数控原理与系统试题及答案.docx

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数控原理与系统试题及答案

《数控原理与系统》试题1

一、   填空题（每空1.5分，共30分）

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.CPU是CNC装置的核心，它由运算器和控制器两个部分组成，   运算器     是对数据进行算术和逻辑运算的部件，  控制器     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    数据点的密化          的过程。

4．数控系统按照有无检测反馈装置分为　　　开环数控机床　　　　和　　闭环数控机床　　　　　两种类型。

5．对于以坐标原点为起点的第一象限直线OA，其偏差函数为：

，若

，刀具往     +X    进给；若，刀具往    +Y     进给。

6.标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用  右手直角笛卡尔坐标系 决定，   增大     刀具与工件距离的方向即为各坐标轴的正方向。

7.CNC系统中，实时性要求最高的任务是     增大     和      位控   。

8.CNC软件中，译码程序的功能是把程序段中的各数据根据其前后的文

字地址送到相应的缓冲寄存器。

假设当前需要译码的程序段如下：

N1G01X132Y200Z300

如果当前取出的代码是X，那么数字码寄存器中存放的数据是   01 ，此

时应该把该数据送入代码  G    的缓冲寄存器中。

9.旋转变压器是一种常用的      转角     检测元件，从其结构来看，它由

   定子     和    转子   两个部分组成。

10．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 步进电机       。

11．专家系统是一种应用大量的专家知识和推理方法求解复杂问题的一种方法，因此一般专家系统主要包括两大部分，即 知识库 和推理机     。

二、    单项选择题（每小题2分，共20分）：

1.经济型数控系统一般采用（ A）CPU，而且一般是单微处理器系统。

A、8或16位   B、32位   C、64位   D、以上都不正确

2.下面哪种设备不是CNC系统的输入设备？

（ C ）

A、MDI键盘  B、纸带阅读机  C、CRT显示器  D、磁带机

3．在单CPU的CNC系统中，主要采用（ B）的原则来解决多任务的

同时运行。

A、CPU同时共享 B、CPU分时共享  C、共享存储器  D、中断

4．下面哪种方法不属于并行处理技术？

（ D）

A、资源重复  B、时间重叠   C、资源共享   D、中断执行

5.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）

A、1um/脉冲  B、5um/脉冲  C、10um/脉冲  D、0.01mm/脉冲

6.单微处理机CNC装置中，微处理机通过（A ）与存储器、输入输出

控制等各种接口相连。

A、总线  B、输入/输出接口电路  C、主板  D、专用逻辑电路

7.下面哪种检测装置不是基于电磁感应原理？

（ C ）

   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？

（ B ）                                                   

A、2mm   B、4mm    C、6mm   D、8mm

9.下面哪个内容不是故障诊断专家系统要完成的工作？

（D  ）

  A、故障监测   B、故障分析   C、决策处理   D、故障预防

10．下列正确表示坐标系的是（ A）

  A、X     B、X

  C、Z    D、Y

三、       判断题（每小题1.5分，共15分）

（ X）1.世界上第一台数控机床是1958年试制成功的。

（ X）2.CNC系统中，由硬件完成的功能原则上不可以由软件完成。

（ X）3.7段LED显示器能显示字母X。

（X ）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。

（X ）5.程序中出现各种异常情况的报警中断属于外部中断。

（X ）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。

（X ）8.从减小伺服驱动系统的外形尺寸和提高可靠性的角度来看，采

用直流伺服驱动比交流伺服驱动更合理。

（ V）9.伺服驱动系统的跟随误差越小，响应速度越快。

（ V）10.德国的SIEMENS和日本的FUNUC公司的数控系统对我国数

控技术的影响较大。

四解答题（每小题5分，共15分）

1.和普通机床相比，用数控机床进行零件加工有什么好处？

答：

采用数控机床进行零件加工具有以下优点

1）提高加工精度高，尤其是提高了同批零件加工的一致性

2）有利于生产效率的提高

3）可加工形状复杂的零件

4）减轻了工人的劳动强度，改善了劳动条件

5）有利于生产管理和机械加工综合自动化的发展（或者：

提高了机械加工和生产管理的自动化程度）

2．CNC的插补可以由软件或硬件完成，根据这一原则CNC系统的软硬件组

合有哪几种类型？

答：

根据CNC系统的插补功能由软件还是软件来实现，CNC系统的软硬件组合有以下三种类型：

①不用软件插补器，完全由硬件完成的CNC系统；………………………………2分

②由软件进行粗插补，硬件进行精插补的CNC系统；……………………………2分

完全由软件实施插补的CNC系统。

…………………………………………………1

3．对数控机床伺服驱动系统的主要性能要求有哪些？

答：

一般来说，对数控机床伺服驱动系统的主要性能要求有以下几点：

①   进给速度范围要大，能满足低速切削和高速切削的需要；…………………1分

②   位移精度要高；………………………………………………………………………1分

③   跟随误差要小，即响应速度要快；………………………………………………1分

④   工作稳定性要好，具有抗干扰能力，运行平稳，加工精度较高。

………2分

五、计算题（每小题10分，共20分）：

1.一台三相六拍运行的步进电机，转子齿数Z＝48，测得脉冲频率为600Hz，求：

①通电顺序；

②步距角和转速。

（10分）

解：

三相六拍运行的步进电机采用单双相轮流通电控制方式，即m=3,。

转子齿数，频率＝600HZ。

………………………………………………………1分

①   电机正转时的通电顺序：

A→AB→B→BC→C→CA→A………………………………2分

电机反转时的通电顺序：

A→AC→C→CB→B→BA→A………………………………1分

②   根据步距角计算公式：

          …………………………………………………………3分

根据转速计算公式：

          （转/分）………………………………………………3分

2.欲用逐点比较法插补直线OA，其起点坐标为O（0，0），终点坐标为A（，），其值为＝5，＝6，试写出其直线插补运算过程，并绘出其轨迹。

解：

由于待插补直线的起点坐标为O（0，0），终点坐标为A（5，6），采用总步数终点判别方法，总步数。

从坐标原点开始插补，故此时偏差，加工过程的运算节拍如下表所示：

………………………………………………………………………………1分

《数控原理与系统》试题2

一、   填空题（每空1.5分，共30分）：

1.数控机床是用数字化代码来控制机床　　刀具　　与　工件　　的相对运动，

从而完成零件的加工。

2.标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用      右手直角笛卡尔坐标系              决定，    决定。

