數(shù)控原理與系統(tǒng)試題自測題

1、數(shù)控原理與系統(tǒng)自測題一、填空題1、數(shù)控機床是用數(shù)字化代碼來控制一刀具與工件的相對運動，從而完成零件的加工。2、CPU是CNC裝置的核心，它由運算器和控制器兩個部分組成，-運算器_是對數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)和邏輯運算的部件,控制器是統(tǒng)一指揮和控制數(shù)控系統(tǒng)各部件的中央機3、構(gòu)。所謂“插補”就是指在一條已知起點和終點的曲線上進(jìn)行 數(shù)據(jù)點的密化一的過程。4、 數(shù)控系統(tǒng)按照有無檢測反饋裝置分為開環(huán)控制機床，閉環(huán)控制機床和半 閉環(huán)控制機床種類型。5、對于以坐標(biāo)原點為起點的第一象限直線0A,其偏差函數(shù)為：九=必億-兀兒,若凡二 ,刀具往 -X 進(jìn)給:若片 ,刀具往 +Y 進(jìn)給。6、CNC系統(tǒng)中，實時性要求最高的任務(wù)是

2、-增大和 位控7、旋轉(zhuǎn)變壓器是一種常用的轉(zhuǎn)角檢測元件,從其結(jié)構(gòu)來看，它由定子 和轉(zhuǎn)子兩個部分組成。8、步進(jìn)式伺服驅(qū)動系統(tǒng)是典型的開環(huán)控制系統(tǒng)，在此系統(tǒng)中執(zhí)行元件是步進(jìn)電機9、步進(jìn)電機通過控制 脈沖頻率 控制速度:通過控制 脈沖個數(shù)控制位移量；通過改變一步進(jìn)電機輸入的脈沖信號的循環(huán)信號,實現(xiàn)步進(jìn)電機的正反轉(zhuǎn)。10、數(shù)控機床按運動方式分為直線插補機床、 類?；〔逖a機床、曲線插補機床等三在進(jìn)給系統(tǒng)中，目前數(shù)控機床幾乎無例外的都釆用代替滑動絲桿。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,12、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步進(jìn)電動機的最大缺點是容易一失步

3、特別是在大負(fù)載和速度較高的情況下，更容易發(fā)生。在閉環(huán)系統(tǒng)中，定位精度主要取決于_位置檢測系統(tǒng)的精度15、PLC釆用 掃描 工作方式,數(shù)控機床上釆用的PLC有 內(nèi)裝型 和獨立型兩種類型16、數(shù)控機床是用數(shù)字化代碼來控制機床 刀具與工件的相對運動,從而完成零件的加工。17、標(biāo)準(zhǔn)機床坐標(biāo)系中X、Y、Z坐標(biāo)軸的相互關(guān)系用_右手直角笛卡爾坐標(biāo)系 決定。18、用逐點比較法插補直線OA,其起點坐標(biāo)為O (0, 0),終點坐標(biāo)A (5, 8),若采用插補的總步數(shù)作為終點減法計數(shù)器JE的初始值，即JE= 。在插補過程中，每進(jìn)給一步，計數(shù)器JE減1,當(dāng)JE= 0 時，到達(dá)終點，停止插補。19、在單CPU的CNC系

4、統(tǒng)中，主要采用CPU分時共享的原則來解決多任務(wù)的同時運行。20、CNC系統(tǒng)控制軟件中兩個最突出的特征是:多任務(wù)并行處理和 多重實時中斷。21、旋轉(zhuǎn)變壓器是一種常用的 角位移 檢測元件。22、如果直線式感應(yīng)同步器的定尺繞組的節(jié)距為4mm,那么滑尺繞組的節(jié)距應(yīng)該為4 mm才能保證檢測精度。23、三相步進(jìn)電機的轉(zhuǎn)子齒數(shù)為40,則單三拍通電方式運行時的步距角_3.24、光柵是利用 光電原理進(jìn)行工作的位置反饋檢測元件。若光柵柵距d =0.01mm,光柵指示光柵與標(biāo)尺光柵夾角8二O.Olrad,則可得莫爾條紋寬度W=_ 1mm25、步進(jìn)電機的“失步”現(xiàn)象有兩種表現(xiàn)形式，即丟步二、解答題和普通機床相比，用數(shù)

