数控技术复习题.docx

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数控技术复习题

数控加工技术复习

一、填空题：

1.数控机床是用数字化代码来控制_刀具与工件的相对运动，从而完成零件的加工。

2.所谓“插补”就是指在一条已知起点和终点的曲线上进行—数据点的密化的过程。

3.对刀操作就是确定_工件坐标系和_机床坐标系之间关系的操作。

4.直流伺服电动机的控制特性是指其速度随电压变化的特性，而其机械特性是指其速度随

负载转距变化的特性。

5.刀具在机床上的位置是由刀位点的位置来表示的。

6.JB3051-82规定，数控机床坐标轴和方向是基于—工件_亠固定，__刀具移动。

7.数控机床上采用的导轨主要有_静压导轨、—滚动导轨_、贴塑导轨等三种形式。

8.用逐点比较法插补直线OA其起点坐标为0（0，0）,终点坐标A（5，8），若采用插补的总步数作为终

点减法计数器JE的初始值，即Je=13_。

在插补过程中，每进给一步，计数器Je减1,当Je=0

时，到达终点，停止插补。

9.光栅作为位移传感器，其高精度源于的莫尔条纹的_放大和_平均两大效应。

若光

栅栅距为0.01mm两块光栅之间的夹角为0.057°，则莫尔条纹宽度约为10mm。

10.数控机床一般由控制介质_数控系统、伺服系统、测量装置和机械本体五个部分组

成。

11.CNC系统软件必须完成—管理和_控制两大任务。

12.步进电机的“失步”现象有两种表现形式，即_失步越步

13.刀具在机床上的位置是由_刀位点的位置来表示的。

14.在CNC软件中资源分时共享要解决的问题是各任务何时占用CPU以及占用时间的长短，解决的办法是

循环轮流和—中断优先相结合。

15.数控机床伺服驱动系统是指以机床移动部件的_位置和_速度作为控制量的

自动控制系统，又称为拖动系统。

16.若三相步进电机（三相绕组分别为A、BC）,请写出三相六拍工作方式的通电顺序：

A—AB-B—BC

—C—CA-A（或者A—AC_C—CB-B—BA-A）。

17.对于第四象限逆圆弧来说，当FA0时其进给方向为—+y,偏差计算公式为

F-2y+1。

18.数控机床的脉冲当量是指—每个脉冲信号使数控机床移动部件产生的位移量。

19.数控技术是指用—数字化信号获数字化代码一对机床运动及其加工过程进行自动控制的一种方法。

20.从CNC系统使用的微机及结构来分，CNC系统的硬件结构一般分为：

_多处理器和

单处理器结构两大类。

21.改变—刀具半径补偿值大小，不改变加工程序，就可以实现同一轮廓的粗、精铳加工。

22.数控机床按伺服系统的控制方式可分为_开环数控机床，半闭环数控机床—和_全闭环数控机

床_。

23.数控机床的辅助动作，如刀具的选择等是由PLC进行控制的。

24.数控机床位置控制装置由伺服机构和执行元件组成。

25.机床的刚度是指机床在载荷的作用下抵抗变形的能力。

26.根据滚动体的形状，把滚动导轨分成三类，即滚珠导轨、滚柱导轨和_滚针导轨—。

27•旋转变压器是根据互感___原理工作的。

28•进给伺服系统的静态____性能的优劣主要体现为跟随误差的大小。

29.机床的几何精度是指机床的主要运动部件及其运动轨迹的形状精度和—相对位置精度。

30•高低压双电源型步进电动机驱动电源简单地说就是高压建流，—低压定流'

31•加速转矩等于加速度乘以总惯量—。

32•对恒速输入的数控伺服系统，当系统进入稳态后实际位置总是滞后于指令位置一个值，该值称为

跟随误差。

二、选择题：

1.CNC系统软件必须完成管理和控制两大任务，下面任务中哪个不属于控制任务？

（A）

A、诊断B、插补C、位控D、译码

2.

下列正确表示机床坐标系的是（A）

3.

A.有刀库和自动换刀装置；B.机床转速高；C.机床刚性好；D.进刀速度高

7.

