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5730+《机械电器与数字控制》

2011年春成人教育（专科）《机械电器与数字控制》期末复习指导

2011年6月

第三部分综合练习题

一、简答题

1．FMS的基本组成部分是什么？

答：

加工系统、物流子系统和信息流子系统。

2．数控系统的控制功能主要包含哪些内容？

答：

数控系统的控制功能主要包含：

a、插补能力；b、控制轴数或连动轴数；c、进给速度、进给精度。

3．设有过载保护的电气控制线路中是否还需设短路保护？

为什么？

答：

要。

因为过载保护由热继电器FR来实现，由于FR的热惯性作用，它不会受电动机过载冲击电流或短路电流的影响而瞬时动作，所以还需设置短路保护。

4．电动机的全压起动控制线路有哪些？

答：

有单向运行、可逆运行、点动、多点和顺序等五种控制线路。

5．根据什么来选择机械设备所用电动机的容量？

选择的方法有哪两种？

答：

根据所带负载来选择机械设备所用电动机的容量。

选择的方法有调查统计类比法和分析计算法两种。

6．要求两个地点均可控制电动机起动，起动按钮应如何安装及连接？

答：

起动按钮应并联安装。

7.什么是零压保护？

答:

为了防止电压恢复时电动机自行启动而采取的保护称为零压保护。

8．插补运算的方法有哪些？

答：

主要有函点比较法、数字积分法两种。

9．数控系统的基本功能有哪些？

答：

有

（1）程序的输入、编辑和存贮；

（2）控制；（3）加工；（4）显示；（5）自诊断；（6）补偿。

10．要求两个地点均可控制电动机起动，起动按钮应如何安装及连接？

答：

起动按钮应并联安装。

11．步进电动机开环伺服系统由哪几部分组成？

答：

由

（1）脉冲信号源；

（2）脉冲分频器；（3）功率放大器；（4）步进电动机四部分组成。

12．什么是欠压保护？

答：

电源电压下降到允许值以下切断电源的保护称为欠压保护。

13．数控装置硬件的基本组成有哪些？

答:

有

（1）图纸；

（2）程序；（3）控制微机；（4）伺服驱动；（5）机械本体；（6）检测装置；（7）辅助控制。

14．要求在4个地点均可控制一台电动机的停车，停止按钮应如何安装和联接？

答：

停止按钮应串联安装。

15．为了提高可靠性，PLC工作时每一个扫描周期应先完成什么程序后，再输入现场信息、执行用户程序及输出控制信号？

答：

先完成故障自诊断、完成与编程器的通讯等程序后。

16.什么是过电流保护？

答：

工作电流超过允许值电流时而采取的保护称为过电流保护。

17．对三相异步电动机进行保护的熔断器熔丝，其额定电流如何确定？

答：

熔断器熔丝额定电流为（1.5-2.5）IN,其中IN是电动机的额定电流。

18．编写某PLC程序，其中有

5OUT450；

6ｋ　　　10；请说明它们的含义（注释在程序的右边）。

答：

56表示步序号；

OUT450表示驱动输出继电器450；

K10表示定时10秒。

19．根据什么来选择机械设备所用电动机的容量？

选择的方法有哪两种？

答：

根据所带负载来选择机械设备所用电动机的容量。

选择的方法有调查统计类比法和分析计算法两种。

20．什么是长期弱励磁保护。

答：

当励磁磁场达到一定强度时，直流电动机才能启动；如果磁场太弱，电动机的启动电流就会很大，直流电动机正在运行时，如果磁场突然减弱或消失，转速就会迅速升高，甚至会发生飞车（超速）。

对这种情况采取的保护称为长期弱励磁保护。

二、分析题

1.下图所示为C650型车床主电动机控制部分线路图，请回答下列问题。

（1）按下SB4后正转运行的电动机欲反转，应如何操作？

（2）如何实现点动？

点动时主电路接触器主触头中哪个闭合，哪个断开？

（3）KA1是什么?

电动机正转时KA1常开（动合）触头是处于闭合还是断开的状态?

