計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)復(fù)習(xí)題.

1、“計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)”復(fù)習(xí)題一、 填空： 1、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展方向是高精度、高速度、高可靠性、多功能和小型化、智能化、數(shù)控網(wǎng)絡(luò)化和（開放式）等方向。開放式的數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)是一個(gè)(模塊化)、(可重構(gòu))和(可擴(kuò)充)的數(shù)控系統(tǒng)。( P7，P8)2、DNC是（直接數(shù)字控制或分布式數(shù)控）的縮寫，MAP是（制造自動(dòng)化協(xié)議）的縮寫，F(xiàn)MC是（柔性制造單元）的縮寫, MDI是(手工數(shù)據(jù)輸入)的縮寫，RS-232C是數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用比較廣泛的（串行通訊接口）。3、根據(jù)數(shù)控機(jī)床伺服進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制方式，數(shù)控機(jī)床可分(開環(huán)控制系統(tǒng))、(閉環(huán)控制系統(tǒng) )和(半閉環(huán)控制系統(tǒng))三種類型，其中，大多數(shù)數(shù)控機(jī)床采用(半閉環(huán)控制系統(tǒng))控

2、制，(開環(huán)控制系統(tǒng))用于步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床，交流伺服電機(jī)用于（閉環(huán)和半閉環(huán)控制系統(tǒng)）的控制。4、根據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡, 數(shù)控機(jī)床可分為(點(diǎn)位控制)、（直線控制）和(輪廓控制)三種類型。5、數(shù)控機(jī)床的缺點(diǎn)是(價(jià)格高)、(對操作人員和維護(hù)人員的技術(shù)水平要求高)。6、數(shù)控加工編程方法主要有（手動(dòng)編程）和（自動(dòng)編程）兩大類。數(shù)控加工的自動(dòng)編程有（程序語言系統(tǒng)）和圖形交互自動(dòng)編程。圖形交互自動(dòng)編程又稱為（CAD/CAM一體化編程），其主要步驟可概括為（幾何造型）、（刀具中心軌跡的計(jì)算與生成）和（后置處理）等。7、根據(jù)數(shù)控機(jī)床輪廓加工中聯(lián)動(dòng)控制的軸數(shù)，數(shù)控機(jī)床的加工可分為（2軸），（2.5軸），（3軸），（4

3、軸）和五軸聯(lián)動(dòng)等五種類型，其中，五軸聯(lián)動(dòng)有3 個(gè) （直線）坐標(biāo)軸和2個(gè)（轉(zhuǎn)動(dòng)）坐標(biāo)軸。8、數(shù)控加工程序編制的主要步驟為（分析零件圖紙）、（工藝處理）、（數(shù)值處理）、（數(shù)學(xué)處理）、（編寫加工程序單）、（傳輸程序）、（校核程序）等。9、在數(shù)控機(jī)床上使用刀具半徑補(bǔ)償功能進(jìn)行加工時(shí)，刀具中心的軌跡是編程軌跡的(等距線)。程序段轉(zhuǎn)接的刀具中心的軌跡的類型有（縮短型)、(插入型)和(延長型)三種類型。對插入型程序段轉(zhuǎn)接也可插入圓弧,該方法計(jì)算簡單,但(工藝性)不如插入直線型.10、數(shù)控加工程序編制中數(shù)值計(jì)算的主要任務(wù)可概括為計(jì)算零件的（基點(diǎn)），計(jì)算（非圓）的（節(jié)點(diǎn)），將列表曲線擬合成（樣條曲線），對不具備

4、刀具半徑補(bǔ)償功能的系統(tǒng)，還要計(jì)算（刀具中心軌跡）11、常用基準(zhǔn)脈沖插補(bǔ)方法有（逐點(diǎn)比較法）和（數(shù)字積分法），其插補(bǔ)精度是（小于或等于一個(gè)脈沖當(dāng)量），主要用于（開環(huán)系統(tǒng)），也用于（閉環(huán)和半環(huán)系統(tǒng)）的（精插補(bǔ)）。 12、常用的數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)方法有(直線函數(shù)法)、(擴(kuò)展數(shù)字積分法) 和(二階遞歸算法)，其中（擴(kuò)展數(shù)字積分法）和（二階遞歸算法）的結(jié)果一致。遞歸函數(shù)法可分為(一階遞歸插補(bǔ))、(二階遞歸插補(bǔ))兩種方法.13、CNC裝置的硬件結(jié)構(gòu)有(單微處理器)和(多微處理器)兩種類型。多微處理器CNC裝置大多采用（模塊化）結(jié)構(gòu)，軟硬件模塊形成一個(gè)具有特定功能的單元，稱為（功能模塊），其典型功能模塊是（CNC

