電大數(shù)控技術與應用考試小抄

1、電大數(shù)控技術與應用考試小抄1數(shù)控機床？:數(shù)控機床是一個裝有數(shù)字控制系統(tǒng)的機床，該系統(tǒng)能夠處理加工程序,控制機床自動完成各種加工運動和輔助運動。 2數(shù)字控制？簡稱數(shù)控 （nc，numerical control）用數(shù)字化信息對機床運動及其加工過程進行控制的一種技術。特點：靈活、通用、高精度、高效率的“柔性”自動化生產(chǎn)技術-數(shù)控技術應運而生 3數(shù)控技術在制造裝備中的的應用？簡化機械結構、縮短制造周期、提高制造精度、提升裝備性能。 4數(shù)控技術的特點？優(yōu)點：（1）提高了加工精度和同一批工件尺寸的重復精度，保證了加工質量的穩(wěn)定性（2）增加了設備的柔性，可以適應不同品種、規(guī)格和尺寸以及不同批量的工件加工（

2、3）操作人員的勞動強度大為減輕（4）具有較高的經(jīng)濟效益（5）能加工普通機床所不能加工的復雜型面（6）可向更高級的制造系統(tǒng)發(fā)展（7）具有較高的生產(chǎn)效率 不足之處：（1）提高了起始階段的投資（2）增加了電子設備的維護（3）對操作人員的技術水平要求較高 5計算機數(shù)控系統(tǒng)？（computer numerical control，cnc ）是以計算機為核心的數(shù)控系統(tǒng)。優(yōu)點：柔性好，功能強，可靠性高，易于實現(xiàn)機電一體化，經(jīng)濟性好。 6數(shù)控機床的組成部分？程序載體、輸入裝置、cnc裝置、伺服系統(tǒng)和機床的機械部件 程序載體：以一定格式和代碼存儲工件加工程序的載體?？梢允谴┛准垘В惺酱艓Ш蛙洿疟P等。 輸入裝置

3、：將程序載體內(nèi)有關加工的信息讀入cnc裝置內(nèi) cnc裝置：主要由信息的輸入、處理和輸出三部分組成。把程序載體上的加工信息編譯成計算機能夠識別的信息，按照控制程序的規(guī)定，逐步存儲并進行處理后，通過輸出部分發(fā)出位置和速度指令給伺服系統(tǒng)和主運動控制部分。 伺服系統(tǒng)：由伺服電動機以及驅動控制裝置和伺服軟件構成。根據(jù)cnc裝置傳來的速度和位置指令驅動機床的進給運動部件，完成指令規(guī)定的運動。每一坐標方向的進給運動部件配置一套伺服系統(tǒng)。 位置反饋系統(tǒng)：將機床運動部件的實際位置信息反饋給cnc裝置。分為伺服電動機的轉動角位移反饋和數(shù)控機床執(zhí)行機構（工作臺）的直線位移反饋。 機床的機械部件：數(shù)控機床的機械部件，

4、包括主運動系統(tǒng)以及輔助部分（如液壓、氣動、冷卻和潤滑部分），還有一些特殊部件，如刀庫、自動換刀裝置（atc）和自動托盤交換裝置等。 7數(shù)控系統(tǒng)？一種能夠控制機器運動的裝置，由工件加工程序、輸入和輸出設備、cnc裝置、可編程控制器（plc）、主軸驅動裝置和進給驅動裝置等組成的一個系統(tǒng)。 8步距角？當輸入一個脈沖給步進電機的驅動單元后，步進電機就相應地轉過一個步距角。 9脈沖當量（最小設定單位）？步進電機每轉過一個步距角，工作臺相應地移動一個位移量。 10開環(huán)控制系統(tǒng)原理？程序載體將控制信息輸入cnc裝置后，解讀器將它編譯成計算機能識別的機器碼存入存儲器中，按照控制軟件的要求，經(jīng)過運算器后，在規(guī)定

5、時間內(nèi)發(fā)指令脈沖到電動機驅動裝置，使電動機轉動規(guī)定的角度，經(jīng)過機床的傳動部件，驅動工作臺到達制定的位置。多軸控制時，運算器還需要脈沖分配，使各電動機協(xié)調(diào)轉動。開環(huán)控制系統(tǒng)伺服電機多采用功率步進電動機。開環(huán)控制系統(tǒng)沒有反饋裝置，不能防止步進電動機丟步所產(chǎn)生的位移誤差，制造較大功率的步進電機困難。開環(huán)控制系統(tǒng)僅用于運動速度較低和加工精度不很高的機床。 11閉環(huán)控制系統(tǒng)原理？在機床工作臺運動方向上增加測量工作臺實際位移量的位置傳感器，傳感器將實際位置信息反映給cnc裝置的比較器，如有誤差，由計算機發(fā)出指令至輸出電路，使電動機轉動，直至誤差消失為止。閉環(huán)控制系統(tǒng)與開環(huán)控制系統(tǒng)的主要區(qū)別：伺服系統(tǒng)的機械

6、執(zhí)行機構的最后環(huán)節(jié)上裝有反饋系統(tǒng)，將機床工作臺的實際位置反饋給cnc裝置。閉環(huán)控制系統(tǒng)的伺服電動機采用交流或直流伺服電動機 12半閉環(huán)控制系統(tǒng)？半閉環(huán)控制系統(tǒng)的電動機軸上裝有表示其角位移的編碼器，但是不能糾正機床傳動部件帶來的誤差，所以稱為半閉環(huán)控制系統(tǒng)。 半閉環(huán)控制系統(tǒng)特點：結構較為簡單；控制較為方便；能達到較高精度。13連續(xù)控制系統(tǒng)的工作特點：連續(xù)控制系統(tǒng)的插補功能是由插補器來實現(xiàn)的。插補器根據(jù)插入的插補指令進行數(shù)學計算，對各個坐標軸進行脈沖分配，然后發(fā)指令給伺服電動機驅動單元，使機床工作臺沿各坐標軸完成規(guī)定的運動，刀具就能加工出工件輪廓來。 14多功能與經(jīng)濟性數(shù)控系統(tǒng)（1）多功能機床數(shù)控

