机床数控技术基础 自测习题答案-(蒋洪平)第1--7章 绪论---数控机床的使用与维护.docx
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1、机床数控技术基础自测 习题答案(蒋洪平)自测题答案-第1章绪论一、选择题(请将正确答案的序号填写在题中的括号内,每题3分,共30分)1. C2. C3. C4. C5. B6. C7. C8. C9. C10. B二、判断题(请将判断结果填入括号中,正确的填“ J,错误的填“X”,每题2分, 共20分)V XXXX V12.34.56.V XXXX V12.34.56.7. X8. V9. X10. V三、名词解释(每题4分,共20分)1 .数字控制数字控制简称“数控”,英文缩写为NC (Numerical Control),指用数字、文字和符 号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制
2、的技术。2 .数控机床是指一个装有程序控制系统的机床。该系统能够逻辑地处理具有使用号码,或其它符 号编码指令规定的程序。3 .闭环控制是指根据控制对象输出反响来进行校正的一种控制方式。具体说就是,把控制系统输 出量的一局部或全部,通过一定方法和装置反送回系统的输入端,然后将反响信息与原输入4 .计算机数控系统(CNC系统)是指自动阅读输入载体上事先给定的数字,并将其译码,从而使机床移动和加工零件 的一种控制系统。5 .脉冲当量脉冲当量是指当控制器输出一个定位控制脉冲时,所产生的定位控制移动的位移。对 直线运动来说,是指移动的距离,对圆周运动来说,是指其转动的角度。在数控机床中,机床移动部件(刀
3、具或工件)是一步一步移动的,移动部件所能够移 动的最小位移量叫机床的脉动当量。6 .分辨率数控机床中的分辨率是指旋转编码器的测量最小角度,或光栅尺的测量最小长度。分 辨率越高,加工精度越高。7 .光电隔离电路光电隔离电路是指由利用光隔离器组成的,将控制器与外部的驱动电路隔离开来,使 得外部电路的变化不至于影响或者损坏控制系统,从而提高系统的可靠性,增强抗千扰能力 的电路。光电隔离电路的作用是在电隔离的情况下,以光为媒介传送信号,对输入和输出电路可 以进行隔离,因而能有效地抑制系统噪声,消除接地回路的干扰,有响应速度较快、寿命长、 体积小耐冲击等好处,使其在强-弱电接口,特别是在微机系统的前向和
4、后向通道中获得广 泛应用。四、简答题(每题5分,共25分)1. 逐点比拟法插补的基本原理是什么?在刀具按要求轨迹加工零件的过程中,不断比拟刀具与被加工零件轮廓之间的相对位 置,并根据比拟的结果决定下一步的进给方向,使刀具向减小偏差的方向进给,且只有一个 方向进给,从而获得一个非常接近于数控加工程序规定的轮廓的轨迹。2. 简述CNC装置的数据转换流程和它们的作用。(1)流程。输入程序一一译码一一刀具补偿一一速度处理一一插补一一位置控制一一 电机运动反响。(2)作用。译码程序指示识别该线段轨迹的终点坐标和刀具沿线段移动的速度F等 数据,经没标电,数据装配,求补码等数据转换后送到译码缓冲区。刀具补偿
5、主要完成增 量编程与绝对编程。速度处理用于进给速度的计算加减速的控制插补进行曲插补计算,判 断刀具运动的轨迹。位置控制主要是对数控机床的进给运动的坐标轴位置进行控制。3. 简述数控系统的结构组成及各局部功能。(1)组成。数控系统最基本组成是输入/输出装置、CNC装置、伺服驱动装置三局部。(2)功能。输入/输出设备的功能是进行数控加工或运动控制程序、加工与控制数据、 机床参数以及坐标轴位置、检测开关的状态等数据的输入、输出。CNC装置的功能是将输 入装置输入的数据,通过内部的逻辑电路或控制软件进行编译、运算和处理,并输出各种信 息和指令,以控制机床的各局部进行规定的动作。伺服驱动装置通常由伺服放
6、大器(亦称驱动器、伺服单元)和执行机构等局部组成,主要功能是接收数控装置插补器发出的进给脉冲 或进给位移量信息,经过变换和放大由伺服电动机带动传动机构,最后转化为机床的直线或 转动位移。4. 什么是数据采样插补,如何正确选择插补周期?(1)把加工一段直线或圆弧的整段时间细分为许多相等的时间间隔,称为单位时间间 隔(或插补周期)。每经过一个单位时间间隔就进行一次插补计算,算出在这一时间间隔内 各坐标轴的进给量,边计算,边加工,直至加工终点。(2)插补周期的选择要受计算机运算速度的限制,插补周期应大于插补运算时间与完 成其他实时任务所需时间之和。5. 数控机床中PLC的控制作用是什么?主要完成哪些
7、功能?(1)作用。实现机床的辅助机械动作。(2)功能。主要是M、S、T功能控制,如刀具的更换、工件的装夹、冷却液的开/ 关、自动润滑等一些辅助动作。五、计算题(10分)写出用逐点比拟法加工第1象限直线OA的插补运算过程,画出动点轨迹图。直线起点 在原点,终点A (2, 3)o总步数 N= xa+ yA=2+3= 5Fi=xAyi-XiyA插补循环偏差判别进给方向偏差计算终点差异0Fo=O, xa=2, yA=3i=0, N=51Fo=O+xFi=Fo-yA=O-3=-3i=0+l = lN2Fi=-30+YF2=F i+xa=-3+2= 1i=l + l=2N3F2=-l0+YF3=F2+Xa
8、=-1 +2=-1i=2+l=30+XF4=F3-yA=l-3=-2i=3+l=4N5F4=-20+YF5=F4+xa=-2+2=0i=4+l=5=N 到达终点动点轨迹图略。自测题答案-第6章伺服驱动系统一、选择题(请将正确答案的序号填写在题中的括号内,每题2分,共36分)1.2.3.4.5.DCBAC6. D7. D8. A9. A10. A11. D12. A13. C14. B15. B16. B17. A18. D二、判断题(请将判断结果填入括号中,正确的填“ J ,错误的填“ X ”,每题1分, 共10分)1. V2. V3. X4. V5. V6. V7. V8. V9. V10.
