现代数控技术及数控机床期末复习资料试卷答案浙工大

现代数控技术及数控机床试卷2标准答案

学生姓名：,班级：,学号：,成绩：

一.填空题（每题2分）

1.数控机床是由控制介质、数控装置、伺服驱动装置、辅助控制装置、反馈装

置、适应控制装置和机床等部分组成。

2.数控机床加工过程的加工路线是指刀具中心的运动轨迹和方向。

3.三相步进电机的转子上有40个齿，若采用三相六拍通电方式，则步进电机的步距角

为为°。

4.数控机床的最小设定单位是数控机床能实现的最小位移量,标制着数控机床精度的

分辨率，其值一般为0.0001〜0.01mm,在编程时，所有的编程单位都应转换成与最

小设定单位相应的数据。

5.通常把数控车床的床身导轨倾斜布置，可改善其排屑条件和受力状态。提高机床的

静刚度。

6.数控机床的工作台和刀架等部件的移动，是由交流或直流伺服电机驱动,经过

滚珠丝杠传动,可减少进给系统所需要的驱动扭矩，提高定位精度、运动平稳性。

7.对步进电机施加一个电脉冲信号时，步进电机就回轿一个固定的角度，叫做步距角,

电机的总回转角和输入脉冲数成正比,而电机的转速则正比于输入脉冲的频率。

8.位置检测装置是数控机床的重要组成部分，在闭环系统中，它的主要作用是检测位

移量，并发出反馈信号与数控装置发出的指令信号进行比较，如有偏差，经放大后

控制执行部件，使其向着消除偏差方向运动，直至偏差等于零为止。

9.刀具半径补偿功能的作用就是要求数控系统根据工件轮廓程序和刀具中心偏移量，

自动计算出刀具中心轨迹。

10.伺服系统的输入是插补器发出的指令脉冲,输出是直线或转角位移。

11.数控机床工作台司刀架等部件的移动，由交流或直流伺服电机驱动,经过滚珠丝杠

传动，减少了进给系统所需要的驱动扭矩，提高了定位精度和运动平稳性。

12.光栅依不同制造方法有透射光栅和反射光栅两种。数控机床中常用遨城股做位

置传感器。

二.选择题（每题2分）

1.闭环伺服系统使用的执行元件是（1,2）

（1）支流伺服电机（2）交流伺服电机（3）步进电机（4）电液脉冲马上

2.步进电机的角位移与（4）成正比。

（1）步距角（2）通电频率（3）脉冲当量（4）脉冲数量

3.数控机床CNC系统是（3）

（1）轮廓控制系统（2）动作顺序控制系统（3）位置控制系统（4）速度控制

系统

4.采用DDA法加工第一象限的斜线，若偏差函数值大于零，规定刀具向（1）方向移

动。

（1）+X（2）-X（3）+Y（4）-Y

5.数控机床有不同的运动形式，需要考虑关键与刀具相对运动关系和坐标系方向，编

写程序时，采用（4）的原则。

（1）刀具固定不动，工件移动（2）铳削加工刀具固定不动，工件移动；车削加工

刀具移动，工件固定（3）分析机床运动关系后再根据实际情况两者的固定和

移动关系（4）工件固定不动，刀具移动。

6.选择刀具起始点时应考虑（1,2）

（1）防止与工件或夹具干涉碰撞（2）方便工件安装测量（3）每把刀具刀尖在起始点

重合（4）必须选在工件外侧。

7.数控机床伺服系统是以（2）为直接控制目标的自动控制系统。

（1）机械运动速度（2）机械位移（3）切削力（4）切削用量

8.指出下列哪些误差属于系统的稳态误差（Do

（1）定位误差（2）跟随误差（3）轮廓误差14）定位误差和跟随误差

三.简答题（每题5分）

1.数控机床的主传动系统有何特点？

数控机床的主传动系统采用交流调速电动机或直流调速电动机，可实现无级调速，转速

高，功率大，变速范围大，变速迅速可靠，以适应高速、大功率切削以及加工中采用合理的

切削用量。

2.试论述数控机床的进给伺服系统是由哪儿部分组成，它们分别的作用如何？伺服系

统常用的驱动元件是什么？

由伺服驱动电路、伺眼驱动装置.、机械传动机构及现行部件四部分组成。它的作用是:

接收数控系统发出的进给速度和位移指令信号，由伺服驱动电路作转换和放大后，经伺服驱

动装置（直流、交流伺服电机，功率步进电机，电液脉冲马达等）和机械传动机构，驱动机床

的工作台、主轴头架等执行部件实现工作进给和快速运动。伺服系统常用的驱动元件是步进

电机、直流伺服电机和交流伺服电机。

3.简述数控车床采用钢板焊接床身的原因。

采用钢板焊接床身结构可采用最有利于提高刚度的筋板布置形式,能充分发挥壁板和筋

板的承裁及抵抗变形的作用；焊接结构还无需铸造结构所需的出砂口，有可能将基础件做

成完全封闭的箱形结构；钢板的弹性模量E比铸铁的弹性模量E大几乎相差一倍。因此，

在结构相同时，E值大的材料刚度则高。

四.计算题（每题9分）

1.若加工第一象限直线OE,起点为0（0,0）,终点为E（7,4）,设累加器为3位，试按

DDA法进行插补计算，并绘出插补轨迹图。

解：将Xe=7及Ye=4化成二进制数Xc=114及丫q=10013存放在八%及抽中，

选寄存器容量为三位，则累加次数m=23=8。插补运算过程如下表所示，插补凯迹见图3-24

所示。

图3-24直线插补实例

表3-7DDA直线播补运算过程

累加次数JRX+•1vx溢出AXJKT+JvY溢出

10%+111=in0000+100=1000

2111+111工no1100+100-0001

3110+111=1011000+100=1000

4101+111=1001100+100=0001

5100+ill=on1000+100=1000

6on+in=0101100+100=0001

7010+111«=0011000+100=1000

8ooi+ni-0001100+100-0001

2.步进电机转子有80个齿，采用三相六拍通电方式，经丝杠螺母传动副驱动工作台做

直线运动，滚珠丝杠导程为5mm,工作台移动最大速度为6mm/s,求：

•步进电机的步距角。

•工作台的脉冲当量6

・步进电机的最高工作频率r

答

“用型=望_二0.75。

mkz3*2*80

5*0.75°

=0.01〃〃〃/plus

360^360°

6

=600Hz

而j

五.论述题（每题9分）

I.为什么要对工件廓形进行拟合？

答：由于大多数数控机床上只具备直线和圆弧插补，所以在连续控制系统的数控机床上加工

成形轮廓的工件时，都先要对工件廓形曲线进行拟合，代替原来的轮廓曲线，然后才能使用

数控机床的G功能加工出所需的廓形曲线。

2.试画出框图说明数控机床的工作原理。

答：数控机床的工作原理如图所示。首先将零件图纸的形状、尺寸和技术条件、加工

工艺等按照规定的格式和代码，记录在输入介质上（例如穿孔带、磁带和软磁盘等），并输

入数控装置。数控装置由瑜入、信息处理和输出三部分构成。输入介质通过输入单元（例如

光电读带机）后，转换成可以识别的信息，由信息处理单元加以处理，再通过输出单元发出

位置、速度等指令（脉冲信号）给伺服系统。伺服系统的蚱用是将来自数控装置的各种指令,

转换成机床移动部件运动。反馈系统再将机床的实际位置、速度等参数检测出来，转换成电

信号，输送到数控装置，使数控装置能够校核该机床实际位移情况是否与指令一致，并发出

指令纠正所产生的误差。

对于一叱高效率和加「.精度较高的数捽机床还有适应捽制系统,以补偿加工环境参数的变

化。

3.数控机床对伺服驱动系统有哪些要求？

答：有以下要求；

（1）调速范围宽并有艮好的稳定性，尤其是低速时的平稳性;

