【正文】 服包括速度控制和位置控制。（ 2）計算機的工作過程：工件程序的輸入、編輯和存儲：完成無效碼刪除、代碼效驗和代碼轉(zhuǎn)換等，工件加工程序的譯碼處理：將工件加工程序以一個程序段為單位進行譯碼處理，將其中的各種工件輪廓信息，加工速度信息（ F代碼 ）和其他輔助信息（ M、S、 T代碼）等按照一定的語法規(guī)則解釋成計算機能識別的數(shù)據(jù)形式，并以一定的數(shù)據(jù)格式存放在指定的內(nèi)存專用區(qū)間，供下一步插補運算和伺服控制等使用。在計算機速度滿足不了要求時，要借助于專用硬件協(xié)同完成插補。刀具補償還包括程序段之間的自動轉(zhuǎn)接和過切削判別。聯(lián)機診斷是指數(shù)控計算機中的自診斷能力。即它是處于以從屬地位的，故稱之為主從結(jié)構(gòu)。 結(jié)構(gòu)形式：共享總線結(jié)構(gòu)型、共享存儲器結(jié)構(gòu)型。 36 PLC 在數(shù)控機床中的功用？ 作用： —— 完成各種輔助功能。機床卡盤的夾緊、松開。 37 PLC的工作原理 ?一種專用的工業(yè)控制機，具有獨立的 CPU、存儲器和輸入輸出模塊，以運行程序的方法實現(xiàn)控制。 內(nèi)置式 PLC特點： 1）實際上是 CNC 裝置帶有 PLC 功能； 2）一般單獨制成一塊附加板，插裝到 CNC主板插座上，不單獨配備 I/O接口； 3）采用內(nèi)置式 PLC 結(jié)構(gòu)， CNC系統(tǒng)可以具有某些高級控制功能，如梯形圖編輯和傳送功能等； 4）結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性好，安裝和操作方便等優(yōu)點。（ 3）機床控制 IO 部件通常由一般的 IO 接口加上光電隔離和信息轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成 40 光電隔離電路？ 光電隔離電路的作用和工作原理： 作用：為了防止機床強電系統(tǒng)和其他外界干擾通過 IO控制回路進入計算機，在控制計算機中，經(jīng)常采用光電隔離的輸入和輸出電路。 光隔離電路作用：隔斷光電耦合器入出兩側(cè)電路的電氣聯(lián)系。電流傳送比電壓傳送抗干擾能力強，方便地完成信號電平轉(zhuǎn)換。提高系統(tǒng)可靠性在硬件和軟件兩個方面采取措施：（ 1）硬件可靠性措施：設(shè)計中的考慮 ：各項參數(shù)留有較大余地；工藝上的考慮：對元器件嚴(yán)格篩選；隔離；屏蔽 （ 2）軟件可靠性措施：軟件正確性保證；軟件容錯；故障診斷；關(guān)鍵信息的保護和恢復(fù) 。 數(shù)控系統(tǒng)模塊化設(shè)計優(yōu)點：提高了設(shè)計效率，縮短系統(tǒng)設(shè)計周期；通用性強，易于改進和擴展系統(tǒng)功能；有利于提高可靠性；便于調(diào)試和維修；降低了生產(chǎn)成本。這種電路與判別中斷優(yōu)先權(quán)電路類似。粗插補用軟件方法，將加工軌跡分割為線段，精插補 用硬件插補器，將粗插補分割的線段進一步密化數(shù)據(jù)點?；鶞?zhǔn)脈沖插補方法很多：逐點比較法、數(shù)字積分法 45逐點比較法？ 開環(huán)數(shù)控機床，實現(xiàn)直線、圓弧、其他二次曲線（橢圓、拋物線、雙曲線等）插補。在每個插補周期，調(diào)用插補程序一次，為下一插補周期計算出各坐標(biāo)軸應(yīng)該行進的增長段，并計算插補點的坐標(biāo)值。（ 2）插補周期與位置反饋采樣周期的關(guān)系。（ 2）特點：硬件處理速度快，但靈活性差，實現(xiàn)復(fù)雜控制的功能困難；軟件設(shè)計靈活，適應(yīng)性強，但處理速度相對較慢。 結(jié)構(gòu)模式的功能：組織和協(xié)調(diào)各個任務(wù)的執(zhí)行，使之滿足一定的時序配合要求和邏輯關(guān)系，以滿足 CNC系統(tǒng)的各種控制要求。前臺程序的調(diào)度是優(yōu)先搶占式的；前臺和后臺程序內(nèi)部各子任務(wù)采用的是順序調(diào)度。在前臺和后臺程序內(nèi)無優(yōu)先級等級、 也無搶占機制。整個軟件就是一個大的中斷管理系統(tǒng)。由于中斷級別較多（最多可達(dá) 8 級），強實時性任務(wù)可安排在優(yōu)先級較高的中斷服務(wù)程序中。