3.数控机床按照对被控制量进行检测的检测反馈装置安装的位置可分为

        闭环控制数控机床          和          半闭环控制数控机床         两种类型。

4．闭环伺服驱动系统一般由 驱动控制单元 、 执行单元 、机床、

检测反馈单元、比较控制环节等五个部分组成。

5．用逐点比较法插补直线OA，其起点坐标为O（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。

6.在单CPU的CNC系统中，主要采用    分时共享         的原则来解决多任务的同时运行。

7.CNC系统中，实时性要求最高的任务是    插补       和   位控      。

8.CNC系统控制软件中两个最突出的特征是：

多任务并行处理 和多重实时中断     。

9.CNC系统软件中的译码程序要完成两项工作：

一是完成NC程序的翻

译工作，即把输入的零件加工程序翻译成计算机内部能识别的语言（机器语言）；二是进行程序段的       语法检查       ，即发现语法错误立即报警。

10．旋转变压器是一种常用的       转角     检测元件。

11．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    4    mm才能保证检测精度。

12．三相步进电机的转子齿数为40，则单三拍通电方式运行时的步距角

 ＝3°     。

13．在整个使用寿命期，根据数控机床的故障频度，数控机床的故障发生规律大致分为三个阶段：

 早期故障期 、偶发故障期 、耗损故障期 。

二、    单项选择题（每小题2分，共20分）：

1.世界上第一台数控机床是（B  ）年试制成功的。

A.1951   B.1952   C.1954   D.1958

2.下面哪个部分是数控机床的核心部分？

（B   ）

A.控制介质   B.数控装置  C.伺服系统   D.测量装置

3．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

4．通过键盘或者纸带输入零件加工程序时，系统要不断的对零件加工程

序进行格式检查，如果发现格式不符合编程要求，将发出报警信号或

提示用户进行修改。

这种诊断方式属于（ A ）

A、运行中诊断  B、停机诊断  C、通信诊断  D、以上都不对

5.下面哪种检测装置的检测精度高，且可以安装在油污或灰尘较多的场

合？

（ C ）

A、感应同步器   B、旋转变压器   C、磁栅   D、光栅

6.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？

（ B ）

A、5um/脉冲   B、1um/脉冲C、10um/脉冲  D、0.01mm/脉冲

7.译码程序是以程序段为单位进行译码的，并且把代码存放在代码缓冲

器中，代码后的数值存放在数字码寄存器中。

若当前要翻译的程序段

为：

N115G01X100Y119F3000LF  并且当前译码程序取出的字符

是Y，那么数字码寄存器中存放的数据是（D  ）

A、3000     B、119     C、01     D、100

8．下面哪种方法不属于并行处理技术？

（  A）

A、中断执行   B、时间重叠   C、资源共享   D、资源重复

9．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     B、转子齿数

C、通电方式           D、定子绕组中的电流大小

10．在数控机床的使用过程中，由于零部件及电子元件出现疲劳、磨损、老化等，使系统处于频发故障状态。

这一期间属于数控机床故障出现的哪个阶段？

（ C ）

A、早期故障期  B、偶发故障期  C、耗损故障期 D、以上都不对

三、       判断题（每小题1.5分，共15分）

（ X）1.半闭环控制数控机床的检测装置可以直接检测工作台的位移量。

（ X）2.CNC系统仅由软件部分完成其数控任务。

（ X）3.若CNC装置有两个或以上的微处理机，则其一定属于多微处理机结

构。

