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1、一、选择填空(20分)，每空1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、2)G17、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。6.对于一个四位

3、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)540°9.FMS由（4）组成。(1)制造工作站、清洗工作站、测量站(2)数控机

4、床、工业机器人、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

5、器 (4)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)

6、电压的高低18加工较大平面时，一般采用（3）；加工空间曲面、模具型腔时多采用（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）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

7、，线位移检测装置，精度较高（1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

8、用。若已知光栅栅距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）主轴电机与主轴为一体

9、，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=81F=0YF=9X=1，Y=4E=72F0XF=6X=2，Y=4E=63F0XF=1X=3，Y=4E=54F0XF=6X=4，Y=4E=45F0YF=1X=4，Y=3E=36F0XF=8X=5，Y=3E=27F0YF=3X=5，

10、Y=2E=18F0YF=0X=5，Y=1E=0表格、表头（4个节拍）（2分）；表中计算（0.5×84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（0.25×164分）；累加次数m16（1分）累加次数mX积分器Y积分器JVX（存xe）JRX（xe）xJVY（存ye）JRY（ye）y0011100011000101110011002111001100030101100101411000100005001111110061

11、010001001700011101008100000000191111001100100110111000111101000101120100110000131011011100140010101001151001010000160000100001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）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

12、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°=0.2×0.75°×7.2/360°0.0003（3分）(3)2100   MOV DPTR，#2200H                   

13、（0.25×82分）       MOV R0，#00LOOP： MOV A，R0       MOVC A，A+DPTR       MOV P1，A       LCALL 1000       INC R0 

14、60;     CJNE R0，#06H，LOOP2200   DB F5H，F4H，F6H，F2H，F3H，F1H，  （1分）1000：MOV R3，#FF                         （1分）DT1： MOV R4，#FFD

15、T2： DJNZ R4，DT2      DJNZ R3，DT1      RETCBA1001F1H2011F3H3010F2H4110F6H5100F4H6101F5H2.（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）1）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

16、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;一、选择题（25分）：1数控机床指的是（C ）。A、装有 PLC的专用机床；B、带有坐标轴位置显示的机床；C、装备了CNC系统的机床；D、加工中心。2下列关于数控机床组成的描述不正确的是 （D ）。A、数控机床通常是

17、由控制装置、数控系统、机床本体组成；B、数控机床通常是由控制装置、数控装置、伺服系统、测量反馈装置、辅助控制装置和机床组成；C、数控机床通常是由控制装置、数控系统、伺服系统、机床组成；D、数控机床通常是由键盘、数控装置、伺服系统、测量反馈装置和机床组成。3按照机床运动的控制轨迹分类，加工中心属于（A ）的数控机床。A、轮廓控制 B、直线控制 C、点位控制D、远程控制4通常所说的数控系统是指（B）。A、主轴驱动和进给驱动系统；B、数控装置和驱动装置；C、数控装置和主轴驱动装置；D、数控装置和辅助装置。5下列哪项工作不属于数控编程的范畴（D）。A、数值计算B、制作控制介质C、确定走刀路线 D、对刀

18、、设定刀具参数6下列指令属于准备功能字的是（A）。A 、G01 B、M08 C、T01 D、S5007根据加工零件图样选定的编制零件程序的原点是（B）。A、机床原点 B、编程原点 C、加工原点 D、刀具原点8感应同步器滑尺上的正弦绕组和余弦绕组相距 （C） 。A、1 个节距 B、1/2 个节距 C、1/4 个节距 D、2个节距9光栅栅距为0.02mm，指示光栅与标尺光栅间的夹角为 0.001 弧度，则莫尔条纹的宽度约为 （A）。A、20mm B、5mm C、8mm D、0.0002mm10CNC系统中的PLC是 （A）。A、可编程逻辑控制器 B、显示器C、多微处理器D、环形分配器11在现代CN

19、C系统中，插补功能的实现通常采用（A）。A、粗插补由软件实现，精插补由硬件实现 B、全部硬件实现C、粗插补由硬件实现，精插补由软件实现 D、无正确答案12“CIMS”的中文含义是（B）。A、柔性制造系统 B、计算机集成制造系统C、计算机辅助制造系统 D、自动化工厂13在下列指令中，具有非模态功能的指令是（C）。A、G40 B、G53 C、G04 D、G0014型腔类零件的粗加工，刀具通常选用（B）。A、球头铣刀 B、键槽铣刀 C、立铣刀 D、模具铣刀15车削中心与数控车床的主要区别是（B）。A、刀库的刀具数多少 B、有动力刀具和C轴C、机床精度的高低 D、机床速度的快慢16数控铣床加工轮廓时，

