数控技术及其应用-试卷及其答案.doc

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课程名称：__数控技术及其应用(上)___总分：_______________题号一二三四五成绩得分评卷人一、单项选择题（每1分，共20分）1.通常数控系统除了直线插补外，还有（B）。（A）正弦插补（B）圆弧插补（C）抛物线插补（D）螺旋线插补2．数控加工中心与普通数控铣床、镗床的主要区别是（D）。（A）一般具有三个数控轴（B）主要用于箱体类零件的加工（C）能完成铣、钻、镗、铰、攻丝等加工功能（D）设置有刀库，在加工过程中由程序自动选择和更换3．确定数控机床坐标系时假定（A）。（A）刀具运动，工件相对静止（B）工件运动，刀具相对静止（C）工件运动，工作台相对静止（D）刀具运动，工作台相对静止4．铣床程序单节“G00G43Z10.H05;”中H05的含义是（C）。（A）刀具长度补偿量是5mm（B）刀具半径补偿量是5mm（C）刀具长度补偿量存放位置（D）刀具半径补偿量存放位置5．下列孔加工固定循环指令中不是钻孔循环的是（D）。（A）G81（B）G82（C）G83（D）G846．利用时间分割法进行插补运算时精度与进给速度和插补周期的关系（C）（A）速度越快、插补周期越长精度越高（B）速度越慢、插补周期越短精度越高（C）速度越快、插补周期越短精度越高（D）速度越慢、插补周期越长精度越高7．数控机床进给系统减少摩擦阻力和动静摩擦之差，是为了提高数控机床进给系统的（B）。（A）传动精度（B）运动精度和刚度，减少爬行（C）快速响应性能和运动精度（D）传动精度和刚度8．步进电机的转速是通过改变电机的（A）而实现。（A）脉冲频率(B)脉冲速度(C)通电顺序(D)脉冲个数9．在铣削一个XY平面上的圆弧时，圆弧起点在（30，0），终点在（-30，0），圆弧圆心点坐标（0，-40），圆弧起点到终点的旋转方向为顺时针，则铣削圆弧的指令为（D）。（A）G17G90G02X30.0Y0R50.0F50（B）G17G90G02X30.0Y0R-50.0F50（C）G17G90G02X-30.0Y0R50.0F50(D）G17G90G02X-30.0Y0R-50.0F5010.数控机床的回零指的是直线坐标轴回到（A）（A）机床坐标系的原点（B）工件坐标系的原点（C）局部坐标系的原点（D）工作台的特定点，此点位置由用户自己设定11.数控铣床一般采用半闭环控制方式，它的位置检测器是（B）。(A)光栅尺(B)脉冲编码器(C)感应同步器(D)旋转变压器12.下列叙述错误的是（C）。（A）旋转变压器属于间接测量位置检测装置（B）直线感应同步器属于直接测量位置检测装置（C）光栅属于模拟式测量位置检测装置（D）脉冲编码器属于增量检测装置13.通常数控机床按（A）进行译码与控制。（A）机床坐标系（B）工件坐标系（C）局部坐标系（D）具体由用户自己设定14.步进电机的步距角的大小不受（C）的影响。（A）转子的齿数（B）定子通电相数（C）通电的频率（D）通电方式15.下列叙述错误的是（B）。（A）逐点比较法插补属于脉冲增量插补（B）数字积分法插补属于数字增量插补（C）扩展数字积分法插补属于数字增量插补（ D）时间分割法插补属于数字增量插补16.数控系统所规定的最小设定单位就是（C）。（A）数控机床的运动精度（B）机床的加工精度（C）脉冲当量（D）数控机床的传动精度17.脉冲比较式伺服系统是将（D）作为控制信号来控制电机的转速。（A）指令信号（B）反馈信号（C）指令信号与反馈信号之和（D）指令信号与反馈信号之差18.