数控系统选用与维护（第2版）章节练习题及答案.docx

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1、数控系统选用与维护（第2版）思考与练习第1章数控机床的维护与保养1 .数控机床维护与保养的目的和意义有哪些？2 .数控机床维护与保养的基本要求有哪些？第2章数控系统典型的数控系统有哪些？1. CNC装置硬件由哪些结构组成？2. CNC装置的功能有哪些？第3章 数控机床的位置检测装置1 .位置检测装置的分类有哪些？2 .光栅有哪些组成局部？3 .旋转变压器有哪些工作原理和特点？4 .感应同步器的工作原理和特点是什么？5 .磁栅有哪些组成？各有什么特点？第4章 数控机床伺服驱动系统.对数控机床伺服系统的要求是什么？1 .对主轴伺服系统有什么特殊要求？2 .步进电动机有哪些类型？3 .简述驱动器的选

2、用方法。第5章 数控机床可编程控制器.PLC有哪些组成？1 .内装型PLC的特点是什么？2 .独立型PLC的特点是什么？参考答案3 1章数控机床的维护与保养1 .数控机床的日常维护和保养是数控机床长期稳定、可靠运行 的保证，是延长数控机床使用寿命的必要措施，对数控机床正确使用 和日常严格的维护保养可以防止80%的意外故障。数控机床的日常维 护和保养的工程在机床制造厂提供的使用说明书中一般都有明确的 描述。尽管数控机床在设计生产中采取了很多手段和措施，保证其工 作的可靠性和稳定性，但是由于数控机床的使用环境复杂，只有坚持 做好对机床的日常维护保养工作，才可以延长元器件的使用寿命，延 长机械部件的

3、磨损周期，防止意外恶性事故的发生，争取机床长时间 稳定工作；也才能充分发挥数控机床的加工优势，到达数控机床的技 术性能，确保数控机床能够正常工作。因此，无论是对数控机床的操 作者还是对数控机床的维修人员，数控机床的维护与保养都显得非常 重要，必须高度重视。2 .数控机床的维护与保养具有重要的意义,故必须明确其基本要 求，主要包括：(1)在思想上要高度重视数控机床的维护与保养工作，尤其是对数控机床的操作者更应如此，我们不能只管操作，而忽视对数控机床的 日常维护与保养。(2)提高操作人员的综合素质。(3)要为数控机床创造一个良好的使用环境。(4)严格遵循正确的操作规程。(5)在使用中，尽可能提高数

4、控机床的开动率。(6)要冷静对待机床故障，不可盲目处理。(7)制定并严格执行数控机床管理的规章制度。第2章数控系统1 .典型的数控系统：FANUC数控系统、西门子(SINUMERIK) 数控系统、三菱数控系统、华中(HNC)数控系统、广州数控(GSK) 系统。2 . 一般整个CNC系统由三大局部组成，即控制系统、伺服系统和 位置测量系统。这三局部有机结合,组成完整的闭环控制的数控系统。3 .各种CNC系统的功能设置和控制方案各不相同，它们的系统 软件在结构和规模上差异很大，但是一般都包括输入数据处理程序、 插补运算程序、管理程序和诊断程序等。4 3章 数控机床的位置检测装置.位置检测装置的分类

5、见下表。1 .光栅是由标尺光栅和光学读数头两局部组成的.标尺光栅一般 固定在机床的活动部件上，如工作台.光栅读数头装在机床固定部件上, 指示光栅装在光栅读数头中.标尺光栅和指示光栅的平行度及二者之 间的间隙要严格保证。当光栅读数头相对于标尺光栅移动时,指示光 栅便在标尺光栅上相对移动。2 .旋转变压器是一种角度测量装置,它是一种小型交流电动机. 其结构简单、动作灵敏、对环境无特殊要求、维护方便、输出信号幅 度大、抗干扰强、工作可靠，广泛应用于数控机床上。旋转变压器是一种常用的转角检测元件，由于它结构简单、工作 可靠，且其精度能满足一般的检测要求，因此被广泛地应用在数控机床 上.旋转变压器在结构

6、上和两相线绕式异步电动机相似,由定子和转子 组成.定子绕组为变压器的原边，转子绕组为变压器的副边。定子绕组 通过固定在壳体上的接线柱直接引出.转子绕组有两种不同的引出方 式。根据转子绕组两种不同的引出方式，旋转变压器分有刷式和无刷 式两种结构。3 .感应同步器是一种电磁感应式的高精度位移检测装置,实际上 它是多级旋转变压器的展开形式.感应同步器分旋转式和直线式两种. 旋转式用于角度测量，直线式用于长度测量，两者的工作原理相同。感应同步器的特点：(1)精度高.感应同步器直接对机床工作台的位移进行测量，其测 量精度只受本身精度限制。另外，定尺的节距误差有平均补偿作用，定 尺本身的精度能做得很高。(

