數(shù)控技術(shù)與應(yīng)用小抄

1數(shù)控機(jī)床？:數(shù)控機(jī)床是一個裝有數(shù)字控制系統(tǒng)的機(jī)床，該系統(tǒng)能夠處理加工程序,控制機(jī)床自動完成各種加工運(yùn)動和輔助運(yùn)動。 2數(shù)字控制？簡稱數(shù)控 （NC，Numerical Control）用數(shù)字化信息對機(jī)床運(yùn)動及其加工過程進(jìn)行控制的一種技術(shù)。特點：靈活、通用、高精度、高效率的“柔性”自動化生產(chǎn)技術(shù)-數(shù)控技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生 3數(shù)控技術(shù)在制造裝備中的的應(yīng)用？簡化機(jī)械結(jié)構(gòu)、縮短制造周期、提高制造精度、提升裝備性能。 4數(shù)控技術(shù)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(fù)精度，保證了加工質(zhì)量的穩(wěn)定性（2）增加了設(shè)備的柔性，可以適應(yīng)不同品種、規(guī)格和尺寸以及不同批量的工件加工（3）操作人員的勞動強(qiáng)度大為減輕（4）具有較高的經(jīng)濟(jì)效益（5）能加工普通機(jī)床所不能加工的復(fù)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(shè)備的維護(hù)（3）對操作人員的技術(shù)水平要求較高 5計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)？（Computer Numerical Control，CNC ）是以計算機(jī)為核心的數(shù)控系統(tǒng)。優(yōu)點：柔性好，功能強(qiáng)，可靠性高，易于實現(xiàn)機(jī)電一體化，經(jīng)濟(jì)性好。 6數(shù)控機(jī)床的組成部分？程序載體、輸入裝置、CNC裝置、伺服系統(tǒng)和機(jī)床的機(jī)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?，盒式磁帶和軟磁盤等。 輸入裝置：將程序載體內(nèi)有關(guān)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(jī)能夠識別的信息，按照控制程序的規(guī)定，逐步存儲并進(jìn)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(yùn)動控制部分。 伺服系統(tǒng)：由伺服電動機(jī)以及驅(qū)動控制裝置和伺服軟件構(gòu)成。根據(jù)CNC裝置傳來的速度和位置指令驅(qū)動機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動部件，完成指令規(guī)定的運(yùn)動。每一坐標(biāo)方向的進(jìn)給運(yùn)動部件配置一套伺服系統(tǒng)。 位置反饋系統(tǒng)：將機(jī)床運(yùn)動部件的實際位置信息反饋給CNC裝置。分為伺服電動機(jī)的轉(zhuǎn)動角位移反饋和數(shù)控機(jī)床執(zhí)行機(jī)構(gòu)（工作臺）的直線位移反饋。 機(jī)床的機(jī)械部件：數(shù)控機(jī)床的機(jī)械部件，包括主運(yùn)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(jī)器運(yùn)動的裝置，由工件加工程序、輸入和輸出設(shè)備、CNC裝置、可編程控制器（PLC）、主軸驅(qū)動裝置和進(jìn)給驅(qū)動裝置等組成的一個系統(tǒng)。 8步距角？當(dāng)輸入一個脈沖給步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動單元后，步進(jìn)電機(jī)就相應(yīng)地轉(zhuǎn)過一個步距角。 9脈沖當(dāng)量（最小設(shè)定單位）？步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)過一個步距角，工作臺相應(yīng)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(jī)能識別的機(jī)器碼存入存儲器中，按照控制軟件的要求，經(jīng)過運(yùn)算器后，在規(guī)定時間內(nèi)發(fā)指令脈沖到電動機(jī)驅(qū)動裝置，使電動機(jī)轉(zhuǎn)動規(guī)定的角度，經(jīng)過機(jī)床的傳動部件，驅(qū)動工作臺到達(dá)制定的位置。多軸控制時，運(yùn)算器還需要脈沖分配，使各電動機(jī)協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)動。開環(huán)控制系統(tǒng)伺服電機(jī)多采用功率步進(jìn)電動機(jī)。 開環(huán)控制系統(tǒng)沒有反饋裝置，不能防止步進(jìn)電動機(jī)丟步所產(chǎn)生的位移誤差，制造較大功率的步進(jìn)電機(jī)困難。 開環(huán)控制系統(tǒng)僅用于運(yùn)動速度較低和加工精度不很高的機(jī)床。 11閉環(huán)控制系統(tǒng)原理？在機(jī)床工作臺運(yùn)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(jī)發(fā)出指令至輸出電路，使電動機(jī)轉(zhuǎn)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(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)的最后環(huán)節(jié)上裝有反饋系統(tǒng)，將機(jī)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(jī)采用交流或直流伺服電動機(jī) 12半閉環(huán)控制系統(tǒng)？半閉環(huán)控制系統(tǒng)的電動機(jī)軸上裝有表示其角位移的編碼器，但是不能糾正機(jī)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(jié)構(gòu)較為簡單；控制較為方便；能達(dá)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(bǔ)功能是由插補(bǔ)器來實現(xiàn)的。插補(bǔ)器根據(jù)插入的插補(bǔ)指令進(jìn)行數(shù)學(xué)計算，對各個坐標(biāo)軸進(jìn)行脈沖分配，然后發(fā)指令給伺服電動機(jī)驅(qū)動單元，使機(jī)床工作臺沿各坐標(biāo)軸完成規(guī)定的運(yùn)動，刀具就能加工出工件輪廓來。 14多功能與經(jīng)濟(jì)性數(shù)控系統(tǒng)（1）多功能機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)：功能比較齊全，適用于功率較大、動作較復(fù)雜、定位精度較高的大、中型數(shù)控機(jī)床。大多由專業(yè)廠家生產(chǎn)。可靠性高，但價格較貴。 （2）經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng) 為了提高生產(chǎn)率和穩(wěn)定加工質(zhì)量，在普通機(jī)床基礎(chǔ)上，對機(jī)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(jìn)電機(jī)伺服系統(tǒng)。 特點：結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉。在工廠技術(shù)改造中發(fā)揮很大作用。 15適應(yīng)控制（Adaptive Control，AC）？為了提高切削效率和加工精度，機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)最好能在加工條件下改變機(jī)床的切削用量，以適應(yīng)在一瞬間實際發(fā)生的加工情況。 適應(yīng)控制工作過程：適應(yīng)控制與閉環(huán)控制的主要區(qū)別在于有一個適應(yīng)控制器，通過裝在機(jī)床上各個部位的傳感器，將檢測到的加工參數(shù)（如切削負(fù)載、刀具磨損量等）變化信息送到適應(yīng)控制器，與預(yù)先存儲的有關(guān)信息進(jìn)行比較，然后發(fā)出指令給機(jī)床，自動調(diào)整機(jī)床的有關(guān)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(jī)結(jié)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(luò)（LAN）技術(shù)進(jìn)行通信，是一種“開放式”系統(tǒng)，可以向上級機(jī)和下級設(shè)備擴(kuò)展延伸。（3）DNC系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相結(jié)合，可以采集機(jī)床工作狀態(tài)，在線檢測數(shù)據(jù)，對加工質(zhì)量和機(jī)床狀態(tài)進(jìn)行實時控制。（4）DNC系統(tǒng)既可獨(dú)立使用，也可作為工廠的計算機(jī)集成制造系統(tǒng)的一個層次。 17數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用？（1）數(shù)控車床：軸類和盤類回轉(zhuǎn)體的加工；（2）數(shù)控銑床：較復(fù)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(biāo)磨床等；（5）數(shù)控齒輪機(jī)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(jī)、數(shù)控滾齒機(jī)和數(shù)控磨齒機(jī)等。 18加工中心？能在一次裝夾中進(jìn)行自動換刀、進(jìn)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(bǔ)償功能減少加工誤差，具備自動編程系統(tǒng)。 19 數(shù)控技術(shù)在電加工機(jī)床中的應(yīng)用？電加工機(jī)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(dá)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(jī)床、數(shù)控線切割機(jī)床。 20數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展？（1）高速化和高精度化，機(jī)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(jī)運(yùn)算速度，采用插補(bǔ)專用芯片，補(bǔ)償機(jī)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(jī)床的可靠性：大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路；故障診斷系統(tǒng)（3）CNC系統(tǒng)的智能化：人工智能技術(shù)（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(jī)控制單元的信息標(biāo)準(zhǔn)化，用戶能自由地選擇伺服電機(jī)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(hù)。 21普通機(jī)床加工與數(shù)控機(jī)床加工區(qū)別？普通機(jī)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(jī)床加工：按照事先編好的程序自動進(jìn)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(fù)雜的計算，程序段不多，數(shù)控帶不長。 （2）自動編程：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(jī)，由計算機(jī)自動地計算刀具運(yùn)動軌跡，編寫工件程序單，制作數(shù)控帶等。適用于形狀復(fù)雜、工序較長的工件，需要進(jìn)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(jī)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(zhì)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(yùn)動軌跡。（4）編寫程序單：根據(jù)工藝過程、數(shù)值計算結(jié)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(jī)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(jī)把數(shù)控帶輸入數(shù)控系統(tǒng)，校驗后進(jìn)行首件試切。 24數(shù)控帶？帶有數(shù)控機(jī)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(jìn)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(jī)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(jìn)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）工件和刀具相對位置關(guān)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(jìn)給速度、轉(zhuǎn)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(jìn)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(jié)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(biāo)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(dāng)前執(zhí)行的程序段。