機(jī)械工程師：數(shù)控機(jī)床電氣控制專業(yè)技術(shù)知識(shí)競(jìng)賽試題與答案一、選擇題（每題2分，共40分）1.數(shù)控機(jī)床中把脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)床移動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)的組成部分稱為（）。A.控制介質(zhì)B.數(shù)控裝置C.伺服系統(tǒng)D.機(jī)床本體答案：C。伺服系統(tǒng)的作用是將數(shù)控裝置發(fā)出的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)床移動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)，控制介質(zhì)是存儲(chǔ)程序的載體，數(shù)控裝置是進(jìn)行數(shù)控程序處理的核心，機(jī)床本體是執(zhí)行加工的機(jī)械部分。2.下列關(guān)于數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系的說法中，錯(cuò)誤的是（）。A.機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床固有的坐標(biāo)系，其原點(diǎn)是機(jī)床上一個(gè)固定點(diǎn)B.工件坐標(biāo)系是編程人員在編程時(shí)使用的，編程人員可以根據(jù)需要自行設(shè)定C.機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系之間沒有聯(lián)系D.通常用G54-G59指令來設(shè)定工件坐標(biāo)系答案：C。機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系是有聯(lián)系的，工件坐標(biāo)系是相對(duì)于機(jī)床坐標(biāo)系建立的，通過設(shè)定偏移量等方式確定其在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置。選項(xiàng)A、B、D的描述都是正確的。3.數(shù)控系統(tǒng)中，（）指令在加工過程中是模態(tài)的。A.G01B.G27C.G28D.G04答案：A。模態(tài)指令是指一經(jīng)在一個(gè)程序段中指定，便保持有效到以后的程序段中出現(xiàn)同組的另一代碼才失效的指令。G01是直線插補(bǔ)指令，屬于模態(tài)指令；G27是返回參考點(diǎn)檢查指令，G28是返回參考點(diǎn)指令，G04是暫停指令，它們都不是模態(tài)指令。4.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的角位移與（）成正比。A.步距角B.通電頻率C.脈沖當(dāng)量D.脈沖數(shù)量答案：D。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的角位移與輸入的脈沖數(shù)量成正比，步距角是每輸入一個(gè)脈沖電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)過的角度，通電頻率影響電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，脈沖當(dāng)量是指數(shù)控裝置每發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)，機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的位移量。5.交流伺服電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法是（）。A.改變磁極對(duì)數(shù)B.改變轉(zhuǎn)差率C.改變電源頻率D.改變電源電壓答案：C。交流伺服電動(dòng)機(jī)主要通過改變電源頻率來調(diào)速，改變磁極對(duì)數(shù)調(diào)速范圍有限，改變轉(zhuǎn)差率一般用于異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速，改變電源電壓主要影響電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩等參數(shù)。6.數(shù)控機(jī)床的“回零”操作是指回到（）。A.對(duì)刀點(diǎn)B.換刀點(diǎn)C.機(jī)床參考點(diǎn)D.編程原點(diǎn)答案：C?！盎亓恪辈僮骷椿氐綑C(jī)床參考點(diǎn)，機(jī)床參考點(diǎn)是機(jī)床上的一個(gè)固定點(diǎn)，對(duì)刀點(diǎn)是刀具相對(duì)于工件的起始位置，換刀點(diǎn)是換刀的位置，編程原點(diǎn)是編程時(shí)設(shè)定的坐標(biāo)系原點(diǎn)。