一、選擇（每題2分，共20分）
1、可用于開環(huán)伺服控制的電動機是( D )
A．交流主軸電動機 B．永磁寬調速直流電動機
C．無刷直流電動機 D．功率步進電動機
2、下列伺服電動機中，帶有換向器的電動機是( A )
A．永磁寬調速直流電動機 B．永磁同步電動機
C．反應式步進電動機 D．混合式步進電動機
3、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．提高電動機轉速 D．往往能提高輸出轉矩
4、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
5、步進電機驅動控制采用加/減速方式,有利于( C )
A．防止步進電機失步 B．防止機床機械共振
C．改善步進電機低頻特性 D．增大步進電機的步距角
6、步進電機主要用于( A )。
A．經濟型數(shù)控機床的進給驅動 B．加工中心的進給驅動
C．大型數(shù)控機床的進給驅動 D．數(shù)控機床的主軸驅動
7、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)
8．數(shù)控加工中心與普通數(shù)控銑床、鏜床的主要區(qū)別是（ B　）。
A一般有三個數(shù)控軸
B 設置有刀庫，在加工過程中由程序自動選用和更換
C 能完成鉆、鉸、攻絲、銑、鏜等加工功能
D 主要用于箱體類零件的加工
9．數(shù)控機床進給系統(tǒng)不能采用（ D ）電機驅動。
(A) 直流伺服 (B) 交流伺服 (C) 步進 (D)籠式三相交流
10.光柵尺是（　A　）。
A 一種能準確的直接測量位移的元件
B 一種數(shù)控系統(tǒng)的功能模塊
C 一種能夠間接檢測直線位移或角位移的伺服系統(tǒng)反饋元件
D 一種能夠間接檢測直線位移的伺服系統(tǒng)反饋元件
二、填空題（每空2分，共20分）
1、步進電動機的最大缺點是容易 失步 ，特別是在大負載和速度較高的情況下，更容易發(fā)生。
2、在閉環(huán)系統(tǒng)中，定位精度主要取決于 測量元件的定位精度。
3、CNC系統(tǒng)中，一般都具有 脈沖增量 和  數(shù)據(jù)采樣插補功能。
4、NC機床的含義是數(shù)控機床，CNC機床的含義是 數(shù)控裝置 ，F(xiàn)MS的含義 柔性制造系統(tǒng) ， CIMS的含義是計算機集成制造系統(tǒng)。 5、在數(shù)控編程時，使用 補償 指令后，就可以按工件的輪廓尺寸進行編程，而不需按照刀具的中心線運動軌跡來編程。
6、圓弧插補時，通常把與時鐘走向一致的圓弧叫 順時針圓弧插補 ，反之稱為逆圓弧插補 。
三、判斷題（每題2分，共10分）
1．（×）點位控制系統(tǒng)不僅要控制從一點到另一點的準確定位，還要控制從一點到另一點的路徑。
2．（√）常用的位移執(zhí)行機構有步進電機、直流伺服電機和交流伺服電機。
3．（×）數(shù)控機床適用于單品種，大批量的生產。
4．（√）RS232串行通信接口可用于數(shù)控加工程序的自動輸入。
5．（√）舊機床改造的數(shù)控車床，常采用梯形螺紋絲杠作為傳動副，其反向間隙需事先測量出來進行補償。
四、簡答題（每題8分，共40分）
1、步進電動機的選用要考慮哪幾個方面？
2、數(shù)控機床對進給伺服的性能有何要求？
3、畫出主軸電動機的特性曲線，并說明如何進行調速？
4、什么是主軸分段無級調速，為什么要采用主軸分段無級變速？
5、簡述數(shù)控機床主要由哪幾部分組成？
答：1、（1）考慮系統(tǒng)的精度和速度的要求。為了提高精度，希望脈沖當量小，但脈沖當量越小，系統(tǒng)的運行速度越低，應兼顧精度和速度的要求來選定系統(tǒng)的脈沖當量，當脈沖當量確定以后，來選擇步進電機的步距角和傳動機構的傳動比。
    （2）考慮負載轉矩引起的定位誤差、傳動機構的誤差以及步進電機的步進誤差，使總的誤差小于數(shù)控機床允許的定位誤差。

2、(1) 精度高。伺服系統(tǒng)要具有較好的靜態(tài)特性和較高的伺服剛度，從而達到較高的定位精度，以保證機床具有較小的定位誤差與重復定位誤差；同時伺服系統(tǒng)還要具有較好的動態(tài)性能，以保證機床具有較高的輪廓跟隨精度。
    (2) 快速響應，無超調。為了提高生產率和保證加工質量，在啟、制動時，要求加、減加速度足夠大，以縮短伺服系統(tǒng)的過渡過程時間，減小輪廓過渡誤差。一般電動機的速度從零變到最高轉速，或從最高轉速降至零的時間小于200ms。這就要求伺服系統(tǒng)要快速響應，但又不能超調，否則將形成過切，影響加工質量。同時，當負載突變時，要求速度的恢復時間也要短，且不能有振蕩，這樣才能得到光滑的加工表面。
    (3)調速范圍寬。在數(shù)控機床中，由于所用刀具、被加工材料、主軸轉速以及進給速度等加工：工藝要求各有不同,為保證在任何情況下都能得到最佳切削條件，要求進給驅動系統(tǒng)必須具有足夠寬的無級調速范圍(通常要大于1:10000)。尤其在低速(如<0.01m/min)時，要仍能平滑運動而無爬行現(xiàn)象。而高速的范圍要求可達20~100m/min。

3、典型主軸電動機工作特性曲線如下圖所示： 

    4、不論采用哪一種方法，均可實現(xiàn)主軸電動機的無級調速。采用無級調速主軸機構，主軸箱雖然得到大大簡化，但其低速段輸出轉矩常常無法滿足機床切削轉矩的要求。如單純追求無級調速，勢必要增大主軸電動機的功率，從而使主軸電動機與驅動裝置的體積、重量及成本大大增加。因此數(shù)控機床常采用1~4檔齒輪變速與無級調速相結合的方式，即分段無級變速。
    采用與不采用齒輪減速主軸的輸出特性，采用齒輪減速雖然低速的輸出轉矩增大，但降低了最高主軸轉速。因此通常均采用齒輪自動變速，達到同時滿足低速轉矩和最高主軸轉速的要求。一般來說，數(shù)控系統(tǒng)均提供4檔變速功能的要求，而數(shù)控機床通常使用兩檔即可滿足要求。

    5、數(shù)控系統(tǒng)一般由輸入／輸出裝置、數(shù)控裝置、驅動控制裝置、機床電器邏輯控制裝置四部分組成，機床本體為被控對象。

五、分析題（每題10，共10分）
    下圖為某數(shù)控機床主軸定向的梯形圖程序，分析自動加工時，執(zhí)行M19指令時主軸定向控制過程。