数控机床考试试题（附答案）

数控机床考试试题（附答案）
数控机床技术测试试卷A卷<附答案）
⼀、填空题<每空1分，共30分）
1、数控机床按伺服系统的控制⽅式可分为、、。

2、较常见的CNC软件结构形式有软件结构和软件结构。

3、数控技术中常⽤的插补算法可归纳为插补法和插补法，前者⽤于数控系统，后者⽤于数控系统。

4、数控机床上导轨型式主要有滑动导轨、导轨和导轨。

5、数控铣削加⼯需要增加⼀个回转坐标或准确分度时，可以使⽤配备或使⽤。

6、电⽕花加⼯⼀次放电后，在⼯件和电极表⾯各形成⼀个⼩凹坑，其过程可分为电离、、热膨胀、和消电离等⼏个连续阶段。

7、影响材料放电腐蚀的主要因素是、、。

8、影响电⽕花加⼯精度的主要因素是、、。

9、电⽕花成形加⼯极性的选择主要靠经验和实验确定，当采⽤短脉冲时，⼀般应选⽤极性加⼯。

10、数控车床X轴⽅向上的脉冲当量为Z⽅向上的脉冲当量的。

11、数控机床的⽇常维护与保养主要包括、、等三个⽅⾯内容。

12、3B格式的数控系统没有功能，确定切割路线时，必须先根据⼯件轮廓划出电极丝中⼼线轨迹，再按编程。

13、旋转变压器和感应同步器根据励磁绕组供电⽅式的不同，可分为⼯作⽅式和⼯作⽅式。

⼆、判断题<每题1分，共10分，正确打√错误打×）
1、更换电池⼀定要在数控系统通电的情况下进⾏。

否则存储器中的数据就会丢失，造成数控系统的瘫痪。

<）
2、数控机床⼏何精度的检测验收必须在机床精调后⼀次完成，不允许调整⼀项检测⼀项。

<）
3、数控铣削螺纹加⼯，要求数控系统必须具有螺旋线插补功能。

<）
4、电⽕花成形加⼯在粗加⼯时⼀般选择煤油加机油作为⼯作液。

<）
5、当脉冲放电能量相同时，热导率愈⼩的⾦属，电蚀量会降低。

<）
6、开环数控机床，进给速度受到很⼤限制，其主要原因是步进电机的转速慢。

<）
7、当数控机床具有⼑具半径补偿功能时，其程序编制与⼑具半径补偿值⽆关。

<）
8、只有加⼯中⼼机床能实现⾃动换⼑，其它数控机床都不具备这⼀功能。

<）
9、M08指令功能在程序段运动结束后开始。

<）
10、旋转变压器能测量直线位移和⾓位移。

<）
三、选择题<单项选择题、每空1分，共5分）
1、数控加⼯中⼼的主轴部件上设有准停装置，其作⽤是<）
A、提⾼加⼯精度
B、提⾼机床精度
C、保证⾃动换⼑、提⾼⼑具重复定位精度，满⾜⼀些特殊⼯艺要求
2、⽤铣⼑加⼯轮廓时，其铣⼑半径应<）
A、选择尽量⼩⼀些
B、⼤于轮廓最⼩曲率半径
C、⼩于或等于零件凹形轮廓处的最⼩曲率半径
D、⼩于轮廓最⼩曲率半径
3、在数控电⽕花成形加⼯时，为获得较⾼的精度和较好的表⾯质量，在⼯件或电极能⽅便开⼯作液孔时，宜采⽤的⼯作液⼯作⽅式为<）。

