《机床数控系统)试愿2 一、选择（每题2分，共20分》 1、数控机床选给系饶诚少摩擦阳力和动静摩擦之差，是为了提高数控机床进给系统的 (C). A传动精度B运动精度和刚度C快速响应性能和运动精度D 传动精度 和度 2、为了保证数控机床能满是不同的工艺要求，并能够获特最佳切削速度，主传动系统的要 求是(D). A无级调速 B麦速范围宽 C分段无级变速 0 变速范围宽且 能无级变速 3、数控机床的核心是(B) A间服系统 B 数控系统 反馈系统 D 传 动系统 4,数控机床的主机（机械部件）包括：床身、主轴箱、刀架、尾座和(A). A进给机构 B 液压系统 C冷却系统 5、数控机床加工零件时是由(A)来控制的。 A数控系统 B作者 C 饲服系统 6、脉冲当量是指(A). A 每发一个脉冲信号，帆限相应移动部件产生的位移量 每发一个脉冲信 号，司服电机转过角度 进给速度大小 D每发一个冲信号。相应 柱杠产生转角大小。 7、数控车床可以进行螺纹加工，是因为该车床安装了(C) A光儒B磁督C光电输码墨 8、半闭环数控机床是指(B》 A没有检测装置 B对电机触的转角进行检测 C对电机的电流进行检测 D对坐标轴的位移进行检测 9、闭环控制系饶的位置检测装置装在，(C) A传动丝杠上 B饲服电动机轴上 C机床移动部件上 D数控装置中 10、测量与反漆装置的作用是为了(C). A提高机床的安全性： B提高机床的使用寿命： C提高机床的定位精度、加工精度： D提高机床的灵活性。 二、填空题（每空2分，共20分）
《机床数控系统》试题 2 一、选择（每题 2 分，共 20 分） 1、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 （ C ）。 A 传动精度 B 运动精度和刚度 C 快速响应性能和运动精度 D 传动精度 和刚度 2、为了保证数控机床能满足不同的工艺要求，并能够获得最佳切削速度，主传动系统的要 求是（ D ）。 A 无级调速 B 变速范围宽 C 分段无级变速 D 变速范围宽且 能无级变速 3、数控机床的核心是（ B ）。 A 伺服系统 B 数控系统 C 反馈系统 D 传 动系统 4、数控机床的主机（机械部件）包括：床身、主轴箱、刀架、尾座和（ A ）。 A 进给机构 B 液压系统 C 冷却系统 5、数控机床加工零件时是由（ A ）来控制的。 A 数控系统 B 操作者 C 伺服系统 6、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。 7、数控车床可以进行螺纹加工，是因为该车床安装了（ C ） A 光栅 B 磁栅 C 光电编码器 8、半闭环数控机床是指( B ) A 没有检测装置 B 对电机轴的转角进行检测 C 对电机的电流进行检测 D 对坐标轴的位移进行检测 9、闭环控制系统的位置检测装置装在：（C） 。 A 传动丝杠上 B 伺服电动机轴上 C 机床移动部件上 D 数控装置中 10、测量与反馈装置的作用是为了（ C）。 A 提高机床的安全性； B 提高机床的使用寿命； C 提高机床的定位精度、加工精度； D 提高机床的灵活性。 二、填空题（每空 2 分，共 20 分）
