数控技术题库16_数控技术题库及答案

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一、填空题

1.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。2.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。

3.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点的密化的过程。

4．数控系统按照有无检测反馈装置分为开环数控机床和闭环数控机床两种类型。

5．对于以坐标原点为起点的第一象限直线OA，其偏差函数为：Ft=ytxz-xtyz，若Ft ≥0，刀具往+X进给；若Ft＜0，刀具往+Y进给。6.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。7.CNC系统中，实时性要求最高的任务是插补和位控。8.CNC软件中，译码程序的功能是把程序段中的各数据根据其前后的文字地址送到相应的缓冲寄存器。假设当前需要译码的程序段如下：N1 G01 X132 Y200 Z300如果当前取出的代码是X，那么数字码寄存器中存放的数据是01，此时应该把该数据送入代码G的缓冲寄存器中。

9.旋转变压器是一种常用的转角检测元件，从其结构来看，它由定子和转子两个部分组成。

10．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。11．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。

12.闭环伺服驱动系统一般由驱动控制单元、执行单元、机床、检测反馈单元、比较控制环节等五个部分组成。

13.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，即JE＝13。在插补过程中，每进给一步，计数器JE减1,当JE＝0时，到达终点，停止插补。

14.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。

15.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。

16.CNC系统软件中的译码程序要完成两项工作：一是完成NC程序的翻译工作，即把输入的零件加工程序翻译成计算机内部能识别的语言（机器语言）；二是进行程序段的语法检查，即发现语法错误立即报警。17.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该为4 mm才能保证检测精度。

18.三相步进电机的转子齿数为40，则单三拍通电方式运行时的步距角＝3°

19.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。20.CNC系统中，软件与硬件的分配比例是由性价比决定的。

21.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、新偏差计算和终点比较四个节拍（步骤）。

22.光栅是利用光学原理进行工作的位置反馈检测元件。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 =1 mm。

23.步进电机的“失步”现象有两种表现形式，即丢步和越步。24.CNC系统软件必须完成管理和控制两大任务。

25.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。

26.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。27.CNC系统常用外设包括输入设备和输出设备两种。

28.键盘中断服务程序负责将键盘上输入的字符存入MDI缓冲器，按一下键就是向主机申请一次中断。

29.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。

30.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。

31.数控机床坐标系的确定：X、Y、Z的正向是工件尺寸增加的方向，通常平行于主轴的轴线为Z坐标，而X坐标方向是水平的，并且平行于工件装卡面，而Y向坐标是按照 右手直角笛卡尔坐标系来确定的。

32.总线是数控系统的硬件之一，它包括数据总线、地址总线、控制总线。33.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。34.光栅读数头主要由光源、透镜、标尺光栅、光敏元件和驱动电路组成。35.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。36.若三相步进电机（三相绕组分布为AA′、BB′、CC′），请写出三相六拍工作方式的通电顺序（只写一种）：A－AB－B－BC－C－CA－A37.直线式感应同步器主要用于测量线位移（或直线位移）；旋转式感应同步器主要用于测量角位移。

38.四极绕组式旋转变压器有两种工作方式，即鉴相式和鉴幅式。39.FMS中文含义是柔性制造系统。

40.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软件把使刀具轨迹在允许的误差之内分割成若干小线段，再由硬件电路在各个刀具轨迹小线段的起点和终点之间进行数据的“密化”。

41.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。

42.脉冲当量越小，位移精度和插补精度越高，零件加工的质量越高。43.在单CPU的CNC系统中，主要采用CPU分时共享的原则来解决多任务的同时运行。

44.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。

二、单项选择题（每小题2分，共20分）：

1.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 2.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

3．在单CPU的CNC系统中，主要采用（B）的原则来解决多任务的 同时运行。

A、CPU同时共享B、CPU分时共享C、共享存储器D、中断 4．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

5.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、1um/脉冲B、5um/脉冲C、10um/脉冲D、0.01mm/脉冲