A、抽油式
B、喷射式
C、冲油式
4、数控电⽕花⾼速⾛丝线切割加⼯时，所选⽤的⼯作液和电极丝为<）
A、去离⼦⽔、钼丝
B、机油、黄铜丝
C、乳化液、钼丝
D、纯⽔、黄铜丝
5、数控线切割加⼯，丝电极接脉冲电源<）
A、正极
B、负极
C、不确定，可接正极、可接负极
四、写出下列指令代码的功能<10分）
G00 G17 G42 G90 G97 M04 M09 G02 G01 G44 G91 M01 M06 M03 G03 G40 G84 G95 M02 M08
五、简答题<每题5分、共15分）
1、模态代码
2、试说明基准脉冲插补法和数据采样法的特点？
3、译码
六、FANUC-0T系统的指令，编写下图零件数控加项⽬序<并注意⼑具半径补偿）。

<10分）
七、按华中数控铣床的指令格式，编写下图零件的数控加项⽬序<⼯件厚度10mm）。

<10分）
⼋、⽤3B格式按下图电极丝中⼼轨迹编制内型腔的数控线切割程序<⽑坯尺⼨为
100×100mm）。

<10分）
⼀、填空题<每空1分，共30分）
1、开环、全闭环、半闭环。

2、前后台型、中断型。

3、基准脉冲、数据采样，开环，闭环。

4、直线滚动，液体静压。

5、回转⼯作台，数控分度头。

6、放电、抛出⾦属。

7、极性效应、电参数、⾦属材料热学常数。

8、放电间隙⼤⼩及⼀致性、电极的损耗、⼆次放电。

9、正。

10、⼀半。

11、保持设备清洁、定期对各部位进⾏检查、进⾏必要的调整与更换。

12、间隙补偿，电极丝中⼼轨迹。

13、鉴相，鉴幅。

⼆、判断题<每题1分，共10分，正确打√错误打×）
1、<√）
2、<√）
3、<√）
4、<×）
5、<×）
6、<×）
7、<√）
8、<√）
9、<×）
10、<×）
三、选择题<单项选择题、每空1分，共5分）
1、< C ）
2、< C ）
3、< A ）
4、< C ）
5、< B ）
四、写出下列指令代码的功能<10分）
G00点定位 G17 XY平⾯选择 G42⼑具半径右偏置 G90绝对尺⼨ G97 主轴每分钟转数M04 主轴反转 M09 冷却液关 G02顺时针圆弧插补 G01直线插补 G44⼑具长度负偏置G91相对尺⼨ M01 计划停⽌ M06 换⼑ M03主轴正转 G03 逆时针圆弧插补
G40⼑具半径补偿注销 G84攻丝循环 G95 主轴每转进给 M02 程序结束 M08开液状冷却液
五、简答题<每题5分、共15分）
1、模态代码
答：模态代码也称为续效代码，模态代码在程序段中⼀经被应⽤，⼀直连续有效，直到出现同组的任⼀代码时才失效。

