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中级数控设备操作工复习题一、填空题:1、步进电动机在工作中有( )两种基本运行状态。
2、自动编程系统主要分为语言输入式和( )式两类。
3、刀具左偏值是刀具沿前进方向，向左偏离一个刀具的( )。
4、零件的源程序，是编程人员根据被加工零件的几何图形和工艺要求，用( )编写的计算机输入程序。
5、参考点也是机床上一个固定的点，它使刀具退到一个( )的位置。
6、数控机床的定位精度是表明所测量的机床各运动部件在数控装置控制下( )所能达到的精度。
7、如果机床上采用的是直流伺服电机和直流主轴电机，应对( )进行定期检查。
8、对于直流主轴控制系统，主轴齿轮啮合不好，会引起主轴电机( )。
9、当有紧急状况时，按下( )钮，可使机械动作停止，确保操作人员及机械的安全。
10、CNC系统的中断类型包括：外部中断、内部定时中断、（）中断、程序性中断。
11、CNC装置输入的形式有光电阅读和纸带输入、（）磁盘输入和上级计算机的DNC直接数控接口输入。
12、数控机床的加工精度主要由（）的精度来决定。
13、直线感应同步尺和长光栅属于（）的位移测量元件。
14、数控机床接口是指（）与机床及机床电气设备之间的电气连接部分。
15、位置控制主要是对数控机床的进给运动（）进行控制。
16、设备润滑的“三过滤”是指入库过滤、发放过滤、（）。
17、CRT显示执行程序的移动内容，而机床不动作，说明机床处于（）。
18、机床工作不正常，且发现机床参数变化不定，说明控制系统内部（）需要更换。
19、数控机床的主轴在强力切削时丢转或停转的原因是电极与主轴连接的带（）或带表面有油。
20、在设备管理和维护工作中执行以预防为主，以保养为基础，（）的方针。
21、在坐标系中运动轨迹的终点坐标是以起点计量的坐标系，该坐标系叫（）坐标系。
22、我国规定以米及其它的十进倍数和分数做为（）测量的基本单位。
23、测量结果与真值的一致程度叫（）。
24、数控机床在工件加工前为了使机床达到热平衡状态，必须使机床空运转（）以上。
第2章思考与练习题答案1. 数控机床与普通机床相比，在机械传动和结构上有哪些特点？答案：（1）高刚度数控机床要在高速和重负荷条件下工作，因此，机床的床身、立柱、主轴、工作台、刀架等主要部件，均需具有很高的刚度，工作中应无变形或振动。
（2）高灵敏度数控机床通过数字信息来控制刀具与工件的相对运动，它要求在相当大的进给速度范围内都能达到较高的精度，因而运动部件应有较高的灵敏度。
（3）高抗震性数控机床的一些运动部件，除应具有高刚度、高灵敏度外，还应具有高抗振性，即在高速重切削情况下应无振动，以保证加工工件的高精度和高的表面质量。
特别要注意的是应避免切削时的谐振，因此对数控机床的动态特性提出更高的要求。
（4）热变形小机床的主轴、工作台、刀架等运动部件，在运动中常易产生热量，而工艺过程的自动化和精密加工的发展，对机床的加工精度和精度稳定性提出了越来越高的要求。
（6）可靠性机床在自动条件下工作，这就要求机床具有高可靠性，像在工作中动作频繁的刀库、换刀机构、工件交换装置等部件都具有自锁和互锁装置保证在长期工作中十分可靠。
2. 数控机床的主传动系统有哪些要求？答案：与普通机床比较，数控机床主传动系统具有下列特点：（1）转速高、功率大。
它能使数控机床进行高速、大功率切削，实现高效率加工。
随着涂层刀具、陶瓷刀具和超硬刀具的发展，数控机床切削速度也不断的提高。
（2）所选用的电机主要使用新型的交流伺服电动机，而不在采用普通的交流异步电动机或传统的直流调速电动机。
（3）变速范围大，可实现无级调速。
数控机床的主传动系统要求有较大的调速范围，以保证加工时能选用合理的切削用量，从而获得最佳的生产率、加工精度和表面质量。
（4）具有较高的精度与刚度，传动平稳，噪声低。
主传动件的制造精度与刚度高，耐磨性好；主轴组件采用精度高的轴承及合理的支承跨距，具有较高的固有频率，实现动平衡，保持合适的配合间隙并进行循环润滑。
（5）具有特有的刀具安装结构。