（ 2）高抗振性：機床的抗振性是指機床工作時，抵抗由交變載荷以及沖擊載荷所引起振動的能力。 提高靜剛度的措施：基礎(chǔ)大件采用封閉整體箱形結(jié)構(gòu)；合理布置加強筋；提高部件之間的接觸剛度。 57 主傳動系統(tǒng)及主軸部件？ 機床主傳動系統(tǒng)將電動機的扭矩或功率傳遞給主軸部件，使安裝在主軸內(nèi)的工件或刀具實現(xiàn)主切削運動，產(chǎn)生主切削力。 59 進給傳動系統(tǒng)？ （ 1）由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的速度和位移指令信號進過伺服驅(qū)動裝置和進給傳動系統(tǒng)，可以使工作臺或刀架實現(xiàn)要求的進給運動和精確的定位，自動 完成切削過程。 要求：應(yīng)當(dāng)有足夠的刀具存儲量，較快的換刀速度以及工作穩(wěn)定可靠等。 61選刀方式？ 按數(shù)控裝置的刀具選擇指令，從刀庫中挑選各工序所需要的刀具的操作，稱為自動換刀。 功用：支承和導(dǎo)向 ，導(dǎo)軌性能的好壞直接影響機床的加工精度、承載能力和使用性能。導(dǎo)軌的耐磨性是保持精度的決定性因素，它與導(dǎo)軌的摩擦性質(zhì)、導(dǎo)軌的材料等有關(guān)。 64導(dǎo)軌的分類和特點？ 按接觸面間的摩擦性質(zhì)的不同，可分為三大類：（ 1）滑動導(dǎo)軌：結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、剛度好、抗振性強等優(yōu)點，在一般機床上應(yīng)用最為廣泛。 （ 3）靜壓導(dǎo)軌：定義：在導(dǎo)軌工作面間通入具有一定壓強的潤滑油，使運動件浮起。 缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要一套過濾效果良好的供油系統(tǒng)，制造和調(diào)試都很困難，成本高，主要用于大型、重型數(shù)控機床上。 66滾動導(dǎo)軌的預(yù)緊？ 滾動導(dǎo)軌預(yù)緊可顯著提高剛度。滾動體直徑過小，不僅摩擦阻力加大，而且會產(chǎn)生滑動現(xiàn)象。滾柱的長徑比最好不超過 ~ （ 3）滾動體的數(shù)目選擇適當(dāng)。 68滾動導(dǎo)軌的長度？ （ 1）滾動體與保持架的長度 滾動體長度：動導(dǎo)軌在全長上始終與滾動體相接觸，滾動導(dǎo)軌的剛度較好，但是導(dǎo)軌有 l/2的保持架中的滾子始終露在外面，必須加強導(dǎo)軌的防護。（ 2）高諧振：提高進給系統(tǒng)的抗振性（ 3）低摩擦：要求運動平穩(wěn)、定位準(zhǔn)確、快速響應(yīng)特性好（ 4）低慣量：經(jīng)常起動、停止、變速或反向，若機械傳動裝置慣量大，會增大負(fù)載并使系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)性能變差。 優(yōu)點：傳動效率高，摩擦損失小；運動平穩(wěn)無爬行；傳動精度高，反向時無空程；磨損小，精度保持性好，使用壽命長；具有運動的可逆性。內(nèi) 循環(huán)：始終與絲杠保持接觸。 通過預(yù)緊可以消除滾柱絲桿螺母副的軸向間隙和提高軸向剛度。安裝方式結(jié)構(gòu)簡單，但軸向剛度較小，只適用于絲桿較短以及垂直安裝的滾柱絲桿。結(jié)構(gòu)稍為復(fù)雜，但軸向剛度大，適用于對剛度和位移精度要求較高的場合。 73 齒輪傳動副的消隙措施？ （ 1）剛性調(diào)整法：調(diào)整后不能自動補償，對齒輪齒厚和周節(jié)公差應(yīng)有嚴(yán)格要求；方法結(jié)構(gòu)較簡單，較好傳動剛度，但調(diào)整較費時（ 2）柔性調(diào)整法：采用調(diào)整 彈簧彈力消除齒側(cè)間隙，調(diào)整之后齒側(cè)間隙仍可自動補償。 75 傳感器？ （ 1）傳感器件：將一種物理量轉(zhuǎn)換為另一種物理量的裝置（ 2）位置傳感器件：將位移量轉(zhuǎn)換成電信號輸出，是數(shù)控機床位置伺服系統(tǒng)的重要組成部分。優(yōu)點：使用可靠方便，無長度限制，缺點：檢測信號中加入了直線運動轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運動的傳動鏈誤差，影響檢測精度。特別選擇傳感器的材料，采取一些保護措施以避免油霧、冷卻液和切屑等的污染。