机床数控技术期末考试试题
一、填空题（每小题 2 分，共20分）
1.1 软件插补和硬件插补的原理相同，其作用都是根据给定的信息进行计算，在计算的过程中不断向各坐标轴发出相互协调的进给脉冲，使数控机床按指定的轨迹运动。
1.2 数据采样插补的特点是插补运算分两步进行。第一步进行粗插补，第二步进行精插补。
1.3交流主轴伺服电机，采用变频调速的方法时，基频以下调速称为恒转矩调速；基频以上调速称为恒功率调速。 1.4依据模拟电路“调制”理论，产生SPWM波形的方法是，以控制正弦波为调制波，对等腰三角形波为载波的信号进行调制。
1.5刀具补偿包括刀具长度补偿和刀具半径补偿。
1.6前加减速控制是对合成速度即编程指令速度F进行控制；后加减速控制是对各运动轴分别进行加减速控制。 1.7逐点比较法是以折线逼近直线或圆弧曲线，它与给定的直线或圆弧之间的最大误差不超过一个脉冲当量。 1.8 编程人员以工件图样上的某一点为原点建立的坐标系，称为编程坐标系，编程坐标系的原点称为编程零点。 1.9 伺服系统被看作一个独立部分，与数控系统和机床本体并列为数控机床的三大组成部分。 1.10 机床数控系统中常使用的位置检测装置，按运动方式可分为直线型和回转型两类。 二、选择题（每小题 2 分，共20分）
2.1 一般而言，数据采样的插补周期T必须A插补运算时间。A：大于；B：小于；C：等于 2.2 数据采样插补又称为数字增量插补，适用于数控机床C驱动的闭环进给伺服系统。 A：步进电机； B：直流伺服电机；C：交流或直流伺服电机
2.3 双螺母齿差调隙式滚珠丝杠，两齿轮的齿数分别为Z1=99、Z2=100，丝杠导程t=10mm，若间隙为0.004mm，则相应的螺母应转过B 个齿即可消除间隙，达到预紧的目的。A：3；B：4；C：5；D：6 2.4 机床数控系统中的PLC经常被用作A 控制。A：逻辑顺序；B：智能；C：进给伺服； 2.5 目前数控机床高速主轴电机使用最多的是C 。
A：步进电机； B直流伺服电机：C交流伺服电机：D：直线电机
2.6 步进电机A通电方式没有带负载的能力，不能实际应用。 A：三相单三拍；B：三相六拍；C：三项双三拍 2.7 数控机床在加工零件时，刀具相对于工件运动的A 称为对刀点。A：起点；B：基点；C：原点
28 伺服系统是一种反馈控制系统。不仅能控制执行件的C ，而且能控制几个执行件按一定运动规律合成的轨迹。 A: 速度；B：速度、位置； C：速度、方向、位置
2.9 旋转变压器是利用电磁感应原理的A 式角位移检测传感器。A：模拟式；B；数字式；C：脉冲式
2.10 在D 系统中，进给速度的计算方法是采用数据采样方法进行插补加工，进给速度的计算是根据编程速度F值，将被加工零件轮廓曲线分割为采样周期的轮廓步长。A：闭环；B：半闭环；C：开环；D：闭环和半闭环 三、简答题（每小题5分，共20分）3.1a 什么是进给伺服系统的调速范围? 答：调速范围是指最高进给速度与最低进给速度之比。
3.2a 数控机床的工作流程包括哪些内容？
答：工作流程包括：①数据加工程序的编制；②输入；③译码；④刀具补偿；⑤插补；⑥位置控制和机床加工。 3.3a 后置处理程序的作用是什么？答：后置处理的目的是生成数据加工程序。由于各种机床使用的控制系统不同，所用的数据加工程序的指令代码及格式也有所不同。为解决这个问题，自动编程软件通常设置一个后置处理程序，在后置处理前，编程人员应根据具体数控机床指令代码及程序的格式，事先编辑好这个文件，这样才能输出符合数控加工格式要求的数控加工程序。 3.4a数控加工工艺处理有哪些内容？
