數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)

1、習(xí)題1-2 數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)圖1-2-1 數(shù)控機(jī)床控制方式 一. 判斷下列說法的對(duì)錯(cuò)，并將錯(cuò)的地方改正。1. （ ）主軸（spindle）轉(zhuǎn)速控制，刀具（tool）自動(dòng)交換控制屬于數(shù)控系統(tǒng)的輔助功能。2. （ ）數(shù)控系統(tǒng)的主要功能是控制運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的位移及速度。3. （ ）輪廓控制數(shù)控系統(tǒng)控制的軌跡一般為與某一坐標(biāo)軸(axis)相平行的直線。4. （ ）直線控制數(shù)控系統(tǒng)可控制任意斜率的直線軌跡。5. （ ）開環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)無反饋（feedback）回路。6. （ ）配置SINUMERIK 802S數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元件。7. （ ）閉環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)的控制精度(accuracy

2、)高于開環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)的控制精度。8. （ ）全閉環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)不僅具有穩(wěn)定的控制特性，而且控制精度高。9. （ ）半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床安裝有直線位移檢測(cè)裝置。10. （ ）機(jī)床工作臺(tái)（table）的移動(dòng)是由數(shù)控裝置發(fā)出位置控制命令和速度控制命令而實(shí)現(xiàn)的。11. （ ）刀具（tool）按程序正確移動(dòng)是按照數(shù)控裝置發(fā)出的開關(guān)命令實(shí)現(xiàn)的。12. （ ）機(jī)床主軸（spindle）的起動(dòng)與停止是根據(jù)CNC發(fā)出的開關(guān)命令，由PLC完成的。13. （ ）CNC中位置調(diào)節(jié)器是用模擬調(diào)節(jié)器。14. （ ）在雙環(huán)進(jìn)給軸控制器中，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸入是位置調(diào)節(jié)器的輸出。15. （ ）穿孔紙帶（tape）是控制介質(zhì)的一種

3、。16. （ ）軟盤屬于輸出裝置。17. （ ）M功能指令被傳送至PLC-CPU，用PLC程序來實(shí)現(xiàn)M功能。18. （ ）數(shù)控加工程序中有關(guān)機(jī)床電器的邏輯控制及其他一些開關(guān)信號(hào)的處理是用PLC控制程序來實(shí)現(xiàn)的，一般用C語言編寫。19. （ ）HAAS立式加工中心的自動(dòng)換刀動(dòng)作是這樣完成的：換刀指令經(jīng)CNC-CPU譯碼后，由軸控制器(axis controller)控制完成。20. （ ）HAAS立式加工中心(vertical machining center)共有三個(gè)坐標(biāo)軸，其控制主要由PLC完成。21. （ ）CNC machines generally read and execute t

4、he program directly from punched tapes.22. （ ）CNC對(duì)加工程序解釋時(shí)，將其區(qū)分成幾何的、工藝的數(shù)據(jù)和開關(guān)功能。刀具（tool）的選擇和交換即屬于開關(guān)功能。23. （ ）位置調(diào)節(jié)器的命令值就是插補(bǔ)器發(fā)出的運(yùn)動(dòng)序列信號(hào)。24. （ ）目前的閉環(huán)伺服系統(tǒng)都能達(dá)到0.001m的分辨率。25.（ ）經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床一般采用半閉環(huán)系統(tǒng)。 26. （ ）數(shù)控機(jī)床一般采用PLC作為輔助控制裝置。 27. （ ）半閉環(huán)和全閉環(huán)位置反饋系統(tǒng)的根本差別在于位置傳感器安裝的位置不同，半閉環(huán)的位置傳感器安裝在工作臺(tái)上，全閉環(huán)的位置傳感器安裝在電機(jī)的軸上。 28.（ ）只有半閉

5、環(huán)系統(tǒng)需要進(jìn)行螺距誤差補(bǔ)償，而全閉環(huán)系統(tǒng)則不需要。29.（ ）數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)主要由計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置和伺服系統(tǒng)等部分組成。二. 填充，以完成下列各表述。1. 只有在位置偏差（跟隨誤差）為時(shí)，工作臺(tái)才停止在要求的位置上。2. 半閉環(huán)控制中，CNC精確控制電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度，然后通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，將角度轉(zhuǎn)換成工作臺(tái)的直線位移。3. 開環(huán)伺服系統(tǒng)主要特征是系統(tǒng)內(nèi)沒有          裝置，通常使用          為伺服執(zhí)行

6、機(jī)構(gòu)。4. 輔助控制裝置的主要作用是接受數(shù)控裝置輸出的      指令信號(hào)，主要控制裝置是        。5. 數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)包括了、。6. 進(jìn)給伺服系統(tǒng)是以為控制量的自動(dòng)控制系統(tǒng)，它根據(jù)數(shù)控裝置插補(bǔ)運(yùn)算生成的，精確地變換為機(jī)床移動(dòng)部件的位移，直接反映了機(jī)床坐標(biāo)軸跟蹤運(yùn)動(dòng)指令和實(shí)際定位的性能。7. 閉環(huán)和半閉環(huán)控制是基于原理工作的。8. 數(shù)控機(jī)床的基本組成包括 、 、 、 、以及機(jī)床本體。 圖1-2-2 HAAS立式加工中心9. 無論是半閉環(huán)還是閉環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)，都要求傳動(dòng)部

