《数控原理与系统》复习题.doc
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《数控原理与系统》复习题
一、教材
本课程教材为：
王细洋编著，《机床数控技术》，国防工业出版社。
二、复习题
（一）填空题
1．数控机床一般是由控制介质、数控装置、伺服驱动装置、机床本体等部分组成。
2．数控机床是用数字化代码来控制刀具与工件的相对运动，从而完成零件的加工。
3．标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手直角笛卡尔坐标系决定，增大刀具与工件距离的方向即为各坐标轴的正方向。
4．从结构上看，柔性制造系统主要有两部分组成：
一是传递物质的设备，我们称之为物质流；二是传递信息的网络，我们称之为信息流。
5．FMS中文含义是柔性制造系统。
6．数控技术是指用数字化信号对机床运动及其加工过程进行自动控制的一种方法。
7．在整个使用寿命期，根据数控机床的故障频度，数控机床的故障发生规律大致分为三个阶段：
早期故障期、偶发故障期、耗损故障期。
8．确定数控机床坐标系时首先要确定Z轴，它是沿提供切削功率的主轴轴线方向。
9．数控机床按控制运动轨迹可分为点位控制、直线控制和轮廓控制等几种。
按控制方式又可分为开环、闭环和半闭环控制等。
10．穿孔带是数控机床的一种控制介质，国际上通用标准有EIA和ISO两种，我国采用的标准是ISO。
11．当数控机床发生故障时，用于诊断出故障源所在范围或具体位置所使用的程序叫作诊断程序，它一般有三种类型：
启动诊断、在线诊断、离线诊断。
12．从数控机床故障诊断的内容看。
故障诊断专家系统可以用于三个方面：
故障监测、故障分析、决策处理。
13．所谓“插补”就是指在一条已知起点和终点的曲线上进行数据密化的过程。
14．对于以坐标原点为起点的第一象限直线OA，其偏差函数为：
，若，刀具往+X进给；若，刀具往+Y进给。
15．逐点比较法的直线插补过程为每走一步都要进行：
偏差判别、坐标进给、偏差计算和终点判别四个节拍。
16．CNC系统的插补计算一般采用软件插补和硬件插补相结合的办法，即由CNC软件把刀具轨迹分割成若干小线段，再由硬件电路在各个小线段的起点和终点之间进行数据密化，使刀具轨迹在允许的误差之内。
17．专家系统是一种应用大量的专家知识和推理方法求解复杂问题的一种方法，因此一般专家系统主要包括两大部分，即知识库和推理机。
其中知识库中存放着求解问题所需的知识，推理机负责使用知识库中的知识去解决实际问题。
18．第一象限的圆弧的起点坐标为A（xa,ya），终点坐标为B（xb,yb），用逐点比较法插补完这段圆弧所需的插补循环数为|Xb-Xa|+|Yb-Ya|。
19．光栅依不同制造方法有和反射光栅两种。
数控机床中常用透射光栅做位置传感器。
20．数控机床常用的位置检测装置有旋转变压器、同步感应器、光栅尺、磁栅、编码盘等。
21．磁栅是一种录有等节距磁化信号的磁性标尺或磁盘，可用于数控系统的位置测量。
22．数控机床按插补算法分脉冲增量插补和数据采样插补。
23．数控系统的轮廓控制，主要问题是怎样控制刀具或工件的运动轨迹。
24．有关插补算法问题，除了要保证插补计算的精度之外，还要求算法简单。
这对于硬件数控来说，可以简化控制电路，采用较简单的运算器。
而对于计算机数控系统来说，则能提高运算速度，使控制系统较快且均匀地输出进给脉冲。
25．数字积分法又称DDA法。
采用数字积分法进行插补，脉冲分配均匀，易于实现多坐标直线插补联动或描绘平面上各种函数曲线，精度也能满足要求，所以数字积分法在轮廓控制数控系统方面获得相当广泛的应用。
26．CPU是CNC装置的核心，它由运算器和控制器两个部分组成，运算器是对数据进行算术和逻辑运算的部件，控制器是统一指挥和控制数控系统各部件的中央机构。
27．CNC系统中，实时性要求最高的任务是插补和位置控制。
28．旋转变压器是根据电磁感应原理工作的。
29．在单CPU的CNC系统中，主要采用分时共享的原则来解决多任务的同时运行。
30．CNC系统控制软件中两个最突出的特征是：
多任务并行处理和多重实时中断。
31．脉冲发生器有二种类型：
增量式和绝对式。
32．CNC系统中，软件与硬件的分配比例是由性价比决定的。
33．CNC系统软件必须完成管理和控制两大任务。