7、系統(tǒng)：功能比較齊全，適用于功率較大、動作較復雜、定位精度較高的大、中型數(shù)控機床。大多由專業(yè)廠家生產(chǎn)?？煽啃愿撸珒r格較貴。（2）經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)：為了提高生產(chǎn)率和穩(wěn)定加工質量，在普通機床基礎上，對機械部分做必要的改造，配上功能較為簡單的數(shù)控系統(tǒng)，使之具備某些必要的數(shù)控功能。一般采用控制較簡單、成本較低的功率步進電機伺服系統(tǒng)。 特點：結構簡單，造價低廉。在工廠技術改造中發(fā)揮很大作用。 15適應控制（adaptive control，ac）？為了提高切削效率和加工精度，機床的數(shù)控系統(tǒng)最好能在加工條件下改變機床的切削用量，以適應在一瞬間實際發(fā)生的加工情況。適應控制工作過程：適應控制與閉環(huán)控制的主要區(qū)別

8、在于有一個適應控制器，通過裝在機床上各個部位的傳感器，將檢測到的加工參數(shù)（如切削負載、刀具磨損量等）變化信息送到適應控制器，與預先存儲的有關信息進行比較，然后發(fā)出指令給機床，自動調(diào)整機床的有關參數(shù)。 16直接數(shù)控系統(tǒng)？dnc系統(tǒng)的特點：（1）可實現(xiàn)非實時分配數(shù)控數(shù)據(jù)，可和車間的編程機結合起來，便于實現(xiàn)車間的監(jiān)控和管理。（2）dnc系統(tǒng)采用了局域網(wǎng)絡（lan）技術進行通信，是一種“開放式”系統(tǒng)，可以向上級機和下級設備擴展延伸。（3）dnc系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相結合，可以采集機床工作狀態(tài)，在線檢測數(shù)據(jù)，對加工質量和機床狀態(tài)進行實時控制。（4）dnc系統(tǒng)既可獨立使用，也可作為工廠的計算機集成制造系統(tǒng)的

9、一個層次。 17數(shù)控技術的應用？（1）數(shù)控車床：軸類和盤類回轉體的加工；（2）數(shù)控銑床：較復雜的平面、曲面和殼體類工件的加工，如各種模板、樣板、凸輪和箱體等；（3）數(shù)控鉆床：鉆孔為主的工序加工；（4）數(shù)控磨床：數(shù)控外圓磨床、數(shù)控平面磨床和數(shù)控坐標磨床等；（5）數(shù)控齒輪機床：加工漸開線齒輪、擺線齒輪以及特殊要求齒狀工件。主要有數(shù)控插齒機、數(shù)控滾齒機和數(shù)控磨齒機等。 18加工中心？能在一次裝夾中進行自動換刀、進行諸如鏜孔、鉆孔、攻螺紋等加工，以保證加工表面的相對位置。特點：配置高檔的數(shù)控系統(tǒng)，聯(lián)動軸較多，具有各種補償功能減少加工誤差，具備自動編程系統(tǒng)。 19 數(shù)控技術在電加工機床中的應用？電加工機

10、床是利用電極間脈沖放電時產(chǎn)生的電火花的腐蝕作用來加工工件的，電火花放電時，火花通道中瞬時產(chǎn)生大量的熱，足以使電極表面的金屬局部熔化（甚至氣化）蒸發(fā)而被除掉，使被加工工件獲得各種形狀，達到加工尺寸精度、表面粗糙度和生產(chǎn)率的要求。主要用來加工模具和難加工材料等。主要有兩類：數(shù)控電火花成形機床、數(shù)控線切割機床。 20數(shù)控機床和數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展？（1）高速化和高精度化，機械方面：主軸高速化，采用陶瓷球的軸承等；數(shù)控系統(tǒng)方面：提高計算機運算速度，采用插補專用芯片，補償機械系統(tǒng)帶來的誤差；伺服系統(tǒng)方面：采用數(shù)字伺服系統(tǒng)，采用現(xiàn)代控制理論提高跟隨精度（2）提高數(shù)控機床的可靠性：大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路；故障診

11、斷系統(tǒng)（3）cnc系統(tǒng)的智能化：人工智能技術（4）具有更高的通信功能（5）數(shù)控系統(tǒng)的開放化：使得伺服電機控制單元的信息標準化，用戶能自由地選擇伺服電機的生產(chǎn)廠家、規(guī)格型號和參數(shù)。降低了系統(tǒng)的生產(chǎn)成本，且便于維護。 21普通機床加工與數(shù)控機床加工區(qū)別？普通機床加工：根據(jù)工藝規(guī)程和工藝過程卡選擇加工表面，但切削用量、走刀路線、工步的選擇等由操作者自行決定 數(shù)控機床加工：按照事先編好的程序自動進行加工，操作者無法臨時改變加工過程。 22程序編制的方法？（1）手工編程：編制程序的過程全部由人工完成的方法。適用于點位加工或幾何形狀簡單的工件，不需要經(jīng)過復雜的計算，程序段不多，數(shù)控帶不長。 （2）自動編程

12、：程序員根據(jù)工件圖紙和加工要求，使用規(guī)定的數(shù)控語言，編寫簡短的工件源程序，輸入計算機，由計算機自動地計算刀具運動軌跡，編寫工件程序單，制作數(shù)控帶等。適用于形狀復雜、工序較長的工件，需要進行繁瑣的計算，程序段很多，出錯也難以校核。自動編程與手工編程比較，具有編程時間短、出錯機會少和編程效率高等優(yōu)點。 23編程內(nèi)容與步驟？（1）分析工件圖紙：分析工件的材料、形狀、尺寸和精度、表面質量、毛坯情況和熱處理要求，確定工件是否適合數(shù)控加工 （2）確定工藝過程：確定工件的加工工藝（定位方式、夾具）和加工路線（對刀點、走刀路線，并確定加工余量、切削用量。（3）數(shù)值計算：根據(jù)工件圖紙和走刀路線，計算刀具中心運動

13、軌跡。（4）編寫程序單：根據(jù)工藝過程、數(shù)值計算結果和輔助操作要求，按照數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的程序指令及格式填寫程序單。（5）制作和效驗程序單：根據(jù)程序單，用穿孔機在紙帶上打出代碼孔，制成數(shù)控帶。（6）首件試切：通過光電閱讀機把數(shù)控帶輸入數(shù)控系統(tǒng)，校驗后進行首件試切。 24數(shù)控帶？帶有數(shù)控機床控制信息的穿孔帶。它是寬度為1 in，每排最多有8個代碼孔，每排孔的數(shù)量和位置代表控制信息代碼。代碼孔b3和b4之間有一排小孔用于紙帶的進給。數(shù)控帶上一排孔位中每個位置上有孔或無孔，就代表光電閱讀機上每個光敏二極管上高電平或低電平。每排孔代表一位二進制數(shù)。 25數(shù)控帶格式？工件加工程序輸入數(shù)控裝置的信息分三類：（1

