数控技术与数控机床复习题及答案-专升本

《数控技术与数控机床》复习题及答案一、单项选择题1.数控电加工机床主要有()A.数控铣床、数控钻床等B.数控铣床、数控线切割机床等C.数控齿轮机床、数控铣床等D.数控线切割机床、数控电火花成形机床等2.一个完整的数控加工程序中，在其最后一个程序段中，应该有一个标志程序结束的代码指令，它是()A.M00 B.M01C.M02 D.M083.编程人员在编程时使用的，并由编程人员在工件上指定某一固定点为坐标原点所建立的坐标系称为()A.工件坐标系 B.机床坐标系C.右手直角笛卡尔坐标系 D.标准坐标系4.CNC系统中通过输入装置输入的零件加工程序存放在()A.EPROM中 B.RAM中C.ROM中 D.PROM中5.CNC系统采用逐点比较法对第一象限的直线插补运算时，若偏差函数小于零，则刀具位于()A.直线上方 B.直线下方C.直线上 D.不确定6.下列有关机床动刚度的叙述中，不正确的说法是()A.与静刚度成正比 B.提高阻尼比，动刚度随之提高C.与激振频率无关 D.动刚度低，则机床容易产生振动7.主轴轴承预紧的主要目的是()A.增大受力面积，提高接触刚度 B.提高运动的平稳性C.增加摩擦力 D.减小机床的热变形8.在直线电动机速度控制单元中，能将电源电压变换成可调方波脉冲的是()A.速度调节器 B.晶体管直流斩波器C.速度传感器 D.驱动电路9.通常情况下，步进电机的最大动态扭矩与脉冲频率的关系是()A.步进电机的最大动态扭矩随脉冲频率的升高而升高B.步进电机的最大动态扭矩随脉冲频率的升高而降低C.步进电机的最大动态扭矩不随脉冲频率的变化而变化D.步进电机的最大静扭矩随脉冲频率的增加而发生振荡10.PWM的中文含义是()A.“高低压双电源”脉冲功率放大器B.“调频调压型”脉冲功率放大器C.“脉冲宽度调制”放大器D.晶闸管相控整流器11.一台三相反应式步进电动机，当采用双三拍通电方式运行时，其步距角为1.5°，则转子的齿数为()A.40 B.60C.80 D.12012.对于加工中心，一般不需要()A.主轴连续调速功能 B.主轴定向准停功能C.主轴恒速切削控制 D.主轴电动机四象限驱动功能13.光栅位移传感器是基于莫尔条纹和光电效应将_____转换为电信号的装置。()A.位移信号 B.角位移信号C.直线位移信号 D.光电信号14.对于旋转变压器，下列说法正确的是()A.旋转变压器是根据互感原理工作的B.旋转变压器一般用在加工精度要求较高的加工中心上C.旋转变压器只能工作在鉴相工作方式D.旋转变压器定子激磁时，转子感应电压大小和二者所处的空间位置无关15.一增量式脉冲发生器，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()A.2000 B.3000C.4000 D.500016.感应同步器位移测量系统的最大跟踪速度与下面哪项有关()A.感应同步器定、滑尺的间隙B.感应同步器电子测量系统的硬件电路C.感应同步器定尺的长度D.感应同步器滑尺的长度17.数控机床的伺服系统的开环增益为K，移动部件的速度为V，则跟随误差E可表示为()A.E=KV B.E=1／(KV)C.E=K／V D.E=V／K18.某点的实际位置偏离目标位置，重复测量若干次其平均位置偏差为=0.012mm，误差的分散范围为0.004mm，则该位置的定位误差为()A.0.016mm B.0.008mmC.0.014mm D.0.010mml9.数控机床某坐标轴的定位精度_____该轴的重复定位精度。()A.高于 B.低于C.等于或高于 D.可能高于也可能低于20.在数控车床切槽时，为保证槽底平整光洁，一般切到槽底应短时暂停，应使用的指令是()A.M00 B.M01C.G04 D.G4021.CNC的中文含义是()A.