34．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，解决的办法是循环轮流和中断优先相结合。
35．CNC系统常用外设包括输入设备和输出设备两种。
36．总线是数控系统的硬件之一，它包括数据总线、地址总线和控制总线。
37．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：
多微处理机和单微处理机结构两大类。
38．对单CPU的CNC系统而言，其软件结构通常有两种类型，即前后台型和中断型。
39．数据传送时，接收方和发送方对数据的传送要遵守一定的格式，这种约定叫作通信协议。
40．在CNC系统中，刀具补偿的作用是把工件轮廓轨迹转换成刀具中心轨迹。
41．在实际加工过程中，刀具半径补偿过程一般分为三步：
刀具补偿建立、刀具补偿进行和刀具补偿撤消。
42．刀具半径补偿中程序段转接的类型有伸长型、缩短型、插入型。
43．在闭环数控系统中，机床的定位精度主要取决于检测装置的精度。
44．单微处理器结构CNC装置的微处理器由控制器和运算器组成。
45．步进式伺服驱动系统是典型的开环控制系统，在此系统中执行元件是步进电机。
46．光栅读数头主要由光源、透镜、标尺光栅、光敏元件驱动电路组成。
47．当直线感应同步器只有正弦绕阻励磁，在正弦绕组和定尺上的绕组位置重合时开始移动，滑尺移动2个节距时，感应电动势的值变为零有4处。
48．步进电机的“失步”现象有两种表现形式，即丢步和越步。
49．数控机床伺服驱动系统是指以机床移动部件的位置和速度作为控制量的自动控制系统，又称为拖动系统。
50．直线式感应同步器主要用于测量线位移；旋转式感应同步器主要用于测量角位移。
51．四极绕组式旋转变压器有两种工作方式，即鉴相式和鉴幅式。
52．步进电动机的相数和齿数越多，在一定的脉冲频率下，转速越低。
53．步进电动机的起动频率是指它在一定的负载转矩下能够不失步地起动的最高频率。
54．改变步进电机脉冲频率就能改变步进电机的转速。
55．将反馈元件安装在伺服电机轴上或滚珠丝杠上，间接计算移动执行元件位移进行反馈的伺服系统，称为半闭环伺服系统。
56．三相步进电机的转子上有40个齿，若采用三相六拍通电方式，则步进电机的步距角为1.5°。
57．对步进电机施加一个电脉冲信号时，步进电机就回转一个固定的角度，叫做步距角，电机的总回转角和输入脉冲数成正比，而电机的转速则正比于输入脉冲的频率。
58．伺服系统的输入是插补器发出的指令脉冲，输出是直线或转角位移。
59．旋转变压器是一种常用的角位移检测元件，从其结构来看，它由定子和转子两个部分组成。
（二）选择题
1．下列正确表示坐标系的是（A）
A、Z
Y
XB、Y
Z
X
C、X
Y
ZD、Z
X
Y
2．世界上第一台数控机床是（B）年试制成功的。
A.1951B.1952C.1954D.1958
3．下面哪个部分是数控机床的核心部分？
（B）
A.控制介质B.数控装置C.伺服系统D.测量装置
4．我国从（B）年开始研究数控机械加工技术，并于当年研制成功我国第一台电子管数控系统样机。
A、1952B、1958C、1954D、1959
5．将数控系统分为一般数控机床、数控加工中心机床、多坐标数控机床，是按照下面哪种分类方法进行分类的？
（B）
A、工艺用途B、工艺路线C、有无检测装置D、是否计算机控制
6．数控机床的组成部分包括（ B ）
A.输入装置、光电阅读机、PLC装置、伺服系统、多级齿轮变速系统、刀库
B.输入装置、CNC装置、伺服系统、位置反馈系统、机械部件
C.输入装置、PLC装置、伺服系统、开环控制系统、机械部件
D.输入装置、CNC装置、多级齿轮变速系统、位置反馈系统、刀库
7．计算机数控系统的优点不包括（ C ）
A.利用软件灵活改变数控系统功能，柔性高
B.充分利用计算机技术及其外围设备增强数控系统功能
C.数控系统功能靠硬件实现，可靠性高
D.系统性能价格比高，经济性好
8．在确定数控机床坐标系时，首先要指定的是（ C ）
A、X轴 B、Y轴 C、Z轴 D、回转运动的轴
9．（C ）能对两个或两个以上的坐标方向的运动同时进行严格的连续控制，不仅控制每个坐标的行程位置，还要控制每个坐标的运动速度。
A、点位控制系统 B、点位直线控制系统 C、轮廓控制系统 D、直线控制系统
10．下列关于世界第一台数控机床的描述正确的是（B）。
