1、數控系統選用與維護（第2版）章節練習題及答案數控系統選用與維護（第2版）章節練習題及答案數控系統選用與維護（第2版）章節練習題及答案數控系統選用與維護（第2版）思考與練習第1 章數控機床的維護與保養1. 數控機床維護與保養的目的和意義有哪些?2. 數控機床維護與保養的基本要求有哪些?第2章 數控系統1. 典型的數控系統有哪些?2. CNC裝置硬件由哪些結構組成?3. CNC裝置的功能有哪些?第3章 數控機床的位置檢測裝置1. 位置檢測裝置的分類有哪些？2. 光柵有哪些組成部分? 3. 旋轉變壓器有哪些工作原理和特點?4. 感應同步器的工作原理和特點是什么?5. 磁柵有哪些組成? 各有什么特點?

2、第4章 數控機床伺服驅動系統1. 對數控機床伺服系統的要求是什么?2. 對主軸伺服系統有什么特殊要求?3. 步進電動機有哪些類型? 4. 簡述驅動器的選用方法。第5章 數控機床可編程控制器1. PLC有哪些組成?2. 內裝型PLC的特點是什么?3. 獨立型PLC的特點是什么?參 考 答 案第1 章數控機床的維護與保養1. 數控機床的日常維護和保養是數控機床長期穩定、可靠運行的保證，是延長數控機床使用壽命的必要措施，對數控機床正確使用和日常嚴格的維護保養可以避免80%的意外故障。數控機床的日常維護和保養的項目在機床制造廠提供的使用說明書中一般都有明確的描述。盡管數控機床在設計生產中采取了很多手段

3、和措施，保證其工作的可靠性和穩定性，但是由于數控機床的使用環境復雜，只有堅持做好對機床的日常維護保養工作，才可以延長元器件的使用壽命，延長機械部件的磨損周期，防止意外惡性事故的發生，爭取機床長時間穩定工作；也才能充分發揮數控機床的加工優勢，達到數控機床的技術性能，確保數控機床能夠正常工作。因此，無論是對數控機床的操作者還是對數控機床的維修人員，數控機床的維護與保養都顯得非常重要，必須高度重視。2. 數控機床的維護與保養具有重要的意義,故必須明確其基本要求,主要包括:（1）在思想上要高度重視數控機床的維護與保養工作,尤其是對數控機床的操作者更應如此,我們不能只管操作,而忽視對數控機床的日常維護與

4、保養。（2）提高操作人員的綜合素質。（3）要為數控機床創造一個良好的使用環境。（4）嚴格遵循正確的操作規程。（5）在使用中，盡可能提高數控機床的開動率。（6）要冷靜對待機床故障，不可盲目處理。（7）制定并嚴格執行數控機床管理的規章制度。第2章 數控系統1. 典型的數控系統：FANUC 數控系統、西門子（SINUMERIK）數控系統、三菱數控系統、華中(HNC) 數控系統、廣州數控（GSK）系統。2. 一般整個CNC系統由三大部分組成,即控制系統、伺服系統和位置測量系統。這三部分有機結合,組成完整的閉環控制的數控系統。 3. 各種CNC系統的功能設置和控制方案各不相同,它們的系統軟件在結構和規模

5、上差別很大,但是一般都包括輸入數據處理程序、插補運算程序、管理程序和診斷程序等。第3章 數控機床的位置檢測裝置1. 位置檢測裝置的分類見下表。 2. 光柵是由標尺光柵和光學讀數頭兩部分組成的.標尺光柵一般固定在機床的活動部件上,如工作臺.光柵讀數頭裝在機床固定部件上,指示光柵裝在光柵讀數頭中.標尺光柵和指示光柵的平行度及二者之間的間隙要嚴格保證。當光柵讀數頭相對于標尺光柵移動時,指示光柵便在標尺光柵上相對移動。3. 旋轉變壓器是一種角度測量裝置,它是一種小型交流電動機.其結構簡單、動作靈敏、對環境無特殊要求、維護方便、輸出信號幅度大、抗干擾強、工作可靠,廣泛應用于數控機床上。旋轉變壓器是一種常

6、用的轉角檢測元件,由于它結構簡單、工作可靠,且其精度能滿足一般的檢測要求,因此被廣泛地應用在數控機床上.旋轉變壓器在結構上和兩相線繞式異步電動機相似,由定子和轉子組成.定子繞組為變壓器的原邊,轉子繞組為變壓器的副邊。定子繞組通過固定在殼體上的接線柱直接引出.轉子繞組有兩種不同的引出方式。根據轉子繞組兩種不同的引出方式,旋轉變壓器分有刷式和無刷式兩種結構。4. 感應同步器是一種電磁感應式的高精度位移檢測裝置,實際上它是多級旋轉變壓器的展開形式.感應同步器分旋轉式和直線式兩種.旋轉式用于角度測量,直線式用于長度測量,兩者的工作原理相同。感應同步器的特點:（1）精度高.感應同步器直接對機床工作臺的位

