数控技术与装备含CAM.docx

1、数控技术与装备含CAM考试科目: 数控技术与装备（含CAM）第一章至第三章（总分100分） 时间：90分钟 学习中心（教学点） 批次： 层次： 专业： 学号： 号： ： 得分： 一、单项选择题（本题共20小题，每小题1.5分，共30分）在下列每小题的四个备选答案中选出一个正确的答案，并将其字母标号填入题干的括号。1. 经济型数控系统一般采用（ ）CPU，而且一般是单微处理器系统。A8或16位 B32位 C64位 D以上都不正确2. 下面哪种设备不是CNC系统的输入设备？（ ）AMDI键盘 B纸带阅读机 CCRT显示器 D磁带机3. 在单CPU的CNC系统中，主要采用（ ）的原则来解决多任务的同

2、时运行。ACPU同时共享 BCPU分时共享 C共享存储器 D中断4. 数控机床有不同的运动形式，需要考虑工件与刀具相对运动关系及坐标方向，编写程序时，采用 的 _ 原则编写程序（ ）A刀具固定不动，工件移动B铣削加工刀具固定不动，工件移动；车削加工刀具移动，工件不动C分析机床运动关系后再根据实际情况D工件固定不动，刀具移动5. 步进电机的转子齿数为80，则五相十拍通电方式运行时的步距角为（ ）A1.5 B3 C0.9 D0.456. 某台数控机床的进给系统由步进电机驱动，已知步进电机的脉冲当量为0.003mm，快速行程速度为1800mm/min，则选用步进电机的快速行程的工作频率应为（ ）HZ

3、A4000 B3000 C10000 D60007. 下面哪种检测装置不是基于电磁感应原理（ ）A感应同步器 B旋转变压器 C光栅 D电磁式编码盘8. SPWM系统是指（ ）A直流发电机电动机组 B可控硅直流调压电源加直流电动机组C脉冲宽度调制器直流电动机调速系统 D正弦波脉冲宽度调制器同步交流伺服电机变频调速系统9. 交流伺服电机的同步、异步的分类是按照（ ）来分的A磁极对数 B电源频率 C转速 D转速的转差率10.下列正确表示坐标系的是（ ） AZYX BYZX CXYZ DZXY11.刀具长度缩短补偿指令是（ ）AG43 BG44 CG40 DG42 12.辅助功能M00代码表示（ ）A

4、程序结束 B冷却液开 C程序暂停 D主轴顺时针方向转动13.绕y轴旋转的回转运动坐标轴是（ ）AA轴 B. B轴 C. Z轴 DC轴 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（9，8），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（ ）A5 B8 C13 D1715.CNC的中文含义是（ ）A计算机控制 B柔性制造 C数字控制 D加工中心16.下列刀具，（ ）的刀位点是刀具底面的中心。A外圆车刀 B镗刀 C立铣刀 D球头铣刀 17. 回零操作就是使运动部件回到（ ） A机床坐标系原点 B机床的机械零点 C工件坐标的原点 D编程原点18. 圆弧插补指令G0

5、3 X Y R 中，X、Y后的值表示圆弧的（ ）A起点坐标值 B终点坐标值C圆心坐标相对于起点的值 D起点坐标值的绝对坐标值19.可采用变频调速，获得非常硬的机械特性及宽的调速围的伺服电机是（ ）A交流伺服电机 B直流伺服电机 C步进电机 D异步电动机20.闭环（半闭环）CNC装置的加减速控制一般采用（ ）来实现。A硬件 B软件 C软硬件 D减速器二、填空题（本题共10小题，每空1.5分，共15分）1.数控系统软件可分为 。2.刀具半径补偿中，直线的转接过渡方式有 。3.数控机床一般由控制介质、 、伺服驱动装置、测量装置和机械本体五个部分组成。4.所谓“插补”就是指在一条已知起点和终点的曲线上

