《数控原理与系统》试题1
一、 填空题（每空1.5分，共30分）
1. 数控机床是用数字化代码来控制 的相对运动， 从而完成零件的加工。
2. CPU 是CNC 装置的核心，它由运算器和控制器两个部分组成， 是对数据进行算术和逻辑运算的部件， 是统一指挥和控制数控 系统各部件的中央机构。
3. 所谓“插补”就是指在一条已知起点和终点的曲线上进行 的过程。
4．数控系统按照有无检测反馈装置分为 和 两种类型。
5．对于以坐标原点为起点的第一象限直线OA ，其偏差函数为：
e i e i i y x x y F -=，若0≥i F ，刀具往 进给；若0
往 进给。
6. 标准机床坐标系中X 、Y 、Z 坐标轴的相互关系用 决定， 刀具与工件距离的方向即为各坐标轴的正方向。
7. CNC 系统中，实时性要求最高的任务是 和 。
8. CNC 软件中，译码程序的功能是把程序段中的各数据根据其前后的文
字地址送到相应的缓冲寄存器。假设当前需要译码的程序段如下： N1 G01 X132 Y200 Z300
如果当前取出的代码是X ，那么数字码寄存器中存放的数据是 ，此 时应该把该数据送入代码 的缓冲寄存器中。
9. 旋转变压器是一种常用的 检测元件，从其结构来看，它由
和 两个部分组成。
10．步进式伺服驱动系统是典型的开环控制系统，在此系统中执行元件
是 。
11．专家系统是一种应用大量的专家知识和推理方法求解复杂问题的一种方
法，因此一般专家系统主要包括两大部分，即 和 。
二、 单项选择题（每小题2分，共20分）： 1. 经济型数控系统一般采用（ ）CPU ，而且一般是单微处理器系统。 A 、8或16位 B 、32位 C 、64位 D 、以上都不正确 2. 下面哪种设备不是CNC 系统的输入设备？（ ）
A 、MDI 键盘
B 、纸带阅读机
C 、CRT 显示器
D 、磁带机 3．在单CPU 的CNC 系统中，主要采用（ ）的原则来解决多任务的 同时运行。
A 、CPU 同时共享
B 、CPU 分时共享
C 、共享存储器
D 、中断 4．下面哪种方法不属于并行处理技术？（ ）
A 、资源重复
B 、时间重叠
C 、资源共享
D 、中断执行 5. 脉冲当量的大小决定了加工精度，下面哪种脉冲当量对应的加工精度更高？ （ ）
A 、1um/脉冲
B 、5um/脉冲
C 、10um/脉冲
D 、0.01mm/脉冲 6. 单微处理机CNC 装置中，微处理机通过（ ）与存储器、输入输出 控制等各种接口相连。
A 、总线
B 、输入/输出接口电路
C 、主板
D 、专用逻辑电路 7. 下面哪种检测装置不是基于电磁感应原理？（ ）
A 、感应同步器
B 、旋转变压器
C 、光栅
D 、电磁式编码盘
8．如果直线式感应同步器的定尺绕组的节距为4mm ，那么滑尺绕组的节
距应该为多少才能保证检测精度？（ ） A 、2mm B 、4mm C 、6mm D 、8mm
9. 下面哪个内容不是故障诊断专家系统要完成的工作？（ ） A 、故障监测 B 、故障分析 C 、决策处理 D 、故障预防 10．下列正确表示坐标系的是（ ）
A 、
X B 、
X
C 、Z
D 、Y
三、 判断题（每小题1.5分，共15分）
（ ）1.世界上第一台数控机床是1958年试制成功的。
（ ）https://www.doczj.com/doc/98404658.html,C 系统中，由硬件完成的功能原则上不可以由软件完成。 （ ）3.7段LED 显示器能显示字母X 。
（ ）4.当点位直线控制数控机床的移动部件移动时，可以按任意斜率的直
线进行切削加工。
（ ）5.程序中出现各种异常情况的报警中断属于外部中断。
（ ）6.脉冲当量决定了伺服系统的位移精度，因此脉冲当量越大，位移精
度越高。
（ ）7.步进电机的步距角越大，控制精度越高。
（ ）8.从减小伺服驱动系统的外形尺寸和提高可靠性的角度来看，采 用直流伺服驱动比交流伺服驱动更合理。
（ ）9.伺服驱动系统的跟随误差越小，响应速度越快。 （ ）10.德国的SIEMENS 和日本的FUNUC 公司的数控系统对我国数
控技术的影响较大。
四、 解答题（每小题5分，共15分）
1. 和普通机床相比，用数控机床进行零件加工有什么好处？
2．CNC 的插补可以由软件或硬件完成，根据这一原则CNC 系统的软硬件组
合有哪几种类型？
3．对数控机床伺服驱动系统的主要性能要求有哪些？
五、
计算题（每小题10分，共20分）： Z
X
X
Y Y
Z
Z
Y
1. 一台三相六拍运行的步进电机，转子齿数Z＝48，测得脉冲频率为
600Hz，求：
①通电顺序；
②步距角和转速。（10分）
2.欲用逐点比较法插补直线O A，其起点坐标为O（0，0），终点坐标为A（
e
x，
e
y），其值为
e
x＝5，
e
y＝6，试写出其直线插补运算过程，并绘出其轨迹。
《数控原理与系统》试题1答案
一、填空题（每空1.5分，共30分）
1、刀具与工件
2、运算器、控制器
3、数据点的密化（或数据密化）
4、开环数控机床、闭环数控机床（可以交换顺序）
5、+X 、+Y
6、右手直角笛卡尔坐标系；增大
7、插补、位控（或：位置控制）（可以交换顺序）
8、01、G
9、转角（或角位移）、定子、转子（定子和转子可以交换顺序）； 10、步进电机
11、知识库、推理机（可以交换顺序）
二、选择题（每个2分，共20分）
1～5 A C B D A 6～10 A C B D A
三、判断题（每个1.5分，共15分）
1～5 × × × × × 6～10 × × × √ √
四、简答题（每个5分，共15分） 1、答：采用数控机床进行零件加工具有以下优点（答案仅供参考，只要言之有理即可）： 1）提高加工精度高，尤其是提高了同批零件加工的一致性 2）有利于生产效率的提高 3）可加工形状复杂的零件 4）减轻了工人的劳动强度，改善了劳动条件 5）有利于生产管理和机械加工综合自动化的发展（或者：提高了机械加工和生产管理的自动化程度）
2、答：根据CNC 系统的插补功能由软件还是软件来实现，CNC 系统的软硬件组合有以下三种类型： ① 不用软件插补器，完全由硬件完成的CNC
统；………………………………2分 ② 由软件进行粗插补，硬件进行精插补的CNC 统；……………………………2分
③ 完全由软件实施插补的CNC 统。…………………………………………………1分
3① 进给速度范围要大，能满足低速切削和高速切削的需
要；…………………1分 ② 位移精度要
高；………………………………………………………………………1分 ③ 跟随误差要小，即响应速度要
快；………………………………………………1分 ④ 工作稳定性要好，具有抗干扰能力，运行平稳，加工精度较
高。………2分
五、计算题（每小题10分，共20分）
1、解：三相六拍运行的步进电机采用单双相轮流通电控制方式，即m=3,2=k 。转子齿数48=Z ，频率f ＝600HZ 。 (1)
分
① 电机正转时的通电顺序：A →AB →B →BC →C →CA →A ………………………………2分
电机反转时的通电顺序：A →AC →C →CB →B →BA →
A ………………………………1分 ② 根据步距角计算公式：
?=???=?=25.12
483360360mZk α…………………………………………………………3分
根据转速计算公式： 125
2483600
6060=???==mZk f n （转/分）………………………………………………3分 （代公式正确但计算错误，适当给1-2分） 2、解：由于待插补直线的起点坐标为O （0，0），终点坐标为A （5，6），采用总步数终点判别方法，总步数1165=+=N 。从坐标原点开始插补，故此时偏差00=F ，加工过程的运算节拍如下表所
3 02 4 03>F +X 26434-=-=-=e y F F 718=-=N 5 04 6 05>F +X 36356-=-=-=e y F F 516=-=N 7 06 8 07>F +X 46278-=-=-=e y F F 314=-=N 9 08 11 010 +Y 0551011=+-=+=e y F F 011=-=N …………………计算步骤及结果正确得6分，每计算错误一步扣0.5 分 插补结束 3注正确） 《数控原理与系统》试题2 填空题（每空1.5分，共30分）： 1. 数控机床是用数字化代码来控制机床 与 的相对运动， 从而完成零件的加工。 2. 标准机床坐标系中X 、Y 、Z 坐标轴的相互关系用 决 决定。 3. 数控机床按照对被控制量进行检测的检测反馈装置安装的位置可分为 和 两种类型。 4．闭环伺服驱动系统一般由 、 、机床、 检测反馈单元、比较控制环节等五个部分组成。 5．用逐点比较法插补直线OA ，其起点坐标为O （0，0），终点坐标A （5，8），若采用插补的总步数作为终点减法计数器J E 的初始值，即J E ＝ 。在插补过程中，每进给一步，计数器J E 减1,当J E ＝ 时，到达终点，停止插补。 6. 在单CPU 的CNC 系统中，主要采用 的原则来解决多 任务的同时运行。 7. CNC 系统中，实时性要求最高的任务是 和 。 8. CNC 系统控制软件中两个最突出的特征是： 和 。 9. CNC 系统软件中的译码程序要完成两项工作：一是完成NC 程序的翻 译工作，即把输入的零件加工程序翻译成计算机内部能识别的语言（机 器语言）；二是进行程序段的 ，即发现语法错误立即报警。 10．旋转变压器是一种常用的 检测元件。 11．如果直线式感应同步器的定尺绕组的节距为4mm ，那么滑尺绕组的节 距应该为 mm 才能保证检测精度。 12．三相步进电机的转子齿数为40，则单三拍通电方式运行时的步距角 ＝ 。 13．在整个使用寿命期，根据数控机床的故障频度，数控机床的故障发生 规律大致分为三个阶段： 、 、 。 七、 单项选择题（每小题2分，共20分）： 1. 世界上第一台数控机床是（ ）年试制成功的。 