全国份自学考试试题数控技术.docx
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全国份自学考试试题数控技术
全国2006年1月高等教育自学考试
数控技术及应用试题
课程代码：
02195
一、单项选择题（本大题共20小题，每小题2分，共40分）
在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。
错选、多选或未选均无分。
1.采用逐点比较法对第一象限的圆弧进行顺圆插补时，若偏差值是-10，那么刀具的下一步的进给方向为（ ）
A.+XB.+Y
C.-XD.-Y
2.在CNC系统的I/O接口电路中，采用光电耦合器的主要作用是为了（ ）
A.数模转换B.频率转换
C.抗干扰和电平转换D.功率放大
3.CNC系统的CMOSRAM常配备有高能电池，其作用是（ ）
A.RAM正常工作所必须的供电电源B.系统掉电时，保护RAM不被破坏
C.系统掉电时，保护RAM中的信息不丢失D.加强RAM供电，提高其抗干扰能力
4.数控机床坐标系建立时，首先要指定的轴是（ ）
A.X轴B.Y轴C.Z轴D.W轴
5.数控机床开环控制系统的伺服电动机多采用（ ）
A.直流伺服电机B.交流伺服电机
C.交流变频调速电机D.功率步进电动机
6.在需要无级调速的场合，主轴驱动动力源通常是（ ）
A.液压马达B.交流感应电动机
C.永磁式直流电动机D.步进电动机
7.若数控冲床的快速进给速度v=15m/min，快进时步进电动机的工作频率f=5000Hz，则脉冲当量δ为（ ）
A.0.01mmB.0.02mm
C.0.05mmD.0.1mm
8.在直流电动机的速度控制电路中，反馈信号Vf是由速度传感器反馈到（ ）
A.CNCB.速度调节器
C.电流调节器D.PWM调制器
9.数控机床加工过程中，“恒线速切削控制”的目的是（ ）
A.保持主轴转速的恒定B.保持进给速度的恒定
C.保持切削速度的恒定D.保持金属切除率的恒定
10.闭环数控系统中，采样系统的采样周期T应满足（ ）
A.T>π/ωmaxB.T>2π/ωmax
C.T<π/ωmaxD.T≤π/ωmax
11.采用开环进给伺服系统的机床上，通常不安装（ ）
A.伺服系统B.制动器
C.数控系统D.位置检测器件
12.斜坡位置指令函数，没有限制的参数是（ ）
A.速度B.加速度
C.位移置D.频率
13.在下列相位比较式进给位置伺服系统的四个环节中，用来计算位置跟随误差的是（ ）
A.脉冲/相位变换器B.鉴相器
C.正余弦函数发生器D.位置控制器
14.一增量式脉冲发生器每转输出脉冲数为5000，如果单次脉冲的脉冲宽度不能小于6微秒，则该脉冲发生器最高允许的转速为（ ）
A.1000转/分B.2000转/分
C.4000转/分D.120000转/分
15.当感应同步器采用鉴相型工作方式时，如果定、滑尺保持相对静止不动，则定尺上的感应电势（ ）
A.为零B.不为零的常量
C.有规律的变化量D.无规律的变化量
16.目前直线感应同步器标准型定尺节距为（ ）
A.1mmB.2mmC.3mmD.4mm
17.闭环控制系统的定位误差主要取决于（ ）
A.机械传动副的间隙及制造误差B.机械传动副弹性变形产生的误差
C.检测元件本身的误差及安装引起的阿贝误差D.滚珠丝杠副热变形所产生的误差
18.下面哪项精度是在机床实际切削状态下进行检验的（ ）
A.定位精度B.几何精度
C.工作精度D.主轴回转精度
19.数控机床利用软件误差补偿时，下面说法正确的是（ ）
A.只可以补偿系统的常值系统性误差
B.只可以补偿系统的变值性误差
C.既可以补偿系统的常值系统性误差，又可以补偿系统的变值性误差
D.既可以补偿系统性误差，又可以补偿随机性误差
20.在FANUC15系统中所采用的高分辨率绝对脉冲编码器，其每转输出脉冲数为10万个，最高允许转速可达每分钟1万转。
下面说法正确的是（ ）
A.该编码器内部设有专门的模拟电路进行细分处理
B.该编码器内部设有专门的数字信号处理电路进行细分处理
C.该编码器和CNC系统的通讯采用直接脉冲方式输出
D.该编码器和CNC系统的通讯采用并行方式传送输出
二、填空题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）
请在每小题的空格中填上正确答案。
错填、不填均无分。
