数控机床机械系统运行期末试卷及答案2套AB卷.doc

20 　—20 学年度第 　 学期期末 考试试卷 （A卷）
班级 学号 姓名
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密 封 线 内 不 得 答 题
系别：机械工程学院 课程名称 数控机床机械系统运行
题号
一
二
三
四
五
六
七
八
九
总分
得分

注意事项 1、学生答题前将密封线外的内容填写清楚，答题不得超出线
2、答题请用蓝、黑钢笔或圆珠笔

一、 填空题（24分）
1、数控系统种类较多，目前国外比较有名的是德国的 和
日本的
2、数控机床（加工中心）的刀库类型主要有 、 和

3、数控机床的分度工作台只能完成 运动，不能实现
4、数控机床按加工路线分类可分为 数控机床、
数控机床和 数控机床。
5、CNC系统与NC系统的区别在于
6、数控机床系统常用的误差补偿机能有 和
7、感应同步器的工作方式有 和
8、基准信号发生器的作用是

二、选择题（20分）
1、加工中心用的刀具通常为锥柄形式，其比例为（ ）
A、6：24 B、7：24 C、7：21 D、7：28
2、1959年，由克耐社列克公司研制出第一台（ ）机床。
A、数控车 B、数控铣 C、加工中心 D、车削中心
3、以下哪一项不属于莫尔条纹的特点（ ）
A、方向判别 B、均化误差 C、放大作用 D、信息变换作用
4、国产数控机床最高可控轴数为（ ）轴
A、24 B、16 C、12 D、6
5、磁栅主要由磁头、检测电路和（ ）组成。
A、磁感应器 B、磁铁 C、磁性标尺 D、磁条
6、以下哪一项是常用的软件插补方法（ ）
A、逐点比较法 B、基准脉冲插补法 C、相位比较法
D、脉冲计数法

7、在刀具补偿中，两段程序的矢量夹角在90度到180度范围，属于
（ ）类型。
A、 插入型 B、综合型 C、缩短型 D、伸长型
8、十进制数73用8421BCD码表示为（ ）
A、01110011 B、01010011 C、00110111 D、01101001

三、名词解释（9分）
1、脉冲当量：

2、CNC：

3、编码器：

四、问答题（31分）
1、何为刀具半径补偿？其作用是什么？（4分）

2、加工中心主轴为何要设置切屑清除装置？（5分）

3、何为插补？其插补的目的是什么？（6分）

4、步进式伺服系统中的驱动控制电路主要由哪些部分组成？各部分的功能是什么？（8分）

5、静压导轨有哪些优点？（8分）

《数控机床机械系统运行》A卷标准答案
一、 填空
1、西门子 法那克 2、盘式 链条式 格子式 3、分度 圆周进给 4、点位控制 点位直线控制 轮廓控制 5、CNC系统多了一台计算机 6、齿隙补偿 螺距补偿 7、鉴相式
鉴幅式 8、为伺服系统提供一个相位比较基准
二、 选择 BCAD CBDA
三、 名词解释
1、 脉冲当量：指数控装置每发出一个脉冲信号使机床移动部件移动的位移量。
2、 CNC：指用一个或多个计算机作为核心组件，用于控制数控系统的系统。
3、 编码器：指的是一种能将机械转角转换为电脉冲的旋转式脉冲发生器。
四、 问答题
1、 答：刀具半径补偿是指在使用具有一定刀具半径的刀具来加工零件的过程中，要使刀具中心偏移零件轮廓一个刀具半径值。 作用是要求数控系统根据程序中的工件轮廓和刀具半径补偿值自动计算刀具中心轨迹。
2、 答：因为如果在主轴锥孔中掉进了切屑或其他污物，在拉紧刀杆时，主轴锥孔表面和刀杆的锥柄就会被划伤，使刀杆发生偏斜，而破坏刀具的正确定位，影响零件的加工精度，甚至使零件报废，为保证锥孔清洁，常用压缩空气吹屑。
3、 答：插补是指在理想的轨迹或轮廓上的已知点之间进行数据点的密化，确定一些中间点的一种方法。 其目的是控制加工运动轨迹使之与工件轮廓相符，并根据加工程序的原始数据及指令来进行插补运算，按一定的关系向机床坐标轴的驱动控制器分配进给脉冲，加工运动轨迹，并以一定的精度逼近工件轮廓。
4、 答：1）脉冲混合电路：功能：将各种脉冲信号混合为能使工作台正向或反向进给的信号。 2）加减脉冲分配电路：功能：为加减速电路分配两列进给脉冲（正向和反向）。
3）加减速电路：功能：控制步进电动机进行加减速转换，并保证电动机工作时不产生丢步。4）环形分配器：功能：接受加减速电路的脉冲信号，并转换为电平信号用以控制步进电动机。5）功率放大器：功能：对由环形分配器送来的脉冲电流进行功率放大。
5、答：1）纯液体摩擦，f=0.0005，所需驱动力和功率大大降低，运动灵敏不产生低速爬行，位移精度和定位精度高。2）两导轨面无直接接触，磨损小寿命长，精度保持性好。3）油膜具有误差均化作用，导向精度提高。4）油膜承载力大，刚度高，吸振性好。
五、计算
序号
偏差判别
坐标进给
新偏差计算
终点判别
1

