數(shù)控技術(shù)作業(yè)new.doc

1、 逐點比較法。直線，圓?。?、逆）例 設(shè)要加工直線為OA，其終點坐標為A（5，3），則終點計數(shù)J=xe+ye=5+3=8,加工過程的運算節(jié)拍如下表所示：例 現(xiàn)欲加工第一象限順圓弧AB，如圖5-8所示，起點A（0，4），終點B（4，0），試用逐點比較法進行插補。 2、步進電機進給伺服系統(tǒng)設(shè)計3、車床、銑床加工編程4、機床坐標抽5、感應同步器、旋轉(zhuǎn)變壓器原理6、刀具半徑補償?shù)亩x、作用及代碼7、數(shù)控機床分類8、時間分割法原理：每隔時間T（ms）進行一次插補,算出在這一時間間隔內(nèi)的進給量，邊計算邊輸出，直至達到終點。T：插補周期，大于插補運算所占用的CPU 時間，與加工精度和進給速度有關(guān)。一次插補進給量f: v:進給速度（mm/min） T:插補周期（ms） 9、滾珠絲杠原理及調(diào)隙方法原理：在絲杠和螺母上都有半圓形的螺旋槽，當它們套裝在一起時便成了滾珠的螺旋滾道。螺母上有滾珠回珠滾道，將數(shù)圈螺旋滾道的兩端連接成封閉的循環(huán)滾道，滾道內(nèi)裝滿滾珠，當絲杠旋轉(zhuǎn)時，滾珠在滾道內(nèi)自轉(zhuǎn)，同時又在封閉滾道內(nèi)循環(huán)，使絲杠和螺母相對產(chǎn)生軸向運動。當絲杠（或螺母）固定時，螺母（或絲杠）即可以產(chǎn)生相對直線運動，從而帶動工作臺作直線運動。調(diào)隙方法：墊片調(diào)整間隙法、齒差調(diào)整間隙法、螺紋調(diào)整間隙法10、齒輪調(diào)隙方法調(diào)試步驟：1)將兩斜齒輪分別與床身斜齒條各自接觸面接觸；2)逐漸手動頂緊溜板箱內(nèi)軸，軸上兩斜齒輪分別通過中間輪與、軸上兩斜齒輪嚙合，調(diào)整時軸軸向移動時帶動軸上兩斜齒輪軸向移動，由于斜齒輪螺旋角的作用，、軸上兩斜齒輪將產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，并和床身斜齒條緊密貼合；3)開動縱向進給溜板箱，使兩斜齒輪在床身斜齒條上滾動，同時用激光干涉儀檢測溜板箱縱向運動間隙，若間隙過大則繼續(xù)調(diào)整兩斜齒輪直至調(diào)整到運動靈活無間隙為準。數(shù)控技術(shù)復習題概論（作業(yè)3、4題）1-1名詞解釋：數(shù)字控制：它是指用數(shù)字化信號對機床運動及其加工過程中進行控制的一種方法。數(shù)控機床：數(shù)控機床是一種裝有程序控制系統(tǒng)（數(shù)控系統(tǒng)）的高效自動化機床。它綜合了綜合了計算機、自動控制、精密測量、機床的機構(gòu)設(shè)計與制造等方面的最新成果。點位控制系統(tǒng)：為點到點控制，只要刀具從某一位置向另一位置移動時，不管中間的軌跡如何，只要刀具最后能正確到達目標位置的控制方式，稱為點位控制。輪廓控制系統(tǒng)：能夠?qū)蓚€或兩個以上運動坐標的位移及速度進行連續(xù)相關(guān)的控制，因而可進行曲線或曲面的加工。開環(huán)伺服系統(tǒng)：開環(huán)控制系統(tǒng)是指不帶反饋的控制系統(tǒng).閉環(huán)伺服系統(tǒng)：在機床移動部件上直接裝有位置檢測裝置，將測量的結(jié)果直接反饋到數(shù)控裝置中，與輸入指令進行比較控制，使移動部件按照實際的要求運動，最終實現(xiàn)精確定位半閉環(huán)伺服系統(tǒng)：半閉環(huán)控制系統(tǒng)是在開環(huán)系統(tǒng)的絲杠上裝有角位移測量裝置，通過檢測絲杠的轉(zhuǎn)角間接地檢測移動部件的位移，反饋到數(shù)控系統(tǒng)中，由于慣性較大的機床移動部件不包括在檢測范圍之內(nèi)，因而稱作半閉環(huán)控制系統(tǒng)1-2. NC機床由哪幾部分組成，試用框圖 表示各部分之間的關(guān)系，并簡述各部分的基本功能。 程序編制及程序載體數(shù)控程序：是數(shù)控機床自動加工零件的工作指令。即把加工零件的所有運動、尺寸、工藝參數(shù)等加工信息，按規(guī)定的方法、格式和代碼，所編制的程序程序載體：存放程序以便輸入到數(shù)控裝置的裝置輸入裝置將所輸入的程序載體上的數(shù)控程序變成相應的電脈沖信號，傳送并存入數(shù)控裝置內(nèi)。數(shù)控裝置及強電控制裝置數(shù)控裝置：是接受輸入裝置送來的脈沖信號，經(jīng)過編譯、運算和邏輯處理后，輸出指令控制機床的各個部分，按程序動作的裝置強電控制裝置：是介于數(shù)控裝置和機床機械、液壓部件之間的控制系統(tǒng)。其主要作用是編譯、判斷和功率放大。伺服驅(qū)動系統(tǒng)及位置監(jiān)測裝置伺服驅(qū)動系統(tǒng)：由伺服驅(qū)動電路和伺服驅(qū)動裝置組成，并與機床的執(zhí)行部件和機械傳動部件組成數(shù)控機床的進給系統(tǒng)。