6.单微处理机CNC装置中，微处理机通过（A）与存储器、输入输出 控制等各种接口相连。

A、总线B、输入/输出接口电路C、主板D、专用逻辑电路 7.下面哪种检测装置不是基于电磁感应原理？（C）

A、感应同步器B、旋转变压器C、光栅D、电磁式编码盘 8．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该为多少才能保证检测精度？（B）A、2mmB、4mmC、6mmD、8mm

9.下面哪个内容不是故障诊断专家系统要完成的工作？（D）A、故障监测B、故障分析C、决策处理D、故障预防 10．下列正确表示坐标系的是（A）A、XB、XC、ZD、Y

11.世界上第一台数控机床是（B）年试制成功的。A.1951B.1952C.1954D.1958

12.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 13.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

14.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

15.下面哪种检测装置的检测精度高，且可以安装在油污或灰尘较多的场合？（C）

A、感应同步器B、旋转变压器C、磁栅D、光栅

16.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？（B）

A、5um/脉冲B、1um/脉冲 C、10um/脉冲D、0.01mm/脉冲

17.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：N115 G01 X100 Y119 F3000 LF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 18.下面哪种方法不属于并行处理技术？（A）

A、中断执行B、时间重叠C、资源共享D、资源重复 19.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

20.在数控机床的使用过程中，由于零部件及电子元件出现疲劳、磨损、老化等，使系统处于频发故障状态。这一期间属于数控机床故障出现的哪个阶段？（C）

A、早期故障期B、偶发故障期C、耗损故障期D、以上都不对 23.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

24.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、25.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 26.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

27.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 28.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

29.工业机器人由4个基本部分组成，下面哪个不是基本部分？（A）A、刀具B、控制系统C、肘节D、机械主体

30.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？（A）

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 31.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 32.一个系统只有一块大板（称为主板），大板上装有主CPU和各轴的位 置控制电路等。这种结构属于（D）A、模块化结构B、整体式结构 C、分体式结构D、大板式结构

33.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 34.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

35.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

36.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

37.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

38.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

三、判断题（每小题1.5分，共15分）

（X）1.世界上第一台数控机床是1958年试制成功的。

（X）2.CNC系统中，由硬件完成的功能原则上不可以由软件完成。（X）3.7段LED显示器能显示字母X。

（X）4.当点位直线控制数控机床的移动部件移动时，可以按任意斜率的直线进行切削加工。

（X）5.程序中出现各种异常情况的报警中断属于外部中断。

（X）6.脉冲当量决定了伺服系统的位移精度，因此脉冲当量越大，位移精度越高。

（X）7.步进电机的步距角越大，控制精度越高。

（X）8.从减小伺服驱动系统的外形尺寸和提高可靠性的角度来看，采用直流伺服驱动比交流伺服驱动更合理。

（V）9.伺服驱动系统的跟随误差越小，响应速度越快。

（V）10.德国的SIEMENS和日本的FUNUC公司的数控系统对我国数控技术的影响较大。

（X）1.半闭环控制数控机床的检测装置可以直接检测工作台的位移量。

（X）2.CNC系统仅由软件部分完成其数控任务。

（X）3.若CNC装置有两个或以上的微处理机，则其一定属于多微处理机结构。

（X）4.LED显示器能显示0～9的数字和全部英文字母。（X）5.对控制介质上的程序进行译码的装置是伺服系统。（X）6.CNC系统的中断管理主要靠硬件完成。

（X）7.程序中出现各种异常情况的报警中断属于外部中断。

（V）9.四极绕组式旋转变压器比两极绕组式旋转变压器检测精度更高。

（V）10.伺服系统跟随误差越小，响应速度越快。

（X）1.数控机床的加工是用数控程序来控制的，因此数控机床就是软件数控。

（X）2.当点位直线控制数控机床的移动部件移动时，可以按任意斜率的直线进行切削加工。（X）4.CNC系统的外设指的是输入设备，如MDI键盘、纸带阅读机等。（X）5.在共享总线结构中，某一时刻可以由多个CPU占有总线。（X）7.有刷式旋转变压器比无刷式旋转变压器的寿命长。

