數(shù)控技術(shù)(機械工業(yè)出版社)第二版答案.doc

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數(shù)控技術(shù) 第一章 1.數(shù)控機床的組成 數(shù)控機床是數(shù)值控制的工作母機的總稱。數(shù)控機床的組成：熟人輸出設備、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、測量反饋裝置和機床本體。 （伺服系統(tǒng)：伺服系統(tǒng)是接受數(shù)控裝置的指令，驅(qū)動機床執(zhí)行機構(gòu)運動的驅(qū)動部件。） 2.數(shù)控機床的分類 ⑴按機械加工的運動軌跡分：①點位控制數(shù)控機床；②直線控制數(shù)控機床；③輪廓控制數(shù)控機床 ⑵按伺服系統(tǒng)的控制原理分:①開環(huán)控制的數(shù)控機床；②閉環(huán)控制的數(shù)控機床；③半閉環(huán)控制的數(shù)控機床 ⑶按功能水平分：①高級型；②普及型；③經(jīng)濟型 3數(shù)控機床的特點： ①加工零件的適應性強、靈活性好②加工精度高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定③生產(chǎn)率高④減少人工勞動強度⑤生產(chǎn)管理水平提高 4.數(shù)控機床的工作流程：①數(shù)控加工程序的編制；②輸入；③譯碼；④刀具補償；⑤插補；⑥位置控制和機床加工 （小結(jié)：1.點位控制、直線控制、輪廓控制數(shù)控機床三者如何區(qū)別？ 答：點位控制是指刀具從某一位置移到下一個位置的過程中，不考慮其運動軌跡，只要求刀具能最終準確到達目標位置；而直線控制數(shù)控機床不僅要保證點與點之間的準確定位，而且要控制兩相關(guān)點之間的位移速度和路線，這類數(shù)控機床一般有2到3個可控軸，但同時可控的只有一個軸；而輪廓控制數(shù)控機床裝置能同時控制兩軸或兩個以上的軸，對位置和速度進行嚴格的不間斷控制。 2.開環(huán)控制、閉環(huán)控制、半閉環(huán)控制的數(shù)控機床有何特點（優(yōu)缺點）？ 答：開環(huán)控制：優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、成本低、調(diào)試維修方便等；缺點：速度和精度都較低；閉環(huán)控制：優(yōu)點：可以消除包括工作太傳動鏈在內(nèi)的誤差，從而定位精度高、速度調(diào)節(jié)快；缺點：由于工作臺慣性大，給系統(tǒng)的設計和調(diào)整帶來很大的困難，主要是系統(tǒng)的穩(wěn)定型受到不利影響。半閉環(huán)系統(tǒng)：優(yōu)點：精度高，調(diào)試方便；缺點：控制精度沒有閉環(huán)高。） 第二章 1.數(shù)控編程的內(nèi)容和步驟 分析零件圖樣、確定加工工藝過程、數(shù)值技術(shù)、編寫零件加工程序、制作控制介質(zhì)、程序驗和試切削 2.數(shù)控編程的概念：數(shù)控加工是指在數(shù)控機床上進行零件加工的一種工藝方法。 3.數(shù)控編程的工藝處理注意的問題： 1）合理確定零件的加工路線：①概念：零件的加工路線是指數(shù)控機床加工過程中刀具到位點相對于被加工零件的運動軌跡和運動方向。②編程時確定加工路線的原則：ⅰ.應能保證零件的加工精度和表面粗糙度的要求；ⅱ.應盡量縮短加工路線，減少刀具空程移動時間；ⅲ.應使數(shù)值計算簡單，程序段數(shù)量少，以前少編程的工作量。 2）合理選擇對刀點、換刀點：①選擇對刀點的原則：ⅰ.要便于數(shù)學處理和簡化程序編制；ⅱ.在機床上找正容易，加工中檢查方便；ⅲ.引起的加工誤差?、趽Q刀點應設在工件或夾具的外部，以刀架轉(zhuǎn)位時不碰工件及其他部件為準。 3）合理選擇工件的裝夾方法、刀具和切削用量：①選擇或設計夾具時應遵循的原則：ⅰ.盡量選用組合夾具，可調(diào)整夾具等標準化、通用化夾具，避免采用專用夾具；ⅱ.工件的裝卸要快速、方便、可靠，常采用氣動、液壓夾具以減少機床的停機時間。ⅲ.