数控机床与普通机床的最大不同是数控机床采用（A）来控制机床。装订线班级：姓名：学号：评分：___________________考题书写要求：上下不得超过黑线，左右不得超过黑线两端点。密封线（A）数控装置（B）滚动导轨（C）滚珠丝杠（D）人工操作19．脉冲当量是指（  A ）（A）每发一个脉冲信号，机床相应移动部件产生的位移量   （B）每发一个脉冲信号，伺服电机转过角度   （C）进给速度大小    （D）每发一个脉冲信号，相应丝杠产生转角大小。20．数控机床操作时要进行回零操作，其目的是（A）。（A）建立机床坐标系（B）建立工件坐标系（C）数控系统初始化（D）PLC初始化得分评卷人二、填空题（每空1分，共30分）1.1．数控机床是指用数字化信息来控制的机床。2．数控机床按控制方式可分为开环控制数控机床、闭环控制数控机床、半闭环控制数控机床。3．常见的CNC装置的硬件结构有：微机基本系统、接口部分、可编程控制器、电源部分；。4．CNC装置的控制软件主要有译码、刀具补偿、速度控制、插补运算、位置控制。CNC软件特点有多任务执行处理和实时性；主要软件结构有前后性和中断性。5．数控机床常用执行元件有步进电机、直流伺服电机、交流伺服电机。6数控系统中伺服单元接受来自数控装置的指令信号，经一定的信号变换和电压、功率放大后，驱动装置运动，从而驱动机床运动。是CNC与机床本体的联系环节。7．从理论上讲，数控机床刀具运动的轨迹是控制点的运动轨迹。8．对机床工作台直线位移采用直线型位置检测装置测量称为直接检测，对机床工作台直线位移采用回转型位置检测装置测量称为间接检测。9．数控车床的常用布局形式有平床身、斜床身、立式床身。10．在FANUC系统数控铣床中，G92的功能是预制寄存（工件坐标系的设定）。三、简答题（每题5分，共25分）1．为什么要进行刀具的半径补偿？简述B刀补与C刀补的区别。1）数控机床在加工过程中，它控制的是刀具中心的运动轨迹，而用户总是按零件的轮廓编制加工程序，因而在进行轮廓加工时，刀具必须向零件的外侧（或内侧）偏移一个偏移量r，为了编程方便，按零件轮廓编制的程序和预先设定的偏移参数，数控装置能实时自动生成刀具中心轨迹的功能2）两种刀补的区别B刀补法在确定刀具轨迹时，采用的时读一段、算一段，再走一段的处理方法，这就无法预计到由于刀具半径所造成的下一段加工轨迹对本段轨迹的影响。C刀补采用的方法是一次对两段进行处理，即先读第一段、算第一段，再读第二段、算第二段，然后根据计算结果来确定一二两段其刀具中心轨迹的段间过渡状态，分析第二段对第一段有无影响，如果有,对第一段进行处理，然后再走处理后的第一段；如果没有影响，直接走第一段，这就解决了下一段加工轨迹对本段加工轨迹的影响问题。2．简述步进式伺服系统的工作原理。步进式伺服系统中指令信号是单向传递的，驱动控制线路接收数控装置发出的进给脉冲信号，并将其转换为控制步进电动机各相定子绕组依次通、断电的信号，使步进电动机运转。步进电动机的转子与机床丝杠连在一起(也可通过传动装置接到丝杠上)，带动丝杠转动，从而使工作台运动。也就是说，步进式伺服系统受驱动控制线路的控制，将代表进给脉冲的电信号通过步进电动机转变为具有一定大小和方向的机械角位移，通过机械传动带动工作台移动。 (1)工作台位移量的控制(2)工作台进给速度的控制(3)工作台运动方向的控制3．简述光栅尺的基本工作原理。光栅读数头由光源、透镜、指示光栅、光敏元件和驱动线路组成。读数头的光源一般采用白炽灯泡。白炽灯泡发出的辐射光线经过透镜后变成平行光束，照射在光栅上。