（X）8.定尺绕组和滑尺绕组的节距是否相等对于直线感应同步器的检测精度无关紧要。

（V）10.采用细分电路可以提高开环步进式伺服驱动系统的精度。（X）2.以系统总线为中心的多微机处理机CNC装置中，主、从模块均有权控制使用系统总线。

（X）3.步进电机的环形分配器必须由硬件来实现。

（X）6.程序中出现各种异常情况的报警中断属于外部中断。（X）7.RS-232C属于并行通信协议。

（X）8.步进电机的转速与指令脉冲的频率无关，而受到电压波动、负载变化及环境因素的影响。（X）9.为了保证加工过程的连续性，CNC软件必须采用并行处理技术。（X）10.CNC系统的核心是CNC装置，其性能决定了数控系统的性能。（X）1.我国从1952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。

（X）3.数控机床的加工是用数控程序来控制的，因此数控机床就是软件数

（X）5.闭环系统中速度预处理计算方法有程序延时法和时钟中断法。（X）6.根据插补由硬件还是软件实现，插补分为硬插补和软插补；硬插补一般用作粗插补，软插补用于精插补。

（V）9.磁栅可以工作在比较肮脏的环境，而光栅对工作环境和安装要求很高。

（V）10.采用细分电路可以提高开环步进式伺服驱动系统的精度。（X）1.世界上第一台数控机床是1958年在中国试制成功的。（X）2.旋转变压器可以用来直接测量机床移动部件的直线位移。（X）3.CNC系统中，软件所起的作用比硬件大。（X）4.MDI键盘属于CNC系统的输出设备。

（X）6.光栅作为位置检测元件，其工作原理是基于电磁学的原理。（X）7.根据插补由硬件还是软件实现，插补分为硬插补和软插补；硬插补一般用作粗插补，软插补用于精插补。

（X）8.七段LED显示器能显示0～9的数字和全部英文字母。（V）9.并行处理和串行处理相比提高了运算速度。

（V）10.在开环步进式伺服驱动系统中，控制发往步进电机的指令脉冲的个数。

四、解答题（每小题5分，共15分）

1.和普通机床相比，用数控机床进行零件加工有什么好处？

答：采用数控机床进行零件加工具有以下优点1）提高加工精度高，尤其是提高了同批零件加工的一致性2）有利于生产效率的提高3）可加工形状复杂的零件4）减轻了工人的劳动强度，改善了劳动条件5）有利于生产管理和机械加工综合自动化的发展（或者：提高了机械加工和生产管理的自动化程度）2．CNC的插补可以由软件或硬件完成，根据这一原则CNC系统的软硬件组 合有哪几种类型？

答：根据CNC系统的插补功能由软件还是软件来实现，CNC系统的软硬件组合有以下三种类型：①不用软件插补器，完全由硬件完成的CNC系统；②由软件进行粗插补，硬件进行精插补的CNC系统；③完全由软件实施插补的CNC系统。

3．对数控机床伺服驱动系统的主要性能要求有哪些？

答：一般来说，对数控机床伺服驱动系统的主要性能要求有以下几点：①进给速度范围要大，能满足低速切削和高速切削的需要；②位移精度要高；③跟随误差要小，即响应速度要快；④工作稳定性要好，具有抗干扰能力，运行平稳，加工精度较高。

4.数控机床一般由哪几个部分组成？

答：数控机床一般组成部分包括：1）控制介质2）数控装置3）伺服系统4）测量装置5）机床本体。

5.简述CNC系统中中央处理单元（CPU）的组成部分及其作用。

答：中央处理单元(CPU)：它的作用是实施对整个系统的运算、控制和管理，它由运算器和控制器两部分组成。其作用分别是：运算器：对数据进行算术和逻辑运算。控制器：译码、发出控制指令，统一指挥和控制数控系统各部件。