（2）準(zhǔn)備功能字G：準(zhǔn)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(jī)床操作或動作。（3）尺寸字X、Y、Z等：尺寸字用來給定機(jī)床各坐標(biāo)軸位移的方向和數(shù)值。緊跟坐標(biāo)軸代碼后面的是正負(fù)號，然后是數(shù)值。（4）進(jìn)給功能字F：規(guī)定機(jī)床的進(jìn)給速度。（5）主軸功能字S：指定主軸轉(zhuǎn)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(jī)床產(chǎn)生輔助動作。（8）程序段結(jié)束（EOB）：每一程序段結(jié)束時，寫上指令LF表示本程序段到此結(jié)束。 28坐標(biāo)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(yuǎn)離工件的方向作為坐標(biāo)軸的正方向。（1） Z坐標(biāo)正方向的規(guī)定：刀具遠(yuǎn)離工件的方向。（2）X軸的運(yùn)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(zhuǎn)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(biāo)系來判定。（4）機(jī)床原點是機(jī)床坐標(biāo)系的零點, 是機(jī)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(jī)能識別和處理的形式（3） 數(shù)學(xué)處理：計算刀具和工件的相對運(yùn)動軌跡（4）后置處理：主信息處理是計算刀具相對于工件的運(yùn)動軌跡的一般解，后置信息處理是將主信息處理結(jié)果再轉(zhuǎn)換成數(shù)控機(jī)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(jī)制成數(shù)控帶。 30 CNC系統(tǒng)的組成和計算機(jī)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(yùn)動軸)的位移量為控制對象并使其協(xié)調(diào)運(yùn)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(jī)控制系統(tǒng)。CNC系統(tǒng)的組成：數(shù)控計算機(jī)、程序輸入/輸出裝置和機(jī)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(jī)？是CNC系統(tǒng)的核心。包括微處理器、內(nèi)存儲器、輸入/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(zhuǎn)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(jī)交互界面）；設(shè)備機(jī)床控制I/O接口（連接專用的控制與檢測裝置，實現(xiàn)機(jī)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(jī)床操作面板、顯示裝置（發(fā)光二極管構(gòu)成的數(shù)碼管，或陰極射線管CRT顯示器）、外圍存儲設(shè)備（磁帶機(jī)或磁盤機(jī)）、穿孔紙帶光電閱讀機(jī)、紙帶穿孔機(jī)等。 32機(jī)床控制裝置？位置控制裝置和機(jī)床狀態(tài)檢測控制裝置兩部分。 位置控制裝置：伺服機(jī)構(gòu)和執(zhí)行元件組成。執(zhí)行元件有交流或直流伺服電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)。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(jī)驅(qū)動器中，位置反饋則送入計算機(jī)。 機(jī)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(jī)床工作狀態(tài)。 33CNC系統(tǒng)中的計算機(jī)？（1）計算機(jī)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(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算處理，控制機(jī)械部分的動作，完成程序和命令所要求的功能。（2）計算機(jī)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(zhuǎn)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(jìn)行譯碼處理，將其中的各種工件輪廓信息，加工速度信息（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(jī)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(bǔ)運(yùn)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(jī)床狀態(tài)的檢測：計算機(jī)掃描操作面板的操作開關(guān)和按鈕，產(chǎn)生相應(yīng)的控制輸出，插補(bǔ)計算：插補(bǔ)的任務(wù)是在一條已知起點和終點的曲線上進(jìn)行“數(shù)據(jù)點的密化”，從而確定各坐標(biāo)軸在規(guī)定的位移范圍內(nèi)進(jìn)給運(yùn)行規(guī)律，獲得所要求的軌跡。為了達(dá)到足夠高的分辨率和足夠快的進(jìn)給速度，計算機(jī)應(yīng)有很高的運(yùn)算速度。在計算機(jī)速度滿足不了要求時，要借助于專用硬件協(xié)同完成插補(bǔ)。軟件完成粗插補(bǔ)，即按插補(bǔ)周期將工件輪廓分為若干段，計算出相應(yīng)的進(jìn)給量，交給硬件插補(bǔ)器，由硬件插補(bǔ)器對粗插補(bǔ)的線段進(jìn)一步細(xì)插補(bǔ)，輸出密化的脈沖。 刀具補(bǔ)償：包括刀具長度補(bǔ)償和刀具半徑補(bǔ)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(bǔ)償?shù)淖饔檬前压ぜ喞壽E轉(zhuǎn)換成刀具中心軌跡。刀具補(bǔ)償還包括程序段之間的自動轉(zhuǎn)接和過切削判別。 伺服控制：使電動機(jī)精確地按插補(bǔ)計算的結(jié)果運(yùn)轉(zhuǎn)。分為開環(huán)控制和閉環(huán)控制兩種。 故障診斷：聯(lián)機(jī)和脫機(jī)診斷能力。聯(lián)機(jī)診斷是指數(shù)控計算機(jī)中的自診斷能力。脫機(jī)診斷是指系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)條件下的診斷。 34計算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)？（1）單微處理機(jī)結(jié)構(gòu):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，通過分時處理的方式來實現(xiàn)各種NC功能。 