《數(shù)控系統(tǒng)選用與維護(hù)（第2版） 》參考答案

參考答案第1章數(shù)控機(jī)床的維護(hù)與保養(yǎng)1.數(shù)控機(jī)床的日常維護(hù)和保養(yǎng)是數(shù)控機(jī)床長期穩(wěn)定、可靠運(yùn)行的保證，是延長數(shù)控機(jī)床使用壽命的必要措施，對數(shù)控機(jī)床正確使用和日常嚴(yán)格的維護(hù)保養(yǎng)可以避免80%的意外故障。數(shù)控機(jī)床的日常維護(hù)和保養(yǎng)的項(xiàng)目在機(jī)床制造廠提供的使用說明書中一般都有明確的描述。盡管數(shù)控機(jī)床在設(shè)計(jì)生產(chǎn)中采取了很多手段和措施，保證其工作的可靠性和穩(wěn)定性，但是由于數(shù)控機(jī)床的使用環(huán)境復(fù)雜，只有堅(jiān)持做好對機(jī)床的日常維護(hù)保養(yǎng)工作，才可以延長元器件的使用壽命，延長機(jī)械部件的磨損周期，防止意外惡性事故的發(fā)生，爭取機(jī)床長時(shí)間穩(wěn)定工作；也才能充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的加工優(yōu)勢，達(dá)到數(shù)控機(jī)床的技術(shù)性能，確保數(shù)控機(jī)床能夠正常工作。因此，無論是對數(shù)控機(jī)床的操作者還是對數(shù)控機(jī)床的維修人員，數(shù)控機(jī)床的維護(hù)與保養(yǎng)都顯得非常重要，必須高度重視。2.數(shù)控機(jī)床的維護(hù)與保養(yǎng)具有重要的意義,故必須明確其基本要求,主要包括:（1）在思想上要高度重視數(shù)控機(jī)床的維護(hù)與保養(yǎng)工作,尤其是對數(shù)控機(jī)床的操作者更應(yīng)如此,我們不能只管操作,而忽視對數(shù)控機(jī)床的日常維護(hù)與保養(yǎng)。（2）提高操作人員的綜合素質(zhì)。（3）要為數(shù)控機(jī)床創(chuàng)造一個(gè)良好的使用環(huán)境。（4）嚴(yán)格遵循正確的操作規(guī)程。（5）在使用中，盡可能提高數(shù)控機(jī)床的開動(dòng)率。（6）要冷靜對待機(jī)床故障，不可盲目處理。（7）制定并嚴(yán)格執(zhí)行數(shù)控機(jī)床管理的規(guī)章制度。第2章數(shù)控系統(tǒng)1.典型的數(shù)控系統(tǒng)：FANUC數(shù)控系統(tǒng)、西門子（SINUMERIK）數(shù)控系統(tǒng)、三菱數(shù)控系統(tǒng)、華中(HNC)數(shù)控系統(tǒng)、廣州數(shù)控（GSK）系統(tǒng)。2.一般整個(gè)CNC系統(tǒng)由三大部分組成,即控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)和位置測量系統(tǒng)。這三部分有機(jī)結(jié)合,組成完整的閉環(huán)控制的數(shù)控系統(tǒng)。3.各種CNC系統(tǒng)的功能設(shè)置和控制方案各不相同,它們的系統(tǒng)軟件在結(jié)構(gòu)和規(guī)模上差別很大,但是一般都包括輸入數(shù)據(jù)處理程序、插補(bǔ)運(yùn)算程序、管理程序和診斷程序等。第3章數(shù)控機(jī)床的位置檢測裝置1.位置檢測裝置的分類見下表。2.光柵是由標(biāo)尺光柵和光學(xué)讀數(shù)頭兩部分組成的.標(biāo)尺光柵一般固定在機(jī)床的活動(dòng)部件上,如工作臺(tái).光柵讀數(shù)頭裝在機(jī)床固定部件上,指示光柵裝在光柵讀數(shù)頭中.標(biāo)尺光柵和指示光柵的平行度及二者之間的間隙要嚴(yán)格保證。當(dāng)光柵讀數(shù)頭相對于標(biāo)尺光柵移動(dòng)時(shí),指示光柵便在標(biāo)尺光柵上相對移動(dòng)。3.旋轉(zhuǎn)變壓器是一種角度測量裝置,它是一種小型交流電動(dòng)機(jī).其結(jié)構(gòu)簡單、動(dòng)作靈敏、對環(huán)境無特殊要求、維護(hù)方便、輸出信號幅度大、抗干擾強(qiáng)、工作可靠,廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床上。旋轉(zhuǎn)變壓器是一種常用的轉(zhuǎn)角檢測元件,由于它結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠,且其精度能滿足一般的檢測要求,因此被廣泛地應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床上.旋轉(zhuǎn)變壓器在結(jié)構(gòu)上和兩相線繞式異步電動(dòng)機(jī)相似,由定子和轉(zhuǎn)子組成.定子繞組為變壓器的原邊,轉(zhuǎn)子繞組為變壓器的副邊。定子繞組通過固定在殼體上的接線柱直接引出.轉(zhuǎn)子繞組有兩種不同的引出方式。根據(jù)轉(zhuǎn)子繞組兩種不同的引出方式,旋轉(zhuǎn)變壓器分有刷式和無刷式兩種結(jié)構(gòu)。4.感應(yīng)同步器是一種電磁感應(yīng)式的高精度位移檢測裝置,實(shí)際上它是多級旋轉(zhuǎn)變壓器的展開形式.感應(yīng)同步器分旋轉(zhuǎn)式和直線式兩種.旋轉(zhuǎn)式用于角度測量,直線式用于長度測量,兩者的工作原理相同。感應(yīng)同步器的特點(diǎn):（1）精度高.感應(yīng)同步器直接對機(jī)床工作臺(tái)的位移進(jìn)行測量,其測量精度只受本身精度限制。另外,定尺的節(jié)距誤差有平均補(bǔ)償作用,定尺本身的精度能做得很高。（2）工作可靠,抗干擾能力強(qiáng).在感應(yīng)同步器繞組的每個(gè)周期內(nèi),測量信號與絕對位置有一一對應(yīng)的單值關(guān)系，不受干擾的影響。（3）維護(hù)簡單,壽命長.定尺和滑尺之間無接觸磨損,在機(jī)床上安裝簡單.使用時(shí)需要加防護(hù)罩，防止切屑進(jìn)入定尺和滑尺之間劃傷導(dǎo)片以及免受灰塵、油霧的影響。