1、南京航空航天大學共7頁 第1頁二00三二00四學年第二學期 機床數控技術考試試題考試日期：2004年5月30日試卷代號考試班級學號姓名成績、判斷對錯，并改正錯誤之處（20分）1. （）計算機群控（DNC是指用一臺通用計算機控制一群數控機床的系統。2. （）數控機床XYZ坐標系以機床傳遞切削力的主軸軸線為 Z坐標。3. （）加工中心指帶有刀庫、能自動換刀的數控機床。4. （）二軸半聯動的數控機床是指具有三個坐標軸 ，其中任意兩軸可聯動，但 不能實現三軸聯動的數控機床。5. （）DDA法易于實現多坐標直線插補聯動。6. （）余數寄存器預置數是DDA插補時進給速度均勻化的措施。7. （）步進電機轉子

2、的轉速正比于定子繞組通電狀態改變的頻率。8. （）步進電機采用自動升降速電路的作用是啟動時防失步，停止時防超步。9. （）對于四相步進電機來說，功率放大電路有四路。10. （）旋轉變壓器和直線感應同步器都有相位和幅值兩種工作狀態，都是角位移測量元件。11. （）消除接觸式碼盤非單值性誤差的方法是采用二進制代碼的碼盤。12. （）目前，使用最廣泛的直流電機調速系統是 PWM-系統，調速方法主要是 調節電機電樞上的電壓。13. （）鑒相式伺服系統中采用的半加器鑒相器的主要功能是鑒別兩個輸入信號 的相位差和頻率。14. ( ) F系列的PLC的基本語言是梯形圖語言，PLC在數控機床中主要實現 G 功

3、能。15. ()脈沖調相器的作用是將指令脈沖轉換為相位脈沖，它由脈沖發生器、脈 沖加減器和計數器組成。二、多項選擇填空：(15分)1. 一個零件的輪廓線可能由許多不同的幾何元素組成，各幾何元素之間的連接點稱為：()基點(2)切點節點交點2. 數控機床上加工零件時，刀具相對于零件運動的起始點，稱為：()(1)對刀點換刀點(3)機械原點(4)起點3. 只控制刀具的定位點，在定位過程中不切削、不控制軌跡和速度，這樣的控制系統稱為：()(1)點位控制系統(2)點位直線控制系統(3)直線控制系統(4)輪廓控制系 統4. 針對下列程序段：N001G00G17 X丫. M03 M08;N002G01G42

4、X丫 N003X丫 N004G02X丫.I .J .N005X丫.I .J .N006G01X丫 N007G00G40 X丫M05 M09;說法正確的是：()(1) G00、G01、G02是同組續效代碼(2)G17、G42 G40是同組續效代碼 (3)M03、M08是同組續效代碼(4)M05、M09是同組續效代碼5. 采用時間分割法時，插補周期和位置反饋采樣周期的關系是：()(1)前者大于后者(2)后者大于前者(3)兩者必須相等(4)前者是后者的整數 倍6. 采用六細分電路后，可以在進給速度不變的情況下，使脈沖當量和步距角變為：()(1)縮小到原來的六分之一 (2)脈沖當量縮小到原來的六分之一

5、，而步距角不 變(3)擴大到原來的六倍(4)步距角縮小到原來的六分之一，而脈沖當量不變7. 用下列位置檢測元件時，輸出信號是數字量的是：()(1)旋轉變壓器(2)直線感應同步器(3)編碼盤(4)長光柵8. 對于一個四位二進制計數器來說，其容量m和每一個指令脈沖產生的相移厶B分別為：()共7 頁第3 頁(1)16 和 22.5 ° (2)16 和 2n /16 (3)15 和 22.5 ° (4)15 和 2n /169. 對于一個四位二進制接觸式碼盤來說，其碼道數和分辨率分別為：()(1)16 和 22.5 ° (2)4 和 22.5 ° (3) 16

6、和 2n /16 4 和 2n /1610. 若已知直線感應同步器的極距2t =2mm滑尺直線位移量為4mm則滑尺繞組相對于定尺繞組的空間相位角是：()(1)4 n (2)2 n 360 ° (4)720 °三、簡答題：(35分)1. 何謂NC機床和CNCM床？數控機床由哪幾部分組成？(4分)2. 何謂脈沖當量？ (2分)3. 數控機床按伺服系統分類，分哪幾類？簡答各類的特點。(6分)4. 刀具半徑補償的含義和優點有哪些？(4分)共7 頁第4 頁5. 解釋程序段：“ N003G01G17X+25丫+30F125S400M03M08 ；中 G17、F125、S400的含義。（

