一、選擇（每題2分，共20分）
1、數(shù)控系統(tǒng)的報(bào)警大體可以分為操作報(bào)警、程序錯(cuò)誤報(bào)警、驅(qū)動(dòng)報(bào)警及系統(tǒng)錯(cuò)誤報(bào)警，某個(gè)程序在運(yùn)行過程中出現(xiàn)“圓弧端點(diǎn)錯(cuò)誤”，這屬于（ A ）。
（A）程序錯(cuò)誤報(bào)警；                （B）操作報(bào)警；
（C）驅(qū)動(dòng)報(bào)警；                    （D）系統(tǒng)錯(cuò)誤報(bào)警
2、在數(shù)控機(jī)床的閉環(huán)控制系統(tǒng)中，其檢測環(huán)節(jié)具有兩個(gè)作用，一個(gè)是檢測出被測信號(hào)的大小，另一個(gè)作用是把被測信號(hào)轉(zhuǎn)換成可與（ A ）進(jìn)行比較的物理量，從而構(gòu)成反饋通道。
 A) 指令信號(hào)； （ B）反饋信號(hào)；  （C）偏差信號(hào)； （ D）脈沖信號(hào)
3、CNC系統(tǒng)是指( D )。
A．適應(yīng)控制系統(tǒng) B．群控系統(tǒng)
C．柔性制造系統(tǒng) D．計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)
4、步進(jìn)電機(jī)主要用于( A )。
A．經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動(dòng) B．加工中心的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)
C．大型數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動(dòng) D．?dāng)?shù)控機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)
5、CNC系統(tǒng)中的PLC是( A )。
A．可編程序邏輯控制器 B．顯示器C．多微處理器 D．環(huán)形分配器
6、對(duì)于配有設(shè)計(jì)完善的位置伺服系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，其定位精度和加工精度主要取決于( B )。
A．機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的精度 B．驅(qū)動(dòng)裝置的精度
C．位置檢測元器件的精度 D．計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度
7、PWM是脈沖寬度調(diào)制的縮寫，PWM調(diào)速單元是指( C )。
A．晶閘管相控整流器速度控制單元
B．直流伺服電機(jī)及其速度檢測單元
C．大功率晶體管斬波器速度控制單元
D．感應(yīng)電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)
8、通常CNC系統(tǒng)通過輸入裝置輸入的零件加工程序存放在( B )
A．EPROM中 B．RAM中 C．ROM中 D．EEPROM中
9、現(xiàn)代中高檔CNC系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)多采用( D )
A．單CPU、模塊化結(jié)構(gòu) B．單CPU、大板結(jié)構(gòu)
C．多CPU、大板結(jié)構(gòu) D．多CPU、模塊化結(jié)構(gòu)
10、用光柵位置傳感器測量機(jī)床位移，若光柵柵距為0．01mm，莫爾條紋移動(dòng)數(shù)為1000個(gè)，若不采用細(xì)分技術(shù)則機(jī)床位移量為( C )
A．0．1mm B．1mm C．10mm D．100mm
二、填空題（每空2分，共20分）
1C裝置常用的通信接口有　串口　 、  　以太網(wǎng)  兩種。
2．?dāng)?shù)控機(jī)床按插補(bǔ)算法分  　脈沖增量插補(bǔ) 和  數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)  。
3C裝置的硬件結(jié)構(gòu)可分為　大板式結(jié)構(gòu) 和　模塊式結(jié)構(gòu)　兩大類。
4、為減少運(yùn)動(dòng)件的摩擦和消除傳動(dòng)間隙，數(shù)控機(jī)床廣泛采用 滑動(dòng)導(dǎo)軌和 滾動(dòng)導(dǎo)軌，在進(jìn)給系統(tǒng)中，目前數(shù)控機(jī)床幾乎無例外的都采用  滾動(dòng)代替滑動(dòng)絲桿。
5、機(jī)床接通電源后的回零操作是使刀具或工作臺(tái)退回到   機(jī)床參考點(diǎn) 。
三、判斷題（每題2分，共10分）
1.（ ×）數(shù)控機(jī)床是在普通機(jī)床的基礎(chǔ)上將普通電氣裝置更換成CNC控制裝置。
2.（ √）插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)的實(shí)際插補(bǔ)軌跡始終不可能與理想軌跡完全相同。
3.（ ×）用數(shù)顯技術(shù)改造后的機(jī)床就是數(shù)控機(jī)床。  
4.（ ×）數(shù)控機(jī)床由主機(jī)、數(shù)控裝置、驅(qū)動(dòng)裝置和輔助裝置組成。
6.（ ×）RS232主要作用是用于程序的自動(dòng)輸入。
四、簡答題（每題8分，共40分）
1、輪廓控制、點(diǎn)位控制和點(diǎn)位直線控制各有何特點(diǎn)？
2、簡述數(shù)控系統(tǒng)為什么要進(jìn)行加/減速控制，有哪些實(shí)現(xiàn)方式？
3、反向間隙誤差是怎樣產(chǎn)生的，如何進(jìn)行補(bǔ)償？
4、絲杠螺距誤差是怎樣產(chǎn)生的，如何進(jìn)行補(bǔ)償？
5、說明開環(huán)系統(tǒng)的控制原理。
答：1、(1)點(diǎn)位控制數(shù)控系統(tǒng) 這類控制系統(tǒng)只控制工具相對(duì)工件從某一加工點(diǎn)移到另一個(gè)加工點(diǎn)之間的精確坐標(biāo)位置,而對(duì)于點(diǎn)與點(diǎn)之間移動(dòng)的軌跡不進(jìn)行控制，且移動(dòng)過程中不作任何加工（見圖1-4）。通常采用這一類系統(tǒng)的設(shè)備有數(shù)控鉆床、數(shù)控坐標(biāo)鏜床和數(shù)控沖床等。
    (2)直線控制數(shù)控系統(tǒng) 這類系統(tǒng)不僅要控制點(diǎn)與點(diǎn)的精確位置，還要控制兩點(diǎn)之間的工具移動(dòng)軌跡是一條直線，且在移動(dòng)中工具能以給定的進(jìn)給速度進(jìn)行加工，其輔助功能要求也比點(diǎn)位控制數(shù)控系統(tǒng)多，如它可能被要求具有主軸轉(zhuǎn)數(shù)控制、進(jìn)給速度控制和刀具自動(dòng)交換等功能。采用此類控制方式的設(shè)備主要有簡易數(shù)控車床、數(shù)控鏜銑床等。
    （3）輪廓控制數(shù)控系統(tǒng) 這類系統(tǒng)能夠?qū)蓚€(gè)或兩個(gè)以上坐標(biāo)方向進(jìn)行嚴(yán)格控制，即不僅控制每個(gè)坐標(biāo)的行程位置，同時(shí)還控制每個(gè)坐標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度。各坐標(biāo)的運(yùn)動(dòng)按規(guī)定的比例關(guān)系相互配合，精確地協(xié)調(diào)起來連續(xù)進(jìn)行加工，以形成所需要的直線、斜線或曲線、曲面。這類數(shù)控系統(tǒng)的輔助功能亦比前兩類都多。采用此類控制方式的設(shè)備有數(shù)控車床、銑床、加工中心、電加工機(jī)床和特種加工機(jī)床等。

