湖南工业大学数控技术数控试卷2答案

共 8 页
第 6 页
四、 插补计算（22 分）
1、(12)逐点比较法圆弧插补。给出第三象限顺圆逐点比较法插补公式（偏差判 别式、新偏差迭代公式） ，并插补出一半径为 6 的第三象限顺圆弧 AB(列出插补 过程)；画出插补轨迹。 Fi , j 0 xi 1 xi 1
解：
Fi 1, j Fi , j 2 xi 1 Fi , j 0 y j 1 y j 1 Fi , j 1 Fi , j 2 y j 1
(答案)工作原理：数控装置根据机床运动要求发出进给脉冲，进入伺服系统，经脉冲调相器 后，转变为超前（或滞后）于基准信号一个相位角Φ的指令信号，该指令信号送入鉴相器； 检测元件检测出的工作台位移量经信号处理产生反馈信号 θ，送入鉴相器，在鉴相器中，指 令信号与反馈信号相比较，求得两者间的相位差（跟随误差）Φ －θ ，经放大后送入驱动 系统 与指令脉冲相比较，若Φ ＝θ ，说明工作台的实际位移量等于指令信号要求的位移量；若 Φ 不等于 θ , 说明工作台的实际位移量不等于指令信号要求的位移量， 鉴相器将Φ 和 θ 的 差值经放大送入驱动系统，继续驱动电机转动，直至Φ ＝θ 为止。 区别：1、鉴相式伺服系统的测量元件是以相位工作方式工作的，而鉴幅式伺服系统的测量 元件是以鉴幅工作方式工作的； 2、鉴相式伺服系统需要基准信号，而鉴幅式伺服系统中，比较器比较的是数字脉冲 量，需要基准信号。
共
8 页
第 2 页
7、不属于鉴幅式伺服系统组成部分的是： ③ ① 测量元件及信号处理线路； ②比较器； ③基准信号发生器； ④放大器。 8、关于可编程控制器，下面表达正确的是： ② ④ ① 可编程控制器在数控机床的应用中，用于实现刀具的轨迹控制； ② 以刷新方式工作的可编程控制器，其工作过程是对用户程序循环扫描、 顺序执行的过程； ③ PC 中的输出继电器的状态是由程序执行的结果决定的，其触点不可在 程序内使用； ④ PC 中的输入继电器只能由外部信号驱动， 而不能由程序中的指令驱动； 9、在脉冲调相器中，如果采用四位二进制计数器，则每一指令脉冲产生的相移 为 ② ① 90º；②22.5º；③45º；④180º 10、数控机床适合加工: ② ③ ④ ① 大批量生产的标准件；②结构比较复杂精度要求高的零件； ③加工批量小、改型频繁的零件；④多品种小批量生产的零件。
△x
Jvy 111
Y 积分器 Jry 000 111 110 101 100 011 010 001 000 0 1 1 1 1 1 1 1
△y
终点计 数器 JE 000 001 010 011 100 101 110 111 000
备注
结束
共 8 页
第 8 页
五、 用 mcs-51 单片机控制某机床 x 坐标工作台运动的步进开环控 制系统如下图所示： （14 分）
共 8 页
第 5 页
3、(6 分)用 F-40M 指令编写下图所示梯形图的程序
1 LD X400 2 ANI X401 3 LD X402 4 ANI X403 5 ORB 6 LDI X404 7 AND X405] 8 LDI X406 9 AND X407 10 ORB 11 ANB 12 OR X500 13 OUT Y430 14 OUT M100 15 LD X410 16 ORI X411 17 RST C460 18 LD M100 19 OUT C460 20 K 10 21 LD C460 22 OUT Y431 23 END
二、 判断对错并改错，对者在括号内打√，错者打×（24 分） （√ ）1、数控机床的伺服系统可分为两大类：一类是开环伺服驱动系统，
另一类闭环和半闭环伺服驱动系统。 （×）2、逐点比较法和数字积分法是脉冲增量插补法中常用的两种插补方 法，两者都具有实现多坐标联动的优点。 (改正)逐点比较法和数字积分法是脉冲增量插补法中常用的两种 插补方法，数字积分法具有实现多坐标联动的优点。 （×）3、所谓细分电路，就是把步进电机的一步分得细一些。采用十细分 电路后，步进电机的步距角缩小为原来的十分之一，但脉冲当量 不变。 (改正)脉冲当量也为原来的十分之一。 （√ ）4、步进电机的功率放大电路若采用高、低压型驱动电路，则可使电 机启动时， 启动电流迅速上升， 从而使电机的启动频率得以提高。
工作节拍 运算 F=0+2*(-6)+1=-11 X=0,y=-5 F=-11-2*0+1=-10 X=-1,y=-5 F=-10-2*(-1)+1=-7 X=-2,y=-5 F=-7-2*(-2)+1=-2 X=-3,y=-5 F=-2-2*(-3)+1=5 X=-4,y=-5 F=5+2*(-5)+1=-4 X=-4,y=-4 F=-4-2*(-4)+1=5 X=-5,y=-4 F=5+2*(-4)+1=-2 X=-5,y=-3 F=-2-2*(-5)+1=9 X=-6,y=-3 F=9+2*(-3)+1=4 X=-6,y=-2 F=4+2*(-2)+1=1 X=-6,y=-1 F=1+2*(-1)+1=0 X=-6,y=0
共 8 页
第 7 页
2、(10 分)DDA 直线插补。试用 DDA 法插补下图所示直线 OA，被积函数寄存 器和余数寄存器的位数为 5 位，列表给出计算过程，并根据计算结果画出插 补轨迹。
累加次 数△t 0 1 2 3 4 5 6 7 8
Jvx 110
X 积分器 Jrx 000 110 100 010 000 110 100 010 000 0 -1 -1 -1 0 -1 -1 -1
360 N L t t m zk 360 i 360 i k 2，z＝30， 得：＝1.5 解：1、已知m 4，