零件上的加工部位要外露粗敞開，不要因為裝夾工件而影響刀具進給和切削加工。②切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量、進給速度、氣血寬度等；③合理選擇切削用量的原則：粗加工時，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應考慮經(jīng)濟性和加工成本；半精加工和精加工時，應在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟性和加工成本。 4）合理編制工藝文件：①加工工藝是否先進、合理，將在很大程度上決定加工質(zhì)量的優(yōu)劣。②數(shù)控加工工藝文件主要有工序卡、刀具調(diào)整單、零件的加工程序單等。 4.程序編制工藝文件的數(shù)值計算 1）概念：數(shù)控編程中的數(shù)值計算是指依據(jù)工件的圖樣要求，按照已確定的加工路線和允許的編程誤差，計算出數(shù)控系統(tǒng)所需輸入的數(shù)據(jù)。 2）數(shù)控計算的主要內(nèi)容：①基點和節(jié)點的計算：ⅰ.基點：把各幾何元素間的連接點稱為基點；ⅱ.節(jié)點：根據(jù)百年城所允許的誤差，將曲線分割成若干各直線段，其相鄰二直線的交點稱為節(jié)點；②刀位點軌跡的計算；③輔助計算：輔助計算包括增量計算、脈沖計算、輔助程序段的數(shù)值計算。 （小結(jié)：1.加工路線與零件輪廓曲線有何區(qū)別？編程時若按零件輪廓編程，數(shù)控裝置應具備哪些功能？ 答：①件加工路線是指數(shù)控機床加工過程中刀具刀位點相對于被加工零件的運動軌跡和運動方向；而輪廓曲線就是指被加工零件所需加工的部位，刀具切入時應沿外輪廓曲線延長線切向切入，切出時刀具應沿零件輪廓延長線的切線方向逐漸切離工件。②編程時若按零件輪廓編程，數(shù)控裝置應具有刀具半徑補償。 2.什么是對刀點、刀位點、換刀點？ 答：對刀點：是指在數(shù)控機床上加工零件時，刀具相對與工件運動的起點；刀位點：是指數(shù)控機床刀具的定位基準點；換刀點：是指刀架轉(zhuǎn)位換刀的位置。） 第四章 1.cnc裝置的提點：①靈活性搞②可靠性高③通過性強（依靠軟件結(jié)構(gòu)形成的改變來滿足各種機床的不通要求）④豐富、復雜的數(shù)控功能⑤使用維修方便 2.P82 第二節(jié)第一自然段 3.微處理器由控制器和運算器組成，是微處理機的可信，它完成控制和運算兩方面的內(nèi)容。 4.控制器的控制任務和運算器的任務：P83（微處理器及總線） 5.接口電路的主要任務：①進行由平轉(zhuǎn)換和功率放大②防止噪聲引起錯誤動作③模擬量與數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)換。 6.數(shù)控裝置與機床及機床電氣設備之間的接口分為三種類型：①與驅(qū)動控制器和測量裝置之間的鏈接電路②電源及保護電路③開/關(guān)信號和代碼連接電路。 7.單微處理機結(jié)構(gòu)的cnc裝置由微處理器、存儲器、總線、I/O接口、MDI接口、CRT或液晶顯示接口、PLC接口、主軸控制、紙帶閱讀機接口、通信接口等組成。 8.多微處理機cnc裝置的基本功能模塊：①cnc管理模塊；②cnc插補模塊；③位置控制模塊；④PLC模塊；⑤操作與控制數(shù)據(jù)輸入輸出和現(xiàn)實模塊；⑥存儲器模塊。 9.多微處理機互連方式：①總線互連；②環(huán)型互連；③交叉開關(guān)互連，多微處理機結(jié)構(gòu)cnc裝置一般采用總線互連方式。典型的結(jié)構(gòu)有共享總線型和共享存儲器兩類結(jié)構(gòu)。 10多微處理機系統(tǒng)的總線裁決方式有兩種：串聯(lián)方式和并聯(lián)方式。 串聯(lián)總線裁決方式中，優(yōu)先權(quán)的排列是按鏈位置決定的；并聯(lián)總線裁決方式中，要配備專用邏輯電路來解決主模塊的判優(yōu)問題，通常采用優(yōu)先權(quán)編碼方式。 11.多微處理機共享總線的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、系統(tǒng)配置靈活、擴展模塊容易，由于是無源總線所以造價低。