7.光柵尺是（）。A.一種能準(zhǔn)確的直接測(cè)量位移的元件B.一種數(shù)控系統(tǒng)的功能模塊C.一種能夠間接檢測(cè)直線位移或角位移的伺服系統(tǒng)反饋元件D.一種能夠間接檢測(cè)直線位移的伺服系統(tǒng)反饋元件答案：A。光柵尺是一種能準(zhǔn)確直接測(cè)量位移的元件，它可以將機(jī)械位移轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，直接測(cè)量出位移量，而不是間接檢測(cè)。它不屬于數(shù)控系統(tǒng)的功能模塊，也不是伺服系統(tǒng)反饋元件的間接檢測(cè)方式。8.下列數(shù)控系統(tǒng)中，（）是國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)。A.FANUCB.SIEMENSC.華中數(shù)控D.MAZAK答案：C。華中數(shù)控是國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，F(xiàn)ANUC是日本的數(shù)控系統(tǒng)品牌，SIEMENS是德國(guó)的數(shù)控系統(tǒng)品牌，MAZAK是日本的機(jī)床制造商。9.在數(shù)控編程時(shí)，使用（）指令后，就可以按工件的輪廓尺寸進(jìn)行編程，而不需按刀具的中心線運(yùn)動(dòng)軌跡來編程。A.刀具半徑補(bǔ)償B.刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償C.刀具磨損補(bǔ)償D.刀尖圓弧半徑補(bǔ)償答案：A。刀具半徑補(bǔ)償指令可以使編程人員按工件的輪廓尺寸進(jìn)行編程，數(shù)控系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)根據(jù)刀具半徑計(jì)算刀具的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡，刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償主要用于補(bǔ)償?shù)毒唛L(zhǎng)度的變化，刀具磨損補(bǔ)償用于補(bǔ)償?shù)毒吣p，刀尖圓弧半徑補(bǔ)償是對(duì)刀尖圓弧半徑造成的加工誤差進(jìn)行補(bǔ)償。10.數(shù)控機(jī)床的核心是（）。A.伺服系統(tǒng)B.數(shù)控裝置C.反饋裝置D.機(jī)床本體答案：B。數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心，它接收輸入的數(shù)控程序，經(jīng)過處理和運(yùn)算后發(fā)出控制信號(hào)，控制伺服系統(tǒng)和機(jī)床本體的運(yùn)動(dòng)，伺服系統(tǒng)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)，反饋裝置用于檢測(cè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)并反饋給數(shù)控裝置，機(jī)床本體是加工的機(jī)械部分。11.感應(yīng)同步器是一種（）位置檢測(cè)元件。A.光學(xué)式B.電磁式C.數(shù)字式D.增量式答案：B。感應(yīng)同步器是一種電磁式位置檢測(cè)元件，它利用電磁感應(yīng)原理來測(cè)量位移，不是光學(xué)式，數(shù)字式是按輸出信號(hào)形式分類，增量式是按測(cè)量方式分類，感應(yīng)同步器有增量式和絕對(duì)式之分。12.數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是（）。A.主運(yùn)動(dòng)B.輔助運(yùn)動(dòng)C.切削運(yùn)動(dòng)D.成型運(yùn)動(dòng)答案：D。成型運(yùn)動(dòng)是使工件獲得所需形狀和尺寸的運(yùn)動(dòng)，數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)屬于成型運(yùn)動(dòng)，主運(yùn)動(dòng)是提供切削主要能量的運(yùn)動(dòng)，輔助運(yùn)動(dòng)是為實(shí)現(xiàn)切削運(yùn)動(dòng)創(chuàng)造條件的運(yùn)動(dòng)，切削運(yùn)動(dòng)包括主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。13.下列代碼中，屬于非模態(tài)代碼的是（）。A.G00B.G02C.G04D.G03答案：C。