7、件剛度好、間隙小。在系統(tǒng)中，傳動(dòng)部件的間隙直接影響進(jìn)給系統(tǒng)的定位精度；在系統(tǒng)中，傳動(dòng)部件的間隙影響進(jìn)給系統(tǒng)的穩(wěn)定性。三. 選擇正確的答案。1. 欲加工一條與X軸成30°的直線輪廓，應(yīng)采用數(shù)控機(jī)床。A.點(diǎn)位控制B.直線控制C.輪廓控制2. 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床多采用控制系統(tǒng)。A.閉環(huán)B.半閉環(huán)C.開環(huán)3. 數(shù)控機(jī)床組成如圖所示，其中把來自CNC裝置的微弱指令信號(hào)通過調(diào)節(jié)、放大后驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)，通過傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)機(jī)床運(yùn)動(dòng)，使工作臺(tái)精確定位或使刀具與工件按規(guī)定的軌跡作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，最后加工出符合圖紙要求的零件。A、 B、 C、 D、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)機(jī)床本體反饋系統(tǒng)輔助控制裝置主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)數(shù)控裝置輸入/輸出

8、裝置圖1-2-3 數(shù)控機(jī)床的基本組成4. 數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)是以為直接控制目標(biāo)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。 A.機(jī)械運(yùn)動(dòng)速度 B.機(jī)械位移 C.切削力 D.機(jī)械運(yùn)動(dòng)精度5. 采用開環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的機(jī)床上，通常不安裝。A.伺服系統(tǒng)         B.制動(dòng)器C.數(shù)控系統(tǒng)         D.位置檢測(cè)器件6、數(shù)控系統(tǒng)中CRT顯示的坐標(biāo)軸現(xiàn)在位置值是控制器的指令值還是坐標(biāo)軸實(shí)際位置值（如編碼器的反饋值）？A. 指令值 B. 實(shí)際值 C. 開環(huán)系統(tǒng)中為指令值

9、，閉環(huán)系統(tǒng)中通過參數(shù)設(shè)置為實(shí)際值或指令值 18. 是CNC控制系統(tǒng)的基本功能。A輸入、輸出、插補(bǔ) B輸入、插補(bǔ)、伺服控制C輸入、輸出、伺服 D輸入、顯示、插補(bǔ)13. 按數(shù)控系統(tǒng)的控制方式分類，數(shù)控機(jī)床分為：開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床、閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。A. 點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床 B. 點(diǎn)位直線控制數(shù)控機(jī)床C. 半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床 D. 輪廓控制數(shù)控機(jī)床四. 按要求回答問題或完成任務(wù)。1. 請(qǐng)畫出半閉環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)的框圖，并說出半閉環(huán)與全閉環(huán)之間的區(qū)別。2. 試從控制精度、系統(tǒng)穩(wěn)定性及經(jīng)濟(jì)性三方面，比較數(shù)控系統(tǒng)開環(huán)系統(tǒng)、半閉環(huán)系統(tǒng)、全閉環(huán)系統(tǒng)的區(qū)別。3. 試用框圖說明CNC系統(tǒng)的組成原理，并解釋各部分的作用。

10、習(xí)題2 數(shù)控裝置的組成二. 判斷下列說法的對(duì)錯(cuò)，并將錯(cuò)的地方改正。1. （ ）數(shù)控裝置各部分之間的通信由內(nèi)部系統(tǒng)總線(bus)完成。2. （ ）進(jìn)行幾何變換和補(bǔ)償計(jì)算的數(shù)控功能程序是為了方便零件加工程序編制者而設(shè)計(jì)的。3. （ ）M輔助功能被譯碼后，送往PLC。4. （ ）NC program由輸入裝置進(jìn)入到NC裝置后，立即進(jìn)行運(yùn)動(dòng)軌跡的插補(bǔ)（interpolation）處理5. （ ）RAM stands for Random Access Memory, while ROM means Read Only Memory.6. （ ）ROM中的信息在斷電時(shí)可由電池維持。三. 選擇正確的答案。

