数控机床考试题及答案

A

1、闭环数控系统主要用于

a. 普通机床；b. 高精度机床；c. 旧机床改造。 2、NC与CNC最大区别是

a. NC用于点位控制，CNC用于轮廓控制；b. NC为开环数控系统，CNC为闭环数控系统；c. NC以硬件逻辑为核心构成，CNC以计算机为核心构成。

3、对箱体类零件之平面进行数控加工，宜采用 a. 车削、镗削；b. 铣削；c. 钻削。

４、数控系统因仅有直线圆弧插补功能，所以

a. 只能加工直线及圆弧轮廓零件；b. 可以直接加工任何轮廓零件；c. 经数学处理后，可以加工任何曲线轮廓零件。

５、数控加工工件坐标系的原点

a. 由用户选定；b. 厂家确定，用户可以改变；c. 厂家确定，用户不能改变。

6、数控车削加工编程 a. 只能用增量坐标系统；b. 只能用绝对坐标系统；c. 可以用增量坐标系统或绝对坐标系统以及二者的混合编程。

7、PLC在数控机床中主要用于

a. 开关量的顺序控制；b. 进给系统的伺服控制；c. 主轴的伺服控制 8、数据采样插补主要用于

a. 步进电机伺服系统；b. 直流及交流电机伺服系统；c. 自动编程系统。 9、步进电机伺服系统的速度控制主要通过

a. 步进电机接受的脉冲数目；b. 环形分配器；c. 脉冲频率。 10、直线感应同步器主要用于测量

a. 角位移；b. 线位移；c. 两者均可以。 1、步进电机组成的开环数控系统主要用于

a. 重型机床；b. 高精度机床；c. 旧机床改造。 2、数控机床最适宜的加工批量是

a. 单件生产；b. 大批大量生产；c. 中小批量生产。 3、对内外旋转表面类零件进行数控加工，宜采用 b. 车削、镗削；b. 铣削；c. 刨削。 ４、数控系统最为普通的插补功能是

a. 渐开线插补；b. 椭圆插补；c. 直线及圆弧插补。

５、数控机床坐标系的原点（也称机械原点、机械零点）

a. 由用户选定；b. 厂家确定，用户可以改变；c. 厂家确定，用户不能改变。 6、对不同厂家生产的数控系统，其加工编程指令系统 b. 都是一样的；b. 大同小异；c. 完全不同。 7、CNC系统控制的联动轴数越多，

b. 控制越容易；b. 控制越复杂；c. 与控制难易程度无关。

8、脉冲增量插补主要用于

b. 步进电机伺服系统；b. 直流电机伺服系统；c. 交流电机伺服系统。 9、步进电机的转动方向控制主要通过

a. 电枢电阻；b. 环形分配器；c. 供电脉冲频率。

10、旋转变压器主要用于测量 a. 角位移；b. 线位移；c. 两者均可以。 题号 答案 1 B 2 C 3 B 4 C 5 A 6 C 7 A 8 B 9 C 10 得分 B 第 1 页 共 6 页

二、[教师答题时间:10分钟] 问答题（每题10分共20分）

1. 经济型数控机床由那几个部分组成？简述各部分的功能与原理。

经济型开环数控系统的组成如下图： 数控装置 驱动器 步进电机 机床工作台 其工作原理为为：指令脉冲由数控系统根据加工程序发出，并由环分器输入驱动器，经放大后送入步进电机，按规定的速度、方向、角度旋转，而后经齿轮、丝杆螺母变转动为直线运动，推动机床工作台或刀架运动，实现零件加工。

评分标准：4大组成部分每项得5.分； 工作原理回答正确得5分。

2. 按伺服电机不同，常用的数控伺服驱动系统有那几类？各类有何优缺点？

常用的数控伺服驱动系统有三类：

1）步进电机伺服驱动系统：结构简单、价廉、只能实现开环控制，精度不高，功率也不

大。

2）直流电机伺服驱动系统：可实现闭环及半闭环控制，精度高，功率大，速度也比步进

电机高，有良好的动、静态性能。相对于交流电机，具有良好的调速特性，但结构复杂，价格较贵。

3）交流电机伺服驱动系统：具有直流电机伺服驱动系统的优点，而且容量更大，速度也

更高，价格也较低。因为没有电刷，维修比直流电机伺服驱动系统方便。评分标准：三种类型，每种类型得3.3分。其中名称得1.5分，优缺点得1.8分。 三、[教师答题时间：10分钟] 计算题：（每题10分，共20分）

