1、一、选择填空(20 分)1.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：（1）(1)对刀点 (2)换刀点 (3)机械原点 (4)起点2.只控制刀具的定位点，在定位过程中不切削、不控制轨迹和速度，这样的控制系统称为：（1）(1)点位控制系统 (2)点位直线控制系统 (3)直线控制系统 (4)轮廓控制系统3.针对下列程序段：N001S1000 M03；N002 G00G17XYM08；N003G01G42XYDF；N004XY；N005G02XYIJ；N006G01XY；N007G00G40XYM05 M09；说法正确的是：（1）(1)G00、G01、G02 是同组模态代码 (2)G1
2、7、G42、G40 是同组模态代码(3)M03、M08 是同组模态代码 (4)M05、M09 是同组模态代码4.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：（4）(1)者大于前者 (2)后者是后前者的整数倍(3)两者必须相等 (4)前者是后者的整数倍5.关于可编程控制器 PLC，下面表达正确的是：（ 2 ）(1)PLC 在数控机床的应用中，主要实现 G、F、T 功能；(2)PLC 在数控机床的应用中，可实现机床外部开关量信号控制功能；(3)PLC 应用在数控机床时，只能独立于 CNC 装置，具有完备的软、硬件功能；(4)PLC 在数控机床的应用中，不能接受外部信号
3、。6.对于一个四位二进制计数器来说，其容量 m 和每一个指令脉冲产生的相移角分别为：（1）(1)16 和 22.5(2)16 和 /16 (3)15 和 22.5(4)15 和 2/167.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：（2）(1)16 和 22.5 (2)4 和 22.5 (3) 16 和 2/16(4) 4 和 /168. 若已知直线感应同步器的极距 2=2mm，滑尺直线位移量为 4mm，则滑尺绕组相对于定尺绕组的空间相位角是：（1）(1)4(2)2(3)270(4)5409.FMS 由（4）组成。(1)制造工作站、清洗工作站、测量站(2)数控机床、工业机器人、
4、中央刀库(3)制造工作站、自动化物料储运系统、加工中心(4)FMS 管理与控制系统、自动化物料储运系统、制造工作站10PWM 是脉冲宽度调制的缩写，PWM 调速单元是指（3）(1) 晶闸管相控整流器速度控制单元 (2) 直流伺服电机及其速度检测单元(3) 大功率晶体管斩波器速度控制单元 (4) 感应电动机变频调速系统11.数控机床上交流伺服电机的变频调速常采用（1）方式。(1) 交直交变频调速 (2) 交交变频调速(3) 直交直变频调速 (4) 直直变频调速12.鉴相式伺服系统中采用（1） ，鉴别两个输入信号的相位差和相位超前、滞后的关系。(1)鉴相器 (2)基准脉冲发生器 (3)分频器 (4
5、)伺服放大电路13.对于四相八拍的步进电机来说，功率放大电路有（ 1 ）路。(1)4 (2)8 (3)1 (4)1214.数控机床进给驱动系统（采用直流伺服电机）的调速常采用（1）的调速方式。(1)调节电枢电压 (2)调节磁通 (3)调节电阻 (4)变频调速15. CIMS 是（1）的简称。(1)现代集成制造系统 (2)柔性制造系统(3)柔性制造单元 (4)计算机数字控制系统16.伺服系统是一种以（2 4）为控制对象的自动控制系统。(1)功率 (2)机械位置或角度 (3)加速度 (4)速度17.步进电动机的转速主要取决于（3）(1)电脉冲的总数 (2)电流的大小 (3)电脉冲的频率 (4)电压
6、的高低18加工较大平面时，一般采用（） ；加工空间曲面、模具型腔时多采用（3 4）(1)立铣刀 (2)键槽铣刀 (3)面铣刀 (4)模具铣刀19CNC 装置的软件包括（2） 。(1)译码、通信、诊断和显示功能 (2)管理软件和控制软件(3)插补和刀具半径补偿功能 (4)I/O 处理、译码、位置控制功能二、简答题（30 分）1.数控机床按伺服系统分类，分哪几类？简答各类的特点。（5 分）2.何谓加工中心？为什么数控加工中心上需要主轴准停装置？（5 分）3.说明左移规格化的含义。（5 分）4.简述光栅的组成,并简要说明莫尔条纹的作用。若已知光栅栅距 d=0.01mm 及莫尔条纹的宽度 w=5mm，
7、则莫尔条纹的放大倍数是多少？（5 分）5采用弦线逼近非圆曲线时，主要有哪几种节点计算方法？写出其中一种的计算步骤。（5 分）6什么是电主轴？有哪几部分组成？（5 分）三、插补计算题(20 分)1.试推导第象限逆圆弧逐点比较法插补公式，并用其插补一段第象限逆圆弧：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)（10 分）2用 DDA 法插补直线 AO，起点 A(7,6)，终点 O(0,0)，设寄存器为四位二进制寄存器，以表格的形式给出插补计算过程，并画出插补轨迹图。（10 分）四、编程题（30 分）1.（12 分）有一采用三相六拍驱动方式的步
8、进电机，其转子有 80 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 iz1/z21/5。求：(1)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 x 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）在加工中心上加工如图所示的零件，毛坯为铝铸件，尺寸如图中所示，要求加工孔和外轮廓面。(1)在图中标出所建立的工件坐标系、所采用的刀具、外轮廓走刀路线；（4 分）(2)编制完成该零件加工的数控加工程序。（14 分）、选
