系统的控制精度总高于检测装置

1. 数控机床控制系统在控制方式上分为全自动控制，半自动控制，手动控制，分组控制，安全控制时

数控系统按控制方式可分为：
1．开环控制: 这类控制的数控是其控制系统没有位置检测元件，伺服驱动部件通常为反应式步进电动机或混合式伺服步进电动机。数控系统每发出一个进给指令，经驱动电路功率放大后，驱动步进电机旋转一个角度，再经过齿轮减速装置带动丝杠旋转，通过丝杠螺母机构转换为移动部件的直线位移。移动部件的移动速度与位移量是由输入脉冲的频率与脉冲数所决定的。此类数控机床的信息流是单向的，即进给脉冲发出去后，实际移动值不再反馈回来，所以称为开环控制数控机床。 开环控制系统的数控机床结构简单，成本较低。但是，系统对移动部件的实际位移量不进行监测，也不能进行误差校正。因此，步进电动机的失步、步距角误差、齿轮与丝杠等传动误差都将影响被加工零件的精度。开环控制系统仅适用于加工精度要求不很高的中小型数控机床，特别是简易经济型数控机床。
2．半闭环控制: 半闭环控制数控是在伺服电动机的轴或数控机床的传动丝杠上装有角位移电流检测装置（如光电编码器等），通过检测丝杠的转角间接地检测移动部件的实际位移，然后反馈到数控装置中去，并对误差进行修正。通过测速元件和光电编码盘可间接检测出伺服电动机的转速，从而推算出工作台的实际位移量，将此值与指令值进行比较，用差值来实现控制。由于工作台没有包括在控制回路中，因而称为半闭环控制数控机床。 半闭环控制数控系统的调试比较方便，并且具有很好的稳定性。目前大多将角度检测装置和伺服电动机设计成一体，这样，使结构更加紧凑。
3．闭环控制: 闭环控制数控是在机床移动部件上直接安装直线位移检测装置，直接对工作台的实际位移进行检测，将测量的实际位移值反馈到数控装置中，与输入的指令位移值进行比较，用差值对机床进行控制，使移动部件按照实际需要的位移量运动，最终实现移动部件的精确运动和定位。从理论上讲，闭环系统的运动精度主要取决于检测装置的检测精度，也与传动链的误差无关，因此其控制精度高。当位移指令值发送到位置比较电路时，若工作台没有移动，则没有反馈量，指令值使得伺服电动机转动，通过速度传感器将速度反馈信号送到速度控制电路，通过直线位移传感器将工作台实际位移量反馈回去，在位置比较电路中与位移指令值相比较，用比较后得到的差值进行位置控制，直至差值为零时为止。这类控制的数控机床，因把机床工作台纳入了控制环节，故称为闭环控制数控机床。 闭环控制数控机床的定位精度高，但调试和维修都较困难，系统复杂，成本高。

