（中职）数控系统选用与维护（第2版）章节练习题及答案工信版

数控系统选用与维护（第2版）思考与练习第1章数控机床的维护与保养1.数控机床维护与保养的目的和意义有哪些?2.数控机床维护与保养的基本要求有哪些?第2章数控系统1.典型的数控系统有哪些?2.CNC装置硬件由哪些结构组成?3.CNC装置的功能有哪些?第3章数控机床的位置检测装置1.位置检测装置的分类有哪些？2.光栅有哪些组成部分?3.旋转变压器有哪些工作原理和特点?4.感应同步器的工作原理和特点是什么?5.磁栅有哪些组成?各有什么特点?第4章数控机床伺服驱动系统1.对数控机床伺服系统的要求是什么?2.对主轴伺服系统有什么特殊要求?3.步进电动机有哪些类型?4.简述驱动器的选用方法。

第5章数控机床可编程控制器1.PLC有哪些组成?2.内装型PLC的特点是什么?3.独立型PLC的特点是什么?参考答案第1章数控机床的维护与保养1.数控机床的日常维护和保养是数控机床长期稳定、可靠运行的保证，是延长数控机床使用寿命的必要措施，对数控机床正确使用和日常严格的维护保养可以避免80%的意外故障。数控机床的日常维护和保养的项目在机床制造厂提供的使用说明书中一般都有明确的描述。尽管数控机床在设计生产中采取了很多手段和措施，保证其工作的可靠性和稳定性，但是由于数控机床的使用环境复杂，只有坚持做好对机床的日常维护保养工作，才可以延长元器件的使用寿命，延长机械部件的磨损周期，防止意外恶性事故的发生，争取机床长时间稳定工作；也才能充分发挥数控机床的加工优势，达到数控机床的技术性能，确保数控机床能够正常工作。因此，无论是对数控机床的操作者还是对数控机床的维修人员，数控机床的维护与保养都显得非常重要，必须高度重视。2.数控机床的维护与保养具有重要的意义,故必须明确其基本要求,主要包括:（1）在思想上要高度重视数控机床的维护与保养工作,

尤其是对数控机床的操作者更应如此,我们不能只管操作,而忽视对数控机床的日常维护与保养。（2）提高操作人员的综合素质。（3）要为数控机床创造一个良好的使用环境。（4）严格遵循正确的操作规程。（5）在使用中，尽可能提高数控机床的开动率。（6）要冷静对待机床故障，不可盲目处理。（7）制定并严格执行数控机床管理的规章制度。第2章数控系统1.典型的数控系统：FANUC数控系统、西门子（SINUMERIK）数控系统、三菱数控系统、华中(HNC)数控系统、广州数控（GSK）系统。2.一般整个CNC系统由三大部分组成,即控制系统、伺服系统和位置测量系统。这三部分有机结合,组成完整的闭环控制的数控系统。3.各种CNC系统的功能设置和控制方案各不相同,它们的系统软件在结构和规模上差别很大,但是一般都包括输入数据处理程序、插补运算程序、管理程序和诊断程序等。第3章数控机床的位置检测装置1.位置检测装置的分类见下表。2.光栅是由标尺光栅和光学读数头两部分组成的.

标尺光栅一般固定在机床的活动部件上,如工作台.光栅读数头装在机床固定部件上,指示光栅装在光栅读数头中.标尺光栅和指示光栅的平行度及二者之间的间隙要严格保证。当光栅读数头相对于标尺光栅移动时,指示光栅便在标尺光栅上相对移动。3.旋转变压器是一种角度测量装置,它是一种小型交流电动机.其结构简单、动作灵敏、对环境无特殊要求、维护方便、输出信号幅度大、抗干扰强、工作可靠,广泛应用于数控机床上。旋转变压器是一种常用的转角检测元件,由于它结构简单、工作可靠,且其精度能满足一般的检测要求,因此被广泛地应用在数控机床上.旋转变压器在结构上和两相线绕式异步电动机相似,由定子和转子组成.定子绕组为变压器的原边,转子绕组为变压器的副边。定子绕组通过固定在壳体上的接线柱直接引出.转子绕组有两种不同的引出方式。根据转子绕组两种不同的引出方式,旋转变压器分有刷式和无刷式两种结构。4.感应同步器是一种电磁感应式的高精度位移检测装置,实际上它是多级旋转变压器的展开形式.感应同步器分旋转式和直线式两种.旋转式用于角度测量,直线式用于长度测量,两者的工作原理相同。感应同步器的特点:（1）精度高.感应同步器直接对机床工作台的位移进行测量,其测量精度只受本身精度限制。另外,定尺的节距误差有平均补偿作用,定尺本身的精度能做得很高。（2）工作可靠,抗干扰能力强.在感应同步器绕组的每个周期内,

