一、選擇（每題2分，共20分）
1、數(shù)控系統(tǒng)的報警大體可以分為操作報警、程序錯誤報警、驅(qū)動報警及系統(tǒng)錯誤報警，某個程序在運行過程中出現(xiàn)“圓弧端點錯誤”，這屬于（ A ）。
（A）程序錯誤報警；                （B）操作報警；
（C）驅(qū)動報警；                    （D）系統(tǒng)錯誤報警
2、在數(shù)控機床的閉環(huán)控制系統(tǒng)中，其檢測環(huán)節(jié)具有兩個作用，一個是檢測出被測信號的大小，另一個作用是把被測信號轉(zhuǎn)換成可與（ A ）進行比較的物理量，從而構(gòu)成反饋通道。
 A) 指令信號； （ B）反饋信號；  （C）偏差信號； （ D）脈沖信號
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．計算機數(shù)控系統(tǒng)
4、步進電機主要用于( A )。
A．經(jīng)濟型數(shù)控機床的進給驅(qū)動 B．加工中心的進給驅(qū)動
C．大型數(shù)控機床的進給驅(qū)動 D．數(shù)控機床的主軸驅(qū)動
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、對于配有設(shè)計完善的位置伺服系統(tǒng)的數(shù)控機床，其定位精度和加工精度主要取決于( B )。
A．機床機械結(jié)構(gòu)的精度 B．驅(qū)動裝置的精度
C．位置檢測元器件的精度 D．計算機的運算速度
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)電動機變頻調(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)中的計算機硬件結(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
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．數(shù)控機床按插補算法分  　脈沖增量插補 和  數(shù)據(jù)采樣插補  。
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、為減少運動件的摩擦和消除傳動間隙，數(shù)控機床廣泛采用 滑動導(dǎo)軌和 滾動導(dǎo)軌，在進給系統(tǒng)中，目前數(shù)控機床幾乎無例外的都采用  滾動代替滑動絲桿。
5、機床接通電源后的回零操作是使刀具或工作臺退回到   機床參考點 。
三、判斷題（每題2分，共10分）
1.（ ×）數(shù)控機床是在普通機床的基礎(chǔ)上將普通電氣裝置更換成CNC控制裝置。
2.（ √）插補運動的實際插補軌跡始終不可能與理想軌跡完全相同。
3.（ ×）用數(shù)顯技術(shù)改造后的機床就是數(shù)控機床。  
4.（ ×）數(shù)控機床由主機、數(shù)控裝置、驅(qū)動裝置和輔助裝置組成。
6.（ ×）RS232主要作用是用于程序的自動輸入。
四、簡答題（每題8分，共40分）
1、輪廓控制、點位控制和點位直線控制各有何特點？
2、簡述數(shù)控系統(tǒng)為什么要進行加/減速控制，有哪些實現(xiàn)方式？
3、反向間隙誤差是怎樣產(chǎn)生的，如何進行補償？
4、絲杠螺距誤差是怎樣產(chǎn)生的，如何進行補償？
5、說明開環(huán)系統(tǒng)的控制原理。
答：1、(1)點位控制數(shù)控系統(tǒng) 這類控制系統(tǒng)只控制工具相對工件從某一加工點移到另一個加工點之間的精確坐標位置,而對于點與點之間移動的軌跡不進行控制，且移動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)不僅要控制點與點的精確位置，還要控制兩點之間的工具移動軌跡是一條直線，且在移動中工具能以給定的進給速度進行加工，其輔助功能要求也比點位控制數(shù)控系統(tǒng)多，如它可能被要求具有主軸轉(zhuǎn)數(shù)控制、進給速度控制和刀具自動交換等功能。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€或兩個以上坐標方向進行嚴格控制，即不僅控制每個坐標的行程位置，同時還控制每個坐標的運動速度。各坐標的運動按規(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、電加工機床和特種加工機床等。

2、在CNC系統(tǒng)中，為了保證機床在起動或停止時不產(chǎn)生沖擊、失步、超程或振蕩，必須對送到伺服驅(qū)動裝置的進給脈沖頻率或電壓進行加減速控制。即在機床加速起動時，保證加在驅(qū)動電動機上的進給脈沖頻率或電壓逐漸增大；當機床減速停止時，保證加在驅(qū)動電動機上的進結(jié)脈沖頻率或電壓逐漸減小。
    加減速實現(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、在進給傳動鏈中，齒輪傳動、滾珠絲杠螺母副等均存在反轉(zhuǎn)間隙。這種反轉(zhuǎn)間隙會造成工作臺反向時，電動機空轉(zhuǎn)而工作臺不動，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)，則此后每當坐標軸接收到反向指令時，數(shù)控系統(tǒng)便調(diào)用間隙補償程序，自動將間隙補償值加到由插補程序算出的位置增量命令中，以補償間隙引起的失動。這樣控制電動機多走一段距離，這段距離等于間隙值，從而補償了間隙誤差。需注意的是對全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)不能采用以上補償方法(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)間隙附加脈沖補償，以減小這種誤差對全閉環(huán)穩(wěn)定性的影響。也就是說，當工作臺反向運動時，對伺服系統(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)控機床經(jīng)長時間使用后，由于磨損其精度也會下降。

5、與閉環(huán)系統(tǒng)相比，開環(huán)伺服系統(tǒng)采用功率步進電動機作為執(zhí)行元件，實現(xiàn)進給運動，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，與機床容易配接，控制使用方便。主要用于對速度，精度要求不太高的中、小型數(shù)控機床上。

五、計算題（每題10，共10分）
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。