7、3 分）6. 說明左移規格化的含義。（5分）7. 簡述光柵的組成及其與機床的安裝方式，并簡要說明莫爾條紋的作用。若已知 光柵柵距d=0.01mm及莫爾條紋的寬度 w=5mm則莫爾條紋的放大倍數是多 少？ （ 6分）8.用F系列PLC的指令編程：（5 分）X400X401HI<X402X405X403X401IZ IIY433 OY434QY430O共7 頁第5 頁四、插補計算題：(20分)5)1.試推導第U象限逆圓弧逐點比較法 插補公式，并用其插補一段第U象 限逆圓?。浩瘘cA(0,5)，終點 B(-4,3)，畫出插補后的實際軌跡 圖。(插補計算過程以節拍表的形式 給出)共7 頁第6 頁2

8、.用DDA法插補直線OA起點0(0,0), 終點(7,6)，設寄存器為三位二進制 寄存器，以表格的形式給出插補計算 過程，并畫出插補軌跡圖。五、編程計算題：（10分）設計一步進開環伺服系統，已知系統選定的脈沖當量為 0.03mm脈沖；機床工作 臺以絲杠螺母傳動，絲杠的螺距為7.2mm步進電機的步距角a= 0.75 ° /1.5 ° , 控制方式為三相六拍；試求：（1）減速齒輪的傳動比i ;設計用MCS-51單片機控制的x向反向走一步的環形分配器子程序（包括初 始化程序），并列出環形分配表。已知輸出信號從P1 口的低四位輸出，P1口的高四位全置“1”答案、判斷對錯，并改正錯誤

9、之處(20分)16. (V)計算機群控(DNC是指用一臺通用計算機控制一群數控機床的系統。17. (V)數控機床XYZ坐標系以機床傳遞切削力的主軸軸線為 Z坐標。18. (V)加工中心指帶有刀庫、能自動換刀的數控機床。19. (V)二軸半聯動的數控機床是指具有三個坐標軸，其中任意兩軸可聯動，但 不能實現三軸聯動的數控機床。20. (V) DDA法易于實現多坐標直線插補聯動。21. (X)余數寄存器預置數是DDA插補時進給速度均勻化的措施。22. (V)步進電機轉子的轉速正比于定子繞組通電狀態改變的頻率。23. (V)步進電機采用自動升降速電路的作用是啟動時防失步，停止時防超步。24. (V)對

10、于四相步進電機來說，功率放大電路有四路。25. (X)旋轉變壓器和直線感應同步器都有相位和幅值兩種工作狀態，都是角 位移測量元件。26. (X)消除接觸式碼盤非單值性誤差的方法是采用二進制代碼的碼盤。27. (V)目前，使用最廣泛的直流電機調速系統是PWM-系統，調速方法主要是調節電機電樞上的電壓。28. (X)鑒相式伺服系統中采用的半加器鑒相器的主要功能是鑒別兩個輸入信 號的相位差和頻率。29. (X) F系列的PLC的基本語言是梯形圖語言，PLC在數控機床中主要實現G 功能。30. (V)脈沖調相器的作用是將指令脈沖轉換為相位脈沖，它由脈沖發生器、 脈沖加減器和計數器組成。二、多項選擇填空

11、：(15分)7. 一個零件的輪廓線可能由許多不同的幾何元素組成，各幾何元素之間的連接點稱為：(1)基點(2)切點節點交點8. 數控機床上加工零件時，刀具相對于零件運動的起始點，稱為：(1)(1)對刀點換刀點(3)機械原點(4)起點9. 只控制刀具的定位點，在定位過程中不切削、不控制軌跡和速度，這樣的控 制系統稱為：(1(1)點位控制系統(2)點位直線控制系統(3)直線控制系統(4)輪廓控制系 統10. 針對下列程序段：N001G00G17 X -.YM03 M08;N002G01G42 XY N003XY N004G02XY.I .J .N005XY.I .J .N006G01XY N007G

12、00G40 X -YM05 M09;說法正確的是：(1)(1)G00、G01、G02是同組續效代碼(2)G17、G42 G40是同組續效代碼 (3)M03、M08是同組續效代碼(4)M05、M09是同組續效代碼11. 采用時間分割法時，插補周期和位置反饋采樣周期的關系是：(1、4 )(1)前者大于后者(2)后者大于前者(3)兩者必須相等(4)前者是后者的整數 倍12. 采用六細分電路后，可以在進給速度不變的情況下，使脈沖當量和步距角變為：(2)(1)縮小到原來的六分之一 (2)脈沖當量縮小到原來的六分之一，而步距角不 變(3)擴大到原來的六倍(4)步距角縮小到原來的六分之一，而脈沖當量不變7.