21.连续控制系统实现对复杂轮廓的加工是通过___________实现的。
22.常见的数控系统，一般都有两种基本插补功能，它们分别是圆弧插补和___________。
23.在CNC系统中，数控计算机硬件结构一般分为___________结构和多微处理器结构两大类。
24.与普通的I/O接口比较，机床的控制I/O接口部件通常由普通的I/O接口加上___________和信息转换电路构成。
25.进给伺服系统的静态性能的优劣主要体现为___________的大小。
26.步进电动机采用“三相单三拍”通电方式工作，则“三拍”是指经过___________次切换绕组的通电状态为一个循环。
27.光栅传感器的磁头有两种形式，分别是___________（又称速度响应式磁头）和静态磁头（又称磁通响应式磁头）
28.对机床进行螺距累积误差补偿时，首先要在机床上建立___________，然后根据机床某一坐标轴的全程定位误差曲线来确定补偿点。
29.数控机床的定位精度主要评定项目有：
轴线的定位精度、轴线的重复定位精度及轴线的___________。
30.数控机床的机械动作要比指令滞后一些时间，因而产生跟随误差。
进给速度___________，滞后越严重。
三、分析题（本大题共4题，每小题5分，共20分）
31.常见步进电动机的驱动电源有哪几种？
各有何特点？
32.试述数控机床的主要工艺特点。
33.简述光栅位移传感器是如何辨别位移的方向的。
34.试述定位误差补偿的基本原理，并说明常采用的补偿方法及补偿何种误差。
四、编程题（本大题共1小题，共10分）
35.用数控铣床加工右图所示的轮廓ABCDEA。
试按照教材中所学的代码格式（JB3208-83）编制加工程序。
要求：
（1）在给定机床坐标系和编程坐标系关系下用绝对坐标方式编写加工程序；
（2）机床坐标原点即为起刀点也为刀具终点；
（3）加工路径为①-②-③-④-⑤-⑥-⑦，
主轴转速900r/min，进给速度150mm/min.
（不考虑刀补功能）
机床原点，起刀点
五、计算题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）
36.AB是第一象限要加工的圆弧，圆弧的圆心在坐标原点（0，0），圆弧起点为A（0，4），终点为B（4，0），若脉冲当量为1，用逐点比较法对该段圆弧进行顺圆插补。
试完成下列问题：
（1）求出需要的插补循环数总数；
（2）按下面给定表格形式表述完成插补计算过程，同时把刀具进给位置各点的坐标值求出列入；
（3）画出刀具运动的轨迹。
插补循环
偏差判别
进给方向
偏差计算及刀具运动位置坐标值
终点判别
0
1
2
37.某数控机床的滚柱导轨的材料为GCr15轴承钢，淬火硬度为60HRC，滚柱长度l=15mm，直径d=6mm，每一导轨上所分担的运动部件的重力G=1200N，导轨硬度修正系数ξ=1，若使该导轨承受Pz=36000N的最大载荷，请计算该滚动导轨滚动体横截面上的应力K=？
全国2006年10月高等教育自学考试
数控技术及应用试题
课程代码：
02195
一、单项选择题（本大题共20小题，每小题2分，共40分）
在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。
错选、多选或未选均无分。
1.CIMS的中文含义是（ ）
A.计算机辅助设计B.柔性制造系统
C.柔性制造单元D.计算机集成制造系统
2.标志一个完整的数控加工程序结束的指令代码是（ ）
A.G04B.M00
C.M02D.M01
3.基于教材JB3298-83标准，控制主轴转动与停止的有关M代码是（ ）
A.M00、M01和M02B.M03、M04和M05
C.M07、M08和M09D.M06、M13和M14
4.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.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
5.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（ ）
A.直线上方B.直线下方
C.直线上D.不确定
6.下列机床导轨副中，低速运动或微量进给时最容易出现爬行现象的是（ ）
A.铸铁—铸铁导轨副B.贴塑导轨副
C.滚动导轨副D.静压导轨副