光敏元件是一种将光强信号转换为电信号的光电转换元件，它接收透过光栅尺的光强信号，并将其转换成与之成比例的电压信号。由于光敏元件产生的电压信号一般比较微弱，应首先将该电压信号进行功率和电压放大，然后再进行传送。驱动线路就是实现对光敏元件输出信号进行功率和电压放大的线路。如果将指示光栅在其自身的平面内转过一个很小的角度β，使两块光栅的刻线相交，当平行光线垂直照射标尺光栅时，则在相交区域出现明暗交替、间隔相等的粗大条纹，称为莫尔条纹。由于两块光栅的刻线密度相等，即栅距λ相等，使产生的莫尔条纹的方向与光栅刻线方向大致垂直，当β很小时，莫尔条纹的节距为p=λ/β，这表明，莫尔条纹的节距是栅距的1/β倍。当标尺光栅移动时，莫尔条纹就沿与光栅移动方向垂直的方向移动。当光栅移动一个栅距时，莫尔条纹就相应准确地移动一个节距p，也就是说，两者一一对应。因此，只要读出移过莫尔条纹的数目，就可知道光栅移过了多少个栅距。而栅距在制造光栅时是已知的，所以光栅的移动距离就可以通过光电检测系统对移过的莫尔条纹进行计数、处理后自动测量出来。4．简述前加减速控制与后加减速控制的特点。答：前加减速控制的优点是仅对合成速度——编程指令速度F进行控制，所以它不会影响实际插补输出的位置精度。前加减速控制的缺点是需要预测减速点，而这个减速点要根据实际刀具位置与程序段终点之间的距离来确定，而这种预测工作需要完成的计算量较大。后加减速控制与前加减速控制相反，它是对各运动轴分别进行加减速控制，这种加减速控制不需专门预测减速点，而是在插补输出为零时开始减速，并通过一定的时间延迟逐渐靠近程序段终点。后加减速的缺点是，由于它对各运动坐标轴分别进行控制，所以在加减速控制以后，实际的各坐标轴的合成位置就可能不准确。但是这种影响仅在加速或减速过程中才会有，当系统进入匀速状态时，这种影响就不存在了。5．简述消除滚珠丝杠间隙的方法。答：在数控机床进给系统中使用的滚珠丝杠螺母副广泛采用双螺母结构，通过两螺母周向限位、轴向相对移动或轴向限位、周向相对转动来消除间隙和调整预紧。通常滚珠丝杠螺母副在出厂时就由制造厂调整好预紧力，预紧力与丝杠螺母副的额定动载荷有一定关系。常用双螺母预紧方法有：双螺母垫片式预紧、双螺母螺纹式预紧、双螺母齿差式预紧。得分评卷人四、计算题（共10分）用逐点比较法脉冲增量插补直线OA,O(0,0),A(5,3)。填表并在图中画出进给轨迹。YXAO步数偏差判别坐标进给偏差计算终点判别=81+x=8-1=72+y=7-1=63+x=6-1=54+y=5-1=45+x=4-1=36+x=3-1=27+y=2-1=18+x=1-1=0装订线班级：姓名：学号：评分：___________________考题书写要求：上下不得超过黑线，左右不得超过黑线两端点。密封线五、程序注释题（共15分） 1．在XK0816A型数控铣床（FANUC系统）上加工如图1所示的某盖板零件的外轮廓，毛胚材料为铝板（大孔已铸出），尺寸如图1所示，加工基点坐标图2所示，以工件上表面为Z轴零点，铣削深度12mm。阅读加工程序，在“”处对程序加以补充，对加有（）号的单节做出注解。（8分)第7页共9页图1盖板零件图图2基点坐标计算OO0001N0010G54S2000M03（设定工件坐标系，主轴以2000r/min正传）N0020G00Z100N0030G00X0Y-10N0040G01Z-12N0050G01G41X0Y0D1F00N0060G01X0Y20F100N0080X10N0090G03X25Y35R15N0100G02X75Y35R25N0110G03X90Y20I15J0（逆时针铣削圆弧ED）N0120G01X100Y20F100N0130Y0N0140X0N0150G40G01X-10Y0（取消刀具半径补偿，并工进到点（-10，0））N0160G00Z100N0170T02M06N0180G00G43Z10N0190G76X50Y35Z-12R4F60Q2（精镗孔大孔，让刀2mm）N0200G80N0210M05N0220M30（程序结束）2．