5
2

4
3

3
4

2
5

1
6

0

20 —20 学年度第 学期期末 考试试卷 （A卷）
班级 学号 姓名
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密 封 线 内 不 得 答 题
系别：机械工程学院 课程名称 数控机床机械系统运行
题号
一
二
三
四
五
六
七
八
九
总分
得分

注意事项 1、学生答题前将密封线外的内容填写清楚，答题不得超出线
2、答题请用蓝、黑钢笔或圆珠笔

一、 填空题（20分）
1、加工中心用的刀具选刀方式有顺序选刀和任意选刀，其中任意选刀的编码方式有 、 和
2、机床数控系统主要包括数控装置、 、
和 。
3、欲在数控回转工作台进行蜗轮蜗杆副间隙的消除，可采用
和 方法消除。
4、卧式加工中心结构复杂、占地面积大，并可实现对零件的一次装夹多
工位加工，比较适合于加工 类零件。
5、进行实时误差补偿可利用 和 功能实现
6、数控机床按伺服系统的控制方式分类可分为 、 和
和 系统。
7、数控机床常用 数据通信口。
8、计算机数控系统软件主要由 和 组成。
9、光栅按其用途可分为 和 。
10、鉴相伺服系统中鉴相器的作用是：

二、 选择题（20分）
1、4、 1、国外数控机床最高可控轴数为（ ）轴
A、24 B、16 C、12 D、6
2、1952年由美国麻省理工学院研制成功世界上第一台（ ）
A、数控车床 B、数控钻床 C、加工中心 D、数控铣床
3、以下哪一种不是滚珠丝杠的间隙调整法（ ）
A、齿差调隙 B、螺栓调隙 C、双螺母调隙 D、垫片调隙
4、十进制代码36D转换为二进制代码为（ ）
A、100100B B、011011B C、011110B D、101101B

5、以下哪一个种类不是编码盘的结构分类（ ）
A、光电式 B、电磁式 C、电气式 D、接触式
6、CRT控制器不能生成哪种功能（ ）
A、点信号 B、行信号 C、列信号 D、祯信号
7、在刀具补偿中，两段程序的矢量夹角在180度到360度范围，属于
（ ）类型。
B、 插入型 B、综合型 C、伸长型 D、缩短型
8、数控机床主轴用于高速、轻载，其主轴的支撑形式采用（ ）
A、前支撑采用双列滚子轴承和向心推力轴承，后支撑向心推力轴承
B、前支撑采用高精度双列向心推力轴承
C、前支撑采用双列圆锥滚子轴承，后支撑采用单列圆锥滚子轴承
D、前支撑采用单列向心推力球轴承，后支撑采用双列圆锥滚子轴承

