数控技术(机械工业出版社)第二版答案.doc

数控技术第一章1.数控机床的组成 数控机床是数值控制的工作母机的总称。数控机床的组成：熟人输出设备、数控装置、伺服系统、测量反馈装置和机床本体。（伺服系统：伺服系统是接受数控装置的指令，驱动机床执行机构运动的驱动部件。）2.数控机床的分类按机械加工的运动轨迹分：点位控制数控机床；直线控制数控机床；轮廓控制数控机床按伺服系统的控制原理分:开环控制的数控机床；闭环控制的数控机床；半闭环控制的数控机床按功能水平分：高级型；普及型；经济型3数控机床的特点：加工零件的适应性强、灵活性好加工精度高、产品质量稳定生产率高减少人工劳动强度生产管理水平提高4.数控机床的工作流程：数控加工程序的编制；输入；译码；刀具补偿；插补；位置控制和机床加工（小结：1.点位控制、直线控制、轮廓控制数控机床三者如何区别？答：点位控制是指刀具从某一位置移到下一个位置的过程中，不考虑其运动轨迹，只要求刀具能最终准确到达目标位置；而直线控制数控机床不仅要保证点与点之间的准确定位，而且要控制两相关点之间的位移速度和路线，这类数控机床一般有2到3个可控轴，但同时可控的只有一个轴；而轮廓控制数控机床装置能同时控制两轴或两个以上的轴，对位置和速度进行严格的不间断控制。2.开环控制、闭环控制、半闭环控制的数控机床有何特点（优缺点）？答：开环控制：优点：结构简单、成本低、调试维修方便等；缺点：速度和精度都较低；闭环控制：优点：可以消除包括工作太传动链在内的误差，从而定位精度高、速度调节快；缺点：由于工作台惯性大，给系统的设计和调整带来很大的困难，主要是系统的稳定型受到不利影响。半闭环系统：优点：精度高，调试方便；缺点：控制精度没有闭环高。）第二章1.数控编程的内容和步骤分析零件图样、确定加工工艺过程、数值技术、编写零件加工程序、制作控制介质、程序验和试切削2.数控编程的概念：数控加工是指在数控机床上进行零件加工的一种工艺方法。3.数控编程的工艺处理注意的问题：1）合理确定零件的加工路线：概念：零件的加工路线是指数控机床加工过程中刀具到位点相对于被加工零件的运动轨迹和运动方向。编程时确定加工路线的原则：.应能保证零件的加工精度和表面粗糙度的要求；.应尽量缩短加工路线，减少刀具空程移动时间；.应使数值计算简单，程序段数量少，以前少编程的工作量。2）合理选择对刀点、换刀点：选择对刀点的原则：.要便于数学处理和简化程序编制；.在机床上找正容易，加工中检查方便；.引起的加工误差小换刀点应设在工件或夹具的外部，以刀架转位时不碰工件及其他部件为准。3）合理选择工件的装夹方法、刀具和切削用量：选择或设计夹具时应遵循的原则：.尽量选用组合夹具，可调整夹具等标准化、通用化夹具，避免采用专用夹具；.工件的装卸要快速、方便、可靠，常采用气动、液压夹具以减少机床的停机时间。.零件上的加工部位要外露粗敞开，不要因为装夹工件而影响刀具进给和切削加工。切削用量包括主轴转速、背吃刀量、进给速度、气血宽度等；合理选择切削用量的原则：粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。4）合理编制工艺文件：加工工艺是否先进、合理，将在很大程度上决定加工质量的优劣。数控加工工艺文件主要有工序卡、刀具调整单、零件的加工程序单等。4.程序编制工艺文件的数值计算1）概念：数控编程中的数值计算是指依据工件的图样要求，按照已确定的加工路线和允许的编程误差，计算出数控系统所需输入的数据。2）数控计算的主要内容：基点和节点的计算：.基点：把各几何元素间的连接点称为基点；.节点：根据百年城所允许的误差，将曲线分割成若干各直线段，其相邻二直线的交点称为节点；刀位点轨迹的计算；辅助计算：辅助计算包括增量计算、脉冲计算、辅助程序段的数值计算。（小结：1.加工路线与零件轮廓曲线有何区别？编程时若按零件轮廓编程，数控装置应具备哪些功能？答：件加工路线是指数控机床加工过程中刀具刀位点相对于被加工零件的运动轨迹和运动方向；而轮廓曲线就是指被加工零件所需加工的部位，刀具切入时应沿外轮廓曲线延长线切向切入，切出时刀具应沿零件轮廓延长线的切线方向逐渐切离工件。编程时若按零件轮廓编程，数控装置应具有刀具半径补偿。2.什么是对刀点、刀位点、换刀点？