數(shù)控技術(shù)(機(jī)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(jī)床的組成 數(shù)控機(jī)床是數(shù)值控制的工作母機(jī)的總稱。數(shù)控機(jī)床的組成：熟人輸出設(shè)備、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、測量反饋裝置和機(jī)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(jī)床執(zhí)行機(jī)構(gòu)運動的驅(qū)動部件。） 2.數(shù)控機(jī)床的分類 ⑴按機(jī)械加工的運動軌跡分：①點位控制數(shù)控機(jī)床；②直線控制數(shù)控機(jī)床；③輪廓控制數(shù)控機(jī)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(jī)床；②閉環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床；③半閉環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床 ⑶按功能水平分：①高級型；②普及型；③經(jīng)濟(jì)型 3數(shù)控機(jī)床的特點： ①加工零件的適應(yīng)性強(qiáng)、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(qiáng)度⑤生產(chǎn)管理水平提高 4.數(shù)控機(jī)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(bǔ)償；⑤插補(bǔ)；⑥位置控制和機(jī)床加工 （小結(jié)：1.點位控制、直線控制、輪廓控制數(shù)控機(jī)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(zhǔn)確到達(dá)目標(biāo)位置；而直線控制數(shù)控機(jī)床不僅要保證點與點之間的準(zhǔn)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(jī)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(jī)床裝置能同時控制兩軸或兩個以上的軸，對位置和速度進(jìn)行嚴(yán)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(jī)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(shè)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(jī)床上進(jìn)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(jī)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(yīng)能保證零件的加工精度和表面粗糙度的要求；ⅱ.應(yīng)盡量縮短加工路線，減少刀具空程移動時間；ⅲ.應(yīng)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(xué)處理和簡化程序編制；ⅱ.在機(jī)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(yīng)設(shè)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(zhǔn)。 3）合理選擇工件的裝夾方法、刀具和切削用量：①選擇或設(shè)計夾具時應(yīng)遵循的原則：ⅰ.盡量選用組合夾具，可調(diào)整夾具等標(biāo)準(zhǔn)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(jī)床的停機(jī)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(jìn)給和切削加工。②切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量、進(jìn)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(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；半精加工和精加工時，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。 4）合理編制工藝文件：①加工工藝是否先進(jìn)、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(yīng)具備哪些功能？ 答：①件加工路線是指數(shù)控機(jī)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(yīng)沿外輪廓曲線延長線切向切入，切出時刀具應(yīng)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(yīng)具有刀具半徑補(bǔ)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(jī)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(jī)床刀具的定位基準(zhǔn)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(qiáng)（依靠軟件結(jié)構(gòu)形成的改變來滿足各種機(jī)床的不通要求）④豐富、復(fù)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(jī)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(wù)和運算器的任務(wù)：P83（微處理器及總線） 5.接口電路的主要任務(wù)：①進(jìn)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(jī)床及機(jī)床電氣設(shè)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(hù)電路③開/關(guān)信號和代碼連接電路。 7.單微處理機(jī)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(jī)接口、通信接口等組成。 8.多微處理機(jī)cnc裝置的基本功能模塊：①cnc管理模塊；②cnc插補(bǔ)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)共享總線的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、系統(tǒng)配置靈活、擴(kuò)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(jī)結(jié)構(gòu)cnc裝置相比，多微處理機(jī)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(yīng)性強(qiáng)、擴(kuò)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(yīng)具有以下特點：①開放性②可移植性③擴(kuò)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(wù)并行處理②實時中斷處理 （多任務(wù)并行處理：①cnc裝置的多任務(wù)性②并行處理：并行處理方法有：資源共享、資源重復(fù)和時間重疊。 Cnc裝置的硬件設(shè)計普遍采用資源重復(fù)的并行處理方法，而cnc裝置的軟件設(shè)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(shè)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(jìn)電機(jī)的工作原理：電磁鐵的作用原理 1）步進(jìn)電動機(jī)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(jìn)點動機(jī)的步距角α。 2）改變步進(jìn)電動機(jī)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(jìn)電動機(jī)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(jìn)電動機(jī)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(jìn)電動機(jī)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(jìn)伺服系統(tǒng)精度的措施：①傳動間隙補(bǔ)償；②螺距誤差補(bǔ)償；③細(xì)分電路。 4.直流伺服電動機(jī)包括：①小慣量直流伺服電動機(jī)；②寬調(diào)速直流伺服電動機(jī)。 5.小慣量直流伺服電動機(jī)具有以下特點：①轉(zhuǎn)動慣量?。虎谟捎跉庀洞?，電樞反應(yīng)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(dá)10r/min時無爬行現(xiàn)象；④過載能力強(qiáng)；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(jī)的特點：①高轉(zhuǎn)矩②調(diào)速范圍寬③動態(tài)響應(yīng)好④過載能力強(qiáng)⑤易于調(diào)試。 7.直流伺服電動機(jī)的調(diào)整方法主要是調(diào)整電動機(jī)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(jī)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。