7、移進行測量,其測量精度只受本身精度限制。另外,定尺的節距誤差有平均補償作用,定尺本身的精度能做得很高。（2）工作可靠,抗干擾能力強.在感應同步器繞組的每個周期內,測量信號與絕對位置有一一對應的單值關系，不受干擾的影響。（3）維護簡單,壽命長.定尺和滑尺之間無接觸磨損,在機床上安裝簡單.使用時需要加防護罩，防止切屑進入定尺和滑尺之間劃傷導片以及免受灰塵、油霧的影響。（4）測量距離長。（5）成本低,易于生產。（6） 與旋轉變壓器相比,感應同步器的輸出信號比較微弱,需要一個放大倍數很高的前置放大器。5. 磁柵又叫磁尺，是一種高精度的位置檢測裝置,它由磁性標尺、拾磁磁頭和檢測電路組成，是根據拾磁原理進

8、行工作的。首先，用錄磁磁頭將一定波長的方波或正弦波信號錄制在磁性標尺上作為測量基準，檢測時根據與磁性標尺有相對位移的拾磁磁頭所拾取的信號，對位移進行檢測。磁柵可用于長度和角度的測量，精度高、安裝調整方便，對使用環境要求較低，如對周圍電磁場的抗干擾能力較強，在油污和粉塵較多的場合使用有較好的穩定性。高精度的磁柵位置檢測裝置可用于各種精密機床和數控機床。第4章 數控機床伺服驅動系統1. 對數控機床伺服系統的要求：調速范圍要寬；定位精度要高；動態響應快，無超調；低速大轉矩，過載能力強；可靠性高。2. 數控機床主軸驅動可采用直流電動機，也可采用交流電動機.與進給驅動不同的是，主軸驅動電動機的功率要求更

9、大，對轉速要求更高,但對調速性能的要求卻遠不如進給驅動那樣高。因此在主軸調速控制中，除采用調壓調速外還采用了弱磁升速的方法，進一步提高其最高轉速。3. （1）)按步進電動機輸出轉矩的大小，可分為快速步進電動機和功率步進電動機。（2）按轉矩產生的工作原理步進電動機分為可變磁阻式、永磁式和混合式三種基本類型。（3）按勵磁組數可分為兩相、三相、四相、五相、六相甚至八相步進電動機。（4）由電流的極性可分為單極性和雙極性步進電動機。（5）由運動的形式可分為旋轉、直線、平面步進電動機。4. 選擇驅動單元時，也要考慮驅動單元的價格在整臺數控機床中的比例。整臺數控機床價格較低的一般選擇步進驅動單元，而價格較高

10、的機床則選擇伺服驅動單元。但選擇驅動單元的同時，也要考慮驅動單元與數控系統的匹配問題，選擇閉環控制系統時必須選擇閉環的伺服驅動單元。交流伺服系統在許多性能方面都優于步進電動機,但在一些要求不高的場合也經常用步進電動機來作執行電動機。所以，在控制系統的設計過程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素，選用適當的控制電動機。第5章 數控機床可編程控制器1. P LC采用了典型的計算機結構，主要是由中央處理器(CPU)、存儲器(RAM/ROM)、輸入輸出接口(I/O)電路、通信接口及電源組成。2. （1）內裝型PLC實際上是CNC裝置帶有的PLC功能，一般作為一種基本的或可選擇的功能提供給用戶。（2

11、）系統硬件和軟件整體結構十分緊湊，且PLC所具有的功能針對性強，技術指標亦較合理、實用，尤其適用于單機數控設備的應用場合。（3）在系統的具體結構上，內裝型PLC可與CNC共用CPU，也可以單獨使用一個CPU；硬件控制電路可與CNC其他電路制作在同一塊印刷板上，也可以單獨制成一塊附加板，當CNC裝置需要附加PLC功能時，再將此附加板插裝到CNC裝置上,內裝PLC一般不單獨配置輸入/輸出接口電路，而是使用CNC系統本身的輸入/輸出電路；PLC控制電路及部分輸入/輸出電路(一般為輸入電路)所用電源由CNC裝置提供，無須另備電源。3. （1）獨立型PLC具有以下基本的功能結構：CPU 及其控制電路、系統程序存儲器