主從結(jié)構(gòu)，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(quán)，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(jié)構(gòu)。（2）多微處理機(jī)結(jié)構(gòu)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(jī)，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(jìn)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(fù)雜的系統(tǒng)功能。容錯能力強(qiáng)，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(jié)構(gòu)形式：共享總線結(jié)構(gòu)型、共享存儲器結(jié)構(gòu)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(shù)為基礎(chǔ)，綜合了計算機(jī)、自動化和通信技術(shù)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(yùn)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(yùn)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(jī)器或生產(chǎn)過程。（3）可編程控制器具有很強(qiáng)的邏輯運(yùn)算能力，而且PLC的輸入/輸出接口適應(yīng)了工業(yè)過程的需要，具有功率放大的功能，可直接帶負(fù)載運(yùn)行，這就是PLC在工業(yè)控制上優(yōu)于普通微型計算機(jī)的地方。 36 PLC在數(shù)控機(jī)床中的功用？作用：完成各種輔助功能。機(jī)床主軸的起停、正反轉(zhuǎn)控制及主軸轉(zhuǎn)速的控制、倍率的選擇。機(jī)床冷卻、潤滑系統(tǒng)的接通和斷開。機(jī)床刀庫的起停和刀具的選擇、更換。機(jī)床卡盤的夾緊、松開。機(jī)床自動門的打開、閉合。機(jī)床尾座和套筒的起停、前進(jìn)、后退控制。機(jī)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(jī)，具有獨(dú)立的CPU、存儲器和輸入輸出模塊，以運(yùn)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(guān)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(yùn)行時所執(zhí)行的系統(tǒng)程序?qū)嶋H上是個周而復(fù)始的掃描循環(huán)：從輸入端口中輸入外部狀態(tài)，存入輸入數(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(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；3）采用內(nèi)置式PLC結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)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(dú)立于CNC裝置，具有完備的硬件和軟件功能，能夠獨(dú)立完成規(guī)定控制任務(wù)的裝置。 39機(jī)床控制I/O部件的實現(xiàn)？與普通的IO接口相比，機(jī)床控制IO部件的特點：（1）能夠在計算機(jī)與輸入/輸出裝置進(jìn)行必要的信息形式的轉(zhuǎn)換。如電平轉(zhuǎn)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(jī)床動作的相應(yīng)控制信息，同時應(yīng)具備阻斷或抑制干擾信號進(jìn)入計算機(jī)的能力，防止誤動作，增加可靠性。（3）機(jī)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(zhuǎn)換電路構(gòu)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(jī)床強(qiáng)電系統(tǒng)和其他外界干擾通過IO控制回路進(jìn)入計算機(jī)，在控制計算機(jī)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三極管或光敏二極管。當(dāng)輸入電路無電流，發(fā)光二極管不導(dǎo)通也不發(fā)光，輸出端就不導(dǎo)通；當(dāng)輸入回路有電流，發(fā)光二極管導(dǎo)通發(fā)光，激勵輸出端的光敏器件，產(chǎn)生相應(yīng)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(cè)電路的電氣聯(lián)系。入出兩側(cè)電路各有獨(dú)立的電源，不共地。強(qiáng)電一側(cè)電源中的干擾或IO口長傳輸線上的干擾很難進(jìn)入計算機(jī)一側(cè)。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(qiáng)，方便地完成信號電平轉(zhuǎn)換。 41提高數(shù)控計算機(jī)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(yù)期功能在時間上的度量。通常用平均故障間隔時間MTBF表示。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(shè)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(yán)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(guān)鍵信息的保護(hù)和恢復(fù) 。軟硬結(jié)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(jī)的問題。 42數(shù)控系統(tǒng)的模塊化設(shè)計？數(shù)控系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化方法：把控制系統(tǒng)根據(jù)功能劃分具有一種或幾種獨(dú)立功能的單元，用具有這些相應(yīng)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(luò)，配上相應(yīng)的系統(tǒng)控制軟件，協(xié)調(diào)各模塊之間的運(yùn)作，從而達(dá)到整個數(shù)控系統(tǒng)的功能。計算機(jī)總線：作為連接計算機(jī)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(shè)計優(yōu)點：提高了設(shè)計效率，縮短系統(tǒng)設(shè)計周期；通用性強(qiáng)，易于改進(jìn)和擴(kuò)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(shè)計問題：增加插接環(huán)節(jié)，使接插不良的機(jī)會增加；模塊上有些用戶不需要的功能增加成本。 