一、選擇題（每題2分，共20分）
1、數(shù)控機床的組成部分包括(  B  )
A．輸入輸出裝置、光電閱讀機、PLC裝置、伺服系統(tǒng)、多級齒輪變速系統(tǒng)、刀庫
B．輸入輸出裝置、CNC裝置、伺服系統(tǒng)、位置反饋系統(tǒng)、機械部件
C．輸入輸出裝置、PLC裝置、伺服系統(tǒng)、開環(huán)控制系統(tǒng)、機械部件
D．輸入輸出裝置、CNC裝置、多級齒輪變速系統(tǒng)、位置反饋系統(tǒng)、刀庫
2、計算機數(shù)控系統(tǒng)的優(yōu)點不包括(  C  )
A．利用軟件靈活改變數(shù)控系統(tǒng)功能，柔性高
B．充分利用計算機技術(shù)及其外圍設(shè)備增強數(shù)控系統(tǒng)功能
C．數(shù)控系統(tǒng)功能靠硬件實現(xiàn)，可靠性高
D．系統(tǒng)性能價格比高，經(jīng)濟性好
3、機床數(shù)控系統(tǒng)是一種(   C   )
A．速度控制系統(tǒng)    B．電流控制系統(tǒng) C．位置控制系統(tǒng)   D．壓力控制系統(tǒng)
4、半閉環(huán)控制系統(tǒng)的傳感器裝在(   A )
A．電機軸或絲杠軸端    B．機床工作臺上 C．刀具主軸上        D．工件主軸上
5、步進電動機多相通電可以(   A   )
A．減小步距角         B．增大步距角 C．提高電動機轉(zhuǎn)速    D．往往能提高輸出轉(zhuǎn)矩
6、用光柵位置傳感器測量機床位移，若光柵柵距為0.01mm，莫爾條紋移動數(shù)為1000個，若不采用細分技術(shù)則機床位移量為(   C )
A．0.1mm      B．1mm      C．10mm      D．100mm
7、所謂開環(huán)的數(shù)控伺服系統(tǒng)是指只有(  B   )
A．測量實際位置輸出的反饋通道 B．從指令位置輸入到位置輸出的前向通道 C．開放的數(shù)控指令 D．位置檢測元件
8、FANUC 0i系列數(shù)控系統(tǒng)操作面板上用來顯示圖形的功能鍵為（ C ）。
A  PRGRM　　B  OPR/ALARM　　C  AUX/GRAPH　　D  OFFSET
9． 數(shù)控系統(tǒng)所規(guī)定的最小設(shè)定單位就是（  C ）。
A   數(shù)控機床的運動精度  B   機床的加工精度  C   脈沖當量 D   數(shù)控機床的傳動精度
10、通常數(shù)控系統(tǒng)除了直線插補外，還有（  B ）。
A 正弦插補        B  圓弧插補                 C  拋物線插補 D 多義線插補

二、填空題（每空2分，共20分）
1、計算機數(shù)控系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)特點（1）   多任務(wù)性   （2）   實時性    。
2、數(shù)控機床伺服系統(tǒng)，按其功能和用途可分為進給驅(qū)動和主軸驅(qū)動，相應(yīng)的對進給伺服電機要求恒  轉(zhuǎn)矩   ，寬調(diào)速范圍，主軸伺服電機要求恒  功率 范圍寬  ，寬調(diào)速范圍，以滿足伺服需求。
3、步進電機通過控制   脈沖頻率   控制速度；通過控制   脈沖數(shù)量   控制位移量；通過改變步進電機輸入脈沖信號的循環(huán)方向，實現(xiàn)步進電機的正反轉(zhuǎn)。
4、主軸準停又稱為主軸定向功能，即當主軸停止時，控制其停于固定位置，它主要可應(yīng)用于加工中心自動換刀、加工階梯孔或精鏜孔后退刀時。

三、判斷題（每題2分，共10分）
1、( √) 如果在數(shù)控車床上車削螺紋，該數(shù)控車床必須有主軸脈沖編碼器，并處于工作狀態(tài)。
2、( √ ) 數(shù)控車床加工中，若刀具需移動一個準確的尺寸，則這個尺寸的正確性是依靠進給伺服系統(tǒng)來保證的。
3、( × ) 加工端面或直徑變化較大的工件時，若數(shù)控車床的主軸可伺服（即能無級變速） ，通常采用恒轉(zhuǎn)速車削。
4．( × ) 數(shù)控機床伺服系統(tǒng)的作用是把來自數(shù)控裝置的脈沖信號轉(zhuǎn)換成機床移動部件的運動。
5、( × ) 數(shù)控機床適于單件、小批生產(chǎn)形狀復(fù)雜的工件，不適合大批量加工。

四、簡答題（每題8分，共40分）
1.試述脈沖增量法和數(shù)據(jù)采樣法在插補方法上的區(qū)別。
    答：1、按插補算法不同，有多種不同復(fù)雜程度的插補處理。一般按照插補結(jié)果，插補算法被分為脈沖增量插補法和數(shù)字采樣插補法兩大類。前者的插補結(jié)果是分配給各個軸的進給脈沖序列；后者的插補結(jié)果是分配給各個軸的插補數(shù)據(jù)序列。

