数控习题Word格式.docx
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伺服单元和驱动装置:
保证灵敏、准确地跟踪CNC装置指令。
PLC:
用于完成与逻辑运算有关顺序动作的I/O控制。
机床:
由主运动部件、进给运动部件(工作台、拖板以及相应的传动机构)、支承件(立柱、床身等)以及特殊装置(刀具自动交换系统工件自动交换系统)和辅助装置(如排屑装置等)。
3.什么是开环、闭环、半闭环数控机床?
它们之间有什么区别?
开环没有位置测量装置,信号流是单向的(数控装置→进给系统),故系统稳定性好。
框图如下:
特点:
无位置反馈,精度相对闭环系统来讲不高,其精度主要取决于伺服驱动系统和机械传动机构的性能和精度。
一般以功率步进电机作为伺服驱动元件。
这类系统具有结构简单、工作稳定、调试方便、维修简单、价格低廉等优点,在精度和速度要求不高、驱动力矩不大的场合得到广泛应用。
一般用于经济型数控机床。
半闭环:
数控系统的位置采样点如图所示,是从驱动装置(常用伺服电机)或丝杠引出,采样旋转角度进行检测,不是直接检测运动部件的实际位置。
半闭环环路内不包括或只包括少量机械传动环节,因此可获得稳定的控制性能,其系统的稳定性虽不如开环系统,但比闭环要好。
由于丝杠的螺距误差和齿轮间隙引起的运动误差难以消除。
因此,其精度较闭环差,较开环好。
但可对这类误差进行补偿,因而仍可获得满意的精度。
半闭环数控系统结构简单、调试方便、精度也较高,因而在现代CNC机床中得到了广泛应用。
全闭环:
数控系统的位置采样点如图的虚线所示,直接对运动部件的实际位置进行检测。
从理论上讲,可以消除整个驱动和传动环节的误差、间隙和失动量。
具有很高的位置控制精度。
由于位置环内的许多机械传动环节的摩擦特性、刚性和间隙都是非线性的,故很容易造成系统的不稳定,使闭环系统的设计、安装和调试都相当困难。
该系统主要用于精度要求很高的镗铣床、超精车床、超精磨床以及较大型的数控机床等。
习题2:
1.什么是机床坐标系?
什么是工件坐标系?
它们是如何建立的?
都用什么指令?
机床坐标系是机床上固有的坐标系,设有固定的坐标原点M(零点)。
(1)该点被机床的制造者预先设定并且不能更改。
在机床零点的基础上测量整个机床。
(2)是其他坐标系和参考点如工件坐标系、编程坐标系、机床参考点的基准点。
(3)一旦建立,不受控制程序及新坐标系的影响。
工件坐标系是为了确定工件几何图形上各几何要素(点、直线、圆弧)的位置而建立的坐标系。
工件零点W是工件坐标系统的原点。
能被编程者选定并且能在NC程序中被修改。
机床坐标系可用G53;
工件坐标系可用G92等。
2.轮廓加工机床之所以能加工出形状各异的零件轮廓,最主要的是因为有什么功能?
插补加工功能。
3.进给功能字F有几种进给速度的表示方法?
用来指定刀具相对于工件的速度。
其单位以一般为:
mm/min。
也有用mm/r、in/min、r/min、in/r等表示,F是指各坐标方向速度的矢量和
习题3:
1.如图1所示的“S”字母是由直线和圆弧组成,字母深为2mm,宽度为4mm。
用φ4的立铣刀加工,试编程。
参考程序如下:
N1G90G92X0Y0Z30;
N2G00X40Y35;
N3Z2S1000M03;
N4G01Z-2F50;
N5G03X35Y40I-5F100;
N6G01X15;
N7G03X10Y35J-5;
N8G01Y30;
N9G03X15Y25I5;
N10G01X35;
N11G02X40Y20J-5;
N12G01Y15;
N13G02X35Y10I-5;
N14G01X15;
N15G02X10Y15J5;
N16G00Z30M05;
N17X0YO;
N18M02;
2.下图所示,分别对1、2、3孔和4、5孔进行钻孔、攻丝。
试编制加工程序。
(用循环加工模式)
切削用量:
T01主轴转速S800;
钻孔时F60(mm.min)
T02主轴转速S500;
钻孔时F50(mm.min)
T03主轴转速S400;
钻孔时F1.2(mm/r),螺距为1.2mm
N27M02;
习题4:
1.下图为数控铣床要加工的零件廓形,SETPOINT为机床零点,试用APT语言编程。
(采用左偏刀)
SETPOINT=POINT/0,0,0
P1=POINT/-52,-20,0
P2=POINT/-74,-44,0
P3=POINT/-52,-66,0
P4=POINT/-27,-66,0
P5=POINT/-27,--45,0
P6=POINT/-10,-54,0
P7=POINT/0,-20,0
LX=LINE/P1,P7
LY=LINE/P7,LEFT,TANTO,C2
L1=LINE/P1,P2
L2=LINE/P3,P4
L3=LINE/P4,P5
L4=LINE/P5,P6
C1=CIRCLE/-74,-66,0,22
C2=CIRCLE/-10,-44,0,10
CUTTER/9
SPINDL/1000,CLW
COOLNT/ON
FEDRAT/300
FROM/SETPOINT
GO/TO,LY
TLLFT,GOFWD/LY,TANTO,C2
GORGT/C2,PAST,L4
GORGT/L4,PAST,L3
GOLFT/L3,PAST,L2
GORGT/L2,PAST,C1
GORGT/C1,PAST,L1
GORGT/L1,PAST,LX
GORGT/LX,PAST,LY
GOTO/SETPOINT
COOLNT/OFF
SPINDL/OFF
FINI
习题5
1、逐点比较法直线插补的偏差函数是如何确定的?
