B. 每发一个脉冲信号，伺服电机转过角度 C. 进给速度大小
D. 每发一个脉冲信号，相应丝杠产生转角大小。 55. 步进电机的角位移与（ ）成正比。
A. 步距角 B. 通电频率 C. 脉冲当量 56. 宜采用数控加工设备加工零件的类型为（ ）。
D. 脉冲数量
A. 大批量 B. 多品种中小批量
C. 单件 D.大批大量
57. 全闭环伺服系统与半闭环伺服系统的区别取决于运动部件上的（ ）。
A. 执行机构 B. 反馈信号
C. 检测元件 D. 补偿机构 58. 下列不属于直线型检测装置的是（ ）。
A.感应同步器 B.光栅 C.磁栅 D.旋转变压器 三、名词解释
1. 准备功能、辅助功能
准备功能字的地址符是G，又称为G功能或G指令，它用来指令机床或控制系统做某种功能的操作，为数控系统的插补运算做准备，所以在程序段中G功能字一般位于尺寸字的前面。
辅助功能指令用于指定主轴的启停、正反转、冷却液的开关、工件或刀具的夹紧与松开、刀具的更换等。
2. 工件坐标系
用于确定工件几何图形上各几何要素的位置而建立的坐标系 3. 插补
插补是数控系统根据零件轮廓线型的有限资料（如直线的起点、终点，圆弧的起点、终点和圆心等），计算出刀具的一系列加工点、完成所谓的数据“密化”工作，满足刀具运动实时控制的要求。
插补可描述为“以脉冲当量为单位，进行有限分段，以折代直，以弦代弧，以直代曲，分段逼近，相连成轨迹”。 4. 基点和节点
一个零件的轮廓线可能由许多不同的几何元素组成，各几何元素的联接点为基点；将组成 零件轮廓的曲线，根据数控系统插补的要求，在满足程序编制误差的条件下进行分割，各 分割点为节点。 5. 数据采样插补、基准脉冲插补
基准脉冲插补：次插补结束，数控装置向各坐标输出基本脉冲系列，每个脉冲代表基本位移；脉冲系列的频率代表速度；脉冲数量代表位移的大小。
数据采样插补：控装置产生的不是单个脉冲，而是标准二进制数。 6. 步进电机
步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应的机械角位移或直线位移的控制电机。步进电机又称脉冲电动机或电脉冲马达。 7. 脉冲当量
脉冲当量是指每发一个脉冲信号，机床相应移动部件产生的位移量 8. 计算机数控装置
CNC装置是数控系统的核心，是一台专用计算机，具有CPU、存储器、总线、外设等。 9. 数控编程
从零件图纸到获得数控机床所需控制介质的全部过程称为数控编程 10. 手工编程和自动编程
用人工完成程序编制过程中的全部工作称为手工程序编制
自动编程 是由计算机完成数控加工程序编制过程中的大部分工作。 11. 数控机床、加工中心
数控机床是采用数字化代码程序控制、能完成自动化加工的通用机床。
加工中心 在一般数控机床上加装一个刀库和自动换刀装置而构成，又称自动换刀数控机床。 12. 刀具半径补偿、长度补偿
编程员仅根据零件轮廓编程，数控装置根据零件轮廓和刀具半径R值自动地计算出
刀具中心的轨迹，并自动进行拐角处理、即程序过渡处理，这一功能称为刀具半径补偿
刀具长度补偿功能比较简单与直观，是一种简单的单坐标刀具位置偏置。 四、简答题
1. 简要说明数控技术的发展趋势。
高速度；精度化；功能化、数控系统小型化；能化；控网络化；放式数控；人性，复合化 2. 简要说明相对于通用机床及自动化专用机床来说，数控机床的特点。
（1）能实现复杂零件的加工（复杂）（2）加工精度高、质量稳定（精密）（3）生产效率高（高效）（4）广泛的适应性（多变）（5）减轻了劳动强度，改善生产条件（6）有利于现代化生产管理 3. 简要说明数控机床的组成部分。
数控加工程序、输入装置、计算机数控装置和强电控制装置、伺服驱动系统和位置检测装置、数控机床的机械部分
4. 数控机床有哪些分类方法。各类数控机床有哪些特点。 5. 简要说明数控编程的内容和步骤。
一般来说，程序编制过程主要包括：分析图纸、工艺处理、数学处理、编制程序清单、输入程序及程序检验。
6. 简要说明数控编程及其主要类型。
所谓数控编程是指由分析零件图样到程序检验的全部过程。
手工编程，自动编程：一般有数控语言型，人机交互图像编程和数字化编程三种类型 7. 数控车床的编程特点。
8. 工件坐标系、编程坐标系、机床坐标系三者间有什么联系。
机床坐标系是数控机床安装调试时便设定好的一固定的坐标系统，机床坐标系在进行回参考点操作后便开始在数控系统内部自动建立了。编程坐标系是在对图纸上零件编程计算时就建立的，程序数据便是用的基于该坐标系的坐标值。由对刀操作，找到编程原点在机床坐标系中的坐标位置，然后通过执行G92或G54～G59的指令创建和编程坐标系一致的工件坐标系。可以说，工件坐标系就是编程坐标系在机床上的具体体现。
9. 简要说明数控编程对刀点含义及其选择原则.