（ X）4.LED显示器能显示0～9的数字和全部英文字母。

（ X）5.对控制介质上的程序进行译码的装置是伺服系统。

（ X）6.CNC系统的中断管理主要靠硬件完成。

（ X）7.程序中出现各种异常情况的报警中断属于外部中断。

（  X）8.从减小伺服驱动系统的外形尺寸和提高可靠性的角度来看，采用

直流伺服驱动比交流伺服驱动更合理。

（V ）9.四极绕组式旋转变压器比两极绕组式旋转变压器检测精度更高。

（  V）10.伺服系统跟随误差越小，响应速度越快。

四、   解答题（每小题5分，共15分）

1.数控机床一般由哪几个部分组成？

答：

数控机床一般组成部分包括：

……………………………………答对一项得1分

1）控制介质

2）数控装置

3）伺服系统

4）测量装置

5）机床本体

2．简述CNC系统中中央处理单元（CPU）的组成部分及其作用。

答：

中央处理单元（CPU）：

它的作用是实施对整个系统的运算、控制和管理，它由运算器和控制器两部分组成。

其作用分别是：

………………………………………2分

运算器：

对数据进行算术和逻辑运算。

……………………………………………1分

控制器：

译码、发出控制指令，统一指挥和控制数控系统各部件。

…………2分

3．CNC系统软件采用并行处理技术的目的是什么？

答：

为了保证加工过程的连续性，必须采用并行处理技术，它主要有以下两个方面的考虑：

……………………………………………………………………………………………1分

1）使用和调配CNC系统的资源；……………………………………………………2分

2）提高CNC系统的处理速度。

……………………………………………………2分

五、计算题（每小题10分，共20分）

1.欲用逐点比较法插补直线OA，其起点坐标为O（0，0），终点坐标为A（，），其值为＝5，＝6，试写出其直线插补运算过程，并绘出其插补轨迹。

解：

由于待插补直线的起点坐标为O（0，0），终点坐标为A（6，5），采用总步数终点判别方法。

故总步数，开始加工时，我们总是采用人工对刀的方式将刀具移到加工起点（坐标原点），故此时偏差，加工过程的运算节拍如下表所示：

………………………………………………………………………………………………………………1

2.一台五相十拍运行的步进电机，转子齿数Z＝48，测得脉冲频率为600Hz，求：

①通电顺序；

②步距角和转速。

解：

五相十拍运行的步进电机采用单双相轮流通电控制方式，即m=5,。

转子齿数。

……………………………………………………………………………………………1分

①   电机正转时的通电顺序A→AB→B→BC→C→CD→D→DE→E→EA→A……………2分

电机反转时的通电顺序A→AE→E→ED→D→DC→C→CB→B→BA→A……………1分

②   根据步距角计算公式：

          …………………………………………………………3分

根据转速计算公式：

          （转/分）………………………………………3分

 《数控原理与系统》试题3

一、   填空题（每空1.5分，共30分）：

1.数控机床一般由控制介质、　　数控装置　　　　、　　伺服系统　　　、测量装置

和机械本体五个部分组成。

2.CNC系统中，软件与硬件的分配比例是由  性价比    决定的。

3．闭环伺服驱动系统一般由  驱动控制单元、执行元件、机床、检测反馈单元、比较控制环节等五个部分组成。

4.逐点比较法的直线插补过程为每走一步都要进行：

偏差判别、  坐标进给  、新偏差计算和 终点比较四个节拍（步骤）。

、1、 5.在单CPU的CNC系统中，主要采用     CPU分时共享的原则来解决多

任务的同时运行。

6.CNC系统软件必须完成 管理、控制两大任务。

7.由于CNC系统控制软件融合了当今计算机软件技术中的许多先进技术，

它最突出的两个特点是：

 多任务并行处理和 多重实时中断

8.光栅是利用    光学    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角θ=0.01rad，则可得莫尔条纹宽度W=   1   mm。