43總線標(biāo)準(zhǔn)？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(kuò)充總線功能時使用。 總線仲裁：防止各個CPU模塊或外部設(shè)備與主CPU爭奪總線使用權(quán)，需設(shè)置仲裁電路。這種電路與判別中斷優(yōu)先權(quán)電路類似。 44CNC系統(tǒng)中的插補(bǔ)運(yùn)算？插補(bǔ)：零件輪廓線型已知點，進(jìn)給速度、刀具參數(shù)、進(jìn)給方向等，計算出中間點坐標(biāo)值 ，脈沖當(dāng)量：刀具或工件能移動的最小位移量。插補(bǔ)器：數(shù)控裝置中完成插補(bǔ)運(yùn)算工作的裝置或程序。 現(xiàn)代CNC數(shù)控系統(tǒng)：軟件插補(bǔ)或軟、硬件插補(bǔ)結(jié)合的方法，由軟件完成粗插補(bǔ)，硬件完成精插補(bǔ)。粗插補(bǔ)用軟件方法，將加工軌跡分割為線段，精插補(bǔ)用硬件插補(bǔ)器，將粗插補(bǔ)分割的線段進(jìn)一步密化數(shù)據(jù)點。 基準(zhǔn)脈沖插補(bǔ)：特點：每次插補(bǔ)結(jié)束，數(shù)控裝置向每個運(yùn)動坐標(biāo)輸出基準(zhǔn)脈沖序列，驅(qū)動進(jìn)給電機(jī)運(yùn)動。每個脈沖代表了最小位移，脈沖序列的頻率代表了坐標(biāo)運(yùn)動速度，而脈沖的數(shù)量表示移動量。每個脈沖使坐標(biāo)軸產(chǎn)生1個脈沖當(dāng)量增量；脈沖數(shù)量代表位移量；脈沖序列頻率代表運(yùn)動速度?；鶞?zhǔn)脈沖插補(bǔ)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(jī)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(bǔ)。 46 數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)：特點：數(shù)控裝置產(chǎn)生的是標(biāo)準(zhǔn)二進(jìn)制字。插補(bǔ)運(yùn)算分兩步完成：第一步粗插補(bǔ)；第二步精插補(bǔ)。基本原理：是一種時間分割法，根據(jù)進(jìn)給速度，將加工輪廓曲線分割為一定時間內(nèi)（一個插補(bǔ)周期）的進(jìn)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(bǔ)周期，調(diào)用插補(bǔ)程序一次，為下一插補(bǔ)周期計算出各坐標(biāo)軸應(yīng)該行進(jìn)的增長段，并計算插補(bǔ)點的坐標(biāo)值。實現(xiàn)步驟：粗插補(bǔ)（用若干微小直線段逼近曲線）和精插補(bǔ)（脈沖增量插補(bǔ)）。解決兩個問題：選擇插補(bǔ)周期；計算一個周期內(nèi)各坐標(biāo)軸的進(jìn)給量。插補(bǔ)周期的選擇：（1）插補(bǔ)周期與插補(bǔ)運(yùn)算時間的關(guān)系。（2）插補(bǔ)周期與位置反饋采樣周期的關(guān)系。（3）插補(bǔ)周期與精度、速度的關(guān)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(guān)系（1）關(guān)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(fù)雜控制的功能困難；軟件設(shè)計靈活，適應(yīng)性強(qiáng)，但處理速度相對較慢。 CNC控制軟件組成：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(jī)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(jìn)行編輯和修改，包括插入、刪除、查找、移動等；機(jī)床手動調(diào)整的控制在手動調(diào)整狀態(tài)下通過機(jī)床操作面板控制機(jī)床動作，包括各坐標(biāo)軸運(yùn)動、主軸運(yùn)動、刀架轉(zhuǎn)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?qū)崿F(xiàn)工件的輪廓加工；插補(bǔ)運(yùn)算根據(jù)插補(bǔ)數(shù)學(xué)模型而編制的一種運(yùn)算處理程序。決定所要求的進(jìn)給長度上數(shù)控機(jī)床各個坐標(biāo)軸進(jìn)給的規(guī)律；伺服系統(tǒng)根據(jù)插補(bǔ)程序的結(jié)果，進(jìn)行適當(dāng)計算機(jī)，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各個硬件部件功能的正確性，指示可能存在的故障位置和性質(zhì)。 48CNC控制軟件的結(jié)構(gòu)？結(jié)構(gòu)模式：指系統(tǒng)軟件的組織管理方式，即系統(tǒng)任務(wù)的劃分方式、任務(wù)調(diào)度機(jī)制、任務(wù)間的信息交換機(jī)制以及系統(tǒng)集成方法等。 結(jié)構(gòu)模式的功能：組織和協(xié)調(diào)各個任務(wù)的執(zhí)行，使之滿足一定的時序配合要求和邏輯關(guān)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(bǔ)運(yùn)算、位置控制、故障診斷等實時性很強(qiáng)的任務(wù)，它是一個實時中斷服務(wù)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(bǔ)預(yù)處理（譯碼、刀補(bǔ)處理、速度預(yù)處理)等弱實時性的任務(wù)，它是一個循環(huán)運(yùn)行的程序，其在運(yùn)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(wù)。前后臺型結(jié)構(gòu)模式的特點：任務(wù)調(diào)度機(jī)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(wù)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(wù)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(jī)制。該結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)。 50中斷驅(qū)動型：這種結(jié)構(gòu)是將除了初始化程序之外，整個系統(tǒng)軟件的各個任務(wù)模塊分別安排在不同級別的中斷服務(wù)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(wù)程序?qū)嵤┱{(diào)度管理。整個軟件就是一個大的中斷管理系統(tǒng)。 中斷型結(jié)構(gòu)模式的特點：任務(wù)調(diào)度機(jī)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(dá)8級），強(qiáng)實時性任務(wù)可安排在優(yōu)先級較高的中斷服務(wù)程序中。