5、控機床結(jié)構(gòu)上有哪些區(qū)別，有哪些特點?答采用數(shù)控機床進(jìn)行零杵加T具有以卞優(yōu)點1）提高加工精度高，尤其是提高了同批Wot.的一致性2）有利于生產(chǎn)數(shù)率的提高3）可.加丁形狀復(fù)雜的零件4）減輕了王人的勞動懂度，改善了勞動條件5）有利于生產(chǎn)管理和機械加T綜合自動化的發(fā)展（或者：提高了機械加工和生產(chǎn)管理的仃動 化程度）2. CNC的插補可以由軟件或硬件完成，根據(jù)這一原則CNC系統(tǒng)的軟硬件組合有哪幾種類型？不用軟件插補黠卷由硬件就的酬系統(tǒng)：” M由刪進(jìn)卿插補，WHJ酈的CNC系絡(luò)F分融由軟件鐮翻的CNC藏，13. 對數(shù)控機床伺服驅(qū)動系統(tǒng)的主要性能要求有哪些？以及對電動機的要求答：一般來饑對數(shù)控機床伺服嘔動索

6、貌的主要性能要求有以卜JL點： 進(jìn)給速度范圍耍大，能満足低速切削和高速切削的需要；1分 位務(wù)精度婆高：/分 跟隨誤差婆小，即響用速度?？?；1分 工作穩(wěn)定性要妬具有抗干擾能力，運:行平穩(wěn)，加T精度較融2分4. 簡述數(shù)控系統(tǒng)的插補概念。S：數(shù)控槪犧-賭趙 1瞬統(tǒng)在敝揺縣剜U甄褪幼砸雌翩廿SM的肺瞞紳勲出枷I精凝M件繭上的軀觸襯刖嘶M牆勰師灘狀數(shù)眥紅并齡爛據(jù)送斜4榊瞇制益捕部可分為址插補般翩龜6. 簡述數(shù)控開環(huán)、半閉環(huán)、閉環(huán)系統(tǒng)的區(qū)別。備根翩扭裝跚侑無及般確鱷系統(tǒng)分為開環(huán)系敘 糊環(huán)系統(tǒng)和全閉環(huán)系統(tǒng)。 開環(huán)系統(tǒng)觸構(gòu)比觀容翩試、所以揪不樂-般鞭為0釧唄 半閑環(huán)系統(tǒng)利脫在電動機上或穌上或締細(xì)懂旋轉(zhuǎn)俶的雜元

7、件獲御反i艷翱 翫件比餓刪測盤元怖嘰所以其可麴鈾繃廈成木燻適怙安裝和儺也 不困蒲 邂觀-1為光電劇網(wǎng)器等。全閉礦統(tǒng)利用締元件翻出賊的實啟齟反辭期錄統(tǒng)漸以其可溯鮎懈 應(yīng)但其歸較禮安裝刪轍復(fù)毅翱耕也較乩 腿魁-觥紙瑕尺黑7. 數(shù)控加工中為什么要進(jìn)行刀具半徑補償？在銃床上進(jìn)行輪廓加工時，因為銃刀具有一定的半徑，所以刀具中心軌跡和工件輪廓不 重合。若數(shù)控裝置不具備刀具半徑自動補償功能，則只能按刀心軌跡進(jìn)行編程，其數(shù)值 計算有時相當(dāng)復(fù)雜，尤其當(dāng)?shù)毒吣p、重磨、換新刀等導(dǎo)致刀具直徑變化時，必須重新 計算刀心軌跡，修改程序，這樣既繁瑣，又不易保證加工精度。當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)具備刀具半 徑補償功能時，編程只需按工件輪