9、 X三、名词解释(每题4分,共20分)1 .反响反响是系统与环境相互作用的一种形式。在系统与环境相互作用过程中,系统的输出 成为输入的局部,反过来作用于系统本身,从而影响系统的输出。根据反响对输出产生影响 的性质,可区分为正反响和负反响。前者增强系统的输出;后者减弱系统的输出。2 .莫尔条纹莫尔条纹是指两条线或两个物体之间以恒定的角度和频率发生干涉的视觉结果,当人 眼无法分辨这两条线或两个物体时,只能看到干涉的花纹,这种光学现象中的花纹就是莫尔 条纹。以透射光栅为例,当指示光栅上的线纹和标尺光栅上的线纹之间形成一个小角度。, 并且两个光栅尺刻面相对平行放置时,在光源的照射下,位于几乎垂直的栅纹
10、上,形成明暗 相间的条纹。这种条纹称为“莫尔条纹”。3 .伺服驱动系统数控机床伺服驱动系统是数控系统的重要组成局部,它是以机床移动部件的位置和速 度为控制量的自动控制系统,又称位置随动系统、拖动系统、伺服机构或伺服单元。4 .步距角对于一个脉冲信号,转子所转过的机械角度。也可以这样描述:定子控制绕组每改变一 次通电方式,称为一拍,每一拍转子转过的机械角度称之为步距角。5 .细分驱动将一个步距角细分成假设干步的驱动方法称为细分驱动。四、简答题(每题6分,共24分)1 .简述莫尔条纹的特点。(1)起平均误差的作用;(2)莫尔条纹的移动与栅距之间的移动成正比;(3)放大作用。2 .简述伺服系统对位置
11、传感器的要求。(1)满足数控机床的精度和速度要求;(2)高可靠性和高抗干扰性;(3)使用维护方便,适合机床运行环境;(4)本钱低等。3 .比拟PWM-M系统和SCR-M系统性能。采用晶体管脉宽调制方式的直流伺服系统与晶闸管控制方式相比具有许多优点。(1)避开了与机械的共振;(2)电枢电流脉动小;(3)电流波形系数(电流有效值和平均值之比)较小;(4)功率损耗小;(5)频带宽;(6)动态硬度好;(7)响应很快。晶体管PWM控制方式虽有上述的优点,但与晶闸管比拟,还是有一些缺点,如不能承 受高的峰值电流。因此,必须采用限流电路来限制峰值电流。4 .简述数控机床位置控制的基本原理。对伺服系统位置控制
12、环的给定、反响和误差信号进行处理,使控制参数到达最优,符 合位置精度要求。五、计算题(共10分)一台五相反响式步进电动机,采用五相十拍运行方式,步距角为1.5,假设脉冲电源的频 率为3000Hz,试问转速是多少?n=pfx60/360 =1.5x3000x60/360 =750r/min自测题答案-第7章数控机床的使用与维护一、选择题(请将正确答案的序号填写在题中的括号内,每题2分,共40分)1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.24.25.26.27.28.29.30.31.32.33.34.35.36.37.