機床的機械部件 機械部件包括主運動部件、進給運動執(zhí)行部件、床身、冷卻、定位夾緊裝置等1-3試從控制精度、系統(tǒng)穩(wěn)定性及經(jīng)濟性三方面，比較開環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)劣？開環(huán)控制：具有結(jié)構(gòu)簡單、系統(tǒng)穩(wěn)定、容易調(diào)試、成本低等優(yōu)點。但是系統(tǒng)對移動部件的誤差沒有補償和校正，所以精度低。一般適用于經(jīng)濟型數(shù)控機床和舊機床數(shù)控化改造。閉環(huán)系統(tǒng)：定位精度高、調(diào)節(jié)速度快。該系統(tǒng)調(diào)試工作困難。系統(tǒng)復雜并且成本高，適用于精度要求很高的數(shù)控機床，如精密數(shù)控鏜銑床、超精密數(shù)控車床等半閉環(huán)系統(tǒng)：系統(tǒng)閉環(huán)環(huán)路內(nèi)不包括機械傳動環(huán)節(jié)，可獲得穩(wěn)定的控制特性。機械傳動環(huán)節(jié)的誤差，可用補償?shù)霓k法消除，可獲得滿意的精度。中檔數(shù)控機床廣泛采用半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)1-4NC機床各分為幾類，它們各用于什么場合？一、按控制刀具與工件相對運動軌跡分類 點位控制或位置控制數(shù)控機床 輪廓控制數(shù)控機床 二、按加工方式分類 1.金屬切削類 如數(shù)控車、鉆、鏜、銑、磨、加工中心等。 2.金屬成型類 如數(shù)控折彎機、彎管機、四轉(zhuǎn)頭壓力機等。 3.特殊加工類 如數(shù)控線切割、電火花、激光切割機等。 4.其他類 如數(shù)控火焰切割機、三坐標測量機等。 三、按控制坐標軸數(shù)分類 1.兩坐標數(shù)控機床兩軸聯(lián)動用于加工 各種曲線輪廓的回轉(zhuǎn)體如數(shù)控車床。 2.三坐標數(shù)控機床三軸聯(lián)動多用于加工曲面零件如數(shù)控銑床、數(shù)控磨床。 3.多坐標數(shù)控機床四軸或五軸聯(lián)動多用于加工形狀復雜的零件。四、按驅(qū)動系統(tǒng)的控制方式分類 1. 開環(huán)控制數(shù)控機床 2. 閉環(huán)控制數(shù)控機床 3. 半閉環(huán)控制數(shù)控機1-5NC機床適用于加工哪些類型零件，不適用于哪些類型的零件，為什么？適用的：1、輪廓形狀復雜的零件2、表面粗糙度好的回轉(zhuǎn)體零件3、精度要求高的零件4、超精密、超低表面粗糙度的零件5、帶一些特殊類型螺紋的零件不適用的：需要長時間占機人工調(diào)整的粗加工內(nèi)容必須按照專用工裝協(xié)調(diào)的加工內(nèi)容毛坯上的加工余量不充分或不穩(wěn)定的加工部分一面加工一面不加工，其加工面又不能作為定位面的部分簡單的粗加工面必需使用細長銑刀加工的部位1-6解釋下列英文縮寫詞的中文含義DNC：直接數(shù)字控制系統(tǒng) CAD：計算機輔助設(shè)計CAM：計算機輔助制造 CAPP：計算機輔助工藝設(shè)計FMC：柔性制造單元 FMS：柔性制造系統(tǒng) CIMS：計算機管理制造系統(tǒng)1-7、FMC主要有哪兩種結(jié)構(gòu)形式？柔性制造單元有兩種形式：一種是加工中心配托盤交換系統(tǒng)，即托盤存儲庫式；另一種是數(shù)控機床配工業(yè)機器人，即機器人直接搬運式1-8、FMS一般由哪幾部分組成？及其優(yōu)點一般由加工、物流、信息流三個子系統(tǒng)組成優(yōu)點：設(shè)備利用率高；比分散單機作業(yè)時的產(chǎn)量提高數(shù)倍在制品減少80% 生產(chǎn)能力相對穩(wěn)定；發(fā)生故障時，有降級運轉(zhuǎn)的能力，物料傳送系統(tǒng)也有自行繞過故障的能力生產(chǎn)率高；裝卸一次完成，加工精度高，加工形勢穩(wěn)定運行靈活 產(chǎn)品應變能力大；刀具、夾具及物料運輸裝置具有可調(diào)性，且系統(tǒng)平面布置合理，便于增減設(shè)置，滿足市場需要1-9、什么是DNC方式？及未來發(fā)展趨勢。DNC方式使用一臺或幾臺計算機直接控制若干臺數(shù)控機床的系統(tǒng)控制方法發(fā)展趨勢：DNC集成技術(shù)DNC系統(tǒng)重構(gòu)技術(shù)現(xiàn)場總線式通訊結(jié)構(gòu)和局域網(wǎng)式通訊結(jié)構(gòu)適用于具有DNC接口功能的高檔進口數(shù)據(jù)系統(tǒng)的DNC系統(tǒng)生產(chǎn)管理軟件1-10、CIMS一般由哪幾部分組成？