《数控维修技术》答案8 一、选择（每题2分，共20分） 1B 2C 3D 4B 5D 6A 7C 8D 9A 10B 二、填空题（每空2分，共20分） 1、脉冲频率 2、开 3、速度 4、主板与I/0板 5、点位控制、直线控制和轮廓控制 开环、闭环 三、判断题（每题2分，共20分） 1、× 2、× 3、√ 4、× 5、√ 四、简答题（每题8分，共40分） 1、答：液压拨叉是一种用一只或几只液压缸带动齿轮移动的变速机构。右图为 三位液压拨叉的原理图，其具有液压缸1与5、活塞2、拨叉3和套筒4，通过 电磁阀改变不同的通油方式可获得三个位置。 1)当液压缸1通入液压油而液压缸5卸压时，活塞杆2便带动拨叉3向左移至 极限位置。 2)当液压缸5通入液压油而液压缸1卸压时，活塞 杆2和套筒4一起移至右极限位置。 3)当左右缸同时通入压力油时，由于活塞杆2两端 直径不同使其向左移动，而由于套筒4和活塞杆2 截面直径不同，而使套筒4向右的推力大于活塞杆2 向左的推力，因此套筒4压向液压缸的右端，而活塞 杆2紧靠套筒4的右面，拨叉处于中间位置。 y 2、答：采用电气准停控制有如下优点： (1)简化机械结构与机械准停相比，电气准停只需在这种旋转部件和固
《数控维修技术》答案 8 一、选择（每题 2 分，共 20 分） 1 B 2 C 3 D 4 B 5 D 6A 7 C 8 D 9 A 10 B 二、填空题（每空 2 分，共 20 分） 1、脉冲频率 2、 开 3、速度 4、主板 与 I/O 板 5、 点位控制 、 直线控制 和 轮廓控制 开环 、闭环 三、判断题（每题 2 分，共 20 分） 1、 × 2、× 3、 √ 4、 × 5、 √ 四、简答题（每题 8 分，共 40 分） 1、答：液压拨叉是一种用一只或几只液压缸带动齿轮移动的变速机构。右图为 三位液压拨叉的原理图，其具有液压缸 1 与 5、活塞 2、拨叉 3 和套筒 4，通过 电磁阀改变不同的通油方式可获得三个位置。 1）当液压缸 1 通入液压油而液压缸 5 卸压时，活塞杆 2 便带动拨叉 3 向左移至 极限位置。 2）当液压缸 5 通入液压油而液压缸 1 卸压时，活塞 杆 2 和套筒 4 一起移至右极限位置。 3）当左右缸同时通入压力油时，由于活塞杆 2 两端 直径不同使其向左移动，而由于套筒 4 和活塞杆 2 截面直径不同，而使套筒 4 向右的推力大于活塞杆 2 向左的推力，因此套筒 4 压向液压缸的右端，而活塞 杆 2 紧靠套筒 4 的右面，拨叉处于中间位置。 2、答：采用电气准停控制有如下优点： （1）简化机械结构 与机械准停相比，电气准停只需在这种旋转部件和固
定部件上安装传感器即可。 (2)缩短准停时间准停时间包括在换刀时间内，而换刀时间是加工中心 的一项重要指标。采用电气准停，即使主轴在高速转动时，也能快速定位于准停 位置。 (3)可靠性增加由于无需复杂的机械、开关、液压缸等装置，也没有机 械准停所形成的机械冲击，因而准停控制的寿命与可靠性大大增加。 (4)性能价格比提高由于简化了机械结构和强电控制逻辑，这部分的成 本大大降低。但电气准停常作为选择功能，订购电气准停附件需另加费用。但总 体来看，性价比大大提高。 3、答：数控机床的控制可分为二大部分：一部分是坐标轴运动的位置控制：另 一部分是数控机床加工过程的顺序控制。在讨论PLC、CNC和机床各机械部件、 机床辅助装置、强电线路之间的关系时，常把数控机床分为“NC侧”和“MT侧” (即机床侧)两大部分。