A. 1951 B. 1952 C. 1954 D. 1958 2. 下面哪个部分是数控机床的核心部分？（ ） A. 控制介质 B. 数控装置 C. 伺服系统 D. 测量装置 3．CNC 系统软件必须完成管理和控制两大任务，下面任务中哪个不属于 控制任务？（ ） A 、诊断 B 、插补 C 、位控 D 、译码 4．通过键盘或者纸带输入零件加工程序时，系统要不断的对零件加工程 序进行格式检查，如果发现格式不符合编程要求，将发出报警信号或 提示用户进行修改。这种诊断方式属于（ ） A 、运行中诊断 B 、停机诊断 C 、通信诊断 D 、以上都不对 5. 下面哪种检测装置的检测精度高，且可以安装在油污或灰尘较多的场 合？（ ） A 、感应同步器 B 、旋转变压器 C 、磁栅 D 、光栅 6. 脉冲当量的大小决定了加工精度，下面哪种脉冲当量对应的加工精度 更高？（） A、5um/脉冲 B、1um/脉冲 C、10um/脉冲 D、0.01mm/脉冲 7. 译码程序是以程序段为单位进行译码的，并且把代码存放在代码缓冲 器中，代码后的数值存放在数字码寄存器中。若当前要翻译的程序段 为：N115 G01 X100 Y119 F3000 LF 并且当前译码程序取出的字符 是Y，那么数字码寄存器中存放的数据是（） A、3000 B、119 C、01 D、100 8．下面哪种方法不属于并行处理技术？（） A、中断执行 B、时间重叠 C、资源共享 D、资源重复9．步进电机的转速与下面哪些因素无关？（） A、脉冲信号的频率f B、转子齿数z C、通电方式k D、定子绕组中的电流大小 10．在数控机床的使用过程中，由于零部件及电子元件出现疲劳、磨损、老化等，使系统处于频发故障状态。这一期间属于数控机床故障出现的哪个阶段？（） A、早期故障期 B、偶发故障期 C、耗损故障期 D、以上都不对 八、判断题（每小题1.5分，共15分） （）1.半闭环控制数控机床的检测装置可以直接检测工作台的位移量。（）https://www.doczj.com/doc/98404658.html,C系统仅由软件部分完成其数控任务。 （）3.若CNC装置有两个或以上的微处理机，则其一定属于多微处理机结构。 （）4.LED显示器能显示0～9的数字和全部英文字母。 （）5.对控制介质上的程序进行译码的装置是伺服系统。 （）https://www.doczj.com/doc/98404658.html,C系统的中断管理主要靠硬件完成。 （）7.程序中出现各种异常情况的报警中断属于外部中断。 （）8.从减小伺服驱动系统的外形尺寸和提高可靠性的角度来看，采用 直流伺服驱动比交流伺服驱动更合理。 （）9.四极绕组式旋转变压器比两极绕组式旋转变压器检测精度更高。（）10.伺服系统跟随误差越小，响应速度越快。 九、解答题（每小题5分，共15分） 1. 数控机床一般由哪几个部分组成？ 2．简述CNC系统中中央处理单元（CPU）的组成部分及其作用。 3．CNC系统软件采用并行处理技术的目的是什么？ 十、 计算题（每小题10分，共20分） 1. 欲用逐点比较法插补直线O A ，其起点坐标为O （0，0），终点坐标为A （e x ， e y ），其值为e x ＝6，e y ＝5，试写出其直线插补运算过程，并绘出其插补 轨迹。 2. 一台五相十拍运行的步进电机，转子齿数Z ＝48，测得脉冲频率为 600Hz ，求： ① 通电顺序； ② 步距角和转速。 《数控原理与系统》试题2答案 一、 填空题（每空1.5分，共30分） 1、刀具、工件（可交换位置） 2、右手直角笛卡尔坐标系 3、闭环控制数控机床；半闭环控制数控机床（可交换位置） 4、驱动控制单元、执行单元（或执行元件）（可交换位置） 5、13、0 6、分时共享 7、插补、位控（或：位置控制）（可交换位置） 8、多任务并行处理、多重实时中断（可交换位置） 9、语法检查 10、转角（或角位移） 11、4mm 12、3° 13、早期故障期、偶发故障期、耗损故障期 二、 选择题（每小题2分，共20分） 1～5 B B A A C 6～10 B D A D C 三、判断题（每小题1.5分，共15分） 1～5 × × × × × 6～10 × × × √ √ 四、简答题（每小题5分，共15分） 1、答：数控机床一般组成部分包括：……………………………………答对一项得1分 1） 控制介质 2） 数控装置 3） 伺服系统 4） 测量装置 5） 机床本体 2、 答：中央处理单元(CPU)：它的作用是实施对整个系统的运算、控制和 管理，它由运算器和控制器两部分组成。其作用分别 是：………………………………………2分 运算器： 对数据进行算术和逻 辑运 算。……………………………………………1分 控制器：译码、发出控制指令，统一指挥和控制数控系统各部件。 2分 3、答：为了保证加工过程的连续性，必须采用并行处理技术，它主要有以下 两 个 方 面 的 考 虑：…………………………………………………………………………………… ………1分 1）使用和调配CNC 系统的资源；……………………………………………………2分 2 ） 提 高 CNC 系 统 的 处 理 速 度。……………………………………………………2分 五、计算题（每小题10分，共20分） 1、解：由于待插补直线的起点坐标为O （0，0），终点坐标为A （6，5），采用总 步数终点判别方法。故总步数1156=+=N ，开始加工时，我们总是采用人工对刀的方式将刀具移到加工起点（坐标原点），故此时偏差00=F ，加工过程的运算 节 拍 如 下 表 所 示：………………………………………………………………………………………………… ……………1分 插补轨迹如下图所示：………………………………………………………3分（绘 制且标注正确） 2、解：五相十拍运行的步进电机采用单双相轮流通电控制方式，即m=5,2=k 。 转 子齿数 48=Z 。……………………………………………………………………………………………1分 ③ 电机正转时的通电顺序A →AB →B →BC →C →CD →D →DE →E →EA →A ……………2分 电机反转时的通电顺序A →AE →E →ED →D →DC →C →CB →B →BA →A ……………1分 ④ 根据步距角计算公式： ?=???=?=75.02 485360360mZk α…………………………………………………………3分 根据转速计算公式： 752 485600 6060=???==mZk f n （转/分）………………………………………3分 （代公式正确但计算错误，适当给1-2分） 《数控原理与系统》试题3 题 号 一 二 三 四 五 总 分 得 分 十一、 填空题（每空1.5分，共30分）： 1.数控机床一般由控制介质、 、 、测量装置 和机械本体五个部分组成。 https://www.doczj.com/doc/98404658.html,C 系统中，软件与硬件的分配比例是由 决定的。 3．闭环伺服驱动系统一般由 、 、机床、 检测反馈单元、比较控制环节等五个部分组成。 4.逐点比较法的直线插补过程为每走一步都要进行：偏差判别、 、新偏差计算和 四个节拍（步骤）。 5.在单CPU 的CNC 系统中，主要采用 的原则来解决多 任务的同时运行。 https://www.doczj.com/doc/98404658.html,C 系统软件必须完成 和 两大任务。 7.由于CNC 系统控制软件融合了当今计算机软件技术中的许多先进技术， 它最突出的两个特点是： 和 。 8.光栅是利用 原理进行工作的位置反馈检测元件。若光栅栅距 d = 0.01mm ，光栅指示光栅与标尺光栅夹角θ= 0.01rad ，则可得莫尔条纹宽度W = mm 。 9．步进电机的“失步”现象有两种表现形式，即 和 。 10．当数控机床发生故障时，用于诊断出故障源所在范围或具体位置所使 用的程序叫作 ，它一般有三种类型： 、 、 。 十二、 单项选择题（每小题2分，共20分）： 1. 我国从（ ）年开始研究数控机械加工技术，并于当年研制成功我 国第一台电子管数控系统样机。 A 、1952 B 、1958 C 、1954 D 、1959 2. 下述能对控制介质上的程序进行译码的装置是（ ）。 A 、数控装置 B 、伺服系统 C 、机床 D 、测量装置 3．CNC 系统软件必须完成管理和控制两大任务，下面任务中哪个不属于 管理任务？（ ） A 、插补 B 、I/O 处理 C 、显示 D 、诊断 4．下列显示器中不能显示字母X 的是（ ） A 、CRT 图形显示器 B 、CRT 字符显示器 C 、七段LE D 显示器 D 、LCD 显示器 5. 下面哪种检测装置即可测量线位移又可测量角位移？（ ） A 、旋转变压器 B 、感应同步器 C 、光栅 D 、B 和C 6. 下列正确表示坐标系的是（ ） A 、 X B 、 X C 、Z D 、Y 7. 下列哪种数控系统没有检测装置？（ ） A 、开环数控系统 B 、全闭环数控系统 C 、半闭环数控系统 D 、以上都不正确 8．下面哪种方法不属于并行处理技术？（ ） A 、资源重复 B 、时间重叠 C 、资源共享 D 、中断执行 9．程序中出现各种异常情况的报警中断属于（ ） A 、外部中断 B 、硬件故障中断 C 、程序性中断 D 、内部定时中断 10. 工业机器人由4个基本部分组成，下面哪个不是基本部分？（ ） A 、刀具 B 、控制系统 C 、肘节 D 、机械主体 十三、判断题（每小题1.5分，共15分） （ ）1. 数控机床的加工是用数控程序来控制的，因此数控机床就是软件 数控。 （ ）2. 当点位直线控制数控机床的移动部件移动时，可以按任意斜率的 直线进行切削加工。 （ ）3. 日本的SIEMENS 和德国的FUNUC 公司的数控系统对我国数控 技术的影响较大。 （ ）4. CNC 系统的外设指的是输入设备，如MDI 键盘、纸带阅读机等。 （ ）5. 