1.数控机床主要由/0装置、数拉梦置、区动粒制装置和机床电器期控制四个 都分组成。 2。数挖机床按运动方式分为点位挖制数挖系丝、直线控制数控系丝、轮览拉制数控至 等三类。 3。数控机床按同服系统分 开环控制数控系统、用环控制数控系统、生印环日 服系统等三类 三、判断题（每题2分，共10分） 1。(×)数控机床的优点众多，完全可以取代鲁通机床， 2。(×)软件插补的优点是速度快，精度高。 3,(√)在开环和半闭环数控机床上，定位精度主要取决于进给性杠的精度： 4.(√)靛转型检测元件有旋转变压器、脉冲编马器、测违发电机。 5。〔√)开环进给伺服系统的数控机床，其定位精度主要取决于何鼎驱动元件和机床传动机 构精度、刚度和动志特性。 四、简答题（每题8分，共0分） 1、数挖加工中为什么要进行刀具华径补偿？有哪些方式？ 2、分析说明数控装置对加工程序的处理过程， 3、简述光栅尺的工作原理 4、简要分析直流电机的调速单理与方法 5、简述数控系统的工作过程 答：1、刀具半径补：解决了编程轨迹与刀具中心轨迹之间的矛盾。特别是对轮鬼控制。经 过译马后得到的数据，还不能直接用于插补控制，要通过单径补腰计算，将编程轮席数据转 换成刀具中心轨迹的数据才能用干插补。 刀具半径补德方式有刀具长度补德和刀具半径补借， 2、数控装置对加工控制信息预处理完华后，开始逐段运行数控加工程序。 根据所 要产生的运动轨迹，数控装置中的插补器根据己知的几何数据进行插补处理。由插补器向各 个轴发出的运动序列命令为各个轴位置调节器的命令值，位置调节器将式与机床上位置检测 元件测得的实际位置相比较，经过调节，输出相应的位置和速度控制信号，控制各轴同服系 统驱动机床各个轴运动，使刀具相对工件正确运动。加工出要求的工件轮哪 由数控装置发出的开关命令在系饶程序的控制下，在各加工程序段摄播补处理开始前成 完成后。适时输出给机床可偏程控制器()，由它实现开关量的控制： 在机床的运行过程中。数控系统要随时监视数控机床的工作状态，通过显示部件及时 向操作者提供系统工作状老和故障情况等。 3、光粗尺由光源、长光桶（标尺光插）、短光粗（指示光厢》和光电元作等组成，长光概装 在机床移动部件上，短光橘装在机床固定部件上，标尺光栅和指示光衡均由窄矩形不透明的
1．数控机床主要由 I/O 装置、 数控装置、驱动控制装置 和 机床电器逻辑控制四个 部分组成。 2．数控机床按运动方式分为 点位控制数控系统、 直线控制数控系统、轮廓控制数控系 统等三类。 3．数控机床按伺服系统分 开环控制数控系统 、 闭环控制数控系统、半闭环伺 服系统等三类 三、判断题（每题 2 分，共 10 分） 1．（×）数控机床的优点众多，完全可以取代普通机床。 2．（×）软件插补的优点是速度快、精度高。 3．（√）在开环和半闭环数控机床上，定位精度主要取决于进给丝杠的精度。 4．（√）旋转型检测元件有旋转变压器、脉冲编码器、测速发电机。 5．（√）开环进给伺服系统的数控机床，其定位精度主要取决于伺服驱动元件和机床传动机 构精度、刚度和动态特性。 四、简答题（每题 8 分，共 40 分） 1、数控加工中为什么要进行刀具半径补偿？ 有哪些方式？ 2、分析说明数控装置对加工程序的处理过程。 3、简述光栅尺的工作原理 4、简要分析直流电机的调速原理与方法 5、简述数控系统的工作过程 答：1、刀具半径补偿解决了编程轨迹与刀具中心轨迹之间的矛盾。特别是对轮廓控制，经 过译码后得到的数据，还不能直接用于插补控制，要通过半径补偿计算，将编程轮廓数据转 换成刀具中心轨迹的数据才能用于插补。 刀具半径补偿方式有刀具长度补偿和刀具半径补偿。 2、数控装置对加工控制信息预处理完毕后，开始逐段运行数控加工程序。 根据所 要产生的运动轨迹，数控装置中的插补器根据已知的几何数据进行插补处理。由插补器向各 个轴发出的运动序列命令为各个轴位置调节器的命令值，位置调节器将其与机床上位置检测 元件测得的实际位置相比较，经过调节，输出相应的位置和速度控制信号，控制各轴伺服系 统驱动机床各个轴运动，使刀具相对工件正确运动，加工出要求的工件轮廓。 由数控装置发出的开关命令在系统程序的控制下，在各加工程序段插补处理开始前或 完成后，适时输出给机床可编程控制器(PLC)，由它实现开关量的控制。 