5、管理）、（CNC插補(bǔ)）、（位置控制）、（PLC）、（數(shù)字輸入、輸出和顯示）和（存儲(chǔ)器）。多微處理器的CNC裝置一般采用（總線）互聯(lián)方式，典型的結(jié)構(gòu)有（共享總線型）、（共享存儲(chǔ)器型）和（混合型）等。14、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)是（微處理器）、存儲(chǔ)器、（總線）和（I/O接口）。存儲(chǔ)器一般包括（只讀存儲(chǔ)器）和（隨機(jī)存儲(chǔ)器）兩大類，（ROM）用于存儲(chǔ)系統(tǒng)程序和數(shù)據(jù)，（RAM）用于存儲(chǔ)（用戶程序和數(shù)據(jù)）?？偩€包括（控制）、（數(shù)據(jù)）和（地址）三總線。15、CNC系統(tǒng)的中斷類型有（外部中斷）、內(nèi)部定時(shí)中斷、（硬件故障中斷）和（程序型中斷），內(nèi)部定時(shí)中斷主要有（插補(bǔ)周期定時(shí)中斷）和（位置采樣定時(shí)中斷）。16

6、、現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床應(yīng)用PLC的（邏輯運(yùn)算）功能實(shí)現(xiàn)各種（開關(guān)控制）；數(shù)控機(jī)床上的PLC一般分為（內(nèi)裝型）和（外部獨(dú)立型）兩大類；一般采用（梯形圖）進(jìn)行編程。17、CNC系統(tǒng)軟件的結(jié)構(gòu)主要是（前后臺型）和（多重中斷型）兩大類型。18、CNC裝置的位置控制單元的主要任務(wù)是在伺服進(jìn)給系統(tǒng)的每個(gè)（位置采樣）周期內(nèi)，將精插補(bǔ)計(jì)算出的(理論位置)與(檢測反饋位置)進(jìn)行比較生成(差值)，同時(shí)還要完成位置回路的(增益)調(diào)整，將二者相乘的結(jié)果作為伺服電機(jī)的(速度控制輸入)，此外還要完成各坐標(biāo)的(螺距間隙補(bǔ)償)和(反向間隙補(bǔ)償)。所謂反向間隙補(bǔ)償，是在電機(jī)（改變方向時(shí)）多轉(zhuǎn)一個(gè)角度，然后才正式計(jì)算坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)的值。19、

7、CNC裝置的（加工控制）功能，字符顯示功能和自診斷功能等屬于基本功能，此外還有（選擇）功能，包括（圖形顯示）、（人機(jī)對話編程）、（通信功能）等。20、CNC裝置中設(shè)置了各種診斷程序，用以防止（故障的發(fā)生和擴(kuò)大），并能迅速查明故障的（類型）和（部位），其主要類型有（運(yùn)行中診斷），（停機(jī)診斷）和（通訊診斷）等三種方式，停機(jī)診斷是在系統(tǒng)（發(fā)生故障時(shí)）和（開機(jī)前），利用診斷程序進(jìn)行診斷。21、數(shù)據(jù)在設(shè)備間的傳送可采用串行方式和（并行方式），串行傳送又分為（同步協(xié)議）方式和（異步協(xié)議）方式，其中，在數(shù)控機(jī)床上R232C接口主要采用（異步協(xié)議）方式，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信一般采用（同步協(xié)議）方式。22、ISO的開

