伺服系統(tǒng)試題

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上一、解釋下列概念（共20 分，每小題4 分）1、 插補(bǔ)2、 脈沖當(dāng)量3、 采樣周期4、 CNC5、 步距角二、 要回答下列問題（共24 分，每小題6 分）1畫出數(shù)控機(jī)床的組成框圖，簡述各部分的主要功能。2解釋所給程序段“N5G42G01X25000Y56000F150S350”中各字的意義。3數(shù)控機(jī)床為什么要有刀補(bǔ)功能？C 刀補(bǔ)的設(shè)計(jì)思想是什么？4在步進(jìn)式伺服系統(tǒng)中，加減速電路的作用是什么？試述用硬件電路或軟件程序?qū)崿F(xiàn)加減速電路的基本原理。三、插補(bǔ)計(jì)算（共20 分，每小題10 分）1用逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)直線OE，起點(diǎn)為O（0，0），終點(diǎn)為E（-6，4），寫出插補(bǔ)過程并繪出

2、軌跡。2用數(shù)字積分法插補(bǔ)第象限順時(shí)針圓弧PQ，起點(diǎn)為P（0，6），終點(diǎn)為Q（6，0），若被積函數(shù)寄存器和余數(shù)寄存器的最大可寄存數(shù)為Jmax=7(即J8 時(shí)溢出，如采用二進(jìn)制計(jì)數(shù)，試寫出插補(bǔ)過程并繪制插補(bǔ)軌跡。四、CNC 系統(tǒng)的控制軟件一般包括哪幾部分？簡述各部分的主要功能。（共16 分）五、畫出以直尺光柵為測量元件、直流伺服電機(jī)為執(zhí)行元件的CNC 伺服系統(tǒng)框圖，在圖上標(biāo)出關(guān)鍵模塊的輸入、輸出信號形式，并展開測量元件及信號處理線路。（共20 分）一、解釋下列概念（共20 分，每小題4 分）1. 插補(bǔ)：數(shù)據(jù)密化的過程。在數(shù)控系統(tǒng)有限輸入坐標(biāo)點(diǎn)的情況下，計(jì)算機(jī)根據(jù)線段的特征，運(yùn)用一定的算法，自動地在

3、有限坐標(biāo)點(diǎn)之間生成一系列的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。2. 脈沖當(dāng)量：相對于每個(gè)脈沖信號，機(jī)床移動部件的位移量叫做脈沖當(dāng)量。3. 采樣周期：連續(xù)兩次數(shù)據(jù)采樣的時(shí)間及間隔。4. CNC：計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)。CNC 是用一個(gè)存儲程序的計(jì)算機(jī)，按照存儲在計(jì)算機(jī)內(nèi)的讀寫存儲器中的控制程序去執(zhí)行數(shù)控裝置的一部分或全部功能。5. 步距角：步進(jìn)電機(jī)定子繞組的通電狀態(tài)每改變一次，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度。二、 要回答下列問題（共24 分，每小題6 分）1畫出數(shù)控機(jī)床的組成框圖，簡述各部分的主要功能。答：由控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、檢測裝置和機(jī)床本體組成?？刂平橘|(zhì)建立人與數(shù)控機(jī)床之間聯(lián)系；數(shù)控裝置接收輸入介質(zhì)的信息，并將其代碼加以識別、存

4、儲、運(yùn)算，輸出相應(yīng)的指令脈沖以驅(qū)動伺服系統(tǒng)；伺服系統(tǒng)是把來自數(shù)控裝置的脈沖信號轉(zhuǎn)換為機(jī)床移動部件的運(yùn)動，使工作臺精確定位獲按照規(guī)定的軌跡嚴(yán)格的相對運(yùn)動；檢測裝配測量機(jī)床的實(shí)際位移，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)控系統(tǒng)所能接受的電信號；機(jī)床完成零件的加工。評分標(biāo)準(zhǔn)：正確畫出組成框圖2 分，正確敘述各組成部分主要功能4 分。2解釋所給程序段“N5G42G01X25000Y56000F150S350”中各字的意義。答：N5第五行程序；G42右刀補(bǔ)；G01直線插補(bǔ)；X25000x 方向進(jìn)給到25000；Y56000y 方向進(jìn)給到56000；F150進(jìn)給速度為150；S350主軸轉(zhuǎn)速為350。評分標(biāo)準(zhǔn)：正確解釋每個(gè)功能

5、字1 分。3數(shù)控機(jī)床為什么要有刀補(bǔ)功能？C 刀補(bǔ)的設(shè)計(jì)思想是什么？答：數(shù)控機(jī)床是以零件的輪廓進(jìn)行編程的，而數(shù)控系統(tǒng)是控制刀具的中心軌跡進(jìn)行輪廓加工的，因此數(shù)控系統(tǒng)必須具備刀具半徑補(bǔ)償功能，自動將零件輪廓編程的軌跡轉(zhuǎn)換為刀具中心的軌跡，這樣才能加工出符合要求的零件。C 刀補(bǔ)的設(shè)計(jì)思想是利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算功能，在進(jìn)行刀具半徑補(bǔ)償計(jì)算時(shí)考慮后一段程序?qū)Ρ径纬绦虻挠绊?，根?jù)程序段間的轉(zhuǎn)接情況自動修正本段程序的軌跡。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)開設(shè)幾個(gè)緩沖區(qū)，同時(shí)存放三段程序，根據(jù)后一段程序?qū)Ρ径纬绦虻挠绊懶拚壽E后才進(jìn)行輸出。評分標(biāo)準(zhǔn)：正確答出第一問4 分，正確敘述C 刀補(bǔ)設(shè)計(jì)思想2 分。4在步進(jìn)式伺服系統(tǒng)中，加減速