2. 闭环控制系统的精度取决于给定精度和检测元件的精度，为什么会取决于给定精度

—、填空 1数控机床的加工精度取决于（位置检测元件的 ）精度和（）精度和（操作者得技能）【不知道怎么填（加工精度与数控系统没有关系。取决于伺服驱动，机床水平。操作者得技能）】 2按反馈信号的采样位置不同，数控机床分为（电压）和（电流）两种【第一，按极性不同，反馈分为正负反馈。 如果反馈信号与输入信号极性使净输入信号增强，叫正反馈；反馈信号起削弱输入信号的作用，使净输入信号削弱，叫负反馈。负反馈主要用于模拟放电路中，负反馈既能稳定静态工作点，又能改善放大电路的各种性能。放大电路很少用正反馈。在一定条件下放在电路中的负反馈可转化为正馈，形成自激振荡，使放大器不能正常工作，这是要避免的一面。正反馈还有有利的面，就是在波形产生的电路中，人为地把电路接成反馈形式，产生所需的波形。在电子技术实践中，要正确组成反馈放大电路和振荡电路。必须清晰准确地判别正负反馈。如何有效判别正负反馈？可采用瞬时极性法，这有一个简便的方法。 先设输入信号瞬时极性为正，（1）如果反馈信号直接反馈到了输入端，若其极性也为正，则该反馈为正反馈；若其极性为负，则该反馈为负反馈。（2）如果反馈信号间接反馈到了输入端，若其极性为正，则该反馈为负反馈；若其极性为负，则该反馈为正反馈。如下图： 由电路图看出：反馈信号反馈到了第一级的发射极，也就是说反馈信号间接反馈到了输入端（输入端是第一级的基极），通过分析可以判断出反馈信号与输入信号的极性相同，都是正极性，故由Rf和Cf引入的反馈为负反馈。 第二，按反馈信号的不同，反馈分为交流和直流反馈。 对直流量起反馈作用的叫直流反馈；对交流量起反馈作用的叫交流反馈。如上图由Rf和Cf引入的反馈就为交流反馈。（电容具有通交流，隔直流的特性） 第三，按采样方式的不同，反馈分为电压和电流反馈。 若反馈信号直接取自输出端负载两端的电压称为电压反馈；若取的是电流，则是电流反馈。如上图由Rf和Cf引入的反馈就是直接取自输出端负载两端的电压，故该反馈为电压反馈。 第四，按叠加方式的不同，反馈分为串联和并联反馈。 根据反馈信号在放大器输入端与输入信号连接方式的不同，可确定是串联反馈还是并联反馈。反馈信号在输入端是以电压的形式出现，且与输入电压是串联起来加到放大器输入端，称为串联反馈；反馈信号在输入端是以电流的形式出现且与输入电流并联作用于放大器输入端，称为并联反馈。 其实，在判断串联反馈和并联反馈时有一个简单的方法，那就是：如果反馈信号直接反馈到了输入端，则该反馈为并联反馈；如果反馈信号间接反馈到了输入端，则该反馈为串联反馈。 再如上图由Rf和Cf引入的反馈，前面我们已经知道这个反馈不是直接反馈到输入端的（输入端是第一级的基极），故该反馈为串联反馈。】 3数控机床中把平行于主轴的坐标成为（CZ）轴，在判断坐标时，首先应确定（Z）轴 4数控机床按其控制系统形式分为那三类即（开环控制数控系统 ）（半闭环控制数控系统）和（全闭环控制数控系统） 5，数控机床加工时，为避免刀具在表面留下接刀痕，应采用取沿轮廓（ ）或（ ）方向切入切出的走刀原则 6,数控机床对于何服系统的要求主要有（输出位置精度高）（响应速度快且无超调）（能可逆运行和频繁灵活启停）和（调速范围宽有良好的稳定性） 7,FMS是（ (Flexible Manufacture System）的缩写；FMC是（Flexible Manufacturing Cell）的缩写；CIMS是（Computer Integrated Manufacturing Systems）的缩写 8，数控机床中把水平方向、平行方向工件安装面并与Z轴垂直的坐标轴称之为（X轴）向坐标轴， — —、判断 1，数控编程内容中包含了零件的加工工艺 （ / ） 2，数控机床就是将数控装置和普通机床结合起来 （ x） 3，用等距离法拟合非圆曲线时，直线段越短所形成的拟合误差越小 （ x） 4，数控加工程序不能包含子程序 （ x ） 5，闭环伺服系统的控制精度主要取决于检测元件的检测精度 （ /） 6，数控机床加工精度于所选刀具无关 （ x ） 7，短圆弧拟合非圆曲线比直线拟合非圆曲线的拟合精度更高 （ ） 8，多处理器的数控系统比单处处理器数控系统效率高但速度低 （ x ） 9，切削加工中 对刀具耐磨性影响最大的是切削速度 （ / ） 10，数控车床必须具有主轴准停功能 （ ） — — —、简答题 1，开环步进系统的脉冲当量为0.01mm/脉冲，丝杆螺距为8mm，步进电机距角为0.75度，电机于丝杠采用齿形皮带传动，其传动比应为多少 ？ 2，全闭环数控机床和半闭环数控机床在伺服系统上的只要区别是什么？ 伺服系统中半闭环是有位置编码器。 伺服系统中全闭环是有位置编码器和位置检测光栅尺 3，数控机床对进给运动系统有哪些要求？ 1）高速度。 由于高速机床的主轴转速比常规机床要高得多，并且还有继续上升的趋势，因此，为了保证高速切削的顺利进行，减少空程时间，提高加工效率，同时为了保证刀具的每齿进给量不变，延长刀具的使用寿命，保证零件的加工质量，就要求进给系统必须提供足够高的进给速度。目前，高速机床对进给速度的基本要求为60m/min以上，特殊情况可达120m/min，甚至更高。 （2）高加速度。 由于大多数高速机床加工零件的工作行程范围只有几十到几百毫米，如果不能提供极大的加速度来保证在瞬间(极短的行程内)达到高速和在高速行程中瞬间准停，高速度是没有意义的，因此对高速机床进给运动的加速度也提出了很高的要求。目前，一般高速机床要求进给加速度为1～2g，某些超高速机床要求进给加速度达到2～10g。 （3）高精度。 精度是机床的关键技术指标，高速机床对精度的要求尤为突出。在高速运动情况下，进给驱动系统的动态性能对机床加工精度的影响很大。随着进给速度的不断提高，各坐标轴的跟随误差对合成轨迹精度的影响将变得越来越突出，因此，高速机床一方面要提高各坐标轴自身位置闭环控制的精度，另一方面也要从合成轨迹和闭环控制的角度来研究高速情况下的轨迹控制方法与实现技术。 （4）高可靠性和高安全性。 在高速加工情况下，如果机床的可靠性与安全性差，将会造成灾难性的后果，这方面比普通数控机床的要求更加严格。由于进给伺服系统是数控机床中强、弱电之间的接口环节，其故障率一般比较高，对机床整机的可靠性造成的影响也比较大；另一方面，进给系统包含有运动部件，高速下一旦失控，将非常危险。因此，提高高速进给系统的可靠性和安全性对提高高速机床的整机性能具有重要的意义。 （5）合理的成本。 在保证质量和性能的前提下，降低高速机床的制造成本，提高其性能价格比。 4，数控机床的主运动系统有什么特点？ 主运动通常由伺服电机驱动，实现了平滑连续的自动变速。因而避免了复杂的机械变速系统。 即使根据需要必须设计变速系统，变速系统也非常简单，而且通常使用全自动的变速机构，可以实现根据主运动速度的自动变速。 5，什么是起刀点？数控编程时如何选择起刀点？ 对刀点是指在数控机床上加工零件，刀具相对零件运动的起始点。对刀点也称作程序起始点或起刀点。 6，何为机床的爬行现象？防止爬行的措施最主要的有哪些？ 在滑动摩擦副中从动件在匀速驱动和一定摩擦条件下产生的周期性时停时走或时慢时块的运动现象。 先看一看润滑好不好。再看看镶条是不是太紧了，还有压板，把丝杠脱开盘一下丝杠，看是不是太紧，尝试增加动力，如在直线运行，600N推力会出现爬行，就尝试使用800N的推力 不知道对不对还有些我也不会 我中专学历也只会这一点了

