Y+30
F125
S400
M03
提高 DDA 插补法进给速度均匀化的措施 直线：将被积函数寄存器中的数左移，直到其中有一个的最高位为 1； 圆弧：将被积函数寄存器中的数左移，直到其中有一个的次高位为 1； 15. 简述光栅的组成及其与机床的安装方式,并简要说明莫尔条纹的作用。 若已知 光栅栅距 d=0.01mm 及莫尔条纹的宽度 w=5mm，则莫尔条纹的放大倍数是多 少？（6 分） 组成与安装：标尺光栅：与机床的移动部件连；指示光栅：与机床的固定部件连 莫尔条纹的作用：放大作用；均化误差的作用；莫尔条纹的移动与光栅的移动成 比例。 w 5 500 莫尔条纹的放大倍数： k d 0.01
B（-4，3）
-4 -3 -2 -1
共
2.
7 页
第 6 页
7 A（7，6） 6 5 4 3 2 1 X 7
用 DDA 法插补直线 OA，起点 O(0,0)， Y 终点(7,6) ，设寄存器为三位二进制 寄存器，以表格的形式给出插补计算 过程，并画出插补轨迹图。
0
1
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3
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7 页
第 7 页
五、编程计算题：(10 分) 设计一步进开环伺服系统，已知系统选定的脉冲当量为 0.03mm/脉冲；机床工作 台以丝杠螺母传动，丝杠的螺距为 7.2mm；步进电机的步距角α ＝0.75°/1.5°， 控制方式为三相六拍；试求： (1)减速齿轮的传动比 i； (2) 设计用 MCS-51 单片机控制的 x 向反向走一步的环形分配器子程序（包括初 始化程序） ，并列出环形分配表。已知输出信号从 P1 口的低四位输出，P1 口的高四位全置“1” 。
(1)16 和 22.5°(2)16 和 2π /16 (3)15 和 22.5°(4)15 和 2π /16 10． 对于一个四位二进制接触式码盘来说，其码道数和分辨率分别为： （ 1、 3 ） (1)16 和 22.5°(2)4 和 22.5° (3) 16 和 2π /16 (4) 4 和 2π /16 10. 若已知直线感应同步器的极距 2τ =2mm，滑尺直线位移量为 4mm，则滑尺绕 组相对于定尺绕组的空间相位角是： （1、4 ） (2)4π (2)2π (3)360°(4)720° 三、简答题：(35 分) 9. 何谓 NC 机床和 CNC 机床? 数控机床由哪几部分组成？(4 分) NC 机床：由专用数字计算控制装置控制的自动化机床； CNC 机床：由通用数字计算控制装置控制的自动化机床。 组成：机床、控制介质、数控装置、伺服系统 10. 何谓脉冲当量? (2 分) 一个脉冲使机床的移动部件移动的位移量。 11. 数控机床按伺服系统分类，分哪几类？简答各类的特点。 （6 分） 开环系统：步进电机，无位置检测装置，结构简单，成本低，精度低，易于维修 半闭环系统：直、交流的伺服电机，角位移检测装置，中等精度 闭环系统：直、交流的伺服电机，线位移检测装置，精度较高 12. 刀具半径补偿的含义和优点有哪些?（4 分） 含义：编程时按零件的实际轮廓编程，不考虑刀具的半径。 优点：便于编程；粗、精加工；阴、阳模加工
2. 何谓脉冲当量? (2 分)
3. 数控机床按伺服系统分类，分哪几类？简答各类的特点。 （6 分）
4. 刀具半径补偿的含义和优点有哪些?（4 分）
5. 解 释 程 序 段 ： “ N003 G01 G17 X+25 M08； ”中 G17、F125、S400 的含义。 （3 分）
共 Y+30
7 页 F125
南 京 航 空 航 天 大 学
共 7
二 OO 三～二 OO 四 学年 第 二 学期《 考试日期:2004 年 5 月 30 日 考试Fra bibliotek级 学号页
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机床数控技术 》考试试题
姓名 成绩
试卷代号
一、判断对错，并改正错误之处(20 分) 1. （ ）计算机群控(DNC)是指用一台通用计算机控制一群数控机床的系统。 2. （ ）数控机床 XYZ 坐标系以机床传递切削力的主轴轴线为 Z 坐标。 3. （ ）加工中心指带有刀库、能自动换刀的数控机床。 4. （ ）二轴半联动的数控机床是指具有三个坐标轴,其中任意两轴可联动，但 不能实现三轴联动的数控机床。 5. （ ）DDA 法易于实现多坐标直线插补联动。 6. （ ）余数寄存器预置数是 DDA 插补时进给速度均匀化的措施。 7. （ ）步进电机转子的转速正比于定子绕组通电状态改变的频率。 8. （ ）步进电机采用自动升降速电路的作用是启动时防失步，停止时防超步。 9. （ ）对于四相步进电机来说，功率放大电路有四路。 10. （ ）旋转变压器和直线感应同步器都有相位和幅值两种工作状态，都是角位 移测量元件。 11. （ ）消除接触式码盘非单值性误差的方法是采用二进制代码的码盘。 12. （ ）目前，使用最广泛的直流电机调速系统是 PWM-M 系统，调速方法主要是 调节电机电枢上的电压。 13. （ ） 鉴相式伺服系统中采用的半加器鉴相器的主要功能是鉴别两个输入信号 的相位差和频率。