对刀点是刀具相对零件运动的起点，也是程序的起点。对刀点选定后，便确定了机床坐标系和零件坐标系之间的相互位置关系。 对刀点选择的原则：
①为提高零件的加工精度，应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上； ②对刀点应选在对刀方便的位置，便于观察和检测；
③对于建立了绝对坐标系统的数控机床，最好选在坐标系的原点上，或选在已知坐标值的点上；
④在加工中心机床上，换刀点位置应在工件的外部的合适位置，避免换刀时刀具与工件、夹具和机床相碰。
10. 刀具半径补偿的指令有哪些。 （G40，G41，G42）
11. 说明用直线逼近曲线 y=f（x)的等误差法的节点计算方法。
等误差拟合轮廓曲线时，使每段的逼近误差相等且小于等于允许误差。这种方法确定各程序段长度不等，程序段数目最少。但其计算过程较复杂。
下面介绍平行线法：
①该方法的计算过程是以曲线y?f(x)的起点为圆心，以允许误差?允为半径做圆。设起点的坐标为
2（xa，ya），则此圆的方程为（在M点）?xM?xa?2??yM?ya?2??允
②求上述圆与曲线的公切线斜率
③过起点圆圆心做平行于上述公切线的直线与曲线相交求得第二点
12. 说明用直线逼近曲线 y=f(x)的等间距法节点计算过程和逼近误差验算方法。
（1） 已知工件轮廓曲线的方程式为y?f(x)，它是一条连续的曲线。等间距法是将曲线的某一坐标轴分
成等间距然后求出曲线上相应的节点A、B、C、D、E等的x、y坐标。在极坐标中，间距用相邻节点间的转角坐标增量或向径坐标增量相等的值确定 下面为一种验算误差的方法：
在插补间距确定后，插补直线两端点A和B的坐标可求出为（xa，ya）和（xb，yb），则直线AB的方程式为：
x?xax?xb 令D?ya?yb，E?xa?xb，?ay?yaya?ybC?yaxb?xayb
则上式可改写成Dx-Ey=C 它的斜率为k=D/E
根据允许的公差，可以画出表示公差带范围的直线，平行直线的方程为：
Dx?Ey?C??允D2?E2
该直线与y=f(x)，连列解方程组
??Dx?Ey?C??允D2?E2 ???y?f(x)①无交点（在A、B两点之间）：满足要求；②相切：临界状态；③两交点：不合格
13. 简要说明用圆弧分割法逼近曲线 y=f(x)的节点计算过程。
该方法应用在曲线y=f(x)是单调的情况。如果曲线不是单调曲线，则应在拐点或凸点处将曲线分段，使曲线为单调曲线。单调曲线用圆弧分割法计算步骤如下：
dy1??dydxn??n?xn??2dxnd2ydxn从曲线曲线起 点?xn，yn?开始作曲率圆，其圆心: 21??dydxn??n?yn?2d2ydxn曲率半径: Rn
2?1??dydx???d2ydn2n??? ?? ??
232222???x??n???y??n???Rn??允?考虑编程允许误差?允，曲率圆率圆方程与曲线联立: ???y?f(x)可解得交点?xn?1，yn?1?14. 什么是数控机床的机床坐标系?如何建立？什么是工件坐标系？有哪几种建立方法？ 机床坐标系：床上固有的坐标系 主轴与机床坐标系的Z轴重合或平行
关键是确定数控机床坐标系的零点（原点）M。机床零点M是确定数控机床坐标系的零点以及其它坐标系和机床参考点的出发点。数控机床坐标系是由生产厂家实现确定的，可以在机床用户使用说明书中查到。
工件坐标系：于确定工件几何图形上各几何要素的位置而建立的坐标系。
如果选择工件上某一点作为工件零点，以工件零点为原点且平行于机床坐标轴X、Y、Z建立一个新坐标系，就称工件坐标系。
15. 在数控加工中，一般孔加工固定循环由哪 6 个顺序动作构成？（书上） 16. 简要说明计算机数控（CNC）系统及其基本组成部分。
计算机数控(CNC)系统是一种用计算机通过执行其存储器内的程序来实现部分或全部数控功能，并配有接口电路和伺服驱动装置的专用计算机系统。目前习惯上所称的计算机数控(CNC)系统多指微型机数控(MNC) CNC系统由数控程序、输入输出设备、计算机数控装置(CNC装置)、可编程序控制器(PLC)、主轴驱动装置和进给驱动装置(包括检测装置)等组成 17. 简要说明 CNC 装置的主要功能。
（1）控制功能 （2）准备功能 （3）插补功能 （4）进给功能 （5）主轴速度功能 （6）辅助功能 （7）刀具功能 （8）固定循环功能 （9）补偿功能 （10）字符图形显示功能 （11 ）程序编制功能 （12）输入、出和通信功能 （13）自诊断功能 18. 多微处理器 CNC 装置有哪几种体系结构。 主从结构，多主结构，分布式结构 19. 多微处理器 CNC 装置有哪几种典型结构？简要说明其原理。