20、一般最好沿着轮廓（B）进刀。A、法向 B、切向 C、450方向 D、任意方向17四轴数控机床三联动的含义是（B）。A、四轴中只有三个轴可以运动 B、有四个控制轴、其中任意三个轴可以联动C、数控系统能控制机床四轴联动 D、有四个控制轴、其中任意四个轴可以联动18铣削加工中应尽量采用（A），可以提高零件的表面质量。A、顺铣 B、逆铣 C、顺、逆铣均可 D、先顺铣、后逆铣19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：（B）A、16和22.5° B、4和22.5° C、16和2/16 D、4和/1620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：（A）A

21、、对刀点 B、换刀点 C、机械原点 D、起点21数控机床进给驱动系统（采用直流伺服电机）的调速常采用(A)调速方式。A、调节电枢电压  B、调节磁通  C、调节电阻  D、变频调速22步进电动机的转速主要取决于（C）。A、电脉冲的总数  B、电流的大小   C、电脉冲的频率 D、电压的高低23FMS由(D)组成。A、制造工作站、清洗工作站、测量站B、数控机床、工业机器人、中央刀库C、制造工作站、自动化物料储运系统、加工中心D、FMS管理与控制系统、自动化物料储运系统、制造工作站24采用数据采样插补（亦称时间分割法）时，插补周期和位置反

22、馈采样周期的关系是（D）。A、后者大于前者 B、后者是前者的整数倍C、两者必须相等 D、前者是后者的整数倍25鉴相式伺服系统中采用（A），鉴别两个输入信号的相位差和相位超前、滞后的关系。A、鉴相器 B、基准脉冲发生器 C、分频器 D、伺服放大电路二、简答题（25分）1.数控机床按伺服系统分类，分哪几类？简答各类的特点。（4分）开环系统、半闭环系统、闭环系统（1分）开环系统：步进电机驱动，无位置检测装置，精度低，易于维修等（1分）半闭环系统：直、交流的伺服电机驱动，角位移检测装置，中等精度等（1分）闭环系统：直、交流的伺服电机驱动，线位移检测装置，精度较高等（1分）2.简述在数控编程中采用刀具半

23、径补偿功能的含义和作用？（4分）刀具半径补偿功能是指编程时不按刀具中心轨迹编程，而直接按轮廓编程。（1分）1）简化了编程工作；（1分）2）可利用按照零件轮廓制作的同一程序分别进行粗、精加工。（2分）3）能利用同一程序加工同一基本尺寸的内外两种型面，如凸、凹模的加工。（2分）3.何谓加工中心？为什么数控加工中心上需要主轴准停装置？（4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。（2分）4.列表曲面轮廓零件的

24、数学处理主要完成什么工作？写出两种常用的列表曲面的拟合方法。（4分）主要完成曲面拟合、刀位点计算；（2分）B样条曲面、NURBS曲面拟合。（2分）5.DDA法提高插补精度的措施是什么？具体含义是什么？（4分）余数寄存器预置数；（2分）在DDA插补之前，余数寄存器JRX、JRY预置某一数值（不是零），常用的是预置最大容量值2n1（称为全加载）和预置2n1（称为半加载）两种。（2分）6.电主轴属于数控机床的哪种主传动方式？简要说明电主轴的结构。（5分）属于由主轴电机直接驱动的主传动方式。（1分）主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

25、定子、速度检测元件等。（2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(6,0)，终点B(0,6)，圆心O(0,0)，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）偏差判别式：Fi0，X一步，Fi<0，Y一步，步数偏差判别坐标进给偏差计算坐标计算终点判别起点F00X0=-6，Y0=06+6=121F00+XF1=F0+2*X0+1=0+2*(-6)+1=-11X1=-5,Y1=0=112F1-11<0-YF2F1-2*Y11=-11-2*0+1=-10X2=-5,Y2=-1=103F2<0-YF3

26、-7X3=-5,Y3=-2=94F3<0-YF4=-2X4=-5,Y4=-3=85F4<0-YF5=5X5=-5,Y5=-4=76F5>0+XF6=-4X6=-4,Y6=-4=67F6<0-YF7=5X7=-4,Y7=-5=58F7>0+XF8=-2X8=-3,Y8=-5=49F8<0-YF9=9X9=-3,Y9=-6=310F9>0+XF10=4X10=-2,Y10=-6=211F10>0+XF11=1X11=-1,Y11=-6=112F11>0+XF12=0X12=0,Y12=-6=02用DDA法插补直线OA，起点O(0,0)，终点A(

27、7,6)，设寄存器为三位二进制寄存器，以表格的形式给出插补计算过程，并画出插补轨迹图。（10分）累加次数X积分器Y积分器终点计数器JEJvxJRxxJvyJRyy011100001100000000111101100001211011001010310110101011410010001100501111100101601011001110700110101111800010001000四、编程题（30分）1.（12分）有一采用四相八拍驱动方式的步进电机，其转子有90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

28、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°/mzk0.5°（3分）(2) it/360°=0.2×0.5°×7.2/360°0.002（3分）(3)2100   MOV DPTR，#2200H       MOV R0，#00LOOP： MOV A，R0       MOVC A，A+DPTR       MOV P1，A