A、1946年在美国研制成功的 B、它是一台3坐标数控铣床
C、用它来加工直升机叶片 D、它用晶闸管-直流电机驱动
11．数控机床的旋转轴之一B轴是绕（B ）直线轴旋转的轴。
A、X轴 B、Y轴 C、Z轴 D、W轴
12．数控机床诞生于（ A）。
A、美国 B、日本 C、英国 D、德国
13．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更高？
（A）
A、1/脉冲B、5/脉冲C、10/脉冲D、0.01mm/脉冲
14．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JE的初始值，则JE＝（C）。
A、5B、8C、13D、以上都不对
15．数控系统常用的两种插补功能是（C）
A、直线插补和螺旋线插补 B、螺旋线插补和抛物线插补
C、直线插补和圆弧插补 D、圆弧插补和螺旋线插补
16．采用逐点比较法插补第一象限的直线时，直线起点在坐标原点处，终点坐标是（5,7），刀具从其起点开始插补，则当加工完毕时进行的插补循环数是（ C ）
A、10 B、11 C、12 D、13
17．通常数控系统除了直线插补外，还有（ B ）。
A、正弦插补 B、圆弧插补 C、抛物线插补 D、多义线插补
18．逐点比较法插补第二象限一条直线时，当P点在直线下侧（F<0）时，应向（ C ）方向发生一脉冲。
A、+X B、-X C、+Y D、-Y
19．逐点比较法直线插补原理适合于（ A ）。
A、直线或圆弧 B、仅适合于直线
C、适合于任意两坐标成线性关系的曲线 D、适合于二次曲线
20．在数控机床的插补计算中，DDA是指（ B ）。
A、逐点比较插补法 B、数字积分插补法 C、数字增量插补法 D、最小偏差插补法
21．采用逐点比较法对第一象限圆弧进行顺圆插补时，若偏差值是-10，那么刀具下一步的进给方向为（ A ）。
A、+X B、+Y C、-X D、-Y
22．逐点比较法插补的特点是运算直观、输出脉冲均匀且速度变化小，其插补误差（A）
A、小于1个脉冲当量 B、等于2个脉冲当量C、大于2个脉冲当量 D、等于1个脉冲当量
23．CNC系统采用逐点比较法对第一象限的直线插补运算时，若偏差函数小于零，则刀具位于（ B ）。
A、直线上方 B、直线下方 C、直线上 D、不确定
24．第一象限的一段圆弧AB的起点坐标为（0，5），终点坐标为（5，0），采用逐点比较法顺圆插补完这段圆弧时，若脉冲当量为1，沿两坐标轴走的总步数是（ B ）
A、5 B、10 C、15 D、20
25．在逐点比较法圆弧插补中，若偏差函数小于零，则刀具位于（ C ）
A、圆上 B、圆外 C、圆内 D、圆心
26．采用逐点比较法对第一象限的圆弧进行顺圆插补时，若当前刀具位置的坐标是P（Xi,Yi），偏差值是Fi，那么刀具沿正X轴方向走一步后，偏差值Fi+1为（ D ）。
A、Fi-2Xi B、Fi-2Xi+1 C、Fi+2Xi D、Fi+2Xi+1
27．采用逐点比较法对第一象限的圆弧进行顺圆插补时，若当前刀具位置的坐标是P（Xi,Yi），偏差值是Fi，那么刀具沿负Y轴方向走一步后，偏差值Fi+1为（ B ）。
A、Fi-2Yi B、Fi-2Yi+1 C、Fi+2Yi D、Fi+2Yi+1
28．经济型数控系统一般采用（A）CPU，而且一般是单微处理器系统。
A、8或16位B、32位C、64位D、以上都不正确
29．下面哪种设备不是CNC系统的输入设备？
（C）
A、MDI键盘B、纸带阅读机C、CRT显示器D、磁带机
30．下面哪种方法不属于并行处理技术？
（D）
A、资源重复B、时间重叠C、资源共享D、中断执行
31．CNC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）
A、诊断B、插补C、位控D、译码
32．通过键盘或者纸带输入零件加工程序时，系统要不断的对零件加工程序进行格式检查，如果发现格式不符合编程要求，将发出报警信号或提示用户进行修改。
这种诊断方式属于（A）
A、运行中诊断B、停机诊断C、通信诊断D、以上都不对
33．译码程序是以程序段为单位进行译码的，并且把代码存放在代码缓冲器中，代码后的数值存放在数字码寄存器中。
若当前要翻译的程序段为：
N115G01X100Y119F3000LF，并且当前译码程序取出的字符是Y，那么数字码寄存器中存放的数据是（D）