8、放式互連系統(tǒng)參考模型是（七）層結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)通信協(xié)議的模型，它們依次是（物理層），數(shù)據(jù)鏈路層，網(wǎng)絡(luò)層，傳輸層，會(huì)話層，表示層和（應(yīng)用層）。23、按工作條件和測量要求不同，數(shù)控機(jī)床的位置測量方式可分為(數(shù)字式測量 )和(模擬式測量)，(增量式測量)、(絕對式測量)，(直接測量)和(間接測量)。增量式（或絕對式）光電編碼器（或光柵尺，直線感應(yīng)同步器等）屬于（數(shù)字式）、（增量時(shí)）、（間接測量）。24、單頻激光干涉議是利用光的（光的折、反射原理）工作，雙頻激光干涉儀是利用（光的干涉原理）和（多普勒效應(yīng)產(chǎn)生頻差的原理）進(jìn)行位置檢測。25、數(shù)控機(jī)床上常用的位移檢測裝置有(光柵尺)，(脈沖編碼器), (感應(yīng)同

9、步器), (旋轉(zhuǎn)變壓器)和（激光干涉儀）。閉環(huán)控制采用的位移檢測裝置是（光柵尺）（感應(yīng)同步器)、（磁柵）。磁柵(或直線感應(yīng)同步器)由(磁性標(biāo)尺 )、(讀數(shù)磁頭)、(檢測電路 )等幾部分構(gòu)成.26、直流電機(jī)PWM速度控制單元的核心由（主回路）和(脈寬調(diào)制器)兩大部分構(gòu)成，其中脈寬調(diào)制器由(調(diào)制脈沖發(fā)生器)和(比較放大器)組成，調(diào)制脈沖發(fā)生器有(三角波發(fā)生器)和(鋸形波發(fā)生器)兩種類型。27、目前數(shù)控機(jī)床的伺服進(jìn)給電機(jī)主要采用（永磁式）交流電機(jī)，其輸出的（轉(zhuǎn)矩）恒定，一般采用（恒壓頻比或基頻以下）變頻調(diào)速；主軸采用（感應(yīng)式）交流電機(jī)，在（基頻以上）變頻調(diào)速時(shí)，輸出（功率）恒定，在（基頻以下）變頻調(diào)

10、速時(shí)，輸出（轉(zhuǎn)矩）恒定。28、在直流伺服電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中，（PI）調(diào)節(jié)器可實(shí)現(xiàn)伺服電機(jī)的閉環(huán)（穩(wěn)態(tài)無靜差調(diào)速），其中，（比例）部分的（放大）作用加快系統(tǒng)的調(diào)節(jié)過程，積分部分發(fā)揮其（疊加性）和（保持性）作用。29、在轉(zhuǎn)速、電流雙環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，速度調(diào)節(jié)器的主導(dǎo)作用是防止（負(fù)載）變化首先引起的（轉(zhuǎn)速）變化；電流調(diào)節(jié)器的主導(dǎo)作用是防止（電網(wǎng)）波動(dòng)首先引起的（電流）變化，保證電機(jī)的（轉(zhuǎn)矩）輸出。30、應(yīng)用較多的步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路是（恒流斬波驅(qū)動(dòng)）和（調(diào)頻調(diào)壓驅(qū)動(dòng)）。此外還有（單電壓驅(qū)動(dòng)）、（高低壓驅(qū)動(dòng)）、（細(xì)分驅(qū)動(dòng)）等多種類型，其中，細(xì)分驅(qū)動(dòng)能將步進(jìn)電機(jī)的(步距角)分成若干步。 31、步進(jìn)電機(jī)的主要技術(shù)參

11、數(shù)是（步距角及步距精度）、（最大靜轉(zhuǎn)矩Tmax）、（最大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tq）、（起動(dòng)頻率）和（連續(xù)運(yùn)行頻率）等項(xiàng)。32、對于直流電機(jī)，可分別控制（勵(lì)磁）電流和（電樞）電流。在交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的矢量控制中要進(jìn)行矢量變換，該變換是首先將三相交流電機(jī)變?yōu)榈刃У模▋上嘟涣麟姍C(jī)），然后還需將其變換為等效的（直流電機(jī)），轉(zhuǎn)換條件是保證（合成磁通）不變。 33、對于閉環(huán)和半閉環(huán)位置控制系統(tǒng)，根據(jù)位置檢測裝置和比較器的工作方式，可分為（相位比較伺服系統(tǒng)）、（幅值比較伺服系統(tǒng)）和（脈沖比較伺服系統(tǒng)）三種類型，其中，（脈沖比較伺服系統(tǒng)）類型應(yīng)用比較普遍。二、用逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)第一象限的直線，起點(diǎn)在坐標(biāo)原點(diǎn)，終點(diǎn)坐標(biāo)Xa=5

