數(shù)控機(jī)床電氣控制第2版習(xí)題答案習(xí)題答案

1、習(xí)題答案第一章 機(jī)床控制線路的基本環(huán)節(jié)1.答：低壓電器是機(jī)床控制線路的基本組成元件。它可以分為以下幾大類(lèi)；開(kāi)關(guān)電器，主令電器，熔斷器，接觸器，繼電器，控制變壓器，直流穩(wěn)壓電源。常用的低壓電器有：刀開(kāi)關(guān)，組合開(kāi)關(guān)，低壓斷路器，按制按鈕，行程開(kāi)關(guān)，萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，腳踏開(kāi)關(guān)，熔斷器，接觸器，電磁式繼電器，時(shí)間繼電器，熱繼電器，速度繼電器，控制變壓器，直流穩(wěn)壓電源。2答：低壓斷路器俗稱(chēng)為自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)，是將控制和保護(hù)的功能合為一體的電器。它常作為不頻繁接通和斷開(kāi)電路的總電源開(kāi)關(guān)或部分電路的電源開(kāi)關(guān)，當(dāng)發(fā)生過(guò)載、短路或欠電壓故障時(shí)能自動(dòng)切斷電路，有效地保護(hù)串接在它后面的電氣設(shè)備，并且在分?jǐn)喙收想娏骱笠话悴恍?/p>

2、要更換零部件。因此，低壓斷路器在數(shù)控機(jī)床上使用越來(lái)越廣泛。3答：雖然繼電器與接觸器都是用來(lái)自動(dòng)接通或斷開(kāi)電路，但是它們?nèi)杂泻芏嗖煌?。繼電器可以對(duì)各種電量或非電量的變化作出反應(yīng)，而接觸器只有在一定的電壓信號(hào)下動(dòng)作；繼電器用于切換小電流的控制電路，而接觸器是一種用來(lái)頻繁地接通或分?jǐn)鄮в胸?fù)載的主電路（如電動(dòng)機(jī)）的自動(dòng)控制電器。因此繼電器觸點(diǎn)容量較?。ú淮笥?A）。在控制功率較小時(shí)（不大于5A）可用中間繼電器來(lái)代替接觸器起動(dòng)電動(dòng)機(jī)。4答：熱繼電器由于其熱慣性，當(dāng)電路短路時(shí)不能立即動(dòng)作切斷電路，不能用作短路保護(hù)，熔斷器不具備熱慣性所以只能作電動(dòng)機(jī)的短路保護(hù)而不能作長(zhǎng)期過(guò)載保護(hù)；另外，熱繼電器與熔斷器

3、的額定電流選擇不同，因此，熱繼電器只能作為過(guò)載保護(hù)，熔斷器只能作為短路保護(hù)。5答：短路保護(hù)：瞬時(shí)大電流保護(hù)，最常用的是利用熔斷器進(jìn)行短路保護(hù)。過(guò)電流保護(hù)：當(dāng)電流超過(guò)其整定值時(shí)才動(dòng)作，整定范圍通常為1.1-4倍額定電流。最常用的是利用過(guò)電流繼電器進(jìn)行過(guò)電流保護(hù)。長(zhǎng)期過(guò)載保護(hù)：電動(dòng)機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中，短時(shí)過(guò)載是允許的，但如果長(zhǎng)期過(guò)載或斷相運(yùn)行都可能使電動(dòng)機(jī)的電流超過(guò)其額定值，引起電動(dòng)機(jī)發(fā)熱。繞組溫升超過(guò)額定溫升，將損壞繞組的絕緣，縮短電動(dòng)機(jī)的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)龤щ妱?dòng)機(jī)繞組，因此必須采取過(guò)載保護(hù)措施。最常用的是利用熱繼電器進(jìn)行過(guò)載保護(hù)。6答：當(dāng)電動(dòng)機(jī)正在運(yùn)行時(shí)，如果電源電壓因某種原因消失，那么在電

4、源電壓恢復(fù)時(shí)，電動(dòng)機(jī)就將自行起動(dòng)，這就可能造成生產(chǎn)設(shè)備的損壞，甚至造成人身事故。對(duì)電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，許多電動(dòng)機(jī)同時(shí)自行起動(dòng)會(huì)引起太大的過(guò)電流及電壓降。防止電壓恢復(fù)時(shí)電動(dòng)機(jī)自行起動(dòng)的保護(hù)叫零壓保護(hù)。在電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電源電壓過(guò)分地降低會(huì)引起電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降甚至停轉(zhuǎn)。同時(shí)，在負(fù)載轉(zhuǎn)矩一定時(shí)，電流就會(huì)增加。此外由于電壓的降低將會(huì)引起一些電器的釋放，造成控制電路不正常工作，可能產(chǎn)生事故。因此需要在電壓下降到最小允許電壓值時(shí)將電動(dòng)機(jī)電源切除，這就叫欠電壓保護(hù)。7答：如圖所示長(zhǎng)動(dòng)控制線路。它的工作原理如下：接通電源開(kāi)關(guān)QS，按下起動(dòng)按鈕SB2時(shí)，接觸器KM吸合，主電路接通，電動(dòng)機(jī)M起動(dòng)運(yùn)行。同時(shí)并聯(lián)在起動(dòng)按鈕SB2兩

5、端的接觸器輔助常開(kāi)觸點(diǎn)也閉合，故即使松開(kāi)按鈕SB2，控制電路也不會(huì)斷電，電動(dòng)機(jī)仍能繼續(xù)運(yùn)行。按下停止按鈕SBl時(shí)，KM線圈斷電，接觸器所有觸點(diǎn)斷開(kāi)，切斷主電路，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。這種依靠接觸器自身的輔助觸點(diǎn)來(lái)使其線圈保持通電的現(xiàn)象稱(chēng)為自鎖或自保。許多生產(chǎn)機(jī)械需要正、反兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，例如機(jī)床工作臺(tái)的前進(jìn)與后退，主軸的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，起重機(jī)吊鉤的上升與下降等，要求電動(dòng)機(jī)可以正、反轉(zhuǎn)。只需將接至交流電動(dòng)機(jī)的三相電源進(jìn)線中任意兩相對(duì)調(diào)，即可實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)。這可由兩個(gè)接觸器KM1、KM2控制。必須指出的是KM1和KM2的主觸點(diǎn)決不允許同時(shí)接通，否則將造成電源短路的事故。因此在正轉(zhuǎn)接觸器的線圈KM1通電時(shí)，不允許反轉(zhuǎn)接