不足之處是會引起“競爭”，信息傳輸率較低，總線一旦出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)受影響。 12.與單微處理機結(jié)構(gòu)cnc裝置相比，多微處理機結(jié)構(gòu)cnc結(jié)構(gòu)有以下優(yōu)點：①運算速度快，性能價格比高；②適應性強、擴展容易；③可靠性高；④硬件易于組織規(guī)模生產(chǎn)。 13.開放式cnc系統(tǒng)應具有以下特點：①開放性②可移植性③擴展性④相互替代性⑤相互操作性 14.開放式數(shù)控系統(tǒng)基本上有三種結(jié)構(gòu)形式：①專用cnc+PC主板②通用PC+開放式運動控制器③完全PC型的全軟件形成的數(shù)控系統(tǒng) 15.cnc裝置軟件結(jié)構(gòu)的特點：①多任務并行處理②實時中斷處理 （多任務并行處理：①cnc裝置的多任務性②并行處理：并行處理方法有：資源共享、資源重復和時間重疊。 Cnc裝置的硬件設計普遍采用資源重復的并行處理方法，而cnc裝置的軟件設計則常采用資源分時共享和資源重疊的流水線處理技術(shù)。） 16.cnc裝置的中斷類型: ①外部中斷②內(nèi)部定時中斷③硬件故障中斷中斷④程序性中斷。 17.cnc裝置中斷結(jié)構(gòu)模式：①中斷型結(jié)構(gòu)模式②前后臺型結(jié)構(gòu)模式 18.中斷有兩種來源：一種是由時鐘或其他外設產(chǎn)生的中斷請求信號，稱為硬件中斷；另一種是由程序產(chǎn)生的中斷信號為軟件信號。 第六章 1.步進電機的工作原理：電磁鐵的作用原理 1）步進電動機定子繞組的通電狀態(tài)每改變一次，它的轉(zhuǎn)子便轉(zhuǎn)過一個確定的角度，即步進點動機的步距角α。 2）改變步進電動機定子繞組的通電順序，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向隨之改變。 3）步進電動機定子繞組通電狀態(tài)的改變速度越快其轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的速度越快，即通電狀態(tài)的變化頻率越高，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速越高。 4）步進電動機步距角α與定子繞組的相數(shù)m，轉(zhuǎn)子的齒數(shù)z，通電方式k有關(guān)，其關(guān)系式：α=360/（mzk） （m相m拍時，k=1；m相2m拍時，k=2） 2.步進電動機的主要特性：①步距角和靜態(tài)步距誤差；②啟動頻率f；③連續(xù)運動的最高總做頻率；④加減速特性；⑤矩頻特性和動態(tài)轉(zhuǎn)矩。 3.提高步進伺服系統(tǒng)精度的措施：①傳動間隙補償；②螺距誤差補償；③細分電路。 4.直流伺服電動機包括：①小慣量直流伺服電動機；②寬調(diào)速直流伺服電動機。 5.小慣量直流伺服電動機具有以下特點：①轉(zhuǎn)動慣量??；②由于氣隙大，電樞反應較小，具有良好的換向性能；③由于轉(zhuǎn)子無槽，大大減低了低速時電磁轉(zhuǎn)矩的波動和不穩(wěn)定性，保證了低速運行的穩(wěn)定性和均勻性，在轉(zhuǎn)速低達10r/min時無爬行現(xiàn)象；④過載能力強；⑤熱時間常數(shù)較小，允許過載的持續(xù)時間不能太長。 6.寬調(diào)速直流伺服電動機的特點：①高轉(zhuǎn)矩②調(diào)速范圍寬③動態(tài)響應好④過載能力強⑤易于調(diào)試。 7.直流伺服電動機的調(diào)整方法主要是調(diào)整電動機電樞電壓。一般直流速度控制單元較多采用晶閘管（scr）調(diào)速系統(tǒng)和晶體管脈沖寬調(diào)制（PWM）調(diào)速系統(tǒng)。 8.PWM調(diào)速系統(tǒng)的特點：①頻帶寬②電動機脈動小，輸出轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)，對低速加工有利③電源的功率因素高④動態(tài)硬度好，系統(tǒng)具有良好的線性。