3. 数控机床精度靠什么装置保证

方法主要有：
①试切法调整
试切法调整，就是对被加工零件进行“试切－测量－调整－再试切”，直至达到所要求的精度。它的调整误差来源有：测量误差；微量进给时，机构灵敏度所引起的误差；最小切削深度影响。
②用定程机构调整
③用样件或样板调整
（5）工件残余应力引起的误差
残余应力是指当外部载荷去掉以后仍存留在工件内部的应力。残余应力是由于金属发生了不均匀的体积变化而产生的。其外界因素来自热加工和冷加工。有残余应力的零件处于一种不稳定状态。一旦其内应力的平衡条件被打破，内应力的分布就会发生变化，从而引起新的变形，影响加工精度。
①内应力产生的原因主要有：毛坯制造中产生的内应力；冷校正产生的内应力；切削加工产生的内应力。
②减小或消除内应力的措施一是采用适当的热处理工序。二是给工件足够的变形时间。三是零件结构要合理，结构要简单，壁厚要均匀。
6）数控机床产生误差的独特性
数控机床与普通机床的最主要差别有两点：一是数控机床具有“指挥系统”——数控系统；二是数控机床具有执行运动的驱动系统——伺服系统。
在数控机床上所产生的加工误差，与在普通机床上产生的加工误差，其来源有许多共同之处，但也有独特之处，例如伺服进给系统的跟踪误差、检测系统中的采样延滞误差等，这些都是普通机床加工时所没有的。所以在数控加工中，除了要控制在普通机床上加工时常出现的那一类误差源以外，还要有效地抑制数控加工时才可能出现的误差源。这些误差源对加工精度的影响及抑制的途径主要有以下几个方面：
①机床重复定位精度的影响
数控机床的定位精度是指数控机床各坐标轴在数控系统的控制下运动的位置精度，引起定位误差的因素包括数控系统的误差和机械传动的误差。而数控系统的误差则与插补误差、跟踪误差等有关。机床重复定位精度是指重复定位时坐标轴的实际位置和理想位置的符合程度。
②检测装置的影响
检测反馈装置也称为反馈元件，通常安装在机床工作台或丝杠上，相当于普通机床的刻度盘和人的眼睛，检测反馈装置将工作台位移量转换成电信号，并且反馈给数控装置，如果与指令值比较有误差，则控制工作台向消除误差的方向移动。数控系统按有无检测装置可分为开环、闭环与半闭环系统。开环系统精度取决于步进电动机和丝杠精度，闭环系统精度取决于检测装置精度。检测装置是高性能数控机床的重要组成部分。
③刀具误差的影响
在加工中心上，由于采用的刀具具有自动交换功能，因而在提高生产率的同时，也带来了刀具交换误差。用同一把刀具加工一批工件时，由于频繁重复换刀，致使刀柄相对于主轴锥孔产生重复定位误差而降低加工精度。
抑制数控机床产生误差的途径有硬件补偿和软件补偿。过去一般多采用硬件补偿的方法。如加工中心采用螺距误差补偿功能。随着微电子、控制、监测技术的发展，出现了新的软件补偿技术。它的特征是应用数控系统通信的补偿控制单元和相应的软件，以实现误差的补偿，其原理是利用坐标的附加移动来修正误差。
（7）提高加工精度的工艺措施
保证和提高加工精度的方法，大致可概括为以下几种：减小原始误差法、补偿原始误差法、转移原始误差法、均分原始误差法、均化原始误差法、“就地加工”法。
①减少原始误差
这种方法是生产中应用较广的一种基本方法。它是在查明产生加工误差的主要因素之后，设法消除或减少这些因素。例如细长轴的车削，现在采用了大走刀反向车削法，基本消除了轴向切削力引起的弯曲变形。若辅之以弹簧顶尖，则可进一步消除热变形引起的热伸长的影响。
②补偿原始误差
误差补偿法，是人为地造出一种新的误差，去抵消原来工艺系统中的原始误差。当原始误差是负值时人为的误差就取正值，反之，取负值，并尽量使两者大小相等；或者利用一种原始误差去抵消另一种原始误差，也是尽量使两者大小相等，方向相反，从而达到减少加工误差，提高加工精度的目的。
③转移原始误差
误差转移法实质上是转移工艺系统的几何误差、受力变形和热变形等。
误差转移法的实例很多。如当机床精度达不到零件加工要求时，常常不是一味提高机床精度，而是从工艺上或夹具上想办法，创造条件，使机床的几何误差转移到不影响加工精度的方面去。如磨削主轴锥孔保证其和轴颈的同轴度，不是靠机床主轴的回转精度来保证，而是靠夹具保证。当机床主轴与工件之间用浮动联接以后，机床主轴的原始误差就被转移掉了。
④均分原始误差
在加工中，由于毛坯或上道工序误差（以下统称“原始误差”）的存在，往往造成本工序的加工误差，或者由于工件材料性能改变，或者上道工序的工艺改变（如毛坯精化后，把原来的切削加工工序取消），引起原始误差发生较大的变化，这种原始误差的变化，对本工序的影响主要有两种情况：
误差复映，引起本工序误差；
定位误差扩大，引起本工序误差。
解决这个问题，最好是采用分组调整均分误差的办法。这种办法的实质就是把原始误差按其大小均分为n组，每组毛坯误差范围就缩小为原来的1/n，然后按各组分别调整加工。
⑤均化原始误差
对配合精度要求很高的轴和孔，常采用研磨工艺。研具本身并不要求具有高精度，但它能在和工件作相对运动过程中对工件进行微量切削，高点逐渐被磨掉（当然，模具也被工件磨去一部分）最终使工件达到很高的精度。这种表面间的摩擦和磨损的过程，就是误差不断减少的过程。这就是误差均化法。它的实质就是利用有密切联系的表面相互比较，相互检查从对比中找出差异，然后进行相互修正或互为基准加工，使工件被加工表面的误差不断缩小和均。 在生产中，许多精密基准件（如平板、直尺、角度规、端齿分度盘等）都是利用误差均化法加工出来的。
⑥就地加工法
在加工和装配中有些精度问题，牵涉到零件或部件间的相互关系，相当复杂，如果一味地提高零、部件本身精度，有时不仅困难，甚至不可能，若采用就地加工法（也称自身加工修配法）的方法，就可能很方便地解决看起来非常困难的精度问题。就地加工法在机械零件加工中常用来作为保证零件加工精度的有效措施。