它与刀具位置有何关系?
对于第一象限直线OA上任一点P(X,Y):
X/Y=Xe/Ye
若刀具加工点为Pi(Xi,Yi),则该点的偏差函数Fi可表示为
若Fi=0,表示加工点位于直线上;
若Fi≥0,表示加工点位于直线上方;
若Fi<0,表示加工点位于直线下方
2直线的起点坐标在原点O(0,0),终点A的坐标为A(10,5).试用逐点比较法对直线进行插补,并画出插补轨迹。
参考答案:
当Fi≥0,X方向进给一步,Fi=Fi-5;
否则Fi<0,Y向一步,Fi=Fi+10
总步数为:
N=10+5=15;
插补循环为:
序号
判别式Fi(初始状态Fi=0)
进给
终点判别
Fi≥0,Fi=Fi-5
Fi<0,Fi=Fi+10
1
-5
X
N=14
2
5
Y
N=13
3
N=12
4
-5
N=11
N=10
6
N=9
7
N=8
8
N=7
9
N=6
10
N=5
11
N=4
12
N=3
13
N=2
14
N=1
15
N=0
插补轨迹如下:
习题6:
1)接触式码盘码道10个,当前位置输出的编码数为1001100010,求相对0点转过多少角度?
从编码数可知,编码器为10个码道,则角度的分辨率为
,编码数对应的10进制数为
D=1×
29+1×
26+1×
25+1×
21=610
相对0点转过多少角度为
2)用光栅测量位移,光栅发出50000时,测得距离为225mm,光栅的分辨率是多少?
光栅的分辨率为
习题7:
如图所示,某数控车床用步进电机作为进给驱动,步进电机的步距角θs=1.8°
,丝杠螺距t=4mm,编码器与主轴连接方式如图,其中Z1=80、Z2=40、Z3=40、Z4=20,编码器为1500p/r,问加工螺距为6mm的螺纹时,工作台走一个脉冲当量δp时,对应的编码器的脉冲数是多少?
∵脉冲当量为
式中i----步进电机齿轮的降速比;
i=20/40=0.5
L01---丝杠螺距;
L01=4mm
车床主轴转一转,脉冲编码器发出的脉冲数为
∴当加工螺距L02=6mm的螺纹,工作台走一个脉冲当量δp时,编码器的脉冲数应为
习题8:
1、三相步进电机为什么常采用三相六拍驱动方式,而很少采用三相三拍驱动方式?
三相三拍驱动时,三相绕组是按A→B→C→A或A→C→B→A的顺序通电,而三相六拍驱动方式是按A→AB→B→BC→C→CA→A顺序通电(或相反方向)。
由于三相六拍制在转换时始终保持有一相线圈通电,故其工作稳定性好,而且步距角比三相三拍驱动方式缩小了一半,可以提高位置精度。
2、为什么步进电机的输出转矩随其运行频率的增高而逐渐减小?
因为步进电机的绕组是感性负载,在通电或断电时,绕组电流不能突变而是按指数规律变化。
在绕组通电时,电流逐渐上升,从而有效转矩较小。
绕组断电时,电流亦逐渐下降,残余电流产生与转动方向相反的力矩。
这些都使电机产生的平均转矩下降。
另外,由于运行频率的提高,磁力线变化加剧,使涡流损耗增加,也造成输出转矩的下降
3、已知脉冲当量0.005mm,步进电机步距角为0.75°
,滚珠丝杠基本导程为4mm,求减速器的传动比?
因为
,所以,传动比为
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