模塊間的關(guān)系復(fù)雜，耦合度大，不利于對系統(tǒng)的維護(hù)和擴(kuò)充。 51數(shù)控機(jī)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(zhì)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(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)提出的要求?（1）高剛度：機(jī)床的剛度是指機(jī)床在載荷的作用下抵抗變形的能力。（2）高抗振性：機(jī)床的抗振性是指機(jī)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。常用動剛度作為衡量抗振性的指標(biāo)。（3） 減少機(jī)床的熱變形（4）提高進(jìn)給運(yùn)行的動態(tài)性能和定位精度：要求進(jìn)給運(yùn)動平穩(wěn)、無振動、動態(tài)響應(yīng)性能好、在低速進(jìn)給時無爬行和有高的靈敏度，各坐標(biāo)軸有高的定位精度。 53高剛度：影響機(jī)床剛度的主要因素：各構(gòu)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(chǔ)大件采用封閉整體箱形結(jié)構(gòu)；合理布置加強(qiáng)筋；提高部件之間的接觸剛度。 54動剛度？機(jī)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(jī)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(jié)合面的摩擦阻尼4）采用新材料，提高抗震性 55減少機(jī)床的熱變形？控制熱變形的措施：對機(jī)床熱源進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，采用熱對稱結(jié)構(gòu)。 56數(shù)控機(jī)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(yùn)動；進(jìn)給傳動系統(tǒng)使工件（或刀具）產(chǎn)生進(jìn)給運(yùn)動并實現(xiàn)定位；基礎(chǔ)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(jī)床主傳動系統(tǒng)將電動機(jī)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(yùn)動，產(chǎn)生主切削力。主傳動系統(tǒng)和主軸部件一般都設(shè)計成一個主軸箱。 功能要求：主軸的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)軸心線的位置準(zhǔn)確、穩(wěn)定，即應(yīng)有高的回轉(zhuǎn)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準(zhǔn)停裝置。 58主軸準(zhǔn)停功能 ？（1）每次機(jī)械手自動裝取刀具時，必須保證刀柄上的鍵槽對準(zhǔn)主軸的端面鍵 ；（2）為滿足主軸這一功能而設(shè)計的裝置稱為主軸準(zhǔn)停裝置或稱主軸定向裝置；（3）在加工精密的坐標(biāo)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(jìn)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(jìn)過伺服驅(qū)動裝置和進(jìn)給傳動系統(tǒng)，可以使工作臺或刀架實現(xiàn)要求的進(jìn)給運(yùn)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(dá)到所需的脈沖當(dāng)量，還有滿足結(jié)構(gòu)要求和增大轉(zhuǎn)矩的作用。（3）去掉齒輪減速機(jī)構(gòu)可使系統(tǒng)更簡單、減少產(chǎn)生定位誤差的環(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(yīng)當(dāng)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(jī)械手兩部分組成。 原理：當(dāng)需要某一把刀具進(jìn)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(qū)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，每把刀具不能重復(fù)使用，刀庫存儲量加大。 62數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌？定義：支承運(yùn)動部件并保證運(yùn)動部件在外力的作用下，能準(zhǔn)確地沿著一定得方向運(yùn)動。 功用：支承和導(dǎo)向 ，導(dǎo)軌性能的好壞直接影響機(jī)床的加工精度、承載能力和使用性能。 63導(dǎo)軌應(yīng)滿足的基本要求？（1）導(dǎo)向精度：機(jī)床的運(yùn)動部件沿導(dǎo)軌移動時的直線性和它與有關(guān)基面之間相互位置的準(zhǔn)確性。影響導(dǎo)向精度的主要因素：導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)形式，導(dǎo)軌的制作精度和裝配質(zhì)量，以及導(dǎo)軌和基礎(chǔ)件的剛度等。 （2）精度保持性：導(dǎo)軌在長期使用中保持導(dǎo)向精度的能力。導(dǎo)軌的耐磨性是保持精度的決定性因素，它與導(dǎo)軌的摩擦性質(zhì)、導(dǎo)軌的材料等有關(guān)。（3）低速運(yùn)動平穩(wěn)性：在低速運(yùn)動或微量移動時，運(yùn)動平穩(wěn)，無爬行現(xiàn)象。與導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)類型、材料、潤滑條件等有關(guān)。（4）結(jié)構(gòu)簡單、工業(yè)性好：要便于加工、裝配、調(diào)整和維修。 64導(dǎo)軌的分類和特點？按接觸面間的摩擦性質(zhì)的不同，可分為三大類：（1）滑動導(dǎo)軌：結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、剛度好、抗振性強(qiáng)等優(yōu)點，在一般機(jī)床上應(yīng)用最為廣泛。（2）滾動導(dǎo)軌：在導(dǎo)軌工作面間放入滾珠、滾柱或滾針等滾動體，使導(dǎo)軌面間成為滾動摩擦，可以大大降低摩擦系數(shù)，提高運(yùn)動靈敏度。 優(yōu)點：動靜摩擦系數(shù)小，幾乎不受運(yùn)動速度變化的影響，運(yùn)動輕便靈活，所需驅(qū)動功率小，摩擦發(fā)熱少，磨損小，精度保持好，低速運(yùn)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(yùn)動均勻，靈敏以及實現(xiàn)精密定位的場合。 缺點：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造較困難，成本較高，對贓物較敏感，必須有良好防護(hù)裝置。 （3）靜壓導(dǎo)軌：定義：在導(dǎo)軌工作面間通入具有一定壓強(qiáng)的潤滑油，使運(yùn)動件浮起。導(dǎo)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(dǎo)軌面處于純液體摩擦狀態(tài)，摩擦系統(tǒng)極低，驅(qū)動功率大為降低，低速運(yùn)動時無爬行現(xiàn)象，導(dǎo)軌面不易磨損，精度保持性好。抗振性好，運(yùn)行平穩(wěn) 。 缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)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(jī)床上。 65滾動導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)形式？（1）滾動導(dǎo)軌：結(jié)構(gòu)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的數(shù)控機(jī)床。（2）滾柱導(dǎo)軌：承載能力和剛度都比滾珠導(dǎo)軌大，適用于載荷較大的機(jī)床，但對導(dǎo)軌面平行度要求較高。（3）滾針導(dǎo)軌：滾針比滾柱的長徑比大，結(jié)構(gòu)緊湊，承載能力比滾珠導(dǎo)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(dǎo)軌的預(yù)緊？滾動導(dǎo)軌預(yù)緊可顯著提高剛度。但過大的預(yù)緊力會使?fàn)恳︼@著增加。預(yù)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(yīng)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(jié)構(gòu)不受限制時應(yīng)盡量選用較大的直徑。滾珠與滾柱直徑不應(yīng)小于68mm。 （2）滾柱長度應(yīng)適當(dāng)，過短會增加導(dǎo)軌面的壓強(qiáng)；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(dāng)。過少則導(dǎo)軌的制作誤差將明顯地影響動導(dǎo)軌的位置精度。過多則接觸應(yīng)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(dǎo)軌每排滾子的數(shù)量最少為1216個。 68滾動導(dǎo)軌的長度？（1）滾動體與保持架的長度滾動體長度：動導(dǎo)軌在全長上始終與滾動體相接觸，滾動導(dǎo)軌的剛度較好，但是導(dǎo)軌有l(wèi)/2的保持架中的滾子始終露在外面，必須加強(qiáng)導(dǎo)軌的防護(hù)。（2）動導(dǎo)軌比滾動體與保持架長l/2：動導(dǎo)軌僅在部分長度上與滾動體接觸，接觸剛度較差，只適用于載荷均勻分布或集中作用于動導(dǎo)軌中部的場合，但對導(dǎo)軌的防護(hù)有利。（3）采用滾動導(dǎo)軌塊，動導(dǎo)軌的行程只受支承導(dǎo)軌的長度限制。 69對進(jìn)給系統(tǒng)的機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)的要求？為了保證進(jìn)給系統(tǒng)的定位精度和動態(tài)響應(yīng)特性，對其機(jī)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(yùn)動）或渦輪蝸桿副（回轉(zhuǎn)運(yùn)動）及其支承部件的剛度。（2）高諧振：提高進(jìn)給系統(tǒng)的抗振性（3）低摩擦：要求運(yùn)動平穩(wěn)、定位準(zhǔn)確、快速響應(yīng)特性好（4）低慣量：經(jīng)常起動、停止、變速或反向，若機(jī)械傳動裝置慣量大，會增大負(fù)載并使系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)性能變差。（5）無間隙：機(jī)械間隙時造成進(jìn)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？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(zhuǎn)，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(zhuǎn)運(yùn)動變換成直線運(yùn)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，摩擦損失小；運(yùn)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(yùn)動的可逆性。 滾柱絲桿的缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，元件的加工精度和表面質(zhì)量要求高，制造成本高；不能自鎖，必須增加制動裝置。 結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)緊湊；剛性好；滾柱流通性好；摩擦損失?。恢圃燧^困難；適用于高靈敏、高精度的進(jìn)給系統(tǒng)，不宜用于重載傳動中。 71滾柱絲桿副的預(yù)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(cè)面來實現(xiàn)的。通過預(yù)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(yù)緊方式：雙螺母墊片預(yù)緊 調(diào)整墊片厚度，使螺母產(chǎn)生軸向位移，該形式結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便，應(yīng)用廣，但僅適用于一般精度機(jī)構(gòu)；雙螺母螺紋式預(yù)緊通過圓螺母調(diào)整，消除間隙并產(chǎn)生預(yù)緊力，再用鎖緊螺母鎖緊，結(jié)構(gòu)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(dǎo)程自預(yù)緊將螺母的內(nèi)螺紋滾道在中部的一圈上產(chǎn)生一個L0的導(dǎo)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(yù)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)稍為復(fù)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)調(diào)整預(yù)緊，因而軸向剛度很大。絲桿熱變形可轉(zhuǎn)化為軸承的預(yù)緊力。適用于對剛度和位移精度要求高的場合，但結(jié)構(gòu)復(fù)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(bǔ)償，對齒輪齒厚和周節(jié)公差應(yīng)有嚴(yán)格要求；方法結(jié)構(gòu)較簡單，較好傳動剛度，但調(diào)整較費(fèi)時（2）柔性調(diào)整法：采用調(diào)整彈簧彈力消除齒側(cè)間隙，調(diào)整之后齒側(cè)間隙仍可自動補(bǔ)償。