A、3000B、119C、01D、100
34．下述能对控制介质上的程序进行译码的装置是（A）。
A、数控装置B、伺服系统C、机床D、测量装置
35．CNC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管理任务？
（A）
A、插补B、I/O处理C、显示D、诊断
36．下列显示器中不能显示字母X的是（C）
A、CRT图形显示器 B、CRT字符显示器 C、七段LED显示器 D、LCD显示器
37．程序中出现各种异常情况的报警中断属于（C）
A、外部中断B、硬件故障中断C、程序性中断D、内部定时中断
38．下面哪项任务不是数据预处理（预计算）要完成的工作？
（A）
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
39．译码程序是以程序段为单位进行译码的，并且把代码存放在代码缓冲器中，代码后的数值存放在数字码寄存器中。
若当前要翻译的程序段为：
N115G01X132Y119F3000LF，并且当前译码程序取出的字符是X，那么数字码寄存器中存放的数据是（C）
A、3000B、119C、01D、132
40．下面哪种设备不是CNC系统的输出设备？
（A）
A、MDI键盘B、行式打印机C、CRT显示器D、电传打字机
41．数控系统中，（A）主要实施对数控系统的运算和管理。
A、中央处理单元 B、存储器 C、外部设备 D、输入/输出接口电路
42．RS-232C公布的标准协议中，通信电缆的总长不得超过（A）m。
A、30B、20C、50D、40
43．CNC系统的中断管理主要靠（B）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、CPUD、总线
44．键盘中断服务程序负责将键盘上输入的字符存入（A），按一下键就向主机申请一次中断。
A、MDI缓冲器B、内存C、译码结果寄存器D、以上都不对
45．通常CNC系统通过输入装置输入的零件加工程序存放在（B）
A、EPROM中 B、RAM中 C、ROM中 D、EEPROM中
46．现代中高档CNC系统中的计算机硬件结构多采用（D）
A、单CPU、模块化结构B、单CPU、大板结构
C、多CPU、大板结构D、多CPU、模块化结构
47．8位计算机是指（C）
A、存储器的字由8个字节组成 B、存储器有8K
C、微处理器数据的宽度为8位 D、数据存储器能存储的数字为8位
48．CNC系统是指（ D ）。
A、适应控制系统 B、群控系统 C、柔性制造系统 D、计算机数控系统
49．.数控机床的数控装置包括（ C）。
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
50．通常CNC机床的工件加工程序是以工件轮廓轨迹来编程。
而使用刀具半径补偿功能时，则其作用是把工件轮廓轨迹转换成（ D ）
A、工件廓形的等距线 B、工件的真实廓形
C、工件廓形加工时的插补逼近直线 D、刀具的中心轨迹
51．步进电机的转速与下面哪些因素无关？
（D）
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
52．下列哪种数控系统没有检测装置？
（A）
A、开环数控系统 B、全闭环数控系统 C、半闭环数控系统 D、以上都不正确
53．可用于开环伺服控制的电动机是（ D ）
A、交流主轴电动机 B、永磁宽调速直流电动机 C、无刷直流电动机 D、功率步进电动机
54．下列伺服电动机中，带有换向器的电动机是（ A ）
A、永磁宽调速直流电动机 B、永磁同步电动机 C、反应式步进电动机 D、混合式步进电动机
55．当交流伺服电机正在旋转时，如果控制信号消失，则电机将会（ D ）。
A、以原转速继续转动 B、转速逐渐加大 C、转速逐渐减小 D、立即停止转动
56．数控机床伺服系统是以（ B ）为直接控制目标的自动控制系统。
A、机械运动速度 B、机械位移 C、切削力 D、机械运动精度
57．（ A ）主要用于经济型数控机床的进给驱动。
A、步进电机 B、直流伺服电机 C、交流伺服电机 D、直流进给伺服电机
58．对于数控机床闭环控制系统的伺服驱动元件，为了维护方便起见，最好采用（ B ）
A、直流伺服电动机 B、交流伺服电动机 C、液压步进马达 D、功率步进电动机