14、）工件和刀具相對位置關系信息，如位置、方向、位移量等（2）工件和刀具位置改變的比率，如進給速度、轉速等（3）輔助功能信息，如操作方式、公制和英制的選擇、工具選擇、切削液的使用等。 26 程序段格式？（1）字：以某個順序安排的字符集合。數(shù)控帶上信息是以字為單位進行處理的。程序段是代表控制信息的字的集合。各個程序段之間必須用結束符lf或cr隔開。（2）數(shù)控帶格式：在程序段中，字的特定排列方式。最廣泛的是文字地址程序段格式。（3）文字地址程序段格式：每一坐標軸和各種功能都以字母和數(shù)字合成的字來表示。27文字地址字符的說明？（1）程序段序號n：表示程序段的順序，用來檢索程序段或者顯示當前執(zhí)行的程序段。

15、（2）準備功能字g：準備功能指令包括字母g和后續(xù)2位數(shù)字。數(shù)字表示不同的機床操作或動作。（3）尺寸字x、y、z等：尺寸字用來給定機床各坐標軸位移的方向和數(shù)值。緊跟坐標軸代碼后面的是正負號，然后是數(shù)值。（4）進給功能字f：規(guī)定機床的進給速度。（5）主軸功能字s：指定主軸轉速，通常在更換刀具時指定。（6）刀具交換功能字t：更換刀具時，指定刀具或顯示待更換刀具的刀號。（7）輔助功能字m：輔助功能指令包括m地址后續(xù)的2位數(shù)字。用來使機床產(chǎn)生輔助動作。（8）程序段結束（eob）：每一程序段結束時，寫上指令lf表示本程序段到此結束。 28坐標軸的命名及方向？在加工過程中無論是刀具移動，工件靜止，還是工件移

16、動，刀具靜止，一般都假定工件相對靜止不動，而刀具在移動，并同時規(guī)定刀具遠離工件的方向作為坐標軸的正方向。（1） z坐標正方向的規(guī)定：刀具遠離工件的方向。（2）x軸的運動方向是工件的徑向并平行于橫向拖板，且刀具離開工件旋轉中心的方向是x軸的正方向。（3）y軸的確定：x、z軸的正方向確定后，y軸可按右手直角笛卡爾直角坐標系來判定。（4）機床原點是機床坐標系的零點, 是機床上固定的點，一般不允許用戶改變 29自動編程系統(tǒng)工作原理？（1）工件源代碼：用數(shù)控語言編寫（2）輸入編譯：由編譯程序把工件源代碼譯成計算機能識別和處理的形式（3） 數(shù)學處理：計算刀具和工件的相對運動軌跡（4）后置處理：主信息處理是

17、計算刀具相對于工件的運動軌跡的一般解，后置信息處理是將主信息處理結果再轉換成數(shù)控機床所需要的信息。使得主信息處理通用化，后置信息處理專用化。（5）信息的輸出：將后置處理程序信息輸入穿孔機制成數(shù)控帶。 30 cnc系統(tǒng)的組成和計算機的功用？cnc系統(tǒng)是一種位置（軌跡）控制系統(tǒng)，以多執(zhí)行部件(各運動軸)的位移量為控制對象并使其協(xié)調(diào)運動的自動控制系統(tǒng)，是一種配有專用操作系統(tǒng)的計算機控制系統(tǒng)。cnc系統(tǒng)的組成：數(shù)控計算機、程序輸入/輸出裝置和機床控制裝置。從外部特征來看，cnc系統(tǒng)是由硬件（通用硬件和專用硬件）和軟件（專用）兩大部分組成 31數(shù)控計算機？是cnc系統(tǒng)的核心。包括微處理器、內(nèi)存儲器、輸入

18、/輸出(i/o)接口以及時鐘、譯碼等輔助電路等。（1）微處理器：執(zhí)行存儲器中的程序，完成計算，產(chǎn)生各類控制信號（2）輸入/輸出接口電路：提供微處理器與外界的連接，完成數(shù)據(jù)格式和信息形式的轉換，分為兩類：通用的i/o接口（常規(guī)輸入輸出，實現(xiàn)程序的輸入與輸出及人機交互界面）；設備機床控制i/o接口（連接專用的控制與檢測裝置，實現(xiàn)機床的位置和工作狀態(tài)的控制與檢測）（3）程序輸入/輸出裝置：鍵盤、機床操作面板、顯示裝置（發(fā)光二極管構成的數(shù)碼管，或陰極射線管crt顯示器）、外圍存儲設備（磁帶機或磁盤機）、穿孔紙帶光電閱讀機、紙帶穿孔機等。 32機床控制裝置？位置控制裝置和機床狀態(tài)檢測控制裝置兩部分。 位

19、置控制裝置：伺服機構和執(zhí)行元件組成。執(zhí)行元件有交流或直流伺服電機，步進電機。伺服包括速度控制和位置控制。閉環(huán)控制中，速度環(huán)包括在伺服電動機驅動器中，位置反饋則送入計算機。 機床狀態(tài)檢測和控制：狀態(tài)檢測部件通過傳感器監(jiān)視機床工作狀態(tài)。 33cnc系統(tǒng)中的計算機？（1）計算機的作用：接受外部的工件加工程序和各種控制命令，識別這些程序和進行相應的運算處理，控制機械部分的動作，完成程序和命令所要求的功能。（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（

20、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。譯碼過程中完成對程序段的語法檢查，如發(fā)現(xiàn)語法錯誤便立即報警。 機床狀態(tài)的檢測：計算機掃描操作面板的操作開關和按鈕，產(chǎn)生相應的控制輸出，插補計算：插補的任務是在一條已知起點和終點的曲線上進行“數(shù)據(jù)點的密化”，從而確定各坐標軸在規(guī)定的位移范圍內(nèi)進給運行規(guī)律，獲得所要求的軌跡。為了達到足夠高的分辨率和足夠快的進給速度，計算機應有很高的運算速度。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。軟件完成粗插補，即按插補周期將工件

