数控机床调试安装与维修技术试题十答案.doc

《数控机床调试、 安装与维修技术》答案10
一、 选择（每题2分, 共20分）
1、 B 2、 C 3、 C 4、 B 5、 A
6、 B 7、 C 8、 B 9、 C 10、 D

二、 填空题（每空2分, 共20分）
1、 数控装置 、 进给伺服系统 、 主轴伺服系统 、 机床强电控制系统
2、 旋转编码器 、 光栅尺
3、 光电式 、 接触式
4、 一转信号 或 零标志脉冲

三、 判定题（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: 在CNC系统中, 为了确保机床在起动或停止时不产生冲击、 失步、 超程或振荡, 必需对送到伺服驱动装置进给脉冲频率或电压进行加减速控制。即在机床加速起动时, 确保加在驱动电动机上进给脉冲频率或电压逐步增大; 当机床减速停止时, 确保加在驱动电动机上进结脉冲频率或电压逐步减小。
加减速实现方法有线性加减速(匀加减速)、 指数加减速和sin曲线(S)加减速。
2、 答: 在进给传动链中, 齿轮传动、 滚珠丝杠螺母副等均存在反转间隙。这种反转间隙会造成工作台反向时, 电动机空转而工作台不动, 使半闭环系统产生误差和全闭环系统位置环振荡不稳定。
为处理这一问题, 可先采取调整和预紧方法, 降低间隙。而对于剩下间隙, 在半闭环系统中可将其值测出, 作为参数输入数控系统, 则以后每当坐标轴接收到反向指令时, 数控系统便调用间隙赔偿程序, 自动将间隙赔偿值加到由插补程序算出位置增量命令中, 以赔偿间隙引发失动。这么控制电动机多走一段距离, 这段距离等于间隙值, 从而赔偿了间隙误差。需注意是对全闭环数控系统不能采取以上赔偿方法(通常数控系统要求将间隙值设为零), 所以必需从机械上减小或消除这种间隙。有些数控系统含有全闭环反转间隙附加脉冲赔偿, 以减小这种误差对全闭环稳定性影响。也就是说, 当工作台反向运动时, 对伺服系统施加一定宽度和高度脉冲电压(可由参数设定), 以赔偿间隙误差。
螺距误差是指由螺距累积误差引发常值系统性定位误差在半闭环系统中, 定位精度很大程度上受滚珠丝杠精度影响。尽管滚珠丝杠精度很高, 但总存在着制造误差。要得到超出滚珠丝杠精度运动精度, 必需采取螺距误差赔偿功效, 利用数控系统对误差进行赔偿与修正。采取该功效另一个原因是, 数控机床经长时间使用后, 因为磨损其精度可能下降。采取该功效进行定时测量与赔偿, 可在保持精度前提下延长机床使用寿命。
3、 答: 编码器在数控机床中用于工作台或刀架直线位移测量有两种安装方法: 一是和伺服电动机同轴联接在一起(称为内装式编码器), 伺服电动机再和滚珠丝杠连接, 编码器在进给转动链前端; 二是编码器连接在滚珠丝杠末端(称为外装式编码器)。因为后者包含进给转动链误差比前者多, 所以, 在半闭环伺服系统中, 后者位置控制精度比前者高。
4、 答: 光栅尺或称光栅, 是一个高精度直线位移传感器, 光栅有透射光栅和反射光栅两类, 其结构由光源、 透镜、 指示光栅、 标尺光栅、 光电元件、 窄缝等组成。
当标尺光栅移动时, 莫尔条纹就沿着垂直于光栅运动方向移动, 而且光栅每移动一个栅距ω, 莫尔条纹就正确地移动一个纹距, 只要经过测量出莫尔条纹数目, 就能够知道光栅移动了多少个栅距, 而栅距是制造光栅时已确定, 所以工作台移动距离就能够计算出来。
5、 答: 采取电气准停控制有以下优点:
（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 准停时间包含在换刀时间内, 而换刀时间是加工中心一项关键指标。采取电气准停, 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 因为无需复杂机械、 开关、 液压缸等装置, 也没有机械准停所形成机械冲击, 所以准停控制寿命与可靠性大大增加。
（4）性能价格比提升 因为简化了机械结构和强电控制逻辑, 这部分成本大大降低。但电气准停常作为选择功效, 订购电气准停附件需另加费用。但总体来看, 性价比大大提升。
可采取主轴电动机内部安装编码器信号(来自于主轴驱动装置), 也能够在主轴上直接安装另外一个编码器。采取前一个方法要注意传动链对主轴准停精度影响。主轴驱动装置内部可自动转换, 使主轴驱动处于速度控制或位置控制状态。准停角度可由外部开关量(十二位)设定, 这一点与磁准停不一样, 磁准停角度无法随意设定, 要想调整准停位置, 只有调整磁发体与磁传感器相对位置。

五、 计算题（每题10, 共10分）
解答: 按两方向坐标应走总步数之和为, 则

起点在圆弧上（6, 0）, 则偏差

序号
偏差判别
坐标进给
计算
终点判别
1

-X

2

+Y

3

+Y

4

+Y

5

+Y

6

-X

7

+Y

8

-X

9

+Y

10

-X

11

-X

12

-X