6、觸器的線圈KM2通電。同樣在線圈KM2通電時(shí)，也不允許線圈KM1通電，這就是互鎖保護(hù)。89.10答：電氣控制系統(tǒng)中常用的保護(hù)環(huán)節(jié)有過(guò)載保護(hù)、短路保護(hù)、零電壓與欠電壓保護(hù)以及弱磁保護(hù)等。常用的短路保護(hù)元件有熔斷器和斷路器。常用的過(guò)載保護(hù)元件有熱繼電器(或斷路器)過(guò)電流保護(hù)元件是過(guò)電流繼電器。常用的零電壓與欠電壓保護(hù)元件是電壓繼電器。第二章 典型普通機(jī)床電器控制線路的分析1答：首先詳細(xì)閱讀了設(shè)備說(shuō)明書(shū)，了解了電氣控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)、電動(dòng)機(jī)和電器元件的分布狀況及控制要求等內(nèi)容后，便可以閱讀分析電氣原理圖了。(1)分析主電路 從主電路人手，根據(jù)每臺(tái)電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行電器的控制要求去分析它們的控制內(nèi)容。控制內(nèi)

7、容包括起動(dòng)、轉(zhuǎn)向控制、調(diào)速和制動(dòng)等。(2)分析控制電路 根據(jù)主電路中各電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行電器的控制要求，逐一找出控制電路中的控制環(huán)節(jié)，利用前面學(xué)過(guò)的典型控制環(huán)節(jié)的知識(shí)，按功能不同將控制線路“化整為零”來(lái)進(jìn)行分析。(3)分析輔助電路 輔助電路包括電源指示、各執(zhí)行元件的工作狀態(tài)顯示、參數(shù)測(cè)定、照明和故障報(bào)警等部分，它們大多由控制電路中的元器件來(lái)控制的，所以在分析輔助電路時(shí)，要對(duì)照控制電路進(jìn)行分析。(4)分析聯(lián)鎖及保護(hù)環(huán)節(jié) 機(jī)床對(duì)于安全性及可靠性有很高的要求，為實(shí)現(xiàn)這些要求，除了合理地選擇拖動(dòng)和控制方案外，在控制線路中還設(shè)置了一系列電氣保護(hù)和必要的電氣聯(lián)鎖。(5)總體檢查 經(jīng)過(guò)“化整為零”，逐步分析了每一

8、局部電路的工作原理以及各部分之間的控制關(guān)系后，還必須用“集零為整”的方法，檢查整個(gè)控制線路，以免遺漏。特別要從整體角度去進(jìn)一步檢查和理解各控制環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系，清晰地理解原理圖中每一個(gè)電器元件的作用、工作過(guò)程及主要參數(shù)。2答：按下反向起動(dòng)按鈕SB4KM3線圈通電KM3主觸點(diǎn)閉合短接限流電阻R，另有一個(gè)常開(kāi)輔助觸點(diǎn)KM3（515，此號(hào)表示觸點(diǎn)兩端的線號(hào)）閉合KA線圈通電KA常開(kāi)觸點(diǎn)（510）閉合KM3線圈自鎖保持通電把電阻R切除，同時(shí)KA線圈也保持通電。另一方面，當(dāng)SB4尚未松開(kāi)時(shí)，由于KA的另一常開(kāi)觸點(diǎn)（1213）已閉合KM2線圈通電KM2主觸點(diǎn)閉合KA的另一常開(kāi)觸點(diǎn)(510)也閉合(自鎖) 主

9、電動(dòng)機(jī)M1全壓反向起動(dòng)運(yùn)行。這樣，當(dāng)松開(kāi)SB4后，由于KA的二個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，其中KA(510)閉合使KM3線圈繼續(xù)通電，也使KM2線圈繼續(xù)通電，故可形成自鎖通路。3答：假設(shè)原來(lái)主電動(dòng)機(jī)M1反轉(zhuǎn)運(yùn)行，則KS-2(116)閉合，而反向常開(kāi)觸點(diǎn)KS-1(13-11)依然斷開(kāi)。當(dāng)按下正向總停按鈕SB1(45)后，原來(lái)通電的KM2、KM3、KT和KA就隨即斷電，它們的所有觸點(diǎn)均被釋放而復(fù)位。然而當(dāng)SB1松開(kāi)后，正轉(zhuǎn)接觸器KM1立即通電，電流通路是：4(線號(hào)) SB1常閉觸點(diǎn)(45) KA常閉觸點(diǎn)(511) -KS反向常開(kāi)觸點(diǎn)KS2(116) KM2常閉觸點(diǎn)(67) KM1線圈(38) FR1常閉觸點(diǎn)(

10、83) 3(線號(hào))。 這樣，主電動(dòng)機(jī)M1就串聯(lián)電阻R進(jìn)行反接制動(dòng)，反向速度很快降下來(lái)，當(dāng)速度降到很低時(shí)(n100rmin)，KS的反向常開(kāi)觸點(diǎn)KS-2(116)斷開(kāi)復(fù)位，從而切斷了上述電流通路。至此，反向反接制動(dòng)就結(jié)束了。4答：為適應(yīng)加工的需要，主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給速度應(yīng)有較寬的調(diào)節(jié)范圍。X62W銑床是采用機(jī)械變速的方法，改變變速箱傳動(dòng)比來(lái)實(shí)現(xiàn)的。為保證變速時(shí)齒輪易于嚙合，減小齒輪端面的沖擊，要求變速時(shí)有電動(dòng)機(jī)沖動(dòng)(短時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng))控制。銑床的變速既可以在停車(chē)時(shí)進(jìn)行，也可以在運(yùn)行時(shí)進(jìn)行，在上變速操作中，就在將手柄拉到第二道槽或從第二道槽推回原位的瞬間，通過(guò)變速手柄聯(lián)接的凸輪，將壓下彈簧桿一次，而彈簧桿將碰

