，35），由A到B插补的方式中地址字错误的选项是DA、X45Z35；B、U35W20；C、X45W20；D、U45W20。6、G41、G42指令是刀具半径补偿指令，其功能是使BA、刀具中心在工件轮廓的法向偏离一个半径值B、刀具中心在工件轮廓的运行方向偏离一个半径值C、刀尖沿工件轮廓的加工方向偏离一个半径值D、刀具中心按工件轮廓加工7、具有使程序停止运行，且能在按下相应启动键后即可继续运行后续程序的功能M指令是A、M00B、M01C、M02D、M03B8、G01、G00编程所概念的刀具走刀线路描述正确的选项是BA、从起点到终点、从起点到终点；B、从起点到终点直线、走正方形对角线和坐标线；C、走正方形对角线和坐标线、走正方形对角线和坐标线；D、走正方形对角线和坐标线、从起点到终点。9、某一段程序N70G00G90X80Z50；N80X50Z30；说明：()。CA、执行完N80后，X轴移动50MM，Z轴移动30MM。B、执行完N80后，X轴移动30MM，Z轴移动30MM。C、执行完N80后，X轴移动30MM，Z轴移动20MM。D、执行完N80后，X轴移动50MM，Z轴移动20MM。10、程序段M19S200；的含义是()。CA、主轴转速200转/分B、主轴按系统参数定向C、主轴在200度的方向上定向D、无法判断二、是非题1、圆弧加工指令G02/G03中的信息字I、J是指圆弧起点相对于圆弧圆心的增量坐标。√2、主程序调用子程序的指令G98，子程序返回的指令G99。（）×3、通过半径为圆弧编制程序，半径取负值时刀具移动角应大于等于180度。()√4、在进行刀具长度补偿时，设置H01=-10，用G43和设置H01=10，用G44是等效。（）√5、指令G02（G03）I-10F50表示在刀具现在点的右侧走一个R10的整圆轨迹。（）×左6、数控机床的运动方向的规定，某一部件运动的正方向是工件远离刀具的方向。（）×7、在同一程序段中，绝对值编程和增量值编程二者不能混合编程。（）×8、为了选择英制、增量尺寸进行编程，应使用的G代码指令为G21G90。（）×9、进给速度单位的设定指令G94为每转进给，指令G95为每分钟进给。（）×10、机床的参考原点就是移动轴的测量起点，可以与机床原点重合。（）√三、编程题1.对短轴类零件，轴心线为工艺基准，用三爪自定心卡盘夹持∅25mm外圆，一次装夹完成粗精加工。O0001;程序名N0005T0101;调用1号粗加工刀具1号刀补N0010G00X23.Z2.；刀具快速移动至X23.Z2.的位置N0020M03S1000;主轴正转1000转/分N0030G71U1.R1.5;外圆粗加工固定循环N0040G71P50Q120U0.5W0.05F0.2；循环指令从程序号50号开始，120号结束N0050G00X16.；N0060M08;N0070G42G01Z0.F0.1；N0080G01X15.8Z-1.；N0095G01Z-19.N0096G01X16.N0090G01Z-32.；N0100G02X22.Z-35.R3.；N0110G01Z-49.;N0120G40G01X23.M09；N0130G00X200.Z200.；N0140T0202调用2号精加工刀具2号刀补N0150G00X23.Z2.;N0160M03S1500；N0170G70P50Q120；N0180G00X200.Z200.；N0190T0303；调用切断刀N0200M03S400；N0210G00X20.Z-19.M08；N0220G01X11.F0.06；N0230G01X20.；N0240M09；N0250G00Z200.Z200.；N0260T0404；调用外螺纹刀N0270G00X20.Z10.；N0280G92X15.5Z-17.F2.；N0290X15.2；N0300X14.9；N0310X14.6；N0315X14.3；N0320X14.1；N0325X14.N0330G00X200.Z200.；N0340T0303；切断N0345M03S400;N0350G00X30.Z-49.M08；N0360G01X0.F0.08；N0365G01X30.M09N0370G00X200.Z200.；N0380M30；2、某零件的外形轮廓如下图，厚度为6mm。刀具：直径为12mm的立铣刀进刀、退刀方式：安全平面距离零件上表面10mm，轮廓外形的延长线切入切出。要求：用刀具半径补偿功能手工编制精加工程序。参考程序％1000N01G92X20Y-20Z10LF（成立坐标系）N02G90G00G42D0lX0LF（成立刀补）N03G01Z-6F200M03S600LF（下刀）N04Y50LF（）N05G02X-50Y100R50LFN06G0lX-100LFN07X-110Y40LFN08X-130LFN09G03X-130Y0R20LFN10G0lX20LFNllZ10LFN12G40G00X20Y-20M05LFN13M30LF第三章数控系统控制原理及软硬件结构章节测验一、选择题1、逐步比较插补法的四拍工作顺序为：（）AA、偏差判别、进给控制、新偏差计算、终点判别B、进给控制、偏差判别、新偏差计算、终点判别C、终点判别、新偏差计算、偏差判别、进给控制D、终点判别、偏差判别、进给控制、新偏差计算2、在CNC系统中，插补功能的实现通常采用：()CA、全部硬件实现B、粗插补由软件实现，精插补由硬件实现C、粗插补由硬件实现，精插补由软件实现D、无正确答案3、在数控机床的数控装置组成中，其核心局部是〔〕BA、输入装置B、运算控制装置C、伺服装置D、机电接口电路4、有关脉冲当量的说法正确的是：DA、 