在共享总线结构中，某一时刻可以由多个CPU 占有总线。 （ ）6. 脉冲当量决定了伺服系统的位移精度，因此脉冲当量越大，位移 精度越高。 （ ）7. 有刷式旋转变压器比无刷式旋转变压器的寿命长。 （ ）8. 定尺绕组和滑尺绕组的节距是否相等对于直线感应同步器的检测 精度无关紧要。 （ ）9. 步进电机的步距角越小，控制精度越高。 （ ）10.采用细分电路可以提高开环步进式伺服驱动系统的精度。 十四、 解答题（每小题5分，共15分） 1. CNC 的插补可以由软件或硬件完成，根据这一原则CNC 系统的软 硬件组合有哪几种类型？ Z X X Y Z Y Y Z 2．简述CNC 系统软件中译码程序要完成的两项工作。 3．简述开环步进式伺服驱动系统的工作原理。 十五、 计算题（每小题10分，共20分） 1. 欲用逐点比较法插补直线O A ，其起点坐标为O （0，0），终点坐标为A （e x ， e y ），其值为e x ＝4，e y ＝5，试写出其直线插补运算过程，并绘出其插补轨迹。 2. 若有一台四相反应式步进电机，其步距角为??9.0/8.1。试问： （1） 电机转子的齿数为多少？ （2） 写出四相八拍运行方式的通电顺序。 （3） 测得运行频率为600Hz 时，其转速为多少？ 《数控原理与系统》试题3答案 三、填空题（每空1.5分，共30分） 1、数控装置、伺服系统（可交换位置） 2、性价比（或：性能价格比） 3、驱动控制单元、执行元件（或执行单元）（可交换位置） 4、坐标进给、终点比较（或终点判别） 5、CPU分时共享 6、管理、控制（可交换位置） 7、多任务并行处理、多重实时中断（可交换位置） 8、光学（或光电）、1 9、丢步、越步（可交换位置） 10、诊断程序、启动诊断、在线诊断、离线诊断 四、选择题（每小题2分，共20分） 1～5 B A A C D6～10 B A D C A 三、判断题（每小题1.5分，共15分） 1～5 ×××××6～10 ×××√√ 四、简答题（每小题5分，共15分） 1、答：根据CNC系统的插补功能由软件还是软件来实现，CNC系统的软硬件组合有以下三种类型： ④不用软件插补器，完全由硬件完成的CNC系 统；………………………………2分 ⑤由软件进行粗插补，硬件进行精插补的CNC系 统；……………………………2分 ⑥完全由软件实施插补的CNC系 统。…………………………………………………1分 2、答：CNC系统软件中译码程序要完成的两项工作为： 一是将输入的零件加工程序翻译成计算机内部能识别的语 言；………………………3分 二是完成程序段的语法检查，若发现语法错误立即报 警。……………………………2分 3、答：驱动控制线路接收来自机床数控系统发出的进给脉冲信号（指令信 号），………1分并把此信号转换为控制步进电机各项绕组依此通电、断电的信号，使步进电机运转；…2分 步进电机的转子与机床丝杠连在一起，转子带动丝杠转动，丝杠再带动工作台移动。…2分 五、计算题（每个10分，共20分） 1、解：由于待插补直线的起点坐标为O（0，0），终点坐标为A（4，5），采用总步数终点判别方法。故总步数9 5 4= + = N，开始加工时，我们总是采用人工对 刀的方式将刀具移到加工起点（坐标原点），故此时偏差0 = F，加工过程的运算节拍如下表所示：………………………………………………………………………………………………………………1分 ………………………………………………………4分（绘制且标注正确） 2、解：根据已知条件，m=4,当通电方式1=k 时，步距角?=8.1α；当通电方式 数2 =k 时，步距角?=9.0α。………………………………………………………………………2分 ① 根据步距角公式，得转子齿数： 50 1 *8.1*4360360=? =?=k m Z r α（或者502 *9.0*4360360=?=?=k m Z r α）…………………2分 ② 四相八拍运行方式的通电顺序： 正转：A →AB →B →BC →C →CD →D →DA → A …………………………………………2分 反转：A →AD →D →DC →C →CB →B →BA → A …………………………………………1分 ③ 当运行频率Z H f 600=时，电机转速： 1=k 时，1801 504600 6060=???== k mZ f n r （转/ 分）…………………………………………2分 2=k 时， 90 2 504600 6060=???==k mZ f n r （转/ 分）…………………………………………1分 （代公式正确但计算错误，适当给1-2分） 《数控原理与系统》试题4 题 号 一 二 三 四 五 总 分 得 分 十六、 填空题（每空1.5分，共30分）： 1. 数控机床一般由控制介质、 、 、测量装置 和机械本体五个部分组成。 2. 所谓“插补”就是指在一条已知起点和终点的曲线上进行 的过程。 3．在CNC 软件中资源分时共享要解决的问题是各任务何时占用CPU 以 及占用时间的长短，解决的办法是 和 相 结合。 4. CNC 系统常用外设包括 和 两种。 5. 键盘中断服务程序负责将键盘上输入的字符存入 ，按 一下键就是向主机申请一次中断。 6. 由于CNC 系统控制软件融合了当今计算机软件技术中的许多先进技 术，它最突出的两个特点是： 和 。 7. 数控机床伺服驱动系统是指以机床移动部件的 和 作为控制量的自动控制系统，又称为拖动系统。 8．步进电机的“失步”现象有两种表现形式，即 和 。 9．如果直线式感应同步器的定尺绕组的节距为4mm ，那么滑尺绕组的节 距应该为 才能保证检测精度。 10. 若三相步进电机（三相绕组分布为AA ′、BB ′、CC ′），请写出三 相六拍工作方式的通电顺序： 。 11. 专家系统是一种应用大量的专家知识和推理方法求解复杂问题的一 种方法，因此一般专家系统主要包括两大部分，即 和 。 号 12. 从结构上看，柔性制造系统主要有两部分组成：一是传递物质的设备， 我们称之为；二是传递信息的网络，我们称之 为。 十七、单项选择题（每小题2分，共20分）： 1.我国从（）年开始研究数控机械加工技术，并于当年研制成功我 国第一台电子管数控系统样机。 A、1952 B、1958 C、1954 D、1959 2. 将数控系统分为一般数控机床、数控加工中心机床、多坐标数控机床， 是按照下面哪种分类方法进行分类的？（） A、工艺用途 B、工艺路线 C、有无检测装置 D、是否计算机控制 3．下面哪项任务不是数据预处理（预计算）要完成的工作？（） A、位置控制 B、刀具半径补偿计算 C、刀具长度补偿计算 D、象限及进给方向判断 4．若光栅栅距d = 0.01mm，光栅指示光栅与标尺光栅夹角θ= 0.01rad，则可得莫尔条纹宽度W = （）。 A、0.01mm B、1mm C、10mm D、100mm 5. 单微处理机CNC装置中，微处理机通过（）与存储器、输入输出 控制等各种接口相连。 A、主板 B、输入/输出接口电路 C、总线 D、专用逻辑电路 6. 下面哪种设备不是CNC系统的输入设备？（） A、MDI键盘 B、纸带阅读机 C、CRT显示器 D、磁带机 7. 译码程序是以程序段为单位进行译码的，并且把代码存放在代码缓冲 器中，代码后的数值存放在数字码寄存器中。若当前要翻译的程序段 为：N115 G01 X132 Y119 F3000 LF 并且当前译码程序取出的字符 是X，那么数字码寄存器中存放的数据是（） A、3000 B、119 C、01 D、132 8．下列显示器中不能显示字母X的是（） A、CRT图形显示器 B、七段LED显示器 C、CRT字符显示器 D、LCD显示器 9．步进电机的转速与下面哪些因素无关？（） A、脉冲信号的频率f B、转子齿数z C、通电方式k D、定子绕组中的电流大小 10. 在数控机床的使用过程中，由于零部件及电子元件出现疲劳、磨损、 老化等，使系统处于频发故障状态。这一期间属于数控机床故障出现 的哪个阶段？（） A、早期故障期 B、偶发故障期 C、耗损故障期 D以上都不对十八、判断题（每小题1.5分，共15分） （）1. 半闭环控制数控机床的检测装置可以直接检测工作台的位移量。（）2. 以系统总线为中心的多微机处理机CNC装置中，主、从模块均有权控制使用系统总线。 （）3. 步进电机的环形分配器必须由硬件来实现。 （）4. 步进电机的步距角越大，控制精度越高。 （）5. 当点位直线控制数控机床的移动部件移动时，可以按任意斜率的直线进行切削加工。 （）6. 程序中出现各种异常情况的报警中断属于外部中断。 （）7. RS-232C属于并行通信协议。 （）8. 步进电机的转速与指令脉冲的频率无关，而受到电压波动、负载变化及环境因素的影响。 （）9.为了保证加工过程的连续性，CNC软件必须采用并行处理技术。 （）10. CNC系统的核心是CNC装置，其性能决定了数控系统的性能。 十九、解答题（每小题5分，共15分） 1. 简述用数控机床进行零件加工的一般过程。 2．简述CNC系统精插补和粗插补相结合进行插补的基本过程。3．一般来说，数控机床对伺服驱动系统的主要性能要求有哪些？ 二十、计算题（每小题10分，共20分）： 1. 若有一台五相反应式步进电机，其步距角为? ?75 .0/ 5.1。试问： （4）电机转子的齿数为多少？ （5）写出五相十拍运行方式的通电顺序。 （6）测得运行频率为600Hz时，其转速为多少？2.欲用逐点比较法插补直线O A，其起点坐标为O（0，0），终点坐标为A（ e x，e y），其值为 e x＝5， e y＝4，试写出其直线插补运算过程，并绘出其插补轨迹。 