包括主光柵和光柵讀數(shù)頭兩部分。光電接收元件：將由光柵副形成的莫爾條紋的明暗強弱變化轉(zhuǎn)換為電量輸出，一般采用光電池或光敏三極管。線紋之間距離相等，該間距稱為柵距，測量時它們相互平行放置，并保持 ~。采用倍頻的方法來提高光柵的分辨精度。 安裝方式： 和伺服電機同軸聯(lián)接，編碼器在進給傳動鏈前端；安裝方便。直線式：定尺、滑尺，測直線位移，全閉環(huán)伺服系統(tǒng)。（ 2）分辨率：系統(tǒng)反應(yīng)的最小位置變化量。當(dāng)機械運動速度大于最大跟蹤速度時，增量脈沖根不上機械位置增量，就會發(fā)生丟節(jié)距而不能正常工作地情況（ 4）穩(wěn)定性和可靠性（ 5）抗干擾能力 87 機床動力源根據(jù)用途可分為三種類型？ （ 1）提供切削速度的主軸驅(qū)動動力源：為主軸提供能量和較高的速度；（ 2）進給驅(qū)動動力源：功率要小得多，進給速度比切削運動慢很多，但是進給驅(qū)動動力源的控制精度和響應(yīng)速度必須很 高；（ 3）輔助運動驅(qū)動動力源：只需要進行開 /關(guān)控制。步進電機最大缺點：容易失步；失步：包括丟步和越步。反應(yīng)式步進電機：定子有多相磁極，其上有勵磁繞組，轉(zhuǎn)子無繞組，用軟磁材料制成，由被勵磁的定子繞組產(chǎn)生反應(yīng)力矩實現(xiàn)步進運行；永磁反應(yīng)式步進電機：定子結(jié)構(gòu)與反應(yīng)式相似，轉(zhuǎn)子用永磁材料制成或有勵磁繞組、由電磁力矩實現(xiàn)步進運行。功率步進電機輸出力矩在 5～50N 93 步進電機的工作方式分類？ （ 1）三相單三拍：三相單三拍的特點：（ 1）每來一個電脈沖，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過 30（ 2）轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向取決于三相線圈 通電的順序。步距角是三相三拍工作方式的一半，特點：電機運轉(zhuǎn)中始終有一相定子繞組通電，運轉(zhuǎn)比較平穩(wěn)。矩角特性：步進電機單相通電的靜態(tài)轉(zhuǎn)矩 Mj 隨失調(diào)角θ的變化曲線。啟動時的慣頻特性：是指電機帶動純慣性負(fù) 載時啟動頻率和負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量之間的關(guān)系。 97 加、減速特性 ？ 步進電機的加減速特性描述步進電機由靜止到工作頻率和由工作頻率到靜止的加、減速過程中，定子繞組通電狀態(tài)的變化頻率與時間的關(guān)系。 環(huán)形分配器的主要功能：將數(shù)控裝置送來的一串指令脈沖，按步進電機所要求的通電順序分配給步進電機驅(qū)動電源的各相輸入端，以控制勵磁繞組的通斷，實現(xiàn)步進電機的運行及換向。負(fù)載轉(zhuǎn)矩應(yīng)等于或小于電動機額定轉(zhuǎn)矩（ 2）負(fù)載轉(zhuǎn)矩加上加速轉(zhuǎn)矩應(yīng)等于所選擇電動機的最大轉(zhuǎn)矩（ 3）加速轉(zhuǎn)矩應(yīng)考慮負(fù)載慣量和電動機慣量的匹配（ 4）加速轉(zhuǎn)矩應(yīng)等于最大轉(zhuǎn)矩減去負(fù)載轉(zhuǎn)矩 100直流伺服電動機的特點與工作原理？ 根據(jù)磁場產(chǎn)生方式分：他勵式、永磁式、并勵式、串勵式和復(fù)勵式五種 。 101 常用的直流伺服電機？ （ 1）小慣性直流伺服電機因轉(zhuǎn)動慣量小而得名。（ 2）大慣量寬調(diào)速直流伺服電機（直流力矩電機）轉(zhuǎn)子直徑較大，線圈繞組匝數(shù)增加，力矩大，轉(zhuǎn)動慣量大，能在較大過載轉(zhuǎn)矩時長時間工作，因此可直接與絲杠 相連，不需中間傳動裝置。 （ 3） 無刷直流伺服電機（無整流子電機）：沒有換向器，由同步電機和逆變器組成，逆變器由裝在轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)子位置傳感器控制。（ 2）改變磁通量Φ。 103 脈寬調(diào)制器？ 作用：將電壓量轉(zhuǎn)換成可由控制信號調(diào)節(jié)的矩形脈沖，為功率晶體管的基極提供一個寬度可由速度指令信號調(diào)節(jié)的脈寬電壓。 105 直流電機缺點？ 