G04是暫停指令，屬于非模態(tài)代碼，只在當(dāng)前程序段有效，G00是快速定位指令，G02是順時(shí)針圓弧插補(bǔ)指令，G03是逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)指令，它們都是模態(tài)指令。14.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)中，脈沖分配器的作用是（）。A.計(jì)算脈沖的數(shù)量B.控制脈沖的頻率C.確定脈沖的相位D.放大脈沖的功率答案：C。脈沖分配器的作用是根據(jù)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的通電方式，確定各相繞組的通電順序，即確定脈沖的相位，計(jì)算脈沖數(shù)量一般由數(shù)控裝置完成，控制脈沖頻率可通過改變脈沖源的頻率，放大脈沖功率由功率放大器完成。15.閉環(huán)控制系統(tǒng)的位置檢測(cè)裝置裝在（）。A.傳動(dòng)絲杠上B.伺服電動(dòng)機(jī)軸上C.機(jī)床移動(dòng)部件上D.數(shù)控裝置中答案：C。閉環(huán)控制系統(tǒng)的位置檢測(cè)裝置裝在機(jī)床移動(dòng)部件上，直接檢測(cè)機(jī)床移動(dòng)部件的實(shí)際位置，并將信息反饋給數(shù)控裝置，與指令位置進(jìn)行比較，以消除誤差，傳動(dòng)絲杠上或伺服電動(dòng)機(jī)軸上安裝的是半閉環(huán)控制系統(tǒng)的檢測(cè)裝置，數(shù)控裝置中沒有位置檢測(cè)裝置。16.用逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)直線OA，其起點(diǎn)坐標(biāo)為O（0，0），終點(diǎn)坐標(biāo)A（5，8），若采用插補(bǔ)的總步數(shù)作為終點(diǎn)減法計(jì)數(shù)器JE的初始值，則JE=（）。A.5B.8C.13D.以上都不對(duì)答案：C。逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)直線時(shí)，插補(bǔ)的總步數(shù)等于終點(diǎn)坐標(biāo)的絕對(duì)值之和，即JE=|Xe|+|Ye|，這里Xe=5，Ye=8，所以JE=5+8=13。17.數(shù)控機(jī)床上有一個(gè)機(jī)械原點(diǎn)，該點(diǎn)到機(jī)床坐標(biāo)零點(diǎn)在進(jìn)給坐標(biāo)軸方向上的距離可以在機(jī)床出廠時(shí)設(shè)定，該點(diǎn)稱（）。A.工件零點(diǎn)B.機(jī)床參考點(diǎn)C.機(jī)床零點(diǎn)D.程序原點(diǎn)答案：B。機(jī)床參考點(diǎn)是機(jī)床上一個(gè)固定點(diǎn)，它到機(jī)床坐標(biāo)零點(diǎn)在進(jìn)給坐標(biāo)軸方向上的距離可以在機(jī)床出廠時(shí)設(shè)定，工件零點(diǎn)是工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)，機(jī)床零點(diǎn)是機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)，程序原點(diǎn)是編程時(shí)設(shè)定的原點(diǎn)。18.下列關(guān)于滾珠絲杠螺母副的說法中，錯(cuò)誤的是（）。A.傳動(dòng)效率高B.運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)C.具有自鎖性D.精度高答案：C。滾珠絲杠螺母副傳動(dòng)效率高、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、精度高，但一般不具有自鎖性，具有自鎖性的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通常是為了防止在沒有動(dòng)力驅(qū)動(dòng)時(shí)因外力作用而自行運(yùn)動(dòng)，而滾珠絲杠螺母副由于摩擦小，不具備這種自鎖特性。19.數(shù)控系統(tǒng)中，刀具半徑補(bǔ)償指令是（）。A.G40、G41、G42B.G43、G44、G49C.G54、G55、G59D.G90、G91、G92答案：A。G40是取消刀具半徑補(bǔ)償指令，G41是左刀補(bǔ)指令，G42是右刀補(bǔ)指令；G43、G44、G49是刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償指令；G54-G59是工件坐標(biāo)系設(shè)定指令；G90、G91、G92分別是絕對(duì)坐標(biāo)編程、增量坐標(biāo)編程和工件坐標(biāo)系設(shè)定指令。