相对于为一个脉冲信号，传动丝杆所转过的角度B、 相对于每一个脉冲信号，步进电机转过的角度C、 脉冲当量乘以进给传动机构的传动比就是机床部件位移D、 相对于每一个脉冲信号，机床移动部件的位移量5、采用逐点比较法插补第一象限的直线时，直线起点在坐标原点处，终点坐标是（8，7），刀具从起点开始插补到插补完毕时进行的插补循环数是：CA、10B、11C、15D、136、用逐点比较法终点坐标为（60，20）的一条过原点的直线，若当前的偏差函数值为-20，则刀具进给后的偏差值为：CA、-20B、+60C、+40D、-407、CNC装置由硬件和软件组成，软件在()的支持下运行。AA、硬件B、存储器C、显示器D、程序8、数控系统的管理部分包括：1)输入；2)I/O处理；3)显示；4)()。DA、译码B、刀具补偿C、位置控制D、诊断9、PLC控制程序可变，在生产流程改变的情况下，不必改变()，就可以满足要求。AA、硬件B、数据C、程序D、汇编语言10、用逐点比较法插补起点为（0，0），终点坐标为A（60，20）的一条直线，若当前偏差函数值为40，则刀具进给方向为（）。BA、-YB、+YC、–XD、+X二、简答题1、试述集中式数控系统硬件结构答：集中式数控系统有多种类型，但其典型的结构一般有内核运动控制功能、人机交互（HMI）功能和PLC功能。G代码的解释、插补、位置控制、加减速控制、补偿控制等均由内核运动控制功能完成。操作、编辑程序与外部的系统通信和机床状态的监控均由HMI完成。机床更换刀具、主轴控制、I/O点等均由PLC控制。这种系统，伺服模块只负责对系统的输出信号进行放大、以模拟量的方式输入，所有的运动控制均有CNC系统完成。2、试述时间重叠流水并行处理方法答；系统在完成初始化任务后自动进入时间分配循环中，在环中依次轮流处理各任务。而对于系统中一些实时性很强的任务则按优先级排队，分别处于不同的中断优先级上作为环外任务，环外任务可以随时中断环内各任务的执行，每个任务允许占用CPU的时间受到一定的限制，对于某些占用CPU时间较长的任务，如插补准备(包括译码、刀具半径补偿和速度处理等)，可以在其中的某些地方设置断点，当程序运行到断点处时，自动让出CPU，等到下一个运行时间内自动跳到断点处继续运行。3、试述脉冲增量法和数据采样法在插补方法上的区别。答：按插补算法不同，有多种不同复杂程度的插补处理。一般按照插补结果，插补算法被分为脉冲增量插补法和数字采样插补法两大类。前者的插补结果是分配给各个轴的进给脉冲序列；后者的插补结果是分配给各个轴的插补数据序列。4、数据采样插补的原理是什么？试对其插补精度进行分析？答：插补采用的是软件插补法，其输出的插补结果不是脉冲，而是数据。数控系统定时地对位置检测进行采样，采样数据与插补程序所产生的指令数据相比较后，得到位置偏差，经伺服驱动控制伺服电动机。从插补过程实现的方式上来说有粗插补和精插补。粗插补采用软件方法先将加工轨迹分割为线段，精插补采用硬件插补器将粗插补分割的线段进一步密化数据点。粗、精插补相结合的方法对数控系统运算速度要求不高，并可节省存储空间，且响应速度和分辨力都比较高。三、插补计算题如图所示的加工路线，起点为O(0，0)，经过（4，4）终点为(8，2)，用逐点比较法插补直线OA，用DDA插补法插补直线OB，寄存器位数为3位。解：1）、逐点比较法E=4+4=8序号偏差判别进给方向偏差计算终点判别1F0=0+XP1=0-4=-412F1=-4<0+YP2=--4+4=023F2=0>0+XP3=0-4=-434F3=-4<0+YP4=4-4=045F4=0=0+XP5=0-4=-456F5=-4<0+YP6=-4+4=067F6=0+XF7=0-4=-478F8=-4<0+YF8=-4+4=082）、DDA插补法，累加次数24=16累加次数JXJXΣXJYJYΣY11000000010002100010000001000100310000000100100100041000100000010011005100000001001010000610001000000101010071000000010010110008100010000001011100910000000100100000110100010000001000100111000000010010010001210001000000100110013100000001001010000141000100000010101001510000000100101100016100010000001011100171000000010010000012、试推导第Ⅱ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(-1,5)，终点B(-5,1)，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)解：插补公式：序号1、判别2、进给3、运算4比较E=81F=0－YF=－9