1)速度增益:速度环中进行速度调节的参数,其等于速度比上速度误差;2)预紧:在配置轴承时,通过一定的调整方法使轴承获得一定的内部载荷,以负游隙状态使用,这种使用方法称为预紧;3)伺服系统:伺服系统是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统;4)自动换刀装置:能自动更换加工中所用工具的装置5)FMS:柔性制造系统简称FMSFlexible Manufacture System,是一组数控机床和其他自动化的工艺设备,由计算机信息控制系统和物料自动储运系统有机结合的整体;6)CAPP:指借助于软硬件技术和支撑环境,利用计算机进行计算、逻辑判断和推理等的功能来制定机械加工工艺过程;7)中断型结构:除了初始化程序之外,整个系统软件的各种功能模块分别安排在不同级别的中断服务程序中,整个软件就是一个大的中断系统;8)相对坐标编程:刀具运动的位置坐标是指刀具从当前位置到下一个位置的增量,在程序中用G91指定;9)刀位点:指刀具的定位10)自动编程:相对与手动编程而言的;它是利用计算机专用软件来编制数控加工程序;11)手动编程:指编制零件加工的各个步骤均由人工完成,称为“手工程序编制”12)宏程序：由用户编写的专用程序,它类似于子程序,可用规定的指令作为代号,以便调用;13)LSI:大规模集成电路14)点位控制系统：指数控系统只控制刀具或机床工作台,从一点准确地移动到另一点,而点与点之间运动的轨迹不需要严格控制的系统15)CIMS：计算机集成制造系统16)机床坐标系：以机床原点O为坐标系原点建立的由Z轴和X轴组成的直角坐标系XOZ;机床坐标系是用来确定工件坐标系的基本坐标系;是机床上固有的坐标系,并设有固定的坐标原点;17)脉冲当量：对于每一的运动部件的量称为脉冲当量18)插补：根据给定的进给速度和轮廓线性,在轮廓上已知点之间确定一些中间点;19)并行处理：中在同一时刻或同一时间段内能同时执行两个或更多个处理机的一种计算;20)数字式测量：是将以数字的形式来表示,一般为,可以将它直接送到进行比较处理和显示;21)重复精度：一般指,在重复测量某一点的值时,各次测量结果所显示的测量值与实际值的偏差22)机床结构静刚度：机床在切削力和其他作用力下抵抗变形的能力23)CNC：CNC系统是一种位置轨迹控制系统,其本质上是以多执行部件各运动轴的位移量为控制对象并使其协调运动的自动控制系统,是一种配有专用操作系统的计算机控制系统;24)闭环控制系统：由信号正向通路和反馈通路构成闭合回路的自动控制系统,又称反馈控制系统;25)机床原点：指的原点,是机床上的一个固定点.它不仅是在机床上建立工件坐标系的基准点,而且还是机床调试和加工时的基准点.26)步进电机矩频特性：当电机带有一定的负载运行时,运行频率与负载转矩大小有关,两者的关系称为运行矩频特性27)刀具半径补偿：根据按零件轮廓编制的程序和预先设定的偏置参数,数控装置能实时自动生成刀具中心轨迹的功能称为刀具半径补偿功能;1)简述辅助功能M00与M01的区别;M00为程序无条件暂停指令;M01性暂停指令2)什么是数控加工程序中的程序嵌套;子程序可以被主程序所调用;被调用的子程序还可以调用其它子程序;3)简述运行一个数控加工程序的过程;运行-主轴转动-回参-x、z、y轴按程序加工零件如果是车床就不用写Y-退刀回参-主轴停止-程序结束4)工件坐标系选择原则1工件坐标系原点选择时应尽量与零件图样的设计基准或工艺基准重合;2工件坐标系原点应尽量选在尺寸精度高、表而粗糙度值低的工件表面上;3便于进行加工点坐标值的计算,并尽可能避免由此而产生的误差;4在机床上容易确定工件坐标系在机床坐标系中的位置,并便于加工和测量检验;根据上述原则,数控车床加工中一般将工件坐标系原点设定在零件右端面或左端面中心上5)数控机床加工的特点效率高精度高柔性高改善劳动强度利于生产管理现代化加工质量稳定可靠6)简述数控系统的插补概念所谓“插补”就是指在一条已知起点和终点的曲线上进行数据点的密化;插补的任务就是根据进给速度的要求,在一段零件轮廓的起点和终点之间,计算出若干个中间点的坐标值;7)简述刀具补偿功能.包括刀具长度补偿和半径补偿;作用是把零件轮廓轨迹转换成刀具中心轨迹;8)简述一次有效G代码和模态代码的区别模态的就是只用一次,下面不用在用,可以直接写程序非模态的就不可以了,每次前面都要加上9)步进电机的工作原理：当电流流过定子绕组时,定子绕组产生一矢量磁场;该磁场会带动转子旋转一角度,使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致;当定子的矢量磁场旋转一个角度;转子也随着该磁场转一个角度;每输入一个电脉冲,电动机转动一个角度前进一步;它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比;改变绕组通电的顺序,电机就会反转;所以可用控制脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动10)逐点比较法的插补原理是什么：被控制对象在数控装置的控制下,按要求的轨迹运动时,每走一步都要和规定的轨迹比较,根据比较的结果决定下一步的移动方向11)滚珠丝杠消隙的方法及消隙的注意事项是什么①为双螺母垫片调隙式,改变垫片的厚度,使内外两个螺母产生轴向相对位移;②弹簧自动调整式：用弹簧使两螺母间产生轴向位移;③为齿差调隙式,通过调整螺母端头上的外齿相对内齿的啮合角度来消除间隙;④为螺纹调隙