数字控制 B.数控机床C.计算机数字控制 D.计算机控制系统22.数控机床采用闭环控制系统后，可以大大提高数控机床的()A.位置精度 B.主轴回转精度C.整体刚度 D.进给速度23.确定数控机床坐标系时，首先要确定的坐标轴是()A.X轴 B.Y轴C.Z轴 D.B轴24.数控机床加工程序中，表示可选程序停止的指令代码是()A.M00 B.M01C.M02 D.M0325.逐点比较法插补第一象限的直线，计算得到的偏差函数F>0，则下一步的进给方向是()A.+X B.-XC.+Y D.-Y26.数控系统在一条已知起点和终点的曲线上进行“数据点的密化”的工作称为()A.速度均化 B.加减速控制C.刀具补偿 D.插补运算27.在加工中心上，为了能够实现自动更换刀具，必须设有()A.主轴准停装置 B.换刀机械手C.主轴制动装置 D.链式刀库28.经济型数控机床的进给驱动动力源主要选用()A.交流异步电动机 B.步进电动机C.交流伺服电动机 D.直流伺服电动机29.一台三相反应式步进电动机，转子齿数Z=80，当采用三相六拍通电方式运行时，其步距角为()A.0.75° B.1.5°C.3° D.6°30.一经济型数控铣床，当步进电机的工作频率f=5000Hz时，工作台的移动速度为3m／min，则脉冲当量δ为()A.0.001mm B.0.005mmC.0.01mm D.0.05mm31.在CNC与速度控制单元的联系信号中，速度控制命令VCDM的传输方向是()A.在CNC与速度控制单元之间双向传递 B.由速度控制单元传递到CNCC.由CNC传递到速度控制单元 D.由反馈检测元件传递到CNC32.闭环控制系统与半闭环控制系统的区别在于()A.采用的伺服电动机不同 B.采用的传感器不同C.伺服电动机安装位置不同 D.传感器安装位置不同33.位置控制器输出的是数字量，要去控制调速单元，必须经过()A.F／V变换 B.V／F变换C.D／A变换 D.A／D变换34.感应同步器采用鉴幅型工作时，滑尺上正弦绕组和余弦绕组的励磁信号分别是()A.Umsint和Umcost B.U1sint和U2sint(U1U2)C.U1sint和U2cost(U1U2) D.Umsin1t和Umcos2t(12)35.对刚度和精度要求高的数控机床，进给系统滚珠丝杠应采用()A.两端固定 B.两端简支C.一端固定，一端简支 D.一端固定，一端自由36.为防止机床强电系统和其他外界干扰通过I／O干扰数控系统控制计算机的工作，控制计算机与I／O电路间设置有()A.滤波电路 B.防抖动电路C.光电隔离电路 D.放大电路37.数控机床的伺服系统的开环增益为K，移动部件的速度为v，则跟随误差E可表示为()A.E=Kv B.E=1／(Kv)C.E=K／v D.E=v／K38.数控机床移动部件的位置偏差反映了移动部件在该点的()A.重复定位误差 B.系统性误差C.运动误差 D.随机性误差39.数控机床在某位置的定位误差的分布符合正态分布曲线的统计规律，其均方根误差反映了机床在该位置的()A.重复定位精度 B.反向差值C.系统性误差 D.失动量40.在FANUC15数控系统中，实现插补等运算功能的模块是()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功能模块二、填空题1.在早期的CNC系统和现有的一些经济型的CNC系统中多采用____微处理器结构。2.数控机床的每个坐标轴各有一套独立的，以控制伺服电机按规定的要求运转。3.自动编程系统对工件源程序的处理可分为_____和后置信息处理两个阶段。4.有一段过原点的直线OA，终点A的坐标值是(4，5)。采用逐点比较法直线插补时，刀具从直线起点O开始插补，若步长为l，加工完该段直线所需要的插补循环数为____。