全國2005年10月高等教育自學考試

　　一、單項選擇題（本大題共20小題，每小題2分，共40分）

　　在每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，請將其代碼填寫在題后的括號內。錯選、多選或未選均無分。

　　1．對于數控機床閉環控制系統的伺服驅動元件，為了維護方便起見，最好采用（　）

　　A．直流伺服電動機 B．交流伺服電動機

　　C．液壓步進馬達 D．功率步進電動機

　　2．某加工程序中的一個程序段為（　）

　　N003 G90G19G94G02 X30.0 Y35.0 I30.0 F200 LF

　　該程序段的錯誤在于

　　A．不應該用G90 B．不應該用G19

　　C．不應該用G94 D．不應該用G02

　　3．對于臥式數控車床的坐標系，一般以主軸上夾持的工件最遠端面作為Z軸的基準點，則Z軸的正方向是（　）

　　A．從此基準點沿床身遠離工件的方向

　　B．從此基準點沿床身接近工件的方向

　　C．從此基準點垂直向上的方向

　　D．從此基準點垂直向下的方向

　　4．現代數控機床的各種信號處理中，一般由CNC裝置中的PLC部分直接處理的信號是（　）

　　A．閉環控制中傳感器反饋的線位移信號

　　B．伺服電機編碼器反饋的角位移信號

　　C．機床的邏輯狀態檢測與控制等輔助功能信號

　　D．數控機床刀位控制信號

　　5．采用逐點比較法插補第一象限的直線時，直線起點在坐標原點處，終點坐標是(5,7)，刀具從其起點開始插補，則當加工完畢時進行的插補循環數是（　）

　　A．10 B．11

　　C．12 D．13

　　6．下列有關機床動剛度的敘述中，正確的說法是（　）

　　A．與靜剛度成正比 B．與靜剛度的平方成正比

　　C．與阻尼比成正比 D．與頻率比成正比

　　7．一端固定，一端自由的絲杠支承方式適用于（　）

　　A．絲杠較短或絲杠垂直安裝的場合 B．位移精度要求較高的場合

　　C．剛度要求較高的場合 D．以上三種場合

　　8．經濟型數控機床的進給驅動動力源主要選用（　）

　　A．交流感應電動機 B．步進電動機

　　C．交流伺服電動機 D．直流伺服電動機

　　9．一臺三相反應式步進電動機，當采用三相六拍通電方式運行時，其步距角為0.75°，則轉子的齒數為（　）

　　A．40 B．60

　　C．80 D．120

　　10．PWM是脈沖寬度調制的縮寫，PWM調速單元是指（　）

　　A．晶閘管相控整流器速度控制單元

　　B．直流伺服電機及其速度檢測單元

　　C．大功率晶體管斬波器速度控制單元

　　D．感應電動機變頻調速系統

　　11．在CNC與速度控制單元的聯系信號中，速度控制命令VCDM的傳輸方向是（　）

　　A．在CNC與速度控制單元之間雙向傳遞 B．由速度控制單元傳遞到CNC

　　C．由CNC傳遞到速度控制單元 D．由反饋檢測元件傳遞到CNC

　　12．閉環控制系統與半閉環控制系統的區別在于（　）

　　A．采用的伺服電動機不同 B．采用的傳感器不同

　　C．伺服電動機安裝位置不同 D．傳感器安裝位置不同

　　13．位置控制器輸出的是數字量，要去控制調速單元，必須經過（　）

　　A．F/V變換 B．D/A變換

　　C．電流/電壓變換 D．電壓/電流變換

　　14．感應同步器采用鑒幅型工作時，滑尺上正弦繞組和余弦繞組的勵磁信號分別是（　）

　　A．Umsinωt和Umcosωt B．U1sinωt和U2cosωt(U1≠U2)

　　C．U1sinωt和U2cosωt(U1≠U2) D．Umsinω1t和Umcosω2t(ω1≠ω2)

　　15．直線感應同步器滑尺的正弦和余弦繞組在空間錯開的電角度為（　）

　　A．π/6 B．π/3

　　C．π/2 D．π

　　16．對于數控機床位置傳感器，下面哪種說法是正確的（　）

　　A．機床位置傳感器的分辨率越高，則其測量精度就越高

　　B．機床位置傳感器的精度越高，機床的加工精度就越高

　　C．機床位置傳感器的分辨率越高，機床的加工精度就越高

　　D．直線位移傳感器的材料會影響傳感器的測量精度

　　17．數控機床的伺服系統的開環增益為K，移動部件的速度為V，則跟隨誤差E可表示為（　）

　　A．E=KV B．E=1/(KV)