（1）共享总线结构. 系统总线的作用是把各个模块有效地连接在一起，按照要求交换各种数据和控制信息，构成一个完整的系统，实现各种预定的功能。
在系统中只有主模块有权控制使用系统总线。由于某一时刻只能由一个主模块占有总线，必须要有仲裁电路来裁决多个主模块同时请求使用系统总线的竞争，每个主模块按其担负任务的重要程度已预先安排好优先级别的顺序。总线仲裁的目的，也就是在它们争用总线时，判别出各模块优先权的高低。
（2）共享存储器结构。这种多微处理机结构，采用多端口存储器来实现各微处理机之间的互联和通信。由多端口控制逻辑电路来解决访问冲突。
20. 简要说明数控机床对位置检测装置的要求。
（1）除了对电磁感应有较强的抗干扰能力外，还要求不怕油、水的污染，也要求检测元件受到环境温度影响较小。
（2）在机床执行部件移动范围内，满足精度和速度响应时间要求
直线位移检测装置的分辨率一般在0.0001-0.01mm之间，其测量精度可达±0.001-0.02mm/m。 （3）使用维护方便，适用机床工作环境。
由于机床在实际加工中有铁屑和切削液的存在，所以检测元件在拖板上安装时也必须有一定的防护罩。 （4）对所检测位移信号处理方便
指从检测元件中取出的与位移有关的电信号，通过有关电路进行放大、整形、细分、记数等信号处理。 一般来说，数字式测量装置的信号处理较方便，而模拟式测量装置的信号处理就较复杂。 （5）使用经济。 成本低、寿命长。
21. 数字式测量装置的特点是什么。
22. 增量式测量和绝对式测量的特点是什么。
增量式测量的特点是只测位移增量，即工作台每移动一个基本长度单位，检测装置便发出一个测量信号，此信号通常是脉冲形式，这样，一个脉冲所代表的基本长度单位就是分辨力，而通过对脉冲计数便可得到位移量。
绝对式测量的特点是，被测的任一点的位置都从一个固定的零点算起，每一被测点都有一个对应的测量值，常以数据形式表示。能够自动记忆各进给轴全行程内的每一点位置，不需回零开关。
23. 简述直线感应同步器的工作原理。
滑尺的两个绕组中的任一绕组通以交变激磁电压时，由于电磁效应，定尺绕组上必然产生相应的感应电势。感应电势的大小取决于滑尺相对于定尺的位置。设
是加在滑尺任一绕组上的激磁交变电压
VS?Vmsin?t （4 V?KVScos??KVmcos?sin?t （4 定尺绕组上的感应电势为B， ?——反映的是定尺和滑尺的相对移动的距离x，可用下式表示：
V ?=(2π／2?)x=(π／?)x ，只要测量出B的值，便可求出?角，进而求得滑尺相对于定尺移动的距离x。
24. 感应同步器的特点是什么。 (1)精度高
因为定尺的节距误差有平均自补偿作用，所以尺子本身的精度能做得较高。
直线感应同步器对机床位移的测量是直接测量，不经过任何机械传动装置，测量精度主要取决于尺子的精度
(2)测量长度不受限制
当测量长度大于250mm时，可以采用多块定尺接长，相邻定尺间隔可用块规或激光测长仪进行调整，使总长度上的累积误差不大于单块定尺的最大偏差。
在行程为几米到几十米的中型或大型机床中，工作台位移的直线测量，大多数采用直线式感应同步器来实现。
(3)对环境的适应性较强
因为感应同步器金属基板和床身铸铁的热胀系数相近，因此当温度变化时，还能获得较高的重复精度 感应同步器是非接触式的空间耦合器件，所以对尺面防护要求低，而且可选择耐温性能良好的非导磁性涂料作保护层，加强感应同步器的抗温、防湿能力。 (4)维护简单、寿命长
感应同步器的定尺和滑尺互不接触，因此无任何摩擦、磨损，使用寿命很长，不怕灰尘、油污及冲击振动。同时由于是电磁耦合器件，所以不需要光源、光电元件，不存在元件老化及光学系统故障等问题。 (5)抗干扰能力强、工艺性好、成本低，便于复制和成批生产。 25. 简述旋转变压器的工作原理。
旋转变压器的可分为定子和转子两大部分。当激磁电压加到定子绕组时，通过电磁耦合，转子绕组便产生感应电势。图4－3为两极旋转变压器电气工作原理图。图中Z为阻抗。设加在定子绕组电压为
VS的激磁
?Vmsin?t ? （4—1）
图 4-3 两极旋转变压器
BB根据电磁学原理，转子绕组12中的感应电势则为
VB?KVssin??KVmsin?sin?t （4－2） （4—2）
式中K——旋转变压器的变化；Vm—Vs的幅值；
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