（2）负载特性硬，即使在低速时也应有足够的负载能力；

（3）动态响应速度快；

（4）高的位移情度；

（5）能够频繁地启动；

现代数控技术总复习

1-1.什么是数控机床的数控加工程序？（零件加工的工作指令。）

1-2.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？

1-3.为什么数控系统的联动轴数越多，则控制越复杂？（插补计算、指令输出、位控等。）

1-4.数控机床与普通机床相比较，在哪些方面是基本相司的，最根本的不同是什么？（表面

形成方法相同：实现自动化控制的原理和方法不同。）

1-5.数控机床由哪几个部分组成？（编程及程序载体、输入装置、CNC装置、伺服驱动系统、

机床机械部件。）

1-6.CNC装置对输入的加工程序进行运算处理的核心部分有哪三步？（逼近处理、插补运算、

指令输出。）

1-7.什么样控制特点的系统称为点位控制系统？

1-8.直线控制数控机床是否可以加工直线轮廓？

1-9.开环、闭环和半闭环系统，它们在结构形式、精度、成木和影响系统稳定因素方面，

各有何特点？

1-10.数控机床的输入装置有哪些?对应的数控程序介质有哪些？

1-11.为什么数控机床加工的生产准备周期比普通机床加工生产准备周期短?（无须专用工艺

装备。）

M2.数控机床最适用于哪些类型零件的加工？（复杂、高精、多种批量尤其是单件小批量。）

2-1.空间曲面加工是否一定要有三坐标联动？

2-2.试画出立式和卧式镀铳床、车床、外圆磨床的ISO标准坐标系。

2-3.数控机床坐标系各进给釉运动的正方向总是假定为怎样的方向？

2-4.什么是相对坐标编程？什么是绝对坐标编程？

2-5.从大类上分类，数控加工程序编制方法有哪两种？

2-6.被加工零件如图所示,本工序为精加工,铳刀直径为16mm,进给速度100mm/min,

主轴转速为400r/min,不考虑Z轴运动，编程单位为mm,试编制该零件的加工程序。

要求：

（I）从A点开始进入切削，刀具绕零件顺时针方向加工，加工完成后刀具回到起刀点；

（2）采用绝对坐标编程，指出零件上各段所对应的程序段号；

（3）程序中有相应的M指令、S指令和刀补指令。

3-1.CNC装置硬件由哪几个模块组成?各模块的作用分别是什么？（计算机主板和系统总线、

显示、输入输出、存储、设备辅助控制接口、位置控制、功能接口。）

3-2.设备辅助控制接口模块的信号处理有哪两大目的？（隔离、转换。）

3-3.根据CNC装置硬件所含有的CPU多少来分，可分为哪两大类系统？

3-4.CNC装置中数据转换流程，按顺序有哪几个过程？1译码、刀补、速度预处理、插补、

位控。）

3-5.在中断型软件结构中，位置控制、键盘输入、插补运算、通信这4个中断服务程序，

哪一个安排为最高级别优先级？优先级安排的原则是什么？

3-6.CNC装置软件从功能特征来看分为哪两大类？CNC装置的软件特点是什么？如何实

现？（a.多任务与并行处理技术一一资源分时共享、并发处理和流水处理：b.实时性与优先

抢占调度机制。）

3-7.刀具半径补偿的意义何在？

3-8.刀具半径补偿执行过程有哪三步？

3-9.C刀补中，转接过渡形式有几利

3-10.已知转接段矢量夹角大小时，如何确定转接过渡形式？

3-11.为什么在刀补建立和撤消过程中不能进行零件的加工？

3-12.过切削现象发生在什么过渡形式的情况下?当圆弧加工的命令为什么样的组合时，会产

生过切削现象？

3-13.绘出逐点比较法任一象限的直线或圆弧插补程序框图。

3-14.逐点比较法加工圆弧，如果误差函数大于零，则当前点在圆上、圆内还是圆外？

3-15.B刀补和C刀补在连接线段、处理方法过渡形式上有何区别？

3-16.CNC装置软件结构模式有哪几种？（前后台型、中断型、基于RTOS。）

3-17.插补方法有哪两大类？（脉冲增量插补、数字增量插补。）

4-1.进给伺服系统的作用是什么？进给伺服系统的技术要求有哪些？

4-2.进给伺服系统由哪几部分组成?各部分功能是什么？（P.171）