三、判断题（10分）
1、数控机床采用起动诊断是为了确认数控各硬件模块是否正常（ ）
2、数控机床使用的PLC类型有内装型和独立型，内装型独立于CNC外，
而独立型与CNC的来往信号由内部实现，其造价较底（ ）
3、位置检测装置要求具有抗干扰能力，包括对电磁、油污和温度方面（ ）
4、滚珠丝杠若采用两端装止推轴承可大大提高轴向刚度，且无压杆稳定性问题（ ）
5、数控车床采用平床身布局，工艺性好，且易于排屑和冷却液的排流（ ）

四、名词解释（9分）
1、光栅：

2、定位精度：

3、联动轴数：

五、问答题（31分）
1、数控车床上编码器的作用是什么？（4分）

2、滚珠丝杠螺母副有哪些优点？（5分）

3、感应同步器具体有哪些特点？（6分）

4、EPROM和RAM的区别是什么？（6分）

5、鉴幅式伺服系统中的控制电路由哪些部分组成？每一部分的功能是什么？（10分）

六、计算题（10分）
用逐点比较法对直线OA进行插补，终点A（3，5），并画出插补轨迹。

序号
偏差判别
坐标进给
新偏差计算
终点判别

《数控机床机械系统运行》A卷标准答案
一、 填空
1、 刀具编码 刀座编码 计算机编码 2、可编程控制器 主轴驱动器 进给装置 3、双蜗杆传动 双螺距变齿厚蜗杆 4、箱体 5、插补运算 位置控制 6、开环 闭环 半闭环 7、异步窜行 8、管理软件 控制软件 9、圆光栅 直线光栅 10、用于鉴别指令进给信号与反馈信号的相位差，并输出与之成正比的电压信号。
二、选择 ADBA CCDB
三、1、对 2、错 3、对 4、对 5、错
四、名词解释
1、光栅：是由许多等节距的透光缝隙和不透光的刻线均匀相间排列而构成的光感器件
2、定位精度：指数控机床工作台等移动部件在确定的终点所达到的实际位置的精度。
3、联动轴数：指机床数控装置控制的坐标轴同时达到空间某一点的坐标数目。
五、问答题
1、答：发出检测脉冲信号，使主轴的旋转运动与进给运动相协调，以满足加工各种螺纹的需求，并保证车削螺纹多次走刀时不乱扣和车多头螺纹时的分度准确。
2、答：1）摩擦系数小，传动效率高，所需传动转矩小。2）灵敏度高，传动平稳，不易产生爬行，随动精度和定位精度高。3）磨损小，寿命长，精度保持性好。4）可通过预紧和间隙消除措施来提高轴向刚度和反向精度。5）运动具有可逆性，旋转运动和直线运动可转换。
3、答：1）精度高，由于两滑尺间没有机械传动，无机械传动误差，测量精度决定于感应同步器的制造精度，同时有较多绕组参与工作，误差均化。2）两滑尺间有间隙无磨损，维护简单，寿命长。3）受温度变化影响小，主要是采用了与机床差不多的线膨胀系数。4）可通过拼接方式加长测量尺寸，使用灵活。5）以电磁感应信号控制，环境适应性强。
4、答：1）EPROM：用于存放CNC装置的系统程序，其内容只能由CNC装置的生产厂家写入，断电后信息不丢失，只能被CPU读出，不能写入新内容。2）RAM：主要用于存放用户编写的加工程序和加工运算的中间结果，存入信息可由CPU读出，断电后信息消失。
5、答：1）解调电路：用于对正弦信号滤波、放大、整流，转变为方向和幅值分别与工作台的方向和位移对应成比例的直流电压信号。2）电压频率转换器：根据输入的电压值产生相应的脉冲。3）SIN/COS发生器：根据电压频率转换器输出的脉冲个数和方向，产生测量元件的励磁信号。4）比较器：对指令脉冲信号和反馈信号进行比较。5）数模转换器：把比较器的数量转变为电压信号。
六、计算题
序号
偏差判别
坐标进给
新偏差计算
终点判别
1

7
2

6
3

5
4

4
5

3
6

2
7

1
8

0

五、计算题（16分）
用逐点比较法对直线OA进行插补，终点A（2，4），并画出插补轨迹。

序号
偏差判别
坐标进给
新偏差计算
终点判别

5