7、2)工作可靠,抗干扰能力强.在感应同步器绕组的每个周期内,测量信号与绝对位置有一一对应的单值关系，不受干扰的影响。（3）维护简单，寿命长.定尺和滑尺之间无接触磨损，在机床上安装简单.使用时需要加防护罩，防止切屑进入定尺和滑尺之间划伤导 片以及免受灰尘、油雾的影响。（4）测量距离长。（5）本钱低，易于生产。（6）与旋转变压器相比，感应同步器的输出信号比拟微弱，需要 一个放大倍数很高的前置放大器。4 .磁栅又叫磁尺，是一种高精度的位置检测装置，它由磁性标尺、 拾磁磁头和检测电路组成，是根据拾磁原理进行工作的。首先，用录 磁磁头将一定波长的方波或正弦波信号录制在磁性标尺上作为测量 基准，检测时根据与

8、磁性标尺有相对位移的拾磁磁头所拾取的信号, 对位移进行检测。磁栅可用于长度和角度的测量，精度高、安装调整 方便，对使用环境要求较低，如对周围电磁场的抗干扰能力较强，在 油污和粉尘较多的场合使用有较好的稳定性。高精度的磁栅位置检测 装置可用于各种精密机床和数控机床。5 4章数控机床伺服驱动系统1 .对数控机床伺服系统的要求：调速范围要宽；定位精度要高； 动态响应快，无超调；低速大转矩，过载能力强；可靠性高。2 .数控机床主轴驱动可采用直流电动机，也可采用交流电动机. 与进给驱动不同的是，主轴驱动电动机的功率要求更大，对转速要求 更高,但对调速性能的要求却远不如进给驱动那样高。因此在主轴调 速控制

9、中，除采用调压调速外还采用了弱磁升速的方法，进一步提高 其最高转速。3 . (1)按步进电动机输出转矩的大小，可分为快速步进电动机 和功率步进电动机。4 2)按转矩产生的工作原理步进电动机分为可变磁阻式、永磁 式和混合式三种基本类型。5 3)按励磁组数可分为两相、三相、四相、五相、六相甚至八相 步进电动机。6 4)由电流的极性可分为单极性和双极性步进电动机。7 5)由运动的形式可分为旋转、直线、平面步进电动机。4.选择驱动单元时，也要考虑驱动单元的价格在整台数控机床 中的比例。整台数控机床价格较低的一般选择步进驱动单元，而价格 较高的机床那么选择伺服驱动单元。但选择驱动单元的同时，也要考虑 驱

10、动单元与数控系统的匹配问题，选择闭环控制系统时必须选择闭环 的伺服驱动单元。交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电动机, 但在一些要求不高的场合也经常用步进电动机来作执行电动机。所以, 在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求、本钱等多方面的因素, 选用适当的控制电动机。第5章数控机床可编程控制器1. PLC采用了典型的计算机结构，主要是由中央处理器(CPU)、 存储器(RAM/ROM)、输入输出接口 (I/O)电路、通信接口及电源组成。2. (1)内装型PLC实际上是CNC装置带有的PLC功能，一般作为一种基本的或可选择的功能提供给用户。(2)系统硬件和软件整体结构十分紧凑，且PLC所具有的

11、功能 针对性强，技术指标亦较合理、实用，尤其适用于单机数控设备的应 用场合。(3)在系统的具体结构上，内装型PLC可与CNC共用CPU, 也可以单独使用一个CPU；硬件控制电路可与CNC其他电路制作在 同一块印刷板上，也可以单独制成一块附加板，当CNC装置需要附 加PLC功能时，再将此附加板插装到CNC装置上，内装PLC 一般不 单独配置输入/输出接口电路，而是使用CNC系统本身的输入/输出电 路；PLC控制电路及局部输入/输出电路(一般为输入电路)所用电源由 CNC装置提供，无须另备电源。3. (1)独立型PLC具有以下基本的功能结构：CPU及其控制 电路、系统程序存储器、用户程序存储器、输入/输出接口电路、与编 程机等外部设备通信的接口和电源等。(2)独立型PLC 一般采用积木式模块化结构或笼式插板结构，各 功能电路多做成独立的模块或印刷电路插板，具有安装方便、功能易 于扩展和变更等优点。(3)独立型PLC的输入/输出点数可以通过I/O模块或插板的增减灵活配置。感谢您的支持与使用如果内容侵权请联系删除仅供教学交流使用