准备功能指令、辅助功能指令均可分为模态代码和⾮模态代码。

F功能、S功能、T功能均为模态代码。

2、试说明基准脉冲插补法和数据采样法的特点？
答：基准脉冲插补法其特点是每插补运算⼀次，最多给每⼀轴进给⼀个脉冲，产⽣⼀个基本长度单位和移动量。

输出脉冲的最⼤速度取决于执⾏⼀次运算所需时间，其插补程序简单，但进给率受到⼀定的限制，所以⽤于进给速度要求不很⾼的数控系统或开环数控系统中。

插补运算的频率决定进给速度的⼤⼩，输出进给脉冲的数量决定位移量的⼤⼩。

数据采样插补法其特点是其位置伺服通过计算机及测量装置构成闭环，在每个插补运算周期输出的不是单个脉冲，⽽是线段。

计算机定时对反馈回路采样，得到采样数据与插补程序所产⽣的指令数据相⽐较后，⽤误差信号输出去驱动伺服电机。

这种⽅法所产⽣的最⼤速度不受计算机最⼤运算速度的限制。

3、译码
答：所谓译码，指的是将输⼊的数控加项⽬序段按⼀定规则翻译成数控装置中的计算机能够识别的数据形式，并按约定的格式存放在指定译码结果缓冲器中。

具体地说，译码是把数控
加项⽬序缓冲器中的字符逐个读⼊，先识别出其中的⽂字码和数字码，然后根据⽂字码所代表
的功能，将后续数字码送到相应译码结果缓冲器单元中。

六、FANUC-0T系统的指令，编写下图零件数控加项⽬序<并注意⼑具半径补偿）<10
分）
答题要点：1）程序应符合FANUC-0T系统的程序格式；
2）程序应有有效的程序名；
3）合理建⽴⼯件的坐标系；
4）合理选择⼯艺路线及计算各节点坐标值；
5）合理选择⼑具并建⽴⼑具补偿；
七、按华中数控铣床的指令格式，编写下图零件的数控加项⽬序<⼯件厚度10mm）。

<1
0分）
答题要点：1）程序应符合华中数控系统的程序格式；
2）程序应有有效的程序名；
3）合理建⽴⼯件的坐标系；
4）合理选择⼯艺路线及计算各节点坐标值；
5）合理选择⼑具并建⽴⼑具补偿；
⼋、⽤3B格式按下图电极丝中⼼轨迹编制数控线切割程序。

<10分）
答题要点：1）程序应符合格式：B X B Y B J G Z；
2）程序应有程序名；
3）合理选择穿丝孔位置；
4）合理计算各节点坐标值
中南⼤学现代远程教育课程测试复习题及参考答案
数控技术
⼀、填空题：
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.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.对⼑操作就是确定和之间关系的操作。