CIMS由四個功能分系統(tǒng)和兩個支撐分系統(tǒng)組成管理信息系統(tǒng)工程設(shè)計自動化分系統(tǒng)制造自動化分系統(tǒng)質(zhì)量保證分系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡(luò)分系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫分系統(tǒng)第1章計算機數(shù)控裝置（作業(yè)1、2、9、10、13） 1.1 簡述CNC裝置的工作過程CNC裝置的工作過程是在硬件的支持下，執(zhí)行軟件的過程。CNC裝置的工作原理是通過輸入設(shè)備輸入機床加工零件所需的各種數(shù)據(jù)信息，經(jīng)過譯碼、計算機的處理、運算，將每個坐標軸的移動分量送到其相應的驅(qū)動電路，經(jīng)過轉(zhuǎn)換、放大，驅(qū)動伺服電機，帶動坐標軸運動，同時進行實時位置反饋控制，使每個坐標軸都能精確移動到指令所要求的位置1.2 簡述CNC裝置的主要功能。CNC裝置的功能是指它滿足不同控制對象各種要求的能力，通常包括基本功能和選擇功能。1. 基本功能是數(shù)控系統(tǒng)必備的功能，如控制功能、準備功能、插補功能、進給功能、主軸功能、輔助功能、刀具功能、字符顯示功能和自診斷功能等。2. 選擇功能是供用戶根據(jù)不同機床的特點和用途進行選擇的功能，如補償功能、固定循環(huán)功能、通信功能和人機對話編程功能等。1.3 CNC裝置的單微處理機硬件結(jié)構(gòu)由幾部分組成？這種結(jié)構(gòu)有什么特點？單微處理機硬件結(jié)構(gòu)包括了微型計算機系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)：微處理器和總線、存儲器和接口等。接口包括I/O接口、串行接口、MDI/CRT接口，還包括數(shù)控技術(shù)中的控制單元部件接口電路以及其它選件接口等。特點：在單微處理機硬件結(jié)構(gòu)中，只有一個微處理器，以集中控制方法分時處理系統(tǒng)的各個任務1.4 CNC裝置的多微處理機硬件結(jié)構(gòu)由幾種功能模塊組成？該結(jié)構(gòu)有什么特點？CNC管理模塊 存儲器模塊 CNC插補模塊 位置控制模塊指令、數(shù)據(jù)的輸入、輸出及顯示模塊 PLC模塊特點：多個微處理器，同時處理系統(tǒng)的各個任務1.5 開放式數(shù)控系統(tǒng)的基本特征是什么？模塊化標準化平臺無關(guān)性可再次開發(fā)性適應網(wǎng)絡(luò)操作方式1.6 CNC裝置的軟件由幾部分組成？系統(tǒng)軟件分為管理軟件、控制軟件管理軟件：零件程序的輸入輸出、顯示、診斷控制軟件：譯碼、刀具補償、速度控制、插補運算、位置控制1.7 CNC裝置的軟件結(jié)構(gòu)有何特點？多任務并行處理：所謂的并行處理是指計算機在同一時間間隔內(nèi)完成兩種或兩種以上的性質(zhì)相同或不同的工作。并行處理的最大好處是提高了運算速度實時中斷處理（主要靠硬件完成）1.8 CNC裝置的軟件結(jié)構(gòu)類型有幾種？常見的CNC裝置的軟件結(jié)構(gòu)模式有兩種：前后臺型軟件結(jié)構(gòu)和中斷型軟件結(jié)構(gòu)。1.13 何為刀具長度補償？何為刀具半徑補償？刀具長度補償：是用來實現(xiàn)刀尖圓弧中心軌跡與刀架中心軌跡之間的轉(zhuǎn)換刀具半徑補償：數(shù)控機床加工過程中，它所控制的刀具的中心軌跡，為了方便起見，用戶總是按零件輪廓編制加工程序，在進行加工輪廓時，必須向零件的一側(cè)偏移一個刀具半徑值。1.14 簡述C功能刀具補償?shù)膬?yōu)點。尖角工藝性好，在加工內(nèi)輪廓時，可實現(xiàn)過切角動預報。1.15 簡述可編程控制器PLC構(gòu)成及特點？PLC由中央處理單元（CPU）、存儲器、輸入/輸出模塊、編程器、電源和外部設(shè)備等組成，并且內(nèi)部通過總線相連。PLC的特點：可靠性高靈活性好編程簡單帶負載能力強1.17 CNC系統(tǒng)的接口分為哪幾類？接口電路的主要任務是什么？接口分為四類：第I類是與驅(qū)動命令有關(guān)的連接電路；第II類是數(shù)控系統(tǒng)與檢測系統(tǒng)和測量傳感器間的連接電路；第III類是電源及保護電路；第IV類是通斷信號和代碼信號連接電路接口電路的主要任務如下：電平轉(zhuǎn)換和功率放大；防止干擾引起誤動作；數(shù)/模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換防止信號畸變第2章數(shù)控檢測裝置（作業(yè)1、2、3）2.1 數(shù)控機床對位置檢測裝置有何要求?怎樣對位置檢測裝置進行分類？