20.三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)三相單三拍的通電方式是（）。A.A-B-C-AB.AB-BC-CA-ABC.A-AB-B-BC-C-CA-AD.以上都不對(duì)答案：A。三相單三拍的通電方式是按A-B-C-A的順序依次給各相繞組通電，AB-BC-CA-AB是三相雙三拍的通電方式，A-AB-B-BC-C-CA-A是三相六拍的通電方式。二、填空題（每題2分，共20分）1.數(shù)控機(jī)床一般由控制介質(zhì)、______、伺服系統(tǒng)和機(jī)床本體等部分組成。答案：數(shù)控裝置。數(shù)控裝置接收控制介質(zhì)輸入的程序，進(jìn)行處理和運(yùn)算后發(fā)出控制信號(hào)，是數(shù)控機(jī)床的核心控制部分。2.機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床固有的坐標(biāo)系，其原點(diǎn)也稱為______。答案：機(jī)床零點(diǎn)。機(jī)床零點(diǎn)是機(jī)床坐標(biāo)系的固定原點(diǎn)，是機(jī)床上的一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)。3.數(shù)控編程中，常用的坐標(biāo)編程方式有絕對(duì)坐標(biāo)編程和______編程。答案：增量坐標(biāo)。絕對(duì)坐標(biāo)編程是指刀具運(yùn)動(dòng)位置的坐標(biāo)值是相對(duì)于編程原點(diǎn)給出的，增量坐標(biāo)編程是指刀具運(yùn)動(dòng)位置的坐標(biāo)值是相對(duì)于前一位置給出的。4.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與______成正比。答案：脈沖頻率。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速取決于輸入脈沖的頻率，脈沖頻率越高，轉(zhuǎn)速越快。5.感應(yīng)同步器按其結(jié)構(gòu)可分為直線式和______兩種。答案：旋轉(zhuǎn)式。直線式感應(yīng)同步器用于直線位移的測(cè)量，旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器用于角位移的測(cè)量。6.數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服系統(tǒng)由______、驅(qū)動(dòng)裝置、機(jī)械傳動(dòng)部件和執(zhí)行部件等組成。答案：位置控制單元。位置控制單元接收數(shù)控裝置發(fā)出的位置指令，并與反饋裝置反饋的實(shí)際位置進(jìn)行比較，輸出控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)裝置。7.刀具半徑補(bǔ)償指令G41表示______刀補(bǔ)，G42表示______刀補(bǔ)。答案：左；右。G41是刀具沿進(jìn)給方向左側(cè)進(jìn)行補(bǔ)償，G42是刀具沿進(jìn)給方向右側(cè)進(jìn)行補(bǔ)償。8.閉環(huán)控制系統(tǒng)比開環(huán)控制系統(tǒng)的精度______，因?yàn)樗軝z測(cè)出______。答案：高；實(shí)際位置與指令位置的偏差。閉環(huán)控制系統(tǒng)通過位置檢測(cè)裝置檢測(cè)機(jī)床移動(dòng)部件的實(shí)際位置，并與指令位置進(jìn)行比較，消除偏差，所以精度更高。9.數(shù)控系統(tǒng)中，G90指令表示______坐標(biāo)編程，G91指令表示______坐標(biāo)編程。答案：絕對(duì)；增量。如前面所述，G90用于絕對(duì)坐標(biāo)編程，G91用于增量坐標(biāo)編程。10.三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角為1.5°，則其通電方式為______。答案：三相六拍。三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步距角計(jì)算公式為α=360°/（zm），其中z是轉(zhuǎn)子齒數(shù)，m是運(yùn)行拍數(shù)。對(duì)于三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，若步距角為1.5°，代入公式可得運(yùn)行拍數(shù)m=6，所以是三相六拍通電方式。三、判斷題（每題2分，共20分）1.數(shù)控機(jī)床的定位精度與重復(fù)定位精度是同一個(gè)概念。（）答案：錯(cuò)誤。