21、輪廓分為若干段，計算出相應的進給量，交給硬件插補器，由硬件插補器對粗插補的線段進一步細插補，輸出密化的脈沖。 刀具補償：包括刀具長度補償和刀具半徑補償。通常cnc裝置的工件加工程序是以工件輪廓軌跡來編程，刀具補償?shù)淖饔檬前压ぜ喞壽E轉換成刀具中心軌跡。刀具補償還包括程序段之間的自動轉接和過切削判別。 伺服控制：使電動機精確地按插補計算的結果運轉。分為開環(huán)控制和閉環(huán)控制兩種。 故障診斷：聯(lián)機和脫機診斷能力。聯(lián)機診斷是指數(shù)控計算機中的自診斷能力。脫機診斷是指系統(tǒng)運轉條件下的診斷。 34計算機的硬件結構？（1）單微處理機結構:整個cnc裝置只有一個cpu，它集中控制和管理整個系統(tǒng)資源，通過分時處理

22、的方式來實現(xiàn)各種nc功能。 主從結構，系統(tǒng)中只有一個cpu(稱為主cpu)對系統(tǒng)的資源有控制和使用權，其它帶cpu的功能部件，只能接受主cpu的控制命令或數(shù)據(jù)，或向主cpu發(fā)出請求信息以獲得所需的數(shù)據(jù)。即它是處于以從屬地位的，故稱之為主從結構。（2）多微處理機結構定義：在一個數(shù)控系統(tǒng)中有兩個或兩個以上的微處理機，cpu之間采用緊耦合，有集中的操作系統(tǒng)，通過總線仲裁器(由硬件和軟件組成)來解決總線爭用問題，通過公共存儲器來進行信息交換。 特點：能實現(xiàn)真正意義上的并行處理，處理速度快，可以實現(xiàn)較復雜的系統(tǒng)功能。容錯能力強，在某模塊出了故障后，通過系統(tǒng)重組仍可斷繼續(xù)工作。 結構形式：共享總線結構型、

23、共享存儲器結構型。35可編程控制器定義（簡稱plc）？ （1）可編程控制器（簡稱plc）是以微處理器技術為基礎，綜合了計算機、自動化和通信技術的一種新型工業(yè)控制裝置。 （2）可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，采用可編程存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算數(shù)操作等面向用戶的指令， 并通過數(shù)字式或模擬式輸入/輸出方式控制各種類型的機器或生產(chǎn)過程。（3）可編程控制器具有很強的邏輯運算能力，而且plc的輸入/輸出接口適應了工業(yè)過程的需要，具有功率放大的功能，可直接帶負載運行，這就是plc在工業(yè)控制上優(yōu)于普通微型計算機的地方。 36 plc在數(shù)控機床中的功用？作用：

24、完成各種輔助功能。機床主軸的起停、正反轉控制及主軸轉速的控制、倍率的選擇。機床冷卻、潤滑系統(tǒng)的接通和斷開。機床刀庫的起停和刀具的選擇、更換。機床卡盤的夾緊、松開。機床自動門的打開、閉合。機床尾座和套筒的起停、前進、后退控制。機床排屑等輔助裝置的控制。 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。分為系統(tǒng)程序和用戶程序:（1）用戶程序：描述了plc輸入和輸出之間的邏輯關系（2）系統(tǒng)程序：一種解釋程序，解釋用戶程序，并根據(jù)輸入的狀態(tài)產(chǎn)生輸出。plc運行時所執(zhí)行的系統(tǒng)程序實際上是個周而復始的掃描循環(huán)：從輸入端口中輸入外部狀態(tài)，存入輸

25、入數(shù)據(jù)區(qū)；依次執(zhí)行用戶程序存儲器中的每一條指令；將輸出信號從輸出端口輸出。 38plc與cnc系統(tǒng)的連接？內(nèi)置式、通用型 （1）內(nèi)置式：內(nèi)置式plc從屬于cnc裝置，plc與nc間的信號傳送在cnc裝置內(nèi)部實現(xiàn)。 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結構，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）結構緊湊，可靠性好，安裝和操作方便等優(yōu)點。 （2）通用型plc：通用型plc獨立于cnc裝置，具有完備的硬件和軟件功能，能夠獨立完成規(guī)定控制任務的裝置。 39機床控

26、制i/o部件的實現(xiàn)？與普通的io接口相比，機床控制io部件的特點：（1）能夠在計算機與輸入/輸出裝置進行必要的信息形式的轉換。如電平轉換、功率匹配，脈沖發(fā)生、ad、da（2）能夠輸入并可靠地傳送控制機床動作的相應控制信息，同時應具備阻斷或抑制干擾信號進入計算機的能力，防止誤動作，增加可靠性。（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換電路構成 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。工作原理：光電耦合器輸入端為一個發(fā)光二極管，輸出端為光敏器件如光敏

27、三極管或光敏二極管。當輸入電路無電流，發(fā)光二極管不導通也不發(fā)光，輸出端就不導通；當輸入回路有電流，發(fā)光二極管導通發(fā)光，激勵輸出端的光敏器件，產(chǎn)生相應的輸出電流。輸入和輸出端無直接連接，通過光傳遞信息。 光隔離電路作用：隔斷光電耦合器入出兩側電路的電氣聯(lián)系。入出兩側電路各有獨立的電源，不共地。強電一側電源中的干擾或io口長傳輸線上的干擾很難進入計算機一側。光電耦合器將電壓傳送變?yōu)殡娏鱾魉?，為低阻器件。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換。 41提高數(shù)控計算機可靠性的措施？可靠性：是產(chǎn)品的一種屬性，指在規(guī)定條件下正確執(zhí)行預期功能在時間上的度量。通常用平均故障間隔時間mtbf表示。

28、平均故障間隔時間:（平均無故障工作時間）mtbf=可能工作的總時間/總的故障次數(shù)。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；關鍵信息的保護和恢復 。軟硬結合的可靠性措施：硬件監(jiān)視電路（watch dog電路）解決程序“飛掉”造成死機的問題。 42數(shù)控系統(tǒng)的模塊化設計？數(shù)控系統(tǒng)標準化方法：把控制系統(tǒng)根據(jù)功能劃分具有一種或幾種獨立功能的單元，用具有這些相應功能的硬件插件（或模塊）像搭積木一樣組成一個模塊網(wǎng)絡，配上相應的系統(tǒng)控制軟件，協(xié)調(diào)各

