《数控维修技术》答案4 一、选择（每题2分，共20分） 1、D 2、A 3、A 4、B 5、C 6、A 7、C 8、B 9.D10.A 二、填空题（每空2分，共20分) 1、失步 2、测量元件的定位精度 3、脉冲增量和数据采样 4、数控装置，柔性制造系统，CIMS 5、补偿 6、顺时针圆弧插补，逆圆弧插补。 三、判断题（每题2分，共10分） 1.×2.√3.× 4.√5.√ 四、简答题（每题8分，共40分） 1、答：(1)考虑系统的精度和速度的要求。为了提高精度，希望脉冲当量小， 但脉冲当量越小，系统的运行速度越低，应兼顾精度和速度的要求来选定系统的 脉冲当量，当脉冲当量确定以后，来选择步进电机的步距角和传动机构的传动比。 (2)考虑负载转矩引起的定位误差、传动机构的误差以及步进电机的步进误差， 使总的误差小于数控机床允许的定位误差。 2、答：(1)精度高。伺服系统要具有较好的静态特性和较高的伺服刚度，从而 达到较高的定位精度，以保证机床具有较小的定位误差与重复定位误差；同时伺 服系统还要具有较好的动态性能，以保证机床具有较高的轮廓跟随精度。 (2)快速响应，无超调。为了提高生产率和保证加工质量，在启、制动时，要求 加、减加速度足够大，以缩短伺服系统的过渡过程时间，减小轮廓过渡误差。一 般电动机的速度从零变到最高转速，或从最高转速降至零的时间小于200s。这
《数控维修技术》答案 4 一、选择（每题 2 分，共 20 分） 1、D 2、A 3、A 4、 B 5、C 6、A 7、C 8、 B 9． D 10. A 二、填空题（每空 2 分，共 20 分） 1、__失步__ 2、 测量元件的定位精度_ 3、脉冲增量 和 数据采样__ 4、数控装置 ， 柔性制造系统 ， CIMS_ 5、补偿 6、 顺时针圆弧插补 ，逆圆弧插补 。 三、判断题（每题 2 分，共 10 分） 1．× 2．√ 3．× 4．√ 5．√ 四、简答题（每题 8 分，共 40 分） 1、答：（1）考虑系统的精度和速度的要求。为了提高精度，希望脉冲当量小， 但脉冲当量越小，系统的运行速度越低，应兼顾精度和速度的要求来选定系统的 脉冲当量，当脉冲当量确定以后，来选择步进电机的步距角和传动机构的传动比。 （2）考虑负载转矩引起的定位误差、传动机构的误差以及步进电机的步进误差， 使总的误差小于数控机床允许的定位误差。 2、答：(1) 精度高。伺服系统要具有较好的静态特性和较高的伺服刚度，从而 达到较高的定位精度，以保证机床具有较小的定位误差与重复定位误差；同时伺 服系统还要具有较好的动态性能，以保证机床具有较高的轮廓跟随精度。 (2) 快速响应，无超调。为了提高生产率和保证加工质量，在启、制动时，要求 加、减加速度足够大，以缩短伺服系统的过渡过程时间，减小轮廓过渡误差。一 般电动机的速度从零变到最高转速，或从最高转速降至零的时间小于 200ms。这
就要求伺服系统要快速响应，但又不能超调，否则将形成过切，影响加工质量。 同时，当负载突变时，要求速度的恢复时间也要短，且不能有振荡，这样才能得 到光滑的加工表面。 (3)调速范围宽。在数控机床中，由于所用刀具、被加工材料、主轴转速以及进 给速度等加工：工艺要求各有不同，为保证在任何情况下都能得到最佳切削条件， 要求进给驱动系统必须具有足够宽的无级调速范围（通常要大于1：10000）。尤其 在低速（如<0.01m/min)时，要仍能平滑运动而无爬行现象。而高速的范围要求可 达20-100m/min. 3、答：典型主轴电动机工作特性曲线如下图所示： 由曲线可见，在基速n,以下属于恒转矩调M1 转矩特性曲线 速，用改变电枢电压方法来实现。其调速基本 ,功率特性曲线 公式为 U-IaR n= CΦ Φ=KIf 基数n。以下励磁电流I,不变，改变电枢电 压U调速，其输出的最大转矩M取决于电枢电流最大值，而对一台主轴电动 机来说，最大电流为恒定，因此所能输出最大转矩是恒定的，而输出功率随转速 升高而增加，因此基速no以下称为恒转矩调速。 M=CyΦlm 基速。