在数控车床上，加工如下图所示零件，其毛胚为棒料。工艺设计规定：粗加工时切深为3mm，退刀量1 mm，进给速度0.3mm/r，主轴转速500r/mm；精加工余量X向为4mm(直径上)，Z向为2mm，进给速度为0.15mm/r，主轴转速800r/min。请完成加工程序。（7分）装订线班级：姓名：学号：评分：___________________考题书写要求：上下不得超过黑线，左右不得超过黑线两端点。密封线OO0002N01G50X200.0Z220.0N02G00X160.0Z180.0M03N03G71U3R1N04G71P05Q11U4.0W2.0F0.3S500N05G00X40.0S800N06G01W-40.0F0.15N07X60.0W-30.0N08W-20.0N09X120.0W-10.0N10W-20.0N11X140.0W-20.0N12G70P05Q11N13G00X200.0Z220.0N14M05N15M30　 庄子云：“人生天地之间，若白驹过隙，忽然而已。”是呀，春秋置换，日月交替，这从指尖悄然划过的时光，没有一点声响，没有一刻停留，仿佛眨眼的功夫，半生已过。　　人活在世上，就像暂时寄宿于尘世，当生命的列车驶到终点，情愿也罢，不情愿也罢，微笑也罢，苦笑也罢，都不得不向生命挥手作别。　　我们无法挽住时光的脚步，无法改变人生的宿命。但我们可以拿起生活的画笔，把自己的人生涂抹成色彩靓丽的颜色。　　生命如此短暂，岂容随意挥霍！只有在该辛勤耕耘的时候播洒汗水，一程风雨后，人生的筐篓里才能装满硕果。　　就算是烟花划过天空，也要留下短暂的绚烂。只有让这仅有一次的生命丰盈充实，才不枉来尘世走一遭。雁过留声，人过留名，这一趟人生旅程，总该留下点儿什么！　　生活是柴米油盐的平淡，也是行色匆匆的奔波。一粥一饭来之不易，一丝一缕物力维艰。　　前行的路上，有风也有雨。有时候，风雨扑面而来，打在脸上，很疼，可是，我们不能向生活低头认输，咬牙抹去脸上的雨水，还有泪水，甩开脚步，接着向前。　　我们需要呈现最好的自己给世界，需要许诺最好的生活给家人。所以，生活再累，不能后退。即使生活赐予我们一杯不加糖的苦咖啡，皱一皱眉头，也要饮下。　　人生是一场跋涉，也是一场选择。我们能抵达哪里，能看到什么样的风景，能成为什么样的人，都在于我们的选择。　　如果我们选择面朝大海，朝着阳光的方向挥手微笑，我们的世界必会收获一片春暖花开。如果我们选择小桥流水，在不动声色的日子里种篱修菊，我们的世界必会收获一隅静谧恬淡。　　选择临风起舞，我们就是岁月的勇者；选择临阵脱逃，我们就是生活的懦夫。　　没有淌不过去的河，就看我们如何摆渡。没有爬不过去的山，就看我们何时启程。　　德国哲学家尼采说：“每一个不曾起舞的日子，都是对生命的辜负。”让我们打开朝着晨光的那扇窗，迎阳光进来，在每一个日出东海的日子，无论是鲜衣怒马少年时，还是宠辱不惊中年时，都活出自己的明媚和精彩。　　时间会带来惊喜，只要我们不忘记为什么出发，不忘记以梦为马，岁月一定会对我们和颜悦色，前方也一定会有意想不到的惊喜。　　人生忽如寄，生活多苦辛。　　短暂的生命旅程，　　别辜负时光，别辜负自己。　　愿我们每一个人自律、阳光、勤奋，　　活成自己喜欢的模样，　　活成一束光，