《数控原理与系统》试题4答案 五、填空题（每空1.5分，共30分） 1、数控装置、伺服系统（可交换位置） 2、数据点的密化（或数据密化） 3、循环轮流、中断优先（可交换位置） 4、输入设备、输出设备（可交换位置） 5、MDI缓冲器 6、多任务并行处理、多重实时中断（可交换位置） 7、位置、速度（可交换位置） 8、丢步、越步（可交换位置） 9、4mm 10、A－AB－B－BC－C－CA－A（或者A－AC－C－CB－B－BA－A） 11、知识库、推理机（可交换位置） 12、物质流、信息流 六、选择题（每小题2分，共20分） 1～5 B A A B C 6～10 C C B D C 三、判断题（每小题1.5分，共15分） 1～5 ×××××6～10 ×××√√ 四、简答题（每小题5分，共15分） 1、答： 1)用数控机床加工工件时，首先由编程人员按照零件的几何形状和 加工工艺要求将加工过程编成NC程 序；………………………………………………………1分 2)数控系统读入NC程序后，将其翻译成机器能够理解的控制指 令；………2分 3)再由伺服系统将其变换和放大后驱动机床上的主轴电机和进给 伺服电机转动，并带动机床的工作台移动，从而完成零件的加 工。……………………2分 （或配以框图并加以适当说明也可）： 2、答：在实际的CNC系统中，通常由软件进行粗插补，再由硬件进行精插 补。……1分 即：由CNC系统软件将刀具轨迹分割成若干小线段，再由硬件电路在小线段的起点和终点之间进行数据的密化，使刀具轨迹在允许的误差之内。…………………………4分 3、答：一般来说，对数控机床伺服驱动系统的主要性能要求有以下几点： ⑤进给速度范围要大，能满足低速切削和高速切削的需 要；…………………1分 ⑥位移精度要 高；………………………………………………………………………1分 ⑦跟随误差要小，即响应速度要 快；………………………………………………1分 ⑧工作稳定性要好，具有抗干扰能力，运行平稳，加工精度较 高。………2分 五、计算题（每小题10分，共20分） 1、解：根据已知条件，m=5, 当通电方式1 = k时，步距角? =5.1 α；当通电方式数2 = k时，步距角? =75 .0α。……………………………………………………………………………………………2分 ①根据步距角公式，得转子齿数： 48 1* 5.1* 5 360 360 = ? = ? = k m Z rα （或者 48 2 * 75 .0 * 5 360 360 = ? = ? = k m Z rα ）………………………2分 ②五相十拍运行方式的通电顺序： 正转：A→AB→B→BC→C→CD→D→DE→E→EA→A…………………………………………2分 反转：A→AE→E→ED→D→DC→C→CB→B→BA→零件图数控系统机床 A …………………………………………1分 ③ 当运行频率Z H f 600=时，电机转速： 1=k 时，1501 485600 6060=???== k mZ f n r （转 /分）……………………………………………2分 2=k 时， 75 2 485600 6060=???==k mZ f n r （转/ 分）……………………………………………1分 （代公式正确但计算错误，适当给1-2分） 2、解：由于待插补直线的起点坐标为O （0，0），终点坐标为A （5，4），采用总步数终点判别方法。故总步数945=+=N ，开始加工时，我们总是采用人工对刀的方式将刀具移到加工起点（坐标原点），故此时偏差00=F ，加工过程的运算节拍如下表所示：………………1分 序 号 工作节拍 第1拍：偏差判别 第2拍：坐标 进给 第3拍：新偏差计算 第4拍：终点判别 1 00=F +X 44001-=-=-=e y F F 819=-=N 2 01 3 02>F +X 34123-=-=-=e y F F 617=-=N 4 03 +Y 25334=+-=+=e x F F 516=-=N 5 04>F +X 24245-=-=-=e y F F 415=-=N 6 05 7 06>F +X 14367-=-=-=e y F F 213=-=N 8 07 +Y 45178=+-=+=e x F F 112=-=N 9 08>F +X 04489=-=-=e y F F 011=-=N …………………计算步骤及结果正确得5分，每计算错误一步 扣0.5分 插补结束 插补轨迹如下图所示：…………………………………………………4分（绘制且 标注正确） 《数控原理与系统》试题5 题 号 一 二 三 四 五 总 分 得 分 二十一、 填空题（每空1.5分，共30分）： 1. 数控技术是指用 对机床运动及其加工过程进行自动控 制的一种方法。 2. 数控机床坐标系的确定：X 、Y 、Z 的正向是工件尺寸增加的方向，通 常平行于主轴的轴线为Z 坐标，而 坐标方向是水平的，并且平 行于工件装卡面，而Y 向坐标是按照 来确定的。 3．数控系统的轮廓控制，主要问题是怎样控制刀具或工件的 。 4. CNC 系统常用外设包括 和 两种。 级 姓名 学号 5.总线是数控系统的硬件之一，它包括、 和。 6.从CNC系统使用的微机及结构来分，CNC系统的硬件结构一般分为： 和结构两大类。 7.光栅读数头主要由光源、透镜、标尺光栅、和驱动电路组成。 8. 若三相步进电机（三相绕组分布为AA′、BB′、CC′），请写出三相 六拍工作方式的通电顺序（只写一种）：。 9.直线式感应同步器主要用于测量；旋转式感应同步器主 要用于测量。 10.四极绕组式旋转变压器有两种工作方式，即和。 11.专家系统是一种应用大量的专家知识和推理方法求解复杂问题的一 种方法，因此一般专家系统主要包括两大部分，即和 。 12. FMS中文含义是。 二十二、单项选择题（每小题2分，共20分）： 1.将数控系统分为开环式数控系统和闭环式数控系统是按照下面哪种分 类方法进行分类的？（） A、工艺用途 B、工艺路线 C、有无检测装置 D、是否计算机控制 2. 用逐点比较法插补直线OA，其起点坐标为O（0，0），终点坐标 A（5，8），若采用插补的总步数作为终点减法计数器J E 的初始值，则 J E ＝（）。 A、5 B、8 C、13 D、以上都不对 3．一个系统只有一块大板（称为主板），大板上装有主CPU和各轴的位置控制电路等。这种结构属于（） A、模块化结构 B、整体式结构 C、分体式结构 D、大板式结构 4．通过键盘或者纸带输入零件加工程序时，系统要不断的对零件加工程序进行格式检查，如果发现格式不符合编程要求，将发出报警信号或 提示用户进行修改。这种诊断方式属于（） A、运行中诊断 B、停机诊断 C、通信诊断 D、以上都不对 5. 单微处理机CNC装置中，微处理机通过（）与存储器、输入输出 控制等各种接口相连。 A、主板 B、总线 C、输入/输出接口电路 D、专用逻辑电路 6. 下面哪种设备不是CNC系统的输出设备？（） A、MDI键盘 B、行式打印机 C、CRT显示器 D、电传打字机 7. 译码程序是以程序段为单位进行译码的，并且把代码存放在代码缓冲 器中，代码后的数值存放在数字码寄存器中。若当前要翻译的程序段 为：N115 G01 X132 Y123F3000 LF 并且当前译码程序取出的字符 是X，那么数字码寄存器中存放的数据是（） A、3000 B、123 C、01 D、132 8．如果直线式感应同步器的定尺绕组的节距为4mm，那么滑尺绕组的节距应该为多少才能保证检测精度？（） A、4mm B、2mm C、6mm D、8mm 9．三相步进电机的转子齿数为40，则单三拍通电方式运行时的步距角为多少？（） A、1.5° B、3° C、9° D、4.5° 10.下面哪个内容不是故障诊断专家系统要完成的工作？（） A、故障监测 B、故障分析 C、决策处理 D、故障预防 二十三、判断题（每小题1.5分，共15分） （）1. 我国从1952年开始研究数控机械加工技术，并于当年研制成功我 国第一台电子管数控系统样机。 （）2. 若CNC装置有两个或以上的微处理机，则其一定属于多微处理机结构。 （）3. 数控机床的加工是用数控程序来控制的，因此数控机床就是软件数 控。 （）4. 七段LED显示器能显示字母X。 （）5. 闭环系统中速度预处理计算方法有程序延时法和时钟中断法。（）6. 根据插补由硬件还是软件实现，插补分为硬插补和软插补；硬插补一般用作粗插补，软插补用于精插补。 （）7. 日本的SIEMENS和德国的FUNUC公司的数控系统对我国数控技术的影响较大。 （）8. 脉冲当量决定了伺服系统的位移精度，因此脉冲当量越大，位移精度越高。 （）9. 磁栅可以工作在比较肮脏的环境，而光栅对工作环境和安装要求很高。 （）10. 采用细分电路可以提高开环步进式伺服驱动系统的精度。 二十四、解答题（每小题5分，共15分） 1. 简述用数控机床进行零件加工的一般过程。 2．什么是数控系统的软件？它由哪些基本部分组成？ 3．简述开环步进式伺服驱动系统的工作原理。 二十五、计算题（每小题10分，共20分）： 1. 欲用逐点比较法插补直线O A，其起点坐标为O（0，0），终点坐标为A（ e x，e y），其值为 e x＝4， e y＝3，试写出其直线插补运算过程，并绘出其插补轨迹。 《数控原理与系统》试题3 一、填空题（每空1.5分，共30分）： 1.数控机床一般由控制介质、、、测量装置 和机械本体五个部分组成。 https://www.doczj.com/doc/98404658.html,C系统中，软件与硬件的分配比例是由决定的。 3．闭环伺服驱动系统一般由、、机床、检测反馈单元、比较控制环节等五个部分组成。 4.逐点比较法的直线插补过程为每走一步都要进行：偏差判 别、、新偏差计算和四个节拍（步骤）。 5.在单CPU的CNC系统中，主要采用的原则来解决多 任务的同时运行。 https://www.doczj.com/doc/98404658.html,C系统软件必须完成和两大任务。 7.由于CNC系统控制软件融合了当今计算机软件技术中的许多先进技术， 它最突出的两个特点是：和。 8.光栅是利用原理进行工作的位置反馈检测元件。若光栅栅距 d = 0.01mm，光栅指示光栅与标尺光栅夹角θ= 0.01rad，则可得莫 尔条纹宽度W = mm。 