59．一台三相反应式步进电动机，当采用三相六拍通电方式运行时，其步距角为0.75°，则转子齿数为（ C ）。
A、40 B、60 C、80 D、120
60．闭环控制系统与半闭环控制系统的区别在于（ D ）
A、采用的伺服电动机不同 B、采用的传感器不同
C、伺服电动机安装位置不同 D、传感器安装位置不同
61．步进电动机多相通电可以（ A ）
A、减小步距角 B、增大步距角 C、提高电动机转速 D、往往能提高输出转矩
62．半闭环控制系统的传感器装在（ A ）
A、电机轴或丝杠轴端 B、机床工作台上 C、刀具主轴上 D、工件主轴上
63．所谓开环的数控伺服系统是指只有（ B ）
A、测量实际位置输出的反馈通道 B、从指令位置输入到位置输出的前向通道
C、开放的数控指令 D、位置检测元件
64．半闭环数控机床是指（ B ）
A没有检测装置 B对电机轴的转角进行检测
C对电机的电流进行检测 D对坐标轴的位移进行检测
65．步进电机驱动控制采用加/减速方式，有利于（ C ）。
A、防止步进电机失步 B、防止机床机械共振
C、改善步进电机低频特性 D、增大步进电机的步距角
66．闭环控制系统比开环控制系统及半闭环控制系统（ B）
A、稳定性好 B、精度高 C、故障率低 D、价格低
67．闭环控制数控机床（ D ）。
A、是伺服电动机与传动丝杠之间采用齿轮减速连接的数控机床
B、采用直流伺服电动机并在旋转轴上装有角位移位测装置
C、采用步进电动机并有检测位置的反馈装置
D、采用交流或直流电动机并有检测机床末端执行部件位移的反馈装置
68．数控机床半闭环控制系统的特点是（C）。
A、结构简单、价格低廉、精度差 B、结构简单、维修方便、精度不高
C、调试与维修方便、精度高、稳定性好 D、调试较困难、精度很高
69．对步进电机驱动系统，输入一个脉冲后，通过机床传动部件使工作台相应地移动一个（ D ）
A、步距角 B、导程 C、螺距 D、脉冲当量
70．若数控冲床的快速进给速度v=15m/min，快进时步进电机的工作频率f=5000Hz，则脉冲当量δ为（ C ）。
A、0.01mm B、0.02mm C、0.05mm D、0.1mm
71．采用开环进给伺服系统的机床上，通常不安装（ D ）
A、伺服系统 B、制动器 C、数控系统 D、位置检测器件
72．若数控机床的脉冲当量δ=0.05mm，快进时步进电动机的工作频率f=2500Hz，则快速进给速度v为（D ）。
A、2m/min B、3m/min C、5m/min D、7.5m/min
73．一台三相反应式步进电动机，转子齿数Z=80，当采用三相六拍通电方式运行时，其步距角为（ A ）。
A、0.75° B、1.5° C、3° D、6°
74．一经济型数控铣床，当步进电机的工作频率f=5000Hz时，工作台的移动速度为3m/min，则脉冲当量δ为（ C ）。
A、0.001mm B、0.005mm C、0.01mm D、0.05mm
75．如果直线式感应同步器的定尺绕组的节距为4mm，那么滑尺绕组的节距应为（B）才能保证检测精度？
A、2mmB、4mmC、6mmD、8mm
76．下面哪种检测装置即可测量线位移又可测量角位移？
（D）
A、旋转变压器B、感应同步器C、光栅D、B和C
77．若光栅栅距d=0.01mm，光栅指示光栅与标尺光栅夹角θ=0.01rad，则可得莫尔条纹宽度W=（B）。
A、0.01mmB、1mmC、10mmD、100mm
78．下面哪种检测装置不能测量角位移？
（D）
A、旋转变压器B、圆光栅C、编码盘D、编码尺
79．直线感应同步器定尺上是（ C ）
A、正弦绕组B、余弦绕组C、连续绕组D、分段绕组
80．由单个码盘组成的绝对脉冲发生器所测的角位移范围为（ D ）
A、0～90°B、0～180°C、0～270°D、0～360°
81．用直线感应同步器和数字显示系统测量位移，要求最大测量速度Vmax=9m/min，脉冲当量q=0.01mm，顾磁频率f（ D ）
A、≥15HzB、≥90HzC、≥900HzD、≥15KHz
82．光栅利用（ C ），使得它能测得比栅距还小的位移量。
A、莫尔条纹的作用 B、数显表 C、细分技术 D、高分辨指示光栅
83．感应同步器信号处理采用鉴幅型时，滑尺上正
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