1、第 1 页 共 12 页答案参见我的新浪博客：http:/ ，班级： ，学号： ，成绩： 一填空题（每题 4 分，共 36 分）1数控加工中的最基本问题就是根据所输入的零件加工程序中有关几何形状和 的原始数据及其指令，通过相应的插补运算。按一定的关系向各个坐标轴的驱动控制器分配 ，从而使得 驱动工作台相对主轴的运动轨迹, 以一定的精度要求逼近于所加工的零件的外形轮廓尺寸。2按加工批量和零件的复杂程度，试在下图区域内标出通用机床、专用机床和数控机床的适用位置。3功率步进电机一般用于普通机床的数控改造，以及对精度要求较低的场合等 系统。步进电机的步距角是指 。对于三相步进电机，当以双相通电方式，齿
2、数为 40 时。此时步距角 。4为了保证数控机床总是能在最有利的切削速度下进行加工，或实现桓速切削的功能，数控机床的主轴转速通常在其调速范围内 。因此，现代数控机床常采用 作为主运动的动力源。5数控机床的最小设定单位是 ，标制着数控机床精度的分辨率，其值一般为 ，在编程时，所有的编程单位都应转换成与最小设定单位相应的数据。6通常把数控车床的床身导轨倾斜布置，可改善其 和 。提高机床的静刚度。7数控技术是 的技术；计算机数控（CNC ）是指 ；数控机床具有 、 、 、 、 等优点。8插补器就实现的方法而言，可用 或 ；按其实现的功能来分类，它可分为 、 、 等类型。9刀具半径补偿是指 。左偏刀具
3、半径补偿指令和右偏刀具半径补偿指令分别为 和 。二简答题（每题 6 分，共 18 分）1 何谓二轴半坐标数控机床？2 试论述数控机床的进给伺服系统是由哪几部分组成，它们分别的作用如何？伺服系统常用的驱动元件是什么？批量大小简单 复杂 复杂程度第 2 页 共 12 页答案参见我的新浪博客：http:/ 简述数控车床采用钢板焊接床身的原因。三计算题（10 分）若加工第一象限直线 OE，起点为 O(0，0)，终点为 E(7，4)，设累加器为 3 位，试按DDA 法进行插补计算，并绘出插补轨迹图。四论述题（每题 9 分，共 36 分）1试推导下图内的脉冲当量 与步距角 的关系式，假设已知各齿轮齿数和丝
4、杠的导程。由于脉冲当量是规定的，步进电机一经选定后，其步距角也是一定的，试回答如何满足脉冲当量与步距角中间的关系？2 试讨论利用光栅的摩尔条纹特点如何来检测机床移动部件的位移、移动方向和移动的速度？3 试分别论述开环控制系统、半闭环控制系统和闭环控制系统的实现方式和特点。第 3 页 共 12 页答案参见我的新浪博客：http:/ 谈谈你对现代数控机床发展趋势的看法和学习体会。现代数控技术及数控机床试卷 2学生姓名： ，班级： ，学号： ，成绩： 四填空题（每题 2 分）10 数控机床是由 、 、 、 、 、 和 部分组成。11 数控机床加工过程的加工路线是指 的运动轨迹和方向。12 三相步进电
5、机的转子上有 40 个齿，若采用三相六拍通电方式，则步进电机的步距角为 。13 数控机床的最小设定单位是 ，标制着数控机床精度的分辨率，其值一般为 ，在编程时，所有的编程单位都应转换成与最小设定单位相应的数据。14 通常把数控车床的床身导轨倾斜布置，可改善其 和 。提高机床的静刚度。15 数控机床的工作台和刀架等部件的移动，是由 驱动，经过 传动，可减少进给系统所需要的驱动扭矩，提高 、 。16 对步进电机施加一个电脉冲信号时，步进电机就回转一个固定的角度，叫做 ，电机的总回转角和输入 成正比，而电机的转速则正比于输入脉冲的 。17 位置检测装置是数控机床的重要组成部分，在闭环系统中，它的主要