式,转动调整螺母1,使螺母2产生轴向位移;12)数控系统对伺服电动机有哪些要求1控制性能高,有控制电压信号时,电动机在转向和转速上应能做出正确的反应,控制电压信号消失时,电动机应能立即可靠停转,即无“自转”现象；2动态响应快,电动机转速的高低和方向随控制电压信号改变而快速变化,反应灵敏,启动转矩大；3机械特性和调节特性线性度好,调速范围大；4控制功率小,空载启动电压低;13)数控系统检测装置的性能指标及要求是什么答：1性能指标：数控机床检测装置的分辨率一般为~m,测量精度为士~m,能满足机床工作台以1~10m/min的速度运行;不同类型机床对于检测装置的的精度和速度要求是不同的,一般地,对于大型机床一满足速度为主,中小型机床和高精度机床以满足精度为主;2检测装置的要求有：准确性好,满足精度要求,工作可靠,能长期保持精度；满足快速,精确和机床工作行程的要求；14)为什么要对工件廓形进行拟合由于大多数数控机床上只具备直线和圆弧插补,所以在连续控制系统的数控机床上加工成形轮廓的工件时,都先要对工件廓形曲线进行拟合,代替原来的轮廓曲线,然后才能使用数控机床的G功能加工出所需的廓形曲线15)数控机床对导轨有什么要求高速进给时不振动、摇臂钻床低速进给时不爬行、具有高的灵敏度、能在重载下长期连续地工作、耐磨性高、精度保持性16)某数控机床采用滚动导轨,由伺股电动机通过一对齿轮带动滚珠丝杠驱动工作台移动,其脉冲当量为,现CNC发出正向指令脉冲,工作台移动了100mm后,电动机又接到同样数量反向指令脉冲,而工作台反向只移动了,未能复位到原点;试分析该系统有何问题应采取什么措施以提高定位精度;答：齿轮有间隙,修改参数进行反向间隙补偿;17)试阐述数控铣床坐标轴的方向及命名规则;1伸出右手的大拇指、食指和中指,并互为90°;则大拇指代表X坐标,食指代表Y坐标,中指代表Z坐标;2大拇指的指向为X坐标的正方向,食指的指向为Y坐标的正方向,中指的指向为Z坐标的正方向;3围绕X、Y、Z坐标旋转的旋转坐标分别用A、B、C表示,根据右手螺旋定则,大拇指的指向为X、Y、Z坐标中任意轴的正向,则其余四指的旋转方向即为旋转坐标A、B、C的正向18)加减速控制的目的是什么,有哪些实现方法为了保证机床在启动或停止时不产生冲击、失步、超程或振荡,必须对送到伺服驱动装置的进给脉冲频率或电压进行加减速控制;加减速有：线性加减速,指数加减速和sin加减速;19)B功能刀具补偿与C功能刀具补偿的特点和区别由于刀具有一定的半径,在加工外轮廓时,刀具中心偏移零件的外轮廓一个刀具半径,在加工内轮廓时,刀具中心偏移零件的内轮廓一个刀具半径；B功能刀具半径补偿只能计算出直线或圆弧终点的刀具中心值,而对于两个程序段之间在刀补后出现的一些特殊情况没有给予考虑;它的工作流程通常是读一段;算一段,再走一段的控制方法；C功能刀具补偿改进了B功能刀具补偿的缺陷,它可以实现直线或圆弧的过度,直接求出刀具中心的轨迹焦点20)什么是前加减速,什么是后加减速,各有何优缺点把加减速控制放在插补之前进行的,称为前加减速控制;优点是：仅对合成速度有影响,不影响实际插补输出的位置精度;缺点是：需根据实际刀具位置和程序段终点之间的距离来确定减速点,计算工作量大;把加减速控制放在插补之后分别对各坐标轴进行的,称为后加减速控制;优点是：不需要专门预先确定减速点,而是在插补输出为零时开始减速,通过一定的时间延时逐渐靠近程序终点;缺点是：由于是对各坐标分别进行控制,所以在加减速控制实际的各运动轴合成位置可能不准确;但这种影响只存在于加速或减速过程中;21)数控装置的功能有哪些控制功能；准备功能G功能；插补功能和固定循环功能；进给功能；主轴功能；辅助功能M功能；刀具管理功能；补偿功能；人机对话功能；自诊断功能；通讯功能22)多微处理器CNC装置的两种典型结构是什么各有什么特点答：1、共享总线结构：分为带CPU的主模块和不带CPU的从模块,共享系统的标准总线;由于有多个模块共享总线,容易引起冲突,使数据传输效率降低,总线一旦出现故障会影响整个CNC装置的性能;但结构简单、系统配置灵活,实现容易;2、共享存储器结构：各个主模块都有权控制使用系统存储器,引起冲突的可能较小,数据传输效率高,结构不复杂23)以处理程序段G01 X30 Y40 