8、廓線進(jìn)行，數(shù)控系統(tǒng)會自動計算刀心軌跡坐標(biāo)，使刀 具偏離工件輪廓一個半徑值，即進(jìn)行半徑補償。.分析說明數(shù)控裝置對加工程序的處理過程。數(shù)控機床加工不同于普通機床加工，在數(shù)控機床上加工零件，是將加工過程所需要的各種操作（如主軸的起停、換向及變速，工件或刀具的送進(jìn)，刀具選擇,冷卻液 供給等）以及零件的形狀、尺寸按規(guī)定的編碼方式寫成數(shù)控加工程序，輸入到數(shù)控 裝置中。14. 簡述光柵尺的工作原理以及辨向和提高分辨率的方法 P140,P142 在光柵檢測裝置中，將光源來的平行光調(diào)制后作用于光電元件上，從而得到與位移成比例的電信號。 為了提高分辨率，光柵測量路線常釆用4倍頻的方案。即在一個莫爾條紋節(jié)距內(nèi) 安裝

9、了 4只光電元件(如硅光電池)，每相鄰兩只的距離均為1/4個節(jié)距。15. 旋轉(zhuǎn)變壓器工作原理旋轉(zhuǎn)變壓器，是一種輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角保持一定函數(shù)關(guān)系的感應(yīng)式微電機。它是一種 將角位移轉(zhuǎn)換為電信號的位移傳感器，也是能進(jìn)行坐標(biāo)換算和函數(shù)運算的解算元件。在 同步隨動系統(tǒng)及數(shù)字隨動系統(tǒng)中可用于傳遞轉(zhuǎn)角或電信號。16. 簡要分析直流電機的調(diào)速原理與方法CD 根據(jù)直流電動機的機械特性：改變電樞電壓，勵磁電流或電樞回路電阻即可改變電機的轉(zhuǎn)速。調(diào)速方法：改變電樞供電電壓；改變勵磁磁通；改變電樞回路電阻調(diào)速。19.簡述數(shù)控系統(tǒng)的工作過程瞥腫:卿程彈昨M.(卿;譯喇耦肛斷懈冊wwiwi的瞞(3)酬處理：餚刀具丫福K勰

10、赭以及軸勵細(xì)處址I(4陶h在醜-軸刪種類、起拭絲以酬飆度氐 魏點脫腔耐(5洞服斛；何磁制酣的咖醍就楸酈砌牠矽肌博丿翔御發(fā)22.輪廓控制、點位控制和點位直線控制各有何特點?點位控制；點位控制數(shù)控機床的特點是機床的運動部件只能夠?qū)崿F(xiàn)從一個位置到另一個位置的精確運動，在運動和定位過程中不進(jìn)行任何加工工序。如數(shù)控鉆床、數(shù)按 坐標(biāo)鎮(zhèn)床、數(shù)控焊機和數(shù)控彎管機等。直線控制；點位直線控制的特點是機床的運動部件不僅要實現(xiàn)一個坐標(biāo)位置到另一個位置的精確移動和定位，而且能實現(xiàn)平行于坐標(biāo)軸的直線進(jìn)給運動或控制兩個坐 標(biāo)軸實現(xiàn)斜線進(jìn)給運動。輪廓控制；輪廓控制數(shù)控機床的特點是機床的運動部件能夠?qū)崿F(xiàn)兩個坐標(biāo)軸同時進(jìn) 行聯(lián)動

11、控制。它不僅要求控制機床運動部件的起點與終點坐標(biāo)位置，而且要求控制整個 加工過程每一點的速度和位移量，即要求控制運動軌跡，將零件加工成在平面內(nèi)的直線、 曲線或在空間的曲面。23.簡述數(shù)控系統(tǒng)為什么要進(jìn)行加/減速控制，有哪些實現(xiàn) 方式？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 須對數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行加減速控制。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曲線加減速。反向間隙誤差是怎樣產(chǎn)生的，如何進(jìn)行補償？在數(shù)控機床加工過程中，傳動鏈的運轉(zhuǎn)存在很多的間隙，而其中的反向間隙可能會導(dǎo)致機床反向時，伺服電機處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)而機床并沒有產(chǎn)生運動，這也直接使得數(shù)控機床