“NC侧”包括CNC系统的硬件和软件、以及与CNC系统 连接的外部设备。“MT侧”包括机床机械部分及其液压、气压、冷却、润滑、排 屑等辅助装置，机床操作面板，继电器线路，机床强电线路等。PLC处于CNC和 MT之间，对NC侧和MT侧的输入、输出信号进行处理。 MT侧顺序控制的最终对象随数控机床的类型、结构、辅助装置等的不同而有很 大差别。机床机构越复杂，辅助装置越多，最终受控对象也越多。一般来说，最 终受控对象的数量和顺序控制程序的复杂程度从低到高依次为CNC车床、CNC铣 床、加工中心、FMC、FMS。 4、答：1)开关量输入电路中常使用触点型行程开关，无触点型感应开关或霍耳 开关等，加之数控装置的输入电路有各种形式，所以要注意开关量信号检测元件 与CNC接口电路的配接。 2)在开关量输出电路中，当被控对象是电磁阀、电磁离合器等交流负载，或 虽是直流负载，但工作电压或电流超过输出信号的最大允许值，应首先驱动24V 中间继电器，然后用其触点控制强电线路中的功率接触器或直接驱动负载。同时 应注意，中间继电器线圈一定要并联保护二极管，并注意二极管的方向，以便当 线圈切断时，为电流提供释放回路，否则极易损坏驱动电路。 3)为提高整个系统的抗干扰能力，弱电信号与强电驱动信号在走线槽中要尽 量分别走线。并且无触点型在交流接触器线圈两端要就近并联C灭弧器。交流 电动机每相之间也要用一个灭弧器，每个交流电动机用三个
定部件上安装传感器即可。 （2）缩短准停时间 准停时间包括在换刀时间内，而换刀时间是加工中心 的一项重要指标。采用电气准停，即使主轴在高速转动时，也能快速定位于准停 位置。 （3）可靠性增加 由于无需复杂的机械、开关、液压缸等装置，也没有机 械准停所形成的机械冲击，因而准停控制的寿命与可靠性大大增加。 （4）性能价格比提高 由于简化了机械结构和强电控制逻辑，这部分的成 本大大降低。但电气准停常作为选择功能，订购电气准停附件需另加费用。但总 体来看，性价比大大提高。 3、答：数控机床的控制可分为二大部分：一部分是坐标轴运动的位置控制；另 一部分是数控机床加工过程的顺序控制。在讨论 PLC、CNC 和机床各机械部件、 机床辅助装置、强电线路之间的关系时，常把数控机床分为“NC 侧”和“MT 侧” （即机床侧）两大部分。“NC 侧”包括 CNC 系统的硬件和软件、以及与 CNC 系统 连接的外部设备。“MT 侧”包括机床机械部分及其液压、气压、冷却、润滑、排 屑等辅助装置，机床操作面板，继电器线路，机床强电线路等。PLC 处于 CNC 和 MT 之间，对 NC 侧和 MT 侧的输入、输出信号进行处理。 MT 侧顺序控制的最终对象随数控机床的类型、结构、辅助装置等的不同而有很 大差别。机床机构越复杂，辅助装置越多，最终受控对象也越多。一般来说，最 终受控对象的数量和顺序控制程序的复杂程度从低到高依次为 CNC 车床、CNC 铣 床、加工中心、FMC、FMS。 4、答：1)开关量输入电路中常使用触点型行程开关，无触点型感应开关或霍耳 开关等，加之数控装置的输入电路有各种形式，所以要注意开关量信号检测元件 与 CNC 接口电路的配接。 2)在开关量输出电路中，当被控对象是电磁阀、电磁离合器等交流负载，或 虽是直流负载，但工作电压或电流超过输出信号的最大允许值，应首先驱动 24V 中间继电器，然后用其触点控制强电线路中的功率接触器或直接驱动负载。同时 应注意，中间继电器线圈一定要并联保护二极管，并注意二极管的方向，以便当 线圈切断时，为电流提供释放回路，否则极易损坏驱动电路。 3)为提高整个系统的抗干扰能力，弱电信号与强电驱动信号在走线槽中要尽 量分别走线。并且无触点型在交流接触器线圈两端要就近并联 RC 灭弧器。交流 电动机每相之间也要用一个灭弧器，每个交流电动机用三个