9．步进电机的“失步”现象有两种表现形式，即和。10．当数控机床发生故障时，用于诊断出故障源所在范围或具体位置所使用的程序叫作，它一般有三种类型：、 、。 二、单项选择题（每小题2分，共20分）： 1. 我国从（）年开始研究数控机械加工技术，并于当年研制成功我 国第一台电子管数控系统样机。 A、1952 B、1958 C、1954 D、1959 2. 下述能对控制介质上的程序进行译码的装置是（）。 A、数控装置 B、伺服系统 C、机床 D、测量装置3．CNC系统软件必须完成管理和控制两大任务，下面任务中哪个不属于管理任务？（） A、插补 B、I/O处理 C、显示 D、诊断 4．下列显示器中不能显示字母X的是（） A、CRT图形显示器 B、CRT字符显示器 C、七段LED显示器 D、LCD显示器 5. 下面哪种检测装置即可测量线位移又可测量角位移？（） A、旋转变压器 B、感应同步器 C、光栅 D、B和C 6. 下列正确表示坐标系的是（） A、X B、X C、Z D、Y 7. 下列哪种数控系统没有检测装置？（） A、开环数控系统 B、全闭环数控系统 C、半闭环数控系统 D、以上都不正确 8．下面哪种方法不属于并行处理技术？（） A、资源重复 B、时间重叠 C、资源共享 D、中断执行 Z X X Y Z Y Y Z 2．CNC的插补可以由软件或硬件完成，根据这一原则CNC系统的软硬件组合有哪几种类型？答：根据CNC系统的插补功能由软件还是软件来实现，CNC系统的软硬件组合有以下三种类型： ①不用软件插补器，完全由硬件完成的CNC系统； ②由软件进行粗插补，硬件进行精插补的CNC系统； ③完全由软件实施插补的CNC系统。 3．对数控机床伺服驱动系统的主要性能要求有哪些？ 答：一般来说，对数控机床伺服驱动系统的主要性能要求有以下几点： ①进给速度范围要大，能满足低速切削和高速切削的需要； ②位移精度要高； ③跟随误差要小，即响应速度要快； ④工作稳定性要好，具有抗干扰能力，运行平稳，加工精度较高。 4. 简述用数控机床进行零件加工的一般过程。 1）用数控机床加工工件时，首先由编程人员按照零件的几何形状和加工工艺要求将加工过程编成NC程序； 2）数控系统读入NC程序后，将其翻译成机器能够理解的控制指令； 3）再由伺服系统将其变换和放大后驱动机床上的主轴电机和进给伺服电机转动，并带动机床的工作台移动，从而完成零件的加工。 2．简述开环步进式伺服驱动系统的工作原理。 答：驱动控制线路接收来自机床数控系统发出的进给脉冲信号（指令信号）并把此信号转换为控制步进电机各项绕组依此通电、断电的信号，使步进电机运转步进电机的转子与机床丝杠连在一起，转子带动丝杠转动，丝杠再带动工作台移动。 1、简述光栅尺的工作原理 光栅尺由光源、长光栅（标尺光栅）、短光栅（指示光栅）和光电元件等组成，长光栅装在机床移动部件上，短光栅装在机床固定部件上，标尺光栅和指示光栅均由窄矩形不透明的线纹和与其等宽的透明间隔组成。当标尺光栅相对线纹垂直移动时，光源通过标尺光栅和指示光栅再由物镜聚焦射到光电元件上。若指示光栅的线纹与标尺光栅的线纹完全重合，光电元件接收到的光通量最小。若指示光栅的线纹与标尺光栅的线纹完全重合，光电元件接收到的光通量最大。因此，标尺光栅移动过程中，光电元件接收到的光通量忽大忽小，产生了近似正弦波的电流。再用电子线路转变为数字以显示位移量。为了辨别运动方向，指示光栅的线纹错开1/4栅距，并通过鉴向线路进行判别。 2、位置检测装置有哪些种类？它们可分别安装在机床的哪些部位？ 、1旋转编码器是一种旋转式测量装置，通常安装在被测轴上，随被测轴一起转动，可将被测轴的角位移转换成增量脉冲形式或绝对式的代码形式。 2光栅尺或称光栅，是一种高精度的直线位移传感器，在数控机床上用于测量工作台的位移，属直接测量，并组成位置闭环伺服系统。 3旋转变压器旋转变压器属于电磁式测量传感器，可用于角位移测量。旋转变压器在数控机床上的应用几乎已经可以被新型旋转编码器所替代 4感应同步器是一种电磁式的检测传感器，主要部件包括定尺和滑尺，感应同步器在数控机床上的应用也已经被新型光栅尺和圆光栅所替代。 5磁栅位置检测装置是由磁性标尺、磁头和检测电路组成，按其结构可分为直线磁栅和圆型磁栅，分别用于直线位移和角度位移的测量。磁栅安装调整方便，对使用环境的条件要求 第四章计算机数控系统（CNC系统） 第一节概述 一、CNC系统的组成 CNC系统主要由硬件和软件两大部分组成。其核心是计算机数字控制装置。它通过系统控制软件配合系统硬件，合理地组织、管理数控系统的输入、数据处理、插补和输出信息，控制执行部件，使数控机床按照操作者的要求进行自动加工。CNC系统采用了计算机作为控制部件，通常由常驻在其内部的数控系统软件实现部分或全部数控功能，从而对机床运动进行实时控制。只要改变计算机数控系统的控制软件就能实现一种全新的控制方式。CNC系统有很多种类型，有车床、铣床、加工中心等的CNC系统。但是，各种数控机床的CNC系统一般包括以下几个部分：中央处理单元CPU、存储器（ROM/RAM）、输入输出设备（I/O）、操作面板、显示器和键盘、纸带穿孔机、可编程控制器等。图4-1所示为CNC系统的一般结构框图。 图4-1 CNC系统的结构框图 在图4-1中所示的整个计算机数控系统的结构框图，数控系统主要是指图中的CNC控制器。CNC控制器由计算机硬件、系统软件和相应的I/O接口构成的专用计算机与可编程控制器PLC组成。前者处理机床轨迹运动的数字控制，后者处理开关量的逻辑控制。 三、CNC系统的功能和一般工作过程 （一）CNC系统的功能 CNC系统由于现在普遍采用了微处理器，通过软件可以实现很多功能。数控系统有多种系列，性能各异。数控系统的功能通常包括基本功能和选择功能。基本功能是数控系统必备的功能，选择功能是供用户根据机床特点和用途进行选择的功能。CNC系统的功能主要反映在准备功能G指令代码和辅助功能M指令代码上。根据数控机床的类型、用途、档次的不同，CNC系统的功能有很大差别，下面介绍其主要功能。 1. 控制功能 CNC系统能控制的轴数和能同时控制（联动）的轴数是其主要性能之一。控制轴有移动轴和回转轴，有基本轴和附加轴。通过轴的联动可以完成轮廓轨迹的加工。一般数控车床只需二轴控制，二轴联动；一般数控铣床需要三2轴联动；一般加工中心为多轴控制，三轴联动。控制轴数越多，特别是同时控制的轴数越多，轴控制、三轴联动或21 要求CNC系统的功能就越强，同时CNC系统也就越复杂，编制程序也越困难。 2. 准备功能准备功能也称G指令代码，它用来指定机床运动方式的功能，包括基本移动、平面选择、坐标设定、刀具补偿、固定循环等指令。对于点位式的加工机床，如钻床、冲床等，需要点位移动控制系统。对于轮廓控制的加工机床，如车床、铣床、加工中心等，需要控制系统有两个或两个以上的进给坐标具有联动功能。 3. 插补功能 CNC系统是通过软件插补来实现刀具运动轨迹控制的。由于轮廓控制的实时性很强，软件插补的计算速度难以满足数控机床对进给速度和分辨率的要求，同时由于CNC不断扩展其他方面的功能也要求减少插补计算所占用的CPU 时间。因此，CNC的插补功能实际上被分为粗插补和精插补，插补软件每次插补一个小线段的数据为粗插补，伺服系统根据粗插补的结果，将小线段分成单个脉冲的输出称为精插补。有的数控机床采用硬件进行精插补。 4. 进给功能根据加工工艺要求，CNC系统的进给功能用F指令代码直接指定数控机床加工的进给速度。 （1）切削进给速度以每分钟进给的毫米数指定刀具的进给速度，如100mm/min。对于回转轴，表示每分钟进给的角度。 （2）同步进给速度以主轴每转进给的毫米数规定的进给速度，如0.02mm/r。只有主轴上装有位置编码器的数控机床才能指定同步进给速度，用于切削螺纹的编程。 （3）进给倍率操作面板上设置了进给倍率开关，倍率可以从0~200%之间变化，每档间隔10%。使用倍率开关不用 江苏食品职业技术学院2011/2012学年第1学期期末考试 《数控原理与系统》试卷 (D 卷) 出卷人：许云飞 校对人：刘月云 考试时间：100分钟 1. 数控机床一般由控制介质、 、 、测量装置和机械本体五个部分组成。 2. 所谓“插补”就是指在一条已知起点和终点的曲线上进行 的过程。 3．在CNC 软件中资源分时共享要解决的问题是各任务何时占用CPU 以及占用时间的长短，解决的办法是 和 相结合。 4. CNC 系统常用外设包括 和 两种。 5. 键盘中断服务程序负责将键盘上输入的字符存入 ，按一下键就是向主机申请一次中断。 6. 由于CNC 系统控制软件融合了当今计算机软件技术中的许多先进技术，它最突出的两个特点是： 和 。 7. 数控机床伺服驱动系统是指以机床移动部件的 和 作为控制量的自动控制系统，又称为拖动系统。 8．步进电机的“失步”现象有两种表现形式，即 和 。 9．如果直线式感应同步器的定尺绕组的节距为4mm ，那么滑尺绕组的节距应该为 才能保证检测精度。 10. 若三相步进电机（三相绕组分布为AA ′、BB ′、CC ′），请写出三相六拍工作方式的通电顺序： 。 11. 专家系统是一种应用大量的专家知识和推理方法求解复杂问题的一种方法，因此一般专家系统主要包括两大部分，即 和 。 12. 从结构上看，柔性制造系统主要有两部分组成：一是传递物质的设备，我们称之为 ；二是传递信息的网络，我们称之为 。 二、单项选择题（每小题2分，共20分）： 姓名：__ _____ ___ __ __ 班级：___ ___ _____ ____ _ 学号：__ ___ _____ __ __ ___ __ __ …… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …密 … … 封… … 线… … 内 … … 不 ……要 … … 答… …题… … … … … …… … … ……… ……… … … … … … … … 数控原理与编程期末试卷10及标准答案 一、填空题（0.5分×40 = 20分） 1．