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二OO五～二OO六学年第Ⅰ学期《机床数控技术》考试试题考试日期:2006年1月10日试卷代号A考试班级学号姓名成绩一、选择填空(20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)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)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：N001S1000M03；N002G00G17X…Y…M08；N003G01G42X…Y…D…F…；N004X…Y…；N005G02X…Y…I…J…；N006G01X…Y…；N007G00G40X…Y…M05M09；说法正确的是：（）(1)G00、G01、G02是同组模态代码(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：（）(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：（）(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)16和22.5°(2)16和π/16(3)15和22.5°(4)15和2π/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：（）(1)16和22.5°(2)4和22.5°(3)16和2π/16(4)4和π/168.若已知直线感应同步器的极距2τ=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)4π(2)2π(3)270°(4)540°9.FMS由（）组成。(1)制造工作站、清洗工作站、测量站(2)数控机床、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10．PWM是脉冲宽度调制的缩写，PWM调速单元是指（）(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（）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（），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（）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（）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（）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（）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（）(1)电脉冲的总数(2)电流的大小(3)电脉冲的频率(4)电压的高低18．加工较大平面时，一般采用（）；加工空间曲面、模具型腔时多采用（）(1)立铣刀(2)键槽铣刀(3)面铣刀(4)模具铣刀19．CNC装置的软件包括（）。(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）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）3.说明左移规格化的含义。（5分）4.简述光栅的组成,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？（5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）6．什么是电主轴？有哪几部分组成？（5分）三、插补计算题(20分)1.试推导第Ⅱ象限逆圆弧逐点比较法插补公式，并用其插补一段第Ⅱ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）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）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i＝z1/z2＝1/5。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）2.（18分）在加工中心上加工如图所示的零件，毛坯为铝铸件，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）二OO五～二OO六学年第Ⅰ学期课程名称：机床数控技术参考答案及评分标准命题教师：王宏涛陈蔚芳冷晟、缪群华试卷代号:A一、选择填空(20分)，每空1分1（1）；2（1）；3（1）；4（4）；5（2）；6（1）；7（2）；8（1）；9（4）；10（3）；11（1）；12（1）；13（1）；14（1）；15（1）；16（2）（4）；17（3）；18（3）、（4）；19（2）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，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）共5页第2页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，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Ⅱ象限逆圆弧逐点比较法插补公式，并用其插补一段第Ⅱ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=0－YF=－9X=－1，Y=4E=72F＜0－XF=－6X=－2，Y=4E=63F＜0－XF=－1X=－3，Y=4E=54F＜0－XF=6X=－4，Y=4E=45F＞0－YF=－1X=－4，Y=3E=36F＜0－XF=8X=－5，Y=3E=27F＞0－YF=3X=－5，Y=2E=18F＞0－YF=0X=－5，Y=1E=0共5页第3页表格、表头（4个节拍）（2分）；表中计算（0.5×8＝4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（0.25×16＝4分）；累加次数m＝16（1分）累加次数mX积分器Y积分器JVX（存xe）JRX（∑xe）△xJVY（存ye）JRY（∑ye）△y0011100011000101110011002111001100030101100101411000100005001111110061010001001700011101008100000000191111001100100110111000111101000101120100110000131011011100140010101001151001010000160000100001共5页第4页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i＝z1/z2＝1/5。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)α＝360°/mzk＝0.75°（3分）(2)δ＝iαt/360°=0.2×0.75°×7.2/360°＝0.0003（3分）(3)2100MOVDPTR，#2200H（0.25×8＝2分）MOVR0，#00LOOP：MOVA，R0MOVCA，@A+DPTRMOVP1，ALCALL1000INCR0CJNER0，#06H，LOOP2200DBF5H，F4H，F6H，F2H，F3H，F1H，（1分）1000：MOVR3，#FF（1分）DT1：MOVR4，#FFDT2：DJNZR4，DT2DJNZR3，DT1RETCBA表（2分）1001F1H2011F3H3010F2H4110F6H5100F4H6101F5H共5页第5页2.（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）N1G92X0Y0Z10；（以下2分）N2T01M06；N3S1000M03；（圆凸台外轮廓2分）N4G90G41G00X-10.0D31;N5G01Z-4.0F100M08;二OO四二OO五学年第Ⅱ学期《机床数控技术》考试试题考试日期:2005年1月11日试卷代号A考试班级学号姓名成绩一、选择题（25分）：1．数控机床指的是（）