数控机床的数控装置包括（C）

A.光电读带机和输入程序载体；

C.输入、信息处理和输出单元；

8.G00的指令移动速度值是（

A.机床参数指定；B

9

B

工件坐标系;

•编程坐标系一般指的是（

A.机床坐标系；B.

10•下面哪项任务不是数据预处理（预计算）要完成的工作？

（

A、位置控制B、刀具半径补偿计算

C、刀具长度补偿计算D、象限及进给方向判断

11.步进电机的转速是否通过改变电机的（A）而实现。

A.脉冲频率B.脉冲速度C.通电顺序。

12.程序编制中首件试切的作用是

A.检验零件图样设计的正确性；B.检验零件工艺方案的正确性；

C.测试数控程序的效率；

D.检验程序单及控制介质的正确性，综合检验所加工的零件是否符合图样要求。

13.在开环数控机床进给系统中，下列电机唯一可用的是（C）。

A.直流伺服电机B.交流伺服电机C.步进电机D.大惯量电机。

14.

40,则

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

刀具进给方向为（）。

A.+X;B.—;C.+Y;D.-Y。

15.数控机床上直流电动机最常用的调速方法是（A）

A.调压调速法；B.调励磁磁场调速法；

C.电枢电路串电阻法；D.电枢电路串电感法

16.用光电盘测量角位移时，为判别角位移方向，采用两套光电转换装置，使它们产生的电信号在相位上相差（A）。

A.1/4周期；B.1/2周期；C.一周期；D.3/4周期。

17.下面哪项任务不是数据预处理（预计算）要完成的工作？

（A）

A、位置控制B、刀具半径补偿计算

C、刀具长度补偿计算D、象限及进给方向判断

18.CNC系统的中断管理主要靠（B）完成，而系统的中断结构决定了系统软件的结构。

A、软件B、硬件C、CPUD、总线

19.步进电机的转速与下面哪些因素无关？

（D）

A、脉冲信号的频率

f

B、转子齿数Z

C通电方式k

D

、定子绕组中的电流大小

20.

CIMS的中文含义是

（D）

A.

计算机辅助设计

B.柔性制造系统

C.

柔性制造单元

D.计算机集成制造系统

21.

