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()