F100为例说明CNC系统中数据转换过程;答：该程序段在CNC中的处理过程为：1零件程序的输入：通过CNC面板或通讯接口将程序输入到零件程序存储器内；2零件程序的预处理：1编辑一段程序,按标准格式存放在BS缓冲区；2译码,识别程序段中的各种具体功能指令及坐标尺寸字,进行“十翻二”,以一定的格式存放在指定的内存区,即缓冲器DS；3刀具补偿处理,将处理结果放入刀具处理缓冲器CS中,本程序段没有刀具补偿,跳过此程序处理；4速度预处理,根据插补方式不同基准脉冲法、数据采样法计算得到相应的速度,存入工作缓冲器AS;3插补：从工作寄存器AS中读取坐标值送入输出寄存器OS中,进行插补运算,其结果送入伺服系统予以执行24)数控系统软件主要完成哪些功能答：1、数据输入处理：输入、译码、数据处理；2、插补运算；3、速度控制；4、系统管理诊断；25)中断型结构模式的结构特点中断型结构模式是将除了初始化程序之外,整个系统软件的各个任务模块分别安排在不同级别的中断服务程序中,然后由中断管理系统由硬件和软件组成对各级中断服务程序实施调度管理;实时性好;由于中断级别较多,强实时性任务可安排在优先级较高的中断服务程序中;模块间的关系复杂,耦合度大,不利于对系统的维护和扩充;26)简述光栅测量装置的工作原理及莫尔条纹的特点;答：光栅位移检测装置由光源、两块光栅长、短光栅和光电元件组成,是利用光栅的莫尔条纹测量位移;莫尔条纹的移动量、移动方向和光栅相对应,莫尔条纹的间距对光栅栅距有放大作用和误差平均作用;当两块光栅有相对移动时,可以观察到莫尔条纹光强的变化,其变化规律为一正弦曲线,通过感光传感器输出该正弦变化的电压,经整形处理变成数字量输出以实现位移测量;区别正反向位移的原理是在相距四分之一莫尔条纹的间距的位置上设置两个光敏传感器,这样就得到两个相位差90度的正弦电压信号,将两个信号输入到辩向电路中就可区别正反向位移;27)光栅尺有哪些部件组成,莫尔条纹的作用;答：由光源、长光栅、短光栅、光电元件等组成;1、光栅移动一个栅距时,莫尔条纹就相应准确的移动一个节距,两者一一对应；2、莫尔条纹具有放大机构的作用；3、莫尔条纹具有平均效应;28)试讨论利用光栅的摩尔条纹特点如何来检测机床移动部件的位移、移动方向和移动的速度按摩尔条纹特点,可在摩尔条纹移动方向上开设四个窗口P1、P2、P3和P4,切使得它们两两相距1/4摩尔条纹宽度,可以从四个观察窗口得到如下结论：1机床移动部件的位移检测：标尺光栅装在机床移动部件工作台上,赶上读数头装在床身上,当标尺光栅移动一个栅距时,摩尔条纹也移动一个摩尔条纹宽度;即透过任一窗口的光强度变化一个周期;所以可观察窗口透过的光强变化的周期数来确定标尺光栅移动了几个栅距,从而测得机床工作台的位移;2确定移动部件的方向：从P1、P2、P3和P4四个窗口可得到在相位上依次超前或滞后1/4周期的近似余弦函数的光强度变化过程;当标尺光栅沿一个方向移动时,可得到四个光强信号,P1滞后P2π/2,P2滞后P3π/2, P3滞后P4π/2,则摩尔条纹反向移动时四个光强变化为P1超前P2π/2,P2超前P3π/2, P3超前P4π/2,我们就可断定标尺光标沿反向移动;即按四个观察窗口得到光强度变化的相互超前或滞后关系来确定机床移动部件的移动方向;3确定移动的速度：根据摩尔条纹的特点,标尺光栅的移动位移与摩尔条纹位移成正比,因此标尺光栅的移动速度与摩尔条纹的移动速度一致,也与观察窗口的光强度变化频率向对应;根据透过观察窗口的光强度变化的频率来确定标尺光栅的移动速度,即得到机床移动部件的移动速度;29)什么是步进电机的步距角和脉冲当量一个三相步进电机,转子有40个齿,采用双拍通电方式,其步距角是多少若该进给系统的齿轮传动比是,滚珠丝杆的导程是4mm,则该进给系统的脉冲当量是多少解：1当数控系统发出一个指令脉冲信号时,步进电机的转子所转的角度,称为步距角；而机床工作台在坐标轴上相应移动的距离,称为脉冲当量;（2）步距角α=360°/m·K·z= 360°/3X2X40=°.（3）脉冲当量δ=α·i·t/360°=°360°=.30)绘制全闭环数控机床的结构框图,并简述其工作原理；要求从数据输入开始,到工作台输出结束数控机床闭环进给系统的一般结构上图,这是一个双闭环系统,内环为速度环,外环为位置环;速度环由速度控制单元、速度检测装置等构成;速度控制单元是一个独立的单元部件,它是用来控制电机转速的,是速度控制系统的核心;速度检测装置有测速发电机、脉冲编码器等;位置环是由CNC装置中的位置控制模块、速度控制单元、位置检测及反馈控制等部分组成31)旋转变压器的工作原理；旋转变压器根据互感原理工作的,它的结构设计保证了定子与转子之间的空气隙内的磁通分布呈正弦规律;当定子绕组上加交流激磁电压时,通过互感在转子绕组中产生感应电动势,其输出电压的大小取决于定子与转子两个绕组轴线在空间的相对位置θ角;32)试论述数控机床的进给伺服系统是由哪几部分组成,它们分别的作用如何伺服系统常用的驱动元件是什么由伺服驱动电路、伺服驱动装置、机械传动机构及执行部件四部分组成;它的作用是：接收数控系统发出的进给速度和位移指令信号,由伺服驱动电路作转换和放大后,经伺服驱动装置直流、交流伺服电机,功率步进电机,电液脉冲马达等和机械传动机构,驱动机床的工作台、主轴头架等执行部件实现工作进给和快速运动;伺服系统常用的驱动元件是步