点位控制的数控钻床编程时

（C）

A.不能使用指令G00来控制机床运动

B.不能使用指令G01来控制机床运动

C.不能使用指令G02或G03来控制机床运动

D.不能使用指令G04来控制机床的运动

22.对于卧式数控车床的坐标系，若以工件右端面作为Z轴的工件坐标原点，则Z轴的正万向是（A）

A.从工件坐标原点沿床身远离工件的方向

B.从工件坐标原点沿床身接近工件的方向

C.从工件坐标原点垂直向上的方向

D.从工件坐标原点垂直向下的方向

23.CNC系统的CMOSRAM常配备有高性能电池，其作用是（D）

A.RAM正常工作所必须的供电电源

B.系统上电时，保护RAM不被烧坏

C.加强RAM供电，提高抗干扰能力

D.系统掉电时，保护RAM中的信息不丢失

24.CNC系统采用逐点比较法对第一象限的圆弧逆时针插补运算时，若偏差函数小于零,

则刀具下一步的移动方向应为（C）

A.+X方向B.—X方向

C.+Y方向D.—Y方向

25.—端固定，一端自由的丝杠支承方式适用于（A）

A.丝杠较短或丝杠垂直安装的场合

B.位移精度要求较高的场合

C.刚度要求较高的场合

D.精度和刚度要求都很高的场合

26.某数控机床的频率比为入，静刚度为K，阻尼比为D，则动刚度Kd为（A）

A.Kd=K..,（L2）2—4d2—2

B.Kd二K、.、（—）4D-

C.Kd=K2：

.^^2）24D22

DK冰‘厂2）2—。

2—2

27.感应同步器采用鉴相型工作时，滑尺上正弦绕组和余弦绕组的励磁信号分别是'A）

A.UmSin®t和UmC0S3t

B.Uisin«t和U2Sin«t（U1^U）

C.U1Sin®t和U2COS3t（U1^U）

D.UmSin®1t和UmCOS®2t（®l乱2）

28.为了减少热变形对测量精度的影响，传感器材料的热膨胀系数应（C）

A.远大于机床床身材料的热膨胀系数

B.远小于机床床身材料的热膨胀系数

C.等于或接近机床床身材料的热膨胀系数

D.远离机床床身材料的热膨胀系数

29.光栅位移传感器信号处理时，用直接细分法进行四细分，从光电元件得到四个正弦信号，它们依次相差的角度为（B）

A.45°B.90°

C.135°D.180°

30.—增量式脉冲发生器，其单次脉冲的典型脉冲宽度（周期）为5微秒，现要求其最高允许测量转速为

4000转/分，则该脉冲发生器每转输出脉冲数为（B）

A.2000B.3000

C.4000D.5000

31.在脉冲比较式进给位置伺服系统的下列四个环节中，用来补偿速度控制单元死区的是（D）

A.可逆计数器B.位置控制器

C.同步电路D.偏差补偿寄存器

32.不考虑加减速过程时，对于两轴圆弧插补，各个进给轴的位置指令信号函数规律是（C）

A.斜坡函数B.指数函数

C.正弦函数D.双曲函数

33.描述步进电动机静态时电磁转矩T与失调角B之间关系的特性曲线称为（B）

C.3

35.加在数控机床进给伺服电动机轴上的负载有两种，它们是（D）

A.切削转矩和摩擦转矩B.切削转矩和负载惯量

C.摩擦转矩和负载惯量D.负载转矩和负载惯量

36.某交流主轴电动机，定子磁极对数p=2，供电频率fi=50Hz时，同步转速为（C）

A.500r/minB.750r/min

C.1500r/minD.3000r/min

37.工件加工后的实际几何参数与理想几何参数的符合程度称为（B）

A.尺寸精度B.加工精度

C.几何精度D.位置精度

38.误差的大小和方向是不规律变化的，这种误差称为（C）

A•平均误差B.系统误差

C.随机误差D.定位误差

39.在FANUC15数控系统中，实现插补等运算功能的模块是（B）

A.数字伺服功能模块B.CNC功能模块

C.主轴控制功能模块D.PLC功能模块

三、简答题：

1.开环进给系统中，如何补偿机械传动间隙和滚珠丝杆螺距误差？

2.数控机床对进给伺服系统的要求有哪些？

3.开环、闭环和半闭环进给系统的区别是什么？

各有什么特点？

4.步进电机的主要性能指标有哪些？

试比较驱动步进电机的三种功率放大器特点。

5.编程轨迹几何要素的连接关系如图所示，刀补方向为左刀补，试确定A、B、C、D各处的转接类型，并说明判别依据是什么？

6.试举出2种不同类型的测量线位移的传感器，并分别指出其基于什么原理来测量位移的?

7.简述提高步进系统工作精度采取的主要措施。

&简述对数控机床主轴电动机的要求。

9•简述数控机床精度的主要检测项目。

10•数控机床一般由哪几个部分组成？

各部分起什么作用？

四、计算题：

1.欲用逐点比较法插补直线OA，其起点坐标为0（0,0）,终点坐标为A（xe,ye）,其值为xe=5,

ye=6，试写出其直线插补运算过程，并绘出其插补轨迹。

2•用数字积分（DDA）插补法对图示直线进行插补运算，并在图中画出插补轨迹。

3•某CNC机床采用丝杆螺母副驱动工作台的直线进机直接相连，丝杆导程为10mm，步进电机每转400步,给速度为2.4m/min，求：

1）系统的脉冲当量S。

2）最高速进给时的进给脉冲频率。

Z2=30,请求步进电动机的步距角

5.AB是第一象限要插补的圆弧，圆弧的圆心在坐标原点0（0,0），圆弧的起点坐标为A（4,0），终点坐

标为B（0,4），若脉冲当量为1，用逐点比较法对该段圆弧进行逆圆插补。

请完成下列问题：

（1）求需要的插补循环总数；

（2）按下面给定表格形式表述完成插补计算过程，同时把刀具运动位置各点的坐标值求出列入；

（3）画出刀具运动的轨迹。

插补循环

偏差差别

进给方向

偏差计算

刀具运动位置入坐标值

终点判别

0

1

2

3

4

5

6

7

8

五、编程题：

1.编写车削加工程序，加工ABCDEFG部位的外轮廓，直径设定。

加工尺寸如图，其它参数合理自定。

各程序段要求注释。

所有孔均为G=10的钻削加工。

5mm。

刀具路线

3.用刀具半径补偿的方法编写外轮廓铳削加工程序，工件形状如图所示，工件厚度

等其它参数、坐标系合理自定。

要求考虑刀具半径补偿。

各程序段要求注释。

工，现要求只需一次精加工成形。

试按照教材中所学的代码格式编写其加工程序。

要求:

