南航数控技术考试原题(附答案)分解讲课稿

1、南京航空航天大学共7页 第1页二00三二00四学年第二学期 机床数控技术考试试题考试日期：2004年5月30日试卷代号考试班级学号姓名成绩、判断对错，并改正错误之处（20分）1. （）计算机群控（DNC是指用一台通用计算机控制一群数控机床的系统。2. （）数控机床XYZ坐标系以机床传递切削力的主轴轴线为 Z坐标。3. （）加工中心指带有刀库、能自动换刀的数控机床。4. （）二轴半联动的数控机床是指具有三个坐标轴 ，其中任意两轴可联动，但 不能实现三轴联动的数控机床。5. （）DDA法易于实现多坐标直线插补联动。6. （）余数寄存器预置数是DDA插补时进给速度均匀化的措施。7. （）步进电机转子

2、的转速正比于定子绕组通电状态改变的频率。8. （）步进电机采用自动升降速电路的作用是启动时防失步，停止时防超步。9. （）对于四相步进电机来说，功率放大电路有四路。10. （）旋转变压器和直线感应同步器都有相位和幅值两种工作状态，都是角位移测量元件。11. （）消除接触式码盘非单值性误差的方法是采用二进制代码的码盘。12. （）目前，使用最广泛的直流电机调速系统是 PWM-系统，调速方法主要是 调节电机电枢上的电压。13. （）鉴相式伺服系统中采用的半加器鉴相器的主要功能是鉴别两个输入信号 的相位差和频率。14. ( ) F系列的PLC的基本语言是梯形图语言，PLC在数控机床中主要实现 G 功

3、能。15. ()脉冲调相器的作用是将指令脉冲转换为相位脉冲，它由脉冲发生器、脉 冲加减器和计数器组成。二、多项选择填空：(15分)1. 一个零件的轮廓线可能由许多不同的几何元素组成，各几何元素之间的连接点称为：()基点(2)切点节点交点2. 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)对刀点换刀点(3)机械原点(4)起点3. 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)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4. 针对下列程序段：N001G00G17 X丫. M03 M08;N002G01G42

4、X丫 N003X丫 N004G02X丫.I .J .N005X丫.I .J .N006G01X丫 N007G00G40 X丫M05 M09;说法正确的是：()(1) G00、G01、G02是同组续效代码(2)G17、G42 G40是同组续效代码 (3)M03、M08是同组续效代码(4)M05、M09是同组续效代码5. 采用时间分割法时，插补周期和位置反馈采样周期的关系是：()(1)前者大于后者(2)后者大于前者(3)两者必须相等(4)前者是后者的整数 倍6. 采用六细分电路后，可以在进给速度不变的情况下，使脉冲当量和步距角变为：()(1)缩小到原来的六分之一 (2)脉冲当量缩小到原来的六分之一

5、，而步距角不 变(3)扩大到原来的六倍(4)步距角缩小到原来的六分之一，而脉冲当量不变7. 用下列位置检测元件时，输出信号是数字量的是：()(1)旋转变压器(2)直线感应同步器(3)编码盘(4)长光栅8. 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厶B分别为：()共7 页第3 页(1)16 和 22.5 ° (2)16 和 2n /16 (3)15 和 22.5 ° (4)15 和 2n /169. 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：()(1)16 和 22.5 ° (2)4 和 22.5 ° (3) 16

6、和 2n /16 4 和 2n /1610. 若已知直线感应同步器的极距2t =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)4 n (2)2 n 360 ° (4)720 °三、简答题：(35分)1. 何谓NC机床和CNCM床？数控机床由哪几部分组成？(4分)2. 何谓脉冲当量？ (2分)3. 数控机床按伺服系统分类，分哪几类？简答各类的特点。(6分)4. 刀具半径补偿的含义和优点有哪些？(4分)共7 页第4 页5. 解释程序段：“ N003G01G17X+25丫+30F125S400M03M08 ；中 G17、F125、S400的含义。（