4-3.交（直）流伺服电机是否可以作为开环进给伺服系统的伺服驱动装置?为什么？

4-4,步进电机驱动器中，环行分配器的作用是什么？（控制施加到电机绕组的脉冲电源的

相序。）

4-5.提高开环进给伺服系统精度的措施有哪些？（适当提高系统组成环节的精度、传动间

隙补偿、螺距误差补偿。）

4-6.感应同步器绕组节距为2T,感应电势的相位角变化与滑尺相对于定尺移动的距离x的

关系是？O

4-7.感应同步器在以鉴相或鉴幅方式工作时，滑尺两绕殂的激磁电压的特点如何？

4-8.什么是进给伺服系统的调速范围？

4-9.脉冲编码器的输出有几相？试画出它们的波形，并说明它们各有何作用？

4-10.解决交流伺服电机变频调速的技术关键问题是什么？

4-11.两轴联动的闭环系统，若两轴都存在跟随误差，且两轴的增益相等或不相等，贝！加工

直线或圆弧时将产生什么样的误差？

4-12.一台五相步进电机，当采用五相五拍和五相十拍通电方式，其步距角为0.6°,则其

转子齿数应分别是多少？

4-13.什么是数控机床的定位精度和伺服刚度？提高定位精度的措施有哪些？（静态下指令

位置与实际位置的精确程度，负载力与稳态位置误差之比；提高k、减小Fc、增大放大器增

益、选力矩系数大的伺服电机。）

4-14.增大闭环进给伺服系统的增益有什么益处？系统增益是否越大越好？

4-15.数控回转工作台进给系统采用闭环控制时，位置检测元件安装在什么位置？

4-16.设一步进电机驱动工作台的开环系统，已知步进电机经一对的齿轮减速后驱动丝杆使

工作台作直线进给（如图所示）。已知丝杆的导程所选用的步进电机的最高工作频率

fmax（Hz）,步进电机步距角为。

求：（1）当已知驱动的工作台最大速度Vmax时，满足系统要求的脉冲当量；（2）齿轮传动

的传动比。

5-1.数控机床的机械结构应具有良好的特性，主要包括哪些？（高的刚度和抗振性、好的

热稳定性、好的低速平稳性、高的几何精度和传动精度。）

5-2.何为爬行现象？防止爬行的措施最主要的有哪些？

5-3.内装电机主轴（电主轴）的主要缺点是什么？

5-4.数控机床常用丝杠螺母副是哪一种？

5-5.数控回转工作台有哪两种？

5-6.数控机床常用导轨有哪几种？

5-7.进给伺服系统的传动元件在调整时均需预紧，其主要目的什么？

5-8.分析题：三轴联动数控铳床，它的各进给轴采用半闭环控制，若假定X和Y轴在低速

时有爬行现象，其临界爬行速度均为已知。若以进给速度v加工以原点为圆心的X-Y平面

内的圆弧轮廓（或以原点为起点的各象限直线轮廓），试定量分析，并用图示方法指出由于爬

行导致产生轮廓加工误差的区间。

6-1.什么是自动换刀装置？（储备•定数量的刀具并完成刀具的自动交换功能的装置。）

6-2.自动换刀装置大案的作用是什么？（缩短非切削时间，提高生产率，可使非切削时间

减少到20%〜30%：“工序集中”，扩大数控机床工艺范围，减少设备占地面积：提高加工

精度。）

6-3.自动换刀装置的形式有哪几种?各有何应用场合和特点？

6-4.自动换刀装置的刀库的形式有哪几种？各有何应用场合和特点？

6-5.什么是刀具交换装置?作用是什么?（实现刀库与机床主轴之间装卸与传递刀具的装置。）

6-6.交换装置的形式有哪几种？各有何应用场合和特点?（刀库和主轴相对运动实现刀具交

换；由机械手进行刀具交换。）

名词解释：

数字控制数控机床进给轴加工中心（MC）DNCFMCFMSCIMS脉冲当量

并行处理插补主从结构MTBFMTTR伺服系统开环进给伺服系统闭环（半闭

环）进给伺服系统系统增益速度增益PWM预紧

1-1.什么是数控机床的数控加工程序？（零件加工的工作指令）

1-2.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

补功能）

1-3,为什么数控系统的联动轴数越多，则控制越复杂？（联动轴数要求的插补计算越多、

指令输出也越多、位置控制要求的动作越更杂等。）