5.机床的抗振性是指机床工作时，抵抗由_____以及冲击载荷所引起振动的能力。6.脉冲发生器有二种类型：绝对式和_____式。7.数字位置测量系统的_____是指系统反映的最小位置变化量。8.在数控机床上以某一进给速度加工圆弧时，当伺服系统两轴的增益相同时，进给速度愈大，则轮廓误差_____。9.一般的数控机床常采用电气补偿法进行反向间隙和螺距累积误差的补偿，以提高_____精度。10.在FANUCl5系统中可以进行主轴的位置控制，其方法是在数控机床的主轴电机上安装____。11.步进电动机每步的转角称为_______。12.数据采样式进给伺服系统的位置控制功能是由硬件和_______两部分共同实现的。13.在CNC系统中，伺服控制可分为_______和闭环控制两种。14.数控机床的机械动作要比指令滞后一些时间，因而产生______误差。进给速度越大，滞后越严重。15.连续切削控制系统中，若两轴的增益特性有差别，则加工圆时将会形成_______。16.数控机床主要由程序载体、输入装置、CNC装置、伺服系统和机床的____构成。17.按照ISO标准，文字地址字符F表示进给功能字，用来规定机床的_______。18.滚动导轨经过预紧，可显著提高_______。19.光栅传感器的信号处理技术中，细分电路的作用是提高_______。20.加速转矩等于加速度乘以_______。三、简答题1.试述数控机床主轴电动机应具备的性能。2.简述开环伺服系统的工作原理。3．以鉴相型感应同步器为例，简述其位移测量原理。4．在开环控制系统中，反向间隙的大小反映了系统失动量的大小。试以车床的典型进给系统（电机—减速齿轮—进给丝杠）为例说明减小失动量的大小可以采取的措施。5.数控机床动力源根据用途可分为哪几种?各有何特点?6.试简述光栅传感器安装时,对安装基面有什么要求?7.数控机床的导轨应满足哪些基本要求?8.试述现代数控机床及其数控系统的发展方向。四、论述题试推导下图内的脉冲当量δ与步距角α的关系式，假设已知各齿轮齿数和丝杠的导程。由于脉冲当量是规定的，步进电机一经选定后，其步距角也是一定的，试回答如何满足脉冲当量与步距角中间的关系？试讨论利用光栅的摩尔条纹特点如何来检测机床移动部件的位移、移动方向和移动的速度？五、计算题若加工第一象限直线OE，起点为O(0，0)，终点为E(7，4)，设累加器为3位，试按DDA法进行插补计算，并绘出插补轨迹图。六、编程题1.如图所示为要在数控车床上加工的零件轮廓。所有外形一次切削成形。试按照教材中所学的代码格式(JB3208—83)编写其加工程序。已知与要求：(1)坐标原点设在如图所示O点，试在给定坐标系下编写加工程序；(2)图示刀尖位置为程序的起点和终点；(3)进给速度0.15mm／r，主轴转速630r／min。2.如图所示梯形ABCD为铣加工的工件轮廓，工件的厚度为5mm，试按照教材中所学的代码格式(JB3298—83)编制加工程序。要求：(1)铣床脉冲当量为0.01mm，尺寸字用脉冲当量表示；(2)图中以绝对尺寸标注，在给定工件坐标系内采用绝对尺寸编程(不考虑刀补)；(3)设点O刀相对工件的坐标为(-10，-10，300)，既为刀具起刀点又为终点，与工件厚度有关的Z坐标零点设置在工件上表面；(4)主轴转速1000rpm，进给速度50mm／min。《数控技术与数控机床》复习题答案一、单项选择题D.C.A.B.B.C.A.B.B.C.C.C.A.A.B.B.D.C.A.C.CACBA.DABACCDCBACDBAB二、填空题1.___单__2.进给伺服系统，3.主信息处理___4.___9__。5.__交变载荷__6._增量式__。7._分辨率__8.__愈大___。9.__定位___。10.回转编码器___。11.___步距角____。12.