7、3 分）6. 说明左移规格化的含义。（5分）7. 简述光栅的组成及其与机床的安装方式，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则莫尔条纹的放大倍数是多 少？ （ 6分）8.用F系列PLC的指令编程：（5 分）X400X401HI<X402X405X403X401IZ IIY433 OY434QY430O共7 页第5 页四、插补计算题：(20分)5)1.试推导第U象限逆圆弧逐点比较法 插补公式，并用其插补一段第U象 限逆圆弧：起点A(0,5)，终点 B(-4,3)，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)共7 页第6 页2

8、.用DDA法插补直线OA起点0(0,0), 终点(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。五、编程计算题：（10分）设计一步进开环伺服系统，已知系统选定的脉冲当量为 0.03mm脉冲；机床工作 台以丝杠螺母传动，丝杠的螺距为7.2mm步进电机的步距角a= 0.75 ° /1.5 ° , 控制方式为三相六拍；试求：（1）减速齿轮的传动比i ;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（包括初 始化程序），并列出环形分配表。已知输出信号从P1 口的低四位输出，P1口的高四位全置“1”答案、判断对错，并改正错误

9、之处(20分)16. (V)计算机群控(DNC是指用一台通用计算机控制一群数控机床的系统。17. (V)数控机床XYZ坐标系以机床传递切削力的主轴轴线为 Z坐标。18. (V)加工中心指带有刀库、能自动换刀的数控机床。19. (V)二轴半联动的数控机床是指具有三个坐标轴，其中任意两轴可联动，但 不能实现三轴联动的数控机床。20. (V) DDA法易于实现多坐标直线插补联动。21. (X)余数寄存器预置数是DDA插补时进给速度均匀化的措施。22. (V)步进电机转子的转速正比于定子绕组通电状态改变的频率。23. (V)步进电机采用自动升降速电路的作用是启动时防失步，停止时防超步。24. (V)对

10、于四相步进电机来说，功率放大电路有四路。25. (X)旋转变压器和直线感应同步器都有相位和幅值两种工作状态，都是角 位移测量元件。26. (X)消除接触式码盘非单值性误差的方法是采用二进制代码的码盘。27. (V)目前，使用最广泛的直流电机调速系统是PWM-系统，调速方法主要是调节电机电枢上的电压。28. (X)鉴相式伺服系统中采用的半加器鉴相器的主要功能是鉴别两个输入信 号的相位差和频率。29. (X) F系列的PLC的基本语言是梯形图语言，PLC在数控机床中主要实现G 功能。30. (V)脉冲调相器的作用是将指令脉冲转换为相位脉冲，它由脉冲发生器、 脉冲加减器和计数器组成。二、多项选择填空

11、：(15分)7. 一个零件的轮廓线可能由许多不同的几何元素组成，各几何元素之间的连接点称为：(1)基点(2)切点节点交点8. 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)对刀点换刀点(3)机械原点(4)起点9. 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10. 针对下列程序段：N001G00G17 X -.YM03 M08;N002G01G42 XY N003XY N004G02XY.I .J .N005XY.I .J .N006G01XY N007G

12、00G40 X -YM05 M09;说法正确的是：(1)(1)G00、G01、G02是同组续效代码(2)G17、G42 G40是同组续效代码 (3)M03、M08是同组续效代码(4)M05、M09是同组续效代码11. 采用时间分割法时，插补周期和位置反馈采样周期的关系是：(1、4 )(1)前者大于后者(2)后者大于前者(3)两者必须相等(4)前者是后者的整数 倍12. 采用六细分电路后，可以在进给速度不变的情况下，使脉冲当量和步距角变为：(2)(1)缩小到原来的六分之一 (2)脉冲当量缩小到原来的六分之一，而步距角不 变(3)扩大到原来的六倍(4)步距角缩小到原来的六分之一，而脉冲当量不变7.