6、进行 的过程。5.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 。6. 在加工程序编制中，T表示 功能字。7. 在相位比较和幅值比较闭环伺服系统中，常采用的位置检测元件是_ _。8. 沿 看，刀具位于工件左侧的补偿称为刀尖半径左补偿。9. 若三相步进电机（三相绕组分布为AA、BB、CC），请写出双三拍工作方式的通电顺序（只写一种）： 。10. 光栅栅距为0.01mm，两块光栅之间的夹角为0.05，则莫尔条纹的放大倍数是_。三、名词解释(本题共4小题，每小题3分，共12分)1. 对刀: 2. 测量反馈装置： 3. 最高启动频率：4. 矩频特性：四、

7、简答题（本题共2小题，每小题6分，共12分）1.什么是机床坐标系、工件坐标系、绝对坐标系和相对坐标系？机床坐标系与工件坐标系有何区别和联系？2.简述光栅测量装置的工作原理及莫尔条纹的特点。5、编程题（本题共2小题，共21分）1.如图所示工件，毛坯为2565棒材，材料为45钢。根据加工要求，选用四把刀具，T01为粗加工刀，选90外圆车刀，T02为精加工刀，选尖头车刀，T03为切槽刀，刀宽为4，T04为60螺纹刀。工步安排如下： 粗车外圆。基本采用阶梯切削路线，为编程时数值计算方便，圆弧部分可用同心圆车圆弧法，分三刀切完。 自右向左精车右端面及各外圆面：车右端面倒角切削螺纹外圆车16外圆车R3圆弧

8、车22外圆。 切槽。 车螺纹。 切断。确定以工件右端面与轴心线的交点O为工件原点，建立XOZ工件坐标系。换刀点设置在工件坐标系下X15、Z150处。试完成 工步加工程序的编制。（10分）2. O0020是一铣削加工程序，请注解每一程序段的意义。（11分）O0020 N10 G92 X0 Y0 Z0 N20 G90 G00 X-65 Y-95 Z300 N30 G43 H08 Z-15 S350 M03 N40 G41 G01 X-45 Y-75 D05 F120 N50 Y-40 N60 X-25 N70 G03 X-20 Y-15 I-60 J25 N80 G02 X20 I20 J15 N

9、90 G03 X25 Y-40 I65 J0 N100 G01 X45 N110 Y-75 N120 X0 Y-65 N130 X-45 Y-75 N140 G40 X-65 Y-95 Z300 N150 M02 六、计算题（10分）1.欲用逐点比较法插补圆弧AB，其起点坐标为A（0，6），终点坐标为B（6，0），试写出其圆弧插补运算过程，并绘出其轨迹。附：参考答案：一、 单项选择题：1.A 2.C 3. B 4.D 5.D 6.C 7.C 8.D 9.D 10.A11.B 12.C 13.B 14.D 15.C 16.C 17.B 18.B 19.A 20.B二、填空题：1. 应用软件、系统

10、软件2. 伸长型、缩短型、插入型3. 数控装置4. 数据密化5. 循环轮流和中断优先相结合6. 刀具7. 感应同步器和旋转变压器8. 刀具运动方向9. AB-BC-CA10. 20三、名词解释： 1. 对刀: 测定出在程序起点处刀具刀位点(即起刀点)相对于机床原点以及工件原点的坐标位置。2. 测量反馈装置：是将运动部件的实际位移、速度等参数加以检测，转变为电信号后反馈给数控装置，通过比较，得出实际运动与指令运动的误差，并发出误差指令，纠正所产生的误差的装置。3. 最高启动频率：空载时，步进电机由静止突然启动，并不失步的进入稳速运行，所允许的启动频率的最高值为最高启动频率。4. 矩频特性：在连续

11、运行状态下，步进电机的电磁力矩随频率的升高而急剧下降，这两者的关系称为矩频特性。四、简答题：1. 机床坐标系是机床上固有的坐标系，并设有固定的坐标原点。工件坐标系是编程人员在编程中使用的，由编程人员以工件图样上的某一固定点为原点所建立的坐标系。运动轨迹的终点坐标是相对于起点计量的坐标系称为相对坐标。所有坐标点的坐标值均从某一个固定坐标原点计量的坐标系称为绝对坐标系。机床坐标系在机床出厂时就固定不变，并有固定的原点；工件坐标系是由编程人员自己根据实际应用设定的，可以各不相同。但工件坐标一旦设定后，工件坐标系和机床坐标系的位置就确定下来，两者的原点有一个偏移量，工件坐标系的坐标值加上各自的偏移量就