要求：受溫度、濕度的影響小，工作可靠，能長期保持精度，抗干擾能力強；在機床執(zhí)行部件移動范圍內(nèi)，能滿足精度和速度的要求；使用維護方便，適應機床工作環(huán)境；成本低。分類：直接測量和間接測量直線型傳感器測量直線位移，回轉(zhuǎn)型傳感器測量角位移，則該測量方式為直接測量。若回轉(zhuǎn)型傳感器測量的角位移只是中間量，由它再推算出與之對應的工作臺直線位移，那么該測量方式為間接測量，其測量精度取決于測量裝置和機床傳動鏈兩者的精度增量式測量和絕對式測量增量式測量的特點是只測量位移增量，即工作臺每移動一個測量單位，測量裝置便發(fā)出一個測量信號，此信號通常是脈沖形式。絕對式測量的特點是被測的任一點的位置都由一個固定的零點算起，每一測量點都有一對應的測量值。數(shù)字式測量和模擬式測量數(shù)字式測量以量化后的數(shù)字形式表示被測的量。數(shù)字式測量的特點是測量裝置簡單，信號抗干擾能力強，且便于顯示處理。模擬式測量是將被測的量用連續(xù)的變量表示。如用電壓變化、相位變化來表示。2.2 簡述旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理，并說明它的應用。旋轉(zhuǎn)變壓器是根據(jù)互感原理工作的。它的結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造保證了定子與轉(zhuǎn)子之間的空氣隙內(nèi)的磁通分布呈正（余）弦規(guī)律，當定子繞組上加交流激磁電壓（為交變電壓，頻率為24kHz）時，通過互感在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應電動勢應用：鑒相型應用：旋轉(zhuǎn)變壓器的定子兩相正交繞組即正弦繞組S和余弦繞組C中分別加上幅值相等、頻率相同而相位相差90的正弦交流電壓鑒幅型應用：定子兩相繞組的激磁電壓為頻率相同、相位相同而幅值分別按正弦、余弦規(guī)律變化的交變電壓2.3 簡述感應同步器的工作原理，并說明它的應用感應同步器的工作原理與旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理相似。當勵磁繞組與感應繞組間發(fā)生相對位移時，由于電磁耦合的變化，感應繞組中的感應電壓隨位移的變化而變化，感應同步器和旋轉(zhuǎn)變壓器就是利用這個特點進行測量的。應用：鑒相方式：將滑尺的正弦繞組和余弦繞組分別通以幅值相同、頻率相同、相位相差90的交流電壓，在一個節(jié)距內(nèi)，與滑尺移動距離是一一對應的，通過測量定尺感應電勢相位，便可測出定尺相對滑尺的位移。鑒幅方式：將滑尺的正弦繞組和余弦繞組分別通以頻率相同、相位相同，但幅值不同的交流電壓2.4 簡述光柵的構(gòu)成和工作原理光柵是利用光的透射、衍射現(xiàn)象制成的光電檢測元件，它主要由光柵尺(包括標尺光柵和指示光柵)和光柵讀數(shù)頭兩部分組成2.5 簡述磁柵的構(gòu)成和工作原理它由磁性標尺，拾磁磁頭和檢測電路組成原理：勵磁電流在一個周期內(nèi)兩次過零、兩次出現(xiàn)峰值。對應的磁開關(guān)通斷各兩次。磁路由通到斷的時間內(nèi)，輸出線圈中交鏈磁通量00；磁路由斷到通的時間內(nèi)，輸出線圈中交鏈磁通量由00。0是由磁性標尺中磁信號決定，由此可見輸出線圈中輸出的是一個調(diào)幅信號2.6 簡述光電脈沖編碼器的構(gòu)成和工作原理在一個圓盤的圓周上刻有相等間距線紋，分為透明和不透明的部分，稱為圓光柵。圓光柵與工作軸一起旋轉(zhuǎn)。與圓光柵相對平行地放置一個固定的扇形薄片，稱為指示光柵，上面刻有相差14節(jié)距的兩個狹縫(在同一圓周上，稱為辨向狹縫)。此外還有一個零位狹縫(一轉(zhuǎn)發(fā)出一個脈沖)。脈沖編碼器通過十字連接頭或鍵與伺服電機相連，它的法蘭盤固定在電機端面上，罩上防護罩，構(gòu)成一個完整的檢測裝置。第三章 數(shù)控伺服系統(tǒng)（作業(yè)1、2、3、5）3.1 簡述數(shù)控伺服系統(tǒng)的組成和作用。組成：由驅(qū)動控制單元、執(zhí)行單元、機床以及反饋檢測元件、比較環(huán)節(jié)，傳動裝置等組成作用：數(shù)控伺服系統(tǒng)的作用在于接受來自數(shù)控裝置的進給脈沖信號，經(jīng)過一定的信號變換及電壓、功率放大，驅(qū)動機床移動部件實現(xiàn)運動，并保證動作的快速性和準確性3.2 數(shù)控機床對伺服系統(tǒng)有哪些基本要求？精度高快速響應特性好調(diào)速范圍寬系統(tǒng)可靠性好3.3 數(shù)控伺服系統(tǒng)有哪幾種類型？簡述各自的特點。