数控机床及工业机器人
一、单项选择题
1．工业机器人的额定负载是指在规定性能范围内(   )所能承受的最大负载允许值。
A．手腕机械接口处
B．夹具
C．机身
D．机座

正确答案:A　解题思路：额定负载是指在规定性能范围内，在手腕机械接口处所能承受的最大负载允许值。
 
2．将位置检测装置安装在机床的工作台上的数控机床属于(   )数控机床。
A．半开环控制
B．开环控制
C．开环或闭环控制
D．闭环控制

正确答案:D　解题思路：闭环控制数控机床带有位置检测反馈装置。位置检测装置安装在机床工作台上，用以检测机床工作台的实际运行位置，并与CNC装置的指令位置进行比较，用差值进行控制。
 
3．采用气压驱动的机器人，稳定工作速度下，一般气压取为(   )MPa。
A．0.1
B．5
C．7
D．10

正确答案:B　解题思路：采用气压驱动的机器人结构简单、动作迅速、价格低，但由于空气可压缩而是工作速度稳定性差，气压一般为0.7MPa，因而抓取力较小（几十牛至百牛力）。
 
4．下列关于采用PLC进行位置控制的叙述中，正确的是(   )。
A．PLC的位置控制模块只能驱动步进电动机
B．PLC的位置控制模块只能进行单轴控制
C．PLC的位置控制模块只能进行恒速控制
D．可采用PLC语言进行位置控制编程

正确答案:D　解题思路：采用PLC进行位置控制时，可采用PLC语言进行位置编程。
 
5．计算机数控的英语简称是(   )。
A．CAM
B．PLM
C．CNC
D．PC

正确答案:C　解题思路：计算机数控全称：computerizednumericalcontrol，简写CNC，是指用计算机实现部分或全部基本数控功能。
 
二、多项选择题
6．相对于开环控制方式，闭环控制具有(   )等特点。
A．成本较高
B．可以获得很高的加工精度
C．结构复杂、所用元件较多
D．抗干扰能力强
E．可使用步进电动机或交、直流伺服电动机

正确答案:ABCD　解题思路：闭环控制系统的优点是控制精度高、抗干扰能力强、适用范围宽。箕缺点是结构复杂，所用元件较多、成本高、系统稳定性要求高。
 
7．属于用户可根据需要加以选择的CNC装置功能是(   )。
A．选刀及工作台分度功能
B．在线自动编程功能
C．诊断功能
D．字符及图形显示功能
E．刀具管理功能

正确答案:BCD　解题思路：进给伺服系统用于控制机床各坐标轴的切削进给运动，是一种精密的位置跟踪、定位系统，包括速度控制和位置管理，是一般概念的伺服驱动系统。
 
8．永磁直流伺服电动机工作曲线中的间断工作区是由(   )围成的区域。
A．转矩极限线
B．转速极限线
C．瞬时换向极限线
D．温度极限线
E．换向极限线

正确答案:ADE　解题思路：永磁直流伺服电动机工作曲线中的间断工作区是由温度极限线、转矩极限线、换向极限线圈成的区域。
 
9．步进电动机的主要性能指标有(   )。
A．连续运行频率
B．步距精度
C．启动频率
D．最大静转矩
E．最大输出功率

正确答案:ABCD　解题思路：步进电动机的主要性能指标有：步距精度、最大静转矩、启动频率、连续运行频率。
 
10．模块化的多微处理器结构CNC装置的基本功能模块一般包括(   )。
A．CNC管理模块
B．存储器模块
C．速度控制模块
D．CNC译码模块
E．指令、数据的输入输出及显示模块

正确答案:ABE　解题思路：模块化结构的多微处理器结构CNC装置中的基本功能模块一般有以下六种：
(1)CNC管理模块。
(2)CNC插补模块。
(3)位置控制模块。
(4)存储器模块。
(5)PLC模块。
(6)指令、数据的输入输出及显示模块。
 
三、简答题
11．数控机床对伺服机械结构有哪些要求？
 

正确答案:
数控机床对进给伺服驱动系统的主要要求可归纳如下：
(1)高精度。要求伺服系统定位准确，即定位误差特别是重复定位误差要小，并且伺服系统的跟随精度要高，即跟随误差要小。一般定位精度可达m级，要求高的达到。
(2)快速响应，无超调。加工过程中，为了提高生产率和保证加工质量，要求加（减）速度足够大，以便缩短伺服系统过渡过程时间。
(3)调速范围宽。在各种数控机床中，由于加工所用刀具、被加工材料以及零件加工要求的不同，为保证在任何情况下都能得到最佳切削条件，要求进给驱动必须具有足够宽的调速范围(至少达到1:1000，有些高性能系统已能达到1:100000)，而且通常是无级调速。
(4)低速大转矩。根据机床的加工特点，多在低速下进行重切削，即在低速时进给驱动要有大的转矩输出。另外驱动系统应具有较强的过载能力，而且力矩波动要小，一般允许的波动系数在3%左右。
(5)可靠性高。对环境（如温度、湿度、粉尘、油污、振动、电磁干扰等）的适应性强、性能稳定、使用寿命长，平均故障间隔时间(MBTF)长。
 
12．试述数控机床中闭环系统的组成、原理和应用特点。
 

正确答案:
闭环控制数控机床带有位置检测反馈装置。位置检测元件安装在机床工作台上，用以检测机床工作台的实际运行位置，并与CNC装置的指令位置进行比较，用差值进行控制。这类数控机床由于能够减小，乃至于消除由于传动部件制造、装配所带来的误差，因而可以获得很高的加工精度。但是，环内包含的机械传动环节比较多，如丝杆螺母副工作台等。丝杆与螺母间，工作台与导轨间的摩擦特性，各部件的剐性都是可变的，这些都直接影响伺服系统的调节参数，而且有一些参数是非线性的。如果设计、调整得不好，将会造成系统的不稳定。因此，这类数控机床伺服系统的设计和调试都有较大的难度，如果不是精度要求很高的数控机床，一般不采用这种控制方式。
 
13．要实现数控加工，数控机床必须包括哪些因素？
 

正确答案:
要实现数控加工，数控机床必须包括：
(1)能够接受零件加工所需要的各种信息，并能进行插补运算和各种必要的处理，实时发出各种控制指令及坐标速度控制指令（或脉冲）的数控装置。
(2)能够快速响应并具有足够功率的伺服驱动装置。
(3)能够满足加工要求的机床主机、辅助装置及刀具等。