13、用下列位置检测元件时，输出信号是数字量的是：(3、4 )(1)旋转变压器(2)直线感应同步器(3)编码盘(4)长光栅9. 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厶B分别为：(1、2)共7 页第3 页(1)16 和 22.5 ° (2)16 和 2n /16 (3)15 和 22.5 ° (4)15 和 2n /1610. 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：(1、3 )(1) 16 和 22.5 ° (2)4 和 22.5 ° (3) 16 和 2n /16 4 和 2n /1610.若已知直线感应同步器的

14、极距 2t =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、4 )(2) 4 n (2)2 n (3)360 ° (4)720 °三、简答题：(35分)9. 何谓NC机床和CNCM床？数控机床由哪几部分组成？ (4分)NC机床：由专用数字计算控制装置控制的自动化机床； CNC机床：由通用数字计算控制装置控制的自动化机床。 组成：机床、控制介质、数控装置、伺服系统10. 何谓脉冲当量？ (2分)一个脉冲使机床的移动部件移动的位移量。11. 数控机床按伺服系统分类，分哪几类？简答各类的特点。(6分)开环系统：步进电机，无位置检测装置，结构简单，成本

15、低，精度低，易于维修 半闭环系统：直、交流的伺服电机，角位移检测装置，中等精度闭环系统：直、交流的伺服电机，线位移检测装置，精度较高12. 刀具半径补偿的含义和优点有哪些？(4分)含义：编程时按零件的实际轮廓编程，不考虑刀具的半径。 优点：便于编程；粗、精加工；阴、阳模加工共7 页第4 页13. 解释程序段：“ N003G01G17X+25Y+30F125S400M03M08 ；中 G17、F125、S400的含义。（3 分）G17:坐标平面选择指令F12 5:进给速度 125MM/MINS400:主轴转速 400R/MIN14. 说明左移规格化的含义。（5分）提高DDAS补法进给速度均匀化的

16、措施直线：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； 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；15. 简述光栅的组成及其与机床的安装方式，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则莫尔条纹的放大倍数是多 少？ （ 6分）组成与安装：标尺光栅：与机床的移动部件连；指示光栅：与机床的固定部件连 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。莫尔条纹的放大倍数：k ； 0爲500LDX400ANIX401OUTY433OUTY434LDX402LDIX403ANDX401ORBAND

17、X405OUTY430END16. 用F系列PLC的指令编程：（5 分）X400X401Y433HIpOY434L-O-X402X405Y430X403X401共7 页第5 页四、插补计算题：(20分)X3.试推导第U象限逆圆弧逐点比较法 插补公式，并用其插补一段第U象 限逆圆弧：起点A(0,5)，终点 B(-4,3)，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)插补公式：F 0时，X方向进给，F F 2X 1F 0时，Y方向进给，F F 2Y 1骨口. 序号1、判别2、进给3、运算4、比较1F=0-YF=-9X=0 ，Y=4E=52F 0-XF=-8X=-1， Y=4E=4

18、3F 0-XF=-5X=-2， Y=4E=34F 0-XF=0X=-3， Y=4E=25F=0-YF=-7X=-3， Y=3E=16F 0-XF=0X=-4， Y=3E=0共7 页第6 页4.用DDA法插补直线OA起点0(0,0) 终点(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。加 次 数X积分器Y积分器终点计 数器JeJ vxJrx/ XJvyjRy/ y011100001100000000111101100001211011001010310110101011410010001100501111100101601011001110700110101111800010001000五、编程计算题：（10分）设计一步进开环伺服系统，已知系统选定的脉冲当量为0.03mm脉冲；机床工作台以丝杠螺母传动，丝杠的螺距为7.2mm步进电机的步距角a= 0.75 ° /1.5 ° 控制方式为三相六拍；试求：（3）减速齿轮的传动比i ;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（包括初 始化程序），并列出环形分配表。已知输出