11、撞主軸變速?zèng)_動(dòng)開(kāi)關(guān)SQ7（37、38）使其動(dòng)作，即SQ7-2分?jǐn)?，SQ7-1閉合，接觸器KM2線圈短時(shí)通電，電動(dòng)機(jī)M1串入電阻R低速?zèng)_動(dòng)一次。這樣，若原來(lái)主軸旋轉(zhuǎn)著，當(dāng)將變速手柄拉到第二道槽時(shí)，主電動(dòng)M1被反接制動(dòng)速度迅速下降。當(dāng)選好速度，將手柄推回原位時(shí)，沖動(dòng)開(kāi)關(guān)又動(dòng)作一次，主電動(dòng)機(jī)M1低速反轉(zhuǎn)，有利于變速后的齒輪嚙合。由此可見(jiàn)，可進(jìn)行不停車(chē)直接變速。若原來(lái)處于停車(chē)狀態(tài)，則不難想到，在主軸變速操作中SQ7第一次動(dòng)作時(shí)，M1反轉(zhuǎn)一下，SQ7第二次動(dòng)作時(shí)，M1又反轉(zhuǎn)一下，故也可停車(chē)變速。當(dāng)然，若要求主軸在新的速度下運(yùn)行，則需重新起動(dòng)主電動(dòng)機(jī)。5答：在使用圓工作臺(tái)時(shí)，工作臺(tái)縱向及十字操作手柄都應(yīng)置

12、于中間停止位置，且要將圓工作臺(tái)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA1置于圓工作臺(tái)“接通”位置。當(dāng)按下主軸起動(dòng)按鈕SB1或SB2，主電動(dòng)機(jī)M1便起動(dòng)，而進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2也因KM4線圈的通電而旋轉(zhuǎn)，由于圓工作臺(tái)的機(jī)械傳動(dòng)鏈已接上，故也跟著旋轉(zhuǎn)。這時(shí)，KM4的通電電流通路為：13（線號(hào)）SQ6-2（1314）SQ4-2（1415）SQ3-2（1516）SQ1-2（1622）SQ2-2（2221）SA1-2（2117）KM5常閉互鎖觸點(diǎn)（1719）KM4線圈（1920）20（線號(hào)）顯見(jiàn)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)M2正轉(zhuǎn)并帶動(dòng)圓工作臺(tái)單向旋轉(zhuǎn)。由于圓工作臺(tái)的控制電路中串聯(lián)了SQ1SQ4的常閉觸點(diǎn)，所以扳動(dòng)工作臺(tái)任一方向的進(jìn)給手柄，都將使圓工作

13、臺(tái)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，這就起到圓工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)與普通工作臺(tái)三個(gè)方向移動(dòng)的聯(lián)鎖保護(hù)。6答：此時(shí)SA1置于使用普通工作臺(tái)位置，十字手柄必須置于中間零位。若要工作臺(tái)向左進(jìn)給，則將縱向操縱手柄扳向左，使得SQ2受壓，KM5線圈通電，M2反轉(zhuǎn)，工作臺(tái)向左進(jìn)給。KM5的電流通路為：13（線號(hào)）SQ6-2（1314）SQ4-2（1415）SQ3-2（1516）SA1-1（1618）SQ2-1（1823）KM4常閉互鎖觸點(diǎn)（2324）KM5線圈（2420）20（線號(hào)）第三章 機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1答： 在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)遵循以下幾個(gè)原則。1)最大限度滿(mǎn)足機(jī)床和工藝對(duì)電氣控制的要求。2)在滿(mǎn)足控制要求的前提下，設(shè)計(jì)方案應(yīng)力求簡(jiǎn)

14、單、經(jīng)濟(jì)和實(shí)用，不宜盲目追求自動(dòng)化和高性能指標(biāo)。3)妥善處理機(jī)械與電氣的關(guān)系。很多生產(chǎn)機(jī)械是采用機(jī)電結(jié)合控制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)控制要求的，要從工藝要求、制造成本、機(jī)械電氣結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和使用維護(hù)等方面協(xié)調(diào)處理好二者的關(guān)系。4)把電氣系統(tǒng)的安全性和可靠性放在首位，確保使用安全、可靠。5)合理地選用電器元件。機(jī)床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)包含原理設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。2答：確定電力拖動(dòng)方案的原則如下：電力拖動(dòng)方案選擇是電氣設(shè)計(jì)主要內(nèi)容之一，也是以后各部分設(shè)計(jì)內(nèi)容的基礎(chǔ)和先決條件。首先根據(jù)機(jī)床工藝要求及結(jié)構(gòu)確定電動(dòng)機(jī)的數(shù)量，然后根據(jù)機(jī)床運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)要求的調(diào)速范圍來(lái)選擇調(diào)速方案。在選擇電動(dòng)機(jī)調(diào)速方案時(shí)，應(yīng)使電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性

15、與負(fù)載特性相適應(yīng)，以便使電動(dòng)機(jī)得到充分合理的利用。3答：設(shè)計(jì)機(jī)床電氣控制線路時(shí)應(yīng)注意以下問(wèn)題：（1） 合理選擇控制線路電流種類(lèi)與控制電壓數(shù)值（2）正確選擇電器元件（3）合理布線，力求使控制線路簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)1）合并同類(lèi)觸點(diǎn)2）利用轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)的方式 利用具有轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)的中間繼電器將兩對(duì)觸點(diǎn)合并成一對(duì)觸點(diǎn)。3）盡量縮短連接導(dǎo)線的數(shù)量和長(zhǎng)度4）正常工作中，盡可能減少通電電器的數(shù)量，以利節(jié)能，延長(zhǎng)電器元件壽命及減少故障。（4）保證電氣控制線路工作的可靠性1）電器元件觸點(diǎn)位置的正確畫(huà)法，在控制線路設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使分布在線路不同位置的同一電器觸點(diǎn)盡量接到同一個(gè)極或盡量共接同一電位點(diǎn)，以避免在電器觸點(diǎn)上引起短路。2）電