以上采用弱磁升速的方法调速，即采用调节激磁电流I,的方法，在 弱磁升速中，I减小K倍，相应的转数增加K倍，电动机所输出最大转矩则因 为磁通中的减小而减小K倍，所能输出的最大功率不变，因此称为恒功率调速。 P=Mmxn 4、答：不论采用哪一种方法，均可实现主轴电动机的无级调速。采用无级调速 主轴机构，主轴箱虽然得到大大简化，但其低速段输出转矩常常无法满足机床切 削转矩的要求。如单纯追求无级调速，势必要增大主轴电动机的功率，从而使主 轴电动机与驱动装置的体积、重量及成本大大增加。因此数控机床常采用1~4 档齿轮变速与无级调速相结合的方式，即分段无级变速。 采用与不采用齿轮减速主轴的输出特性，采用齿轮减速虽然低速的输出转矩 增大，但降低了最高主轴转速。因此通常均采用齿轮自动变速，达到同时满足低
就要求伺服系统要快速响应，但又不能超调，否则将形成过切，影响加工质量。 同时，当负载突变时，要求速度的恢复时间也要短，且不能有振荡，这样才能得 到光滑的加工表面。 (3)调速范围宽。在数控机床中，由于所用刀具、被加工材料、主轴转速以及进 给速度等加工：工艺要求各有不同,为保证在任何情况下都能得到最佳切削条件， 要求进给驱动系统必须具有足够宽的无级调速范围(通常要大于 1:10000)。尤其 在低速(如<0.01m/min)时，要仍能平滑运动而无爬行现象。而高速的范围要求可 达 20~100m/min。 3、答：典型主轴电动机工作特性曲线如下图所示： 由曲线可见，在基速 0 n 以下属于恒转矩调 速，用改变电枢电压方法来实现。其调速基本 公式为 − = e a C U I R n = KI f 基数 0 n 以下励磁电流 f I 不变，改变电枢电 压 U 调速，其输出的最大转矩 Mmax 取决于电枢电流最大值，而对一台主轴电动 机来说，最大电流为恒定，因此所能输出最大转矩是恒定的，而输出功率随转速 升高而增加，因此基速 0 n 以下称为恒转矩调速。 max M C I = M 基速 0 n 以上采用弱磁升速的方法调速，即采用调节激磁电流 f I 的方法，在 弱磁升速中， f I 减小 K 倍，相应的转数增加 K 倍，电动机所输出最大转矩则因 为磁通中的减小而减小 K 倍，所能输出的最大功率不变，因此称为恒功率调速。 Pmax = Mmax n 4、答：不论采用哪一种方法，均可实现主轴电动机的无级调速。采用无级调速 主轴机构，主轴箱虽然得到大大简化，但其低速段输出转矩常常无法满足机床切 削转矩的要求。如单纯追求无级调速，势必要增大主轴电动机的功率，从而使主 轴电动机与驱动装置的体积、重量及成本大大增加。因此数控机床常采用 1~4 档齿轮变速与无级调速相结合的方式，即分段无级变速。 采用与不采用齿轮减速主轴的输出特性，采用齿轮减速虽然低速的输出转矩 增大，但降低了最高主轴转速。因此通常均采用齿轮自动变速，达到同时满足低
速转矩和最高主轴转速的要求。一般来说，数控系统均提供4档变速功能的要求， 而数控机床通常使用两档即可满足要求。 5、答：数控系统一般由输入/输出装置、数控装置、驱动控制装置、机床电器 逻辑控制装置四部分组成，机床本体为被控对象。 五、分析题（每题10，共10分) 1.下图为某数控机床主轴定向的梯形图程序，分析自动加工时，执行M19指令 时主轴定向控制过程。 定向 AUTO M06 RST ORCM 主轴定向 200.7 210.7 65.1 1.6 206.7 4.5s ORCM ORAR TMR 203 TM 定向时间检验 01 1.6 44.2 206.6 △M01 00 定向有误 206.6 222.6
速转矩和最高主轴转速的要求。一般来说，数控系统均提供 4 档变速功能的要求， 而数控机床通常使用两档即可满足要求。 5、答：数控系统一般由输入／输出装置、数控装置、驱动控制装置、机床电器 逻辑控制装置四部分组成，机床本体为被控对象。 五、分析题（每题 10，共 10 分） 1. 下图为某数控机床主轴定向的梯形图程序，分析自动加工时，执行 M19 指令 时主轴定向控制过程