4.直流伺服电动机的控制特性是指其速度随化的特性，⽽其机械特性是指其速度随
变化的特性。

5.⼑具在机床上的位置是由的位置来表⽰的。

6.JB3051-82规定，数控机床坐标轴和⽅向是基于____固定，__移动。

7.数控机床上采⽤的导轨主要有、、等三种形式。

8.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。

9.光栅作为位移传感器，其⾼精度源于的莫尔条纹的和两⼤效应。

若光栅栅距为0.01mm，两块光栅
之间的夹⾓为0.057°，则莫尔条纹宽度约为。

10.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。

/doc/1c1f61f2e55c3b3567ec102de2bd960591c6d978.html C系统软件必须完成和两⼤任务。

12.步进电机的“失步”现象有两种表现形式，即和
13.⼑具在机床上的位置是由的位置来表⽰的。

14.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。

15.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。

16.若三相步进电机<三相绕组分别为A、B、C），请写出三相六拍⼯作⽅式的通电顺序：。

17.对于第四象限逆圆弧来说，当F≥0时其进给⽅向为，偏差计算公式为。

18.数控机床的脉冲当量是指。

19.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。

20.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。

21.改变，不改变加项⽬序，就可以实现同⼀轮廓的粗、精铣加⼯。

22.数控机床按伺服系统的控制⽅式可分为、和。

⼆、判断题：
1.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。

2.步进电机的步距⾓越⼤，控制精度越⾼。

3.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。

4.脉冲编码器机可以转⾓，也可以测转速
5.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。

6.采⽤细分电路可以提⾼开环步进式伺服驱动系统的精度。

7.点位控制系统不仅要控制从⼀点到另⼀点的准确定位，还要控制从⼀点到另⼀点的路径。

8.顺时针圆弧插补
9. 编制数控加项⽬序时⼀般以机床坐标系作为编程的坐标系。

10.数控机床适⽤于单品种，⼤批量的⽣产。

11.只有采⽤CNC技术的机床才叫数控机床。

12.圆弧插补中，对于整圆，其起点和终点重合，⽤R编程⽆法定义，所以只能⽤圆⼼坐标编程。

13.插补运动的实际插补轨迹始终不可能与理想轨迹完全相同。

/doc/1c1f61f2e55c3b3567ec102de2bd960591c6d978.html C系统中，由硬件完成的功能原则上不可以由软件完成。

15.编制数控加项⽬序时⼀般以机床坐标系作为编程的坐标系。

16.不同的数控机床可能选⽤不同的数控系统，但数控加项⽬序指令都是相同的。

17.与普通车床相⽐，数控车床传动链短、床头箱结构要复杂些。

三、单项选择题：
/doc/1c1f61f2e55c3b3567ec102de2bd960591c6d978.html C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 2.下列正确表⽰机床坐标系的是< ）
A 、X
B 、X
C 、Z
D 、Y
3.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最⾼？ < ）
A 、1um/脉冲
B 、5um/脉冲
C 、10um/脉冲
D 、0.01mm/脉冲 4.设编程原点在⼯件的上表⾯，执⾏下列程序后，钻孔深度是< ）。

G90 G01 G43 Z-50 H01 F100
A ．48mm ； B.52mm ； C.50mm 。

5.⼀直线的起点坐标在坐标原点，终点坐标为A
6.加⼯中⼼与其他数控机床的主要区别是( >。

A .有⼑库和⾃动换⼑装置；
B .机床转速⾼；
C .机床刚性好；
D .进⼑速度⾼ 7. 数控机床的数控装置包括(>。

A.光电读带机和输⼊程序载体；
B.步进电机和伺服系统
C.输⼊、信息处理和输出单元；
D.位移、速度传感器和反馈系统 8.G00的指令移动速度值是< ）。

A ．机床参数指定；
B 数控程序指定；
C 操作⾯板指定。

9．编程坐标系⼀般指的是< ）
A ．机床坐标系； B. ⼯件坐标系；
10．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 11. A 步进电机的转速是否通过改变电机的<）⽽实现。

A. 脉冲频率B. 脉冲速度C. 通电顺序。

12.程序编制中⾸件试切的作⽤是( >。

A.检验零件图样设计的正确性；
B.检验零件⼯艺⽅案的正确性；
C.测试数控程序的效率；
D.检验程序单及控制介质的正确性，综合检验所加⼯的零件是否符合图样要求。

13. 在开环数控机床进给系统中，下列电机唯⼀可⽤的是< ）。

A .直流伺服电机
B .交流伺服电机
C .步进电机
D .⼤惯量电机。

Z
X
X
Y
Y
Z
Z
Y
14. ⽤逐点⽐较法插补起点为<0，0），终点坐标为A<60，20）的⼀条直线，若当前偏差函数值为40，则⼑具进给⽅向为<）。

A.+X；
B.–X；
C.+Y；
D.-Y。

15.数控机床上直流电动机最常⽤的调速⽅法是< ）
A.调压调速法；
B.调励磁磁场调速法；
C.电枢电路串电阻法；
D.电枢电路串电感法
16. ⽤光电盘测量⾓位移时，为判别⾓位移⽅向，采⽤两套光电转换装置，使它们产⽣的电信号在相位上相差< ）。

A.1/4周期；
B.1/2周期；
C.⼀周期；
D.3/4周期。

17.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
18. CNC系统的中断管理主要靠< ）完成，⽽系统的中断结构决定了系统软件的结构。

A、软件
B、硬件
C、CPU
D、总线
19．步进电机的转速与下⾯哪些因素⽆关？< ）
A、脉冲信号的频率
B、转⼦齿数
C、通电⽅式
D、定⼦绕组中的电流⼤⼩
四、简答题：
1．开环进给系统中，如何补偿机械传动间隙和滚珠丝杆螺距误差？
2．数控机床对进给伺服系统的要求有哪些?
3．开环、闭环和半闭环进给系统的区别是什么？各有什么特点？
4．步进电机的主要性能指标有哪些？试⽐较驱动步进电机的三种功率放⼤器特点。

5．编程轨迹⼏何要素的连接关系如图所⽰，⼑补⽅向为左⼑补，试确定A、B、C、D各处的转接类型，并说明判别依据是什么？
6．数控机床⼀般由哪⼏个部分组成？各部分起什么作⽤？
五、计算题：
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<，），其值为＝5，＝6，试写出其直线插补运算过程，并绘出其插补轨迹。