16、器元件線圈位置的正確畫(huà)法3）防止出現(xiàn)寄生電路 在電氣控制線路的動(dòng)作過(guò)程中，發(fā)生意外接通的電路稱(chēng)為寄生電路。寄生電路將破壞電器元件和控制線路的工作順序或造成誤動(dòng)作。4）防止出現(xiàn)“競(jìng)爭(zhēng)”與“冒險(xiǎn)”。復(fù)雜控制電路中，在某一控制信號(hào)作用下，電路從一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，常常會(huì)引起幾個(gè)電器的狀態(tài)變化?？紤]到電器元件有一定的動(dòng)作時(shí)間，對(duì)一個(gè)時(shí)序電路來(lái)說(shuō)，就會(huì)得到幾個(gè)不同的輸出狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為電路的“競(jìng)爭(zhēng)”。由于電器元件的釋放延時(shí)作用，開(kāi)關(guān)電路中的開(kāi)關(guān)元件可能不按要求的邏輯功能輸出，這種現(xiàn)象稱(chēng)為“冒險(xiǎn)”。5）在頻繁操作的可逆線路中，正反向接觸器之間要有電氣聯(lián)鎖和機(jī)械聯(lián)鎖。6）在設(shè)計(jì)電器控制線路時(shí)

17、，應(yīng)充分考慮繼電器觸點(diǎn)的接通和分?jǐn)嗄芰ΑＨ粢黾咏油芰?，可用多觸點(diǎn)并聯(lián)；若要增加分?jǐn)嗄芰Γ捎枚嘤|點(diǎn)串聯(lián)。（5）保證電氣線路工作的安全性電氣控制線路應(yīng)具有完善的保護(hù)環(huán)節(jié)，保證整個(gè)生產(chǎn)機(jī)械的安全運(yùn)行，消除在其工作不正常或誤操作時(shí)所帶來(lái)的不利影響，避免事故發(fā)生。在電氣控制線路中常設(shè)的保護(hù)環(huán)節(jié)有短路、過(guò)流、過(guò)載、失壓、弱磁、超速和極限保護(hù)等。4答：工藝設(shè)計(jì)主要內(nèi)容是：1)根據(jù)電氣原理圖及選定的電器元件，繪制電氣設(shè)備總裝接線圖。2)設(shè)計(jì)并繪制電器元件布置圖。3)設(shè)計(jì)并繪制電器元件的接線圖。4)設(shè)計(jì)并繪制電氣箱及非標(biāo)準(zhǔn)零件圖。5)列出所用各類(lèi)元器件及材料清單。6)編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和使用維護(hù)說(shuō)明書(shū)。5答：

18、設(shè)計(jì)及使用說(shuō)明書(shū)應(yīng)包含以下主要內(nèi)容。 1）拖動(dòng)方案選擇的依據(jù)及本設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)。 2）主要參數(shù)的計(jì)算過(guò)程。 3）設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的核算與評(píng)價(jià)。 4）設(shè)備調(diào)試要求及調(diào)試方法。 5）使用、維護(hù)要求及注意事項(xiàng)。6 7（1）（2）（3）（4）第四章 可編程序控制器（PLC）的工作原理1答：PLC的主要特點(diǎn)有：1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)；2）通用性好，組合靈活；3）編程簡(jiǎn)單，使用方便；4）功能完善，適應(yīng)面廣；5）PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試和維護(hù)方便；6）體積小、重量輕、功耗低。2答：PLC的硬件結(jié)構(gòu)包括：(1)中央處理單元(CPU) 中央處理單元CPU是PLC的核心，其主要作用是執(zhí)行系統(tǒng)控

19、制軟件，從輸入接口讀取各開(kāi)關(guān)狀態(tài)，根據(jù)梯形圖程序進(jìn)行邏輯處理，并將處理結(jié)果輸出到輸出接口。(2)存儲(chǔ)器 PLC的存儲(chǔ)器是用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)或程序的。存儲(chǔ)器中的程序包括系統(tǒng)程序和應(yīng)用程序。系統(tǒng)程序用來(lái)管理控制系統(tǒng)的運(yùn)行，解釋執(zhí)行應(yīng)用程序，存儲(chǔ)在只讀存儲(chǔ)器ROM中。應(yīng)用程序即用戶(hù)程序，一般存放在隨機(jī)存儲(chǔ)器(3)I/0接口電路 I/0接口是CPU與現(xiàn)場(chǎng)I/0設(shè)備聯(lián)系的橋梁。(4)編程器 編程器是用來(lái)輸入和編輯程序，也可用來(lái)監(jiān)視PLC運(yùn)行時(shí)各編程元件的工作狀態(tài)。(5)電源 電源的作用是把外部供應(yīng)的電源變換成系統(tǒng)內(nèi)部各單元所需的電源。PLC軟件包括：(1)系統(tǒng)軟件 系統(tǒng)軟件包括系統(tǒng)管理程序、用戶(hù)指令解釋程序及

20、標(biāo)準(zhǔn)程序模塊等。(2)用戶(hù)程序 用戶(hù)程序是用戶(hù)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)控制的需要，用PLC的編程語(yǔ)言編制的應(yīng)用程序。3答：PLC的工作方式為掃描工作方式。工作過(guò)程大體上可分為讀入輸入狀態(tài)、邏輯運(yùn)算、發(fā)出輸出信號(hào)三步。(1)輸入采樣階段 PLC在輸入采樣階段，首先掃描所有的輸入端子，將各輸入量存人內(nèi)存中相應(yīng)的輸入映像寄存器。此時(shí)輸入映像寄存器被刷新。接著進(jìn)入程序執(zhí)行階段或輸出階段，輸入映像寄存器與外界隔離，無(wú)論信號(hào)如何變化，其內(nèi)容保持不變，直到下一掃描周期的輸入采樣階段，才重新寫(xiě)入輸入端的新內(nèi)容。(2)程序執(zhí)行階段 根據(jù)PLC梯形圖程序的掃描原則，PLC按先左后右，先上后下的順序逐步掃描。當(dāng)指令中涉及到輸入、輸

21、出狀態(tài)時(shí)，PLC從輸入映像寄存器中“讀入”上一階段采樣的對(duì)應(yīng)輸入端子狀態(tài)。從輸出映像寄存器“讀入”對(duì)應(yīng)輸出映像寄存器的當(dāng)前狀態(tài)。然后進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果再存人輸出映像寄存器中。對(duì)于輸出映像寄存器來(lái)說(shuō)，其狀態(tài)會(huì)隨著程序執(zhí)行過(guò)程而變化。(3)輸出刷新階段 在所有指令執(zhí)行完畢后，輸出映像寄存器中所有輸出繼電器的狀態(tài)(接通/斷開(kāi))在輸出刷新階段存到輸出鎖存器中，通過(guò)一定方式輸出，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。4答：由于掃描是周而復(fù)始無(wú)限循環(huán)的，每掃描一個(gè)循環(huán)所用的時(shí)間，即從讀入輸入狀態(tài)到發(fā)出輸出信號(hào)所用的時(shí)間稱(chēng)為掃描周期。PLC的掃描周期與PLC的時(shí)鐘頻率、用戶(hù)程序的長(zhǎng)短及系統(tǒng)配置有關(guān)。5答：PLC中常用的編程語(yǔ)