按控制方式和有無檢測反饋環(huán)節(jié)分類開環(huán)系統(tǒng)：沒有位置檢測器及反饋線路，精度差，結(jié)構(gòu)簡單，易于調(diào)整閉環(huán)系統(tǒng)：根據(jù)來自檢測裝置的反饋信號與指令信息比較的結(jié)果進行速度和位置的控制按伺服系統(tǒng)的用途和功能分類進給驅(qū)動系統(tǒng)：用于數(shù)控機床工作臺或刀架坐標的控制系統(tǒng)，來控制機床各坐標軸的切削進給運動，并提供切削過程所需的轉(zhuǎn)矩主軸驅(qū)動系統(tǒng)：控制機床主軸的旋轉(zhuǎn)運動，為機床主軸提供驅(qū)動功率和所需的切削力。按執(zhí)行元件的類別分類直流系統(tǒng)：具有電刷和機械轉(zhuǎn)向器，不利于向大容量、高電壓、高速度方向發(fā)展交流系統(tǒng)：容易維護、制造簡單、易于向大容量、高速方向發(fā)展3.4 簡述步進電機的分類及其一般工作原理。從結(jié)構(gòu)上看，它分為反應式與激磁式，激磁式又可分為供電激磁和永磁式兩種。按定子數(shù)目可分為單段定子式與多段定子式。按相數(shù)可分為單相、兩相、三相及多相，轉(zhuǎn)子做成多極。原理：步進電機是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)。當步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度(稱為“步距角”)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。3.5 什么是步距角？步進電機的步距角大小取決于哪些因素？步距角：步進電機繞組的通電狀態(tài)每次改變一次，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度取決于定子相數(shù)m，轉(zhuǎn)子齒數(shù)z，通電方式系數(shù)k。3.6 試比較交流和直流伺服電機的特點直流伺服電機的特點1、過載倍數(shù)大，時間長； 2、具有大的轉(zhuǎn)矩/慣量比，電機的加速大，響應快。3、低速轉(zhuǎn)矩大，慣量大，可與絲桿直接相聯(lián)，省去了齒輪等傳動機構(gòu)?？商岣吡藱C床的加工精度。4、調(diào)速范圍大，與高性能的速度控制單元組成速度控制系統(tǒng)時，調(diào)速范圍超過12000。5、帶有高精度的檢測元件(包括速度和轉(zhuǎn)子位置檢測元件)；6、電機允許溫度可達150180，由于轉(zhuǎn)子溫度高，它可通過軸傳到機械上去，這會影響機床的精度7、由于轉(zhuǎn)子慣性較大，因此電源裝置的容量以及機械傳動件等的剛度都需相應增加。8、電刷、維護不便交流伺服電機的特點在同樣體積下，交流伺服電機的輸出功率比直流電機提高10%70%，且可達到的轉(zhuǎn)速比直流電機高3.7 分析交流和直流伺服電機的速度調(diào)節(jié)方式。3.8 步進式伺服系統(tǒng)是如何對機床工作臺的位移、速度和進給方向進行控制的？3.9 如何提高步進式伺服驅(qū)動系統(tǒng)的精度？傳動間隙補償螺距誤差補償細分線路3.10 簡述鑒相式伺服系統(tǒng)的組成主要由基準信號發(fā)生器、脈沖調(diào)相器、檢測元件及信號處理線路、鑒相器、驅(qū)動線路和執(zhí)行元件等組成。3.11 簡述鑒幅式伺服系統(tǒng)的組成該系統(tǒng)由測量元件及信號處理線路、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、比較器、放大環(huán)節(jié)和執(zhí)行元件五部分組成。3.12 鑒幅式伺服系統(tǒng)中，基準信號發(fā)生器的作用是什么？發(fā)生器的任務是根據(jù)電壓頻率轉(zhuǎn)換器輸出脈沖的多少和方向，生成測量元件的激磁信號VS和VK 。VS=Vmsinsint VK=Vmcossint3.13 簡述脈沖比較式伺服系統(tǒng)的組成組成：脈沖比較式伺服系統(tǒng)可由指令信號、反饋測量信號、比較器、轉(zhuǎn)換器、驅(qū)動執(zhí)行元件等幾個主要環(huán)節(jié)組成3.15 簡述CNC數(shù)字伺服系統(tǒng)的位置檢測組件的組成和作用。組成：位置檢測組件由檢波器、電壓頻率轉(zhuǎn)換器、正余弦信號發(fā)生器和實際位置計數(shù)器等電路組成作用：實時測量執(zhí)行部件的位移和速度信號，并變換成位置控制單元所要求的信號形式，將運動部件現(xiàn)實位置反饋到位置控制單元，以實施閉環(huán)控制。它是閉環(huán)、半閉環(huán)進給伺服系統(tǒng)的重要組成部分。第四章 數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)（1、6）4.1 數(shù)控機床對機械結(jié)構(gòu)的基本要求是什么？提高數(shù)控機床性能的措施主要有哪些？