7.在加工中心自动换刀装置中，采用PLC记忆方式可实现（ ）
A.取消刀库B.简化换刀装置
C.任意换刀D.使加工过程中不需换刀
8.预紧滚珠丝杠螺母副时，合适的预紧力应为最大轴向负载的（ ）
A.1/5B.1/4
C.1/3D.1/2
9.数控机床上的滚珠丝杠螺母的传动效率η为（ ）
A.0.90~0.92B.0.90~0.96
C.0.96~0.98D.0.98~0.99
10.光栅位移传感器信号处理时，用直接细分法进行四细分，从光电元件得到四个正弦信号，它们依次相差的角度为（ ）
A.45°B.90°
C.135°D.180°
11.一增量式脉冲发生器，其单次脉冲的典型脉冲宽度（周期）为5微秒，其最高允许测量转速为4000转/分，则该脉冲发生器每转输出脉冲数为（ ）
A.5000B.4000
C.3000D.2000
12.对于磁栅传感器，下面说法正确的是（ ）
A.多个磁头串联后，测量精度降低了
B.对外部磁场干扰不敏感
C.磁尺表面磁性涂层的均匀程度对测量精度无影响
D.磁头和磁尺相接处容易使磁尺受到磨损
13.感应同步器位移测量系统的最大跟踪速度与下面哪项有关（ ）
A.感应同步器定、滑尺的间隙B.感应同步器电子测量系统的硬件电路
C.感应同步器定尺的长度D.感应同步器滑尺的长度
14.步进电动机转子前进的步数多于电脉冲数的现象称为（ ）
A.丢步B.失步
C.越步D.异步
15.一台三相反应式步进电动机，转子有20个齿，当采用单三拍通电方式运行时，其步距角为（ ）
A.3°B.4°
C.6°D.9°
16.在脉冲比较式进给位置伺服系统的四个环节中，用来计算位置跟随误差的是（ ）
A.可逆计数器UDCB.位置检测器
C.同步电路D.AM偏差补偿寄存器
17.在闭环数控机床上铣削外圆的圆度主要反应了该机床的（ ）
A.动刚度B.定位精度
C.数控系统的插补精度D.伺服系统的跟随精度
18.某数控机床沿X轴测量5个点处的重复定位误差值，其中3点处有最大值R3 max，在5点处有最小值R5min，那么该机床X轴的重复定位精度为（ ）
A.R3maxB.R3max-R5min
C.R3max+R5minD.R5min
19.定位误差的分布符合正态分布曲线的统计规律，其均方根误差σ的计算式是（ ）
A.
B.
C.
D.
20.对于FANUC15数据系统，下列说法不正确的是（ ）
A.FANUC15数控系统既具备全闭环，又具备半闭环控制功能
B.FANUC15数控系统可以实现对主轴的精确位置控制
C.FANUC15数控系统中不可以使用纸带阅读机进行程度输入
D.FANUC15数控系统中可以使用C语言进行PLC编程
二、填空题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）
请在每小题的空格中填上正确答案。
错填、不填均无分。
21.数控系统按照一定的计算方法，将脉冲分配给各个坐标轴，完成规定运动轨迹的过程称为___________。
22.按照ISO格式进行数控编程时，取消刀具半径补偿的代码是___________。
23.对于经济型的开环控制中的CNC系统，一般多用___________作为驱动元件。
24.数控机床导轨的功用是___________和导向。
25.光栅传感器主要有主光栅和___________构成。
26.模拟或___________位移传感器，绝对或增量位移传感器，直线或角位移传感器都属于位置传感器。
27.在车削螺纹时，必须保证主轴旋转与Z轴进给的___________。
28.数控机床加在电机轴上的负载转矩包括___________和摩擦转矩。
29.一般数控系统的应用说明中，常常用“伺服滞后”来表述___________。
30.所谓伺服系统的鲁棒控制，就是指当系统负载惯量和___________等使电动机负载发生变化时也不会影响伺服系统的工作。
三、分析题（本大题共4小题，每小题5分，共20分）
31．一个CNC系统的控制软件主要有哪几部分组成？
32．数控机床的导轨应满足哪些基本要求？
33．典型的滚珠丝杠支承方式有哪些？
各适用于什么场合？
34．简述开环伺服系统的工作原理。
四、编程题（本大题共1小题，每小题10分，共10分）
35．用数控铣床加工下图所示的轮廓ABCDEA，试按照教材中所学的代码格式（JB3208-83）编制加工程序。
要求：
（1）在给定机床坐标系和编程坐标系关系下用绝对坐标方式编写加工程序；