11、1.紙帶（tape）曾經(jīng)是數(shù)控加工程序的理想載體。標(biāo)準(zhǔn)穿孔紙帶（punched tape）每行有 個(gè)孔（不包括一個(gè)同步孔）。A.7B.8C.9D.102.下列哪一種不是NC program的輸入方式？A.紙帶閱讀方式B.MDI方式C.計(jì)算機(jī)通訊方式D.鼠標(biāo)方式3.紙帶（tape）上一行穿孔信息代表 個(gè)字符。A.1B.2C.4D.84.RAM是 。A.只讀存儲(chǔ)器B.隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器C.動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器D.靜態(tài)存儲(chǔ)器5.下列關(guān)于數(shù)控加工程序緩沖器（buffer）和數(shù)控加工程序存儲(chǔ)器的說法，哪一項(xiàng)是不正確的？A. 兩者本質(zhì)上是一樣的B.兩者都是CNC內(nèi)部的存儲(chǔ)器C.后者容量一般比前者容量大D.兩者一般采用R

12、OM7.只讀存儲(chǔ)器的英文簡稱是 。A.RAMB.ROMC.EPROMD.SRAM8.通常CNC系統(tǒng)通過輸入裝置輸入的零件加工程序存放在中。A.EPROMB.ROMC.RAMD.EEPROM9. 數(shù)控系統(tǒng)軟件是根據(jù)編寫的程序。A. 被加工零件的形狀，由用戶B. NC機(jī)床的加工要求，由用戶C. NC機(jī)床的工作需求，由系統(tǒng)制造商10. One of the first operations that the MCU must perform is .A.to make the interpolationB.to make the calculations for the cutter compens

13、ationC.to make the decoding11. translates the NC program into the form that the machine tool understands.A.MCUB.SVU C.PLC 12. 計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的基本流程是：A. 輸入譯碼預(yù)處理插補(bǔ)位置控制電機(jī)B. 輸入預(yù)處理譯碼位置控制插補(bǔ)電機(jī)C. 輸入譯碼預(yù)處理位置控制插補(bǔ)電機(jī)13. 8位計(jì)算機(jī)是指 A.存儲(chǔ)器的字由8個(gè)字節(jié)組成 B.存儲(chǔ)器有8K C.微處理器數(shù)據(jù)的寬度為8位 D.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器能存儲(chǔ)的數(shù)字為8位14. 絕大部分的數(shù)控系統(tǒng)都裝有電池，它的作用是 。 A、是給系統(tǒng)的CPU運(yùn)算

14、提供能量，更換電池時(shí)一定要在數(shù)控系統(tǒng)斷電的情況下進(jìn)行 B、在系統(tǒng)斷電時(shí)，用它儲(chǔ)存的能量來保持RAM中的數(shù)據(jù)，更換電池時(shí)一定要在數(shù)控系統(tǒng)通電的情況下進(jìn)行 C、為檢測(cè)元件提供能量，更換電池時(shí)一定要在數(shù)控系統(tǒng)斷電的情況下進(jìn)行 D、在突然斷電時(shí)，為數(shù)控機(jī)床提供能量，使機(jī)床能暫時(shí)運(yùn)行幾分鐘，以便退出刀具，更換電池時(shí)一定要在數(shù)控系統(tǒng)斷電的情況下進(jìn)行 15.CNC系統(tǒng)的CMOSRAM常配備有高能電池，其作用是。A.RAM正常工作所必須的供電電源   B.系統(tǒng)掉電時(shí)，保護(hù)RAM不被破壞C.系統(tǒng)掉電時(shí)，保護(hù)RAM中的信息不丟失 D.加強(qiáng)RAM供電，提高其抗干擾能力16、FANUC 0i系統(tǒng)P

15、MC使用的閃存芯片F(xiàn)（flash）ROM是什么類型的存儲(chǔ)器？A. 只可讀 B. 不可寫 C. 可讀寫，不用電池保持 17、CNC系統(tǒng)與傳統(tǒng)NC系統(tǒng)的區(qū)別在于。A. CNC系統(tǒng)有伺服系統(tǒng)而傳統(tǒng)NC系統(tǒng)則沒有B. CNC系統(tǒng)有輸入輸出接口而傳統(tǒng)NC系統(tǒng)沒有C. CNC系統(tǒng)有譯碼功能而傳統(tǒng)NC系統(tǒng)沒有D. CNC系統(tǒng)具有軟件功能而傳統(tǒng)NC系統(tǒng)沒有四. 填充，以完成下列各表述。1. 數(shù)控裝置的核心是。2. 數(shù)控裝置中的存儲(chǔ)器包括和。3. 存儲(chǔ)器用于存放系統(tǒng)控制程序，存儲(chǔ)器用于存放零件加工程序、機(jī)床參數(shù)、刀具參數(shù)以及系統(tǒng)程序運(yùn)行中間結(jié)果。4. RAM中的信息在斷電時(shí)可由維持。5. CNC內(nèi)部數(shù)據(jù)預(yù)處理過