　　C．E=K/V D．E=V/K

　　18．數控機床移動部件的位置偏差 反映了移動部件在該點的（　）

　　A．重復定位誤差 B．系統性誤差

　　C．運動誤差 D．隨機性誤差

　　19．數控機床在某位置的定位誤差的分布符合正態分布曲線的統計規律，其均方根誤差σ反映了機床在該位置的（　）

　　A．重復定位精度 B．反向差值

　　C．系統性誤差 D．失動量

　　20．在FANUC15數控系統中，實現插補等運算功能的模塊是（　）

　　A．數字伺服功能模塊 BC功能模塊

　　C．主軸控制功能模塊 D．PLC功能模塊

　　二、填空題（本大題共10小題，每小題1分，共10分）

　　 請在每小題的空格中填上正確答案。錯填、不填均無分。

　　21．一個典型CNC系統一般由數控計算機、程序輸入/輸出裝置和______三部分組成。

　　22．在CNC系統中，刀具補償的作用是把工件輪廓軌跡轉換成______。

　　23．自動編程系統對工件源程序的處理可分為主信息處理和______兩個階段。

　　24．______控制系統控制的是刀具相對于工件的位置，但對移動的途徑原則上沒有規定。

　　25．數控機床常用______作為衡量抗振性的指標。

　　26．脈沖發生器有二種類型：增量式和______式。

　　27．旋轉變壓器是根據______原理工作的。

　　28．在數控機床上以某一進給速度加工圓弧時，當伺服系統兩軸的增益相同時，進給速度愈大，則輪廓誤差______。

　　29．一般的數控機床常采用電氣補償法進行反向間隙和螺距累積誤差的補償，以提高______精度。

　　30．FANUC15系統中采用了______反饋的方法，使電動機在負載發生變動時，也不會影響伺服系統的工作，實現了魯棒控制。

　　三、分析題（本大題共4小題，每小題5分，共20分）

　　31．簡述選擇進給伺服電動機應滿足的條件。

　　32．試述提高步進系統精度的措施及基本原理。

　　33．以長光柵為例，畫出其結構組成示意圖并說明莫爾條紋的形成原理。

　　34．在開環控制系統中，反問間隙的大小反映了系統失動量的大小。試以車床的典型進給系統（電機-減速齒輪-進給絲杠）為例說明減小失動量的大小可以采取的措施。

　　四、編程題（本大題共10分）

　　35．如圖所示為要在數控車床上加工的零件輪廓，零件毛壞為直徑65mm、長度122mm的棒料（三爪卡盤夾持部分20mm）。所有外形一次切削成形。試按照教材中所學的代碼格式（JB3208-83）編寫其加工程序。已知與要求：

　　（1）坐標原點設在如圖所示O點，試在給定坐標系下采用絕對尺寸編寫加工程序。編程加工時不考慮刀具副后面與被切形狀的干涉問題，同時要求開始加工時先車端面2mm。在車完型面后退刀時按先X軸后Z軸順序退至原來位置；

　　（2）圖示刀尖位置為程序的起點和終點；

　　（3）進給速度50mm/min，主軸轉速600r/min；

　　

　　

　　五、計算題（本大題共2小題，每小題10分，共20分）

　　36．如圖數控機床的進給伺服系統中，已知齒輪1的齒輪Z1=25，轉動慣量J1=0.0003Kg•m2，齒輪2的齒輪Z2=50，轉動慣量J2=0.0048Kg•m2，滾珠絲杠的轉動慣量J3=0.003Kg•m2，絲杠螺距P=100mm，工作臺質量m=100Kg。在某一時刻，電機轉速n1=500r/min，試求此系統轉換到電機軸上的等效轉動慣量。

　　

　　

　　

　　

　　37．逐點比較法插補第一象限的直線，起點在坐標原點，終點坐標輸入數控計算機后Xa=5，Ya=3。試按如下格式寫出插補計算過程，并畫出刀具插補運動軌跡圖。

　　插補循環 偏差判別 進給方向 偏差計算 終點判別

　　0

　　1

　　2

　　3

　　4