4. 闭环控制系统的位置检测装置装在什么地方

闭环控制系统的位置检测装置装在：机床移动部件上

开环控制系统与闭环控制系统的比较:

1. 结构不同。

   开环控制系统一般结构简单,适用于控制精度要求不高而系统本身的元件又比较稳定的场合。
   闭环控制系统设计比较麻烦,结构相对复杂,构成控制系统的成本较高。闭环控制系统是自动控制中广泛采用的一种方式,用于要求高精度和高可靠性的场合。

2. 检测的位置不同。

闭环监控的是整个系统的最终执行环节，可以说对系统任何一处造成的误差都作出补偿；
半闭环监控的是整个系统最终执行环节的驱动环节，对最终执行机构不作监控。
闭环的精度高，但控制灵敏度过大，成本高不易维修。
3.精度不同。

半闭环精度较高，控制灵敏度适中，使用广泛。双闭环回路中，内环给定的电压值在正常情况下是相同的，当内环电压值升高或降低的时候对应外环就有一个电压差，进而给出一个大小不一的电信号进而进行总内环电路的电压升高或降低。

5. 闭环控制系统的特点是什么

它是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床、超精车床、超精磨床以及较大型的数控机床等。

(5)系统的控制精度总高于检测装置扩展阅读

因为开环系统的精度不能很好地满足数控机床的要求，所以为了保证精度，最根本的办法是采用闭环控制方式。闭环控制系统是采用直线型位置检测装置（直线感应同步器、长光栅等）对数控机床工作台位移进行直接测量并进行反馈控制的位置伺服系统。

木工加工中心| 变压器绝缘件加工中心|环氧板加工中心 闭环控制系统将数控机床本身包括在位置控制环之内，因此机械系统引起的误差可由反馈控制得以消除，但数控机床本身固有频率、阻尼、间隙等的影响，成为系统不稳定的因素，从而增加了系统设计和调试的困难。

故闭环控制系统的特点是精度较高，但系统的结构较复杂、成本高，且调试维修较难，因此适用于大型精密机床。

6. 自动控制系统的基本要求是（）、 快速性 、 准确性 。

自动控制系统的基本要求是稳定性、快速性 、准确性。受扰动作用前系统处于平衡状态，受扰动作用后系统偏离了原来的平 衡状态，如果扰动消失以后系统能够回到受扰以前的平衡状态，则称系统是稳定的。

生产过程中各种工艺条件不可能是一成不变的。特别是化工生产，大多数是连续性生产，各设备相互关联，当其中某一设备的工艺条件发生变化时，都可能引起其他设备中某些参数或多或少地波动，偏离了正常的工艺条件。当然自动调节是指不需要人的直接参与。

(6)系统的控制精度总高于检测装置扩展阅读：

在开环控制系统中，系统输出只受输入的控制，控制精度和抑制干扰的特性都比较差。开环控制系统中，基于按时序进行逻辑控制的称为顺序控制系统；由顺序控制装置、检测元件、执行机构和被控工业对象所组成。主要应用于机械、化工、物料装卸运输等过程的控制以及机械手和生产自动线。