16、程指從后到前的整個(gè)過程。6. NC program預(yù)處理過程主要包括、等。7. 數(shù)控信息讀入數(shù)控裝置后，經(jīng)譯碼器譯碼，分解為G、F和M、S、T等功能信息。功能和坐標(biāo)值（X、Y、Z等）一起送往插補(bǔ)器，經(jīng)處理后做為進(jìn)給伺服系統(tǒng)的指令，以控制刀具相對(duì)于工件的移動(dòng)軌跡。功能經(jīng)可編程接口控制器分別送至主軸驅(qū)動(dòng)單元和刀具控制部分，功能送至可編程接口控制器，并由該部分執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床部件的開關(guān)功能控制。8. 數(shù)控系統(tǒng)的軟件處理包括輸入、管理和診斷等。9. 輸入數(shù)據(jù)是指、。10. 加工程序中含有、 、 等信息。11. 數(shù)控加工程序經(jīng)數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)算處理后輸出的信號(hào)有、。12. 數(shù)控系統(tǒng)（硬件、軟件）是衡量數(shù)控系統(tǒng)

17、功能強(qiáng)弱很重要的一個(gè)方面。13. 輔助功能信息有。四、按要求回答問題或完成作業(yè)。1. 數(shù)控加工程序（NC program）的預(yù)處理包含哪些內(nèi)容？習(xí)題3 光電編碼器圖3-1-1 旋轉(zhuǎn)編碼器圖3-1-2 旋轉(zhuǎn)編碼器結(jié)構(gòu)原理圖五. 判斷下列說法的對(duì)錯(cuò)，并將錯(cuò)的地方改正。1. ( )手輪（MPG）實(shí)際上是編碼器。2、( )增量型旋轉(zhuǎn)編碼器有分辨率的差異，使用每圈產(chǎn)生的脈沖數(shù)來計(jì)量，脈沖數(shù)越多，分辨率越高。3（ ）在數(shù)控車床上加工螺紋，主軸編碼器起到了主軸轉(zhuǎn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的聯(lián)系作用。圖3-1-3 手搖脈沖發(fā)生器4、（ ）半閉環(huán)和全閉環(huán)位置反饋系統(tǒng)的根本差別在于位置傳感器安裝的位置不同，半閉環(huán)的位置傳感器安

18、裝在工作臺(tái)上，全閉環(huán)的位置傳感器安裝在電機(jī)的軸上。5、（ ）檢測(cè)元件的作用是檢測(cè)位移和速度的實(shí)際值，并向數(shù)控裝置或伺服裝置發(fā)送反饋信號(hào)，從而構(gòu)成閉環(huán)控制。6.（ ）接觸式碼盤屬于絕對(duì)式的檢測(cè)方式。7.（ ）對(duì)于接觸式碼盤來說，碼道的圈數(shù)越多，則其所能分辨的角度越小，測(cè)量精度越高。8.（ ）絕對(duì)式（absolute）光電碼盤與增量式（incremental）光電碼盤結(jié)構(gòu)相似。9.（ ）光電脈沖編碼器既可以測(cè)量位置，又可以測(cè)量速度。六. 填充，以完成下列各表述。1. 半閉環(huán)控制系統(tǒng)常以為反饋元件。2. 在一臺(tái)制造精度良好的閉環(huán)數(shù)控機(jī)床上，機(jī)床的定位精度主要取決于的精度。3. 測(cè)量裝置的倍頻電路的作

19、用是。4.下圖說明。3、檢測(cè)脈沖當(dāng)量要達(dá)到0.001mm，至少位的絕對(duì)編碼器。5. 選擇編碼器時(shí)根據(jù)。6. 刀架編碼器是絕對(duì)式的光電編碼器，它用于數(shù)控機(jī)床的旋轉(zhuǎn)刀架上，控制刀具的工位，可以自動(dòng)換刀。下表是12工位的刀架編碼器輸出正邏輯真值表。請(qǐng)按標(biāo)號(hào)順序完成橫線部分。工位數(shù)123456789101112201010101010102101100110010220001111000123000000011111奇偶校驗(yàn)11010011000選通信號(hào)1111111111117. 增量型編碼器通常有三路信號(hào)輸出（差分有六路信號(hào)）：A,B和Z，A脈沖在前，B脈沖在后，A,B脈沖相差度，每圈發(fā)出一個(gè)Z脈

20、沖，可作為。一般利用A超前B或B超前A進(jìn)行。圖3-1-3 旋轉(zhuǎn)編碼器輸出信號(hào)8. 某主軸外裝定向編碼器為1024脈沖/轉(zhuǎn)，通過4倍頻電路，主軸每轉(zhuǎn)為脈沖，主軸位置檢測(cè)單位為。9某機(jī)床采用的增量式的編碼器的分辨力為0.01mm/脈沖，則工作臺(tái)每移動(dòng)0.01mm，檢測(cè)裝置便發(fā)出一個(gè)脈沖，當(dāng)計(jì)數(shù)為2000個(gè)脈沖時(shí)，此時(shí)伺服電動(dòng)機(jī)正好旋轉(zhuǎn)2周，則這臺(tái)機(jī)床所用的傳動(dòng)絲杠的螺距為mm。10. 一個(gè)數(shù)控系統(tǒng)中，如果把CNC裝置比作人的大腦，把伺服控制裝置比作四肢，則位置傳感器相當(dāng)于人的。三. 選擇正確的答案。1. 數(shù)控機(jī)床常用的直線位移直接測(cè)量裝置是。A.光電旋轉(zhuǎn)編碼器B.旋轉(zhuǎn)變壓器C.直線光柵尺(line