12、，Ya=3。寫出插補(bǔ)計(jì)算過程，并畫出刀具插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)軌跡圖。步 數(shù)偏差判別坐標(biāo)進(jìn)給偏 差 計(jì) 算終點(diǎn)判別0F0=0N=81F0=0+XF1=F0-Ye=0-3=-3N=8-1=72F1<0+YF2=F1+Xe=-3+5=2N=7-1=63F2>0+XF3=F2-Ye=2-3=-1N=6-1=54F3<0+YF4=F3+Xe=-1+5=4N=5-1=45F4>0+XF5=F4-Ye=4-3=1N=4-1=36F5>0+XF6=F5-Ye=1-3=-2N=3-1=27F6<0+YF7=F6+Xe=-2+5=3N=2-1=18F7>0+XF8=F7-Ye=3-3

13、=0N=1-1=0三、簡述CNC裝置的系統(tǒng)軟件的功能特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)類型。CNC裝置的系統(tǒng)軟件是一個(gè)專用的實(shí)時(shí)多任務(wù)系統(tǒng)，具有多任務(wù)并行處理和多重實(shí)時(shí)中斷的特點(diǎn)。主要有兩種結(jié)構(gòu)：前后臺軟件結(jié)構(gòu)：前臺程序是一個(gè)中斷服務(wù)程序，完成全部的加工控制的實(shí)時(shí)功能。后臺程序是一個(gè)循環(huán)運(yùn)行程序，完成管理任務(wù)和插補(bǔ)準(zhǔn)備工作。在后臺程序運(yùn)行中，實(shí)時(shí)中斷程序不斷插入，與后臺程序相配合，共同完成加工任務(wù)。多重中斷結(jié)構(gòu)：除了初始化程序外，整個(gè)系統(tǒng)軟件的各種任務(wù)模塊分別安排在不通級別的中斷服務(wù)程序中，整個(gè)軟件系統(tǒng)就是一個(gè)大的中斷系統(tǒng)，其管理功能主要通過各級中斷服務(wù)程序之間的相互通訊來解決。四、繪簡圖說明粗光柵的莫爾條紋形成原理

14、和主要特點(diǎn)。粗光柵莫爾條紋的生成原理是擋光積分效應(yīng)，原理如圖所示。標(biāo)尺光柵條紋與指示光柵條紋之間有一微小夾角，線紋相交叉處，擋光效應(yīng)減弱，形成亮帶，相反，離交叉點(diǎn)遠(yuǎn)的地方，擋光效應(yīng)較強(qiáng)，形成暗帶，因而形成橫向莫爾條紋。莫爾條紋有以下特點(diǎn)：1 放大作用。夾角很小時(shí)，柵距d與莫爾條紋間距W之間有以下關(guān)系：W=(d/2)/SIN(/2)d/,由于柵距d很?。ㄐ∮?0），節(jié)距W比柵距d放大了很多倍。2 （誤差）平均效應(yīng)。由于莫爾條紋是由眾多線紋形成，因而個(gè)別柵線的間距誤差（或缺陷）會(huì)被均化，在很大程度上消除了短周期誤差的影響。3 莫爾條紋的移動(dòng)與柵距之間的移動(dòng)成比例，及光柵左右移動(dòng)一個(gè)柵距d，莫爾條紋

15、上下移動(dòng)一個(gè)節(jié)距W.五、什么是交流電機(jī)的SPWM變頻調(diào)速? 繪出三相SPWM控制電路原理圖和三相交流電機(jī)的雙極性SPWM通用型功率放大器主回路，并簡述各部分的功能。SPWM調(diào)制器主要由正弦波發(fā)生器、三角波發(fā)生器和調(diào)制器組成，用頻率和幅值可調(diào)的相位差為120°的三個(gè)正弦波對三角波分別進(jìn)行調(diào)制，獲得脈寬按三相正弦交流電變化的三種信號，反相后變成六種三組，分別控制主回路中逆變器的三組功率三極管使其按可調(diào)頻的三相交流電的規(guī)律導(dǎo)通和截至；主回路主要由整流器，濾波器和逆變器組成，三相交流電經(jīng)全波整流后，經(jīng)濾波器進(jìn)一步濾除交流成分，經(jīng)逆變器后再變成頻率和幅值可調(diào)的三相交流電，驅(qū)動(dòng)三相交流電機(jī)按規(guī)定