29、模塊之間的運作，從而達到整個數(shù)控系統(tǒng)的功能。計算機總線：作為連接計算機系統(tǒng)各模塊的中間媒介，定義連接方式、工作時序和電氣規(guī)范等。 數(shù)控系統(tǒng)模塊化設計優(yōu)點：提高了設計效率，縮短系統(tǒng)設計周期；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。 模塊化設計問題：增加插接環(huán)節(jié)，使接插不良的機會增加；模塊上有些用戶不需要的功能增加成本。 43總線標準？數(shù)據(jù)線：根數(shù)決定了數(shù)據(jù)傳送通道的寬度；地址線：根數(shù)決定了系統(tǒng)最大的尋址范圍；控制線：包括時鐘、讀寫控制、中斷、總線仲裁等；電源線：規(guī)定系統(tǒng)使用電源種類和數(shù)量以及地線的分布情況；備用線：留給用戶擴充總線功能時使用。 總線仲裁

30、：防止各個cpu模塊或外部設備與主cpu爭奪總線使用權，需設置仲裁電路。這種電路與判別中斷優(yōu)先權電路類似。 44cnc系統(tǒng)中的插補運算？插補：零件輪廓線型已知點，進給速度、刀具參數(shù)、進給方向等，計算出中間點坐標值 ，脈沖當量：刀具或工件能移動的最小位移量。插補器：數(shù)控裝置中完成插補運算工作的裝置或程序。 現(xiàn)代cnc數(shù)控系統(tǒng)：軟件插補或軟、硬件插補結合的方法，由軟件完成粗插補，硬件完成精插補。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。 基準脈沖插補：特點：每次插補結束，數(shù)控裝置向每個運動坐標輸出基準脈沖序列，驅動進給電機運動。每個脈沖代表了最

31、小位移，脈沖序列的頻率代表了坐標運動速度，而脈沖的數(shù)量表示移動量。每個脈沖使坐標軸產(chǎn)生1個脈沖當量增量；脈沖數(shù)量代表位移量；脈沖序列頻率代表運動速度?；鶞拭}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。 46 數(shù)據(jù)采樣插補：特點：數(shù)控裝置產(chǎn)生的是標準二進制字。插補運算分兩步完成：第一步粗插補；第二步精插補?；驹恚菏且环N時間分割法，根據(jù)進給速度，將加工輪廓曲線分割為一定時間內(nèi)（一個插補周期）的進給量（一條微小直線），即用一系列微小直線段逼近輪廓軌跡。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

32、軸應該行進的增長段，并計算插補點的坐標值。實現(xiàn)步驟：粗插補（用若干微小直線段逼近曲線）和精插補（脈沖增量插補）。解決兩個問題：選擇插補周期；計算一個周期內(nèi)各坐標軸的進給量。插補周期的選擇：（1）插補周期與插補運算時間的關系。（2）插補周期與位置反饋采樣周期的關系。（3）插補周期與精度、速度的關系。 47 cnc系統(tǒng)的控制軟件？軟件與硬件在實現(xiàn)各種功能的特點和關系（1）關系：從理論上講，硬件能完成的功能也可以用軟件來完成。從實現(xiàn)功能的角度看，軟件與硬件在邏輯上是等價的。（2）特點：硬件處理速度快，但靈活性差，實現(xiàn)復雜控制的功能困難；軟件設計靈活，適應性強，但處理速度相對較慢。 cnc控制軟件組成

33、：系統(tǒng)總控程序系統(tǒng)的初始化，命令處理循環(huán)； 工件加工程序的輸入和輸出管理加工程序輸入途徑：光電閱讀機和mdi；工件加工程序編輯對存儲在工件程序存儲器中的工件加工程序進行編輯和修改，包括插入、刪除、查找、移動等；機床手動調(diào)整的控制在手動調(diào)整狀態(tài)下通過機床操作面板控制機床動作，包括各坐標軸運動、主軸運動、刀架轉位和冷卻泵開停等；工件加工程序的解釋和執(zhí)行根據(jù)工件加工程序實現(xiàn)工件的輪廓加工；插補運算根據(jù)插補數(shù)學模型而編制的一種運算處理程序。決定所要求的進給長度上數(shù)控機床各個坐標軸進給的規(guī)律；伺服系統(tǒng)根據(jù)插補程序的結果，進行適當計算機，而后直接輸出去控制執(zhí)行元件的動作；系統(tǒng)自檢檢測cnc各個硬件部件功能

34、的正確性，指示可能存在的故障位置和性質。 48cnc控制軟件的結構？結構模式：指系統(tǒng)軟件的組織管理方式，即系統(tǒng)任務的劃分方式、任務調(diào)度機制、任務間的信息交換機制以及系統(tǒng)集成方法等。 結構模式的功能：組織和協(xié)調(diào)各個任務的執(zhí)行，使之滿足一定的時序配合要求和邏輯關系，以滿足cnc系統(tǒng)的各種控制要求。 49前后臺型？該模式將cnc系統(tǒng)軟件劃分成兩部分：前臺程序: 主要完成插補運算、位置控制、故障診斷等實時性很強的任務，它是一個實時中斷服務程序。后臺程序(背景程序): 完成顯示、零件加工程序的編輯管理、系統(tǒng)的輸入/輸出、插補預處理（譯碼、刀補處理、速度預處理)等弱實時性的任務，它是一個循環(huán)運行的程序，其

35、在運行過程中，不斷地定時被前臺中斷程序所打斷，前后臺相互配合來完成零件的加工任務。前后臺型結構模式的特點：任務調(diào)度機制: 優(yōu)先搶占調(diào)度和循環(huán)調(diào)度。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)部各子任務采用的是順序調(diào)度。信息交換:緩沖區(qū)。前臺和后臺程序之間以及內(nèi)部各子任務之間的。實時性差。在前臺和后臺程序內(nèi)無優(yōu)先級等級、 也無搶占機制。該結構僅適用于控制功能較簡單的系統(tǒng)。早期的cnc系統(tǒng)大都采用這種結構。 50中斷驅動型：這種結構是將除了初始化程序之外，整個系統(tǒng)軟件的各個任務模塊分別安排在不同級別的中斷服務程序中，然后由中斷管理系統(tǒng)（由硬件和軟件組成）對各級中斷服務程序實施調(diào)度管理。整個軟件就