在机床的运行过程中，数控系统要随时监视数控机床的工作状态，通过显示部件及时 向操作者提供系统工作状态和故障情况等。 3、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，光源语过标尺光栅和指 示光摄再由物镜聚焦射到光电元件上。若指示光疑的线纹与标尺光懦的线纹完全重合，光电 元件按收到的光通量最小。若指示光栅的线纹与标尺光儒的战纹完全重合，光电元件接收到 的光通量最大。因此，标尺光情移动过程中，光电元件接收到的光通量忽大忽小，产生了近 似正弦被的电流。再用电子线路转变为数字以显示位移量，为了裤别运动方向，指示光懦的 线纹错开1/4椰距，并通过鉴向线路进行判别， 4、根据直流电动机的机械特性 U R n=- .C.CuDET 改变电框电压、，磁电流或电枢日路电阳即可改变电机的转速。 调速方法，改变电枢供电电压：改变附磁磁通，改变电枢回路电阻调速。 5,在接通电源后，瓷机数控装置和可编程序控制器都将对数控系统各组震部分的工作状态 进行检查和诊断，并设置初态。 对第一次使用的数控装置，进行机床参数设置，实际使用刀几的刀具参数及实际工件原 点相对机床原点的坐标位置。 加工控制信息输入后，可选择一种加工方式（手动方式或自动方式的单段方式和连续方 式)，启动加工运行，此时，数控装置在系统控程序的作用下，对输入的加工控制信息进 行预处理，即进行译马和预计算（刀补计算、坐标变换等）。 数控装置对加工控制信息预处理完毕后，开始逐受运行数控加工程序。 根据所要 产生的运动轨迹，数控装置中的插补器根据已知的儿何数据进行插补处理。由插补器向各个 轴发出的运动序列命令为各个轴位置调节器的命令值，位置调节器将其与机床上位置检测元 件测得的实秀位置相比较，经过调节，输出相应的位置和速度控制信号，控制各轴同服系统 丞动机床各个轴运动。使刀具相对工件正确运动，加工出要求的工件轮电。 由数控装置发出的开关命令在系统得序的控制下，在各加工程序段插补处理开始前或完 成后，适时输出给机床控制器，在机床的运行过程中，数控系统要随时整视数控机床的工作 状态，通过显示部件及时向操作者提供系统工作状志和故障情况。此外，数控系统还要对机 床操作面板进行整控。及时处理有关信号： 五、计算题（每题10，共10分） 1、圆L插补计算：逆时针加工第I象限江0L,起点坐标为0(6,0)，终点坐标为A〔0， 6),试违行插补运算并画出话动轨迹图。 解答：按两方向坐标应走总步数之和为Σ，则 Σ。=(6-0)+(6-0)=12 起点在圆弧上(6,0)，则偏差
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。 4、根据直流电动机的机械特性： e e e M T C C R C U n 2 − = 改变电枢电压、励磁电流或电枢回路电阻即可改变电机的转速。 调速方法：改变电枢供电电压；改变励磁磁通；改变电枢回路电阻调速。 5、在接通电源后，微机数控装置和可编程序控制器都将对数控系统各组成部分的工作状态 进行检查和诊断，并设置初态。 对第一次使用的数控装置，进行机床参数设置，实际使用刀具的刀具参数及实际工件原 点相对机床原点的坐标位置。 加工控制信息输入后，可选择一种加工方式(手动方式或自动方式的单段方式和连续方 式)，启动加工运行，此时，数控装置在系统控制程序的作用下，对输入的加工控制信息进 行预处理，即进行译码和预计算(刀补计算、坐标变换等)。 数控装置对加工控制信息预处理完毕后，开始逐段运行数控加工程序。 根据所要 产生的运动轨迹，数控装置中的插补器根据已知的几何数据进行插补处理。