2.⽤数字积分
3.某CNC机床采⽤丝杆螺母副驱动⼯作台的直线进给运动，丝杆与电机直接相连，丝杆导程为10mm ，步进电机每转400步，⼯作台的最⾼进给速度为2.4m/min，求：
1）系统的脉冲当量δ。

2）最⾼速进给时的进给脉冲频率。

六、插补题：
1．试推导出逐点⽐较法插补第⼆象限逆圆时的偏差函数递推公式，并画出插补程序流程图。

七、编程题：
1.编写车削加项⽬序，加⼯ABCDEFG 部位的外轮廓，直径设定。

加⼯尺⼨如图，其它参数合理⾃定。

各程序段要求注释。

2.⽤有关的循环加⼯指令<或简单指令）编程加⼯如图所⽰零件的孔系，程序原点选与机床原点重合，所有孔均
削加⼯。

3.
⽤
⼑具半径补偿的⽅法编写外轮廓铣削加项⽬序，⼯件形状如图所⽰，⼯件厚度5mm 。

⼑具路线等其它参数、坐标系合理⾃定。

要求考虑⼑具半径补偿。

各程序段要求注释。

参考答案
⼀、填空题：
1.⼑具与⼯件
2.数据点的密化<或数据密化）
3.⼯件坐标系机床坐标系
4.电压负载转矩
5.⼑位点
6.⼯件⼑具
7.静压导轨、滚动导轨、塑料导轨
8.13 0
9.放⼤平均 10mm
10.数控装置、伺服系统
11.管理、控制
12.丢步、越步
13.⼑位点
14.循环轮流中断优先
15.位置、速度
16.A－AB－B－BC－C－CA－A<或者A－AC－C－CB－B－BA－A）
17.+y F=F-2y+1
18.每个脉冲信号使数控机床移动部件产⽣的位移量。

19.数字化信号<或数字化代码）
20.多微处理机单微处理机
21.⼑具半径补偿值的⼤⼩
22.开环数控机床半闭环数控机床闭环数控机床。

⼆、判断题:
1.×
4.√
5.×
6.√
7.×
8.√
9.×10.×
11.×12.×13.×14.×15.×16.×17.×
三、单项选择题:
1.A
2.A
3.A
4.C
5.B
6.A
7.C
8.A
9.B10.A 11.A12.D 13.C 14.C 15.A
16.A17.A 18.B 19.D
四、简答题:
1.机械传动间隙和滚珠丝杆螺距误差可采⽤机械、硬件、软件补偿⽅法。

其中机械补偿⽅法：
传动间隙的补偿有偏⼼轴套调整、轴向垫⽚调整、双⽚薄齿轮调整等
滚珠丝杆螺距误差常采⽤双螺母调整
软件或硬件补偿法：
预先测得传动间隙，每次在进给反向时通过软件或硬件电路额外发出对应于间隙值的指令位移，以进⾏补偿。

2.⼀般来说，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。

3.开环系统中没有位置检测和反馈。

半闭环系统中的位置检测和反馈信号不是取⾃最终的进给部件，⽽是取的电动机轴或丝杆等中间环节，
闭环系统中的位置检测和反馈信号是取⾃最终的进给部件<如⼯作台）。

所以闭环系统的精度最⾼，但稳定性稍差。

开环系统的精度最低，但成本也最低
4.主要性能指标：步距⾓、静态步距误差、输出扭矩、最⾼启动、停⽌脉冲频率、边
续运⾏的最⾼⼯作频率、步进运⾏和低频振荡等。

其驱动电路有三种功率放⼤器：单电压功率放⼤电路、双电压功率放⼤电路和斩波恒流功放电路，区别如下：
单电压功率放⼤电路：功耗⼤，⼀般只⽤于⼩功率步进电机驱动；
双电压功率放⼤电路：采⽤⾼、低电压两种供电电源以降低能耗，⾼频⼯作时有较⼤的转动⼒，多⽤于中、⼤功率步进电机驱动；
斩波恒流功放电路：利⽤斩波⽅法使电流恒定在额定值附近，不需外接电阻来限流和减少时间常数；能耗⼩，电源效率⾼；能提⾼⾼频⼯作频率，是⽬前使⽤最普及的⼀种驱动电路。