在第一象限内，用逐点比较法进行直线插补时，根据什么原则判断进给方向？有一直线，起点坐标A(0,0), 终点坐标(5,8)。试绘出插补轨迹图。

主要依据原则为动点相对于直线的位置：

1）当动点在直线上方时，向+X方向移动；2）当动点在直线下方时，向+Y方向移动；

3）当动点在直线上时，向+X方向移动。 插补轨迹图如下： Y X 椭圆曲线如何实现数控加工？有一椭圆，其方程为：x2/82+ y2/42=1. 现要顺时针加工第一象限内之曲线段，起点为A(0,4)，终点为E(8,0)。试按等间距法求出该段上节点坐标（X轴上的间距为△x=2）

一般的数控系统无非圆曲线插补功能，不能加工。只得以直线或圆弧去离散曲线，而后按直线或圆弧插补加工。

离散后的节点求法如下，将X轴按等间距为2划分，得节点的X坐标： x1=2; x2=4; x3=6; x4=8

代入公式： y=4√1-x2/82 得节点的Y坐标： y1=3.873; y2=3.464; y3=2.646; y4=0

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评分标准：非圆曲线加工方法回答正确得5分，节点坐标计算正确得5分。

四、[教师答题时间： 30 分钟] 编程题：（每题15 分共30分）[考核类型：一般综合类]

用绝对编程方法，顺时针加工，编出图示钢质零件（厚度10mm）铣削数控加工程序（考虑

刀补，自选切削用量、刀具类型、刀具材料及半径。）

选择高速钢立铣刀，直径6mm, 坐标原点在零件底平面。

度o N01 T1; N50 X14;Y5;

N05 G92 G17 G90 X-10 Y-10 Z20; N60 G03 X11 Y2 R3; N06 G01 Z0 F100 S1200 M03; N70 G01 X4 Y2; N10 G41 X4 Y-10 D01; N80 G40 X-10 Y-10; N20 X4 Y8; N90 G00 Z20 M30; N30 X8 Y12; N40 X14 Y12;

12 条指令，每条正确约得1.2分

2．棒类钢质零件如图所示，C1表示1×45度的倒角，试编写精加工程序，其中φ58柱面不加工。（假定刀尖圆角半径为零，不考虑刀补。自选切削用量， 标出工件坐标系） c1

N1 T1

N2 G50 X80 Z200 N3 S800 M04 N4 G00 X0 Z2

N5 G01 X0 Z0 F0.1 N7 X33 Z0 N9 X35 Z－1 N10 Z－40 N11 X38

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N12 X40 Z－41 N13 Z－-90

N14 X50 Z－98.66 N15 Z－140 N16 X54

N17 X56 Z－141 N18 Z－242 N19 X58

N20 G00 X80 N21 Z200 N22 M05 N23 M30

评分标准：20条指令，每条编写正确约得0.7分。

B一、[教师答题时间： 10 分钟]选择题。

1 C 2 C 3 A 4 C 5 C 6 B 7 B 8 A 9 B 10 得分 A 题号 答案 二、[教师答题时间:10分钟] 问答题（每题10分共20分）

二、问答题（每题10 分，共 20 分）

1.简述机床开环、闭环数控系统的组成特点及其优缺点。

1）开环数控系统无反馈、无位置检测及速度检测装置，常用步进电机组成此系统。其优

点是控制简单、价廉。缺点是控制精度及速度不高、容量也不大。

2）闭环数控系统有反馈、有位置检测及速度检测装置，常用直流或交流伺服电机组成此

系统。其优点是控制精度及速度都高、容量也较大。其缺点是控制复杂、不稳定，价格也较贵。

评分标准：组成特点及其优缺点每项得5.分。 2 .简述三类数控伺服驱动系统实现速度控制的方法。 常用的数控伺服驱动系统速度控制方法如下

1）步进电机伺服驱动系统：以脉冲频率控制，当频率高时，速度就高；当频率低时，速

度也就低。

2）直流电机伺服驱动系统：用PWM系统调速，其原理是将直流电压转变为单极性或双

极性的方波电压，通过对方波电压脉冲宽度的控制，从而改变输入电机电枢的平均电压，而达到调速。

3）交流电机伺服驱动系统：用SPWM系统调速，其原理是将直流电压转变为频率可调

的交流电，去驱动交流伺服电机。而交流伺服电机的速度与频率成正比，当频率高时，速度就高；当频率低时，速度也就低。

评分标准：三种类型调速方法，每种类型回答正确得3.3分。 三、[教师答题时间：10分钟] 计算题：（每题10分，共20分）

a) 在第一象限内，反时针方向，用逐点比较法进行圆弧插补时，根据什么原则判断进给方

向？有一圆弧，圆心在坐标原点，半径为6mm，加工起点坐标A(6，0), 终点坐标E(0，6)，试绘出插补轨迹图。

主要依据原则为插补点相对于圆弧的位置：

1）当动点在圆外时，向-X方向移动；2）当动点在圆内时，向+Y方向移动；3）当动点

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在圆上时，向-X方向移动。 插补轨迹图如下： 评分标准：判断原则正确得5分，轨迹图正确得5分。