测量信号与绝对位置有一一对应的单值关系，不受干扰的影响。（3）维护简单,寿命长.定尺和滑尺之间无接触磨损,在机床上安装简单.使用时需要加防护罩，防止切屑进入定尺和滑尺之间划伤导片以及免受灰尘、油雾的影响。（4）测量距离长。（5）成本低,易于生产。（6）与旋转变压器相比,感应同步器的输出信号比较微弱,需要一个放大倍数很高的前置放大器。5.磁栅又叫磁尺，是一种高精度的位置检测装置,它由磁性标尺、拾磁磁头和检测电路组成，是根据拾磁原理进行工作的。首先，用录磁磁头将一定波长的方波或正弦波信号录制在磁性标尺上作为测量基准，检测时根据与磁性标尺有相对位移的拾磁磁头所拾取的信号，对位移进行检测。磁栅可用于长度和角度的测量，精度高、安装调整方便，对使用环境要求较低，如对周围电磁场的抗干扰能力较强，在油污和粉尘较多的场合使用有较好的稳定性。高精度的磁栅位置检测装置可用于各种精密机床和数控机床。第4章数控机床伺服驱动系统1.对数控机床伺服系统的要求：调速范围要宽；定位精度要高；动态响应快，无超调；低速大转矩，过载能力强；可靠性高。2.数控机床主轴驱动可采用直流电动机，也可采用交流电动机.与进给驱动不同的是，主轴驱动电动机的功率要求更大，对转速要求更高,

但对调速性能的要求却远不如进给驱动那样高。因此在主轴调速控制中，除采用调压调速外还采用了弱磁升速的方法，进一步提高其最高转速。3.（1）)按步进电动机输出转矩的大小，可分为快速步进电动机和功率步进电动机。（2）按转矩产生的工作原理步进电动机分为可变磁阻式、永磁式和混合式三种基本类型。（3）按励磁组数可分为两相、三相、四相、五相、六相甚至八相步进电动机。（4）由电流的极性可分为单极性和双极性步进电动机。（5）由运动的形式可分为旋转、直线、平面步进电动机。4.选择驱动单元时，也要考虑驱动单元的价格在整台数控机床中的比例。整台数控机床价格较低的一般选择步进驱动单元，而价格较高的机床则选择伺服驱动单元。但选择驱动单元的同时，也要考虑驱动单元与数控系统的匹配问题，选择闭环控制系统时必须选择闭环的伺服驱动单元。交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电动机,但在一些要求不高的场合也经常用步进电动机来作执行电动机。所以，在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求、成本等多方面的因素，选用适当的控制电动机。第5章数控机床可编程控制器1.PLC采用了典型的计算机结构，主要是由中央处理器(CPU)、存储器(RAM/ROM)、输入输出接口(I/O)电路、通信接口及电源组成。2.（1）内装型PLC实际上是CNC装置带有的PLC

功能，一般作为一种基本的或可选择的功能提供给用户。（2）系统硬件和软件整体结构十分紧凑，且PLC所具有的功能针对性强，技术指标亦较合理、实用，尤其适用于单机数控设备的应用场合。（3）在系统的具体结构上，内装型PLC可与CNC共用CPU，也可以单独使用一个CPU；硬件控制电路可与CNC其他电路制作在同一块印刷板上，也可以单独制成一块附加板，当CNC装置需要附加PLC功能时，再将此附加板插装到CNC装置上,内装PLC一般不单独配置输入/输出接口电路，而是使用CNC系统本身的输入/输出电路；PLC控制电路及部分输入/输出电路(一般为输入电路)所用电源由CNC装置提供，无须另备电源。3.（1）独立型PLC具有以下基本