在工业方面，对于冶金、化工、机械制造等生产过程中遇到的各种物理量，包括温度、流量、压力、厚度、张力、速度、位置、频率、相位等，都有相应的控制系统。

在此基础上通过采用数字计算机还建立起了控制性能更好和自动化程度更高的数字控制系统，以及具有控制与管理双重功能的过程控制系统。在农业方面的应用包括水位自动控制系统、农业机械的自动操作系统等。

7. 数控车床都有什么系统

按照伺服系统的控制方式，可以把数控系统分为以下几类：

⑴开环控制数控系统

这类数控系统不带检测装置，也无反馈电路，以步进电动机为驱动元件。CNC装置输出的进给指令（多为脉冲接口）经驱动电路进行功率放大，转换为控制步进电动机各定子绕组依此通电/断电的电流脉冲信号，驱动步进电动机转动，再经机床传动机构（齿轮箱，丝杠等）带动工作台移动。这种方式控制简单，价格比较低廉，从70年代开始，被广泛应用于经济型数控机床中。

⑵半闭环控制数控系统

位置检测元件被安装在电动机轴端或丝杠轴端，通过角位移的测量间接计算出机床工作台的实际运行位置（直线位移），由于闭环的环路内不包括丝杠、螺母副及机床工作台这些大惯性环节，由这些环节造成的误差不能由环路所矫正，其控制精度不如全闭环控制数控系统，但其调试方便，成本适中，可以获得比较稳定的控制特性，因此在实际应用中，这种方式被广泛采用。

⑶全闭环控制数控系统

位置检测装置安装在机床工作台上，用以检测机床工作台的实际运行位置（直线位移），并将其与CNC装置计算出的指令位置（或位移）相比较，用差值进行调节控制。这类控制方式的位置控制精度很高，但由于它将丝杠、螺母副及机床工作台这些连接环节放在闭环内，导致整个系统连接刚度变差，因此调试时，其系统较难达到高增益，即容易产生振荡。

(7)系统的控制精度总高于检测装置扩展阅读

从硬件结构上的角度，数控系统到目前为止可分为两个阶段共六代，第一阶段为数值逻辑控制阶段，其特征是不具有CPU，依靠数值逻辑实现数控所需的数值计算和逻辑控制，包括第一代是电子管数控系统，第二代是晶体管数控系统，第三代是集成电路数控系统；第二个阶段为计算机控制阶段，其特征是直接引入计算机控制，依靠软件计算完成数控的主要功能，包括第四代是小型计算机数控系统，第五代是微型计算机数控系统，第六代是PC数控系统。

由于上世纪90年代开始，PC结构的计算机应用的普及推广，PC构架下计算机CPU及外围存储、显示、通讯技术的高速进步，制造成本的大幅降低，导致PC构架数控系统日趋成为主流的数控系统结构体系。PC数控系统的发展，形成了“NC+PC”过渡型结构，既保留传统NC硬件结构，仅将PC作为HMI。代表性的产品包括FANUC的160i，180i，310i，840D等。

还有一类即将数控功能集中以运动控制卡的形式实现，通过增扩NC控制板卡（如基于DSP的运动控制卡等）来发展PC数控系统。典型代表有美国DELTATAU公司用PMAC多轴运动控制卡构造的PMAC-NC系统。另一种更加革命性的结构是全部采用PC平台的软硬件资源，仅增加与伺服驱动及I/O设备通信所必需的现场总线接口，从而实现非常简洁硬件体系结构。

8. 数控技术基本知识

数控技术基本知识

大家知道数控这个专业吗?知道他们的基本知识有哪些吗?下面，我为大家分享数控技术基本知识，快来看看吧!

问答题：

1、何谓步进电机步距角?步距角的大小与哪些参数有关?

驱动器每给步进电机输入一个电脉冲信号，步进电机就转动一个角度，成为步距角。其大小与电脉冲信号个数成正比。

2、DDA插补中左移规格化的目的是什么?

使进给速度均匀，提高加工表面质量

3、试用框图描述逐点比较法软件插补过程?

4、数控机床有哪些基本部分组成?

机床主体，数控系统(操作面板，输入、输出设备，cnc装置，伺服单元‘驱动装置和测量装置，plc机床I/O电路和装置)，外围技术

5、逐点比较法插补的四个工作节拍是什么?

偏差判别，坐标进给，新偏差计算，终点比较。

6、增量式编码器与绝对式编码器有何区别?

不同之处在于光电码盘上码道的结构和输出信号类型不同

7、步进电机工作时有哪两种状态?

转动，定位

8、点位控制和连续控制系统各有何特点?

点位：仅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。

连续： 对多个坐标轴同时进行控制，使之协调运动(坐标联动)，使刀具相对工件按程序规定的轨迹和速度运动，在运动过程中进行连续切削加工

9、说明闭环与半闭环控制系统的不同点?

半闭环：带有位置检测装置，常安装在伺服电机上或丝杠的端部;不包括丝杠螺母副及机床工作台导轨副等大惯量环节，可获得稳定的控制特性，而且调试比较方便。

闭环：带有位置检测装置,安装在机床刀架或工作台等执行部件上，控制精度高;但系统稳定性受到影响,调试困难,且结构复杂、价格昂贵。

10、数控机床坐标轴如何确定?

Z座标轴：平行主轴轴线的进给轴。Z座标正方向规定：刀具远离工件的方向。xyz轴满足右手准则。

11、数控系统中插补运算的实质是什么?