12、產(chǎn)生一定的誤差或者 發(fā)生機床震蕩現(xiàn)象。因此在進(jìn)行數(shù)控機床的設(shè)計時，應(yīng)該充分考慮反向間隙，但是無論采取什么樣 的改進(jìn)措施，都不可避免的會存在一定的間隙。在半閉環(huán)系統(tǒng)的數(shù)控機床中，通過上述的螺距誤差補償技術(shù)，對機床運轉(zhuǎn)過程中的各點反向間隙進(jìn)行記錄，并將其錄入到控制系統(tǒng)中去，這樣在產(chǎn)生 反向運動時，系統(tǒng)會自動進(jìn)行補償誤差操作。對于全閉環(huán)系統(tǒng)的數(shù)控機床而言，其反向間隙的補償 可以利用參數(shù)的設(shè)置來實現(xiàn)?？傊?，在數(shù)控機床加工過程中，影響其加工精度的因素有很多，除了上述所講的這些因素外， 工藝設(shè)計、刀具、操作人員技術(shù)水平等都會對競速產(chǎn)生一定的影響，因此在實際的數(shù)控機床加工過 程中，應(yīng)該綜合考慮各種方面的影響

13、，才能真正實現(xiàn)加工精度的有效提升。16.步進(jìn)電動機的選用要考慮哪幾個方面?（1）考慮系統(tǒng)的精度和速度的要求。為了提高精度，希望脈沖當(dāng)量小，但脈沖當(dāng)量越小，系統(tǒng)的運 行速度越低，應(yīng)兼顧精度和速度的要求來選定系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量，當(dāng)脈沖當(dāng)量確定以后，來選擇步進(jìn)電 機的步距角和傳動機構(gòu)的傳動比。（2）考慮負(fù)載轉(zhuǎn)矩引起的定位毬、刪1構(gòu)的魅以5步進(jìn)電雌斑讎 使也的誤差小于贈機 床允許的定位誤差17數(shù)控機床對進(jìn)給伺服的性能有何要求？（1）精度高。伺服系統(tǒng)要具有較好的靜態(tài)特性和較高的伺服剛度，從而達(dá)到較高的定位 精度，以保證機床具有較小的定位誤差與重復(fù)定位誤差；同時伺服系統(tǒng)還要具有較好的 動態(tài)性能，以保證機床具有

14、較高的輪廓跟隨精度。（2）快速響應(yīng)，無超調(diào)。為了提高生產(chǎn)率和保證加工質(zhì)量，在啟、制動時，要求加、減 加速度足夠大，以縮短伺服系統(tǒng)的過渡過程時間，減小輪廓過渡誤差。一般電動機的速 度從零變到最高轉(zhuǎn)速，或從最高轉(zhuǎn)速降至零的時間小于200mso這就要求伺服系統(tǒng)要快 速響應(yīng)，但又不能超調(diào)，否則將形成過切，影響加工質(zhì)量。同時，當(dāng)負(fù)載突變時，要求 速度的恢復(fù)時間也要短，且不能有振蕩，這樣才能得到光滑的加工表面。（3）調(diào)速范圍寬。在數(shù)控機床中，由于所用刀具、被加工材料、主軸轉(zhuǎn)速以及進(jìn)給速度 等加工：工藝要求各有不同，為保證在任何情況下都能得到最佳切削條件，要求進(jìn)給驅(qū)動 系統(tǒng)必須具有足夠?qū)挼臒o級調(diào)速范圍（通常

15、要大于1:10000）。尤其在低速（如0. Olm/min） 時，要仍能平滑運動而無爬行現(xiàn)象。而高速的范圍要求可達(dá)20100m/mino30.畫出主軸電動機的特性曲線，并說明如何進(jìn)行調(diào)速?典型主軸電動機工作特性曲線如圖：基數(shù)nO以下勵磁電流If不變，改變電樞電壓U調(diào)速，其輸出的最大轉(zhuǎn)矩 Mmax取決于電樞電流最大值，而對一臺主軸電動機來說，最大電流為恒定，因 此所能輸出最大轉(zhuǎn)矩是恒定的，而輸出功率轉(zhuǎn)速升高而增加，因此基速nO以 下稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速M二CM(D Imax基速nO以上釆用弱磁升速的方法調(diào)速,即采用調(diào)節(jié)激磁電流If的方法，在弱 磁升速中，If減少k倍，相應(yīng)的轉(zhuǎn)數(shù)增加k倍，電動機所輸最大