操作面板一般有数控操作面板、机床操作面板。 2．数控机床的刀具必须具有寿命长、精度高、更换快。 3．数字控制系统简称NC系统，计算机控制系统简称CNC系统。 4．数控机床按加工路线分类，有点位控制系统, 点位直线控制系统和连续（轮廓）控制系统。 5．请写出下列常用缩写的英文全称：CNC Computer Numerical Control 6．通过计算机和数控机床上的标准串行接口，可以将数控加工程序直接送入数控系统进行加工。 7．RS232主要作用是用于程序的自动输入。 8．车床的刀具号T0101，前面两位数字表示____调用01号车刀____，后面两位数字表示__01号地址下的刀补值______。9．G49用来取消刀具________补偿。 10．G40用来取消刀具补偿。 11．在车床上表示X坐标值，通常采用________编程。12．圆弧插补指令分顺时针G02和逆时针G03。 13．指令“G04 X-”中，X值的含意是暂停时间，不是坐标。 14、插补就是用直线或圆弧形成刀具运动轨迹来逼近或近似描 述零件轮廓形状的过程。因为是在工件轨迹或轮廓曲线上的已知点之间，进行数据点的插入密化，所以称之为插补。 其形成的逼近曲线与零件轮廓的最大差值即为插补误差。 15. 数控机床的Z轴一般与主轴轴线重合或平行, 正方向以刀 具远离工件方向为准。 16．数控程序编制中，尺寸系统有绝对值编程，增量值编程和混合编程。 17、圆弧插补需要指定插补平面，用G17/G18/G19指令。默认 指令一般为G17，可不写。 18、切入点是刀具可以由此直接进入切削的刀具位置点。一般要求刀具切削表面反向延长线或切向切入工件。 17、程序延时指令G04，和刀具半径补偿指令G41/G42不能在 同一程序段中指定。 19、返回参考点有手动和自动返回参考点两种。 20、数控机床通电后，必须首先寻找机床参考点，即回零，使 各坐标轴均返回各自的参考点，从而确定了机床坐标系后，才能进行其他操作。 21．车床加工时，刀具的换刀点通常设置在远离工件的位置，以免和工件发生碰撞。 此Array时应该把该数据送入代码的缓冲寄存器中。 9.旋转变压器是一种常用的检测元件，从其结构来看，它由 和两个部分组成。 10．步进式伺服驱动系统是典型的开环控制系统，在此系统中执行元件是。 11．专家系统是一种应用大量的专家知识和推理方法求解复杂问题的一种方法，因此一般专家系统主要包括两大部分，即和 。 二、单项选择题（每小题2分，共20分）： 1. 经济型数控系统一般采用（）CPU，而且一般是单微处理器系统。 A、8或16位 B、32位 C、64位 D、以上都不正确 2.下面哪种设备不是CNC系统的输入设备？（） A、MDI键盘 B、纸带阅读机 C、CRT显示器 D、磁带机 3．在单CPU的CNC系统中，主要采用（）的原则来解决多任务的同时运行。 A、CPU同时共享 B、CPU分时共享 C、共享存储器 D、中断 4．下面哪种方法不属于并行处理技术？（） A、资源重复 B、时间重叠 C、资源共享 D、中断执行 5. 脉冲当量的大小决定了加工精度，下面哪种脉冲当量对应的加工精度 更高？（） A、1um/脉冲 B、5um/脉冲 C、10um/脉冲 D、0.01mm/脉冲 6.单微处理机CNC装置中，微处理机通过（）与存储器、输入输出 控制等各种接口相连。 A、总线 B、输入/输出接口电路 C、主板 D、专用逻辑电路 7. 下面哪种检测装置不是基于电磁感应原理？（ ） A 、感应同步器 B 、旋转变压器 C 、光栅 D 、电磁式编码盘 8．如果直线式感应同步器的定尺绕组的节距为4mm ，那么滑尺绕组的节 距应该为多少才能保证检测精度？（ ） A 、2mm B 、4mm C 、6mm D 、8mm 9. 下面哪个内容不是故障诊断专家系统要完成的工作？（ ） A 、故障监测 B 、故障分析 C 、决策处理 D 、故障预防 10．下列正确表示坐标系的是（ ） A 、 X B 、 X C 、 Z D 、 Y 三、 判断题（每小题2分，共20分） （ ）1.世界上第一台数控机床是1958年试制成功的。 （ ）https://www.doczj.com/doc/98404658.html,C 系统中，由硬件完成的功能原则上不可以由软件完成。 （ ）3.7段LED 显示器能显示字母X 。 （ ）4.当点位直线控制数控机床的移动部件移动时，可以按任意斜率的直 线进行切削加工。 （ ）5.程序中出现各种异常情况的报警中断属于外部中断。 （ ）6.脉冲当量决定了伺服系统的位移精度，因此脉冲当量越大，位移精 度越高。 （ ）7.步进电机的步距角越大，控制精度越高。 （ ）8.从减小伺服驱动系统的外形尺寸和提高可靠性的角度来看，采 用直流伺服驱动比交流伺服驱动更合理。 （ ）9.伺服驱动系统的跟随误差越小，响应速度越快。 （ ）10.德国的SIEMENS 和日本的FUNUC 公司的数控系统对我国数 控技术的影响较大。 四、 解答题（每小题5分，共15分） 1. 数控机床一般由哪几个部分组成？ 2．简述CNC 系统中中央处理单元（CPU ）的组成部分及其作用。 Z X X Y Y Z Z Y 《数控原理》试题1 一、填空题（每空1.5分，共30分） 1. 数控机床是用数字化代码来控制刀具与工件的相对运动， 从而完成零件的加工。 2. CPU是CNC装置的核心，它由运算器和控制器两个部分组成，运算器是对数据进行算术和逻辑运算的部件，控制器是统一指挥和控制数控 系统各部件的中央机构。 3. 所谓“插补”就是指在一条已知起点和终点的曲线上进行数据点的密化的过程。 4．数控系统按照有无检测反馈装置分为开环数控机床和闭环数控机床两种类型。 5．对于以坐标原点为起点的第一象限直线OA，其偏差函数为：，若 ，刀具往 +X 进给；若，刀具往 +Y 进给。 6. 标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手直角笛卡尔坐标系 决定，增大刀具与工件距离的方向即为各坐标轴的正方向。 7. CNC系统中，实时性要求最高的任务是增大和位控。 8. CNC软件中，译码程序的功能是把程序段中的各数据根据其前后的文 字地址送到相应的缓冲寄存器。假设当前需要译码的程序段如下： N1 G01 X132 Y200 Z300 如果当前取出的代码是X，那么数字码寄存器中存放的数据是 01 ，此 时应该把该数据送入代码 G 的缓冲寄存器中。 9. 旋转变压器是一种常用的转角检测元件，从其结构来看，它由 定子和转子两个部分组成。 10．步进式伺服驱动系统是典型的开环控制系统，在此系统中执行元件是步进电机。 11．专家系统是一种应用大量的专家知识和推理方法求解复杂问题的一种方法，因此一般专家系统主要包括两大部分，即知识库和 推理机。 二、单项选择题（每小题2分，共20分）： 1. 经济型数控系统一般采用（ A ）CPU，而且一般是单微处理器系统。 A、8或16位 B、32位 C、64位 D、以上都不正确 2. 下面哪种设备不是CNC系统的输入设备？（ C ） A、MDI键盘 B、纸带阅读机 C、CRT显示器 D、磁带机 3．在单CPU的CNC系统中，主要采用（ B ）的原则来解决多任务的 同时运行。 A、CPU同时共享 B、CPU分时共享 C、共享存储器 D、中断 4．下面哪种方法不属于并行处理技术？（ D ） A、资源重复 B、时间重叠 C、资源共享 D、中断执行 5. 脉冲当量的大小决定了加工精度，下面哪种脉冲当量对应的加工精度更高？（ A ） A、1um/脉冲 B、5um/脉冲 C、10um/脉冲 D、0.01mm/脉冲 数控机床工作原理及组成 1．1．1 数控机床工作原理 数控机床是采用了数控技术的机床，它是用数字信号控制机床运动及其加工过程。具体地说，将刀具移动轨迹等加工信息用数字化的代码记录在程序介质上，然后输入数控系统，经过译码、运算，发出指令，自动控制机床上的刀具与工件之间的相对运动，从而加工出形状、尺寸与精度符合要求的零件，这种机床即为数控机床。 1．1．2 数控机床的种类 由于数控系统的强大功能，使数控机床种类繁多．其按用途可分为如下三类。 ①金属切削类数控机床。金属切削类数控机床包括数控车床、数控铣床、数控磨床、数控钻床、数控镗床、加工中心等。 ②金属成形类数控机床。金属成形类数控机床有数控折弯机、数控弯管机、数控冲床和数控压力机等。 ③数控特种加工机床。数控特种加工机床包括数控线切割机床、数控电火花加工机床、数控激光加工机床，数控淬火机床等。 1．1．3 数控机床的组成 数控机床一般由输入输出设备、数控装置(CNC)、伺服单元、驱动装置(或称执行机构)、可编程控制器(PLC)及电气控制装置、辅助装置、机床本体及测量装置组成。图1—1是数控机床的硬件构成。 (1)输入和输出装置 输入和输出装置是机床数控系统和操作人员进行信息交流、实现人机对话的交互设备． 输入装置的作用是将程序载体上的数控代码变成相应的电脉冲信号，传送并存入数控装置内。目前，数控机床的输入装置有键盘、磁盘驱动器、光电阅读机等，其相应的程序载体 第1页 为磁盘、穿孔纸带。输出装置是显示器，有CRT显示器或彩色液晶显示器两种。输出装置的作用是：数控系统通过显示器为操作人员提供必要的信息。显示的信息可以是正在编辑的程序、坐标值，以及报警信号等。 (2)数控装置(CNC装置) 数控装置是计算机数控系统的核心，是由硬件和软件两部分组成的。它接受的是输入装置送来的脉冲信号，信号经过数控装置的系统软件或逻辑电路进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种信号和指令，控制机床的各个部分，使其进行规定的、有序的动作。这些控制信号中最基本的信号是各坐标轴(即作进给运动的各执行部件)的进给速度、进给方向和位移量指令(送到伺服驱动系统驱动执行部件作进给运动)，还有主轴的变速、换向和启停信号，选择和交换刀具的刀具指令信号，控制切削液、润滑油启停、工件和机床部件松开、夹紧、分度工作和转位的辅助指令信号等。 