數(shù)控機床對機械結(jié)構(gòu)的基本要求如下：具有較高的靜、動剛度和良好的抗振性 具有良好的熱穩(wěn)定性具有較高的運動精度與良好的低速穩(wěn)定性具有良好的操作、安全防護性能提高數(shù)控機床性能的措施主要包括以下幾個方面：合理選擇數(shù)控機床的總體布局提高結(jié)構(gòu)件的剛度 提高機床抗振性改善機床的熱變形 保證運動的精度和穩(wěn)定4.2 數(shù)控機床采用斜床身布局有什么優(yōu)點？斜床身布局的數(shù)控車床（導軌傾斜角度通常選擇45、60和75），不僅可以在同等條件下，改善受力情況；而且還可通過整體封閉式截面設(shè)計，提高床身的剛度。特別是自動換刀裝置的布置較方便 4.4 什么叫“箱中箱”結(jié)構(gòu)？高速加工機床為什么要采用 “箱中箱”結(jié)構(gòu)？ “內(nèi)外雙框架”即“箱中箱”（box in box）結(jié)構(gòu)。高速加工機床需要同時滿足高移動速度，高加速度、高主軸轉(zhuǎn)速以及高精度加工的要求，因而在結(jié)構(gòu)布局上需要集高速、高精度和高剛度于一體4.5 什么叫虛擬軸機床？其結(jié)構(gòu)特點是什么？與傳統(tǒng)機床相比它具有哪些主要優(yōu)點？虛擬軸機床又稱并聯(lián)機床 ,實質(zhì)上是機器人技術(shù)和機床技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物虛擬軸機床的基座與主軸平臺間是由六根桿并聯(lián)地連接的，稱之為并聯(lián)結(jié)構(gòu)。優(yōu)點：比剛度高、響應速度快及運動精度高。4.6 數(shù)控機床對主傳動系統(tǒng)的基本要求是什么？在數(shù)控機床上實現(xiàn)主傳動的無級變速方式主要有哪幾種？數(shù)控機床對主傳動系統(tǒng)的基本要求如下：為了達到最佳切削效果，一般都應在最佳切削條件下工作，因此，主軸一般都要求能自動實現(xiàn)無級變速。要求機床主軸系統(tǒng)必須具有足夠高的轉(zhuǎn)速和足夠大的功率，以適應高速、高效的加工需要。為了降低噪聲、減輕發(fā)熱、減少振動主傳動系統(tǒng)應簡化結(jié)構(gòu)，減少傳動件。在加工中心上，還必須具有安裝刀具和刀具交換所需的自動夾緊裝置，以及主軸定向準停裝置，以保證刀具和主軸、刀庫、機械手的正確嚙合。為了擴大機床功能，實現(xiàn)對C軸位置（主軸回轉(zhuǎn)角度）的控制，主軸還需要安裝位置檢測裝置，以便實現(xiàn)對主軸位置的控制主傳動的無級變速通常有以下三種方法：采用交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)實現(xiàn)無級變速傳動，在早期的數(shù)控機床或大型數(shù)控機床（主軸功率超過100kw ）上，也有采用直流主軸驅(qū)動系統(tǒng)的情況。在經(jīng)濟型、普及型數(shù)控機床上，為了降低成本，可以采用變頻器帶變頻電機或普通交流電機實現(xiàn)無級變速的方式。在高速加工機床上，廣泛使用主軸和電機一體化的新穎功能部件電主軸。電主軸的電機轉(zhuǎn)子和主軸一體，無需任何傳動件，可以使主軸達到數(shù)萬轉(zhuǎn)、甚至十幾萬轉(zhuǎn)的高速。4.7 數(shù)控機床的主傳動增加輔助機械變速裝置的作用是什么？4.8 什么叫電主軸？數(shù)控機床采用電主軸有哪些優(yōu)點？4.9 常用的主軸軸承有哪幾種？它們在性能上有何區(qū)別？錐孔雙列圓柱滾子軸承雙列推力向心球軸承雙列圓錐滾子軸承帶凸肩的雙列圓錐滾子軸承4.10數(shù)控機床對進給傳動系統(tǒng)的基本要求是什么？進給傳動系統(tǒng)的基本型式有哪幾種？ 數(shù)控機床對機械傳動系統(tǒng)的要求可以概括如下： 提高傳動部件的剛度減小傳動部件的慣量減小傳動部件的間隙減小系統(tǒng)的摩擦阻力在數(shù)控機床上，實現(xiàn)直線進給運動主要有三種型式：通過絲杠（通常為滾珠絲杠或靜壓絲杠）螺母副，將伺服電機的旋轉(zhuǎn)運動變成直線運動。通過齒輪、齒條副，將伺服電機的旋轉(zhuǎn)運動變成直線運動。直接采用直線電機進行驅(qū)動4.11 什么叫直線電機？數(shù)控機床采用直線電機驅(qū)動有什么優(yōu)點？采用直線電機驅(qū)動與旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動相比，它具有以下優(yōu)點：（1）采用直線電機驅(qū)動，不需要絲杠、齒輪齒條等轉(zhuǎn)換裝置即能直接實現(xiàn)直線運動，因此，它大大簡化了進給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了傳遞效率。（2）采用直線電機驅(qū)動時，則可以不受旋轉(zhuǎn)速度的限制，它可以達到大于100m/min的進給速度和大于10/的加速度。