21、ar scale)2.增量式脈沖編碼器(pulse encoder)輸出的A、B兩相，其相位差為90o，它的作用是。A.用于細(xì)分B.提高可靠性 C.判別旋向3.數(shù)字式位置檢測(cè)裝置的輸出信號(hào)是。A.電脈沖 B.電流量 C.電壓量4.有一增量脈沖編碼器為2000線，那么它的Z相輸出為。A.1脈沖/轉(zhuǎn)B.2000脈沖/轉(zhuǎn) C.8000脈沖/轉(zhuǎn)5.閉環(huán)和半閉環(huán)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上的主要區(qū)別是。A. 采用的驅(qū)動(dòng)電機(jī)不同B. 位置檢測(cè)元件的安裝位置不同C. 速度檢測(cè)元件的安裝位置不同6. 對(duì)一個(gè)16位的絕對(duì)式脈沖編碼盤而言，它能測(cè)出的最小角位移為。 A、11.25º B、0.196º C、0.

22、0055º7.一增量式脈沖發(fā)生器每轉(zhuǎn)輸出脈沖數(shù)為5000，如果單次脈沖的脈沖寬度不能小于6微秒，則該脈沖發(fā)生器最高允許的轉(zhuǎn)速為。A.1000轉(zhuǎn)/分         B.2000轉(zhuǎn)/分C.4000轉(zhuǎn)/分         D.120000轉(zhuǎn)/分8.數(shù)控機(jī)床加工過程中，“恒線速切削控制”的目的是A.保持主軸轉(zhuǎn)速的恒定      B.保持進(jìn)給速度的恒定C.保持切削速度的恒定 

23、     D.保持金屬切除率的恒定9. 編碼器的四線連接（A、A-、B、B-）通常是。A 伺服電機(jī)編碼器 B. 手搖脈沖發(fā)生器 C. 單向計(jì)數(shù)器10、某機(jī)床不能進(jìn)行螺紋切削，應(yīng)檢查A. 主軸位置編碼器 B. 接近開關(guān) C. 進(jìn)給倍率開關(guān) 12、增量式脈沖發(fā)生器，其單個(gè)（又稱單次）脈沖的典型脈沖周期（又稱寬度）為，現(xiàn)要求其最高允許測(cè)量轉(zhuǎn)速為4000r/min，請(qǐng)選擇每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)。A.2000B.3000C.4000D.500012. 在增量式光電碼盤測(cè)量系統(tǒng)中，使光欄板的兩個(gè)夾縫距離比碼盤兩個(gè)夾縫之間的距離小1/4節(jié)距，使兩個(gè)光敏元件的輸出信號(hào)相差1/2相位

24、，目的是。A. 測(cè)量被檢工作軸的回轉(zhuǎn)角度B. 測(cè)量被檢工作軸的轉(zhuǎn)速C. 測(cè)量被檢工作軸的旋轉(zhuǎn)方向編碼器的四線連接（A、A-、B、B-）通常是 B 。A 伺服電機(jī)編碼器 B. 手搖脈沖發(fā)生器 C. 單向計(jì)數(shù)器6. Which of the following code discs is used for incremental encoders?A.B. 7. The is used as the position detector in a CNC machine tool.A.relayB.pulse encoder C.tape reader四. 按要求回答問題或完成作業(yè)。1. 編碼器的六

25、脈沖信號(hào)是什么？分別起什么作用？畫出六脈沖信號(hào)圖。2. 簡述編碼器在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用。4. 有一與伺服電動(dòng)機(jī)同軸安裝的光電編碼器，指標(biāo)為1024脈沖/轉(zhuǎn)，該伺服電動(dòng)機(jī)與螺距為6mm的滾珠絲杠通過聯(lián)軸器直連，在位置控制伺服中斷4ms內(nèi)，光電編碼器輸出脈沖信號(hào)經(jīng)4倍頻處理后，共計(jì)脈沖數(shù)為0.5K（1K=1024）。問： （1）工作臺(tái)位移了多少？（2）伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為多少？（3）伺服電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向是怎樣判別的？習(xí)題4 交流驅(qū)動(dòng)一. 選擇正確的答案。1. 無刷直流電動(dòng)機(jī)也稱為。A. 鼠籠式電動(dòng)機(jī) B. 感應(yīng)電動(dòng)機(jī) C. 方波永磁同步電動(dòng)機(jī)2. 當(dāng)交流伺服電機(jī)正在旋轉(zhuǎn)時(shí)，如果控制信號(hào)消失，則電機(jī)將會(huì)