是一种迭代运算。

12、为什么要对滚珠丝杠螺母副进行预紧?

提高轴向刚度;消隙，提高传动精度。

13、简述步进电机的工作原理?

14、为什么开环伺服系统采以步进电机为驱动元件?

① 可调速、调速范围大：改变频率可改变转速，频率宽。

② 输出的角度可控：由脉冲数控制。

③ 灵敏度高：不易受各种干扰因素影响。

④ 输出精度高：转动一转后其转角误差为“0”，没有误差积累

15、简述直流伺服电机的PWM调速系统的工作原理?

其原理是通过改变电压脉冲的宽度，来调整控制电压V2的平均值，得到不同的控制电压V2，达到调速的目的

16、简述永磁交流同步型电动机的SPWM调速系统的工作原理?

a 三相正弦波控制信号：是变频变幅的三相对称普通正弦波;

b 三角波发生器：产生三角形载波;

c 三相正弦波控制信号与三角形载波，经SPWM主电路调制后，输出与三相正弦波控制信号频率相同的调制波来驱动电机;

d 改变三相正弦波控制信号的频率，即可改变电机定子的`供电频率，达到调速目的。

17、步进电机驱动环形分配的目的是什么?有哪些实现形式?数控系统输出给步进电机驱动装置的信号是何形式?

控制定子绕组的通断，实现步进电机的运行及换向;硬件，软件两种实现方式;脉冲信号

18、滚珠丝杠螺母副的传动特点是什么?

① 传动效率高：滚动摩擦阻力小，传动效率高。

② 刚性好：可采用予紧措施提高轴向刚度。

③ 运动平稳、传动精度高：采用予紧消隙，提高传动精度。

④ 使用寿命长：滚动摩擦磨损小。

⑤ 运动具有可逆性，不能自锁：可将转动转变成直线运动，也可将直线运动转变成转动

19、齿轮传动间隙消除方法有哪些?

刚性调整法，柔性调整法

20、卧式车床螺纹传动链是什么性质的传动链?

外联系传动链

21、数控加工程序编制的一般过程是什么?

分析零件图样，确定工艺过程;计算运动轨迹和标注几何尺寸;编制加工程序并初步检验;制备控制介质;程序的校验和试切。

22、数字积分法中进给速度为什么要采取均匀化措施?

因数字积分法插补时，无论线段长短，均进行同样次数的累加计算，即插补时间相同。所以，行程长走刀快，行程短走刀慢，造成加工过程中进给速度不均匀，从而直接影响加工的表面质量。因此，进给速度必须进行均匀化处理。

23、增量编码器(又称脉冲编码器)如何测量转速的大小?

通过脉冲频率可得轴转速

24、步进电机的转角大小、转速和旋向分别由脉冲的什么参量决定?

脉冲数量;脉冲频率;通电顺序。

25、什么是传感器?

能感受规定的被测量件并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置。

名词解释：

1、机床数控技术： 用数字化信息对机床运动及其加工过程进行控制的一种技术

2、闭环控制系统：

系统的输出量对系统的控制作用有直接影响的控制系统。带有位置检测装置,安装在机床刀架或工作台等执行部件上，控制精度高;但系统稳定性受到影响,调试困难,且结构复杂、价格昂贵

3、交流同步电机：

指转速由所加交流电的频率确定的那类电动机。

4、步进电机：

是一种将电脉冲信号转换成角位移的电磁装置。

5、点位控制系统：

是指数控系统只控制刀具或机床工作台，从一点准确地移动到另一点，而点与点之间运动的轨迹不需要严格控制的系统.

6、模态代码：

一组可相互注销的代码，这些代码一旦被执行，则一直有效，直到被同一组的代码注销为止

7、插补计算：

插补计算就是数控装置根据输入的基本数据，通过计算，把工件轮廓的形状描述出来，边计算边根据计算结果向各坐标发出进给脉冲，对应每个脉冲，机 床在响应的坐标方向上移动一个脉冲当量的距离，从而将工件加工出所需要轮廓的形状。

8、传感器：

能感受规定的被测量件并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置

9、经济型数控系统：

从控制方法来看，经济型数控系统一般是指开环数控系统。主要由微机、进给驱动、主轴驱动、开关量控制、通信接口及软件等部分组成。

10、数控装置：

是数控设备的核心主要是将输入的数据信号进行处理运算，判断。并发出执行命令分配给伺服系统

11、非模态代码

只在所规定的程序段中有效，程序段结束时被注销的指令。

12、脉冲当量：

相对于每一脉冲信号的机床运动部件的位移量称为脉冲当量

13、标准型数控系统：

标准型数控系统一般是由程序的输进/输出设备、通讯设备、微机系统、可编程控制器、主轴驱动、进给驱动及位置检测等组成，功能较为齐全，且控制精度与速度都比较高，通常用于闭环系统。