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机;33)数控机床的机械结构包含那些,在机械结构方面有哪些主要特点答：有：床身、立柱、导轨、主轴部件、进给系统、工作台、刀库和刀架、辅助装置等;支撑件的高刚度化；传动机构的简约化：传动元件精密化：辅助操作自动化34)机床加工时可能产生的振动有那些如何提高机床的抗振性能答：有两种：强迫振动和自激振动;提高抗振性能的措施有：1基础件内充填泥芯、混凝土等阻尼材料；2表面采用阻尼涂层；3采用聚合物等新材料制造基础件；4充分利用结合面之间的阻尼;35)主传动的常见形式有哪些,各种传动形式的分别适用于什么场合答：主传动形式有：变速齿轮传动、皮带轮传动、调速电机直接驱动;变速齿轮传动：1、降速增扭；2、变速,扩大调速范围;满足机床转矩功率特性;皮带轮传动：适用于低扭矩特性要求的主轴,调速范围比受电机调速范围约束;调速电机直接驱动：电机与主轴直联,结果紧凑,传动效率高;但主轴扭矩特性完全取决于电机特性,应用受到限制;但主轴性能提高以后,这种驱动形式可能被广泛使用36)直线导轨的特点是什么1具有自调整能力,安装基面许用误差大；2制造精度高；3可高速运行,运行速度可大于60m/min；4能长时间保持高精度；5可预加负载,提高刚度;37)简述同步带传动的优缺点；1传动效率高,可达98%以上；2无滑动,传动比准确；3传动平稳,噪声小； 4使用范围较广,速度可达50m／s,速比可达10左右,传递功率由几瓦至数千瓦；5维修保养方便,不需要润滑；6安装时中心距要求严格,带与带轮制造工艺较复杂,成本高;38)试分别论述开环控制系统、半闭环控制系统和闭环控制系统的实现方式和特点;开环控制方式通常是以步进电机或电液伺服马达为驱动元件,输入的数据经过数控系统的运算分配指令脉冲,每一个脉冲送给环形分配器驱动步进电机或电液伺服马达,使其转动一个角度带动传动机构,从而使被控制对象移动;这种方式对实际传动机构的动作完成与否不进行检查,驱动控制指令发出后不反馈会数控系统,这种控制方式容易掌握,调试方便,维修简单,但精度不高在数控设备的运动部件上装有测量元件,将运动部件的位置、速度信息及时反馈给伺服系统,伺服系统将指令位置,速度信息与实际信息进行比较并及时发出补偿控制指令,如果测量元件装在机械传动链末端部件上,如机床工作台上,则该系统为全闭环系统,或闭环系统,这种控制方式精度高,速度快,但维修和调试较困难如果测量元件装在机械传动链的中间部件上,如滚珠丝杠上,则该系统为半闭环系统,这种控制方式的精度比闭环的低简述数控加工工序的划分原则;工序集中原则和工序分散原则工序集中原则;指每道工序包括尽可能多的加工内容,从而使工序的总数减少工序分散原则;工序分散就是将工件的加工分散在较多的工序内进行,每道工序的加工内容很少试说明基准脉冲插补法和数据采样法的特点基准脉冲插补法在插补计算过程中不断地向各个坐标轴发出相互协调的进给脉冲,驱动各坐标轴进给电动机的运动;实现方法比较简单,既可以用硬件来实现,也可以用软件来实现;数据采样插补法采用软件插补法,其输出的插补结果不是脉冲,而是数据;数控系统定时地对位置检测进行采样,采样数据与插补程序所产生的指令数据相比较以后,得到位置偏差,经伺服驱动控制伺服电动机39) 数控机床对进给伺服系统的要求有哪些①进给速度范围要大,能满足低速切削和高速切削的需要； ②位移精度要高； ③跟随误差要小,即响应速度要快； ④工作稳定性要好,具有抗干扰能力,运行平稳,加工精度较高40) 步进电机的主要性能指标有哪些试比较驱动步进电机的三种功率放大器特点; 主要性能指标：步距角、静态步距误差、输出扭矩、最高启动、停止脉冲频率、连续运行的最高工作频率、步进运行和低频振荡等;单电压功率放大电路：功耗大,一般只用于小功率步进电机驱动；双电压功率放大电路：采用高、低电压两种供电电源以降低能耗,高频工作时有较大的转动力,多用于中、大功率步进电机驱动；斩波恒流功放电路：利用斩波方法使电流恒定在额定值附近,不需外接电阻来限流和减少时间常数；能耗小,电源效率高；能提高高频工作频率,是目前使用最普及的一种驱动电路; 41) 试推导出逐点比较法插补第二象限逆圆时的偏差函数递推公式,并画出插补程序流程图)0(12)0(12,,1,1,<++−−←≥+-−−←++F x F F F y F F j i j i j i j i此图仅供参考,需要根据题目修改42) 数控机床的主传动系统有哪几种传动方式各有何特点有如下四种方式：43) 1带有变速齿轮的主传动,通过少数几对齿轮降速,增大输出扭矩,可以满足主轴低速时有足够的扭矩输出;44) 2通过带传动的主传动,与主轴通过形带或同步齿形带传动,不用齿轮传动,可避免振动和噪声;45) 3用两个电动机分别驱动主轴,高速时,通过皮带直接驱动主轴旋转；低速时,另一个电动机通过齿轮传动驱动主轴旋转;46) 4内装电动机主轴传动结构,简化结构,提高刚度;47) 若加工第一象限直线OE,起点为O0,0,终点为E7,4,设累加器为3位,试按DDA 法进行插补计算,并绘出插补轨迹图;48) 根据下面的框图原理推导指数加减速控制算法;49) 开环进给系统中,如何补偿机械传动间隙和滚珠丝杆螺距误差其中机械补偿方法：传动间隙的补偿有偏心轴套调整、轴向垫片调整、双片薄齿轮调整等滚。