（4）測量距離長。（5）成本低,易于生產(chǎn)。（6）與旋轉(zhuǎn)變壓器相比,感應(yīng)同步器的輸出信號比較微弱,需要一個(gè)放大倍數(shù)很高的前置放大器。5.磁柵又叫磁尺，是一種高精度的位置檢測裝置,它由磁性標(biāo)尺、拾磁磁頭和檢測電路組成，是根據(jù)拾磁原理進(jìn)行工作的。首先，用錄磁磁頭將一定波長的方波或正弦波信號錄制在磁性標(biāo)尺上作為測量基準(zhǔn)，檢測時(shí)根據(jù)與磁性標(biāo)尺有相對位移的拾磁磁頭所拾取的信號，對位移進(jìn)行檢測。磁柵可用于長度和角度的測量，精度高、安裝調(diào)整方便，對使用環(huán)境要求較低，如對周圍電磁場的抗干擾能力較強(qiáng)，在油污和粉塵較多的場合使用有較好的穩(wěn)定性。高精度的磁柵位置檢測裝置可用于各種精密機(jī)床和數(shù)控機(jī)床。第4章數(shù)控機(jī)床伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1.對數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的要求：調(diào)速范圍要寬；定位精度要高；動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，無超調(diào)；低速大轉(zhuǎn)矩，過載能力強(qiáng)；可靠性高。2.數(shù)控機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)可采用直流電動(dòng)機(jī)，也可采用交流電動(dòng)機(jī).與進(jìn)給驅(qū)動(dòng)不同的是，主軸驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率要求更大，對轉(zhuǎn)速要求更高,但對調(diào)速性能的要求卻遠(yuǎn)不如進(jìn)給驅(qū)動(dòng)那樣高。因此在主軸調(diào)速控制中，除采用調(diào)壓調(diào)速外還采用了弱磁升速的方法，進(jìn)一步提高其最高轉(zhuǎn)速。3.（1）)按步進(jìn)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的大小，可分為快速步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和功率步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。（2）按轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的工作原理步進(jìn)電動(dòng)機(jī)分為可變磁阻式、永磁式和混合式三種基本類型。（3）按勵(lì)磁組數(shù)可分為兩相、三相、四相、五相、六相甚至八相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。（4）由電流的極性可分為單極性和雙極性步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。（5）由運(yùn)動(dòng)的形式可分為旋轉(zhuǎn)、直線、平面步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。4.選擇驅(qū)動(dòng)單元時(shí)，也要考慮驅(qū)動(dòng)單元的價(jià)格在整臺(tái)數(shù)控機(jī)床中的比例。整臺(tái)數(shù)控機(jī)床價(jià)格較低的一般選擇步進(jìn)驅(qū)動(dòng)單元，而價(jià)格較高的機(jī)床則選擇伺服驅(qū)動(dòng)單元。但選擇驅(qū)動(dòng)單元的同時(shí)，也要考慮驅(qū)動(dòng)單元與數(shù)控系統(tǒng)的匹配問題，選擇閉環(huán)控制系統(tǒng)時(shí)必須選擇閉環(huán)的伺服驅(qū)動(dòng)單元。交流伺服系統(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)于步進(jìn)電動(dòng)機(jī),但在一些要求不高的場合也經(jīng)常用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)來作執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。所以，在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素，選用適當(dāng)?shù)目刂齐妱?dòng)機(jī)。第5章數(shù)控機(jī)床可編程控制器1.PLC采用了典型的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，主要是由中央處理器(CPU)、存儲(chǔ)器(RAM/ROM)、輸入輸出接口(I/O)電路、通信接口及電源組成。2.（1）內(nèi)裝型PLC實(shí)際上是CNC裝置帶有的PLC功能，一般作為一種基本的或可選擇的功能提供給用戶。（2）系統(tǒng)硬件和軟件整體結(jié)構(gòu)十分緊湊，且PLC所具有的功能針對性強(qiáng)，技術(shù)指標(biāo)亦較合理、實(shí)用，尤其適用于單機(jī)數(shù)控設(shè)備的應(yīng)用場合。（3）在系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)上，內(nèi)裝型PLC可與CNC共用CPU，也可以單獨(dú)使用一個(gè)CPU；硬件控制電路可與CNC其他電路制作在同一塊印刷板上，也可以單獨(dú)制成一塊附加板，當(dāng)CNC裝置需要附加PLC功能時(shí)，再將此附加板插裝到CNC裝置上,內(nèi)裝PLC一般不單獨(dú)配置輸入/輸出接口電路，而是使用CNC系統(tǒng)本身的輸入/輸出電路；PLC控制電路及部分輸入/輸出電路(一般為輸入電路)所用電源由CNC裝置提供，無須另備電源。3.（1）獨(dú)立型PLC具有以下基本的功能結(jié)構(gòu)：CPU及其控制電路、系統(tǒng)程