（1）工件坐标系原点设在球心0点。

试计算基点A的坐标，并以绝对坐标方式编写加工程序。

⑵编程加工时不考虑刀具副后面与被切形状的干涉问题，同时要求加工时开冷却液，X向

X轴后Z轴顺序退刀o

为直径编程。

（3）刀尖位置为程序的起刀点和退刀点，且要求在车完表面后按先

⑷进给速度50mm/min，主轴转速600r/min。

序号

G

X

Z

1

K

F

S

M

EOB

N010

N020

N030

N040

N050

1

NQ60

N070

N080

N090

三.分析■f本大■共#小毎小矗5分*共20分〉

3L（I）光t■尺移传感！

Sh3E于光电效应蜩优电转换MS）.G分）

（2）克域虑应同步ah基于电磁墓应康理■（2分）

32.

（1）改菩歩3£电机的性能，赢小歩距角.（1分）

（2｝黑用糖密传动凰h减小传动儀中的传动flR,（1分）

（3）采用纳分技术（电路h来进一歩减小步距饥（1分）

⑷采用反向廊噸补fit技札（1分）

（5）采用混合伺服療统，开坏.闭环联合«t用.。

分）

31

（1）主辅输出大功为了滴足生产率的要求*通常主传动电动机应有较大的功車范雷（15-250KW）.对功車鳗动电踣提出了厦富的要求.（3分）

（2）调速也RI应足够大，一骰要求能在1:

（100*1000）翘■内的恒转拒iH速・1:

】0的恒功率U!

連.并能实现四険限驰动功1L（2分）

54

（1）几何辅度*机床的几何11度是棺机床的主要运a«frR其运动轨迹的孫状樁度和相度.（2分）

（2）宦位様度审机床的定位黠度是指其主姜运动部件常某一坐标输方向•向预定的目标僮覽运动时所能达到的位霞的新度.（2分）

（3）XfMUft,机床的工作精废是瓠床在实际切IM条件下的一頊综合考«（•。

分）

n.MSB（水大靈共10分〉

3S墓点A坐标计算：

因为:

Z=-Vso1-102=-20^2=-28.28

所乩基点A（x,z）的生标为A（10.-28JS）（1分）

加工程序清单如卞；

G

X

z

1

K

F

S

M

BOB

N0I0

G92

X100

Z80

t

LF

N020

G90G00

X65

Z30

S600

M03MOS

LF

N030

GOl「

XO

F50「

[lf1

N040I

|G03

|X20

Z-282I

JO1

K-30

LF

N050

OOl

Z^70

LF

jN06O

X100

LF

N070

G00

ZSO

LF

NOSO

*

M05M09

LF

N090

M30

（1）原則上毎程序段1分■共9分■靈复Hf逞仅扣丨分.

（2）N020X65Z30…为快速点定位塑标，允件X坐标值有差别.

0）程序绪東指令用M30*M02均可.

五.计團■（本大■共2小・，毎小■】（）分.共20分）

M-

（1）依据步距角的计雾公式

4360Vmw36（r7（£】00呛）■036。

（3分）

（2）X方向的际冲当量

6x=3如即亦（3分）

=036/360x2530*6（2分）

7005mm（2分）

【评分标雇】计算传溟扣J分.

37.⑴需更的播补循稀总数旧兀■兀|+必弋卜8（3分）

HY

⑵m+WijgiBJWrS

钳卜

備差判断

方向

偏差廿雾

刀具运动位It

真点熾

0

F冋1

rwm

iXKW

1;

FK

-X

FrF0-2Xo+1^7

X:

-3.Yt-0

「g二

2j

Fi-7O

:

+Y

FrFj+2Yi+Wi

X再Y円

i-2

3

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4

F严3<0

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F|*Ft-2Xt+1M）

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【评分僦】誓个flPPOdih知分

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（3）刀具运动轨连如图（3分）