（2）机床坐标原点既为起刀点也为刀具终点；
（3）加工路径为1→2→3→4→5→6→7，主轴转速为900r/min，进给速度为150mm/min。
（不考虑刀补功能）
五、计算题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）
36．图示为某数控工作台X方向的传动系统简图，已知电机为三相反应式步进电机，转子的齿数为80，采用三相六拍的工作方式，丝杠螺距P=12mm，齿轮的齿数Z1=20，若要求该工作台X方向的脉冲当量
，请求出被动齿轮Z2=？
37．BA是第一象限要加工的圆弧，圆弧的圆心在坐标原点（0，0），圆弧的终点坐标为
A（5，0），起点坐标为B（0，5），若脉冲当量为1，用逐点比较法对该段圆弧进行顺圆插补。
试完成下列问题：
（1）求需要的插补循环数总数；
（2）按下面给定表格形式表述完成插补计算过程，同时把刀具运动位置各点的坐标值求出列入；
（3）画出刀具运动的轨迹。
插补循环
偏差判别
进给方向
偏差计算
刀具运动位置坐标值
终点判别
0
1
2
2006年10月答案
全国2007年1月高等教育自学考试
数控技术及应用试题
课程代码：
02195
一、单项选择题（本大题共20小题，每小题2分，共40分）
在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。
错选、多选或未选均无分。
1．开放式数控系统解决了（ ）
A．系统可靠性差，用户无法实现网络通讯、无法自由选择伺服系统等问题
B．系统通用性差，用户无法改变系统功能、无法自由选择伺服系统等问题
C．系统可靠性差，用户无法改变系统功能、无法自己编制加工程序等问题
D．系统通用性差，用户无法实现网络通讯、无法自己编制加工程序等问题
2．数控机床的CNC装置的主要组成部分包括（ ）
A．光电读带机和输入程序载体
B．步进电机和伺服系统
C．信息的输入、处理和输出三部分
D．位移、速度传感器和反馈系统
3．基于教材JB3298－83标准，某数控加工程序为
N010 G92 X100 Z195
N020 G90G00 X15 Z150
……
N100 M02
该程序中，最后一个程序段的涵义是（ ）
A．程序暂停B．程序停止
C．主轴停止D．程序结束
4．对于卧式数控车床的坐标系，一般以主轴上夹持的工件最远端面作为Z轴的基准点，则Z轴的正方向是（ ）
A．从此基准点沿床身远离工件的方向
B．从此基准点沿床身接近工件的方向
C．从此基准点垂直向上的方向
D．从此基准点垂直向下的方向
5．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（ ）
A．5B．10
C．15D．20
6．CNC机床的I／O接口电路中，通常为了提高系统的抗干扰能力而采用的隔离元器件是
（ ）
A．二极管B．三极管
C．阻容元件D．光电耦合器
7．数控机床进给传动系统中的回转件直径为D，质量为m，则转动惯量J为（ ）
A．J=
mD2B．J=
mD2
C．J=
mD2D．J＝mD2
8．数控机床中采用双导程蜗杆传动的目的是（ ）
A．提高传动效率B．提高传动精度
C．消除啮合间隙D．减小摩擦损失
9．加工中心主轴准停装置的作用是（ ）
A．使切削过程得到恒线速B．测量主轴的转速
C．测量主轴的温升D．保证刀具的自动装卸
10．数控机床滚珠导轨的承载能力G与滚珠直径d的关系是（ ）
A．G∝d1／2B．G∝d
C．G∝d2D．G∝d4
11．光栅传感器在机床上安装时，一般被固定在机床上不动的是（ ）
A．主尺B．读数头
C．主尺和读数头中长度较小的D．主尺和读数头中随便一个
12．光栅位移传感器信号分析电路采用四细分技术。
如果光栅尺每毫米刻线条数为100，则其分辨率为（ ）
A．0.005mmB．0.0025mm
C．0.002mmD．0.00125mm
13．混合式步进电机和反应式步进电机相比，转矩体积比（ ）
A．小B．大
C．相同D．不可比
14．以下关于数控机床主轴驱动动力源的叙述中，不正确的说法是（ ）
A．可用液压马达驱动B．可用直流电动机驱动
C．功率比进给驱动动力源大得多D．可用交流感应电动机驱动
15．在脉冲比较式进给位置伺服系统中，PT是指（ ）
A．脉冲／相位变换器B．偏差补偿寄存器
C．可逆计数器D．位置控制器
16．闭环控制系统与半闭环控制系统的区别在于（ ）