13、用下列位置檢測元件時，輸出信號是數字量的是：(3、4 )(1)旋轉變壓器(2)直線感應同步器(3)編碼盤(4)長光柵9. 對于一個四位二進制計數器來說，其容量m和每一個指令脈沖產生的相移厶B分別為：(1、2)共7 頁第3 頁(1)16 和 22.5 ° (2)16 和 2n /16 (3)15 和 22.5 ° (4)15 和 2n /1610. 對于一個四位二進制接觸式碼盤來說，其碼道數和分辨率分別為：(1、3 )(1) 16 和 22.5 ° (2)4 和 22.5 ° (3) 16 和 2n /16 4 和 2n /1610.若已知直線感應同步器的

14、極距 2t =2mm滑尺直線位移量為4mm則滑尺繞 組相對于定尺繞組的空間相位角是：(1、4 )(2) 4 n (2)2 n (3)360 ° (4)720 °三、簡答題：(35分)9. 何謂NC機床和CNCM床？數控機床由哪幾部分組成？ (4分)NC機床：由專用數字計算控制裝置控制的自動化機床； CNC機床：由通用數字計算控制裝置控制的自動化機床。 組成：機床、控制介質、數控裝置、伺服系統10. 何謂脈沖當量？ (2分)一個脈沖使機床的移動部件移動的位移量。11. 數控機床按伺服系統分類，分哪幾類？簡答各類的特點。(6分)開環系統：步進電機，無位置檢測裝置，結構簡單，成本

15、低，精度低，易于維修 半閉環系統：直、交流的伺服電機，角位移檢測裝置，中等精度閉環系統：直、交流的伺服電機，線位移檢測裝置，精度較高12. 刀具半徑補償的含義和優點有哪些？(4分)含義：編程時按零件的實際輪廓編程，不考慮刀具的半徑。 優點：便于編程；粗、精加工；陰、陽模加工共7 頁第4 頁13. 解釋程序段：“ N003G01G17X+25Y+30F125S400M03M08 ；中 G17、F125、S400的含義。（3 分）G17:坐標平面選擇指令F12 5:進給速度 125MM/MINS400:主軸轉速 400R/MIN14. 說明左移規格化的含義。（5分）提高DDAS補法進給速度均勻化的

16、措施直線：將被積函數寄存器中的數左移，直到其中有一個的最高位為 1； 圓?。簩⒈环e函數寄存器中的數左移，直到其中有一個的次高位為 1；15. 簡述光柵的組成及其與機床的安裝方式，并簡要說明莫爾條紋的作用。若已知 光柵柵距d=0.01mm及莫爾條紋的寬度 w=5mm則莫爾條紋的放大倍數是多 少？ （ 6分）組成與安裝：標尺光柵：與機床的移動部件連；指示光柵：與機床的固定部件連 莫爾條紋的作用：放大作用；均化誤差的作用；莫爾條紋的移動與光柵的移動成 比例。莫爾條紋的放大倍數：k ； 0爲500LDX400ANIX401OUTY433OUTY434LDX402LDIX403ANDX401ORBAND

17、X405OUTY430END16. 用F系列PLC的指令編程：（5 分）X400X401Y433HIpOY434L-O-X402X405Y430X403X401共7 頁第5 頁四、插補計算題：(20分)X3.試推導第U象限逆圓弧逐點比較法 插補公式，并用其插補一段第U象 限逆圓?。浩瘘cA(0,5)，終點 B(-4,3)，畫出插補后的實際軌跡 圖。(插補計算過程以節拍表的形式 給出)插補公式：F 0時，X方向進給，F F 2X 1F 0時，Y方向進給，F F 2Y 1骨口. 序號1、判別2、進給3、運算4、比較1F=0-YF=-9X=0 ，Y=4E=52F 0-XF=-8X=-1， Y=4E=4

18、3F 0-XF=-5X=-2， Y=4E=34F 0-XF=0X=-3， Y=4E=25F=0-YF=-7X=-3， Y=3E=16F 0-XF=0X=-4， Y=3E=0共7 頁第6 頁4.用DDA法插補直線OA起點0(0,0) 終點(7,6)，設寄存器為三位二進制 寄存器，以表格的形式給出插補計算 過程，并畫出插補軌跡圖。加 次 數X積分器Y積分器終點計 數器JeJ vxJrx/ XJvyjRy/ y011100001100000000111101100001211011001010310110101011410010001100501111100101601011001110700110101111800010001000五、編程計算題：（10分）設計一步進開環伺服系統，已知系統選定的脈沖當量為0.03mm脈沖；機床工作臺以絲杠螺母傳動，絲杠的螺距為7.2mm步進電機的步距角a= 0.75 ° /1.5 ° 控制方式為三相六拍；試求：（3）減速齒輪的傳動比i ;設計用MCS-51單片機控制的x向反向走一步的環形分配器子程序（包括初 始化程序），并列出環形分配表。已知輸出