12、得到机床坐标系的坐标值。2.光栅位移检测装置由光源、两块光栅（长、短光栅）和光电元件组成，是利用光栅的莫尔条纹测量位移。莫尔条纹的移动量、移动方向和光栅相对应，莫尔条纹的间距对光栅栅距有放大作用和误差平均作用。当两块光栅有相对移动时，可以观察到莫尔条纹光强的变化，其变化规律为一正弦曲线，通过感光传感器输出该正弦变化的电压，经整形处理变成数字量输出以实现位移测量。区别正反向位移的原理是在相距四分之一莫尔条纹的间距的位置上设置两个光敏传感器，这样就得到两个相位差90度的正弦电压信号,将两个信号输入到辩向电路中就可区别正反向位移。五、编程题：1. (每错一条 扣1分, 扣完为止)O0001 N025

13、0 T03.03 ；换切槽刀，调切槽刀刀偏值 N0260 G00 X10 Z-19 S250 M03 ；割槽N0270 G01 X5.5 F80；N0280 X10；N0290 G00 X15 Z150；N0300 T04.04 ；换螺纹刀，调螺纹刀刀偏值N0310 G00 X8 Z5 S200 M03 ；至螺纹循环加工起始点N0320 G86 Z-17 K2 I6 R1.08 P9 N1 ；车螺纹循环N0330 G00 X15 Z150；N0340 T03.03 ；换切槽刀，调切槽刀刀偏值N0350 G00 X15 Z-49 S200 M03 ；切断N0360 G01 X0 F50；N037

14、0 G00 X15 Z150；N0380 M02；2. （评分标准：缺、错二段扣1分）O0020 程序名称N10 G92 X0 Y0 Z0； *设置程序原点N20 G90 G00 X-65 Y-95 Z300； *绝对、快移到（-65，-95，300）定位N30 G43 H08 Z-15 S350 M03； * 刀具长度补，快移到（-65，-95，-15），主轴以350r/min. 正转N40 G41 G01 X-45 Y-75 D05 F120； * 左刀具半径补，直线插补到（-45，-75）进给速度120mm/min N50 Y-40 ； * 直线插补到（-45，-40） N60 X-25

15、； * 直线插补到（-25，-40）N70 G03 X-20 Y-15 I-60 J25； * 圆弧插补到 (-20，-15)N80 G02 X20 I20 J15； * 圆弧插补到（20，-15）N90 G03 X25 Y-40 I65 J0； * 圆弧插补到（25，-40） N100 G01 X45； * 直线插补到（45，-40）N110 Y-75； * 直线插补到（45，-75）N120 X0 Y-65； * 直线插补到（0，-65）N130 X-45 Y-75； * 直线插补到（-45，-75）N140 G40 X-65 Y-95 Z300； * 取消刀具补偿 返回（-65，-95，

16、300） N150 M02； * 程序结束 六、计算题：（图1分，插补计算每步错扣1分，共10分）步数偏差判别坐标进给偏差计算坐标计算终点判别起点F0=0x0=0, y0=-6=121F0=0+yF1= F0+2y0+1-11X1=0, y1=-5112F10+xF2= F12x1+1-10X2=1, y2=-5103F20+xF3= F22x2+1-7X3=2, y3=-594F30+xF4= F32x3+1-2X4=3, y4=-585F40+yF6= F52y5+1-4X6=4, y6=-467F60+yF8= F72y7+1-2X8=5, y8=-349F80+yF10= F92y9+

17、14X10=6, y10=-2211F100+yF11= F102y10+11X11=6, y11=-1112F110+yF12= F112y11+10X12=6, y12=00 考试科目: 数控技术与装备（含CAM）第四章至第五章（总分100分） 时间：90分钟 学习中心（教学点） 批次： 层次： 专业： 学号： 号： ： 得分： 一、单项选择题（本题共20小题，每小题1.5分，共30分）在下列每小题的四个备选答案中选出一个正确的答案，并将其字母标号填入题干的括号。1.我国从（ ）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。A1952 B1958 C1954 D