22、言有梯形圖、語(yǔ)句表、順序功能圖、功能塊圖等。在梯形圖中有一個(gè)假想的電流，即所謂“能流”從左流向右。例如，當(dāng)梯形圖中線圈前的觸點(diǎn)均閉合，就有一假想的能流從左向有流向線圈，即該線圈被通電，或者說(shuō)被激勵(lì)。6答：PLC的梯形圖與繼電器控制系統(tǒng)相比，它們的相同之處是：電路的結(jié)構(gòu)大致相同；梯形圖沿用了繼電器控制電路元件符號(hào)（僅個(gè)別處有些不同）；信號(hào)的輸入、輸出形式及控制功能相同。它們的差別主要是：（1）組成器件 繼電器控制線路是許多真正的硬件繼電器組成；而梯形圖則由許多所謂“軟繼電器”組成。(2)觸點(diǎn)數(shù)量 硬繼電器的觸點(diǎn)數(shù)量有限；而梯形圖中每個(gè)“軟繼電器”供編程使用的觸點(diǎn)數(shù)有無(wú)限對(duì)。(3)實(shí)施控制的方法

23、在繼電器控制線路中，要實(shí)現(xiàn)某種控制是通過(guò)各種繼電器之間硬接線解決的，因此它的功能專(zhuān)一，不靈活；而PLC控制是通過(guò)梯形圖即軟件編程解決的，所以靈活多變。(4)工作方式 在繼電器控制線路中，工作方式為并行工作方式；而在梯形圖的控制線路中，工作方式為串行工作方式。(5)控制速度 繼電器控制系統(tǒng)依靠觸點(diǎn)的機(jī)械動(dòng)作實(shí)現(xiàn)控制，工作頻率低，；而PLC是由程序指令控制來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的，速度快。7答：在數(shù)控機(jī)床中，除了對(duì)各坐標(biāo)軸的位置進(jìn)行連續(xù)控制外，還需要對(duì)主軸正/反轉(zhuǎn)、刀架換刀、卡盤(pán)夾緊/松開(kāi)、切削液開(kāi)/關(guān)、排屑等動(dòng)作進(jìn)行控制。現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床均采用PLC來(lái)完成上述功能。8答：內(nèi)裝型PLC有以下特點(diǎn)。1)在系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

24、上，內(nèi)裝型PLC可與CNC共用CPU，也可單獨(dú)使用一個(gè)CPU；內(nèi)裝型PLC一般單獨(dú)制成一塊附加板，插裝到CNC主板插座上，不單獨(dú)配備I/O接口，而使用CNC裝置本身的I/0接口；PLC所用電源由CNC裝置提供，不需另備電源。2)內(nèi)裝型PLC實(shí)際上是CNC裝置帶有的PLC功能，一般是作為一種基本的功能提供給用戶(hù)。內(nèi)裝型PLC的性能指標(biāo)是根據(jù)所從屬的CNC系統(tǒng)的規(guī)格、性能、適用機(jī)床的類(lèi)型等確定的，其硬件和軟件部分是被作為CNC系統(tǒng)的基本功能或附加功能與CNC系統(tǒng)統(tǒng)一設(shè)計(jì)制造的。 3）采用內(nèi)裝型PLC結(jié)構(gòu)，擴(kuò)大了CNC系統(tǒng)內(nèi)部直接處理數(shù)據(jù)的能力。獨(dú)立型PLC有以下特點(diǎn)。l）獨(dú)立型PLC不但要進(jìn)行MT

25、側(cè)的I/O連接，還要進(jìn)行CNC裝置側(cè)的I/O連接，因此CNC和PLC均具有自己的輸入/輸出接口電路。2）獨(dú)立型PLC的基本功能結(jié)構(gòu)與前所述的通用型PLC完全相同。3）數(shù)控機(jī)床應(yīng)用的獨(dú)立型PLC一般采用中型或大型PLC，所以多采用積木式模塊化結(jié)構(gòu)，具有安裝方便、功能易于擴(kuò)展和變換等優(yōu)點(diǎn)。4）獨(dú)立型PLC的I/O點(diǎn)數(shù)可以通過(guò)I/O模塊的增減靈活配置。有的獨(dú)立型PLC還可通過(guò)多個(gè)遠(yuǎn)程終端連接器構(gòu)成有大量I/O點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)大范圍的集中控制。 獨(dú)立型PLC的造價(jià)較高，所以其性能價(jià)格比不如內(nèi)裝型PLC。一般內(nèi)裝型PLC多用于單微處理器的CNC系統(tǒng)，而獨(dú)立型PLC主要用于多微處理器的CNC系統(tǒng)，但它們的

26、作用是一樣的，都是配合CNC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)刀具軌跡控制和機(jī)床順序控制。第五章 PLC的指令系統(tǒng)1答：S7-200 PLC由基本單元（S7-200CPU模塊）、個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）或編程器、STEP7-Micro/WIN32編程軟件以及通信電纜等構(gòu)成。2.答：S7-200系列PLC共有三種類(lèi)型定時(shí)器。(1)通電延時(shí)定時(shí)器TON 該定時(shí)器用于通電后單一時(shí)間間隔的定時(shí)。輸入端IN接通時(shí)，定時(shí)器位變?yōu)?，當(dāng)前值從0開(kāi)始計(jì)時(shí)。當(dāng)前值達(dá)到PT端的設(shè)定值時(shí)，定時(shí)器位變?yōu)?，定時(shí)器常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)。當(dāng)輸入端IN斷開(kāi)，定時(shí)器復(fù)位，當(dāng)前值變?yōu)?，定時(shí)器位變?yōu)?。(2)斷電延時(shí)定時(shí)器TOF 該定時(shí)器用于斷電后單一