X=－1，Y=4E=72F＜0－XF=－6

X=－2，Y=4E=63F＜0－XF=－1

X=－3，Y=4E=54F＜0－XF=6

X=－4，Y=4E=45F＞0－YF=－1

X=－4，Y=3E=36F＜0－XF=8

X=－5，Y=3E=27F＞0－YF=3

X=－5，Y=2E=18F＞0－YF=0

X=－5，Y=1E=0插补后的实际轨迹图第四章智能数据感测系统测验一、填空题1、数据感测系统一般包括装置、装置两个部分。2、位置和速度检测装置具体指标要求有：、、、、等。3、传感器按检测信号可分为：、；按测量基准可分为：、；按安装位置关系可分为：、。4、以透射光栅为例：其中长的一块称为，其工作行程大于或等于被测行程；短的一块称为，和光源、透镜、光电元件组装在扫描头中。5、光栅尺上相邻两条光栅线纹间的距离称为。当两光栅线纹相交时，相交处出现的黑白色相间条纹，称为。6、旋转变压器的两种工作方式为和。7、直线式感应同步器由和两部分组成。8、常见的故障可分为故障、故障及故障。压力传感器分为、和间的压力传感器。10、扭矩传感器对各种旋转或非旋转机械部件的的检测。11、振动传感器的配置，主要是为了抑制，同时监测机床的。二、选择题1.在数控机床中，光电编码器常被用于（）信号的测量。A.速度与角位移 B.加速度C.直线位移 D.扭矩2.在数控机床中，光栅尺常被用于（）信号的测量。A.速度与角位移 B.加速度C.直线位移 D.扭矩3.计量光栅式传感器每毫米刻25条，如要求其输出脉冲的分辨率要求为0.004mm，则细分倍频应为（）倍。A.10B.5C.0.1D.0.54．光栅传感器中四倍频测量电路所起的作用是（）。A.降低噪声影响B.辨向和细分C.提高输出的幅值D.提高位移响应速度5.感应同步器是基于（）原理工作的。A.电磁感应B.光电效应C.霍尔效应D.压电效应6.下面传感器中，不能用来测直线位移的是（）。A.感应同步器B.光栅尺C.磁尺D、旋转编码器7.数控机床系统中，常见的故障不包括（）。A.电气系统故障B.机械结构故障C.辅助系统故障D.宽带故障8.压阻式压力传感器直接测量的物理量是被测构件的（）。A.电阻B.所受到的外力C.长度相对变化量D.应力9.磁电式振动传感器输出电压信号与输入振动的（）成正比。A.位移B.速度C.加速度D.频率10.下面哪种传感器可用作能量转换型温度传感器（）。A.热电阻式B.涡流式C.热电偶式D.电容式三、是非题1、数控机床中，常用传感器按按测量基准可分为增量式和绝对式两种。（）2、光电编码器是一种直线位移测量传感器。（）3、一般增量式光电编码器的输出信号由5个信号组成。（）4、增量式光电编码器有位置记忆功能。（）5、光栅传感器可在有油污的恶劣环境下工作。（）6、感应同步器可在有油污的恶劣环境下工作。（）7、感应同步器测量位移可长达几十m。（）8、压电式力传感器既可以测量静态力，又可以测量动态力。（）9、一般金属电阻应变片的灵敏度比半导体应变电阻的灵敏度低。（）10、磁电式传感器将加速度信号转换为电压信号。（）章节测验答案：填充题位置和速度检测、数控机床状态检测准确性、响应速度、抗干扰性、可靠性、重复性等数字式、模拟式；增量式、绝对式；直接测量式、间接测量式主光栅或标尺光栅、指示光栅相位工作方式；幅值工作方式栅距或节距；莫尔条纹定尺；滑尺电气系统；机械结构；辅助系统气体；液体；固体扭转力矩振动；状态与故障选择题A2、C3、A4、B5、A6、D7、D8、D9、B10、C是非题√2、×3、×4、×5、×6、√7、√8、×9、√10、×第五章数控伺服系统章节测验一、选择题1.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()CA.0.01mm B.0.02mmC.0.05mm D.0.1mm2．一五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()AA.0.36° B.0.72°C.0.75° D.1.5°3.永磁同步电动机转子位置检测多用()DA.光电式转子位置检测器B.磁电式转子位置检测器C.绝对式脉冲编码器D.相对式脉冲编码器4．