5.A、B、D均为缩短型，因为夹⾓都为0～180度。

C为伸长型，因为夹⾓为180～270度。

6.数控机床⼀般包括五部分，各部分的作⽤如下：
<1）控制介质：存储程序、参数。

<2）数控装置：将加项⽬序译码轨迹计算<速度计算）、插补计算、补偿计算，向各坐标的伺服驱动系统分配速度、位移命令。

这⼀部分是数控机床的核⼼<3）伺服系统：接受数控装置来的指令，将信号进⾏调解、转换、放⼤后驱动伺服电机，带动机床执⾏部件运动。

<4）测量装置：电流、速度、位置等检测反馈装置。

<5）机床本体：包括主运动部件、进给运动部件、执⾏部件和基础部件，最终实现⼑具和⼯件的相对运动。

五、计算题:
1.因为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。

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 +X
2 +Y
4 +X
5 +Y
6 +X
7 +Y
8 +X
9 +Y
10 +X
11 +Y
插补轨迹如下图所⽰：
3.步进电机每转400步，即步距⾓为：
（1）系统的脉冲当量为：
（2）设⼯作台最⾼进给速度V时步进电机的转速为n转每分钟，对应的进给脉冲频率为f. 则:
由以上两式得：
六、插补题:
如图，第⼆象限逆圆弧，起点为A
瞬时加⼯点P
<1）当F i ，j >0时，
，点P
－
y ⽅向进给⼀步。

则新的加⼯点为
新偏差为
即偏差函数递推公式为
<2）当F i ，j <0时，
，点P
－
x ⽅向进给⼀步。

则新的加⼯点为
新偏差为
即偏差函数递推公式为
<3）当F i ，j =0时<如起点），
，点P
y ⽅向进给⼀步<同当F i j 插补程序流程图：七、编程题：
1．
N08 Z-101 -F
N09G02 X114 Z-131R35 -G N10 G00 X120 Z90 M02 2.
N01 G92 X0 Y0 Z0 N02 S300 M03 M07
N03 G99 G81 X30 Y-60 Z-43 R-27 F20 -1孔
N04 G98 Y-80 2孔
N05 G99 G81 X50 Y-60 Z-43 R-27 F20 3孔 N06 G98 Y-60 4孔N07 G99 G81 X70 Y-60 Z-43 R-27 F20 5孔 N08 G98 Y-80 6孔初始化 x=x 0, y=y 0, F=0 往－y ⽅向⾛⼀步往－x ⽅向
⾛⼀步
F ←F-F ←F-y ←y-1 x ←x-1
J ←J-J=0
结束
开始 A
B
X
Y
O
N09 G99 G81 X90 Y-60 Z-43 R-27 F20 7孔
N10 G98 Y-60 8孔
N11 G99 G81 X110 Y-60 Z-43 R-27 F20 9孔
N12 G98 Y-80 10孔
N13 G00 X0 Y0 Z0 M05 M09
N14 M02
3.
设⼯件坐标系原点位于⼯件上表⾯的R50圆⼼处。

选择⼑具半径⼩于或等于8mm
N01 G92 X-150 Y-200 Z200
N02 G00 Z-5 S300 M03
N03 G01 G41 X-50 Y-100 D01 F150
N04 Y0
N05 G02 X50 R50
N06 G01 Y-100
N09 G03 X22 Y-75 R8
N10 G01 X-22
N11 G03 X-30 Y-83 R8
N12 G01 Y-100
N13 G01 X-50
N14 G00 G40 X-150 Y-200 M05
N15 G00 Z200 M02
数控技术及数控机床试卷
学⽣姓名：，班级：，学号：，成绩：
⼀．填空题<每题4分，共36分）
1．数控加⼯中的最基本问题就是根据所输⼊的零件加项⽬序中有关⼏何形状和
的原始数据及其指令，通过相应的插补运算。