16、轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。六、寫出DDA法直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)的積分表達(dá)式，并簡要分析其插補(bǔ)原理。 DDA直線插補(bǔ)的積分表達(dá)式如下：設(shè)置兩個(gè)N位積分累加器分別對直線的終點(diǎn)坐標(biāo)和進(jìn)行累加，并分別對X和Y方向的進(jìn)給進(jìn)行控制。一旦某個(gè)積分累加器有溢出，則在相應(yīng)進(jìn)給方向進(jìn)給一步。DDA圓弧插補(bǔ)的積分表達(dá)式如下：與直線插補(bǔ)不同，圓弧插補(bǔ)用兩個(gè)N位積分累加器分別對動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)和進(jìn)行累加，并分別對Y和X方向的進(jìn)給進(jìn)行控制。一旦某個(gè)積分累加器有溢出，則在相應(yīng)方向進(jìn)給一步，同時(shí)要對動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行修改。七、繪出CNC裝置的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換流程圖。MDI速度處理PLC位控譯碼DNC插補(bǔ)刀具補(bǔ)償程序存儲(chǔ)速度控制位移反饋串口通信開關(guān)電路M,S,T八、

17、簡述絕對值式脈沖編碼器的工作原理。絕對值脈沖編碼器主要由光源，光電元件和隨被測對象一起旋轉(zhuǎn)的絕對值編碼盤構(gòu)成。其中絕對值編碼盤是將圓盤用同心圓環(huán)和等分扇形進(jìn)行分割，然后對被分割的區(qū)域形成透光和不透光兩種狀態(tài)，形成編碼圖案，如4位2進(jìn)制碼盤，有4 個(gè)圓環(huán)稱為碼道，由里向外，分別對應(yīng)；每個(gè)扇區(qū)代表一個(gè)碼位，由0000，0001，直到1111，共16 個(gè)，光電元件讀出的碼值、即二進(jìn)制數(shù)便代表被測對象的一個(gè)位置。與增量式光電編碼器比較，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，大于一轉(zhuǎn)時(shí)，需要特別處理，要求制作精度高；但能讀出絕對坐標(biāo)值，不會(huì)產(chǎn)生累計(jì)誤差，斷電后，位置值還能直接讀出。主要有二進(jìn)制編碼盤和葛萊編碼盤兩大類。九、與直流

18、電機(jī)相比，交流電機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是什么？數(shù)控機(jī)床上采用的交流電機(jī)有哪幾種類型？作何種應(yīng)用?寫出它們的轉(zhuǎn)速表達(dá)式，并分析其變頻調(diào)速特性。與直流電機(jī)相比，交流電機(jī)無換向器和電刷，結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)簡單，轉(zhuǎn)速不受限制，節(jié)省材料，成本較低。數(shù)控機(jī)床上采用的交流電機(jī)類型為：1、永磁式交流伺服電機(jī)，用于進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)，式中f1供電頻率，p定子繞組磁極對數(shù)；采用基頻以下恒壓頻比變頻調(diào)速，輸出轉(zhuǎn)矩保持恒定；2、交流感應(yīng)式異步電機(jī)，用于機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)，式中f1供電頻率，p定子繞組磁極對數(shù)，s轉(zhuǎn)差率；采用兩種變頻調(diào)速：基頻以下恒壓頻比變頻調(diào)速，輸出轉(zhuǎn)矩恒定；基頻以上恒電壓變頻調(diào)速，隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速升高輸出轉(zhuǎn)矩下降，但輸出可保持功