1-4.数控机床与普通机床相比较，在哪些方面是基本相同的，最根本的不同是什么？（表面

形成方法相同：实现自动化控制的原理和方法不同。普通机床是人工过程，数控机床是自动

化过程）

1-5.数控机床由哪几个部分组成？（编程及程序载体、输入装置、CNC装置及强电控制装置、

伺服驱动系统及位置检测装置、机床的机械部件。）

1-6.CNC装置对输入的加工程序进行运算处理的核心部分有哪三步？（逼近处理、插补运算、

指令输出。）

1-7.什么样控制特点的系统称为点位控制系统？

仅能实现刀具相对于工件从一点到另一点的精确定位运动；对轨迹不作控制要

求；运动过程中不进行任何加工。

1-8.直线控制数控机床是否可以加工直线轮廓？（不可以，可以控制平行于坐标轴的直线）

1-9.开环、闭环和半闭环系统，它们在结构形式、精度、成本和影响系统稳定因素方面,

各有何特点？

结构形式精度成本

开环系统简单低低

半闭环系统较复杂较高较高

闭环系统复杂高高

1-10.数控机床的输入装置有哪些?对应的数控程序介质有哪些？

控制介质输入设备输入设备

穿孔纸带纸带阅读机纸带穿孔机

磁带磁带机或录音机

磁盘磁盘驱动器

FLASH无

1-11.为什么数控机床加工的生产准备周期比普通机床加工生产准备周期短?（普通机床使用

专用刀具、量具、而数控机床加工无须专用工艺装备，只须编程。）

1-12.数控机床最适用于哪曲类型零件的加工？（复杂、高精、多种批量尤其是单件小批

量。）

2-1.空间曲面加工是否一定要有三坐标联动？（不是，亦可用3轴控制2轴联动进行加工）

2-2.试画出立式和卧式键铳床、车床、外圆磨床的ISO标准坐标系。

立式铳床：车床：卧式铳床：

2-3.数控机床坐标系各进给轴运动的正方向总是假定为怎样的方向？（假设工件不动，）｝

具远离工件的方向为正。）

2-4.什么是相对坐标编程？什么是绝对坐标编程？

（相对坐标编程：编程的坐标值按增量值的方式给定的编程方法

绝对坐标编程：编程的坐标值按绝对坐标的方式给定的编程方法）

2-5.从大类上分类，数控加工程序编制方法有哪两种？（手工编程、自动编程）

2-6.被加工零件如图所示，本工序为精加工，铳刀直径为16mm,进给速度100mm/min,

主轴转速为400r/min,不考虑Z轴运动，编程单位为mm,试编制该零件的加工程序。

要求：

（1）从A点开始进入切削，刀具绕零件顺时针方向加工，加工完成后刀具回到起刀点；

（2）采用绝对坐标编程，指出零件上各段所对应的程序段号；

（3）程序中有相应的M指令、S指令和刀补指令。

G92X-15Y-15：

N01G90G17GCX）G41XOYOMO3S400DOIMO8；

N02GOIX60Y130F100；

NO3X12O；

N04G02X150Y100IOJ-3O；

NO5GO1Y5O；

N06G03X100Y0150JO；

N07G01X0;

N08GOOG40X-15Y-15M05M09；

N09M02；

3-1.CNC装置硬件由哪几个模块组成?各模块的作用分别是什么？（计算机主板和系统总线、

显示、输入输出、存储、设备辅助控制接口、位置控制、功能接口。）

3-2.设备辅助控制接口模块的信号处理有哪两大目的？（隔离、转换。）

3-3.根据CNC装置硬件所含有的CPU多少来分，可分为哪两大类系统？（单机系统、多

机系统）

3-4.CNC装置中数据转换流程，按顺序有哪几个过程？1译码、刀补、速度预处理、插补、

位控。）

3-5.在中断型软件结构中，位置控制、键盘输入、插补运算、通信这4个中断服务程序，

哪一个安排为最高级别优先级？优先级安排的原则是什么？

（位置控制级别最高。优先级安排的原则：1.控制指令高于管理指令2.译码、刀补、速度

预处理、插补、位控的优先级由低到高）

3-6.CNC装置软件从功能特征来看分为哪两大类？CNC装置的软件特点是什么？

（从功能特征来看分为：控制系统和管理系统

CNC装置的软件特点是:a.多任务与并行处理技术一一资源分时共享、并发处理和流水处理;