6、電路的作用是什么？試述用硬件電路或軟件程序?qū)崿F(xiàn)加減速電路的基本原理。答：根據(jù)步進(jìn)電機(jī)加減速特性，進(jìn)入步進(jìn)電機(jī)定子繞組的電平信號的頻率變化要平穩(wěn)，而且應(yīng)有一定的時(shí)間常數(shù)。但由于加減脈沖分配電路來的進(jìn)給脈沖的頻率變化是有躍變的。因此為了保證步進(jìn)電機(jī)能夠正常、可靠的工作，此躍變頻率必須首先進(jìn)行緩沖，使之變成符合步進(jìn)電機(jī)加減速特性的脈沖頻率，然后再送入步進(jìn)電機(jī)的定子繞組。設(shè)置了加減速線路，可使得輸入信號脈沖滿足步進(jìn)電機(jī)的要求，保證不失步也不丟步，否則，可能會造成位置控制誤差。硬件電路：評分標(biāo)準(zhǔn)：正確答出第一問4 分，正確畫出組成框圖2 分。三、 插補(bǔ)計(jì)算（共20 分，每小題10 分）1用逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)

7、直線OE，起點(diǎn)為O（0，0），終點(diǎn)為E（-6，4），寫出插補(bǔ)過程并繪出軌跡。答：x、y 以絕對值帶入， i j i j e F = F y +1, , ， i j i j e F = F + x , +1 , ， 0 00 F = ， = 6, = 4 e e x y ， E =10序號 工 作 節(jié) 拍第一拍：判別第二拍：進(jìn)給第三拍：運(yùn)算第四拍：比較1 F00=0 -x F10=F00-ye=-4 E9=E10-1=92 F10=-40 y F11=F10+xe=2 E8=E9-1=83 F11=20 -x F21=F11-ye=-2 E7=E8-1=74 F21=-20 y F22=F21+

8、xe=4 E6=E7-1=65 F22=40 -x F32=F22-ye=0 E5=E6-1=56 F32=0 -x F42=F32-ye=-4 E4=E5-1=47 F42=-40 y F43=F42+xe=2 E3=E4-1=38 F43=20 -x F53=F43-ye=-2 E2=E3-1=29 F53=-20 y F54=F53+xe=4 E1=E2-1=110 F54=40 -x F64=F54-ye=0 E0=E1-1=02用數(shù)字積分法插補(bǔ)第象限順時(shí)針圓弧PQ，起點(diǎn)為P（0，6），終點(diǎn)為Q（6，0），若被積函數(shù)寄存器和余數(shù)寄存器的最大可寄存數(shù)為Jmax=7(即J8 時(shí)溢出，如采用

9、二進(jìn)制計(jì)數(shù)，試寫出插補(bǔ)過程并繪制插補(bǔ)軌跡。累加 x 積分器 y積分器次數(shù) yi yi xx 終xi xi yy 終0 110 000 0 110 000 000 0 1101 110 110 0 110 000 000 0 1102 110 100 1 1010013 110 010 1 100 001 001 0 1100104 110 000 1 011 010 011 0 1100115 110 110 0 011 011 110 0 1106 110 100 1 010 011 001 -1 101101 1007 101 001 1 001 100 101 0 1011018 101

10、 110 0 001 101 010 -1 1001009 100 010 1 000 101 111 0 10011010 110 101 -1 01111 110 011 -1 01012 110 001 1 00113 110 111 0 00114 110 101 -1 000評分標(biāo)準(zhǔn)：正確列出插補(bǔ)計(jì)算表格8 分，正確畫出插補(bǔ)曲線2 分。四、CNC 系統(tǒng)的控制軟件一般包括哪幾部分？簡述各部分的主要功能。（共16 分）答：CNC 控制軟件包括：輸入數(shù)據(jù)處理、插補(bǔ)運(yùn)算及位置控制、速度輸出控制、管理程序及診斷程序等。輸入數(shù)據(jù)處理程序接收輸入的零件程序，將其用標(biāo)準(zhǔn)代碼表示的加工指令和數(shù)據(jù)進(jìn)行翻

11、譯、整理，按照所規(guī)定的格式存放。有些系統(tǒng)還要進(jìn)行刀具半徑補(bǔ)償計(jì)算，或?yàn)椴逖a(bǔ)運(yùn)算和速度控制等進(jìn)行一些預(yù)處理，總之輸入數(shù)據(jù)處理程序主要包括三項(xiàng)內(nèi)容：輸入、譯碼和數(shù)據(jù)處理；插補(bǔ)運(yùn)算程序完成NC 系統(tǒng)中插補(bǔ)器的功能，實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)軸脈沖分配的功能，插補(bǔ)的輸出，經(jīng)過位置控制部分，去帶動伺服系統(tǒng)運(yùn)動，控制刀具按照預(yù)定的軌跡加工。位置控制的主要任務(wù)是：在每個(gè)采樣周期內(nèi)，將插補(bǔ)計(jì)算出的理論位置與實(shí)際反饋位置相比較，用其差值去控制進(jìn)給電機(jī)。在位置控制中還要完成位置回路的增益調(diào)整、各坐標(biāo)方向的螺距誤差補(bǔ)償和反向間隙補(bǔ)償；速度控制程序根據(jù)合成的速度來計(jì)算各運(yùn)動坐標(biāo)方向的分速度，此外用軟件對速度控制數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；系統(tǒng)管理程序?qū)?shù)據(jù)輸入、處理及切削加工過程服務(wù)的各個(gè)程序進(jìn)行調(diào)度，是實(shí)現(xiàn)CNC 系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作的主體軟件，管理程序還要對面板命令、時(shí)鐘信號、故障信號等引起的中斷進(jìn)行處理，有的管理程序還安排有自動