2、在CNC系統(tǒng)中，為了保證機(jī)床在起動(dòng)或停止時(shí)不產(chǎn)生沖擊、失步、超程或振蕩，必須對(duì)送到伺服驅(qū)動(dòng)裝置的進(jìn)給脈沖頻率或電壓進(jìn)行加減速控制。即在機(jī)床加速起動(dòng)時(shí)，保證加在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)上的進(jìn)給脈沖頻率或電壓逐漸增大；當(dāng)機(jī)床減速停止時(shí)，保證加在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)上的進(jìn)結(jié)脈沖頻率或電壓逐漸減小。
    加減速實(shí)現(xiàn)的方式有線性加減速(勻加減速)、指數(shù)加減速和sin曲線(S)加減速。

3、在進(jìn)給傳動(dòng)鏈中，齒輪傳動(dòng)、滾珠絲杠螺母副等均存在反轉(zhuǎn)間隙。這種反轉(zhuǎn)間隙會(huì)造成工作臺(tái)反向時(shí)，電動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)而工作臺(tái)不動(dòng)，使半閉環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生誤差和全閉環(huán)系統(tǒng)位置環(huán)振蕩不穩(wěn)定。
為解決這一問題，可先采取調(diào)整和預(yù)緊的方法，減少間隙。而對(duì)于剩余間隙，在半閉環(huán)系統(tǒng)中可將其值測出，作為參數(shù)輸入數(shù)控系統(tǒng)，則此后每當(dāng)坐標(biāo)軸接收到反向指令時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)便調(diào)用間隙補(bǔ)償程序，自動(dòng)將間隙補(bǔ)償值加到由插補(bǔ)程序算出的位置增量命令中，以補(bǔ)償間隙引起的失動(dòng)。這樣控制電動(dòng)機(jī)多走一段距離，這段距離等于間隙值，從而補(bǔ)償了間隙誤差。需注意的是對(duì)全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)不能采用以上補(bǔ)償方法(通常數(shù)控系統(tǒng)要求將間隙值設(shè)為零)，因此必須從機(jī)械上減小或消除這種間隙。有些數(shù)控系統(tǒng)具有全閉環(huán)反轉(zhuǎn)間隙附加脈沖補(bǔ)償，以減小這種誤差對(duì)全閉環(huán)穩(wěn)定性的影響。也就是說，當(dāng)工作臺(tái)反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)伺服系統(tǒng)施加一定寬度和高度的脈沖電壓(可由參數(shù)設(shè)定)，以補(bǔ)償間隙誤差。

4、螺距誤差是指由螺距累積誤差引起的常值系統(tǒng)性定位誤差。在半閉環(huán)系統(tǒng)中，定位精度很大程度上受滾珠絲杠精度的影響，盡管滾珠絲杠的精度很高，但總存在著制造誤差；另外數(shù)控機(jī)床經(jīng)長時(shí)間使用后，由于磨損其精度也會(huì)下降。

5、與閉環(huán)系統(tǒng)相比，開環(huán)伺服系統(tǒng)采用功率步進(jìn)電動(dòng)機(jī)作為執(zhí)行元件，實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，它沒有位置反饋回路和速度反饋回路，不需使用位置、速度測量裝置以及復(fù)雜的控制調(diào)節(jié)電路，與機(jī)床容易配接，控制使用方便。主要用于對(duì)速度，精度要求不太高的中、小型數(shù)控機(jī)床上。

五、計(jì)算題（每題10，共10分）
一采用三相六拍驅(qū)動(dòng)方式的步進(jìn)電機(jī)，其轉(zhuǎn)子有80個(gè)齒，經(jīng)絲杠螺母副驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)作直線運(yùn)動(dòng)，絲杠的導(dǎo)程為5mm，工作臺(tái)移動(dòng)的最大速度為30mm/s，求：
(1)步進(jìn)電機(jī)的步距角；
(2)工作臺(tái)的脈沖當(dāng)量；
(3)步進(jìn)電機(jī)的最高工作頻率。