14、连续控制系统：

是指数控系统能够对两个或两个以上的坐标轴同时进行严格连续控制系统

15、开环控制系统：

是系统的控制输入不受输出影响的控制系统。没有位置检测装置，信号单向。结构简单，制造成本较低，价格便宜, 精度不高

16、准备功能G代码：

机床的准备功能字。规定机床运动线型、坐标系、坐标平面、补偿、暂停等操作。

17、插补计算：

就是数控系统根据输入的基本数据(如起点、终点等)，通过计算，将工件轮廓的形状描述出来，边计算边根据计算结果向坐标发出进给指令，即称之为插补计算。

18、步距角：

即在没有减速齿轮的情况下,对于一个脉冲信号,转子所转过的机械角度。 也可以这样描述：定子控制绕组每改变一次通电方式，称为一拍。每一拍转子转过的机械角度称之为步距角

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9. 自动控制系统的基本要求是（）、 快速性 、 准确性 。

自动控制系统的基本要求是稳定性、快速性 、准确性。

各种自动控制系统，为了完成一定任务，要求被控量必须迅速而准确地随给定量变化而变化，并且尽量不受任何扰动的影响。工程上对自动控制系统性能提出了一些要求，主要有以下三个方面：

1、稳定性

所谓系统稳定指受扰动作用前系统处于平衡状态，受扰动作用后系统偏离了原来的平 衡状态，如果扰动消失以后系统能够回到受扰以前的平衡状态，则称系统是稳定的

2、准确性

它是对稳定系统稳态性能的要求。稳态性能用稳态误差来表示，所谓稳态误差是指系 统达到稳态时被控量的实际值和希望值之间的误差，误差越小，表示系统控制精度越高越准确。

3、快速性

这是对稳定系统暂态性能的要求。因为控制系统总是存在惯性，致使系统在扰动量给定量发生变化时，被控量不能突变，要要有—个过渡过程，即暂态过程。

这个暂态过程的过渡时间可能很短。也可能经过一个漫长的过渡达到稳态值，或经过一个振荡过程达到稳态值，这反应了系统的暂态性能。

(9)系统的控制精度总高于检测装置扩展阅读

系统分类

一、按控制原理的不同，自动控制系统分为开环控制系统和闭环控制系统。

1、开环控制系统

在开环控制系统中，系统输出只受输入的控制，控制精度和抑制干扰的特性都比较差。开环控制系统中，基于按时序进行逻辑控制的称为顺序控制系统；由顺序控制装置、检测元件、执行机构和被控工业对象所组成。主要应用于机械、化工、物料装卸运输等过程的控制以及机械手和生产自动线。