電刷和換向有磨損，有時會產(chǎn)生火花；換向器由多種材料制成，制作工藝復(fù)雜； 電機最高速度受限制；結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，所以在使用上受到一定的限制。非電磁式有磁滯式、永磁式和反應(yīng)式多種。 109電機調(diào)速的三種方法？ （ 1）改變磁極對數(shù) P：有級調(diào)速方法，通過對定子繞組接線的切換而改變 磁極對數(shù)來實現(xiàn)。（ 2）開環(huán)系統(tǒng)：采用步進電機作為動力源，沒有檢測元器 件，系統(tǒng)成本較低，但是有積累誤差（ 3）閉環(huán)（半閉環(huán)）系統(tǒng)：進行閉環(huán)控制，使用位置檢測元器件和比較器。結(jié)構(gòu)簡單，制造成本較低，價格便宜 , 精度一般不高。（ 3）工作臺運動方向的控制：改變步進電動機定子繞組的通電順序可以使步進電動機正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，從而改變工作臺的進給方 向。（ 3）混合伺服系統(tǒng)：上部是開環(huán)系統(tǒng)，下部是反饋伺服補償系統(tǒng)，兩個系統(tǒng)同時控制一臺步進電動機。系統(tǒng)穩(wěn)定性受到影響 ,調(diào)試?yán)щy ,且結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格昂貴。鑒相器計算 x1和 x2的相位之差，這一相位差就是伺服系統(tǒng)的位置跟隨誤差。工件的加工精度用尺寸精度、形狀精度和位置精度三項指標(biāo)來衡量（ 3）工藝系統(tǒng)：機床、夾具、刀具和工件構(gòu)成的系統(tǒng)。（ 3）幾何精度通常在運動部件不動或低速運動的條件下檢查。 定位精度的基本概念（ 1）定位誤差的統(tǒng)計檢驗方法：系統(tǒng)性誤 差；隨機性誤差；定位誤差的分布符合正態(tài)分布。 121 數(shù)控機床定位精度分析和提高措施？ 步進電機定位精度影響因素：步進電機的誤差；步進電機的步距角誤差；步進電機的動態(tài)誤差；步進電機的起停誤差； 機械傳動部分的誤差：齒輪副的傳動誤差及傳動間隙；滾珠絲桿螺母副的傳動誤差及傳動間隙；導(dǎo)軌副的誤差；機械傳動部分的受力變形；機械進給部分的熱變形。包括檢測元件本身的誤差以及檢測元件的安裝、調(diào)整造成的誤差。減少系統(tǒng)性誤差的基本方法：從產(chǎn)生誤差的根源上采取措施減小或消除定位誤差；采用誤差補償方法提高定位精度。該方法由于受擋塊及微動開關(guān)安裝位置的限制，補償間隙不能小于兩個擋塊或微動開關(guān)的最小安裝距離，從而使補償效果受到限制。主要檢測項目：鏜孔孔距精度；斜線銑削精度：四面的直線度、相對面 間的平行度和相鄰兩面間的垂直度；銑園精度 129對現(xiàn)代數(shù)控機床的要求？（ 1）高速數(shù)控運算技術(shù)：CNC 系統(tǒng)控制程序段譯碼和插補時間需要 T，則必須使TmT，否則造成指令間斷現(xiàn)象，使機床產(chǎn)生振動和加工表面質(zhì)量惡化。 131FANUC總線的特點？ （ 1）可連接多個帶有 CPU和存儲器的功能模塊，各個模塊具有同等的權(quán)限，可自由進入其他模塊內(nèi)的存儲器和使用 IO接口。 FANUC 15系統(tǒng)加工程序存儲裝置容量很大，足以使一個或幾個工件加工程序儲存在其中。（ 3）采用優(yōu)化設(shè)計的方法，對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、技術(shù)參數(shù)及系統(tǒng)性能等方面均要進行優(yōu)化以求達(dá)到系統(tǒng)總體優(yōu)化的結(jié)果（ 4）對設(shè)計方案進行科學(xué)地評價，從而排除方案決策中的主觀因素，使選定的設(shè)計方案能夠更好地滿足設(shè)計 要求 （ 5）充分利用先進的 CAD/CAE技術(shù)進行設(shè)計工 作，進一步提高設(shè)計質(zhì)量和效率。（ 3）機電一體化系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計：系統(tǒng)總體設(shè)計。 138 專用數(shù)控系統(tǒng)軟件設(shè)計？ 專用數(shù)控系統(tǒng)的功能設(shè)計原則：能