2.簡述數(shù)控系統(tǒng)的插補概念。
    答：機床數(shù)控系統(tǒng)的核心技術(shù)是插補技術(shù)。在數(shù)控加工中，數(shù)控系統(tǒng)要解決控制刀具與工件運動軌跡的問題。在所需的路徑或輪廓上的兩個已知點間，根據(jù)某一數(shù)學函數(shù)確定其中多個中間點位置坐標值的運動過程稱為插補。數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)這些坐標值控制刀具或工件的運動，實現(xiàn)數(shù)控加工。插補的實質(zhì)是根據(jù)有限的信息完成“數(shù)據(jù)密化”的工作。

3.簡述數(shù)控開環(huán)、半閉環(huán)、閉環(huán)系統(tǒng)的區(qū)別。
    答：開環(huán)伺服系統(tǒng)即無位置反饋的系統(tǒng)，其驅(qū)動元件主要是功率步進電機，其實質(zhì)是數(shù)字脈沖到角度位移的變換，它不用位置檢測元件實現(xiàn)定位，而是靠驅(qū)動裝置本身，轉(zhuǎn)過的角度正比于指令脈沖的個數(shù)，速度由進給脈沖的頻率決定。
開環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡答，易于控制，但精度差，低速不平穩(wěn)，高速扭矩小。一般用于輕載負載變化不大或經(jīng)濟型數(shù)控機床上。
    閉環(huán)伺服系統(tǒng)是誤差控制隨動系統(tǒng)，該裝置測出實際位移量或?qū)嶋H所處位置，并將測量值反饋給CNC裝置，與指令進行比較，求得誤差，構(gòu)成閉環(huán)位置控制。
    閉環(huán)伺服系統(tǒng)是反饋控制，測量裝置精度很高，系統(tǒng)傳動鏈的誤差，環(huán)內(nèi)各元件的誤差以及運動中造成的誤差可以得到補償，大大提高了跟隨精度和定位精度。
    半閉環(huán)系統(tǒng)指位置檢測元件不直接安裝在進給坐標的最終運動部件上，而是中間經(jīng)過機械傳動部件的位置轉(zhuǎn)換，即坐標運動的傳動鏈有一部分在位置閉環(huán)以外，在環(huán)外的傳動誤差沒有得到系統(tǒng)的補償，因而這種伺服系統(tǒng)的精度低于閉環(huán)系統(tǒng)。

4.數(shù)據(jù)采樣插補的原理是什么？試對其插補精度進行分析？
    答：插補采用的是軟件插補法，其輸出的插補結(jié)果不是脈沖，而是數(shù)據(jù)。數(shù)控系統(tǒng)定時地對位置檢測進行采樣，采樣數(shù)據(jù)與插補程序所產(chǎn)生的指令數(shù)據(jù)相比較后，得到位置偏差，經(jīng)伺服驅(qū)動控制伺服電動機。
    從插補過程實現(xiàn)的方式上來說有粗插補和精插補。粗插補采用軟件方法先將加工軌跡分割為線段，精插補采用硬件插補器將粗插補分割的線段進一步密化數(shù)據(jù)點。粗、精插補相結(jié)合的方法對數(shù)控系統(tǒng)運算速度要求不高，并可節(jié)省存儲空間，且響應(yīng)速度和分辨力都比較高。

5.數(shù)控系統(tǒng)由哪幾個基本組成部分？各部分的基本功能是什么？
    答：數(shù)控系統(tǒng)一般由輸入／輸出裝置、數(shù)控裝置、驅(qū)動控制裝置、機床電器邏輯控制裝置四部分組成，機床本體為被控對象。
    輸入裝置將數(shù)控加工程序等各種信息輸入數(shù)控裝置，輸入內(nèi)容及數(shù)控系統(tǒng)的工作狀態(tài)可以通過輸出裝置觀察。
    數(shù)控裝置是數(shù)控系統(tǒng)的核心。它的主要功能是：正確識別和解釋數(shù)控加工程序，對解釋結(jié)果進行各種數(shù)據(jù)計算和邏輯判斷處理，完成各種輸入、輸出任務(wù)。
    驅(qū)動控制裝置位于數(shù)控裝置和機床之間，包括進給軸伺服驅(qū)動裝置和主軸驅(qū)動裝置，進給軸伺服驅(qū)動裝置由位置控制單元、速度控制單元、電動機和測量反饋單元等部分組成，它按照數(shù)控裝置發(fā)出的位置控制命令和速度控制命令正確驅(qū)動機床受控部件(如：機床移動部件和主軸頭等)
    機床電器邏輯控制裝置也位于數(shù)控裝置和機床之間，接受數(shù)控裝置發(fā)出的開關(guān)命令，主要完成機床主軸選速、起停和方向控制功能，換刀功能，工件裝夾功能，冷卻、液壓、氣動、潤滑系統(tǒng)控制功能及其它機床輔助功能。其形式可以是繼電器控制線路或可編程序控制器（PLC）。

五、計算題（每題10，共10分）
1. 一采用三相六拍驅(qū)動方式的步進電機，其轉(zhuǎn)子有80個齒，經(jīng)絲杠螺母副驅(qū)動工作臺作直線運動，絲杠的導(dǎo)程為5mm，工作臺移動的最大速度為30mm/s，求：
(1)步進電機的步距角；
(2)工作臺的脈沖當量；
(3)步進電機的最高工作頻率