数控机床作业答案The document was prepared on January 2, 2021数控机床第二次作业第二章一、填空题1数控机床的机械部分一般由主传动系统、进给传动系统、基础支承件、辅助装置组成.2数控机床高速主轴单元的类型主要有电主轴、气动主轴、水动主轴等.3滚珠丝杠螺母副运动具有可逆性,不能自锁,立式使用时应增加制动装置.4为防止系统快速响应特性变差,在传动系统各个环节,包括滚珠丝杠、轴承、齿轮、蜗轮蜗杆、甚至联轴器和键联接都必须采取相应的润滑措施.5数控机床的主轴箱或滑枕等部件,可采用卸荷装置来平衡载荷,以补偿部件引起的静力变形.6数控机床床身采用钢板的焊接结构既可以增加静刚度,减小结构质量．又可以增加构件本身的阻尼.7直接驱动的回转工作台是伺服驱动电动机与回转工作台的集成,它具有减少传动环节、简化机床的结构等优点.8检测装置精度直接影响闭环控制数控机床的定位精度和加工精度.9在自动换刀过程中常见的选刀方式有顺序选刀和任意选刀两种.10在加工中心的基础上配置更多 5个以上的托盘,可组成环形回转式托盘库,称为柔性制造单元FMC .二、选择题1数控加工中心的主轴部件上设有准停装置,其作用是CA提高加工精度B提高机床精度C保证自动换刀,提高刀具重复定位精度 ,满足一些特殊工艺要2滚珠丝杠预紧的目的是 CA增加阻尼比,提高抗振性 B提高运动平稳性C消除轴向间隙和提高传动刚度 D加大摩擦力,使系统能自锁3数控机床进给系统采用齿轮传动副时,为了提高传动精度应该有消隙 A 措施.A齿轮轴向间隙 B齿顶间隙C齿侧间隙 D齿根间隙4静压导轨与滚动导轨相比,其抗振性 A .A 前者优于后者B 后者优于前者C 两者一样5光栅利用 C ,使得它能测得比栅距还小的位移量.A细分技术 B数显表C莫尔条纹的作用 D高分辨指示光栅6在采用ATC后,数控加工的辅助时间主要用于 A .A 工件安装及调整B 刀具装夹及调整C 刀库的调整7在下列特点中,B 不是数控机床主传动系统具有的特点.A转速高、功率大 B变速范围窄C主轴变换迅速可靠 D主轴组件的耐磨性高三、判断题1数控机床的气压装置因空气黏度小,在管路中的能量损失小,适于远程传输及控制使用. √2数控铣床立柱采用热对称结构可以减少热变形对加工件的精度影响. √3滚珠丝杠螺母副的作用是将回转运动转换为直线运动. √4数控机床主传动系统的作用就是产生不同的主轴切削速度,以满足不同的加工条件要求. √5数控机床传动丝杠反方向间隙是不能补偿的. ×6进给运动是以保证刀具相对位置关系为目的. √7刀具在刀库中的位置是固定不变的. ×四、简答题1、数控机床的机械结构应具有良好的特性,主要包括哪些方面①高的静、动刚度及良好的抗振性能②良好的热稳定性③较高的灵敏度④高效化装置、高人性化操作2、数控机床的主轴变速方式有哪几种试述其特点及应用场合.①带有变速齿轮的主传动特点：通过少数几对齿轮降速,扩大输出扭矩,以满足主轴低速时对输出扭矩特性的要求.应用：大、中型数控机床采用这种变速方式.②通过带传动的主传动特点：电动机本身的调速就能够满足要求,不用齿轮变速,可以避免齿轮传动引起的振动与噪声.它适用于高速、低转矩特性要求的主轴.常用的是三角带和同步齿形带.③用两个电动机分别驱动主轴特点：这是上述两种方式的混合传动,具有上述两种性能.高速时电动机通过皮带轮直接驱动主轴旋转,低速时,另一个电动机通过两级齿轮传动驱动主轴旋转,齿轮起到降速和扩大变速范围的作用,这样就使恒功率区增大,扩大了变速范围.克服了低速时转矩不够且电动机功率不能充分利用的问题.但两个电机不能同时工作,也是一种浪费.④由调速电动机直接驱动的主传动特点：调速电机与主轴用联轴器同轴联接,这种方式大大简化了主传动系统的结构,有效地提高了主轴部件的刚度,但主轴输出扭矩小,电机发热对主轴精度影响较大.⑤内装式电主轴: 即主轴与电机转子合二为一.特点：优点是主轴部件结构更紧凑,重量轻,惯量小,可提高启动、停止的响应特性,并利于控制振动和噪声.缺点同样是热变形问题.3、试述滚珠丝杠螺母副的特点有哪些它是如何工作的常用间隙调整方法有哪些滚珠丝杠螺母副的特点：①摩擦损失小,传动效率高.②灵敏度高,传动平稳,不易产生低速爬行现象,随动精度和定位精度高.③磨损小,寿命长,精度保持性好.④给予适当预紧,可消除丝杠与螺母的螺纹间隙,进而反向可消除空程死区,从而提高反向传动精度和轴向刚度.