6、作用是 。9刀具半径补偿功能的作用 。10伺服系统的输入是 ，输出是 。 11数控机床工作台和刀架等部件的移动，由 驱动，经过 传动，减少了进给系统所需要的驱动扭矩，提高了 和 。12光栅依不同制造方法有 和 两种，数控机床中常用 做位置传感器。五选择题（每题 2 分）1 闭环伺服系统使用的执行元件是（ ）（1）支流伺服电机 （2）交流伺服电机 （3）步进电机 （4）电液脉冲马达2 步进电机的角位移与（ ）成正比。（1）步距角 （2）通电频率 （3）脉冲当量 （4）脉冲数量3 数控机床 CNC 系统是（ ）（1）轮廓控制系统 （2）动作顺序控制系统 （3）位置控制系统 （4）速度控制系统4 采
7、用 DDA 法加工第一象限的斜线，若偏差函数值大于零，规定刀具向（ ）方向移动（1）+X （2）-X （3）+Y （4）-Y5 数控机床有不同的运动形式，需要考虑关键与刀具相对运动关系和坐标系方向，编第 4 页 共 12 页答案参见我的新浪博客：http:/ ）的原则。（1）刀具固定不动，工件移动 （2）铣削加工刀具固定不动，工件移动；车削加工 刀具移动，工件固定 （3）分析机床运动关系后再根据实际情况两者的固定和移动关系 （4）工件固定不动，刀具移动。6 选择刀具起始点时应考虑（ ）（1）防止与工件或夹具干涉碰撞 （2）方便工件安装测量 （3）每把刀具刀尖在起始点重合 （4）必须选在工件外侧
8、。7数控机床伺服系统是以（ ）为直接控制目标的自动控制系统。（1）机械运动速度 （2）机械位移 （3）切削力 （4）切削用量8指出下列哪些误差属于系统的稳态误差（ ） 。（1）定位误差 （2）跟随误差（3）轮廓误差 （4）定位误差和跟随误差六简答题（每题 5 分）4 数控机床的主传动系统有何特点？5 试论述数控机床的进给伺服系统是由哪几部分组成，它们分别的作用如何？伺服系统常用的驱动元件是什么？6 简述数控车床采用钢板焊接床身的原因。七计算题（每题 9 分）1若加工第一象限直线 OE，起点为 O(0，0)，终点为 E(7，4)，设累加器为 3 位，试按DDA 法进行插补计算，并绘出插补轨迹图。
9、2步进电机转子有 80 个齿，采用三相六拍通电方式，经丝杠螺母传动副驱动工作台做直线运动，滚珠丝杠导程为 5mm，工作台移动最大速度为 6mm/s，求：第 5 页 共 12 页答案参见我的新浪博客：http:/ 步进电机的步距角 工作台的脉冲当量 步进电机的最高工作频率 f五论述题（每题 9 分）1为什么要对工件廓形进行拟合？2试画出框图说明数控机床的工作原理。3数控机床对伺服驱动系统有哪些要求？第 6 页 共 12 页答案参见我的新浪博客：http:/ 3一、 填空题（每空 1.5 分，共 18 分）1. 数控机床是用数字化代码来控制 的相对运动，从而完成零件的加工。2. CPU 是 CNC
10、 装置的核心，它由运算器和控制器两个部分组成， 是对数据进行算术和逻辑运算的部件， 是统一指挥和控制数控系统各部件的中央机构。3. 所谓“插补”就是指在一条已知起点和终点的曲线上进行 的过程。4闭环伺服驱动系统一般由 、 、机床、检测反馈单元、比较控制环节等五个部分组成。5CNC 系统软件必须完成 和 两大任务。6. 数控机床坐标系的确定：X、Y、Z 的正向是工件尺寸增加的方向，通常平行于主轴的轴线为 Z 坐标，而 坐标方向是水平的，并且平行于工件装卡面，而 Y 向坐标是按照 来确定的。7. 光栅是利用 原理进行工作的位置反馈检测元件。若光栅栅距 d = 0.01mm，光栅指示光栅与标尺光栅夹