6.CNC系统软件采用并行处理技术的目的是什么？

答：为了保证加工过程的连续性，必须采用并行处理技术，它主要有以下两个方面的考虑：1）使用和调配CNC系统的资源；2）提高CNC系统的处理速度。

7.简述开环步进式伺服驱动系统的工作原理。

答：驱动控制线路接收来自机床数控系统发出的进给脉冲信号（指令信号），并把此信号转换为控制步进电机各项绕组依此通电、断电的信号，使步进电机运转；步进电机的转子与机床丝杠连在一起，转子带动丝杠转动，丝杠再带动工作台移动。

8.简述用数控机床进行零件加工的一般过程。

答：1)用数控机床加工工件时，首先由编程人员按照零件的几何形状和加工工艺要求将加工过程编成NC程序；2)数控系统读入NC程序后，将其翻译成机器能够理解的控制指令；

再由伺服系统将其变换和放大后驱动机床上的主轴电机和进给伺服电机转动，并带动机床的工作台移动，从而完成零件的加工。

9.简述CNC系统精插补和粗插补相结合进行插补的基本过程。答：在实际的CNC系统中，通常由软件进行粗插补，再由硬件进行精插补。即：由CNC系统软件将刀具轨迹分割成若干小线段，再由硬件电路在小线段的起点和终点之间进行数据的密化，使刀具轨迹在允许的误差之内。10.什么是数控系统的软件？它由哪些基本部分组成？

答：CNC系统软件是为了实现CNC系统各项功能所编制的专用软件，即存放于计算机内存中的系统程序。它一般由输入数据处理程序、插补运算程序、速度控制程序、管理程序和诊断程序等子程序组成。11.简述开环步进式伺服驱动系统的工作原理。

答：驱动控制线路接收来自机床数控系统发出的进给脉冲信号（指令信号），并把此信号转换为控制步进电机各项绕组依此通电、断电的信号，使步进电机运转；步进电机的转子与机床丝杠连在一起，转子带动丝杠转动，丝杠再带动工作台移动。

12.简述CNC系统中断处理的类型。

答：CNC系统中断处理的类型主要有：1）外部中断；2）内部定时中断；3）硬件故障中断；4）程序性中断

13.简述CNC系统精插补和粗插补相结合进行插补的基本过程。答：在实际的CNC系统中，通常由软件进行粗插补，再由硬件进行精插补。即：由CNC系统软件将刀具轨迹分割成若干小线段，再由硬件电路在小线段的起点和终点之间进行数据的密化，使刀具轨迹在允许的误差之内控制机床工作台的位移量。

五、计算题

1.一台三相六拍运行的步进电机，转子齿数Z＝48，测得脉冲频率为600Hz，求：

① 通电顺序；② 步距角和转速。解：三相六拍运行的步进电机采用单双相轮流通电控制方式，即m=3,。转子齿数，频率＝600HZ。① 电机正转时的通电顺序：A→AB→B→BC→C→CA→A电机反转时的通电顺序：A→AC→C→CB→B→BA→A ②根据步距角计算公式：θ=360/Z·m·K（°）m—步进电动机相数 Z—转子齿数

K—控制方式系数，K=拍数p/相数m

根据转速计算公式：δ=Sθ/360·i（mm/脉冲）δ—脉冲当量 S—丝杠螺距(mm)θ—步距角

i—电动机与丝杠间的齿轮传动减速比

2.欲用逐点比较法插补直线OA，其起点坐标为O（0，0），终点坐标为A（，），其值为＝5，＝6，试写出其直线插补运算过程，并绘出其轨迹。解：由于待插补直线的起点坐标为O（0，0），终点坐标为A（5，6），采用总步数终点判别方法，总步数。从坐标原点开始插补，故此时偏差，加工过程的运算节拍如下表所示：