18、19592. MC的中文含义是（ ）。A数字控制系统 B柔性制造系统 C计算机数字控制 D加工中心3.辅助功能M05代码表示（ ）A主轴停止 B冷却液开 C主轴逆时针方向转动 D主轴顺时针方向转动4.有两轴联动，第三轴做周期性有规律运动的数控装置称为（ ）数控装置A两轴联动 B两轴半联动 C三轴联动 D四轴联动 5.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（4，11），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（ ）A5 B15 C12 D176. 刀具半径补偿过程中，刀具中心轨迹的转接过渡类型可分为（ ）A直线接圆弧、直线接直线、圆弧接直线、圆弧接圆弧 B

19、插入型、伸长型、缩短型 CB功能刀补和C功能刀补DD功能刀补和C功能刀补 7. 下述能对控制介质上的程序进行译码的装置是（ ）A数控装置 B伺服系统 C机床 D测量装置8. 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插补 BI/O处理 C显示 D诊断9. 步进电机的转子齿数为80，则五相五拍通电方式运行时的步距角为多少？ （ ）A1.5 B3 C0.9 D0.4510. 下面哪种检测装置即可测量线位移又可测量角位移？（ ）A旋转变压器 B感应同步器 C光栅 DB和C11.将加工平面设定为XY平面的指令是（ ） AG17 BG18 CG19 D G2112

20、. 下列哪种数控系统没有检测装置？（ ）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13. 设有一采用步进电机直接驱动丝杠带动工作台，其传动丝杠的导程为2.5mm，步进电机的步距角为1.5，驱动方式为三相六拍。如果步进电机折启动频率是1000HZ，则工作台的移动速度是（ ）mm/s。A5 B10 C20 D3014. 细分电路（ ），以辨别位移的方向和提高测量精度。A用于光栅、光电盘等位置传感器 B用于光栅、磁栅等位置传感器中C只能用于光栅位置传感器中 D用于感应同步器、旋转变压器等位置传感器中15.旋转变压器工作时，加到励磁绕组的电压UL=Umsin，则此时加到补偿绕组

21、的电压应为（ ）AUk=Umcossint BUk=UmsinCUk=Umcos DUk=Umsin16.已知齿轮减速器的传动比为1/4，步进电机步距角为1.5，滚珠丝杠的基本导程为4mm。问：脉冲当量是多少？（ ）A0.001 mm B0.002mm C0.003mm D0.004mm17. 绕X轴旋转的回转运动坐标轴是（ ）AA轴 B. B轴 C. Z轴 D. C轴18. 三相步进电机的转子齿数为40，则五相十拍通电方式运行时的步距角为（ ）A1.5 B3 C0.9 D4.519. 下列指令代码是非模态代码的是（ ）AG02 BG40 CG54 D G9220. 下列哪个指令不是用于选择工

22、件坐标系的（ ）AG54 B.G55 C.G59 D.G91二、填空题（本题共10小题，每空1.5分，共15分）1.数据采样插补的特点是数控装置产生的不是单个脉冲，而是 。2.闭环伺服驱动系统一般由驱动控制单元、 、机床、检测反馈单元、比较控制环节等五个部分组成。3.在单CPU的CNC系统中，主要采用 的原则来解决多任务的同时运行。4. 数控机床的坐标系采用 判定绕X、Y、Z旋转的旋转轴正方向。5. 用于指令动作方式的准备功能的指令代码是 。6. MDI的中文含义是 。7. 编程员在数控编程过程中，定义在工件上几何基准点称为 。8. 用光栅位置传感器测量机床位移，若光栅栅距为0.01mm，莫尔

23、条纹移动数为1000个，若不采用细分技术则机床位移量为_ _。9. 用逐点比较法插补第二象限顺圆时，若偏差函数等于10，则刀具的进给方向应是_ _。10.DDA插补的中文含义是 。三、名词解释(本题共4小题，每小题3分，共12分)1. 编程坐标系： 2. 脉冲当量: 3两轴半联动: 4. PWM调速: 四、简答题（本题共2小题，每小题6分，共12分）1.试阐述数控铣床坐标轴的方向及命名规则。2.简述脉冲编码器的辨向原理。五、编程题（本题共2小题，共21分）1.完成如下图所示工件的粗加工循环。（10分）2.某零件的外形轮廓如图所示，厚度为6mm。刀具：直径为 12mm的立铣刀。进刀、退刀方式：安