____软件___13.____开环控制___14.__跟随____15.___椭园____。16.__机械部件__。17.____进给速度___。18.___刚度____。19.___分辨率____。20.___总惯量____。三、简答题答：⑴电动机功率要大，且在大的调速范围内速度要稳定，恒功率调速范围宽。⑵在断续负载下电动机转速波动要小。⑶加速、减速时间短。⑷温升低，噪声小，振动小，可靠性高，寿命长，易维护，体积小，重量轻。⑸电动机过载能力强。答：开环系统驱动控制线路接收来自数控机床的进给脉冲信号，并将该信号转换为各定子绕组依次通电、断电的信号，使步进电机运转。即：在步进式伺服系统中，输入进给脉冲量、频率、方向经驱动控制电路和步进电机，可转换为工作台的位移量、进给速度和进给方向。3．答：鉴相型感应同步器是根据感应电动势的相位来鉴别位移量。即滑尺上的正弦和余弦绕组错开1/4定尺节距的距离，并使两个绕组的励磁电压同步等幅，彼此相差900电相角，若两尺的相对位移是x，检测周期为W2，，则机械位移引起的电相角变化为θ＝（2πχ／w2），鉴幅型感应同步器位移测量原理是通过把感应同步器两尺的相对应位移θ＝（2πχ／w2）和感应电动势的相位(ωt＋θ)联系起来进行信号处理。4．答：要消除失动量，首先要消除掉机械传动系统中的各种间隙，还要克服机械传动系统的弹性变形。具体可采取以下几个方面的措施：⑴从产生失动量的根源上采取措施如装配时预加载荷和增大轴径⑵减少相对运动件间的磨擦力⑶对于点位控制系统可以采用单方向趋近法⑷失动量中的常值系统性误差部分，可采用通过误差补偿的方法消除或减少。5.答：数控机床动力源根据用途可分三类:：=1\*GB2⑴提供切削速度的主轴驱动动力源采用交流感应电动机驱动，主轴回转速度范围是：30～4000r/min；功率达到20kw～30kw。⑵进给驱动动力源采用步进电机、直流伺服电动机和交流伺服电动机驱动；工进速度5～200mm/min，快进速度5m/min；功率为1kw。辅助驱动动力源采用交流感应电动机驱动6.答：光栅传感器对安装基面要求较高，不能直接固定在粗糙不平的床身上，更不能固定在涂有底漆的床身上，安装基面要求与导轨运动方向F的平行度为0.1mm，如达不到此要求，则要制作专门的光栅尺主尺尺座和一件与尺身基座等高的读数头基座，其误差为同尺身基座的平行度为0.1mm。7.答：数控机床的导轨应满足基本要求是：足够的导向精度；⑵具有精度保持性；具有低速运动平稳性；⑷结构简单、工艺性好答：⑴高速化和高精度化，要求最小设定单位要达到0.1um，进给速度要达到24m/min；⑵提高数控机床的可靠性，采用大规模和超大规模集成电路和具有人工智能功能的故障诊断系统；⑶CNC系统的智能化；⑷具有更高的通信功能；⑸数控系统的开放化。四、论述题1．答：脉冲当量δ与步距角α的关系式为：可通过配算齿轮降速比来满足它们中间的关系答：按摩尔条纹特点，可在摩尔条纹移动方向上开设四个窗口P1、P2、P4和P4，切使得它们两两相距1/4摩尔条纹宽度，可以从四个观察窗口得到如下结论：机床移动部件的位移检测：标尺光栅装在机床移动部件工作台上，赶上读数头装在床身上，当标尺光栅移动一个栅距时，摩尔条纹也移动一个摩尔条纹宽度。即透过任一窗口的光强度变化一个周期。所以可观察窗口透过的光强变化的周期数来确定标尺光栅移动了几个栅距，从而测得机床工作台的位移。确定移动部件的方向：从P1、P2、P4和P4四个窗口可得到在相位上依次超前或滞后1/4周期的近似余弦函数的光强度变化过程。当标尺光栅沿一个方向移动时，可得到四个光强信号，P1滞后P2π/2，P2滞后P3π/2,P3滞后P4π/2，则摩尔条纹反向移动时四个光强变化为P1超前P2π/2，P2超前P3π/2,P3超前P4π/2，我们就可断定标尺光标沿