按⼀定的关系向各个坐标轴的驱动控制器分配，从⽽使得驱动⼯作台相对主轴的运动轨迹,
以⼀定的精度要求逼近于所加⼯的零件的外形轮廓尺⼨。

2．按加⼯批量和零件的复杂程度，试在下图区域内标出通⽤机床、专⽤机床和数控机床的适⽤位置。

40时。

此
时，所有的编程单位都应转换成与最⼩设定单位相应的数据。

6．通常把数控车床的床⾝导轨倾斜布置，可改善其和。

提⾼机床的静刚度。

7．数控技术是的技术；计算机数控
9．⼑具半径补偿是指。

左偏⼑具半径补偿指令和右偏⼑具半径补偿指令分别为和。

⼆．简答题<每题6分，共18分） 1．何谓⼆轴半坐标数控机床？
2．试论述数控机床的进给伺服系统是由哪⼏部分组成，它们分别的作⽤如何？伺服
系统常⽤的驱动元件是什么？
3．简述数控车床采⽤钢板焊接床⾝的原因。

三．计算题<10分）
若加⼯第⼀象限直线OE ，起点为O(0，0>，终点为E(7，4>，设累加器为3位，试按DDA 法进⾏插补计算，并绘出插补轨迹图。

四．论述题<每题9分，共36分）
1．试推导下图内的脉冲当量δ与步距⾓α的关系式，假设已知各齿轮齿数和丝杠的导程。

因为脉冲当量是规定的，步进电机⼀经选定后，其步距⾓也是⼀定的，试回答如何满⾜脉冲当量与步距⾓中间的关系？2．试讨论利⽤光栅的摩尔条纹特点如何来检测机床移动部件的位移、移动⽅向和移动的
速度？ 3．试分别论述开环控制系统、半闭环控制系统和闭环控制系统的实现⽅式和特点。

4．谈谈你对现代数控机床发展趋势的看法和学习体会。

数控技术及数控机床试卷标准答案
．开环，步进电机每步的转⾓ 4．连续⽆级可调，直流或交流调速主轴电机567．以数字量编程实现机械或其他设备⾃动⼯作，⽤计算机通过数字信息来⾃动控制机床，加⼯精度⾼，⽣产效率⾼，减轻⼯⼈劳动强度，改善了劳动条件，有利于⽣产管理，有利于向⾼级计算机控制和管理⽅⾯发展。

8．硬件逻辑电路，执⾏软件程序，直线插补, ⼆次圆，抛物线等
9．具有这种功能的数控装置能使⼑具中⼼⾃动地从零件实际轮廓上偏离⼀个指定的⼑
普通机床数控机床
具半径值<补偿量），并使⼑具中⼼在这⼀被补偿的轨迹上运动，从⽽把关键加⼯成图纸
上要求的轮廓形状。

⼆．简答题<每题6分，共18分）
1．⼆轴半坐标数控机床在结构上有三个坐标，可同时控制两个坐标，⽽第三个坐标作等间距运动。

主要⽤于三轴以上控制的机床，其中两个轴互为联动，⽽另⼀个轴作周期进给，如在数控铣床上⽤球头铣⼑采⽤⾏切法加⼯三维空间曲⾯。

2．由伺服驱动电路、伺服驱动装置、机械传动机构及执⾏部件四部分组成。

它的作⽤是：接收数控系统发出的进给速度和位移指令信号，由伺服驱动电路作转换和放⼤后，经伺服驱动装置(直流、交流伺服电机，功率步进电机，电液脉冲马达等>和机械传动机构，驱动机床的⼯作台、主轴头架等执⾏部件实现⼯作进给和快速运动。

