【正文】 要大，且在大的調速范圍內速度要穩(wěn)定，恒功率調速范圍寬；在斷續(xù)負載下電動機轉速波動要?。患铀?、減速時間短；溫升低、噪聲小、振動小，可靠性高，壽命長，易維護、體積小，重量輕；電動機過載能力強； 111數(shù)控機床進給運動伺服系統(tǒng)的分類和特點？ （ 1）開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)（半閉環(huán)）系統(tǒng)。（ 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。 112 閉環(huán)和半閉環(huán)控制系統(tǒng)的區(qū)別？ 閉環(huán)系統(tǒng)：沿導軌移動方向安裝直線位移傳感器，直接測量工作臺的位移；半閉環(huán)系統(tǒng)：在滾珠絲桿端部安裝角位移傳感器，測量其角位移。不能反映滾珠絲桿本身的行程誤差及其變形，以及滾珠絲桿副以后傳動鏈所產(chǎn)生的那部分工作臺的位移誤差。 113 開環(huán)伺服系統(tǒng)？ 特點 :沒有位置檢測裝置，信號單向。結構簡單，制造成本較低，價格便宜 , 精度一般不高。用于經(jīng)濟型數(shù)控車、銑、線切割機床 。 系統(tǒng)工作原理：開環(huán)系統(tǒng)驅動控制線路接受來自數(shù)控機床控制系統(tǒng)的進給脈沖信號，并將該信號轉換為控制步進電動機各定子繞組依次通電、斷電的信號，使步進電動機運轉。 （ 1）工作臺位移量的控制：進給脈沖數(shù) N定子繞軸通電狀態(tài)變化次數(shù) N步進電動機轉子的轉角φ 工作臺位移量 L（ 2）工作臺進給速度的控制：進給脈沖頻率f定子繞組通電狀態(tài)的變換頻率 f步進電動機轉子的轉速 w工作臺進給速度 v。（ 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或反轉，從而改變工作臺的進給方 向。 輸入進給脈沖數(shù)量、頻率、方向經(jīng)驅動控制線路和步進電動機，可以轉換為工作臺的位移量、進給速度和進給方向，能夠滿足數(shù)控機床伺服系統(tǒng)對位移控制的要求。 114提高步進系統(tǒng)精度的措施？ （ 1）細分線路：把步進電動機的一步再分得細一些，來減少步距角。（ 2）反向間隙補償：減小傳動鏈中的間隙，采用間隙補償線路，其基本工作原理是：根據(jù)實際測得傳動間隙的大小，每當出現(xiàn)反向時，用補充固定的脈沖來克服。（ 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。 115半閉環(huán)伺服系統(tǒng)？ 特點 :帶有位置檢測裝置，常安裝在伺服電機上或絲杠的端部 。不包括絲杠螺母副及機床工作臺導軌副等大慣量環(huán)節(jié)，因此可以獲得穩(wěn)定的控制特性，而且調試比較方便，價格也較全閉環(huán)系統(tǒng)便宜。 116 閉環(huán)控制？特點 :帶有位置檢測裝置 ,安裝在機床刀架或工作臺等執(zhí)行部件上 。系統(tǒng)穩(wěn)定性受到影響 ,調試困難 ,且結構復雜、價格昂貴。 117幾種典型閉環(huán)伺服系統(tǒng)？ （ 1）脈沖比較式進給位置伺服系統(tǒng)：包括速度控制單元和位置控制外環(huán)，它的位置環(huán)是按給定輸入脈沖數(shù)和反饋脈沖數(shù)進行比較而構成閉環(huán)控制。其位置跟 隨誤差實際上就是位置指令脈沖個數(shù)與位置反饋脈沖個數(shù)之差。（ 2）相位比較式進給位置伺服系統(tǒng)：用于電動機采用旋轉變壓器調速時。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。（ 3）數(shù)據(jù)采樣式進給位置伺服系統(tǒng)：位置控制功能是由軟件和硬件兩部分共同實現(xiàn)的；軟件負責跟隨誤差和進給速度指令的計算：硬件接受進給指令數(shù)據(jù)，進行 D/A轉換，為速度控制單元提供命令電壓，以驅動坐標軸運動。采樣周期選擇：系統(tǒng)穩(wěn)定性：必須參考系統(tǒng)開環(huán)增益的大小來確定系統(tǒng)的采樣周期輸入信號的頻譜特性： Tπ /ω max 118機床精度的基本概念？ （ 1）工件的加工精度：加工后的幾何參數(shù)（尺寸、形狀和表面相互位置）與理想幾何參數(shù)符合的程度。精度的高低用誤差的大小來表達（ 2）誤差：實際值與理想值之間的差值，誤差越小，精度越高。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來衡量（ 3）工藝系統(tǒng)：機床、夾具、刀具和工件構成的系統(tǒng)。各因素均會不同程度的影響工件的加工精度，機床常常是主要因素之一。 119數(shù)控機床精度的主要檢測項目？ （ 1）數(shù)控機床精度主要從幾何精度、定位精度以及工作精度等項進行評價。（ 2）幾何精度：機床 主要運動部件及其運動軌跡的形狀精度和相對位置精度，它對工件的加工精度有直接影響，是衡量機床質量的基本指標。（ 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。 幾何精度包括：導軌的直線度；導軌或主要運動部件運動基準間的相對位置精度；主軸的回轉精度。 120 數(shù)控機床的定位精度？ 定位精度：主要運動部件沿某一坐標軸方向，向預定的目標位置運動時所達到的位置的精度。反映了機床數(shù)控系統(tǒng)、測量系統(tǒng)、進給傳動系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)以及機床的構件等性能的綜合影響。 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。（ 2）定位精度的確定：定位精度；重復定位精度；反向差值。（ 3）實際檢測中定位精度的計算：采用標準偏差值 S 來代替均方根誤差。 定位精度的檢測：刻線基準尺和讀數(shù)顯微鏡、激光干涉儀、光柵、感應同步器等測量工具進行檢測 數(shù)控機床定位精度的評定：軸線的重復定位精度 R；軸線的定位精度 A；軸線的反向差值 B。 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。 122 失動量的來源？ 工作臺或刀架反向移動時的位移損失；反向差值 B反映了失動量的大??；靠近傳動鏈的末端比靠近電動機的高速端影響大。 123 減少失動量的措施？ 從產(chǎn)生失動量的根源上采取措施：減小、消除各種機械間隙，采用各種消除間隙的結構，裝配時預加載荷；減少絲桿的彈性變形，增大軸徑減少變形；減少相對運動件之間的摩擦力；對于點位控制系統(tǒng)可以采用單方向趨近法 ；失動量中的常值系統(tǒng)性誤差部分，可以通過誤差補償?shù)姆椒ㄏ驕p少。 124閉環(huán)控制系統(tǒng)的定位精度分析？（ 1）由于采用反饋機制，機械傳動系統(tǒng)各部分的誤差對工作臺的定位精度沒有直接關系，定位誤差主要取決于位置檢測系統(tǒng)的誤差。包括檢測元件本身的誤差以及檢測元件的安裝、調整造成的誤差。（ 2）阿貝誤差：△ =la（ 3）檢測元件安裝得離工件愈遠，阿貝誤差愈大。（ 4）閉環(huán)控制系統(tǒng)中的失動量雖然不直接影響定位精度，但過大的失動量會造成伺服系統(tǒng)的動態(tài)不穩(wěn)定和振蕩，使系統(tǒng)性能下降。（ 5）半閉環(huán)系統(tǒng)由于絲桿螺母副到工作臺 之間的傳動鏈不在反饋控制環(huán)內，該部分的各種誤差與開環(huán)控制系統(tǒng)一樣，會影響定位精度 125 提高定位精度的措施 —— 定位誤差補償？ 系統(tǒng)性誤差所占比例較大，而且容易采取措施減少或消除。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。 誤差補償?shù)脑恚喝藶榈刂圃煲粋€大小相等、方向相反的誤差去補償原有的誤差。采用電氣補償法和軟件補償法。 126電氣補償法？ （ 1）反向間隙誤差補償：由于機床各軸失動量不盡相同，各軸都設置一套間隙補償電路（ 2）螺距累積誤差補償：定點脈沖補償方法修正螺距累積誤差。該方法由于受擋塊及微動開關安裝位置的限制，補償間隙不能小于兩個擋塊或微動開關的最小安裝距離，從而使補償效果受到限制。 127軟件補償法？ （ 1）反向間隙誤差補償：自動將齒隙補償值加到由插補程序算出的位置增量命令中進行補償。（ 2）由螺距累積誤差等引起的常值系統(tǒng)性定位誤差的補償。 128 數(shù)控機床的工作精度？ 數(shù)控機床的工作精度試驗：工作精度綜合反映機床在實際切削加工條件下所能達到的精度水平。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：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量惡化。（ 2）高精度伺服技術：為了提高伺服精度，一方面使用分辨率高的編碼器，提高反饋精度，另一方面使用各種根據(jù)現(xiàn)代控制理論的先進算法來減少滯后現(xiàn)象。 130FANUC 15 系統(tǒng)？ FANUC 15 系統(tǒng)式 90 年代初為了適應高速、高精度和高效率加工而發(fā)展的 32 位 CNC 數(shù)控系統(tǒng)，它具有以下功能 ： CNC功能；主軸轉速控制功能；加工程序存儲功能；可編程邏輯控制（ PLC）功能；數(shù)據(jù)輸出 /輸入設備控制功能；會話式自動編程功能和通訊功能。 FANUC 15系統(tǒng)將上述功能分散給各個模塊，而各個模塊中帶有一個或幾個微處理器，再用 32 位多重結構的 FANUC總線將各個模塊連接為一體，成為一個高速的 CNC數(shù)控系統(tǒng)。 