b.实时性与优先抢占调度机制。）

3-7.刀具半径补偿的意义何在？

（1.可以简化程序，如粗、精加工用同一个程序只是修改D01中的偏置值2.减少编程人

员的坐标计算3.使用不同的刀具时不用再编程）

3-8.刀具半径补偿执行过程有哪三步？（建立过程、执行过程、取消过程）

3-9.C刀补中，转接过渡形式有几种？（插入型、缩短型、伸长型）

3-11.为什么在刀补建立和撤消过程中不能进行零件的加工？（会发生过切现象）

3-12.过切削现象发生在什么过渡形式的情况下?当圆弧加工的命令为什么样的组合时，会产

生过切削现象？

（过切削现象发生在缩短型过度形式卜.。当圆弧加工的命令偶偶配合或奇奇配合的组合时出

现过切现象）

3-14.逐点比较法加工圆弧，如果误差函数大于零，则当前点在圆上、圆内还是圆外？

（在圆外）

3-15.B刀补和C刀补在连接线段、处理方法过渡形式上有何区别？

（B刀补：是圆弧过渡，读一条指令执行一条。拐角的插补需人工考虑。

C刀补：是直线过渡，预读两条指令进行处理。拐角的插补系统自动进行。）

3-16.CNC装置软件结构模式有哪几种？（前后台型、中断型、基于RTOS。）

3-17.插补方法有哪两大类？（脉冲增量插补、数字增量福补。）

4-1.进给伺服系统的作用是什么？进给伺服系统的技术要求有哪些？

进给伺服系统的作用：进给伺服系统是数控系统主要的子系统。它忠实地执行由CNC装置

发来的运动命令，精确控制执行部件的运动方向，进给速度与位移量。

进给伺服系统的技术要求：调速范围要宽且要有良好的稳定性（在调速范围内）；位移精度高;