数控装置主要包括微处理器(CPU)、存储器、局部总线、外围逻辑电路以及与CNC系统其他组成部分联系的接口等。 (3)可编程逻辑控制器(PLC) 《数控原理与系统》试题6 填空题（每空1.5分，共30分）： 1. 数控技术是指用对机床运动及其加工过程进行自动控 制的一种方法。 2. 逐点比较法的直线插补过程为每走一步都要进行：偏差判别、 、新偏差计算和四个节拍（步骤）。 3. CNC系统的插补计算一般采用软件插补和硬件插补相结合的办法，即 由CNC软件把分割成若干小线段，再由硬件电路在各个小线段的起点和终点之间进行，使刀具轨迹在允许的误差之内。 4.从CNC系统使用的微机及结构来分，CNC系统的硬件结构一般分为： 和结构两大类。 5. CNC软件中，译码程序的功能是把程序段中的各数据根据其前后的文 字地址送到相应的缓冲寄存器。假设当前需要译码的程序段如下： N1 G01 X132 Y200 Z300 F1500 如果当前取出的代码是X，那么数字码寄存器中存放的数据是，此时应该把该数据送入代码的缓冲寄存器中。 6. 对单CPU的CNC系统而言，其软件结构通常有两种类型，即 和。 7.步进式伺服驱动系统是典型的开环控制系统，在此系统中执行元件是： 。 8. 脉冲当量越小，位移精度和插补精度，零件加工的质量 。 9.在单CPU的CNC系统中，主要采用的原则来解决多 任务的同时运行。 10.数据传送时，接收方和发送方对数据的传送要遵守一定的格式，这种 约定叫作。 11.如果直线式感应同步器的定尺绕组的节距为4mm，那么滑尺绕组的节 距应该为才能保证检测精度。 12.在整个使用寿命期，根据数控机床的故障频度大致分为三个阶段： 、、。 二、单项选择题（每小题2分，共20分）： 1.开环伺服系统的主要特征是系统内( )位置检测反馈装置。 A、有 B、没有 C、某一部分有 D、可能有 2. 数控系统中，（）主要实施对数控系统的运算和管理。 A、中央处理单元 B、存储器 C、外部设备 D、输入/输出接口电路 3.用逐点比较法插补直线OA，其起点坐标为O（0，0），终点坐标为 A（8，5），若采用插补的总步数作为终点减法计数器J E的初始值，则J E＝（）。 A、5 B、8 C、13 D、以上都不对 4. RS-232C公布的标准协议中，通信电缆的总长不得超过（）m。 A、30 B、20 C、50 D、40 5．一个系统只有一块大板（称为主板），大板上装有主CPU和各轴的位置控制电路等。这种结构属于（） A、模块化结构 B、整体式结构 C、分体式结构 D、大板式结构 6. 下面哪种检测装置不能测量角位移？（） A、旋转变压器 B、圆光栅 C、编码盘 D、编码尺 7. 下面哪项任务不是数据预处理（预计算）要完成的工作？（） A、位置控制 B、刀具半径补偿计算 一、基础知识点 1、标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手直角笛卡尔坐标系决定，增大刀具与工件距离的方向即为各坐标轴的正方向。 2、数控机床电气控制系统由数控装置、进给伺服系统、主轴伺服系统、机床强电控制系统等组成。 3、CIMS是指计算机集成制造系统。 4、在闭环系统中，机床的定位精度主要取决于测量元件的精度。 5、光栅尺是一种能准确的直接测量位移的元件。 6、数控系统是数控机床的核心。 7、FANUC 0i数控系统参数设置时，必须选择在MDI方式下。 8、数控机床按控制运动轨迹可分为点位控制、直线控制和轮廓控制等几种。 9、闭环控制系统比开环控制系统及半闭环控制系统精度高。 10、步进电机通过控制脉冲频率控制速度；通过控制脉冲数量控制位移量；通过改变步进电机输入脉冲信号的循环方向来实现电机的正反转。步进电动机的最大缺点是容易失步，特别是在大负载和速度较高的情况下，更容易发生。 11、闭环控制数控机床采用交流或直流电动机并有检测机床末端执行部件位移的反馈装置。 12、数控机床高速主轴单元采用电主轴和气动主轴。 13、为提高数控机床的静刚度和固有频率，机床的基础大件采用封闭箱型结构。 14、步进电机主要用于经济型数控机床的进给驱动。 15、通常CNC系统通过输入装置输入的零件加工程序存放在RAM中。 16、世界第一台数控机床是一台3坐标数控铣床。 17、滚珠丝杠螺母副消除间隙的目的是提高反向传动精度。 18、MDI键盘、纸带阅读机、磁带机都是CNC系统的输入设备。 19、PLC采用循环扫描工作方式，数控机床上采用的PLC有内装型和独立型两种类型。 20、数控机床导轨分为滑动导轨、滚动导轨和静压导轨。 21、脉冲当量是数控机床数控轴的位移量最小设定单位。 22、PWM是脉冲宽度调制的缩写，PWM调速单元是指大功率晶体管斩波器速度控制单元。 23、CNC装置常用的通信接口有串口、以太网两种。 24、直线式感应同步器的定尺绕组节距为4mm，那么滑尺绕组的节距应该为4mm才能保证检测精度。 25、数控机床常用的位置检测装置有旋转编码器、光栅尺等。 26、为防止干扰信号及高压串入，数控机床的输入输出接口要进行必要的电隔离，为此常用的器件及电路是 数控原理与数控系统课程标准 课程名称：数控原理与系统 适用专业：数控技术专业 1. 课程定位和设计思路 1.1课程定位 本课程是数控技术专业的一门必修主干核心课程，不仅具有较强的理论性，同时具有较强的实践性。课程以数控机床为研究对象，研究数字控制系统的工作原理、组成部分及其在数控机床上的应用。通过本课程的学习应使学生掌握数字控制技术的基本原理和方法，学会数字控制的基本设计或选用一般机械装置的数控系统，并培养学生正确使用数控设备的能力。本课程在高职数控专门人才的培养中具有重要的地位和作用。 1.2 设计思路 本课程以培养学生的数控技术的综合应用能力为总目标。坚持以高职教育培养目标为依据，基于本课程在机电类专业知识、能力构筑中的位置及这门技术的特点，体现“以必需、够用为度”的原则，突出应用能力和综合素质的培养，充分注意“教、学、做”三结合。学习过程符合学生的认识过程和接受能力，符合由浅入深、由易到难、循序渐进的认识规律。把创新素质的培养贯穿于教学中。采用行之有效的教学方法，注重发展学生思维、应用能力。强调以学生发展为中心，帮助学生学会学习。在学习中，注意与相关的专业技术“接口”。理论教学中除了课堂教学外还可以在现场进行教学，这可增加学生对数控机床机构的感性认识。实践教学以实验形式开展。 通过教学体现： （1）通过对数控系统基本概念、微机数控系统的硬软件构成的学习，了解数控系统的主要工作过程，为后续学习建立感性认知。 （2）以加工程序具体流程为主线，学习加工程序的输入方法；数控加工程序的译码与诊断、软件实现；刀具补偿原理，刀具长度补偿、半径补偿；数控加工程序、进给速度预处理等知识。 （3）数控插补原理算法是数控系统的核心，通过对脉冲增量插补算法、数据采样插补算法、逐点比较法插补原理、数字积分法插补原理、数据采样插补原理的学习，让学生掌握数控加工编程指令是如何通过计算机系统转化为实际运动指令的过程。 （4）学习开环驱动系统、开环驱动系统的工作原理、步进电动机及其性能指标、脉冲驱动电源、脉冲分配与速度控制、传动间隙及传动误差、开环数控系统软件、开环数控系统软件的内容、开环数控系统软件的速度控制、步进电动机环行分配程序、步进电动机自动升降速程序、传动间隙及传动误差软件补偿程序等知识，使学生掌握开环伺服执行机构的基本原理。 （5）学习闭环伺服驱动系统、直流电动机伺服系统、交流电动机伺服系统、使学生熟悉闭环伺服执行机构的基本原理。 （6）通过对主轴驱动系统学习，掌握主轴驱动系统的工作原理、主轴分段无级调速及控制、主轴的进给功能与准停控制。 （7）通过对数控系统中PMC的应用实例的分析，掌握数控系统中PMC的信息交换、数控系统中PMC控制功能实现方式。 （8）熟悉典型数控系统。 《机床数控技术》期末考试B卷 考试时间：90分钟 一、填空。（将正确答案填在横线上。每空1分，共20分） 1、编程常用指令中绝对尺寸用指令，增量尺寸用指令。 2、数控系统中指令G40、G41、G42含义分别是、、。 3、数控系统中指令顺圆插补指令是，逆圆插补指令是。 4、数控机床程序编制的方法有、。 5、数控系统中M02、M03指令的的功能分别是、。 6、数控系统中G02、G03指令的的功能分别是、。 7. 数控机床实现插补运算较为成熟并为大多机床所具有的是插补和 插补功能。 8在CNC系统中，刀具补偿包括___ ____和刀具半径补偿。 9.常见的数控系统，一般都有两种基本插补功能，它们分别是直线插补和____ ___。 10.对于经济型的开环控制中的CNC系统，一般多用____ ____作为驱动元件。 11.在CNC系统中机床控制装置包括___ __和机床状态检测控制装置两部分。 12.在步进式伺服系统中，输入的进给脉冲数量，经驱动控制线路和步进电动机，可以转换为 工作台的____ ____。 二、判断题(每题2分，共10分） （）1、数控系统中S1000表示主轴每分钟转1000转。 （）2、数控系统中M02指令含义是程序结束。 （）3、NC就是数字控制技术。 （）4、数控机床只适用于零件的批量小、形状复杂、经常改型且精度高的场合。 () 5、不同的数控机床可能选用不同的数控系统，但数控加工程序指令都是相同的。 1、步进电机的角位移与（）成正比。 A步距角 B通电频率 C脉冲当量 D脉冲数量 2、数控机床CNC系统是（） A轮廓控制系统 B动作顺序控制系统 C位置控制系统 D速度控制 系统 3、数控机床有不同的运动形式，需要考虑关键与刀具相对运动关系和坐标系方向，编写程序 时，采用（）的原则。 A刀具固定不动，工件移动 B铣削加工刀具固定不动，工件移动；车削加工 刀具移动，工件固定 C分析机床运动关系后再根据实际情况两者的固定和移动关系 D工件固定不动，刀具移动。 4．数控机床伺服系统是以（）为直接控制目标的自动控制系统。 