答：对刀点：是指在数控机床上加工零件时，刀具相对与工件运动的起点；刀位点：是指数控机床刀具的定位基准点；换刀点：是指刀架转位换刀的位置。）第四章1.cnc装置的提点：灵活性搞可靠性高通过性强（依靠软件结构形成的改变来满足各种机床的不通要求）丰富、复杂的数控功能使用维修方便2.P82 第二节第一自然段3.微处理器由控制器和运算器组成，是微处理机的可信，它完成控制和运算两方面的内容。4.控制器的控制任务和运算器的任务：P83（微处理器及总线）5.接口电路的主要任务：进行由平转换和功率放大防止噪声引起错误动作模拟量与数字量之间的转换。6.数控装置与机床及机床电气设备之间的接口分为三种类型：与驱动控制器和测量装置之间的链接电路电源及保护电路开/关信号和代码连接电路。7.单微处理机结构的cnc装置由微处理器、存储器、总线、I/O接口、MDI接口、CRT或液晶显示接口、PLC接口、主轴控制、纸带阅读机接口、通信接口等组成。8.多微处理机cnc装置的基本功能模块：cnc管理模块；cnc插补模块；位置控制模块；PLC模块；操作与控制数据输入输出和现实模块；存储器模块。9.多微处理机互连方式：总线互连；环型互连；交叉开关互连，多微处理机结构cnc装置一般采用总线互连方式。典型的结构有共享总线型和共享存储器两类结构。10多微处理机系统的总线裁决方式有两种：串联方式和并联方式。串联总线裁决方式中，优先权的排列是按链位置决定的；并联总线裁决方式中，要配备专用逻辑电路来解决主模块的判优问题，通常采用优先权编码方式。11.多微处理机共享总线的优点：结构简单、系统配置灵活、扩展模块容易，由于是无源总线所以造价低。不足之处是会引起“竞争”，信息传输率较低，总线一旦出现故障，整个系统受影响。12.与单微处理机结构cnc装置相比，多微处理机结构cnc结构有以下优点：运算速度快，性能价格比高；适应性强、扩展容易；可靠性高；硬件易于组织规模生产。13.开放式cnc系统应具有以下特点：开放性可移植性扩展性相互替代性相互操作性14.开放式数控系统基本上有三种结构形式：专用cnc+PC主板通用PC+开放式运动控制器完全PC型的全软件形成的数控系统15.cnc装置软件结构的特点：多任务并行处理实时中断处理（多任务并行处理：cnc装置的多任务性并行处理：并行处理方法有：资源共享、资源重复和时间重叠。 Cnc装置的硬件设计普遍采用资源重复的并行处理方法，而cnc装置的软件设计则常采用资源分时共享和资源重叠的流水线处理技术。）16.cnc装置的中断类型: 外部中断内部定时中断硬件故障中断中断程序性中断。17.cnc装置中断结构模式：中断型结构模式前后台型结构模式18.中断有两种来源：一种是由时钟或其他外设产生的中断请求信号，称为硬件中断；另一种是由程序产生的中断信号为软件信号。第六章1.步进电机的工作原理：电磁铁的作用原理 1）步进电动机定子绕组的通电状态每改变一次，它的转子便转过一个确定的角度，即步进点动机的步距角。2）改变步进电动机定子绕组的通电顺序，转子的旋转方向随之改变。3）步进电动机定子绕组通电状态的改变速度越快其转子旋转的速度越快，即通电状态的变化频率越高，转子的转速越高。4）步进电动机步距角与定子绕组的相数m，转子的齿数z，通电方式k有关，其关系式：=360/（mzk） （m相m拍时，k=1；m相2m拍时，k=2）2.步进电动机的主要特性：步距角和静态步距误差；启动频率f；连续运动的最高总做频率；加减速特性；矩频特性和动态转矩。3.提高步进伺服系统精度的措施：传动间隙补偿；螺距误差补偿；细分电路。4.直流伺服电动机包括：小惯量直流伺服电动机；宽调速直流伺服电动机。5.小惯量直流伺服电动机具有以下特点：转动惯量小；由于气隙大，电枢反应较小，具有良好的换向性能；由于转子无槽，大大减低了低速时电磁转矩的波动和不稳定性，保证了低速运行的稳定性和均匀性，在转速低达10r/min时无爬行现象；过载能力强；热时间常数较小，允许过载的持续时间不能太长。6.宽调速直流伺服电动机的特点：高转矩调速范围宽动态响应好过载能力强易于调试。7.直流伺服电动机的调整方法主要是调整电动机电枢电压。一般直流速度控制单元较多采用晶闸管（scr）调速系统和晶体管脉冲宽调制（PWM）调速系统。8.PWM调速系统的特点：频带宽电动机脉动小，输出转矩平稳，对低速加工有利电源的功率因素高动态硬度好，系统具有良好的线性。