稳定性好；动态响应快

;还要求反向死区小，能频繁启、停和正反运动。

4-2.进给伺服系统由哪几部分组成?各部分功能是什么？（P.171）

进给伺服系统主要由以下几个部分组成：伺服驱动电路、伺服驱动装置（电机）、位置检测

装置、机械传动机构以及执行部件。

进给伺服系统

接受数控系统发出的进给位移和速度指令信号，由伺服驱动电路作一定的转换和放大后，经

伺服驱动装置和机械传动机构，驱动机床的执行部件进行工作进给和快速进给。

4-3.交（直）流伺服电机是否可以作为开环进给伺服系统的伺服驱动装置?为什么？

交（直）流伺服电机不可以作为开环进给伺服系统的伺服驱动装置。

因为将执行部件的实际位移量转换成电脉冲或模拟电压量后，需要将电脉冲或模拟电压量反

馈到

交（直）流伺服电机

。开环进给伺服系统无需位置检测信息的反馈。

4-4.步进电机驱动器中，环行分配器的作用是什么？

控制施加到电机绕组的脉冲电源的相序。

4-5.提高开环进给伺服系统精度的措施有哪些？

适当提高系统组成环节的精度、传动间隙补偿、螺距误差补偿。

4-6.感应同步器绕组节距为2T,感应电势的相位角变化与滑尺相对于定尺移动的距离x的

关系是？

xn/T

4-7.感应同步器在以鉴相或鉴幅方式工作时，滑尺两绕组的激磁电压的特点如何？

在鉴相型系统中，激磁电压是频率、幅值相同，相位差为又/2的交变电压。

在鉴幅型系统中，激磁电压是频率、相位相同，幅值不同的交变电压。

4-8.什么是进给伺服系统的调速范围？

调速范围是指最高进给速度与最低进给速度之比。

4-9.脉冲编码器的输出有几相？试画出它们的波形，并说明它们各有何作用？

脉冲编码器的输出有A、A、B、B、Z、Z,其中A、B、Z是取反信号。

A、B两相的作用：根据脉冲的数目可得出被测轴的角位移；根据脉冲的频率可得被测轴的

转速；根据A、B两相的相位超前滞后关系可判断被测轴旋转方向；后续电路可利用A、B

两相的90°相位差进行细分处理（四倍频电路实现）。

z相的作用：被测轴的周向定位基准信号：被测轴的旋转圈数计数信号。

A、B、Z的作用：后续电路可利用A、A两相实现差分输入，以消除远距离传输的共模干

扰。

4-10.解决交流伺服电机变频调速的技术美键问题是什么？

要获得调频调压的交流电源

4-11.两轴联动的闭环系统，若两轴都存在跟随误差，且两轴的增益相等或不相等，贝!加工

直线或圆弧时将产生什么样的误差？

1、跟随误差4D对直线轮廓加工精度的影响：

当两轴系统增益相等时，跟随误差aDX、4DY对轮廓精度无影响；

当两轴增益不一致，但KSX、KSY常数时，Ks、AKs为常数，则轮廓误差

£为常数，也就是说，直线的轮廓形状无误差，但位置偏离了原位置；

当两轴增益不一致，且KSX、KSY不是常数时，则£不是常数，也就是说，将产生轮廓

形状误差，即加工出的轮廓就不足直线了。

2、跟随误差△口对园弧轮廓加工精度的影响：

当KSX=KSY,且进给速度F为恒速时，4R是常数。只产生尺寸误差，不产生形状误差。

当KSXWKSY时・，此时不仅产生尺寸误差，而且产生形状误差：

当KSX=aKSY（a为常数）时，圆弧插补所形成的形状为椭圆（长轴与X轴成45°夹角）。

当KSX与KSY无确定关系时，圆弧插补所形成的形状为无规则的形状

4-12.一台五相步进电机，当采用五相五拍和五相十拍通电方式，其步距角为0.6°,则其

转子齿数应分别是多少？

a=360°/（mzk）

五相五拍：m=5；k=l；z=120五相十拍：m=5；k=2；z=60

4-13.什么是数控机床的定位精度和伺服刚度？提高定位精度的措施有哪些？

定位精度：空载条件下，驿态下指令位置与实际位置的晴确程度。

伺服刚度：负载力与稳态位置误差之比。

提高定位精度的措施：提高传动机构的刚度

k、减小传动间的摩擦力

Fc、增大放大器增益、选力矩系数大的伺服电机。

4-14.增大闭环进给伺服系统的增益有什么益处？系统增益是否越大越好？

增大闭环进给伺服系统的增益提高了系统的灵敏度，减小了跟随误差，提高了伺服系

统的跟随精度。

系统增益不是越大越好。在保证进给系统不失稳的情况下，系统增益越大越好。

4-15.数控回转工作台进给系统采用闭环控制时，位置检测元件安装在什么位置？

位置检测元件安装在数控回转工作台的转轴上。

4-16.设一步进电机驱动工作台的开环系统，已知步进电机经一对的齿轮减速后驱动丝杆使

工作台作直线进给（如图所示）。己知丝杆的导程所选用的步进电机的最高工作频率

fmax（Hz）,步进电机步距角为。

求：（1）当己知驱动的工作台最大速度Vmax时，满足系统要求的脉冲当量；（2）齿轮传动

的传动比。

解：（1）根据F=60f6

得到8的值

（2）根据360/it="/6

得至ijI=Zl/Z2=3606/at

5-1,数控机床的机械结构应具有良好的特性，主要包括哪些？（高的刚度和抗振性、好的

热稳定性、好的低速平稳性、高的几何精度和传动精度。）

5-2.何为爬行现象？防止爬行的措施最主要的有哪些？

进给系统的驱动速度为匀速，当运动部件速度低于某•临界速度时，会出现执行部件

运动时快时慢、甚至停顿一一前冲的现象，这种现象称为爬行现象。

措施（减小Vc的办法）：

改善导轨面间和摩擦特性（滚动-静压-滑动（塑料））、

提高传动刚度

、减轻运动件的重量

、增加系统的阻尼

5-3.内装电机主轴（电主轴）的主要缺点是什么？缺点是电机运转产生的振动和热量

将直接影响到主轴

5-4.数控机床常用丝杠螺母副是哪一种？（滚珠丝杠螺母副）

5-5.数控回转工作台有哪两种？分度工作台和数控回转工作台（开环数控回转工作台、

闭环数控回转工作台）

5-6.数控机床常用导轨有哪几种？塑料导轨：滑动摩擦滚动导轨：滚动摩擦

静压导轨：液体摩擦

5-7.进给伺服系统的传动元件在调整时均需预紧，其主要目的什么？

消除传动间隙，提高传动刚度。

5-8.分析题：三轴联动数控铳床，它的各进给轴采用半闭环控制，若假定X和Y轴在低速

时有爬行现象，其临界爬行速度均为已知。若以进给速度v加工以原点为圆心的X-Y平面

内的圆弧轮廓（或以原点为起点的各象限直线轮廓），试定量分析，并用图示方法指出由于爬

行导致产生轮廓加工误差的区间。

解：设速度在X方向的分量为，Y方向的分量为

当或时出现爬行现象

即：或

或

即在如图所示的阴影区域为由于爬行导致产生轮廓加工误差的区间

6-1.什么是自动