19、率恒定。十、步進(jìn)電機(jī)經(jīng)減速齒輪和滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)的機(jī)床工作臺，請回答下列問題：（1）、若步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子齒數(shù)Z=80，采用三相六拍工作方式，求該步進(jìn)電機(jī)的步距角；（2）、若減速齒輪的齒數(shù)Z1=18, Z2=45，滾珠絲杠的導(dǎo)程L=6mm，求工作臺的脈沖當(dāng)量；（3）、若工作臺移動(dòng)速度4m/min，求輸入該步進(jìn)電機(jī)的脈沖頻率；(4)、若作用在工作臺上的切削進(jìn)給力為500N, 求該力在電機(jī)軸上引起的轉(zhuǎn)矩。（見電控教材）(5)、若工作臺質(zhì)量為800N，求該質(zhì)量在電機(jī)軸上引起的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。（見電控教材）(1) 、步進(jìn)電機(jī)步矩角360/(m Z k)=360/(3×80×2)=0.75(度)(

20、2) 、脈沖當(dāng)量L/(360i)=0.6×6/360/(45/18)=0.005(mm)(3) 、脈沖頻率f=1000v/(60)=1000×4/(60×0.005)=13333.33(Hz)(4) 、(5)、十一、簡要系統(tǒng)分析數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)。(1) 、柔性自動(dòng)化，能適應(yīng)不同零件的自動(dòng)化加工；(2) 、加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定；(3) 、生產(chǎn)效率高；(4) 、能完成復(fù)雜型面的加工；(5) 、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件；(6) 、促進(jìn)企業(yè)采用CAD/CAM技術(shù)和實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)生產(chǎn)管理；(7) 、機(jī)床價(jià)格高；(8) 、對操作、維修和管理人員的技術(shù)水平要求高十二、數(shù)控車床編程的

21、特點(diǎn)是什么？1、X方向采用直徑編程；2、絕對坐標(biāo)編程用X和Z,增量編程采用U和W，不采用G90和G91;3、為保證端面車削質(zhì)量，應(yīng)采用恒切速編程；4、由于車加工余量較大，應(yīng)采用粗加工固定循環(huán)功能5、為提高刀具壽命和加工質(zhì)量，刀尖有小圓弧，對于圓錐和圓弧精加工，應(yīng)采取刀尖圓弧半徑補(bǔ)償加工功能或人工處理。數(shù)控車削固定循環(huán)功能類型很多，有單一加工固定循環(huán)，如縱向車削固定循環(huán)，端面車削固定循環(huán)，螺紋車削固定循環(huán)等；有粗加工循環(huán)功能有縱向粗車循環(huán)G71，橫向粗車循環(huán)G72,和平行于零件輪廓的粗車循環(huán)G73等。十三、繪簡圖并說明增量式編碼器的結(jié)構(gòu)和工作原理。增量式光電編碼器原理如圖所示。E為等節(jié)距的輻射狀

22、透光窄縫圓盤，Q1,Q2為光源，DA、DB、DC為光電元件，DA,DB錯(cuò)開90度相位角安裝。當(dāng)圓盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，在光源照射下，產(chǎn)生A、B、C三相脈沖信號。A相和B相脈沖為檢測計(jì)數(shù)脈沖，A、B信號有90度相位差，還可用于辨別運(yùn)轉(zhuǎn)方向，C相信號為基準(zhǔn)脈沖，又稱為零點(diǎn)脈沖，只在圓盤旋轉(zhuǎn)一周時(shí)在固定位置處產(chǎn)生一個(gè)脈沖。十四、什么是固定循環(huán)？寫出FANUC系統(tǒng)孔加工固定循環(huán)的一般格式，說明各功能子的含義。固定循環(huán)是一種用于特定加工過程的子程序。 有些加工操作的工藝順序是固定不變的，變化的只是坐標(biāo)尺寸和切削用量等參數(shù)，如孔加工，螺紋加工等，這些工藝過程可以用固定循環(huán)調(diào)用，調(diào)用時(shí)要按規(guī)定指定若干參數(shù)。FANUC系

23、統(tǒng)孔加工固定循環(huán)的一般格式如下：G90/G91 G98/G99 G73G89 X_ Y_ Z_ R_ Q_ P_ F_ L_;(1) G90/G91： 絕對坐標(biāo)或增量坐標(biāo)編程。（2）G98/G99：刀具返回初始平面或R點(diǎn)平面；(3) X_Y_：被加工孔的位置；(4) Z_：孔底平面位置：(5) R_：R平面位置，一般位于工件表面以上35mm處；(6) Q_：深孔加工時(shí)每次加工的深度：(7)P_：刀具在孔底暫停時(shí)間，單位ms;(8) F_：切削進(jìn)給速度：(9) L_：指令孔的加工次數(shù)，G90方式時(shí)，刀具在原來位置重復(fù)加工，G91方式時(shí)，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)等距孔加工。十五、什么是數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)？有哪些主要方