36、是一個大的中斷管理系統(tǒng)。 中斷型結構模式的特點：任務調(diào)度機制：搶占式優(yōu)先調(diào)度。信息交換：緩沖區(qū)。實時性好。由于中斷級別較多（最多可達8級），強實時性任務可安排在優(yōu)先級較高的中斷服務程序中。模塊間的關系復雜，耦合度大，不利于對系統(tǒng)的維護和擴充。 51數(shù)控機床的主要工藝特點？自動化程度高、柔性好，能實現(xiàn)單件、小批生產(chǎn)的加工自動化；加工精度高、質量穩(wěn)定；生產(chǎn)效率高，適合于加工表面多，相互位置精度要求高的工件。 52對數(shù)控機床機械結構提出的要求?（1）高剛度：機床的剛度是指機床在載荷的作用下抵抗變形的能力。（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。常用動剛

37、度作為衡量抗振性的指標。（3） 減少機床的熱變形（4）提高進給運行的動態(tài)性能和定位精度：要求進給運動平穩(wěn)、無振動、動態(tài)響應性能好、在低速進給時無爬行和有高的靈敏度，各坐標軸有高的定位精度。53高剛度：影響機床剛度的主要因素：各構件、部件本身的剛度以及相互間的接觸剛度。 提高靜剛度的措施：基礎大件采用封閉整體箱形結構；合理布置加強筋；提高部件之間的接觸剛度。 54動剛度？機床動剛度低，則抗振性差，工作時易振動。提高動剛度的措施：1）改善機床的阻尼特性（如填充阻 尼材料）2）床身表面噴涂阻尼涂層3）充分利用結合面的摩擦阻尼4）采用新材料，提高抗震性 55減少機床的熱變形？控制熱變形的措施：對機床熱

38、源進行強制冷卻，采用熱對稱結構。 56數(shù)控機床的主要組成部分？主傳動系統(tǒng)及主軸部件使刀具（或工件）產(chǎn)生主切削運動；進給傳動系統(tǒng)使工件（或刀具）產(chǎn)生進給運動并實現(xiàn)定位；基礎件床身、立柱、滑座、工作臺等；其他輔助裝置如液壓、氣動、潤滑、切削液等系統(tǒng)及裝置。 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。主傳動系統(tǒng)和主軸部件一般都設計成一個主軸箱。 功能要求：主軸的轉速范圍較寬，能實現(xiàn)自動變換，有足夠的輸出扭矩；主軸回轉軸心線的位置準確、穩(wěn)定，即應有高的回轉精度，并有足夠的剛度和抗振性；有刀具的自動夾緊裝置以及主軸

39、準停裝置。 58主軸準停功能 ？（1）每次機械手自動裝取刀具時，必須保證刀柄上的鍵槽對準主軸的端面鍵 ；（2）為滿足主軸這一功能而設計的裝置稱為主軸準停裝置或稱主軸定向裝置；（3）在加工精密的坐標孔時，由于每次都能在主軸的固定圓周位置換刀，故能保證刀尖與主軸相對位置的一致性，從而減少被加工孔的尺寸分散度 。 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。（2）采用齒輪傳動不僅為了減速，達到所需的脈沖當量，還有滿足結構要求和增大轉矩的作用。（3）去掉齒輪減速機構可使系統(tǒng)更簡單、減少產(chǎn)生

40、定位誤差的環(huán)節(jié)，同時傳動慣量減少，伺服特性有所改善。 60自動換刀裝置？功能：儲備一定數(shù)量的刀具，并完成在加工過程中的自動更換刀具。 要求：應當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。 組成：刀庫和機械手兩部分組成。 原理：當需要某一把刀具進行切削加工時，將該刀具自動從刀庫交換到主軸上。切削完畢后又將用過的刀具自動從主軸放回刀庫。 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。目前，在刀庫中選擇刀具通常有順序選擇和任意選擇兩種方式。 （1）順序選刀：優(yōu)點是刀庫驅動控制比較簡單，缺點是加工工件變動時，必須重新排列刀庫中的刀具順序，每把刀

41、具不能重復使用，刀庫存儲量加大。 62數(shù)控機床的導軌？定義：支承運動部件并保證運動部件在外力的作用下，能準確地沿著一定得方向運動。 功用：支承和導向 ，導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。 63導軌應滿足的基本要求？（1）導向精度：機床的運動部件沿導軌移動時的直線性和它與有關基面之間相互位置的準確性。影響導向精度的主要因素：導軌的結構形式，導軌的制作精度和裝配質量，以及導軌和基礎件的剛度等。 （2）精度保持性：導軌在長期使用中保持導向精度的能力。導軌的耐磨性是保持精度的決定性因素，它與導軌的摩擦性質、導軌的材料等有關。（3）低速運動平穩(wěn)性：在低速運動或微量移動時，運動平穩(wěn)

42、，無爬行現(xiàn)象。與導軌的結構類型、材料、潤滑條件等有關。（4）結構簡單、工業(yè)性好：要便于加工、裝配、調(diào)整和維修。 64導軌的分類和特點？按接觸面間的摩擦性質的不同，可分為三大類：（1）滑動導軌：結構簡單、制造方便、剛度好、抗振性強等優(yōu)點，在一般機床上應用最為廣泛。（2）滾動導軌：在導軌工作面間放入滾珠、滾柱或滾針等滾動體，使導軌面間成為滾動摩擦，可以大大降低摩擦系數(shù)，提高運動靈敏度。 優(yōu)點：動靜摩擦系數(shù)小，幾乎不受運動速度變化的影響，運動輕便靈活，所需驅動功率小，摩擦發(fā)熱少，磨損小，精度保持好，低速運動時不易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，定位精度高，很適合于要求移動部件運動均勻，靈敏以及實現(xiàn)精密定位的場合。 缺

43、點：結構較復雜，制造較困難，成本較高，對贓物較敏感，必須有良好防護裝置。 （3）靜壓導軌：定義：在導軌工作面間通入具有一定壓強的潤滑油，使運動件浮起。導軌間充滿潤滑油形成的油膜，始終處于純液體摩擦狀態(tài)。優(yōu)點：靜壓導軌面處于純液體摩擦狀態(tài)，摩擦系統(tǒng)極低，驅動功率大為降低，低速運動時無爬行現(xiàn)象，導軌面不易磨損，精度保持性好?？拐裥院茫\行平穩(wěn) 。 缺點：結構復雜，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。 65滾動導軌的結構形式？（1）滾動導軌：結構緊湊、制造容易、成本較低，由于點接觸，剛度低、承載能力較小，只適用于載荷較小和切削力矩和顛覆力矩都較小