答：1）选择并确定进行数控加工的零件及内容。2）对被加工零件的图样进行工艺分析，明确加工内容和技术要求，在此基础上确定零件的加工方案、划分和安排加工工序。3）设计数控加工工序。如工步的划分，零件的定位，夹具与刀具的选择，切削用量的确定等。4）选择对刀点、换刀点的位置，确定加工路线，考虑刀具的补偿。5）分配数控加工中的容差。6）数控加工工艺技术零件的定型与归档。 四、论述题（每小题 10 分，共40分）
4.1a简述数控车床程序编制的特点 答：在一个程序段中，根据被加工零件的图样标注尺寸，从编程方便出发，可以采用绝对值编程、增量值编程或二者混合编程。
(1) 由于车削零件的图纸尺寸和测量尺寸在X方向上都时直径值，所有在用绝对值编程时，X通常以直径值表示。用增量值编程时，以径向实际位移量的二倍值编程。同时附上方向符号，正向可省略。
(3) 车削加工的毛坯常用棒料或锻料，加工余量较大，所以数控装置常具备不同形式的固定循环功能，可进行多次重复循环切削。（4）为了提高刀具耐用度并提高加工光洁度，车刀刀尖常磨成半径不大的圆弧。
在编程时必须对刀具半径进行补偿。对具有刀具半径自动补偿的数控系统，可直接按轮廓尺寸编程。而对于不具备半径自动补偿的功能的编程，需要人工求出假想刀尖或刀具中心的运动轨迹，这种计算有时是相当繁琐的。 4.2a简述数控系统的工作过程
答：在CNC机床中，加工过程的人工操作均被数控系统所代替，CNC装置在硬件和系统软件的支持下，执行输入的加工程序。具体的工作过程如下：
(1)输入 首先将被加工零件图上的几何信息和工艺参数数字化，即将刀具与工件的相对运动轨迹，用按规定的代码和格式编成加工程序，然后将这些具有零件特征、控制参数和刀具补偿数据的程序输入CNC装置中。
(2)译码 经过校验和转换后的代码，含有零件的轮廓信息（线型、起点和终点坐标等）、加工速度（F代码）和其它的一些辅助信息（M.S.T代码等），全部存放在CNC装置的内部存储器中，CNC装置按一个程序段为单位，根据一定的语言规则将其解释成计算机能够识别的数据形式，这一过程称为译码。
(3)数据处理 数据处理包括刀具补偿、进给方向判断、进给速度计算和机床辅助功能处理等。处理后的数据
以最直接、最方便的形式送入到工作寄存器，供插补运算使用。 (4)插补运算 插补运算是根据数控语言G代码提供的轨迹类型（直线、顺圆或逆圆）及所在的象限等选择合适的插补运算公式，通过相应的插补计算程序，在所提供的已知起点和终点的轨迹上进行“数据点的密化”。 (5)位置控制 位置控制是数控系统的重要组成部分，它可由软件来实现，也可由硬件来完成。在闭环系统中，通过位置检测装置检测位移量，同时发出反馈信号，将实际反馈的位置与经计算机插补计算得出的理论位置进行比较，其差值经放大后去控制执行部件，使其朝着消除偏差的方向运动。 (6)I/O处理 I/O处理主要是实现对机床的位置伺服控制和M.S.T等辅助功能的强电控制。 (7)显示 CNC系统的显示装置有显示器、报警器等，主要功能是为操作者提供方便，显示的内容通常有：零件程序、刀具位置、机床状态、报警等多种参数。(8)诊断 数控系统中的诊断程序都具有联机和脱机诊断的功能。 4.3a如图所示板类零件，其厚度为10mm，需进行外轮廓的铣削精加工，精加工余量为0.2mm。选择的立铣刀直径为φ20。试列表写出该零件轮廓的精加工程序，并加以注释。 图4.1 表4.1 加工程序 程序 O0001 N01 G00 G90 X120 Y60 Z50 N02 X100 Y40 M13 S500 N03 Z-11 注释 程序代号 绝对值输入，快速进给到X120 Y60 Z50 快速进给到X100 Y40切削液开，主轴正转，转速500r/min 快速向下进给到Z-11 N04 G01 G41 X70 Y10 H012 F100 直线插补到X70 Y10，刀具半径左补偿H012=10mm,进给速度100mm/s N05 Y-10 直线插补到X70 Y-10