5、答：CNC装置是一个机床计算机控制系统，其数控系统软件必须完成管理和 控制两种不同性质的任务。 数控系统的基本任务（核心任务）是进行机床的自动加工控制，因此，数控 系统的核心控制模块主要有预处理模块、插补计算模块、位置控制模块和PLC 控制模块等。 数控系统的管理系统是实现CNC系统协调工作的主体，它管理着数控加工程 序从输入，预处理，到插补计算，位置控制和输入、输出控制的全过程，并管理 着系统参数设置，刀具参数设置，数控加工程序的编辑，数据的输入、输出及在 各种机床运行方式下操作员的操作处理等各种人机交互过程。除此之外，先进的 数控系统的系统管理程序还能适时运行诊断模块以便及时判断和消除故障，并能 进行通信、联网等功能的管理。 CNC装置的系统软件具有多任务性和实时性两大特点。CNC系统中要管理和 控制的任务很多，如：当CNC装置正处于加工控制状态时，为了保证加工的连续 性，在各程序段之间不能停顿，因此，各数控加工程序段的预处理、插补计算、 位置控制和各种辅助控制任务都要及时进行；为了使操作人员及时了解和干预 CNC系统工作状态，系统在执行加工任务的同时还应该及时进行一些人机交互工 作，即：显示加工状态，接受操作人员通过面板输入的各种改变系统工作状态的 控制信号等：为了及时检查和预报硬、软件的各种故障，系统在运行控制程序和 人机交互程序的同时还要及时运行诊断程序：此外，系统还可能被要求及时完成 通信等其它任务。可见，理想的管理程序，如前所述，应具有多任务实时处理能 力。 五、计算题（每题10，共10分） 6
5、答：CNC 装置是一个机床计算机控制系统，其数控系统软件必须完成管理和 控制两种不同性质的任务。 数控系统的基本任务（核心任务）是进行机床的自动加工控制，因此，数控 系统的核心控制模块主要有预处理模块、插补计算模块、位置控制模块和 PLC 控制模块等。 数控系统的管理系统是实现 CNC 系统协调工作的主体，它管理着数控加工程 序从输入，预处理，到插补计算，位置控制和输入、输出控制的全过程，并管理 着系统参数设置，刀具参数设置，数控加工程序的编辑，数据的输入、输出及在 各种机床运行方式下操作员的操作处理等各种人机交互过程。除此之外，先进的 数控系统的系统管理程序还能适时运行诊断模块以便及时判断和消除故障，并能 进行通信、联网等功能的管理。 CNC 装置的系统软件具有多任务性和实时性两大特点。CNC 系统中要管理和 控制的任务很多，如：当 CNC 装置正处于加工控制状态时，为了保证加工的连续 性，在各程序段之间不能停顿，因此，各数控加工程序段的预处理、插补计算、 位置控制和各种辅助控制任务都要及时进行；为了使操作人员及时了解和干预 CNC 系统工作状态，系统在执行加工任务的同时还应该及时进行一些人机交互工 作，即：显示加工状态，接受操作人员通过面板输入的各种改变系统工作状态的 控制信号等；为了及时检查和预报硬、软件的各种故障，系统在运行控制程序和 人机交互程序的同时还要及时运行诊断程序；此外，系统还可能被要求及时完成 通信等其它任务。可见，理想的管理程序，如前所述，应具有多任务实时处理能 力。 五、计算题（每题 10，共 10 分）