13、38.39.40.C BDDBB DCBCABBDDABCBD二、共10分)V V V VV VV VV三、名词解释(每题4分,共20分)判断题(请将判断结果填入括号中,正确的填“ V二错误的填“ X ”,每题1分,1.2.3.4.5.1 .系统性故障系统性故障是指机床和系统在某一特定条件下必然出现的故障。:2 .失效率曲线数控机床的故障率随时间变化的规律,也称浴盆曲线。3 .可靠性产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。4 .定位精度数控机床的定位精度,是指所测机床运动部件在数控系统控制下运动时所能到达的位 置精度。5 .点检是指为了维持数控机床规定的机能,按照标准要求(通常是利
14、用点检卡),对数控机床 的某些指定部位,通过人的感觉器官(目视、手触、问诊、听声、嗅诊)和检测仪器,进行有 无异状的检查,使各局部的不正常现象能够及早发现。四、简答题(每题6分,共30分)6 .简述数控机床的使用规范。(1)培训数控机床使用人员;(2)实行“定人、定机,持证操作制度”;(3)建立岗位责任制;(4)建立交接班制度;(5)熟记“四会”、“四项要求”和“五项纪律二7 .为什么要对数控机床进行管理.?基本要求是什么?(I)意义。随着数控机床电子器件老化和机械部件疲劳,设备故障率增大,导致修理 工作量加大,维修费用增加。同时随着先进技术的开展,各种数控机床结构愈将复杂,操作 与维修的难度
15、也随之提高,维修技术要求、维修工作量、维修费用都会随着增加。因此,要 不断改进数控机床管理工作,合理配置,正确使用,精心保养和及时修理,才能延长有效使 用时间,减少停机,以获得良好的经济效益,表达先进设备的经济意义。(2)要求。数控机床的管理要规范化、系统化并具有可操作性。数控机床管理的基本 要求可概括为“三好”,即“管好、用好、修好二8 .数控机床日常维护保养要点有哪些?(1)使机床保持良好的润滑状态;(2)定期检查液压、气压系统;(3)定期检查电动机系统;(4)适时对各坐标轴进行超限位试验;(5)定期检查电气部件;(6)机床长期不用时的维护;(7)更换存储器电池;(8)印刷线路板的维护;(
16、9)监视数控装置用的电网电压;(10)定期进行机床水平和机械精度检查;(11)经常清扫卫生。9 .简述数控机床机械局部的常见故障及其处理方法。(1)进给传动链故障由于普遍采用了滚动摩擦,所以进给传动链故障大局部是以运动品质下降表现出来 的。如定位精度下降、反向间隙过大、机械爬行、轴承噪声过大(一般都在撞车后出现)。 因此,这局部修理常与运动预紧力、松动环节和补偿环节有关。(2)主轴部件故障数控机床由于使用了调速电动机,主轴箱内部结构比拟简单。可能出现故障的局部有自 动换刀局部的刀杆拉紧机构、自动换刀装置、自动换档机构及主轴运动精度的保持装置等。(3)自动换刀装置(ATC)故障自动换刀装置已在加
17、工中心上大量配置,目前有50%的机械故障与它有关。故障主要 是刀具运动故障、定位误差太大、机械手夹持刀柄不稳定和机械手运动误差过大等。这些故 障最后都造成换刀动作卡住,使整机停止工作等。(4)机床附件的可靠性机床附件包括切削液装置、排屑装置、导轨防护罩、冷却液防护罩、主轴冷却恒温油箱 和液压油箱等。要经常检查它们运行是否可靠。10 简述数控系统常见故障及其处理方法。(1)数控系统电源接通后CRT无辉度或无任何画面。此类故障主要由以下几方面原因:与CRT单元有关的电缆连接不良引起的。应对电缆重新检查、连接一次。检查一下CRT单元的输入电压是否正常。但在检查前应先搞清楚CRT单元所用的电 压是直流
18、还是交流,电压有多高。因为生产厂家不同,它们之间有较大差异。一般来说单色 CRT多用+24V直流电源,而14in彩色CRT却为200V交流电压。在确认输入电压过低的 情况下,还应确认电网电压是否正常。如果是电源电路不良或接触不良,造成输入电压过低 时,还会出现某些印刷线路板上的硬件或软件报警,如主轴低压报警等。CRT单元本身的故障造成。CRT单元是由显示单元、调节器单元等部件组成,它们 中的任一局部不良都会造成CRT无辉度或无图像等故障。可以用示波器检查是否有视频(VIDEO)信号输入。如无,那么故障出在CRT接口印 刷线路扳上或主控制线路板上。数控系统的主控制线路板上如有报警显示,也可影响C
19、RT的显示。此时,故障的起 因不是CRT本身,而在主控制印刷线路板上,可以按报警信息来分析处理。(2)数控系统一接通电源就出现“NOT READY”显示,过几秒钟就自动切断电源。 有时数控系统接通电源后显示正常,但在运行程序的中途突然在CRT画面出现“NOT READY”,随之电源被切断,造成这类故障的一个原因是PLC有故障,可以通过查PLC的 参数及梯形图来发现;其次应检查伺服系统电源装置是否有保险丝断、断路器跳闸等问题。 如合闸或更换了保险丝后断路器再次跳闸,应检查电源局部是否有问题,检查是否有电动机 过热,大功率晶体管组件过电流等故障而使计算机的监控电路起作用;检查计算机各电路板 是否有
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