24、全平面距离零件上表面 10mm，轮廓外形的延长线切入切出。要求：用刀具半径补偿功能手工编制精加工程序。 （11分） 六、计算题（10分）1. 欲用逐点比较法插补圆弧AB，其起点坐标为A（6，0），终点坐标为B（0，6），试写出其圆弧插补运算过程，并绘出其轨迹。附：参考答案：一、 单项选择题：1.B 2.D 3. A 4.B 5.B 6.B 7.A 8.A 9.C 10.D11.A 12.A 13.B 14.A 15.A 16.D 17.A 18.C 19.D 20.D二、填空题：1. 标准二进制字2. 执行元件3. CPU分时共享4. 右手法则_5. G 代码6. 手动数据输入7. 工件原点8

25、. 10mm9. y10. 数字积分插补 三、名词解释： 1. 编程坐标系：是在对图纸上零件编程计算时就建立的，程序数据便是用的基于该坐标系的坐标值。编程坐标系在机床上就表现为工件坐标系。2. 脉冲当量: 机床坐标轴可达到的控制精度，即CNC每发出一个脉冲， 坐标轴移动的距离。 3两轴半联动: 两个坐标轴能够同时进行联动控制，第三轴作单独周期性进给的加工方式。4. PWM调速: Pulse Width Modulation ，脉宽调制器调速，采用脉冲宽度可调的控制信号进行调速。利用脉宽调制器对大功率晶体管开关放大器的开关时间进行控制，将直流电压转换成某一频率的矩形波电压，加到直流电动机转子回路

26、的两端，通过对矩形波脉冲宽度的控制，改变转子回路两端的平均电压，从而达到调节电动机转速的目的。四、简答题：1. 传递切削力的主轴轴线，垂直于工件装夹面的主轴为轴，正方向为刀具远离工件的方向(2分)轴平行于工件的装夹面且与轴垂直(1分)工件静止，轴水平时，从刀具主轴后端向工件方向看，轴正方向向右(1分)工件静止，轴垂直时，面对刀具主轴向立柱方向看，轴正方向向右(1分)轴：、轴正方向确定后，用右手螺旋法则确定轴正方向(1分2. 脉冲编码器具有、三个光电元件，其中、错开相位角安装，(2分)当圆盘旋转一个节距时，在光源照射下，就在、上得到相位差的、两路正弦信号，(2分)信号经放大与整形后，输出为方波，

27、若相超前相时为正方向旋转(1分)若相超前相时为反方面旋转(1分)五、编程题：1. (每错一条 扣1分, 扣完为止)%1001 T0101 M03 S500 G00 X200 Z20 G01 X182 Z5 F300 G71 U2 R3 P10 Q20 X0.4 Z0.1 F150 N10 G01 X80 Z2 F80 Z-20 X120 Z-30 Z-50 G02 X160 Z-70 R20 N20 G01 X180 Z-80 G00 X200 Z100 M05 M022. （每错一条 扣1分,扣完为止） 1000 N01 G92 X20 Y-20 Z10 N02 G90 G00 G41 D0

28、l X0 N03 G01 Z-6 F200 M03 S600 N04 Y50 N05 G02 X-50 Y100 R50 N06 G0l X-100 N07 X-110 Y40 N08 X-130 N09 G03 X-130 Y0 R20 N10 G0l X20 Nll Z10 N12 G40 G00 X20 Y-20 M05 N13 M30六、计算题：1. （图1分，插补计算每步错扣1分，扣完为止，共10分）步数偏差判别坐标进给偏差计算坐标计算终点判别起点F0=0x0=-6, y0=0=121F0=0+XF1= F0+2X0+1-11X1=-5, y1=0112F10+YF2= F12Y1+1-10X2=-5, y2=1103F20+xF3= F22y2+1-7X3=-5, y3=294F30+xF4= F32y3+1-2X4=-5, y4=385F40+yF6= F52x5+1-4X6=-4, y6=467F60+x