44、的數(shù)控機床。（2）滾柱導軌：承載能力和剛度都比滾珠導軌大，適用于載荷較大的機床，但對導軌面平行度要求較高。（3）滾針導軌：滾針比滾柱的長徑比大，結構緊湊，承載能力比滾珠導軌大，但摩擦系數(shù)也更大一些，適用于尺寸受限制的場合。 66滾動導軌的預緊？滾動導軌預緊可顯著提高剛度。但過大的預緊力會使牽引力顯著增加。預緊方法有以下兩種：（1）采用過盈配合（2）采用調(diào)整元件。 67滾動體尺寸和數(shù)目的選擇？（1）滾動體直徑愈大，滾動摩擦阻力及接觸應力就愈小。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。在結構不受限制時應盡量選用較大的直徑。滾珠與滾柱直徑不應小于68mm。 （2）滾柱長度應適當，過短會

45、增加導軌面的壓強；過長則會使?jié)L柱的錐度誤差影響增加，引起載荷分布不均勻。滾柱的長徑比最好不超過1.52.0 （3）滾動體的數(shù)目選擇適當。過少則導軌的制作誤差將明顯地影響動導軌的位置精度。過多則接觸應力很小，會出現(xiàn)載荷在滾動體上分布不均勻現(xiàn)象，部分滾動體受不到載荷而不起作用，使得剛度反而下降。每個導軌每排滾子的數(shù)量最少為1216個。 68滾動導軌的長度？（1）滾動體與保持架的長度滾動體長度：動導軌在全長上始終與滾動體相接觸，滾動導軌的剛度較好，但是導軌有l(wèi)/2的保持架中的滾子始終露在外面，必須加強導軌的防護。（2）動導軌比滾動體與保持架長l/2：動導軌僅在部分長度上與滾動體接觸，接觸剛度較差，只

46、適用于載荷均勻分布或集中作用于動導軌中部的場合，但對導軌的防護有利。（3）采用滾動導軌塊，動導軌的行程只受支承導軌的長度限制。 69對進給系統(tǒng)的機械傳動機構的要求？為了保證進給系統(tǒng)的定位精度和動態(tài)響應特性，對其機械傳動裝置提出以下要求：（1）高傳動剛度：主要取決于絲桿螺母副（直線運動）或渦輪蝸桿副（回轉運動）及其支承部件的剛度。（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)、定位準確、快速響應特性好（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，會增大負載并使系統(tǒng)動態(tài)響應性能變差。（5）無間隙：機械間隙時造成進給系統(tǒng)反向死區(qū)的另一個主要原因。 70滾柱絲桿螺母副？

47、工作原理：在絲桿和螺母間放入滾珠，使絲桿和螺母間變?yōu)闈L動摩擦，大大減小摩擦阻力；特點：絲杠（螺母）旋轉，滾珠在封閉滾道內(nèi)沿滾道滾動、迫使螺母（絲杠）軸向移動，從而實現(xiàn)將旋轉運動變換成直線運動。與普通絲桿螺母副相比，滾柱絲桿螺母副。 優(yōu)點：傳動效率高，摩擦損失?。贿\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。 滾柱絲桿的缺點：結構復雜，元件的加工精度和表面質量要求高，制造成本高；不能自鎖，必須增加制動裝置。 結構類型：（1）外循環(huán)：滾珠在循環(huán)過程中有時與絲杠脫離接觸。外循環(huán)特點：結構簡單；工藝性好；承載能力較高；徑向尺寸較大。內(nèi)循環(huán)：始終與絲杠保持

48、接觸。安裝反向器接通相鄰滾道，使?jié)L珠成單圈循環(huán)。特點：結構緊湊；剛性好；滾柱流通性好；摩擦損失??；制造較困難；適用于高靈敏、高精度的進給系統(tǒng)，不宜用于重載傳動中。 71滾柱絲桿副的預緊？通過改變兩個螺母的相對位置，使每個螺母中的滾柱分別接觸絲桿滾道的左右兩個側面來實現(xiàn)的。通過預緊可以消除滾柱絲桿螺母副的軸向間隙和提高軸向剛度。常用的預緊方式：雙螺母墊片預緊 調(diào)整墊片厚度，使螺母產(chǎn)生軸向位移，該形式結構簡單，調(diào)整方便，應用廣，但僅適用于一般精度機構；雙螺母螺紋式預緊通過圓螺母調(diào)整，消除間隙并產(chǎn)生預緊力，再用鎖緊螺母鎖緊，結構緊湊，調(diào)整方便。但調(diào)整精度較差，且易于松動；單螺母變導程自預緊將螺母的內(nèi)

49、螺紋滾道在中部的一圈上產(chǎn)生一個l0的導程突變量，從而使左右端的滾珠在裝配后產(chǎn)生軸向錯位來實現(xiàn)預緊。 72滾柱絲桿副的支承方式？（1）一端固定、一端自由：固定端采用兩個向心推力球軸承使支承在徑向和軸向均有限制。安裝方式結構簡單，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。（2）兩端簡支：兩端安裝的軸承均為向心球軸承。軸向剛度小，只適用于對剛度和位移精度要求不高的場合。對絲桿熱變形較為敏感（3）一端固定，一端簡支：一端裝兩個向心推力球軸承固定，另一端裝向心球軸承支承。結構稍為復雜，但軸向剛度大，適用于對剛度和位移精度要求較高的場合。（4）兩端固定：兩端均安裝兩個向心推力球軸承固定，并經(jīng)

50、調(diào)整預緊，因而軸向剛度很大。絲桿熱變形可轉化為軸承的預緊力。適用于對剛度和位移精度要求高的場合，但結構復雜。 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)公差應有嚴格要求；方法結構較簡單，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間隙，調(diào)整之后齒側間隙仍可自動補償。調(diào)整結構較復雜，傳動剛度低，傳動平穩(wěn)性差 74 蝸桿渦輪傳動的消隙措施？（1）采用雙導程蝸桿結構（2）有阿基米德蝸桿或法向直廓蝸桿。（3）與普通蝸桿區(qū)別：左右兩側面具有不同的齒距（導程），其同一側的齒距仍是相等的。（4）調(diào)整準確、方便可靠，但蝸桿的加工較為復雜。 75傳感