⑤运动具有可逆性,即能将旋转运动转换为直线运动,或将直线运动转换为旋转运动,因此不能自锁,丝杠立式使用时,应增加制动装置.⑥制造工艺复杂,成本高.工作原理：在丝杠和螺母上都有半圆弧形的螺旋槽,当它们套装在一起时便形成了滚珠的螺旋滚道.螺母上有滚珠回路管道,将几圈螺旋滚道的两端连接起来构成封闭的循环滚道,并在滚道内装满滚珠.当丝杠旋转时,滚珠在滚道内既自转又沿滚道循环转动.因而迫使螺母或丝杠轴向移动.常用的双螺母丝杠消除间隙方法有：1双螺母垫片调隙式2双螺母齿差调隙式3双螺母螺纹调隙式4、自动排屑装置有哪几种类型各适合于什么场合：1平板链式排屑装置；将屑通过链带提升实现液屑分离,这种装置能排除各种形状的切屑,适应性强,各类机床都能采用. 2刮板式排屑装置；将屑通过链带提升,用带有刮板链板.这种装置常用于传送各种材料的短小切屑,排泄能力较强.3螺旋式排屑装置.用螺旋槽水平或小角度排屑.只适合沿水平或小角度的直线运动排屑.5、数控机床的工作台有哪些形式各自的特点是什么1工作台应用:直线进给运动2回转工作台应用：圆周进给运动.有回转工作台和分度工作台两种.3摆动工作台应用：摆动进给运动.四轴、五轴联动的加工中心的A轴、B轴的摆动仅给运动可以由摆动工作台实现.4直接驱动的回转工作台组成：是伺服驱动电动机与回转工作台的集成.优点：减少传动环节、简化机床的结构等.6、数控机床的主传动方式由哪些各有何特点1带有变速齿轮的主传动特点：通过少数几对齿轮降速,扩大输出扭矩,以满足主轴低速时对输出扭矩特性的要求.应用：大、中型数控机床采用这种变速方式.2 通过带传动的主传动特点：电动机本身的调速就能够满足要求,不用齿轮变速,可以避免齿轮传动引起的振动与噪声.它适用于高速、低转矩特性要求的主轴.常用的是三角带和同步齿形带.应用：这种传动主要应用在转速较高、变速范围不大的机床.3用两个电动机分别驱动主轴特点：这是上述两种方式的混合传动,具有上述两种性能.高速时电动机通过皮带轮直接驱动主轴旋转,低速时,另一个电动机通过两级齿轮传动驱动主轴旋转,齿轮起到降速和扩大变速范围的作用,这样就使恒功率区增大,扩大了变速范围.克服了低速时转矩不够且电动机功率不能充分利用的问题.但两个电机不能同时工作,也是一种浪费.7、数控机床对自动换刀装置有什么样的要求自动换刀装置有哪些种类要求：换刀时间短,刀具重复定位精度高,足够的刀具储备量,占地面积小,安全可靠等.加工中心的自动换刀装置及刀库类型1转塔式换刀装置①垂直转塔式；②水平转塔式2刀库式换刀装置①无机械手换刀方式；②机械手换刀方式；③机械手和刀具运送器.3成套更换方式换刀装置①更换转塔头；②更换主轴箱；③更换刀库.8、数控机床的导轨有什么作用有哪些类型各自的特点是什么作用：对运动部件起支承和导向作用.类型：一．滑动导轨优点：具有结构简单、制造方便、刚度好、抗振性高等.缺点：是静摩擦系数大,且动摩擦系数随速度变化而变化,摩擦损失大,低速时易出现爬行现象,降低了运动部件的定位精度.目前多数采用贴塑导轨.贴塑导轨的优点：贴塑滑动导轨的特点是摩擦特性好、耐磨性好、运动平稳、减振性好、工艺性好.二．滚动导轨优点：1灵敏度高,运动平稳,低速移动时不易出现爬行现象；2定位精度高；3摩擦阻力小,移动轻便,磨损小,精度保持性好,寿命长.缺点：抗振性较差,对防护要求较高,结构复杂,制造比较困难,成本较高.三种结构形式：1滚珠导轨；2滚柱导轨；3滚针导轨.9、简述数控机床液压和气压装置的特点.1液压传动装置机构输出力大,机械结构更紧凑、动作平稳可靠,易于调节和噪声较小,但要配置液压泵和油箱,当油液渗漏时污染环境.2气压装置装置结构简单,工作介质不污染环境,工作速度快和动作频率高,适合于完成频繁启动的辅助工作,过载时比较安全,不易发生过载损坏机件等事故.。
数控机床习题(第一章)1填空题（1）数控机床一般由控制介质、数控系统、伺服系统、机床本体、反馈装置和各种辅助装置组成。
（2）数控机床采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。
（3）突破传统机床结构的最新一代的数控机床是并联机床。
（4）自适应控制技术的目的是要求在随机变化的加工过程中，通过自动调节加工过程中所测得的工作状态、特性，按照给定的评价指标自动校正自身的工作参数，以达到或接近最佳工作状态。