9、择填空(20 分)，每空 1 分 1（1）；2（1）；3（1）；4（4）；5（2）；6（1）；7（2）；8（1）；9（4）；10（3）；11（1）；12（1）；13（1）；14（1）；15（1）；16（2）（4）；17（3）；18（3）、（4）；19（2）二、简答题（30 分）1.数控机床按伺服系统分类，分哪几类？简答各类的特点。（5 分）开环系统、半闭环系统、闭环系统（2 分）开环系统：步进电机驱动，无位置检测装置，结构简单，成本低，精度低，易于维修（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（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（1
10、分）2.何谓加工中心？为什么数控加工中心上需要主轴准停装置？（5 分）带刀库、能自动换刀的数控机床（多为镗铣床）（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，故能保证刀尖与主轴相对位置的一致性，从而减少被加工孔的尺寸分散度。（3 分）3.说明左移规格化的含义。（5 分）提高 DDA 插补法进给速度均匀化的措施。（1 分）直线：将被积函数寄存器中的数左移，直到其中有一个的最高位为 1；（2 分）圆弧：将被积函数寄存器中的数左移，直到其中有一个的次高位为 1。（2 分）4.简述光栅的组成,并简要说明莫尔条纹的作用。若已
11、知光栅栅距 d=0.01mm 及莫尔条纹的宽度 w=5mm，则莫尔条纹的放大倍数是多少？（5 分）组成：标尺光栅，指示光栅（1 分）莫尔条纹的作用：放大作用、均化误差的作用、莫尔条纹的移动与光栅的移动成比例。（3 分）莫尔条纹的放大倍数： （1 分）5采用弦线逼近非圆曲线时，主要有哪几种节点计算方法？写出其中一种的计算步骤。（5 分）主要有等间距法、等步长法、等误差法。（2 分）等步长法计算步骤：求最小曲率半径、计算允许步长、计算节点坐标。（3 分）或等误差法计算步骤：以起点为圆心、以允许的误差为半径作圆，求圆方程；求切点坐标；求节点坐标。（3 分）6什么是电主轴？有哪几部分组成？（5 分）主
12、轴电机与主轴为一体，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）、带绕组的定子、速度检测元件。（3 分）三、插补计算题(20 分)1试推导第象限逆圆弧逐点比较法插补公式，并用其插补一段第象限逆圆弧：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)（10 分）插补公式： （2 分）序号 1、判别 2、进给 3、运算4、比较E=81 F=0 YF=9X=1，Y=4 E=72 F0 XF=6X=2，Y=4 E=63 F0 XF=1X=3，Y=4 E=54 F0 XF=6X=4，Y=4 E=45 F0 YF=1X=4，Y
13、=3 E=36 F0 XF=8X=5，Y=3 E=27 F0 YF=3X=5，Y=2 E=18 F0 YF=0X=5，Y=1 E=0表格、表头（4 个节拍）（2 分）；表中计算（0.584 分）；图（2 分）2. 用 DDA 法插补直线 AO，起点 A(7,6)，终点 O(0,0)，设寄存器为四位二进制寄存器，以表格的形式给出插补计算过程，并画出插补轨迹图。（10 分）图（2 分）；初始化表头（3 分）；计算（0.25164 分）；累加次数 m16（1 分）X 积分器 Y 积分器累加次数 mJVX（存 xe）JRX（ xe） xJVY（存 ye）JRY（ ye） y0 0111 0 0 011
14、0 0 01 0111 0 0110 02 1110 0 1100 03 0101 1 0010 14 1100 0 1000 05 0011 1 1110 06 1010 0 0100 17 0001 1 1010 08 1000 0 0000 19 1111 0 0110 010 0110 1 1100 011 1101 0 0010 112 0100 1 1000 013 1011 0 1110 014 0010 1 0100 115 1001 0 1000 016 0000 1 0000 1也可用左移规格化方法、余数寄存器预置数方法等（方案不唯一）。四、编程题（30 分）1.（12 分
15、）有一采用三相六拍驱动方式的步进电机，其转子有 80 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 iz1/z21/5。求：(1)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 x 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）(1)360/mzk0.75（3 分）(2) it/360=0.20.757.2/3600.0003（3 分）(3)2100 MOV DPTR，#2200H （0.2582 分）MOV R0，#00LO
16、OP： MOV A，R0MOVC A，A+DPTRMOV P1，ALCALL 1000INC R0CJNE R0，#06H，LOOP2200 DB F5H，F4H，F6H，F2H，F3H，F1H， （1 分）1000：MOV R3，#FF （1 分）DT1： MOV R4，#FFDT2： DJNZ R4，DT2DJNZ R3，DT1RET2.（18 分）在加工中心上加工如图所示的零件，毛坯材料为铝板，尺寸如图中所示，要求加工孔和外轮廓面。(1)在图中标出所建立的工件坐标系、所采用的刀具、外轮廓走刀路线；（4 分）(2)编制完成该零件加工的数控加工程序。（14 分）C B A1 0 0 1 F1
17、H2 0 1 1 F3H3 0 1 0 F2H4 1 1 0 F6H5 1 0 0 F4H6 1 0 1 F5H1）坐标系如图所示（1 分）；刀具：直径为 20mm 的立铣刀 T01，直径为 3mm 和 8mm 的中心钻及钻头T02、T03（1 分）；走刀路线：铣直径为 20mm 的外圆凸台轮廓；再铣菱形凸台外轮廓；长方形外轮廓；钻三小孔中心，钻三个小孔。(2 分)2）数控程序：（仅作参考）N1 G92 X0 Y0 Z10；（以下2 分）N2 T01 M06；N3 S1000 M03；（圆凸台外轮廓 2 分）N4 G90 G41 G00 X-10.0 D31;N5 G01 Z-4.0 F100 M08;