51、器？（1）傳感器件：將一種物理量轉換為另一種物理量的裝置（2）位置傳感器件：將位移量轉換成電信號輸出，是數(shù)控機床位置伺服系統(tǒng)的重要組成部分。（3）如果沒有位置傳感器件，就無法實現(xiàn)閉環(huán)數(shù)字控制，因此它直接影響數(shù)控機床的各種精度指標。 傳感器的作用：檢測位移（線位移或角位移）和速度，發(fā)送反饋信號至數(shù)控裝置，構成伺服系統(tǒng)閉環(huán)或半閉環(huán)控制，使工作臺按指令路徑精確地移動。 76角位移傳感器？檢測裝置測量的回轉運動只是中間值，再由它推算出與之關聯(lián)的移動部件的直線位移。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變?yōu)樾D運動的傳動鏈誤差，影響檢測精度。為提高定位精度，常需要對機床的傳動誤

52、差進行補償。 77直線位移傳感器？直線位移傳感器可以與工作臺一起移動，并且只有工作臺移動時它才移動，用于測量工作臺的位移。特點：直線位移傳感器比角位移傳感器的測量精度高，但直線位移傳感器比較長，價格比較昂貴，一般裝在工作臺的側面。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。 78精度和分辨率？精度和分辨率是描述傳感器性能的重要指標；傳感器測量精度：可以一致的、重復測出的最小單位；分辨率：傳感器能辨別的一個物理量等分后的最小單位；無論直線或角位移傳感器，都指其測量工作臺位移的精度，而不是傳感器分辨率；測量的精度并非工件的加工精度，工件的加工精度受很多因素的影響。 79

53、光柵位移傳感器？基于莫爾條紋和光電效應將位移信號轉變?yōu)殡娦盘?。功能主要由光柵光學系統(tǒng)、相應的機械結構以及初級信號處理與驅動電路來完成。包括主光柵和光柵讀數(shù)頭兩部分。優(yōu)點：高分辨率、大量程、抗干擾能力強、宜于實現(xiàn)動態(tài)測量、自動測量及數(shù)字顯示等特點。缺點：成本比感應同步器、磁柵高，制造量程大于1m的光柵尺尚有困難 80光柵傳感器的結構？由長光柵和光柵讀數(shù)頭構成，其中光柵讀數(shù)頭由光源、指示光柵及光學系統(tǒng)、光電元件等組成。光柵副：由柵距相等的主光柵和指示光柵組成。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換為電量輸出，一般采用光電池或光敏三極管。直線光柵通常包括一長和一短兩塊配套使用，其中

54、長的稱為標尺光柵或長光柵，一般固定在機床移動部件上，要求與行程等長。短的為指示光柵或短光柵，裝在機床固定部件上。兩光柵尺是刻有均勻密集線紋的透明玻璃片，線紋密度為25、50、100、250條/mm等。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0.050.1mm的間隙。 81光柵傳感器的信號處理技術？標尺光柵移動，莫爾條紋交替由亮帶到暗帶、暗帶到亮帶，光強度分布近似余弦曲線，光電元件變?yōu)橥l率電壓信號，經(jīng)光柵位移數(shù)字變換電路放大、整形、微分輸出脈沖。每產(chǎn)生一個脈沖，代表移動了一個柵距，對脈沖計數(shù)可得工作臺的移動距離。 82如何提高光柵檢測裝置的精度? 增加線紋密度，但制造較

55、困難，成本高。采用倍頻的方法來提高光柵的分辨精度。在莫爾條紋的寬度內(nèi)，放置四個光電元件，每隔1/4光柵柵距產(chǎn)生一個脈沖，一個脈沖代表移動了1/4柵距的位移，分辨精度可提高四倍，這就是四倍頻方案。 83光柵傳感器的安裝及注意事項？（1）一般將主尺安裝在機床或設備的動板（工作臺）上，隨機床走刀而動，讀數(shù)頭固定在床身上；也可將讀數(shù)頭固定在動板上，而主尺安裝在床身上。（2）光柵傳感器對安裝基面的要求較高，平行度要求0.1mm（3）安裝方向（4）使用注意事項 84脈沖發(fā)生器？旋轉式測量元件，裝在被測軸上；二進制、二進制循環(huán)碼（格雷碼）、余三碼和二一十進制碼等編碼器；輸出信號的形式：絕對值式編碼器、脈沖增

56、量式編碼器；內(nèi)部結構和檢測方式：接觸式、光電式、電磁式。 安裝方式：1、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。2、連在滾珠絲杠末端，包含的傳動鏈誤差比前者多，位置控制精度較高。 85感應同步器和旋轉變壓器均為電磁式檢測裝置，模擬式測量，二者工作原理相同。種類：直線式、旋轉式（圓盤式）。直線式：定尺、滑尺，測直線位移，全閉環(huán)伺服系統(tǒng)。旋轉式：定子、轉子，測角位移，半閉環(huán)伺服系統(tǒng)。工作原理與直線式相同，不同的是定子（相當于定尺）、轉子（相當于滑尺）及繞組形狀不同，結構上分：圓形、扇形。 86感應同步器數(shù)字位置測量系統(tǒng)？主要性能指標：（1）精度：整個測量范圍內(nèi)作靜態(tài)測量時的顯示值與被

57、測實際位置的最大可能偏離量，用正負誤差來表示。（2）分辨率：系統(tǒng)反應的最小位置變化量。分辨率通常小于等于精度。它與脈沖當量或最低位顯示數(shù)字一致。（3）跟蹤速度：增量型測量系統(tǒng)存在最大跟蹤速度。當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動動力源：為主軸提供能量和較高的速度；（2）進給驅動動力源：功率要小得多，進給速度比切削運動慢很多，但是進給驅動動力源的控制精度和響應速度必須很高；（3）輔助運動驅動動力源：只需要進行開/關控制。 88伺服驅動系統(tǒng)的作用？接受cnc裝置發(fā)出的位移指令信號，由伺服驅動裝置作一定的轉換和放大后，經(jīng)伺服電機（直流、交流伺服電機、步進電機等）和機械傳動機構，驅動機床的工作臺等執(zhí)行部件實現(xiàn)工作進給或快速運動。 89數(shù)控機床對進給伺服系統(tǒng)的要求有？1高精度（輸出量能復現(xiàn)輸入量的精確程度）2穩(wěn)定性好（抗干擾能力）3響應速度快（系統(tǒng)跟蹤精度）4電