16、轉(zhuǎn)矩則因為磁 通中的減小而減小k倍，所能輸出的最大功率不變，因此稱為恒功率調(diào)速。Pmax=Mmaxn18什么是主軸分段無級調(diào)速，為什么要釆用主軸分段無 級變速？不論釆用哪一種方法，均可實現(xiàn)主軸電動機的無級調(diào)速。采用無級調(diào) 速主軸機構(gòu)，主軸箱雖然得到大大簡化，但其低速段輸出轉(zhuǎn)矩常常無法滿足 機床切削轉(zhuǎn)矩的要求。如單純追求無級調(diào)速，勢必要增大主軸電動機的功率， 從而使主軸電動機與驅(qū)動裝置的體積.重量及成本大大增加。因此數(shù)控機床 常采用14檔齒輪變速與無級調(diào)速相結(jié)合的方式，即分段無級變速。釆用與不釆用齒輪減速主軸的輸出特性，采用齒輪減速雖然低速的輸出 轉(zhuǎn)矩增大，但降低了最高主軸轉(zhuǎn)速。因此通常均采用齒

17、輪自動變速，達(dá)到同 時滿足低速轉(zhuǎn)矩和最高主軸轉(zhuǎn)速的要求。一般來說，數(shù)控系統(tǒng)均提供4檔變 功能的要求，而數(shù)控機床通常使用兩檔即可滿足要求。19簡述數(shù)控機床主要由哪幾部分組成？各部分的 基本功能是什么？數(shù)控系統(tǒng)一般由輸入/輸出裝置、數(shù)控裝置、驅(qū)動控制裝置、機床電器邏輯控制裝置四 部分組成，機床本體為被控對象答：數(shù)控系統(tǒng)一般由輸入/輸出裝宜、數(shù)控裝宜、驅(qū)動控制裝豊、機床電器邏輯控制裝宜 四部分組成，機床本休為被控對象。輸入裝宣將數(shù)控加T程序等各種信息輸入數(shù)控裝魚，輸入內(nèi)容及數(shù)控系統(tǒng)的T作狀態(tài)可以 遜過輸出裝宜觀察&數(shù)控裝置是數(shù)控系統(tǒng)的核心。它的丄耍功能是：正確識別利解秤數(shù)控加工程序,對解稗結(jié) 果進(jìn)行

18、各種數(shù)據(jù)汁算利邏輯判斷處理，完成各種輸入、輸出任務(wù)驅(qū)動控制裝置位于數(shù)控裝宜利機床之間，包括進(jìn)給軸伺服馳動裝豊和主軸驅(qū)動裝蓋，進(jìn)給 軸伺服驅(qū)動裝宜由位晝控制單兀、速度控制單兀、電動機利測屋反饋單兀等部分組成，它按 照數(shù)控裝置發(fā)出的位宣控制命令刑速度控制命令疋確驅(qū)動機床受控部件（如：機床移動部件 和丄軸頭等）機床電器邏輯控制裝宜也位于數(shù)控裝魚利機床之問，接受數(shù)控裝迓發(fā)出的開 關(guān)命-令，主耍完成機床丄軸選速、起停利方向控制功能，擁刀功能，工件裝夾功能，冷卻、液斥、氣動、潤滑系統(tǒng)控制功能及其它機床輔助功能其形式可以是繼電器控制線路 或可編程序控制器（PLC）e20.脈沖編碼器的作用是什么?脈沖編碼蠱是一種光學(xué)式位置檢測元件，其采用圓光柵通過光電轉(zhuǎn)換將軸轉(zhuǎn)角位移轉(zhuǎn)化為 電脈沖信號，又稱為光電脈沖編碼器。一般是編碼盤直接裝在電機的旋轉(zhuǎn)軸上,以測出軸 的旋轉(zhuǎn)角度位置和速度變化。廣泛用于數(shù)控設(shè)備。34. PLC和NC在數(shù)控機床里各自作用以及相互關(guān)系看下課本86頁，這是最難的一道題，很難組織語言。百度也不全面。PLC和NC的關(guān)系PLC用于通用設(shè)備的自動控制，稱為可編程控制器。PLC用于數(shù)控機床的外圍輔助電氣的控制,稱為