9．步进电机的“失步”现象有两种表现形式，即丢步、越步

10．当数控机床发生故障时，用于诊断出故障源所在范围或具体位置所使用的程序叫作诊断程序   ，它一般有三种类型：

。

、启动诊断、在线诊断、离线诊断

2、                             、                  

二、    单项选择题（每小题2分，共20分）：

1.我国从（  B ）年开始研究数控机械加工技术，并于当年研制成功我

国第一台电子管数控系统样机。

A、1952    B、1958   C、1954   D、1959

2.下述能对控制介质上的程序进行译码的装置是（ A  ）。

A、数控装置    B、伺服系统     C、机床    D、测量装置

3．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

管理任务？

（ A ）

A、插补    B、I/O处理  C、显示  D、诊断

4．下列显示器中不能显示字母X的是（ C ）

A、CRT图形显示器     B、CRT字符显示器

C、七段LED显示器     D、LCD显示器

5.下面哪种检测装置即可测量线位移又可测量角位移？

（D  ）

    A、旋转变压器   B、感应同步器   C、光栅   D、B和C

6.下列正确表示坐标系的是（B ）

  A、X     B、X

 C、Z    D、Y

7.下列哪种数控系统没有检测装置？

（   A）

A、开环数控系统       B、全闭环数控系统 

C、半闭环数控系统     D、以上都不正确

8．下面哪种方法不属于并行处理技术？

（ D ）

A、资源重复  B、时间重叠  C、资源共享  D、中断执行

9．程序中出现各种异常情况的报警中断属于（C  ）

A、外部中断B、硬件故障中断C、程序性中断 D、内部定时中断

10.工业机器人由4个基本部分组成，下面哪个不是基本部分？

（A  ）

A、刀具  B、控制系统  C、肘节  D、机械主体

三、       判断题（每小题1.5分，共15分）

（ X）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。

（ X）2.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。

（ X）3.日本的SIEMENS和德国的FUNUC公司的数控系统对我国数控

技术的影响较大。

（ X）4.CNC系统的外设指的是输入设备，如MDI键盘、纸带阅读机等。

（ X）5.在共享总线结构中，某一时刻可以由多个CPU占有总线。

（ X）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.有刷式旋转变压器比无刷式旋转变压器的寿命长。

（X ）8.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。

（V ）9.步进电机的步距角越小，控制精度越高。

（V ）10.采用细分电路可以提高开环步进式伺服驱动系统的精度。

四、解答题（每小题5分，共15分）

1.CNC的插补可以由软件或硬件完成，根据这一原则CNC系统的软硬件组合有哪几种类型？

答：

根据CNC系统的插补功能由软件还是软件来实现，CNC系统的软硬件组合有以下三种类型：

①   不用软件插补器，完全由硬件完成的CNC系统；………………………………2分

②   由软件进行粗插补，硬件进行精插补的CNC系统；……………………………2分

③   完全由软件实施插补的CNC系统。

…………………………………………………1分

2．简述CNC系统软件中译码程序要完成的两项工作。

答：

CNC系统软件中译码程序要完成的两项工作为：

一是将输入的零件加工程序翻译成计算机内部能识别的语言；………………………3分

二是完成程序段的语法检查，若发现语法错误立即报警

 3．简述开环步进式伺服驱动系统的工作原理。

答：

驱动控制线路接收来自机床数控系统发出的进给脉冲信号（指令信号），………1分并把此信号转换为控制步进电机各项绕组依此通电、断电的信号，使步进电机运转；…2分

步进电机的转子与机床丝杠连在一起，转子带动丝杠转动，丝杠再带动工作台移动。

…2分

数控原理与系统》试题4

一、   填空题（每空1.5分，共30分）：

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

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．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。

4.CNC系统常用外设包括 输入设备、输出设备两种。

5.键盘中断服务程序负责将键盘上输入的字符存入    MDI缓冲器

 ，按一下键就是向主机申请一次中断。

6.由于CNC系统控制软件融合了当今计算机软件技术中的许多先进技

术，它最突出的两个特点是：

多任务并行处理、多重实时中断

7.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。

、8．步进电机的“失步”现象有两种表现形式，即丢步、越步。

9．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   4MM    才能保证检测精度。

10.若三相步进电机（三相绕组分布为AA′、BB′、CC′），请写出三相六拍工作方式的通电顺序：

  A－AB－B－BC－C－CA－A                    。

11.专家系统是一种应用大量的专家知识和推理方法求解复杂问题的一

种方法，因此一般专家系统主要包括两大部分，即 知识库、推理机

。

12.从结构上看，柔性制造系统主要有两部分组成：

一是传递物质的设备，

我们称之为  物质流；二是传递信息的网络，我们称之为 信息流

二、    单项选择题（每小题2分，共20分）：

1.我国从（  B ）年开始研究数控机械加工技术，并于当年研制成功我国第一台电子管数控系统样机。

A、1952    B、1958   C、1954   D、1959