由插补器向各个 轴发出的运动序列命令为各个轴位置调节器的命令值，位置调节器将其与机床上位置检测元 件测得的实际位置相比较，经过调节，输出相应的位置和速度控制信号，控制各轴伺服系统 驱动机床各个轴运动，使刀具相对工件正确运动，加工出要求的工件轮廓。 由数控装置发出的开关命令在系统程序的控制下，在各加工程序段插补处理开始前或完 成后，适时输出给机床控制器。在机床的运行过程中，数控系统要随时监视数控机床的工作 状态，通过显示部件及时向操作者提供系统工作状态和故障情况。此外，数控系统还要对机 床操作面板进行监控，及时处理有关信号。 五、计算题（每题 10，共 10 分） 1、圆弧插补计算： 逆时针加工第Ⅰ象限圆弧 OA，起点坐标为 O（6，0），终点坐标为 A（0， 6），试进行插补运算并画出运动轨迹图。 解答：按两方向坐标应走总步数之和为 ，则 0 = (6 − 0) + (6 − 0) =12 起点在圆弧上（6，0），则偏差
F=0,x=6=0 序 偏差判别 坐 计算 终点判别 号 标 进 拾 1 F=0 F=0-2×6+H=-11,x=6-1=5月=0 Σ=12-1=11 2 F=-110 E=7-1=6 F=5-2×5+1=-4x6=5-1=4.只%=4 7 F。=-40 F=5-2×4+=-2.x1=4-=3,。=5 ∑=5-1=4 9 F=-20 Fw=9-2×3+1=4,x=3l=2=6 Σ=3-1=2 0 F=4>0 F,=4-2×2+l=l,x=2-=L%=6 Σ=2-1=1
F0 = 0, x 0 = 6, y 0 = 0 序号 偏差判别 坐标进给 计算 终点判别 1 F0 = 0 -X F1 = 0 − 2 6 ＋1＝ −11，x1 = 6 −1= 5, y1 = 0 =12 − 1 =11 2 F1 = −11 0 +Y F2 = −11 + 2 0 ＋1＝－10，x 2 = 5, y 2 = 0 +1=1 =11−1 =10 3 F2 = −10 0 +Y F3 = −10 + 2 1＋1＝－ 7，x 3 = 5, y 3 = 2 +1 = 2 =10 − 1 = 9 4 F3 = − 7 0 +Y F4 = − 7 + 2 2 ＋1＝－ 2，x 4 = 5, y 4 = 2 +1= 3 = 9 − 1 = 8 5 F4 = − 2 0 +Y F5 = − 2 + 2 3 ＋1＝ 5，x 5 = 5, y 5 = 3 +1 = 4 = 8 − 1 = 7 6 F5 = 5 0 -X F6 = 5 − 2 5 ＋1＝－ 4，x 6 = 5 －1＝ 4, y 6 = 4 = 7 − 1 = 6 7 F6 = − 4 0 +Y F7 = − 4 + 2 4 ＋1＝ 5，x 7 = 4, y 7 = 4 +1 = 5 = 6 − 1 = 5 8 F7 = 5 0 -X F8 = 5 − 2 4 ＋1＝－ 2，x 8 = 4 －1＝ 3, y 6 = 5 = 5 − 1 = 4 9 F8 = − 2 0 +Y F9 = − 2 + 2 5 ＋1＝ 9，x 7 = 3, y 7 = 5 +1 = 6 = 4 − 1 = 3 10 F9 = 9 0 -X F10 = 9 − 2 3 ＋1＝ 4，x 8 = 3 －1＝ 2, y 6 = 6 = 3 − 1 = 2 11 F10 = 4 0 -X F11 = 4 − 2 2 ＋1＝1，x 8 = 2 －1＝1, y 6 = 6 = 2 − 1 = 1
1 F,=1>0 Fa-1-2×1+10,=1-1=0.八=6 Σ=1-1=0 2
12 F11 = 1 0 -X F12 =1− 2 1＋1＝ 0，x 8 =1－1＝ 0, y 6 = 6 = 1 − 1 = 0