24、法？其插補(bǔ)精度如何？數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)由粗插補(bǔ)和精插補(bǔ)兩個(gè)步驟組成，一般指粗插補(bǔ)，是采用時(shí)間分割思想，根據(jù)編程規(guī)定的進(jìn)給速度F和插補(bǔ)周期T，將廓形曲線分割成一段段的輪廓步長l，l=FT,然后計(jì)算出每個(gè)插補(bǔ)周期的坐標(biāo)增量X和Y，進(jìn)而計(jì)算出插補(bǔ)點(diǎn)(即動(dòng)點(diǎn))的位置坐標(biāo)。數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)方法很多，如直線函數(shù)法、擴(kuò)展數(shù)字積分法、遞歸函數(shù)法等。直線插補(bǔ)時(shí)，由于坐標(biāo)軸的脈沖當(dāng)量很小，再加上位置檢測反饋的補(bǔ)償，可以認(rèn)為輪廓步長l與被加工直線重合，不會(huì)造成軌跡誤差。 圓弧插補(bǔ)時(shí)，一般輪廓步長l作為弦線對圓弧進(jìn)行逼近，因此存在最大半徑 誤差: ，式中r被加工圓弧的半徑。十七、簡述直線感應(yīng)同步器的結(jié)構(gòu)，分析其鑒相測量的工作原

25、理。直線感應(yīng)同步器由平行安裝的定尺和滑尺組成，滑尺上有相差四分之一的兩個(gè)繞組，稱為正、余弦繞組，通以勵(lì)磁交流電壓，在定尺繞組中產(chǎn)生感生電壓，作為位移檢測信號。 鑒相測量時(shí)，滑尺正、余弦繞組的勵(lì)磁信號分別為： 則滑尺二繞組在定尺繞組中分別產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為： 根據(jù)疊加原理，定尺上輸出的感應(yīng)電壓為： 式中，K為電磁耦合系數(shù)，通常小于1，隨定尺與滑尺繞組平面間的間隙減小而增大；激磁電壓幅值；滑尺相對定尺的空間相位角，與滑尺相對于定尺位移的關(guān)系為。由此可見，只要檢測出定尺輸出電壓的相位，即可測量出滑尺相對于定尺的位移。十八、繪圖并說明直流電機(jī)H型雙極模式PWM功率轉(zhuǎn)換電路。所謂PWM、即脈寬調(diào)速，是利

26、用脈寬調(diào)制器對大功率晶體管的開關(guān)時(shí)間進(jìn)行控制，將直流電壓轉(zhuǎn)換成某一頻率的方波電壓，加到直流電機(jī)電樞兩端，改變電樞兩端的平均電壓，達(dá)到調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。 圖中的大功率晶體管可分為T1,T4和T2,T3兩組，它們的控制方波正好相反。以T1,T4組為例 當(dāng)方波電壓的正負(fù)寬度相等時(shí)，電機(jī)不轉(zhuǎn)，若正脈寬大于負(fù)脈寬，電機(jī)正轉(zhuǎn)，反之，則反之。十九、數(shù)控機(jī)床對主軸驅(qū)動(dòng)的要求是什么？為什么選用交流異步電機(jī)？其機(jī)構(gòu)特點(diǎn)如何？1、調(diào)速范圍寬，且盡可能寬的恒功率調(diào)速范圍；2、為實(shí)現(xiàn)螺紋加工，主軸驅(qū)動(dòng)應(yīng)與進(jìn)給驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)同步控制；3、為保證端面車削質(zhì)量，主軸驅(qū)動(dòng)應(yīng)具有恒線速切削功能；4、為保證加工中心自動(dòng)換刀，主軸驅(qū)動(dòng)要