調(diào)整結(jié)構(gòu)較復(fù)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(dǎo)程蝸桿結(jié)構(gòu)（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(cè)面具有不同的齒距（導(dǎo)程），其同一側(cè)的齒距仍是相等的。（4）調(diào)整準(zhǔn)確、方便可靠，但蝸桿的加工較為復(fù)雜。 75傳感器？（1）傳感器件：將一種物理量轉(zhuǎn)換為另一種物理量的裝置（2）位置傳感器件：將位移量轉(zhuǎn)換成電信號輸出，是數(shù)控機(jī)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(jī)床的各種精度指標(biāo)。 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(gòu)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(zhuǎn)運(yùn)動只是中間值，再由它推算出與之關(guān)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(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)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(jī)床的傳動誤差進(jìn)行補(bǔ)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(cè)面。特別選擇傳感器的材料，采取一些保護(hù)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(biāo)；傳感器測量精度：可以一致的、重復(fù)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光柵位移傳感器？基于莫爾條紋和光電效應(yīng)將位移信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?。功能主要由光柵光學(xué)系統(tǒng)、相應(yīng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)以及初級信號處理與驅(qū)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(qiáng)、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(yīng)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(jié)構(gòu)？由長光柵和光柵讀數(shù)頭構(gòu)成，其中光柵讀數(shù)頭由光源、指示光柵及光學(xué)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(qiáng)弱變化轉(zhuǎn)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，其中長的稱為標(biāo)尺光柵或長光柵，一般固定在機(jī)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(jī)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(shù)？標(biāo)尺光柵移動，莫爾條紋交替由亮帶到暗帶、暗帶到亮帶，光強(qiáng)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(jī)床或設(shè)備的動板（工作臺）上，隨機(jī)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(zhuǎn)式測量元件，裝在被測軸上；二進(jìn)制、二進(jìn)制循環(huán)碼（格雷碼）、余三碼和二一十進(jìn)制碼等編碼器；輸出信號的形式：絕對值式編碼器、脈沖增量式編碼器；內(nèi)部結(jié)構(gòu)和檢測方式：接觸式、光電式、電磁式。 安裝方式：1、和伺服電機(jī)同軸聯(lián)接，編碼器在進(jìn)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(yīng)同步器和旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)式：定子、轉(zhuǎn)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(dāng)于定尺）、轉(zhuǎn)子（相當(dāng)于滑尺）及繞組形狀不同，結(jié)構(gòu)上分：圓形、扇形。 86感應(yīng)同步器數(shù)字位置測量系統(tǒng)？主要性能指標(biāo)：（1）精度：整個測量范圍內(nèi)作靜態(tài)測量時的顯示值與被測實際位置的最大可能偏離量，用正負(fù)誤差來表示。（2）分辨率：系統(tǒng)反應(yīng)的最小位置變化量。分辨率通常小于等于精度。它與脈沖當(dāng)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(dāng)機(jī)械運(yùn)動速度大于最大跟蹤速度時，增量脈沖根不上機(jī)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(jī)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(qū)動動力源：為主軸提供能量和較高的速度；（2）進(jìn)給驅(qū)動動力源：功率要小得多，進(jìn)給速度比切削運(yùn)動慢很多，但是進(jìn)給驅(qū)動動力源的控制精度和響應(yīng)速度必須很高；（3）輔助運(yùn)動驅(qū)動動力源：只需要進(jìn)行開/關(guān)控制。 88伺服驅(qū)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(qū)動裝置作一定的轉(zhuǎn)換和放大后，經(jīng)伺服電機(jī)（直流、交流伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)等）和機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)，驅(qū)動機(jī)床的工作臺等執(zhí)行部件實現(xiàn)工作進(jìn)給或快速運(yùn)動。 89數(shù)控機(jī)床對進(jìn)給伺服系統(tǒng)的要求有？1高精度（輸出量能復(fù)現(xiàn)輸入量的精確程度）2穩(wěn)定性好（抗干擾能力）3響應(yīng)速度快（系統(tǒng)跟蹤精度）4電機(jī)調(diào)速范圍寬（最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速比）5低速大轉(zhuǎn)矩6可靠性高(對環(huán)境的適應(yīng)性) 90步進(jìn)電動機(jī)？步進(jìn)電動機(jī)：一種用電脈沖信號進(jìn)行控制，并將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成