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限，可自由進入其他模塊內的存儲器和使用 IO接口。（ 2）使用 32位數(shù)據(jù)帶寬，可以高速傳送數(shù)據(jù)，充分發(fā)揮了 32 位 CPU的能力。 132 FANUC各功能模塊的作用？ （ 1） CNC功能模塊：利用數(shù)據(jù)輸入 /輸出控制模塊、數(shù)據(jù)存儲功能和通信功能，將工件加工程序讀入 CNC系統(tǒng)進行譯碼后，生成控制軸移動的指令和 M/S/T指令。（ 2）數(shù)字伺服功能模塊：利用專門的微處理器對伺服電動機進行數(shù)字控制（ 3）主軸控制功能模塊：使用為處理器對交流主軸電機進行數(shù)字控制（ 4） PLC功能模塊：用于對內裝的可編程控制器進行控制（ 5）數(shù)據(jù)輸入 /輸出設備控制模塊：對 CNC操作面板以外的輸入 /輸出設備進行控制（ 6）加工程序存儲裝置：將工件講過 程序存入由電池供電的靜態(tài) RAM（ CMOS 芯片）中（ 7）會話式自動編程功能：操作人員只要操縱操作面板，根據(jù)引導圖和指示，用會話形式就可以編成工件加工程序（ 8）通信功能：完成 CNC 系統(tǒng)和上位機之間的通信。 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。使用的 RS23 RS422 以及 HDLC 和 DNC1 接口完全符合 ISO頒布的 CIMS層次結構。使用 133 機電一體化系統(tǒng)的設計原則？ 一方面提高機電一體化系統(tǒng)的性能，另一方面要求高質量、高效率的設計方法 以適應不斷加劇的市場競爭。（ 1）以一定的設計理論作為指導，按照設計對象自身的規(guī)律，而不是僅僅依據(jù)以往的設計經(jīng)驗進行設計（ 2）清楚、準確地確定系統(tǒng)的設計目標，從實際情況觸發(fā)，制定出合理的設計策略和技術路線，并嚴格、規(guī)范地按照工作進程進行設計工作，保證設計質量和效率。（ 3）采用優(yōu)化設計的方法，對系統(tǒng)結構、技術參數(shù)及系統(tǒng)性能等方面均要進行優(yōu)化以求達到系統(tǒng)總體優(yōu)化的結果（ 4）對設計方案進行科學地評價，從而排除方案決策中的主觀因素，使選定的設計方案能夠更好地滿足設計 要求 （ 5）充分利用先進的 CAD/CAE技術進行設計工 作，進一步提高設計質量和效率。 134機電一體化系統(tǒng)的設計開發(fā)路線？ （ 1）開放性設計：全新的機電一體化系統(tǒng)和產(chǎn)品的設計（ 2）適應性設計：不改變機電一體化系統(tǒng)和產(chǎn)品的工作原理方案，而僅僅對系統(tǒng)的功能和結構進行改進的設計（ 3）機電一體化系統(tǒng)的系列產(chǎn)品設計：僅改變系統(tǒng)的結構尺寸，從而使產(chǎn)品系列化。 135 機電一體化系統(tǒng)基本設計、開發(fā)路線？ 擬定新產(chǎn)品目標及初步的技術規(guī)范；市場調查、需求分析及銷售預測；可行性論證、技術經(jīng)濟分析；系統(tǒng)方案的初步設計，并進行方案的評價與審定；系統(tǒng)模型的模擬分析，包括建立機電一體化系統(tǒng)的數(shù)學、物理模型，并進行分析計算與模擬實驗；功能結構分析、試制樣機，并對樣機進行總體性能測試；技術評定與審定；確定修改意見并重新從可行性論證重復上面的設計過程；進行生產(chǎn)設計，系統(tǒng)投產(chǎn)。 136 設計參考： （ 1）一個好的產(chǎn)品設計不僅帶來技術上的革新與功能上的突破，而且有利于簡化生產(chǎn)制造，提高經(jīng)濟效益（ 2）方案評價也是設計中的一個重要方面，通過多種初步設計方案的篩選，從中選擇比較好的、可行的方案進行分析和概略評價，然后選擇其中的幾個方案，進行深入的綜合分析和評價，最后確定設計方案。（ 3）機電一體化系統(tǒng)詳細設計：系統(tǒng)總體設計。機械結構設計、控制系統(tǒng)設計、軟件設計等。 137檢測及控制系統(tǒng)設計？ （ 1）硬件結構組成方式：采用專用芯片的大板結構和總線式體系結構（ 2）大板式相對用戶而言是完全封閉的系統(tǒng)，功能維護和系統(tǒng)擴展都受到極大地限制；總線式結構的系統(tǒng)由多個硬件模塊組成，各模塊通過標準的總線連接構成數(shù)控系統(tǒng)的整體。（ 3）總線選擇的要求：具有一定的技術先進性，總線標準完全開放，高可靠性要求（ 4）選擇 ISA 總線標準，包括以下硬件模塊：三軸運動控制模塊、合成漸開線型面的兩軸位移測量模塊、電 氣控制模塊、 NC操作面板模量等。 138 專用數(shù)控系統(tǒng)軟件設計？ 專用數(shù)控系統(tǒng)的功能設計原則：能夠適應