i
t
360

1.5 6 2.5 360 0.01
2、正转： A AB B BC C CD D DA A 反转： A AD D DC C CB B BA A
序 号 1 2 3 3 4 5 6 7 8 9 10 11
判别 F=0 F=-11<0 F=-10<0 F=-7<0 F=-2 F=5>0 F=-4<0 F=5>0 F=-2<0 F=7>0 F=2>0 F=1>0
进给 +y -x -x -x -x +y -x +y -x +y +y +y
比较 E=12-1 =11 E=10 E=9 E=8 E=7 E=6 E=5 E=4 E=3 E=2 E=1 E=0 结束
共 8 页
第 3 页
（×）5、DDA 法插补需采用进给速度均匀化措施，其主要方法是余数寄存 器预置数。 （改正）左移规格化。 （√）6、在开环伺服系统中，需要进行误差补偿，其中，滚珠与丝杠间的 间隙引起的误差可通过齿隙补偿来减小。 （× ）7、感应同步器同旋转变压器不同，在工作时，感应同步器不需要提供 基准激磁电压信号。 (改正)感应同步器同旋转变压器一样，在工作时，要求提供一组基准 激磁电压信号。 （√ ）8、感应同步器作为位置检测器，若已知其节距为 2 毫米，取脉冲当量 为 1 微米， 则要求脉冲调相器中分频器 （计数器） 的分频系数 m 为 2000； （× ）9、莫尔条纹具有放大作用，若光栅栅距为 0.01 ㎜，指示光栅与标 尺光栅间的线纹夹角为 0.02rad，则莫尔条纹的宽度为 2 ㎜。 （改正）莫尔条纹的宽度为 2 ㎜ （√ ）10、目前，使用最广泛的直流电动机调速系统是 PWM－M 系统，其调 速方法是调节电机电枢电压。
三、 简答题（20 分） 1、 (8 分)在下表相应位置打“√”
工作方式 检测元件
绝对式
增量式
数字式
模拟式
直接式
间接式
旋转式变压器 直线式感应同步器 长光栅 编码盘
√ √ √ √ √ √
√ √ √ √
√
√
2、(6 分)简述闭环伺服系统鉴相工作方式原理，并说明鉴相式伺服系统与鉴幅 式伺服系统的两点主要区别
南 京 航 空 航 天 大 学
共 8 二 OO 三 ~ 二 OO 四学年 第 二 学期 《 考试日期：2004 年 5 月 30 日， 考试班级： 学号： 页 第 1 页
机床数字控制
》考试试题
阅卷教师： 姓名： 成绩：
一、 多项选择填空（20 分）
1、关于数控机床的组成，以下说法正确的是 ① ② ③ ①控制介质是人与机床的联系媒介； ②检测装置是保证数控系统精度的关键； ③数控装置是数控机床的控制核心； ④机床本体在外形结构、整体布局及刀架结构等方面与普通机床相比没有多 大变化。 2、只控制刀具的定位点，在定位过程中不切削、不控制轨迹和速度，这样的控 制系统称为： ① ① 点位控制系统； ② 点位直线控制系统； ③ 直线控制系统； ④ 轮廓控制系统。 3、改变步进电机定子绕组的通电顺序，则： ② ① 步进电机的脉冲当量发生变化； ② 转子的旋转方向发生变化； ③ 步进电机的步距角发生变化； ④ 步进电机转子转速发生变化。 4、对于步进电机的特性，以下说法正确的是 ① ③ ① 启动频率(突跳频率)ƒq 是反映步进电机快速性能的重要指标，若启动时 的频率大于突跳频率，步进电机就不能正常启动，而造成失步； ② 步进电机连续运行的工作频率ƒmax 通常低于步进电机的启动频率ƒq； ③ 最大静态转矩 Mjmax 反应了步进电机的自锁能力； ④ 步进电机采用单相轮流通电方式与单双相轮流通电方式的步距角相同， 采用双相轮流通电方式时步距角可减半； 5、数控机床上加工零件时，刀具相对于零件运动的起始点，称为： ③ ①机械原点；②换刀点；③对刀点；④编程原点。 6、用光栅作为检测元件测量工作台的位移时，通常在光栅尺相对移动的垂直方 向上安装四个光敏元件，它们两两相距： ④ ① 1／2 光栅栅距； ②1/2 莫尔条纹宽度； ③1／4 光栅栅距； ④1／4 莫尔条纹宽度