26、。 A.以原轉(zhuǎn)速繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng) B.轉(zhuǎn)速逐漸加大 C.轉(zhuǎn)速逐漸減小 D.立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)3. 下圖為元件的圖形符號(hào)。A.直流電動(dòng)機(jī)B.直流發(fā)電機(jī)C.永磁式直流測(cè)速發(fā)電機(jī)D.交流電動(dòng)機(jī)4. 交流伺服電機(jī)調(diào)速的基本原理是調(diào)速。A. 調(diào)節(jié)電源電壓的幅值 B. 調(diào)節(jié)電源電壓的相位 C. 調(diào)節(jié)電源電壓的頻率二、填充，以完成下列各表述。1. 如果把直流電機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行“里翻外”的處理，即把電樞繞組裝在定子，轉(zhuǎn)子為永磁部分，并以轉(zhuǎn)子軸上的編碼器測(cè)出磁極位置控制電子開關(guān)進(jìn)行電子換相，這就構(gòu)成了電機(jī)。2就調(diào)速方法來說，永磁同步交流伺服電動(dòng)機(jī)主要采用改變 的方法，而永磁直流伺服電動(dòng)機(jī)，主要采用改變的方法。3無刷直流電動(dòng)機(jī)的定子

27、為，轉(zhuǎn)子為。4旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度稱為。5. 三相電機(jī)的各相繞組的空間位置差度。6. 三相交流永磁同步電動(dòng)機(jī)中的“三相交流”是指，“永磁”是指，“同步”是指。7. 目前數(shù)控機(jī)床進(jìn)給軸的驅(qū)動(dòng)電機(jī)廣泛采用。8. 三相同步電動(dòng)機(jī)的裝有三相對(duì)稱繞組，為永久磁極。9. 交流伺服電動(dòng)機(jī)中除定子和轉(zhuǎn)子外，還有用來測(cè)量轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，用來測(cè)量轉(zhuǎn)子的角度。10. 伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)與普通電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)相比其特點(diǎn)是、。11. 當(dāng)伺服電動(dòng)機(jī)用于垂直軸驅(qū)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)內(nèi)可安裝，以克服滾珠絲杠垂直安裝時(shí)的非自鎖現(xiàn)象。12. 為了滿足伺服系統(tǒng)的要求，有效的方法就是提高直流伺服電動(dòng)機(jī)的。13通常，交流伺服電動(dòng)機(jī)（AC servo motor）

28、在額定轉(zhuǎn)速以上工作時(shí)，隨著轉(zhuǎn)速的升高，電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩將（上升，不變，下降）。14電動(dòng)機(jī)的功率是電動(dòng)機(jī)長時(shí)間連續(xù)運(yùn)行所能輸出的最大功率， 其大約為與的乘積。15. 圖示為。圖316. 圖3表示 電動(dòng)機(jī)。5. 就調(diào)速方法來說，永磁同步交流伺服電動(dòng)機(jī)主要采用改變的方法，而永磁直流伺服電動(dòng)機(jī)，主要采用改變的方法。2. Phase windings in a 3-phase motor are located_ degrees apart.3. The speed of the rotating magnetic field is known as_ speed.4. The difference b

29、etween rotor speed and synchronousspeed of an asynchronous motor is known as_ .5. The output of a PWM type drive is _ .a. sinusoidalb. pulse width modulated四. 按要求回答問題或完成作業(yè)。1. 三相交流永磁同步電動(dòng)機(jī)用于進(jìn)給驅(qū)動(dòng)有何好處？交流伺服電動(dòng)機(jī)上的轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器有何作用？該檢測(cè)器有哪些形式？2. 試述永磁同步交流伺服電動(dòng)機(jī)與永磁同步直流伺服電動(dòng)機(jī)的區(qū)別。3. 畫出交流進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)裝置的原理框圖。4. 當(dāng)今進(jìn)給伺服系統(tǒng)常用驅(qū)動(dòng)電機(jī)有幾

30、種，試簡述每種電機(jī)的特點(diǎn)及適用范圍。 五讀圖題。1. 以下是一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的銘牌。問：（1）該電動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)單位是。（2）該電動(dòng)機(jī)是電動(dòng)機(jī)，型號(hào)為。（3）當(dāng)定子電壓的有效值為120V時(shí)，額定轉(zhuǎn)速為1500rpm時(shí)，輸出扭矩為。（4）最大轉(zhuǎn)速為。（5）60K溫升時(shí)的失速轉(zhuǎn)矩（零速時(shí)的轉(zhuǎn)矩，此時(shí)電機(jī)作為電制動(dòng)器將所帶的負(fù)載保持在指定位置）為，失速電流為。（5）內(nèi)置光電編碼器的分辨率是。2. 圖5為SIEMENS公司生產(chǎn)的1FK6伺服電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力接口圖，圖6為信號(hào)引腳圖：問：（1） 該電動(dòng)機(jī)是電動(dòng)機(jī)。（2） BR、BR2的作用是。（3） 內(nèi)置增量式編碼器的作用是。（4）信號(hào)引腳8（+temp）、