27、時(shí)間間隔的定時(shí)。輸入端IN接通時(shí)，定時(shí)器位變?yōu)?，當(dāng)前值為0。當(dāng)輸入端IN由接通到斷開(kāi)時(shí)，定時(shí)器開(kāi)始定時(shí)，當(dāng)前值達(dá)到PT端的設(shè)定值時(shí)，定時(shí)器位變?yōu)?，常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，常閉觸點(diǎn)閉合，停止計(jì)時(shí)。(3)保持型通電延時(shí)定時(shí)器TONR 該定時(shí)器用于多個(gè)時(shí)間間隔的累計(jì)定時(shí)。上電或首次掃描時(shí)，定時(shí)器位為0，當(dāng)前值保持在掉電前的值。輸入端IN接通時(shí)，當(dāng)前值從上次的保持值開(kāi)始繼續(xù)計(jì)時(shí)，當(dāng)累計(jì)當(dāng)前值等于或大于PT端的設(shè)定值時(shí)，定時(shí)器位變?yōu)?，當(dāng)前值可繼續(xù)計(jì)數(shù)到32767。輸入端IN斷開(kāi)時(shí)，定時(shí)器的當(dāng)前值保持不變，定時(shí)器位不變。TONR指令只能用復(fù)位指令R使定時(shí)器的當(dāng)前值為0，定時(shí)器位為0。3答：S7-200系列PL

28、C共有三種類(lèi)型的計(jì)數(shù)器。（1）增計(jì)數(shù)器CTU，當(dāng)復(fù)位輸入端R為0時(shí)，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)有效；當(dāng)增計(jì)數(shù)輸入端CU有上升沿輸入時(shí)，計(jì)數(shù)值加1，計(jì)數(shù)器作遞增計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器當(dāng)前值等于或大于設(shè)定值PV時(shí)，該計(jì)數(shù)器位為1，計(jì)數(shù)至最大值32767時(shí)停止計(jì)數(shù)。復(fù)位輸入端R為1時(shí)，計(jì)數(shù)器被復(fù)位，計(jì)數(shù)器位為0，并且當(dāng)前值被清零。（2）減計(jì)數(shù)器CTD，當(dāng)裝載輸入端LD為1時(shí)，計(jì)數(shù)器位為0，并把設(shè)定值PV裝入當(dāng)前值寄存器中。當(dāng)裝載輸入端LD為0時(shí)，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)有效；當(dāng)減計(jì)數(shù)輸入端CD有上升沿輸入時(shí)，計(jì)數(shù)器從設(shè)定值開(kāi)始作遞減計(jì)數(shù)，直至計(jì)數(shù)器當(dāng)前值等于0時(shí)，停止計(jì)數(shù)，同時(shí)計(jì)數(shù)器位被置位。（3）增/減計(jì)數(shù)器CTUD，當(dāng)復(fù)位輸入端R為

29、0時(shí)，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)有效；當(dāng)增計(jì)數(shù)輸入端CU有上升沿輸入時(shí)，計(jì)數(shù)器作遞增計(jì)數(shù)；當(dāng)減計(jì)數(shù)輸入端CD有上升沿輸入時(shí)，計(jì)數(shù)器作遞減計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)器當(dāng)前值等于或大于設(shè)定值PV時(shí)，該計(jì)數(shù)器位為1。當(dāng)復(fù)位輸入端R為1時(shí)，計(jì)數(shù)器當(dāng)前值為0，計(jì)數(shù)器位為0， 4語(yǔ)句表：LD I0.0AN I0.1LD I0.2 A I0.3ON I0.4A I0.5O I0.6LDN I0.7O I1.0ALD=Q0.0A I1.1=Q0.1A I1.2=Q0.25答：6答： 7答：I0.0接通，5s后，C48計(jì)數(shù)一次，第二次掃描，T37不工作，第三次掃描，T37開(kāi)始工作，5s后，C48又計(jì)數(shù)一次，依次循環(huán)，當(dāng)C48計(jì)數(shù)40次時(shí)，I

30、0.1用于C48復(fù)位。 8答：9答：10答：11答：12答：輸入點(diǎn)：I0.1（正轉(zhuǎn)），I0.2（反轉(zhuǎn)）輸出點(diǎn)：Q0.0（正轉(zhuǎn)），Q0.1（反轉(zhuǎn)）第六章 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用1答：PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則是在最大限度地滿(mǎn)足被控對(duì)象控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、安全可靠，并考慮到今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在選擇PLC機(jī)型時(shí)，應(yīng)適當(dāng)留有余地。2答：PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容是：（1）根據(jù)控制對(duì)象明確設(shè)計(jì)任務(wù)和要求；（2）選用和確定IO設(shè)備；（3）選擇PLC的機(jī)型；（4）系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)；（5）聯(lián)機(jī)統(tǒng)調(diào)。選用PLC時(shí)應(yīng)考慮的問(wèn)題如下：(1)IO點(diǎn)數(shù)的估算(2)用戶(hù)存儲(chǔ)器容量的

31、估算(3)結(jié)構(gòu)、功能的確定(4)I0模塊的選擇 3答：輸入點(diǎn)：I0.1（起動(dòng)），I0.0（停止）輸出點(diǎn)：Q0.0（M1），Q0.1（M2），Q0.2（M3） 4答：輸入點(diǎn)：I0.0（起動(dòng)），I0.1（SQ1），I0.2（SQ2），I0.3（SQ3）輸出點(diǎn)：Q0.0（右行），Q0.1（左行）5答：輸入點(diǎn)：I0.0（手動(dòng)上升），I0.1（手動(dòng)下降），I0.2（自動(dòng)起動(dòng)）輸出點(diǎn)：Q0.0（上升），Q0.1（下降）手動(dòng)程序：自動(dòng)程序順序控制功能圖：6答：輸入點(diǎn)：I0.0（起動(dòng)），I0.1（SQ1），I0.2（SQ2），I0.3（SQ3），I0.4（SQ4）輸出點(diǎn)：Q0.0（右行），Q0.1（左行）第七