2、闭环控制系统

闭环控制系统是建立在反馈原理基础之上的，利用输出量同期望值的偏差对系统进行控制，可获得比较好的控制性能。闭环控制系统又称反馈控制系统。

二、按给定信号分类，自动控制系统可分为恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。

1、恒值控制系统

给定值不变，要求系统输出量以一定的精度接近给定希望值的系统。如生产过程中的温度、压力、流量、液位高度、电动机转速等自动控制系统属于恒值系统。

2、随动控制系统

给定值按未知时间函数变化，要求输出跟随给定值的变化。如跟随卫星的雷达天线系统。

3、程序控制系统

给定值按一定时间函数变化。如程控机床。

10. 中，可采用哪些措施来提高系统的精度和可靠性

高速、高精度始终是数控技术追求的目标。在高速加工中，必须要求各运动轴能在极短的时间内达到给定的速度并能在高速行程中瞬间准停。如果仅从时间上去考虑缩短过渡过程，而不对机床的加减速动态过程进行合理的控制，必将给机床结构带来很大的冲击。随着计算机总线技术越来越成熟，数控系统也由固定模式发展为具有开放性结构高速、高精度始终是数控技术追求的目标。在高速加工中，必须要求各运动轴能在极短的时间内达到给定的速度并能在高速行程中瞬间准停。如果仅从时间上去考虑缩短过渡过程，而不对机床的加减速动态过程进行合理的控制，必将给机床结构带来很大的冲击。随着计算机总线技术越来越成熟，数控系统也由固定模式发展为具有开放性结构，能方便用户进行客制化重组的柔性模式。结合数据库原理，将影响系统过渡过程的加减速曲线，采用变结构控制方式，能有效提高数控机床的动态性能和稳态精度。变加减速结构控制原理传统数控系统中，一般由系统程序直接实现单一特定的加减速控制。它无法保证在机床启停频繁的情况下，同时满足高进给速度的瞬间起停和机床运行的平稳性。为解决此问题，一方面要求数控系统能因机而异、因时而异来动态确定加减速控制规律;另一方面，需在控制系统中采用特殊方法来实现这种加减速曲线。本文提出的变加减速结构控制方法采用数据库原理，将加减速控制分为加减速描述与实施两部分，并将加减速描述与系统程序相分离。这样，若要改变系统的加减速控制规律只需独立地修改加减速描述数据，而不需要修改数控系统程序，从而为用户提供一种开放的改变加减速曲线新方法。其原理为:将各种理想的加减速曲线事先进行数字式处理，得到其离散化，并以样板数表的形式存放于数控系统内的加减速曲线库中。在数控系统软件中，则设计一条通用的与加减速数据库内容无关的控制通道，由其独立完成加减速计算和轨迹控制。该方法的实现原理。加减速曲线库中存放着各种样板曲线。系统运行时，首先根据数据处理模块给出的有关控制数据和来自检测反馈环节的机床实际运行数据进行加减速分析。如需加减速控制，则通知曲线选择模块从加减速曲线库中选出最合适的加减速曲线，并发出加减速控制指令给加减速计算模块，由其根据所选定的加减速曲线计算出当前采样周期的瞬时速度。进一步由插补轨迹计算模块生成工作台运动轨迹，并发出运动指令送往驱动装置，最后由驱动装置以希望的加减速控制规律驱动机床运动，从而使机床运动的动态特性达到最佳。三轴运动工作台组成及特点整个系统以基于“工业PC机+专业运动控制卡”为核心，采用松下数字交流伺服系统构成一个开放式硬件结构。同时配备内容丰富、功能强大的运动函数库，采用VC++面向对象的编程技术，实现PC机、运动控制卡和伺服驱动器之间的通讯，其结构。PC机主要实现加工程序的输入、编辑、参数设置、运动状态显示以及加减速分析计算等非实时控制。运动控制卡完成各运动轴插补轨迹计算、输出脉冲/方向运动指令信号以及接收机床上一些与运动控制有关的I/O量输入。其中，脉冲信号控制电机所走的步数，方向信号控制电机正反转，以实现三轴的位置控制。X轴、Y轴、Z轴原点、限位检测是通过一组机械开关来实现，原点检测开关用来生成用户三维运动系统坐标系原点，限位检测开关确保每轴工作行程极限。这些状态信号经逻辑电平整形电路、光电隔离电路后送入运动控制卡状态寄存器中，由CPU随时读出，达到对I/O状态信号的检测。在硬件上，由于采用了光电隔离措施，这样，既隔离了外设对内部数字系统的干扰，又能有效地防止过电压、过电流等外界突发事件对计算机系统的损坏，大大提高了系统的控制精度和可靠性。本系统充分发挥了PC机软件资源丰富和计算速度快的优点，吸收CAD/CAM的特点，在利用造型软件生成零件图后，再利用数控系统转化为加工G代码，将指令G代码与机床实际位置进行分析比较产生瞬时速度，然后由板卡将其解释为运动轨迹控制函数，最后通过调用运动函数库内的插补程序段，输出脉冲和方向信号，控制半闭环位置伺服系统带动工作台运转，实现所希望的空间轨迹路径动态特性和稳态精度。基于松下交流伺服电机驱动器半闭环位置控制的实现在松下伺服驱动器接线端子上，PULS1、SIGN1分别与运动控制器的脉冲信号和方向信号相连，PULS2、SIGN2接+5V信号，形成集电极开路的位置传输信号。COM+，COM-分别接+15V电源正负端。SRV-ON与COM-相连。这样，就完成了位置控制模式下的基本连线。其它连线可根据系统的需要进行适当连接。参数设置通过触摸面板进行，控制方式选择置为位置控制，转矩限制置为输入无效，驱动禁止置为输入无效，指令脉冲输入方式选择置为脉冲/符号方式，指令脉冲禁止置为输入无效。每转输出脉冲数置为2500。电子齿轮比可根据实际需要进行设置。由于伺服电机通过联轴器与工作台的滚株丝杠相连，机械刚性高，将自动增益调整时，机械刚性置为9，保证整个传动系统的高速响应性。增益参数采用自动调整方式:按照预定(内部设定)的模式使电机加速和减速，从所需转矩计算负荷的惯量，然后根据惯量，自动地决定适当的增益。其它参数按出厂时的缺省设置。由于传动机构采用了半闭环交流伺服驱动，控制精度和运行速度得到极大的提高，大大提高了产品的性价比。在位置控制方式下，伺服驱动器接收运动控制器发出的位置指令信号(脉冲/方向)，送入脉冲列形态，经电子齿轮分倍频后，在偏差可逆计数器中与反馈脉冲信号比较后形成偏差信号。反馈脉冲是由光电编码器检测到电机旋转时所产生的实际脉冲数，经四倍频后产生的。位置偏差信号经位置环的复合前馈控制器调节后，形成速度指令信号。速度指令信号与速度反馈信号(与位置检测装置相同)比较后的偏差信号经速度环比例积分控制器调节后产生电流指令信号，在电流环中经矢量变换后，由SPWM输出转矩电流，控制交流伺服电机的运行。位置控制精度由光电编码器每转产生的脉冲数控制。它分增量式光电编码器和绝对式光电编码器。增量式编码器构造简单，易于掌握，平均寿命长，分辨率高，实际应用较多。本系统采用的是增量式光电编码器。绝对式光电编码器按二进制编码输出，信号线多，由于精度取决于位数，所以高分辨率不易得到。但是这种编码器即使不动时也能输出绝对角度信息，主要用于全闭环高级数控机床中。结语合理的自动加减速控制是保证高速运动系统动态性能和稳态精度的重要环节。传统的基于固定曲线的自动加减速控制由于缺乏柔性，不易保证在机床运行平稳的前提下，实现以过渡过程时间最短为目标的最优加减速控制规律，难以满足高速加工对精度的要求。采用变加减速结构，利用系统的开放性，将加减速描述与数控系统程序相分离，使得改变系统加减速性能时只需独立地修改加减速描述数据，它可方便地用实时离散数据库来实现。这样，系统可按实际情况改变升降速控制曲线，保证机床运行的平滑性，是一种适合于高速加工的柔性自动加减速控制方式。