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
17．重复定位精度以R表达的误差分散范围是（ ）
A．R=2σB．R=4σ
C．R=6σD．R=3σ
18．对于闭环数控系统，下列说法正确的是（ ）
A．较大的失动量直接影响系统的定位精度
B．较大的失动量直接造成系统的不稳定
C．轮廓加工系统的失动量要比点位控制系统的失动量大一些
D．失动量和定位精度高低无关
19．在FANUC15系统中所采用的高分辨率绝对脉冲编码器，其每转输出脉冲数为10万个，最高允许转速可达10000r／min。
如果将它和导程为10mm的进给滚珠丝杠相连接，那么理论上可以达到的最大进给速度是（ ）
A．10m／minB．60m／min
C．100m／minD．600m／min
20．对于FANUC15数控系统，下列哪种说法是正确的（ ）
A．FANUC15数控系统中的AC伺服电机内部装有绝对位置编码器，当系统重新上电后机床必需重新进行参考点的复归动作
B．FANUC15数控系统中的AC伺服电机内部装有绝对位置编码器，当系统重新上电后机床不需重新进行参考点的复归动作
C．FANUC15数控系统中的AC伺服电机内部没有绝对位置编码器，当系统重新上电后机床必需重新进行参考点的复归动作
D．FANUC15数控系统中的AC伺服电机内部装有绝对位置编码器，因此系统可以实现对主轴的精确定位控制
二、填空题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）
请在每小题的空格中填上正确答案。
错填、不填均无分。
21．数控机床刀具相对于工件的位置定位，可以通过两种方式完成：
一种是增量坐标方式、一种是____________方式。
22．工件坐标系的原点在机床坐标系中称为____________，其位置的选择应使工件上最大尺寸能加工出来。
23．在CNC系统中，伺服控制可分为开环控制和____________两种。
24．加工中心识别所需的刀具通常采用刀具（刀座）编码方式和____________两种方式。
25．当位移传感器以____________的形式产生一个数字式输出信号，则这种位移传感器就称为数字式位移传感器。
26．磁栅传感器由____________、磁头和检测电路组成。
27．光栅倍频器是对光栅输出信号进行____________和细分等处理的电子装置。
28．CNC装置与速度控制单元之间的联系信号有模拟量信号和____________两种。
29．当数控机床沿某一坐标轴进给时，移动速度越大，则跟随误差____________。
30．所谓伺服系统的鲁棒控制，就是指当系统____________和扭矩干扰等使电动机负载发生变化时也不会影响伺服系统的工作。
三、简答题（本大题共4小题，每小题5分，共20分）
31．提高CNC系统的可靠性应采取哪些主要的措施?
32．什么是加工中心的顺序选刀方式和任意选刀方式？
各有何特点？
33．数控机床导轨按其接触面间的摩擦性质分为哪几类？
各有何特点？
34．简述鉴相型感应同步器的工作原理。
四、编程题（本大题共10分）
35．如图所示梯形ABCD为铣加工的工件轮廓，工件的厚度为5mm，试按照教材中所学的代码格式（JB3298－83）编制加工程序。
要求：
（1）铣床脉冲当量为0.01mm，尺寸字用脉冲当量表示；
（2）图中以绝对尺寸标注，在给定工件坐标系内采用绝对尺寸编程（不考虑刀补）；
（3）设坐标原点O既为刀具起点又为刀具终点，Z坐标零点设置在工件上表面，刀具初始位置离工件上表面10mm；
（4）主轴转速1000r／min，进给速度50mm／min。
五、计算题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）
36．图示为某加工中心X方向的传动系统简图，已知直流伺服电机的额定扭矩Med＝15N·m，丝杠螺距P＝12mm，齿轮的齿数Z1＝20，Z2＝50，驱动系统的效率η＝0.87，工作台移动所需的最大拖动力F＝10000N，折算到电机轴上的机械部件的摩擦扭矩Mf＝0.75N·m，试求电机能否满足该系统的拖动要求？
37．如图所示，OE是要加工的直线，E点坐标值为（4，3），若脉冲当量为1，用逐点比较
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