（3）直線電機從根本上消除傳動環(huán)節(jié)，故進給系統(tǒng)的精度高、剛度大、快速性和穩(wěn)定性好，噪聲很小或無噪聲。4.12 滾珠絲杠螺母副的循環(huán)方式有哪幾種？怎樣實現(xiàn)滾珠絲杠螺母副的預緊？4.13 滾珠絲杠螺母副的支承型式有哪幾種？ 一端固定、一端自由的支承方式（GZ方式）一端固定、一端游動的支承方式（GY方式）兩端支承方式（JJ方式）4.14 滾珠絲杠螺母副與電機間的連接形式有哪幾種？ 聯(lián)軸器直接聯(lián)接通過齒輪聯(lián)接通過同步齒形帶聯(lián)接4.15 數(shù)控機床對導軌的基本要求是什么？數(shù)控機床的導軌主要有哪幾種？它們各有什么特點？數(shù)控機床對導軌的主要要求如下：1.導向精度高精度保持性好足夠的剛度良好的摩擦特性種類及特點：1.滑動導軌（分為普通鑄鐵導軌和鑲粘塑料導軌）滑動導軌具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、剛度好、抗振性高等優(yōu)點，是機床上使用最廣泛的導軌形式鑲粘塑料導軌不僅可以滿足機床對導軌的低摩擦、耐磨、無爬行、高剛度的要求，同時又具有生產(chǎn)成本低、應用工藝簡單、經(jīng)濟效益顯著等特點2. 滾動導軌（滾珠導軌、滾柱導軌、滾針導軌）靈敏度高，且其動摩擦與靜摩擦系數(shù)相差甚微，因而運動平穩(wěn)，低速移動時不易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。定位精度高，重復定位精度可達0.2um。摩擦阻力小，移動輕便，磨損小，精度保持性好，壽命長。靜壓導軌4.16滾動導軌具有哪些優(yōu)點？（1）動、靜摩擦力之差很小，靈敏性極好（2）驅(qū)動電機的功率大幅度下降（3）適合于高速、高精度加工的機床（4）可以實現(xiàn)無間隙運動，提高進給系統(tǒng)的運動精度。（5）滾動導軌成對使用時，降低基礎(chǔ)件的機械制造成本與難度。（6）導軌副的接觸應力小，承載能力大大提高。（7）導軌采用表面硬化處理工藝，具有良好的可校性。（8）滾動導軌對安裝面的要求較低，簡化了機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計，降低了機床加工、制造成本。4.17 數(shù)控機床對自動換刀裝置的基本要求是什么？常用的換刀裝置有哪些結(jié)構(gòu)型式？基本要求：在數(shù)控機床上，實現(xiàn)刀具自動交換的裝置稱為自動換刀裝置。作為自動換刀裝置的功能，它必須能夠存放一定數(shù)量的刀具，即：有刀庫或刀架；并能完成刀具的自動交換。結(jié)構(gòu)形式：無機械手換刀方式是通過刀庫與機床主軸的相對運動，結(jié)合刀庫的回轉(zhuǎn)運動實現(xiàn)刀具自動交換的方式。機械手換刀是利用機械手實現(xiàn)主軸和刀庫間刀具交換的方式。它可以克服無機械手換刀的缺點，刀具交換速度快，刀具數(shù)量多，刀庫布局靈活，使用范圍廣。4.18 簡述立式加工中心無機械手換刀的主要動作過程。主軸定向準停。刀庫向右運動主軸箱上升刀庫旋轉(zhuǎn)將下一步需要的刀具轉(zhuǎn)到主軸下。主軸箱下降刀庫快速向左返回4.19 簡述立式加工中心凸輪機械手換刀的動作過程。刀具被安裝在刀庫的刀座上（刀座的數(shù)量根據(jù)不同的機床有所不同），刀庫連同刀座可以由回轉(zhuǎn)電機通過回轉(zhuǎn)蝸桿帶動進行旋轉(zhuǎn)，使所需要的刀具回轉(zhuǎn)到刀具交換位置，實現(xiàn)選刀動作。選刀完成后，可以通過刀座轉(zhuǎn)位氣缸將刀具交換位置的刀具連同刀座向下旋轉(zhuǎn)90，使刀具軸線和主軸軸線平行，以便機械手進行換刀。4.20 數(shù)控機床對回轉(zhuǎn)工作臺的基本要求是什么？常用的回轉(zhuǎn)工作臺有哪幾種？它們各有什么特點？1.分度工作臺分度工作臺只能完成分度運動。它可以是按照數(shù)控系統(tǒng)的指令，在需要分度時，將工作臺連同工件回轉(zhuǎn)一定的角度并定位數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺回轉(zhuǎn)工作臺不但能完成分度運動，而且還能進行連續(xù)圓周進給運動。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺可以按照數(shù)控系統(tǒng)的指令，進行連續(xù)回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)速度是無級、連續(xù)可調(diào)的。數(shù)控加工編程（1或2、3）1、在CK7815型數(shù)控車床上對圖3-19(a)所示的零件進行精加工，圖中F85mm不加工。要求編制，精加工程序。