2选择题（1）一般数控钻、镗床属于（ C ）（A）直线控制数控机床（B）轮廓控制数控机床（C）点位控制数控机床（D）曲面控制数控机床（2）（ D ）是数控系统和机床本体之间的电传动联系环节（A）控制介质（B）数控装置（C）输出装置（D）伺服系统（3）适合于加工形状特别复杂（曲面叶轮）、精度要求较高的零件的数控机床是（ A ）（A）加工中心（B）数控铣床（C）数控车床（D）数控线切割机床（4）闭环控制系统的位置检测装置装在（ D ）（A）传动丝杠上（B）伺服电动机轴上（C）数控装置上（D）机床移动部件上（5）根据控制运动方式的不同，数控机床可分为（B ）（A）开环控制数控机床、闭环控制数控机床和半闭环控制数控机床（B）点位控制数控机床、直线控制数控机床和轮廓控制数控机床（C）经济型数控机床、普及型数控机床和高档型数控机床（D）NC机床和CNC机床3 判断题（1）通常一台数控机床的联动轴数一般会大于或等于可控轴数。
（×）（2）数控机床是通过程序来控制的。
（√）（3）数控机床只用于金属切削类加工。
（×）（4）数控系统是机床实现自动加工的核心，是整个数控机床的灵魂所在。
（√）（5）机床本体是数控机床的机械结构实体，是用于完成各种切割加工的机械部分。
（√）4 简答题（1）简述数控机床的发展趋势。
P91、高速度与高精度化2、多功能化3、智能化4、高的可靠性（2）简述数控机床各基本组成部分的作用。
一、填空题1、数控机床通常是由、伺服系统、检测反馈装置、机床本体等5部分组成。
答案：程序载体、CNC装置、2、数控机床一般由控制介质、CNC、伺服系统、测量装置和机械本体五个部分组成。
3、数控机床正朝着高速、、的方向发展。
答案：高精度、高效率、高可靠性4、数控机床按伺服控制方式来划分，可以分为、半闭环控制系统种类型。
答案：开环、闭环、5、数控机床工作台等移动部件在确定的终点所达到的实际位置的精度称。
答案：定位精度6、数控机床是用数字化代码来控制的相对运动，从而完成零件的加工。
答案：刀具与工件7、_________是指用代码对机床运动及其加工过程进行自动控制的一种方法。
答案：数控技术8、常用的数控机床检测装置旋转变光栅、编码器、压器、磁栅等。
9、根据内部结构和检测方式，编码器可以分为光电式、接触式、电磁式等三种类型。
10、光栅的分辨率一般优于光电编码器，其次是旋转变压器。
11、检测环节包括检测和反馈。
12、感应同步器是一种电磁式的检测传感器，按其结构可分为直线和圆型两种。
13、伺服系统是数控机床的执行机构，它包括驱动装置和电机两大部分。
14、光栅装置的结构由标尺光栅、光栅读数头两部分组成。
15、根据数控机床滚珠丝杠的螺距来选用不同型号的编码器。
16、开环控制系统的控制精度取决步进电机和传动装置精度、。
17、旋转变压器是一种常用转角（或角位移的检测元件，从其结构来看，它由定子和转子两个部分组成。
18、旋转变压器是一种常用的转角（或角位移）检测元件。
19、如果直线式感应同步器的定尺绕组的节距为2mm，那么滑尺绕组的节距应该为2 mm才能保证检测精度。
20、莫尔条纹作用放大、平均误差。
21、数控机床中常见刀库、格子盒式。
答案：盘式、链式22、数控机床的机械部分由于采用了高性能的无级变速主轴及伺服传动系统，数控机床的机械传动结构大为简化，传动链也大大。
答案：缩短23、为减小摩擦、消除传动间隙和获得更高的加工精度，更多地采用了高效传动部件，如、答案：滚珠丝杠副、滚动导轨24、机床本体主要包括：主传动系统、滚珠丝杠螺母副和导轨、、数控回转工作台和分度工作台以及气液压系统等。
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一、单项选择题1．世界上第一台数控机床是在( )国研制成功的。
A．日本 B．美国C．英国 D．德国2．数控机床进给系统中采用齿轮副时，如果不采用消隙措施，将会(A．增加驱动功率 B．降低传动效率C．增加摩擦力 D-造成反向间隙3．测量与反馈装置的作用是为了( )。
A.提高机床的安全性 B．提高机床的使用寿命C．提高机床的精度 D．提高机床的灵活性4．按照运动轨迹控制分类，加工中心属于( )。
A.点位控制B．轮廓控制C．直线控制 D．远程控制5．液压和气动装置在数控车床中不能用于( )。
A．交流伺服电机的控制 B．尾架套筒的顶出和退回 C。
主轴高低速的换挡 D．卡盘的夹紧与放松6．( )属于数控机床的辅助装置。
A．润滑装置 B．伺服电机C．立柱 D．床身7．( )不是数控机床的使用特点。
A．精度高 B．工人劳动强度高C．柔性高 D．设备投资高8．数控机床的故障按故障内容分类，可分为( )和电气故障两大类。
A．随机性故障 B．系统故障C．可恢复性故障 D．机械故障9．与数控机床的基本使用条件不符的是( )。
A．无需保护接地 B．地基牢靠，有隔震措施C．稳定的供电电源，有抗干扰措施 D．保证一定的环境温度和湿度10．数控机床几何精度检查时首先应该进行( )。
A．连续空运行试验B．安装水平的检查与调整 C．数控系统功能试验 D．连续切削试验11．数控机床在高速和重负荷条件下工作，机床( )的变形会直接或间接地引起刀具和工件之间的相对位移，从而引起工件的加工误差。