2．什麽叫轮廓曲线上的基点？什麽叫轮廓曲线上的节点？有一抛物线，其方程为： y= x2. 加工起点为A(0,0)，终点为E(6，36)。试按等间距法求出该段上节点坐标（X轴上的间距为△x=2）

一般的数控系统.只有直线及圆弧插补功能，而当零件轮廓由圆弧和直线组成时，为了编程的需要，要计算出相邻线段之交点或切点，以得出各几何元素的起点、终点、圆弧的圆心坐标等值，称为基点坐标计算。对于非圆曲线，要用直线或圆弧去离散逼近，这些离散点（交点或切点）的坐标，称为节点坐标。

抛物线离散后的节点求法如下，将X轴按等间距为2划分，得节点的X坐标： x1=2; x2=4; x3=6.

代入公式： y=x2 得节点的Y坐标： y1=4; y2=16; y3=36. 四、编程题（每题 15 分，共 30 分

1. 棒类钢质零件如图所示，试编写精加工程序，零件之总长为25mm。不考虑刀补，自选切削用量，设定工件坐标系。

零件的加工程序如下： N1 T21;

N2 G50 X100 Z200 ; N3 S1500 M04; N4 G00 X0 Z2; N5 G01 Z0 F 0.1; N6 X10;

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N7 G03 X12 Z－1 R1; N8 G01 Z－12;

N9 G02 X18 Z－15 R3; N10 G03 X22 Z－17 R2; N11 G01 Z－25; N12 G00 X100; N13 G00 Z200; N14 M05; N15 M30;

评分标准：15条指令，每条正确得1分。

2. 盘形钢质零件如图（厚度15mm），试编写铣削外轮廓数控精加工程序，自选铣刀类型、刀具材料及直径、以及确定切削用量，要求考虑刀具半径补偿。（提示：4条切线与X轴之间的夹角为30.317度,第一象限内，与R22及R14 两切点的坐标分别是x=11.11, y=43.99;x=67.07,y=12.09 ）

选择高速钢立铣刀，刀具半径16mm，坐标原点设零件中心上平面，数控编程如下： N10 G92 X0 Y0 Z0； N15 G00 X-100 Y55 Z20; N20 S1000 M03 M08; N25 G01 Z-18 F200;

N30 G41G01 X0 Y47 F100 H01; N32 G02 X11.11 Y43.99 R22; N35 G01 X67.07 Y12.09;

N40 G02 X67.07 Y –12.09 R14; N45 G01 X11.11 Y-43.99;

N50 G02 X-11.11 Y-43.99 R22 ; N55 G01 X-67.07 Y-12.09; N60 G02 X-67.07 Y12.09 R14; N65 G01 X-11.11 Y43.99; N70 G02 X0 Y47 R22; N75 G40 G00 X-100 Y55; N80 G00 Z20 M05 M09; N85 G00 X0 Y0; N90 M30;

评分标准：17条指令，每条正确得0.9分。

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N7 G03 X12 Z－1 R1; N8 G01 Z－12;

N9 G02 X18 Z－15 R3; N10 G03 X22 Z－17 R2; N11 G01 Z－25; N12 G00 X100; N13 G00 Z200; N14 M05; N15 M30;

评分标准：15条指令，每条正确得1分。

2. 盘形钢质零件如图（厚度15mm），试编写铣削外轮廓数控精加工程序，自选铣刀类型、刀具材料及直径、以及确定切削用量，要求考虑刀具半径补偿。（提示：4条切线与X轴之间的夹角为30.317度,第一象限内，与R22及R14 两切点的坐标分别是x=11.11, y=43.99;x=67.07,y=12.09 ）

选择高速钢立铣刀，刀具半径16mm，坐标原点设零件中心上平面，数控编程如下： N10 G92 X0 Y0 Z0； N15 G00 X-100 Y55 Z20; N20 S1000 M03 M08; N25 G01 Z-18 F200;

N30 G41G01 X0 Y47 F100 H01; N32 G02 X11.11 Y43.99 R22; N35 G01 X67.07 Y12.09;

N40 G02 X67.07 Y –12.09 R14; N45 G01 X11.11 Y-43.99;

N50 G02 X-11.11 Y-43.99 R22 ; N55 G01 X-67.07 Y-12.09; N60 G02 X-67.07 Y12.09 R14; N65 G01 X-11.11 Y43.99; N70 G02 X0 Y47 R22; N75 G40 G00 X-100 Y55; N80 G00 Z20 M05 M09; N85 G00 X0 Y0; N90 M30;

评分标准：17条指令，每条正确得0.9分。

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