31、9（-temp）的作用是。（5） 該標(biāo)記的含義是。圖5 動(dòng)力接口圖圖6 信號(hào)引腳圖3. 下圖為1FT507-AC71伺服電動(dòng)機(jī)的速度-轉(zhuǎn)速圖。S1為連續(xù)運(yùn)行時(shí)的工作曲線，其額定轉(zhuǎn)速是2000rpm。根據(jù)S1回答：（1） 該電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩是（2） 該電動(dòng)機(jī)的失速轉(zhuǎn)矩是（3） 該電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)速是（4） 該電動(dòng)機(jī)的功率為注：SIEMENS交流伺服電動(dòng)機(jī)的訂貨號(hào)含義如下：4. 下圖為SIEMENS公司生產(chǎn)的1FT5伺服電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力接口圖和信號(hào)引腳圖：（1） 該電動(dòng)機(jī)是電動(dòng)機(jī)；（2） 芯腳6、7、11、12是信號(hào)；（3） 芯腳1、2、3、4、5是信號(hào)；（4） 芯腳9、10是信號(hào)。（5） 該標(biāo)記的含義

32、是，其電線顏色是。5. 日本FANUC公司生產(chǎn)的C6/2000交流伺服電動(dòng)機(jī)的逆轉(zhuǎn)（失速）轉(zhuǎn)矩是6Nm，最大轉(zhuǎn)速是2000rpm，額定轉(zhuǎn)速是1000rpm，輸出功率為0.6kW，畫出轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速工作曲線。6.下圖為三菱伺服電機(jī)HC-KFS73的轉(zhuǎn)矩特性曲線。請(qǐng)問： 額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)速 最大轉(zhuǎn)速 額定輸出容量習(xí)題5 位置控制二. 選擇正確的答案。2. 閉環(huán)數(shù)控機(jī)床的飛車現(xiàn)象經(jīng)常是由于反饋斷線故障，使系統(tǒng)實(shí)際上成為開環(huán)狀態(tài)，沒有位置反饋增量從命令增量中減去，跟隨誤差會(huì)越來越大，直至溢出，以致引起過量的進(jìn)給速度而造成事故。A. 位置反饋斷線 B. 數(shù)控裝置運(yùn)算 C. 伺服驅(qū)動(dòng)過熱2. FAN

33、UC系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)平滑高增益SHG（Smooth High Gain）的速度控制，能 C 。A. 增加位置指令的延時(shí) B. 延長定位時(shí)間 C. 降低位置指令的延時(shí)，縮短定位時(shí)間3. . 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理的是。A. 微機(jī) B. 脈沖編碼器 C. 伺服驅(qū)動(dòng)裝置1、 以物體的位置、方向、狀態(tài)等作為控制量，追蹤目標(biāo)值的任意變化的控制機(jī)構(gòu)是 B 。A. 數(shù)控裝置 B. 伺服裝置 C. 檢測(cè)裝置 D. PLC裝置6. 所謂插補(bǔ)就是根據(jù)輸入線型和速度的要求，。A.實(shí)時(shí)分配各軸在每個(gè)插補(bǔ)周期內(nèi)的位移量B.計(jì)算各軸下一位置控制周期的位移量C.實(shí)時(shí)計(jì)算刀具相對(duì)與工件的合成進(jìn)給速度15.數(shù)控閉環(huán)伺服系統(tǒng)的速度反饋裝置

34、裝在 上。A. 伺服電機(jī)主軸 B. 工作臺(tái) C. 工作臺(tái)絲杠16.在數(shù)控系統(tǒng)中，PA，*PA，PB，*PB，PC，*PC，+5P，0P是。A. CNC發(fā)出的模擬控制量信號(hào)B. 光電脈沖編碼器的反饋信號(hào)C. 報(bào)警輸出信號(hào)17.在位置控制接口中的F/V變換器的主要功能是。 A. 進(jìn)給速度指令變換成電壓量 B. 頻率量變換成電壓量 C. 頻率量變換成進(jìn)給速度指令值18. 進(jìn)給伺服系統(tǒng)是一種系統(tǒng)。A. 位置控制 B. 速度控制 C. 轉(zhuǎn)速控制8.機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的本質(zhì)是。A.伺服調(diào)速系統(tǒng)B.位置隨動(dòng)系統(tǒng)C. 過程控制系統(tǒng)15.在進(jìn)給伺服系統(tǒng)中，系統(tǒng)增益Ks越大，則。A. 到達(dá)指令速度的時(shí)間越短B. 系統(tǒng)受

