数控机床试卷及答案

数控机床

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工程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。

批量大

小

复杂程度复杂简单

系．功率步进电机一般用于普通机床的数控改造，以及对精度要求较低的场合等3当以。对于三相步进电机，统。步进电机的步距角是指

。α＝双相通电方式，齿数为40时。此时步距角或实现桓速切削的功能，．为了保证数控机床总是能在最有利的切削速度下进行加工，4 。因此，现代数控机床常采用数控机床的主轴转速通常在其调速范围内

作为主运动的动力源。

，标制着数控机床精度的分辨率，其值一般5．数控机床的最小设定单位是

所有的编程单位都应转换成与最小设定单位相应在编程时，，为

的数据。提高机床的静。和6．通常把数控车床的床身导轨倾斜布置，可改善其刚度。；数控机床具的技术；计算机数控（CNC）是指7．数控技术是

等优点。、、、、有

；按其实现的功能来分类，或8．插补器就实现的方法而言，可用

等类型。、它可分为、

。．刀具半径补偿是指9

。和左偏刀具半径补偿指令和右偏刀具半径补偿指令分别为

18分）二．简答题（每题6分，共何谓二轴半坐标数控机床？1．

它们分别的作用如何？伺服系试论述数控机床的进给伺服系统是由哪几部分组成，2．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）

7，4)，设累加器为，终点为E(3位，试按，起点为若加工第一象限直线OEO(0，0)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。由于脉冲当量是规定的，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？

移动方向和移动的速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、2．度？

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。．3

谈谈你对现代数控机床发展趋势的看法和学习体会。．4

数控机床

一．填空题（每题4分，共36分）

1．轮廓尺寸，进给脉冲，伺服电机

2．

批量专用机

数控机普通机

复杂程度复杂简单

．开环，步进电机每步的转角33603600?51.??＝240?mzk3? 4．连续无级可调，直流或交流调速主轴电机0.01mm 0.0001～5．数控机床能实现的最小位移量，6．排屑条件，受力状态．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7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。, 二次圆，抛物线等8．硬件逻辑电路，执行软件程序，直线插补．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9，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具半径值（补偿量）要求的轮廓形状。分）6分，共18二．简答题（每题．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1其中两个轴互为联动，而另一个轴作周期进给，如距运动。主要用于三轴以上控制的机床，在数控铣床上用球头铣刀采用行切法加工三维空间

曲面。．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：2经伺服驱由伺服驱动电路作转换和放大后，接收数控系统发出的进给速度和位移指令信号，和机械传动机构，驱动机床)(直流、交流伺服电机，功率步进电机，电液脉冲马达等动装置伺服系统常用的驱动元件是步进主轴头架等执行部件实现工作进给和快速运动。的工作台、电机、直流伺服电机和交流伺服电机。．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3焊接结构还无需铸造结构所需的出砂口，有可能将基础件做板的承裁及抵抗变形的作用；大几乎相差一倍。因此，比铸铁的弹性模量E成完全封闭的箱形结构；钢板的弹性模量E E值大的材料刚度则高。在结构相同时，

10分）三．计算题（中，及Jvy 存放在Y 化成二进制数X＝111B及＝100BJvx4 Y7 X 解：1．将＝及＝eeee33-24插补轨迹见图。2m选寄存器容量为三位，则累加次数＝＝8插补运算过程如下表所示，所示。．

分）4计算正确（6分），绘图（

36分）分，共四．论述题（每题9 1．解

脉冲当量δ与步距角α的关系式为：（6分）

zsz??31????0360zz42 3分）可通过配算齿轮降速比来满足它们中间的关系（，切使得它们和P．按摩尔条纹特点，可在摩尔条纹移动方向上开设四个窗口P、P、P24214 1/4

摩尔条纹宽度，可以从四个观察窗口得到如下结论：两两相距）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1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

光强变化的周分）（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。3四个

窗口可得到在相位上依次超前或P、P、P和2）确定移动部件的方向：从P4412周期的近似余弦

函数的光强度变化过程。当标尺光栅沿一个方向移动1/4滞后，则摩滞后Pπ/2滞后Pπ/2，PP

π/2, P滞后时，可得到四个光强信号，P422313，Pπ/2，P超前Pπ/2, P超前P尔条纹反向移动时

四个光强变化为P超前π/2423213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3分）超前或滞后关系来确定机床移动部件的移动方向。（）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3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3分）光栅的移动速度，即得到机床移动部件的移动速度。（