32、章 數(shù)控系統(tǒng)與伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1答：CNC裝置的硬件構(gòu)成及各部分的作用如下：(1)微處理器及其總線 它是CNC裝置的核心，由運(yùn)算器及控制器兩大部分組成。運(yùn)算器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算，控制器則是將存儲(chǔ)器中的程序指令進(jìn)行譯碼并向CNC裝置各部分順序發(fā)出執(zhí)行操作的控制信號(hào)，且接收?qǐng)?zhí)行部件的反饋信息，從而決定下一步的命令操作?？偩€是由物理導(dǎo)線組成的，一般又可分為數(shù)據(jù)總線，地址總線，控制總線。(2)存儲(chǔ)器 存儲(chǔ)器是用來(lái)存放CNC裝置的數(shù)據(jù)、參數(shù)和程序的。它又由存放系統(tǒng)程序的只讀存儲(chǔ)器EPROM、存放運(yùn)算的中間結(jié)果的隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM以及存放加工零件程序、數(shù)據(jù)和參數(shù)的磁泡存儲(chǔ)器或帶有后備電池的CMOS R

33、AM組成。(3)MDI/CRT接口 MDI接口即手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入接口。數(shù)據(jù)通過(guò)操作面板上的鍵盤(pán)輸入。CRT接口是在CNC軟件配合下在顯示器上實(shí)現(xiàn)字符和圖型顯示的。(4)位置控制器它將插補(bǔ)運(yùn)算后的坐標(biāo)位置給定值與位置檢測(cè)器測(cè)得的實(shí)際位置值進(jìn)行比較，得到速度控制指令，去控制速度控制單元并驅(qū)動(dòng)進(jìn)給電機(jī)。 (5)紙帶閱讀機(jī)接口 該接口用來(lái)接收紙帶閱讀機(jī)傳來(lái)的加工程序或參數(shù)等數(shù)據(jù)信息。(6)輸入/輸出(I/O)接口 CNC裝置與機(jī)床之間的來(lái)往信號(hào)通過(guò)I/O接口電路來(lái)傳送。輸入接口是接收機(jī)床操作面板上的各種開(kāi)關(guān)、按鈕以及機(jī)床上的各種限位開(kāi)關(guān)等信號(hào)。它們對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，變成CNC裝置能夠接收的電平信號(hào)。

34、輸出接口是將CNC裝置發(fā)出的控制機(jī)床動(dòng)作的信號(hào)送到強(qiáng)電柜以及將各種表示機(jī)床工作狀態(tài)的指示燈信號(hào)送到機(jī)床操作面板上。2答：CNC系統(tǒng)是一個(gè)實(shí)時(shí)性很強(qiáng)的多任務(wù)系統(tǒng)，在它的軟件設(shè)計(jì)中，融合了許多當(dāng)今計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)的先進(jìn)技術(shù)。在單CPU數(shù)控系統(tǒng)中，其軟件結(jié)構(gòu)常采用前后臺(tái)型的軟件結(jié)構(gòu)和中斷型的軟件結(jié)構(gòu)；而在多CPU數(shù)控系統(tǒng)中，通常是各個(gè)CPU分別承擔(dān)一項(xiàng)任務(wù)，然后通過(guò)它們之間相互通信、協(xié)調(diào)工作來(lái)完成控制。但無(wú)論何種控制方式，CNC系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)都具有多任務(wù)并行處理和多重實(shí)時(shí)中斷兩大特點(diǎn)。CNC的系統(tǒng)軟件是使CNC系統(tǒng)完成各項(xiàng)功能而編制的專(zhuān)用軟件。不同的CNC系統(tǒng)，其軟件結(jié)構(gòu)與規(guī)模各有所不同，但就其共性來(lái)

35、說(shuō)，一個(gè)CNC系統(tǒng)的軟件總是由輸入、譯碼、數(shù)據(jù)處理(預(yù)計(jì)算)、插補(bǔ)運(yùn)算、速度控制、輸出控制、管理程序及診斷程序等部分組成。 3答：數(shù)控機(jī)床對(duì)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)的要求是(1)位置精度要高；(2)穩(wěn)定性好；(3)速度響應(yīng)要快；(4) 進(jìn)給調(diào)速范圍要寬；(5) 低速大轉(zhuǎn)矩。對(duì)主軸驅(qū)動(dòng)的要求是(1) 主軸輸出大功率 ；(2) 調(diào)速范圍要足夠大；（3）控制功能包括主軸與進(jìn)給驅(qū)動(dòng)的同步控制，準(zhǔn)?？刂坪徒嵌确侄瓤刂啤＿M(jìn)給驅(qū)動(dòng)是用于數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)或刀架坐標(biāo)的控制系統(tǒng)，控制機(jī)床各坐標(biāo)軸的切削進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，并提供切削過(guò)程所需的轉(zhuǎn)矩。主軸驅(qū)動(dòng)控制機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，為機(jī)床主軸提供驅(qū)動(dòng)功率和所需的切削力。一般地，對(duì)于進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，

36、主要關(guān)心它的轉(zhuǎn)矩大小、調(diào)節(jié)范圍的大小和調(diào)節(jié)精度的高低，以及動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度的快慢。對(duì)于主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，主要關(guān)心其是否具有足夠的功率、寬的恒功率調(diào)節(jié)范圍及速度調(diào)節(jié)范圍。 4 答：伺服系統(tǒng)有多種分類(lèi)方法，簡(jiǎn)述如下：(1) 按有無(wú)檢測(cè)元件和反饋環(huán)節(jié)分類(lèi) 可分為開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)、閉環(huán)伺服系統(tǒng)和半閉環(huán)伺服系統(tǒng)。(2)按執(zhí)行元件的類(lèi)別分類(lèi) 可分為直流電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)、交流電動(dòng)機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)。(3) 按控制對(duì)象和使用目的分類(lèi) 可分為進(jìn)給伺服系統(tǒng)、主軸伺服系統(tǒng)。(4)按反饋比較控制方式分類(lèi) 可分為脈沖比較伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、相位比較伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、幅值比較伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、全數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。5答:開(kāi)環(huán)控制機(jī)床不