定位精度是指機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件實(shí)際到達(dá)的位置與指令位置的符合程度，重復(fù)定位精度是指在同一條件下，對(duì)同一位置進(jìn)行多次定位時(shí)，實(shí)際位置的重復(fù)精度，二者是不同的概念。2.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)角與脈沖頻率成正比。（）答案：錯(cuò)誤。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)角與脈沖數(shù)量成正比，而轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。3.數(shù)控編程時(shí)，通常將工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)選在工件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。（）答案：正確。這樣可以方便編程和保證加工精度，使編程尺寸與零件圖上的尺寸一致。4.閉環(huán)控制系統(tǒng)的精度主要取決于檢測(cè)裝置的精度。（）答案：正確。閉環(huán)控制系統(tǒng)通過檢測(cè)裝置反饋實(shí)際位置信息，檢測(cè)裝置的精度直接影響系統(tǒng)對(duì)誤差的檢測(cè)和修正能力，從而影響系統(tǒng)的精度。5.刀具半徑補(bǔ)償在整個(gè)程序中都有效，不需要取消。（）答案：錯(cuò)誤。刀具半徑補(bǔ)償需要在合適的時(shí)候用G40指令取消，否則會(huì)一直進(jìn)行補(bǔ)償，可能導(dǎo)致加工錯(cuò)誤。6.機(jī)床參考點(diǎn)是機(jī)床上的一個(gè)固定點(diǎn)，它與機(jī)床零點(diǎn)的位置是固定不變的。（）答案：正確。機(jī)床參考點(diǎn)是機(jī)床上的固定點(diǎn)，它與機(jī)床零點(diǎn)的相對(duì)位置在機(jī)床出廠時(shí)就已經(jīng)確定，是固定不變的。7.感應(yīng)同步器是一種光學(xué)式位置檢測(cè)元件。（）答案：錯(cuò)誤。感應(yīng)同步器是電磁式位置檢測(cè)元件，利用電磁感應(yīng)原理工作，不是光學(xué)式。8.數(shù)控系統(tǒng)中，G00指令的運(yùn)動(dòng)速度是可以通過程序設(shè)定的。（）答案：錯(cuò)誤。G00指令是快速定位指令，其運(yùn)動(dòng)速度是機(jī)床參數(shù)設(shè)定的固定值，一般不能通過程序設(shè)定。9.交流伺服電動(dòng)機(jī)具有調(diào)速范圍寬、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。（）答案：正確。交流伺服電動(dòng)機(jī)通過改變電源頻率等方式可以實(shí)現(xiàn)寬范圍的調(diào)速，并且具有較快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力，能快速跟蹤指令信號(hào)。10.三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)三相單三拍通電方式的轉(zhuǎn)矩比三相六拍通電方式的轉(zhuǎn)矩大。（）答案：錯(cuò)誤。三相六拍通電方式時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩比三相單三拍通電方式大，因?yàn)槿嗔臅r(shí)同時(shí)有兩相繞組通電，產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩更大。四、簡(jiǎn)答題（每題10分，共20分）1.簡(jiǎn)述數(shù)控機(jī)床的工作原理。數(shù)控機(jī)床的工作原理如下：首先，編程人員根據(jù)零件的加工要求，使用數(shù)控編程語言編寫數(shù)控加工程序，并將其存儲(chǔ)在控制介質(zhì)（如磁盤、U盤等）中。然后，控制介質(zhì)中的程序通過輸入裝置（如讀卡器、USB接口等）輸入到數(shù)控裝置中。數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心，它對(duì)輸入的程序進(jìn)行譯碼、運(yùn)算和處理，將程序中的指令信息轉(zhuǎn)化為控制信號(hào)。接著，這些控制信號(hào)被傳送到伺服系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)裝置和執(zhí)行部件組成，驅(qū)動(dòng)裝置根據(jù)數(shù)控裝置的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行部件（如電動(dòng)機(jī)、絲杠等）運(yùn)動(dòng)，從而