简答

简答

1．简述数控机床的组成？

数控机床主要由输入/输出设备、数控装置、伺服系统、辅助控制装置、检测反馈装置和机床本体组成.

2．刀具补偿的目的是什么？刀具补偿有哪些类型？

刀具补偿的目的是使数控系统的控制对象由刀架参考点变换到刀尖或刀刃。

刀具补偿一般分为：刀具位置补偿、刀具长度补偿、刀尖圆弧半径补偿、刀具半径补偿。

3．简述开环步进式伺服驱动系统的工作原理。

驱动控制线路接收来自机床数控系统发出的进给脉冲信号（指令信号）并把此信号转换为控制步进电机各项绕组依此通电、断电的信号，使步进电机运转；步进电机的转子与机床丝杠连在一起，转子带动丝杠转动，丝杠再带动工作台移动。

4．简述数控机床程序编制的内容和步骤。

数控机床程序编制的内容：零件加工顺序，刀具与工件相对运动轨迹的尺寸数据，工艺参数以及辅助操作等加工信息。

编程步骤：分析零件图纸及工艺处理，数学处理，编写零件加工程序单、制作介质，进行程序检验。

5．简述数控系统的插补概念

答：根据运动轨迹的起点坐标，终点坐标和轨迹的曲线方程，由数控系统实时地算出各个中间点的坐标，即插入补上运动轨迹各个中间点的坐标6．简述数控开环、半闭环、闭环伺服系统的区别。

答：开环伺服系统即无位置反馈的系统，其驱动元件主要是功率步进电机，其实质是数字脉冲到角度位移的变换。

闭环伺服系统是误差控制随动系统，该装置测出实际位移量，并将测量值反馈给CNC装置，与指令进行比较，求得误差，构成闭环位置控制。

半闭环系统指位置检测元件不直接安装在进给坐标的最终运动部件上，而是中间经过机械传动部件的位置转换，这种伺服系统的精度低于闭环系统。

7．反向间隙误差是怎样产生的，如何进行补偿？

答：为解决这一问题，可先采取调整和预紧的方法，减少间隙。而对于剩余间隙，在半闭环系统中可将其值测出，作为参数输入数控系统，则此后每当坐标轴接收到反向指令时，数控系统便调用间隙补偿程序，自动将间隙补偿值加到由插补程序算出的位置增量命令中，以补偿间隙引起的失动。

8．简述数控加工过程中，对刀点和换刀点选择的基本原则。

对刀点选择的原则：①便于数学处理和程序编制；②在机床上容易校准；

③在加工过程中便于检查；④引起的加工误差小。

换刀点的选择原则：根据工序内容的安排。为了防止换刀时刀具碰伤工件，换刀点往往设在零件的外面。

9．伺服系统执行元件的种类？

伺服系统执行元件的种类：步进电动机伺服系统、直流伺服系统、交流伺服系统。

10．反向间隙误差是怎样产生的？

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。

11．说明开环系统的控制原理。

数控装置每发出一个进给脉冲，经驱动电路放大后，驱动步进电机转一个角度，再经过机械机构带动工作台移动。

12．CNC系统由哪几部分组成？并简述CNC系统的基本功能。

CNC系统由程序、输入/输出设备、CNC装置及主轴、进

给驱动装置等组成。

CNC系统的基本功能：输入、插补、伺服控制。输入：指零件加工程序及各种参数的输入；插补：根据规定的数学函数，在理想的轨迹或轮廓上的已知点之间确定一些中间点的方法；伺服控制：将计算机送出的位置进给脉冲或进给速度指令，经变换和放大后转化为伺服电动机的转动，从而带动机床工作台移动。

13．试比较开环、闭环、半闭环控制系统的优缺点。

开环系统设备投资低，调试维修方便，但精度差，高速扭矩小；用于中、低档数控机床及普通机床改造。

闭环系统结构相对复杂，需要由检测装置构成闭环位置控制，要安装在机床的工作台上，系统精度高，大量用在精度要求较高的大型数控机床上。

半闭环系统需要位置检测元件安装在电动机轴上或丝杠上，用以精确控制电机的角度，为间接测量；坐标运动的传动链有一部分在位置闭环以外，其传动误差没有得到系统的补偿；半闭环伺服系统的精度低于闭环系统，适用于精度要求适中的中小型数控机床。

14．简述全数字伺服系统的特点

1.系统的位置，速度和电流的校正都是由软件实现

2.具有较高的动静态特性

3.引入前馈控制，提高了系统精度

4.便于机床安装和维修，提高了系统可靠性

15．计算机数控(CNC)系统由哪几部分组成？

答：计算机数控(CNC)系统由操作面板、输入/输出装置、数控装置（CNC装置）、伺服驱动装置、可编程逻辑控制器（PLC）及机床本体组成。

16．数控机床对主传动系统有哪些要求?

（1）调速范围宽。

（2）恒功率范围要宽。

（3）具有四象限驱动能力。

（4）具有位置控制能力。

17．简述数控系统为什么要进行加/减速控制，有哪些实现方式？

答：在CNC系统中，为了保证机床在起动或停止时不产生冲击、失步、超程或振荡，必须对数控系统进行加减速控制。

加减速实现的方式有线性加减速(匀加减速) 、指数加减速和sin曲线(S)加减速。

18．数控机床系统中常用的检测装置有哪些?

答：数控机床系统中常用的检测装置有旋转编码器，光栅尺，旋转变压器，感应同步器，磁尺（磁栅）。

19．什么是主轴分段无级调速？

答：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。

20．主轴为何需要“准停”？

答：主轴准停功能又称主轴定位功能,即当主轴停止时,控制其停于固定的位置,这是自动换刀所必需的功能。

如在自动换刀的数控镗铣加工中心上,当加工阶梯孔或精镗孔后退刀时,为防止刀具与小阶梯孔碰撞或拉毛已经加工的孔表面,必须先让刀,再退刀,而要让刀,刀具必须具有准停功能。

21．数控加工中为什么要进行刀具半径补偿？

答：刀具半径补偿解决了编程轨迹与刀具中心轨迹之间的矛盾。

特别是对轮廓控制，经过译码后得到的数据，还不能直接用于插补控制。要通过半径补偿计算，才能用于插补控制。

22．丝杠螺距误差是怎样产生的？

答：螺距误差是指由螺距累积误差引起的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的影响，尽管滚珠丝杠的精度很高，但总存在着制造误差；

另外数控机床经长时间使用后，由于磨损其精度也会下降。

23．主轴电准停较机械准停有何优点？

（1）简化机械结构。

（2）缩短准停时间。

（3）可靠性增加。

（4）性能价格比提高。

24．NC和PLC总清的目的是什么？

NC和PLC总清的目的是对系统做一次总的复位。

NC总清后，SRAM内存中的内容被全部清掉，所有机床数据被预置为缺省值。

PLC总清后，PLC程序可通过STEP软件下载至系统。

25．简述什么是反向间隙及其造成的后果？

答：在进给传动链中，齿轮传动、滚珠丝杠螺母副等均存在反向间隙。

这种反向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。

26．为什么要采用主轴分段无级变速？

答：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。

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。