27、實(shí)現(xiàn)主軸的高精度準(zhǔn)?？刂疲?、高檔數(shù)控機(jī)床要求主軸驅(qū)動(dòng)能實(shí)現(xiàn)角度分度，甚至伺服控制功能。 數(shù)控機(jī)床主軸電機(jī)功率較大，若采用永磁式，會(huì)使成本急劇升高，而采用感應(yīng)式異步電機(jī)加矢量控制，能滿足要求。一般是專門設(shè)計(jì)的籠型異步電機(jī)，定子鐵心直接外露，且有軸向通風(fēng)孔，有利于冷卻，外形多為多邊形。二十、什么是工件坐標(biāo)系？試分別分析數(shù)控銑床和數(shù)控車床的加工編程中選擇工件坐標(biāo)系是的注意事項(xiàng)。機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床固有的坐標(biāo)系，其原點(diǎn)有設(shè)計(jì)與制造廠家確定，不同機(jī)床的機(jī)床坐標(biāo)原點(diǎn)的位置不同，一般在啟動(dòng) 機(jī)床時(shí)操縱機(jī)床返回參考點(diǎn)來建立。工件坐標(biāo)系是為確定工件幾何形狀葛要素的位置、以方便編程而設(shè)置的坐標(biāo)系，其原點(diǎn)由編程人員根

28、據(jù)零件特點(diǎn)選定：1）對于對稱零件，其原點(diǎn)應(yīng)設(shè)在對稱中心上；2）對于非對稱零件，其原點(diǎn)應(yīng)設(shè)在工件外輪廓的某一角上；3）Z軸原點(diǎn)一般設(shè)在工件表面上。在數(shù)控銑床上，一般有兩種方法建立工件坐標(biāo)系：1） 根據(jù)刀具位置，用G92指令設(shè)定，格式為：G92 X_Y_Z_； 事先用參數(shù)設(shè)定若干工件坐標(biāo)系，編程時(shí)用G54G59等進(jìn)行選擇。二十二、繪出他勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)的工作原理圖，分析其調(diào)速原理、特點(diǎn)和方法。電磁電樞回路的電壓平衡方程式為： 式中：電動(dòng)機(jī)電樞回路的總電阻;電動(dòng)機(jī)電樞的端電壓，V；電動(dòng)機(jī)電樞的電流，A；電樞繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢，V。當(dāng)磁通j恒定時(shí)，電樞繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢與轉(zhuǎn)速成正，則 式中：電動(dòng)勢常數(shù)，表示

29、單位轉(zhuǎn)速時(shí)所產(chǎn)生的電動(dòng)勢V/r.min-1；電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min。電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為： 式中： 電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩，Nm。轉(zhuǎn)矩常數(shù)，表示單位電流所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)距，N.m/A。因此有：?？梢娪腥N調(diào)速方法：1調(diào)節(jié)電樞電壓，由額定值向下調(diào)，轉(zhuǎn)速下降，屬恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，能滿足機(jī)床伺服進(jìn)給要求；2減少勵(lì)磁電流，降低磁通，轉(zhuǎn)速升高，輸出轉(zhuǎn)矩下降，但功率恒定，能滿足機(jī)床主軸恒功率驅(qū)動(dòng)。3改變電阻，但不能滿足機(jī)床驅(qū)動(dòng)要求。二十三、有板狀零件，零件厚度為10mm ，形狀如下圖所示。編寫數(shù)控加工程序，繪出刀具中心軌跡，并說明對刀具尺寸的限制。應(yīng)用刀具半徑和長度補(bǔ)償，正確確定加工路線。（編程題要點(diǎn)：建立并繪出工件坐標(biāo)系(不必與參考答案中一致!)，繪出刀具起始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)，繪出刀具中心或刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡，銑削加工要應(yīng)用刀具半徑和長度補(bǔ)償?。?.N01 O0001；N02 G92 X0 Y0 Z50;N03 G90 G00 G43 Z3 H01;N05 S100 M03;N07 G01 Z-10 F80;N09 G41 X10 Y10 D01;N11 Y20;N13 X30 Y30;N15 G03 X40 Y20 R10;N17 G02 X30 Y10 R10;N19 G01 X10;N20 X50N21 G00 G40 X0 Y0 Z50.;N23 M05;N25 M30;刀具半徑小