11、角 = 0.01rad，则可得莫尔条纹宽度 W = mm。8. 光栅读数头主要由光源、透镜、标尺光栅、 和驱动电路组成。9. 步进式伺服驱动系统是典型的开环控制系统，在此系统中执行元件是 。10.数控加工中的最基本问题就是根据所输入的零件加工程序中有关几何形状和的原始数据及其指令，通过相应的插补运算。按一定的关系向各个坐标轴的驱动控制器分配 ，从而使得 驱动工作台相对主轴的第 7 页 共 12 页答案参见我的新浪博客：http:/ 以一定的精度要求逼近于所加工的零件的外形轮廓尺寸。11. 数控机床伺服驱动系统是指以机床移动部件的 和 为控制量的自动控制系统，又称为拖动系统。12 按加工批量和零
12、件的复杂程度，试在下图区域内标出通用机床、专用机床和数控机床的适用位置。二、 单项选择题（每小题 1.5 分，共 12 分）1. 将数控系统分为开环式数控系统和闭环式数控系统是按照下面哪种分类方法进行分类的？（ ）A、工艺用途 B、工艺路线 C、有无检测装置 D、是否计算机控制2. 下述能对控制介质上的程序进行译码的装置是（ ） 。A、数控装置 B、伺服系统 C、机床 D、测量装置3下面哪种检测装置即可测量线位移又可测量角位移？（ ）A、旋转变压器 B、感应同步器 C、光栅 D、B 和 C4下面哪个部分是数控机床的核心部分？（ ）A. 控制介质 B. 数控装置 C. 伺服系统 D. 测量装置5
13、. 脉冲当量的大小决定了加工精度，下面哪种脉冲当量对应的加工精度更高？ （ ）A、1um/脉冲 B、5um/脉冲 C、10um/脉冲 D、0.01mm/脉冲6. 步进电机的转速与下面哪些因素无关？（ ） A、脉冲信号的频率 B、转子齿数f z批量大小简单 复杂 复杂程度第 8 页 共 12 页答案参见我的新浪博客：http:/ D、定子绕组中的电流大小 k7. 下面哪种检测装置不是基于电磁感应原理？（ ）A、感应同步器 B、旋转变压器 C、光栅 D、电磁式编码盘8如果直线式感应同步器的定尺绕组的节距为 4mm，那么滑尺绕组的节距应该为多少才能保证检测精度？（ ） A、2mm B、4mm C、6
14、mm D、8mm三、 判断题（每小题 1.5 分，共 15 分）（ ）1.数控机床的加工是用数控程序来控制的，因此数控机床就是软件数控。（ ）2.CNC 系统中，由硬件完成的功能原则上不可以由软件完成。（ ） 3. 定尺绕组和滑尺绕组的节距是否相等对于直线感应同步器的检测精度无关紧要。（ ）4.当点位直线控制数控机床的移动部件移动时，可以按任意斜率的直线进行切削加工。（ ）5. 对控制介质上的程序进行译码的装置是伺服系统。 （ ）6.脉冲当量决定了伺服系统的位移精度，因此脉冲当量越大，位移精度越高。X（ ）7.步进电机的步距角越大，控制精度越高。（ ）8.从减小伺服驱动系统的外形尺寸和提高可靠
15、性的角度来看，采用直流伺服驱动比交流伺服驱动更合理。（ ）9. 根据插补由硬件还是软件实现，插补分为硬插补和软插补；硬插补一般用作粗插补，软插补用于精插补。（ ）10 最常见的 2 轴半坐标控制的数控铣床，实际上就是一台三轴联动的数控铣床。四、 简答题（每小题 4 分，共 20 分）第 9 页 共 12 页答案参见我的新浪博客：http:/ 简述用数控机床进行零件加工的一般过程。2简述开环步进式伺服驱动系统的工作原理。3试论述数控机床的进给伺服系统是由哪几部分组成，它们分别的作用如何？伺服系统常用的驱动元件是什么？第 10 页 共 12 页答案参见我的新浪博客：http:/ 计算题（10 分）若加工第一象限直线 OE，起点为 O(0，0)，终点为 E(5，6)，试用逐点比较法进行插补计算，并绘出插补轨迹。