35、到的沖擊越大C. 系統(tǒng)受到慣性力越小二、填充，以完成下列各表述。FANUC系統(tǒng)中有關(guān)伺服設(shè)定的術(shù)語和參數(shù)說明如下：l 最小設(shè)定單位-程序輸入的移動(dòng)指令最小單位(least input increment)l 最小移動(dòng)單位-CNC給機(jī)床的指令最小單位(NC command unit)l 檢測(cè)單位-可檢測(cè)出的機(jī)床位置最小單位(detection unit)l 指令倍乘比（CMR）-為使CNC指令脈沖與檢測(cè)脈沖適配的常量l 檢測(cè)倍乘比（DMR）-為使CNC指令脈沖與檢測(cè)脈沖適配的常量l 最小設(shè)定單位、檢測(cè)單位、CMR、DMR的關(guān)系如下：檢測(cè)單位=l 參考計(jì)數(shù)器-用于柵格方法的回原點(diǎn)，根據(jù)參考計(jì)數(shù)器內(nèi)

36、容使電機(jī)轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)。參考計(jì)數(shù)器的設(shè)定值是電機(jī)轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)所需的脈沖數(shù)。下表為FANUC CNC對(duì)于不同螺距的絲杠傳動(dòng)下，對(duì)以上各參數(shù)的設(shè)定。試補(bǔ)全橫線上所需的設(shè)定值。電機(jī)（脈沖編碼器）1轉(zhuǎn)的移動(dòng)量h計(jì)數(shù)單位（檢測(cè)單位）m指令倍乘比（CMR）檢測(cè)倍乘比（DMR）參考計(jì)數(shù)器的容量脈沖編碼器N2000脈沖編碼器N2500脈沖編碼器N300012mm1141200010mm114 100008mm11480006mm113260005mm112 50004mm11240003mm111.51 30002mm11120001mm0.52120003. 數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)基本包括環(huán)、環(huán)和環(huán)三環(huán)控制的系統(tǒng)。1. 位置

37、增益決定了速度對(duì)位置偏差的響應(yīng)程度，它反映了伺服系統(tǒng)的靈敏度。1. 在每一個(gè)位置控制周期中，位置控制程序?qū)Ω髯鴺?biāo)軸的實(shí)際位置增量進(jìn)行采樣，將采樣值與位置增量命令值相比較，算出，經(jīng)換算后輸出給位置伺服控制系統(tǒng)硬件部分，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后作為進(jìn)給速度指令電壓，驅(qū)動(dòng)各坐標(biāo)軸電動(dòng)機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)按偏差的位置控制。1. 在傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)中，位置環(huán)控制在數(shù)控裝置中進(jìn)行， 用軟件算出與的偏差，經(jīng)軟件位置調(diào)節(jié)得到，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后，得到速度控制單元的速度給定值，通常為的形式。1、脈沖比較伺服系統(tǒng)中，指令脈沖來自 NC ，反饋脈沖來自 脈沖編碼器 。2、數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)由、組成。3、數(shù)控裝置和機(jī)床機(jī)械傳動(dòng)部件

38、間的聯(lián)接環(huán)節(jié)是。4、進(jìn)給伺服系統(tǒng)是以為控制量的自動(dòng)控制系統(tǒng)，他根據(jù)數(shù)控裝置插補(bǔ)運(yùn)算生成的，精確地變換為機(jī)床移動(dòng)部件的位移，直接反映了機(jī)床坐標(biāo)軸跟蹤運(yùn)動(dòng)指令和實(shí)際定位的性能。5、閉環(huán)和半閉環(huán)控制是基于原理工作的。6、插補(bǔ)運(yùn)算得到的位置指令，其形式為或。7、數(shù)控機(jī)床對(duì)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的要求有、等。8、位置控制解決兩個(gè)問題和。9、速度控制信號(hào)的大小與成正比，其正負(fù)決定了。10、速度指令VC=。11、何種情況下主軸有位置控制要求？A.螺紋加工B.主軸調(diào)速C.正反轉(zhuǎn)12、閉環(huán)伺服系統(tǒng)的速度環(huán)由下列哪些組件構(gòu)成？A.測(cè)速裝置、位置控制、伺服電動(dòng)機(jī)B. 伺服電動(dòng)機(jī)、伺服驅(qū)動(dòng)裝置、測(cè)速裝置、速度反饋C.位置控制、位置檢測(cè)裝置、位置反饋2、增益越大，伺服系統(tǒng)的響應(yīng)越 A 。A、快 B、慢 C、響應(yīng)與增益無關(guān)1、 B 計(jì)數(shù)器的差值與環(huán)增益的乘積即為速度環(huán)的指令，其值決定了電動(dòng)機(jī)的速度。在FANUC 0i中，診斷號(hào)為DGN300。A、參考 B、誤差 C、環(huán)行2、 A 計(jì)數(shù)器控制電路用于確定坐標(biāo)的機(jī)械零點(diǎn)。在FANUC 0i中，診斷號(hào)為DGN304。A、參考 B、誤差 C、可逆3、數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)最重要的功能是保證輸出的速度和距離準(zhǔn)確復(fù)制輸入要求。為了保證