伺服系统常⽤的驱动元件是步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机。

3．采⽤钢板焊接床⾝结构可采⽤最有利于提⾼刚度的筋板布置形式，能充分发挥壁板和筋板的承裁及抵抗变形的作⽤；
焊接结构还⽆需铸造结构所需的出砂⼝，有可能将基础件做成完全封闭的箱形结构；钢板的弹性模量E⽐铸铁的弹性模量E⼤⼏乎相差⼀倍。

因此，在结构相同时，E值⼤的材料刚
度则⾼。

三．计算题<10分）
1．解：将X e＝7及Y e＝4化成⼆进制数X e＝111B及Y e＝100B存放在Jvx及Jvy 中，选寄存器容量为三位，则累加次数m＝23＝8。

插补运算过程如下表所⽰，插补轨迹见图3-24所⽰。

计算正确<6分），绘图<4分）
四．论述题<每题9分，共36分）
1．解
脉冲当量δ与步距⾓α的关系式为： <6分）
可通过配算齿轮降速⽐来满⾜它们中间的关系 <3分）
2．按摩尔条纹特点，可在摩尔条纹移动⽅向上开设四个窗⼝P1、P2、P4和P4，切使得它们两两相距1/4摩尔条纹宽度，可以从四个观察窗⼝得到如下结论：
机床移动部件的位移检测：标尺光栅装在机床移动部件⼯作台上，赶上读数头
装在床⾝上，当标尺光栅移动⼀个栅距时，摩尔条纹也移动⼀个摩尔条纹宽度。

即透过任⼀窗⼝的光强度变化⼀个周期。

所以可观察窗⼝透过的光强变化的
周期数来确定标尺光栅移动了⼏个栅距，从⽽测得机床⼯作台的位移。

<3分）
确定移动部件的⽅向：从P1、P2、P4和P4四个窗⼝可得到在相位上依次超前或
P3滞后P4π/2，则摩尔条纹反向移动时四个光强变化为P1超前P2π/2，P2超前P3π/2,
P3超前P4π/2，我们就可断定标尺光标沿反向移动。

即按四个观察窗⼝得到光强
度变化的相互超前或滞后关系来确定机床移动部件的移动⽅向。

<3分）
确定移动的速度：根据摩尔条纹的特点，标尺光栅的移动位移与摩尔条纹位移
成正⽐，因此标尺光栅的移动速度与摩尔条纹的移动速度⼀致，也与观察窗⼝
的光强度变化频率向对应。

根据透过观察窗⼝的光强度变化的频率来确定标尺
光栅的移动速度，即得到机床移动部件的移动速度。

<3分）
3．开环控制⽅式通常是以步进电机或电液伺服马达为驱动元件，输⼊的数据经过数控系统的运算分配指令脉冲，每⼀个脉冲送给环形分配器驱动步进电机或电液伺服马达，使其转动⼀个⾓度带动传动机构，从⽽使被控制对象移动。

这种⽅式对实际传动机构的动作完成与否不进⾏检查，驱动控制指令发出后不反馈会数控系统，这种控制⽅式容易掌握，调试⽅便，维修简单，但精度不⾼。

<3分）
在数控设备的运动部件上装有测量元件，将运动部件的位置、速度信息及时反馈给伺服系统，伺服系统将指令位置，速度信息与实际信息进⾏⽐较并及时发出补偿控制指令，如果测量元件装在机械传动链末端部件上，如机床⼯作台上，则该系统为全闭环系统，或闭环系统，这种控制⽅式精度⾼，速度快，但维修和调试较困难。

<3分）如果测量元件装在机械传动链的中间部件上，如滚珠丝杠上，则该系统为半闭环系统，这种控制⽅式的精度⽐闭环的低。

<3分）
4．
运⾏⾼速化；<1分）加⼯⾼精化；<1分）功能复合化；<1分）控制智能化；<1分）体系开放化；<1分）驱动并联化；<1分）
交互⽹络化
⾃⼰谈学习体会<3分）。