(a)(b) f80f85f80f62f5M48X1.565602060603Xf45R701X45155290f44.8f200T01T02T033515535355O350X2螺紋車刀外圓車刀切槽刀Z1X45N0001 G50 X200.0 Z350.0 T01 設(shè)定起刀點N0002 S630 M03 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速630r/minN0003 G00 X41.8 Z292.0 M08 快進至X=41.8mm，Z=292mm，開切削液 N0004 G01 X47.8 Z289.0 F0.15 工進至X=47.8mm，Z=289mm，速度0.15mm/r（倒角） Z227.0 Z向工進至Z =227mm(精車F47.8mm螺紋外徑) X50.0 X向工進至X =50mm(退刀) X62.0 W-60.0 X向工進至X =62mm(退刀)，-Z 向工進60mm(精車錐面) Z155.0 Z向工進至Z =155mm(精車F62mm外圓) X78.0 X向工進至X =78mm(退刀) X80.0 W-1.0 X向工進至X =80mm(退刀)，-Z向工進1mm(倒角) W-19.0 -Z向工進19mm(精車F80mm外圓) N0005 G02 W-60.0 I63.25 K-30.0 順圓-Z向工進60mm(精車圓弧)N0006 G01 Z65.0 Z向工進至Z =65mm(精車F80mm外圓) X90.0 X向工進至X =90mmN0007 G00 X200.0 Z350.0 T01 M09 返回起刀點;取消刀具補償，同時關(guān)切削液 N0008 M06 T02 換刀，并進行刀具補償N0009 S315 M03 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速315r/minN0010 G00 X51.0 Z227.0 M08 快進至X=51mm，Z=227mm，開切削液 N0011 G01 X45.0 F0.16 X向工進至X=45mm，速度0.16mm/r（車F45mm槽）N0012 G04 P1000.0 暫停進給1SN0013 G00 X51.0 X向快退至X =51mm(退刀) X200.0 Z350.0 T02 M09返回起刀點，取消刀具補償，同時關(guān)切削液N0014 M06 T03 換刀，并進行刀具補償N0015 S200 M03 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速200r/minN0016 G00 X62.0 Z292.0 M08 快進至X=62mm，Z=292mm，開切削液N0017 G92 X47.54 Z228.5 F1.5 X46.94 螺紋切削循環(huán)，螺距1.5mm X46.38N0018 G00 X200.0 Z350.0 T03 M09 返回起刀點，取消刀具補償，同時關(guān)切削液N0019 M05 主軸停N0020 M30 程序結(jié)束 2、編制圖3-20所示零件的數(shù)控程序，雙點畫線為f2570的坯料，粗車每次切深約1mm，精車余量為0.5。10253141506514f25f24f16f20f16f12f14 +X+ZC0.5C1f200T01T02355355外圓車刀切槽刀100N1 G90 T01N2 G92 X200. Z100. 建立工件坐標系N3 S1000 M03 主軸正轉(zhuǎn)1000r/minN4 G00 X27. Z0 車端面進刀點N5 G01 X-0.5 F80N6 G00 Z2. X23. 第一次粗車進刀點N7 G01 Z-44.5 F100 X25.N8 G00 Z2. X21. 第二次粗車進刀點N9 G01 Z-44.5 F100 X23.N10 G00 Z2. X19 第三次粗車進刀點 N11 G01 Z-30.5 F100 X21.N12 G00 Z2. X17. 第四次粗車進刀點 N13 G01 Z-30.5 F100 X19.N14 G00 Z2. X15. 第五次粗車進刀點N15 G01 Z-10. F100 X17.N16 G00 Z2. X13. 第六次粗車進刀點 N17 G01 Z-10. F100 X15.N18 G00 Z2. X9. 第七次粗車進刀點 N19 G01 X13. Z-5. F80N20 G00 Z2. X0. 精車進刀點N21 G01 Z0 F70N22 G03 X12. Z-6. I0 K-6. 車頭部圓弧N23 G01 Z-10. F80 車f12柱面 X14. X16. Z-25. 車錐面 Z-31 X18 X20. Z-32. 車C1倒角 Z-45. X23. X24. Z-45.5 車C0.5倒角 Z-55. 車f24柱面 N24 G00 X100. Z200. 快退至換刀點N25 M06 T02 換切槽刀T02N26 G00 X25. Z-45. 快進至切槽進刀點N27 G01 X16.