A机械运动速度 B机械位移C切削力 D切削用量 5．指出下列哪些误差属于系统的稳态误差（）。 A定位误差B跟随误差C轮廓误差 D定位误差和跟随误差 6、数控机床适于( )生产。 A 大型零件 B 小型高精密零件 C 中小批量复杂形体零件 D大批量零件7 、闭环控制系统的检测装置装在( ) A 电机轴或丝杆轴端 B 机床工作台上 C 刀具主轴上 D 工件主轴上 8、下列机床中，属于点位数控机床的是( ) A 数控钻床 B数控铣床 C数控磨床 D 数控车床 9、数控系统中CNC的中文含义是（）。 A 计算机数字控制 B 工程自动化 C 硬件数控 D 计算机控制 10．数控机床上有一个机械原点，该点到机床坐标零点在进给坐标轴方向上的距离可以在机床出厂时设定，该点称（）。 A工件零点 B机床零点 C机床参考点 D机械原点 11.数控机床的检测反馈装置的作用是：将其测得的（）数据迅速反馈给数控装置，以便与加工程序给定的指令值进行比较和处理。 A．直线位移 B．角位移或直线位移 C．角位移 D．直线位移和角位移 12.数控机床工作时，当发生任何异常现象需要紧急处理时应启动（）。 A．程序停止功能 B．暂停功能 C．紧停功能 D．故障检测功能 13.脉冲当量是指（）。 A. 每发一个脉冲信号，机床移动部件的位移量 B．每发一个脉冲信号，伺服电机转过的角度 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 14．在粗车悬伸较长的轴类零件时，如果切削余量较大，可以采用（）方式进行加工，以防止工件产生较大的变形。 A．大进给量 B．高转速 C．循环除去余量 D．以上均可 15．对步进电机驱动系统，当输入一个脉冲后，通过机床传动部件使工作台相应地移动一个（）， A．步距角 B．导程 C．螺距 D．脉冲当量 四、简答题（3道题，每小题5分，共15分） 1.简述数控机床对进给传动系统的要求。 2．简述滚珠丝杠螺母副的工作原理。 3.进给伺服电动机惯量与负载惯量匹配的问题应考虑哪几方面因素? 姜堰中等专业学校 《机床数控系统》试题及答案1 一、选择题（每题2分，共20分） 1、数控机床的组成部分包括( B ) A．输入输出装置、光电阅读机、PLC装置、伺服系统、多级齿轮变速系统、刀库 B．输入输出装置、CNC装置、伺服系统、位置反馈系统、机械部件 C．输入输出装置、PLC装置、伺服系统、开环控制系统、机械部件 D．输入输出装置、CNC装置、多级齿轮变速系统、位置反馈系统、刀库 2、计算机数控系统的优点不包括( C ) A．利用软件灵活改变数控系统功能，柔性高 B．充分利用计算机技术及其外围设备增强数控系统功能 C．数控系统功能靠硬件实现，可靠性高 D．系统性能价格比高，经济性好 3、机床数控系统是一种( C ) A．速度控制系统B．电流控制系统C．位置控制系统D．压力控制系统4、半闭环控制系统的传感器装在( A ) A．电机轴或丝杠轴端B．机床工作台上C．刀具主轴上 D．工件主轴上5、步进电动机多相通电可以( A ) A．减小步距角B．增大步距角C．提高电动机转速D．往往能提高输出转矩 6、用光栅位置传感器测量机床位移，若光栅栅距为0.01mm，莫尔条纹移动数为1000个，若不采用细分技术则机床位移量为( C ) A．0.1mm B．1mm C．10mm D．100mm 7、所谓开环的数控伺服系统是指只有( B ) A．测量实际位置输出的反馈通道B．从指令位置输入到位置输出的前向通道C．开放的数控指令D．位置检测元件 8、FANUC 0i系列数控系统操作面板上用来显示图形的功能键为（ C ）。 A PRGRM B OPR/ALARM C AUX/GRAPH D OFFSET 9．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 《数控原理与系统》A 卷 题 号 一 二 三 四 五 总 分 得 分 一、 填空题（每空1.5分，共30分） 1. 数控机床是用数字化代码来控制 的相对运动， 从而完成零件的加工。 2. CPU 是CNC 装置的核心，它由运算器和控制器两个部分组成， 是对数据进行算术和逻辑运算的部件， 是统一指挥和控制数控 系统各部件的中央机构。 3. 所谓“插补”就是指在一条已知起点和终点的曲线上进行 的过程。 4．数控系统按照有无检测反馈装置分为 和 两种类型。 5．对于以坐标原点为起点的第一象限直线OA ，其偏差函数为： e i e i i y x x y F -=，若0≥i F ，刀具往 进给；若0 第一章数控机床概论 第一台数控机床产生 加工中心DNC AC FMS FMC CIMS 数控机床特点 数控机床工作原理 数控机床分类方法 要会区分闭环和半闭环 1、数控机床、数控技术的基本概念 2、数控机床的特点、组成、各部分作用、分类 3、数控机床的加工原理、使用范围 4、数控技术的发展趋势 5、什么是点位控制、直线控制、轮廓控制数控机床？ 6、按伺服系统的控制原理数控机床分哪几类？ 7、数控机床的发展趋势主要有哪些？ 8、如何提高数控机床的精度、速度和可靠性 9、CNC装置的主要技术指标有哪些？ 第二章数控机床的位置检测装置 位置检测装置的作用 位置检测装置的各种分类方式及对应的元件 感应同步器的工作原理 会进行鉴相和鉴幅推导 旋转变压器原理 磁尺分类及原理 光栅构造、分类、原理掌握莫尔条纹形成及作用 光栅辨向、提高精度措施 光栅测距离、速度 光栅检测特点 激光干涉仪分类及测距原理 脉冲编码器格雷码实现 1.了解位置检测装置作用，位置检测装置的分类，数控机床对位置检测装置的要求。 2、简述感应同步器结构与工作原理。 3.简述旋转变压器、磁尺位置检测装置的结构与工作原理、应用 4．简述绝对式与增量式脉冲编码器的工作原理。 5．简述光栅的工作原理，写出W和P与θ的关系。掌握莫尔条纹的特点及变化规律。 6、光栅位置检测装置用倍频提高精度的原理 第三章计算机数字控制系统 插补原理、分类 逐点比较法插补四个节拍（重点） 数字积分法插补 刀具半径补偿及转接 1．简述数控装置的作用。 2．两种CNC装置的硬件结构形式比较优缺点 3、绘出数控软件的数据转换流程 4、什么叫插补？目前应用较多的插补算法有哪些？ 5、试述逐点比较法插补的四个节拍，并推导第Ⅰ象限直线插补公式。 6、设欲加工第一象限直线OE、起点坐标为O（0，0），终点坐标为E（6，8），脉冲当量δ＝1，试用逐点比较法插补之并画出插补轨迹。 7、用逐点比较法加工第一象限顺圆，起点坐标为A（0,4），终点坐标为B（4，0），写出插补过程，并画出插补轨迹。 8．何谓刀具长度补偿、刀具半径补偿？其执行过程如何？ 9.B功能刀具半径补偿与C功能刀具半径补偿的区别在何处？ 10.画出直线过渡的不同转接过渡类型图 第四章数控进给伺服系统 伺服系统要求 步进电机工作原理、步距角、转速、脉冲当量、进给速度、减速比 步进电机开环进给伺服系统设计计算 提高步进电机伺服系统精度措施 步进电机驱动电路 数控进给伺服系统的分析 系统增益 速度环、定位精度、伺服刚度 进给伺服系统参数的匹配 速度误差对加工精度的影响 《数控原理与系统》试题5 填空题（每空1.5分，共30分）： 1. 数控技术是指用对机床运动及其加工过程进行自动控 制的一种方法。 2.数控机床坐标系的确定：X、Y、Z的正向是工件尺寸增加的方向，通 常平行于主轴的轴线为Z坐标，而坐标方向是水平的，并且平行于工件装卡面，而Y向坐标是按照来确定的。3．数控系统的轮廓控制，主要问题是怎样控制刀具或工件的。 4. CNC系统常用外设包括和两种。 5.总线是数控系统的硬件之一，它包括、 和。 6.从CNC系统使用的微机及结构来分，CNC系统的硬件结构一般分为： 和结构两大类。 7.光栅读数头主要由光源、透镜、标尺光栅、和驱动电路组成。 8. 若三相步进电机（三相绕组分布为AA′、BB′、CC′），请写出三相 六拍工作方式的通电顺序（只写一种）：。 9.直线式感应同步器主要用于测量；旋转式感应同步器主 要用于测量。 10.四极绕组式旋转变压器有两种工作方式，即和。 11.专家系统是一种应用大量的专家知识和推理方法求解复杂问题的一 种方法，因此一般专家系统主要包括两大部分，即和 。 12. FMS中文含义是。 二、单项选择题（每小题2分，共20分）： 1.将数控系统分为开环式数控系统和闭环式数控系统是按照下面哪种分 类方法进行分类的？（） A、工艺用途 B、工艺路线 C、有无检测装置 D、是否计算机控制 2. 用逐点比较法插补直线OA，其起点坐标为O（0，0），终点坐标 A（5，8），若采用插补的总步数作为终点减法计数器J E的初始值，则J E＝（）。 A、5 B、8 C、13 D、以上都不对 3．一个系统只有一块大板（称为主板），大板上装有主CPU和各轴的位置控制电路等。这种结构属于（） A、模块化结构 B、整体式结构 C、分体式结构 D、大板式结构 4．通过键盘或者纸带输入零件加工程序时，系统要不断的对零件加工程序进行格式检查，如果发现格式不符合编程要求，将发出报警信号或 提示用户进行修改。这种诊断方式属于（） A、运行中诊断 B、停机诊断 C、通信诊断 D、以上都不对 5. 单微处理机CNC装置中，微处理机通过（）与存储器、输入输出 控制等各种接口相连。 A、主板 B、总线 C、输入/输出接口电路 D、专用逻辑电路 6. 下面哪种设备不是CNC系统的输出设备？（） A、MDI键盘 B、行式打印机 C、CRT显示器 D、电传打字机 7. 译码程序是以程序段为单位进行译码的，并且把代码存放在代码缓冲 器中，代码后的数值存放在数字码寄存器中。若当前要翻译的程序段 为：N115 G01 X132 Y123F3000 LF 并且当前译码程序取出的字符 是X，那么数字码寄存器中存放的数据是（）数控原理与系统试题(3)
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