37、帶位置檢測(cè)反饋裝置，通常使用功率補(bǔ)進(jìn)電機(jī)或電液脈沖馬達(dá)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，數(shù)控裝置輸出的脈沖通過(guò)環(huán)形分配器和驅(qū)動(dòng)電路，使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)相應(yīng)的步距角。再經(jīng)過(guò)減速齒輪帶動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，最后轉(zhuǎn)換為移動(dòng)部件的直線位移。其反應(yīng)快，調(diào)試方便，比較穩(wěn)定，維修簡(jiǎn)單。但系統(tǒng)對(duì)移動(dòng)部件的誤差沒(méi)有補(bǔ)償和校正，步進(jìn)電機(jī)的步距誤差、齒輪與絲杠等的傳動(dòng)鏈誤差都將反映到被加工零件的精度中去，所以精度比較低。閉環(huán)控制機(jī)床帶有檢測(cè)反饋裝置，位置檢測(cè)器安裝在機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件上，加工中將監(jiān)測(cè)到的實(shí)際運(yùn)行位置值反饋到數(shù)控裝置中，與輸入的指令位置相比較，用差值對(duì)移動(dòng)部件進(jìn)行控制，其精度高。從理論上說(shuō)，閉環(huán)系統(tǒng)的控制精度主要取決于檢測(cè)裝置的精度，但這并

38、不意味著可以降低機(jī)床的結(jié)構(gòu)與傳動(dòng)鏈的要求，傳動(dòng)系統(tǒng)的剛性不足及間隙、導(dǎo)軌的爬行等各種因素將增加調(diào)試的困難，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使閉環(huán)控制系統(tǒng)的品質(zhì)下降甚至引起振蕩。故閉環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)整都有較大的難度，此類(lèi)機(jī)床主要用于一些精度要求較高的鏜銑床、超精車(chē)床和加工中心等。半閉環(huán)控制系統(tǒng)不是直接測(cè)量工坐臺(tái)的位移量，而是通過(guò)檢測(cè)絲杠或電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)角間接地測(cè)量工作臺(tái)的位移量，然后反饋給數(shù)控裝置。顯然，半閉環(huán)控制系統(tǒng)的實(shí)際控制量是絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)，而由絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)變換為工作臺(tái)的移動(dòng)，不受閉環(huán)的控制，這一部分的精度由絲杠螺母（齒輪）副的傳動(dòng)精度來(lái)保證。其特點(diǎn)是比較穩(wěn)定，調(diào)試方便，精度介于開(kāi)閉環(huán)之間，被廣泛采用。6答:步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工

39、作原理是:步進(jìn)電機(jī)伺服系統(tǒng)是典型的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)，在此系統(tǒng)中，步進(jìn)電機(jī)受驅(qū)動(dòng)線路控制，將進(jìn)給脈沖序列轉(zhuǎn)換成為具有一定方向、大小和速度的機(jī)械轉(zhuǎn)角位移，并通過(guò)齒輪和絲杠帶動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)。進(jìn)給脈沖的頻率代表了驅(qū)動(dòng)速度，脈沖的數(shù)量代表了位移量，而運(yùn)動(dòng)方向是由步進(jìn)電機(jī)的各相通電順序來(lái)決定，并且保持電機(jī)各相通電狀態(tài)就能使電機(jī)自鎖。但由于該系統(tǒng)沒(méi)有反饋檢測(cè)環(huán)節(jié)，其精度主要由步進(jìn)電機(jī)來(lái)決定，速度也受到步進(jìn)電機(jī)性能的限制。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特性包括步距角的步距誤差、靜態(tài)矩角特性、啟動(dòng)頻率、連續(xù)運(yùn)行頻率、矩頻特性 7答:永磁同步式交流伺服電動(dòng)機(jī)的定子繞組產(chǎn)生的空間旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)相互作用，使定子帶動(dòng)轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)。所不同

40、的是轉(zhuǎn)子磁極不是由轉(zhuǎn)子的三相繞組產(chǎn)生，而是由永久磁鐵產(chǎn)生。其工作過(guò)程是：當(dāng)定子三相繞組通以交流電后，產(chǎn)生一旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，這個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。根據(jù)磁極的同性相斥，異性相吸的原理，定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子永久磁場(chǎng)磁極相互吸引，并帶動(dòng)轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)。因此轉(zhuǎn)子也將以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)子軸加上外負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)，轉(zhuǎn)子磁極的軸線將與定子磁極的軸線相差一個(gè)角，若負(fù)載越大，差角也隨之增大。只要外負(fù)載不超過(guò)一定限度，轉(zhuǎn)子就會(huì)與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)一起旋轉(zhuǎn)。8mKU1/ f1，如果在變頻調(diào)速中，保持定子電壓U1不變，則磁通m大小將會(huì)改變。因?yàn)樵谝话汶妱?dòng)機(jī)中，m值通常是在工頻額定電壓的運(yùn)行條件下確定的，為了充分利用電動(dòng)機(jī)鐵心，把磁通

41、量選在接近磁飽和的數(shù)值上。因此，在變頻調(diào)速過(guò)程中，如果頻率從工頻往下調(diào)節(jié)，則由m上升，將導(dǎo)致鐵心過(guò)飽和而使勵(lì)磁電流迅速上升，鐵心過(guò)熱，功率因數(shù)下降，電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載能力降低。因此，必須在降低頻率的同時(shí)，降低電壓U1，以保持m不變。這種U1和f1的配合變化稱(chēng)為恒磁通變頻調(diào)速中的協(xié)調(diào)控制（恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速控制）。如圖1所示。當(dāng)f1頻率超過(guò)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)銘牌的額定頻率，由于電源電壓的限制，U1已達(dá)到變頻器輸出電壓的最大值再不能隨f1而升高，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的每極磁通m與f1成反比例下降，其轉(zhuǎn)矩T也隨著f1反比例下降。但因轉(zhuǎn)速n提高，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的輸出功率P則在此區(qū)域內(nèi)保持不變（PTn），稱(chēng)為恒功率調(diào)速，如圖2所示。 圖1 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)電壓、磁通特性 圖2 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行區(qū)域 I恒轉(zhuǎn)矩 II恒功率 9主軸準(zhǔn)停功能又稱(chēng)為主軸定位功能，即當(dāng)主軸停止時(shí)能控制其停于固定位置。主軸準(zhǔn)?？煞譃闄C(jī)械準(zhǔn)停和電氣準(zhǔn)停。電氣準(zhǔn)停通常有磁傳感器準(zhǔn)停、編碼器型準(zhǔn)停和數(shù)控系統(tǒng)準(zhǔn)停三種。10答:主軸進(jìn)給功能即主軸的C軸功能，一般應(yīng)用在車(chē)削中心和車(chē)、銑復(fù)合機(jī)