共 7 页 第 3 页 (1)16 和 22.5°(2)16 和 2π /16 (3)15 和 22.5°(4)15 和 2π /16 9． 对于一个四位二进制接触式码盘来说，其码道数和分辨率分别为： （ ） (1)16 和 22.5°(2)4 和 22.5° (3) 16 和 2π /16 (4) 4 和 2π /16 10. 若已知直线感应同步器的极距 2τ =2mm，滑尺直线位移量为 4mm，则滑尺绕 组相对于定尺绕组的空间相位角是： （ ） (1)4π (2)2π (3)360°(4)720° 三、简答题：(35 分) 1. 何谓 NC 机床和 CNC 机床? 数控机床由哪几部分组成？(4 分)
X403 X401
共 四、插补计算题:(20 分) 1. 试推导第Ⅱ象限逆圆弧逐点比较法 插补公式，并用其插补一段第Ⅱ象 限 逆 圆 弧 ： 起 点 A(0,5) ， 终 点 B(-4,3) ，画出插补后的实际轨迹 图。(插补计算过程以节拍表的形式 给出)
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Y A（0，5） 5 4 3 2 1 X 0
答案
一、判断对错，并改正错误之处(20 分) 16. （√）计算机群控(DNC)是指用一台通用计算机控制一群数控机床的系统。 17. （√）数控机床 XYZ 坐标系以机床传递切削力的主轴轴线为 Z 坐标。 18. （√）加工中心指带有刀库、能自动换刀的数控机床。 19. （√）二轴半联动的数控机床是指具有三个坐标轴,其中任意两轴可联动，但 不能实现三轴联动的数控机床。 20. （√）DDA 法易于实现多坐标直线插补联动。 21. （╳）余数寄存器预置数是 DDA 插补时进给速度均匀化的措施。 22. （√）步进电机转子的转速正比于定子绕组通电状态改变的频率。 23. （√）步进电机采用自动升降速电路的作用是启动时防失步，停止时防超步。 24. （√）对于四相步进电机来说，功率放大电路有四路。 25. （╳）旋转变压器和直线感应同步器都有相位和幅值两种工作状态，都是角 位移测量元件。 26. （╳）消除接触式码盘非单值性误差的方法是采用二进制代码的码盘。 27. （√）目前，使用最广泛的直流电机调速系统是 PWM-M 系统，调速方法主要 是调节电机电枢上的电压。 28. （╳）鉴相式伺服系统中采用的半加器鉴相器的主要功能是鉴别两个输入信 号的相位差和频率。 共 7 页 第 2 页
第 4 页 S400 M03
6. 说明左移规格化的含义。 （5 分）
7. 简述光栅的组成及其与机床的安装方式,并简要说明莫尔条纹的作用。 若已知 光栅栅距 d=0.01mm 及莫尔条纹的宽度 w=5mm，则莫尔条纹的放大倍数是多 少？（6 分）
8.
用 F 系列 PLC 的指令编程:（5 分）
X400 X401 Y433 Y434 X402 X405 Y430
共 7 页 第 2 页 14. （ ）F 系列的 PLC 的基本语言是梯形图语言，PLC 在数控机床中主要实现 G 功能。 15. （ ）脉冲调相器的作用是将指令脉冲转换为相位脉冲，它由脉冲发生器、脉 冲加减器和计数器组成。 二、多项选择填空：(15 分) 1. 一个零件的轮廓线可能由许多不同的几何元素组成，各几何元素之间的连接 点称为： （ ） (1)基点 (2)切点 (3)节点 (4)交点 2. 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： （ ） (1)对刀点 (2)换刀点 (3)机械原点 (4)起点 3. 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)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 4. 针对下列程序段： N001 G00 G17 X„Y„M03 M08； N002 G01 G42 X„Y„； N003 X„Y„； N004 G02 X„Y„I„J„； N005 X„Y„I„J„； N006 G01 X„Y„； N007 G00 G40 X„Y„M05 M09； 说法正确的是： （ ） (1)G00、G01、G02 是同组续效代码 (2)G17、G42、G40 是同组续效代码 (3)M03、M08 是同组续效代码 (4)M05、M09 是同组续效代码 5. 采用时间分割法时，插补周期和位置反馈采样周期的关系是： （ ） (1)前者大于后者 (2)后者大于前者 (3)两者必须相等(4)前者是后者的整数 倍 6. 采用六细分电路后，可以在进给速度不变的情况下，使脉冲当量和步距角变 为： （ ） (1)缩小到原来的六分之一(2)脉冲当量缩小到原来的六分之一，而步距角不 变 (3)扩大到原来的六倍 (4)步距角缩小到原来的六分之一，而脉冲当量不 变 7．用下列位置检测元件时，输出信号是数字量的是： （ ） (1)旋转变压器 (2)直线感应同步器 (3)编码盘 (4)长光栅 8. 对于一个四位二进制计数器来说，其容量 m 和每一个指令脉冲产生的相移Δ θ 分别为： （ ）