反应式步进电动机与混合式步进电动机相比，其优点是()DA．转矩体积比大B．停电后有自锁能力C．步距角容易做得比较小D．转子惯量低，可更快加减速5.直流伺服电机常用的调速方法是()AA．改变电枢电压B．改变磁通量C．在电枢回路中串联调节电阻D．改变电枢电流6．一台三相反应式步进电动机，其转子有40个齿：采用单、双六拍通电方式，其步距角是（）BA．1°B．1.5°C．2°D．2.5°单K=1双K=27、如果数控机床上采用的是直流伺服电机和直流主轴电机应对()进行定期检查。AA、电刷B、轴承C、接线D、风扇8.步进电机常用作（）系统的驱动电机。AA、开环控制的进给B、半闭环控制的进给C、全闭环控制的进给D、异步电机驱动的进给9、直流伺服电机常用作（）系统的驱动电机。C、DA、开环控制的进给B、半闭环控制的进给C、全闭环控制的进给D、主轴运动10、当交流伺服电机正在旋转时，如果控制信号消失，则电机将会()。DA.以原转速继续转动B.转速逐渐加大C.转速逐渐减小D.立即停止转动二、是非题1、交流伺服驱动系统是用交流异步电机作为伺服驱动装置，是近年来发展的趋势。（）√2、进给伺服系统中交流伺服电机的调速方法是改变电枢电压的调速，可获调速范围大（）×3、步进电动机伺服系统是典型的闭环伺服系统。()×开环4、位置检测软件安装在伺服电动机的尾部的是闭环系统。()×半闭环5、半闭环系统的反馈装置一般装在导轨上。()×伺服电机上6、步进电机的转角，转速，旋转方向分别与输入脉冲频率、个数、通电顺序有关。（）×输入脉冲的个数、频率、通电顺序。7、主轴交流电机的变频调速在低速时为恒转矩变功率调速；高速时为恒功率变转矩调速。（）√8、直流伺服电机使用机械方式换向是其最大的优点。（）×9、交流伺服电机是最廉价的直线运动部件的驱动电机。（）×10、数控位置控制系统中，鉴幅式伺服系统的比较环节主要是脉冲比较（）√三、简答题1.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?解：进给伺服电动机惯量与负载惯量匹配的问题应考虑以下两个方面的因素（1）加速转矩等于加速度乘以总惯量即就是要考虑加速时间、加速转矩和总惯量之间的关系。(2)电动机惯量J1与负载惯量JM的匹配即J1/JM=(A－B)/（K－A））2．直流电动机调速方式有哪几种？答：调节输入端电压；转子回路串电阻；改变励磁磁通量；调节电源频率。3．交流电动机调速方式有哪几种？答：调节输入端电压；转子回路串电阻；调节电源频率。改变定子绕组极对数；4、主轴直流电动机采用什么调速方式？答：晶闸管调速；调脉冲宽度调速。四、计算题1、已知某三相反应式步进电机，转子齿数为80，采用三相六拍工作方式。通过一对齿轮副（主传动齿数为20，被动齿轮的齿数为40）传动一导程为4mm的滚珠丝杠，由丝杆螺母副驱动工作台移动，工作台移动的最大速度为20mm/min，求：1）、工作台的脉冲当量是多少？2）、步进电机的最高工作频率？3）、如果在工作台上安装光栅传感器，传感器的分辨率至少是多少？解：步距角的公式：θs=360°/（mZK）=360°/（2×80×3）=0.75°。依据脉冲当量的公式：δ=P/360°×θs×（Z1/Z2）=0.0125mmfmax=Vmax/δ=20/（0.0125×60）=27.7HZ传感器的分辨率：1/3δ=0.0125/3=0.0041mm第六章数控机床典型的机械结构一、选择题1、闭环控制系统的定位误差主要取决于()CA、机械传动副的间隙及制造误差B、机械传动副弹性变形产生的误差C、检测元件本身的误差及安装引起的阿贝误差D、滚珠丝杠副热变形所产生的误差2．数控机床进给系统采用齿轮传动副时，应该有消隙措施，其消除的是()CA．齿轮轴向间隙B．齿顶间隙C．齿侧间隙D．齿根间隙3、在普通数控车床的基础上，增加了()和动力头为车削中心。BA、C轴B、刀库C、X轴D、Y轴4、数控机床的丝杠一般采用()AA、滚珠丝杠副B、梯形丝杠副C、矩型丝杠副D、普通丝杠副5、数控车床的回刀架最少能有()把刀。BA、5B、4C、3D、26、机床重复定位精度高，则加工的()。CA、零件尺寸精度高B、零件尺寸精度低C、一批零件尺寸精度