电动机点动时其又处于什么状态？

答：

（1）先按下SB5而后松开它，待电动机停转后再按下SB3。

（2）按下SB6则点动。

点动时主触头KM5闭合，KM4和KM3断开。

（3）KA1是中间继电器；电动机正转时KA1常开触头是闭合的；点动时KA1是断开的。

2．X62W铣床向左进给的往复循环控制线路如图，简述其循环过程，并分析其向左快进准备过程。

〕→KM6线圈得电（113-8-31-1-3-4-20-

（1）循环过程：

工作台快速向左移动→向左工作给进→快速返回→至右端停车。

（2）向左准备过程：

将SA2转到“自动位置”→

动合触点SA2（15-23）闭合

动断触点SQ5-2（23-26）闭合

34-9-19-12-15-23-26-0）→KM6主触头闭合→快速牵引电磁铁YA通电动作→接通快速行程离合器→为工作台快速移动作好准备。

3．下图所示为C650型车床主电动机控制部分线路图，请回答下列问题。

（1）电动机正转运行应如何操作？

（2）从正转到反转如何操作？

（3）正反转互锁作用如何实现的？

（4）点动是如何操作的？

进行点动时主电路的接触器中，哪个主触头闭合？

哪个主触头断开？

电阻R有什么作用？

解：

1．按下SB4。

2．先按下SB5而后松开它

待电动机停转后再按下SB3。

3．通过KM5和KM3的常闭

助触头串接在对方接触器线圈

路中实现。

4．按下SB6则点动。

点动时主触头KM5闭合，

主触头KM4和KM3断开。

电阻R起限制起动电流作用。

4．下图所示为X62W型铣床主轴电动机及控制部分线路图，请回答下列问题。

（1）主轴电动机起动和停车分别如何操作？

（2）电动机正、反转如何控制？

（3）FR1是什么？

有何作用？

其额定电流如何选择？

（4）电动机点动是在什么条件（操作需要）下进行，是哪个电器元件及如何控制的？

解：

（1）起动按SB3或SB4，停车按SB2。

（2）由转换开关SA5控制。

（3）FR1是热继电器，作为电动机长期过载保护，额定电流应为（1.5-2.5）IN,其中IN是电动机的额定电流定电流。

（4）主轴变速时电动机瞬时点动，限位开关SQ7被压下时电机点动，复位时点动结束，限位开关与变速手柄联动。

5．图所示为C650普通车床主电动机的控制电图，请回答下列问题。

（1）主电动机正转运行如何操作的？

SB6起什么作用？

（2）主电动机正转运行时需要停车，应如何操作？

停车过程是属于自由停车还是电气制动停车？

若是后者，指出是属于哪一种电气制动停车，此时电阻R起什么作用？

解：

（1）起动按SB4按钮；SB6为点动按钮。

（2）停车按SB5按钮；停车过程是属于电气制动停车；电阻R起限流作用。

（3）FU1短路保护；FR1过载保护。

若电动机额定电流为65A，FU1熔体的额定电流应为

（1.5-2.5）×65=97.5～162.5A

（3）FU1和FR1的作用是什么？

若电动机额定电流为65A，FU1熔体的额定电流应为多少？

三、PLC编程题

1、1）将下图所示控制电路的梯形图进行化简，以利于编程。

2）编写程序清单。

程序清单:

1.LD4046.LD401

2.AND4037.AND403

3.OR4018.OR404

4.AND4029.AND405

5.OUT43110.OUT432

404403402431

401

401403405432

404

‖‖‖○

‖

‖‖‖○

‖

密封线内不要答题

程序清单:

1.LD4025.ANI403

2.AND1626.OUT102

3.OUT4357.AND451

4.LD4358.OUT436

2、1）根据电气原理图，写出梯形图并编程。

‖‖○

‖‖○

‖○

402162435

435403102

451436

2）将下图所示梯形图电路重新排列后编写程序，要求指令减到最少。

程序清单为:

1LD　　4034　AND　401

2　AND　4045　OUT　430

3　OR　4026END

解：

重新排列后电路如下图所示。

解：

1．梯形图见图所示

2．将梯形图中400分别放入两条支路中，程序清单为。

1　　LD　　4016　　OR　402

2　　OR　4307　　ANI　400

3　　ANI4008　　OUT431

4　　OUT4309　END

5　　LD　430

3、1）画出下图控制电路的梯形图。

2）编写程序清单。

3．画出PLC外部接线图

解：

重新排列后电路如下图所示。

：

1　　LD　　403

2　　AND　404

3　　OR　402

4　　AND　401

5　　OUT　430

6　END

3.PLC外部接线如图所示。

4、1）画出下图所示控制电路的梯形图。

2）编写程序清单。

密封线内不要答题

2．程序清单为：

1　　LD　　40110ORB

2　　AND40211ANB

3　　LD40312OUT430

4　　ANI40413LD409

5　　ORB14ANI410

6　　LD　40515OR411

7　　AND　40616OUT431

8　　LDI40717　END

9AND408

解：

1．梯形图见图4所示。

答：

1　LD　　4008　LD　402

2　OUT　1009　ANI　433

3　LD　40110　OUT　101

4　OR　43211OUT　450

5　ANI　10112K　1

6　ANI　43313END

7　OUT　432

5、编写图所示梯形图程序清单。

四、计算题

1．已知一圆弧AB，起点A的坐标值为Xo＝3，Yo＝0，终点B的坐标值为Xe＝0，Ye＝3，用表格形式列出求解的插补过程。

（用逐点比较法进行插补运算）

答：

从给出的数据看圆弧AB在第一象限内，圆弧起点为插补起点，偏差值F0＝0

计算长度n=|Xe-X0|+|Ye-Y0|=6（4分）

插补公式：

F≥0时，F′＝F－2X＋1，进给－X（3分）

　　　　F＜0时，F′＝F＋2Y＋1，进给＋Y　（3分）

插补过程列表如下：

（10分）（评分标准：

1项2分，给满为止）

序号

偏差判别

进给

偏差计算

终点判别

0

F0＝0，X=3，Y=0

n=6

1

F0＝0

-X

F1＝F0-2X+1=-5，X=2，Y=0

n=5

2

F1＝-5<0

+Y

F2＝F1+2Y+1=-4，X=2，Y=1

n=4

3

F2＝-4<0

+Y

F3＝F2+2Y+1=-1，X=2，Y=2

n=3

4

F3＝-1<0

+Y

F4＝F3+2Y+1=4，X=2，Y=3

n=2

5

F4＝4>0

-X

F5＝F4-2X+1=1，X=1，Y=3

n=1

6

F5＝1>0

-X

F6＝F5-2X+1=0，X=0，Y=3

n=0

2．已知一段圆弧AB，起点A的坐标值为Xo＝5，Yo＝0，终点B的坐标值为Xe＝3，Ye＝4，用表格形式列出求解的插补过程。

（用逐点比较法进行插补运算）

解：

计算长度n=|3-5|+|4-0|=6

插补公式：

F≥0时，F′＝F－2X＋1，进给－X

　　　　F＜0时，F′＝F＋2Y＋1，进给＋Y　

插补过程列表如下：

序号

偏差判别

进给

偏差计算

终点判别

0

F0＝0，X=5，Y=0

n=6

1

F0＝0

-X

F1＝F0-2X+1=-9，X=4，Y=0

n=5

2

F1＝-9<0

+Y

F2＝F1+2Y+1=-8，X=4，Y=1

n=4

3

F2＝-8<0

+Y

F3＝F2+2Y+1=-5，X=4，Y=2

n=3

4

F3＝-5<0

+Y

F4＝F3+2Y+1=0，X=4，Y=3

n=2

5

F4＝0

-X

F5＝F4-2X+1=-7，X=3，Y=3

n=1

6

F5＝-7<0

+Y

F6＝F5+2Y+1=0，X=3，Y=4

n=0

3．已知一直线段AB，起点A的坐标值为Xo＝0，Yo＝0，终点B的坐标值为Xe＝3，Ye＝3，用表格形式列出求解的插补过程。

（用逐点比较法进行插补运算）

解：

从给出的数据看直线AB在第一象限内，直线起点为插补起点，偏差值Fo＝0，计数长度n=Xe+Ye=6

插补公式：

F≥0时，F′＝F－Ye，进给+ΔX

　　　　F＜0时，F′＝F＋Xe，进给+ΔY　　　　　　　　（10分）

插补过程列表如下：

（10分）（评分标准：

错1项扣0.5分，扣完为止）

序号

偏差判别

进给

偏差计算

终点判别

0

F0＝0，Xe=3，Ye=3

n=6

1

F0＝0

+ΔX

F1＝F0-Ye=-3

n=5

2

F1＝-3<0

+ΔY

F2＝F1+Xe=0

n=4

3

F2＝0

+ΔX

F3＝F2-Ye=-3

n=3

4

F3=-3<0

+ΔY

F4＝F3+Xe=0

n=2

五、综合题

1．将直径50mm的圆钢加工成直径42mm的轴，尺寸如图所示，采用半径编程，写出加工程序并对每段均加注释。

解：

先建立坐标系，见下图所示。

程序清单：

N01G70；尺寸单位mm

N02G90；绝对值方式

N03G50X27Z29；设置坐标系，刀具到A点，半径编程

N04M03；起动主轴正转

N05G00X25Z22F1000T1；快速定位，刀具到B点，1号刀具

N06G22L004；循环开始，循环4次

N07G91；用增量值表示

N08G00U-1；-X方向进刀1mm

N09G01W-22F100；-Z方向加工22mm，速度100mm/min

N10G00U0.5F1000；退刀0.5mm

N11G00W22F1000；退回到加工起点

N12G00U-0.5F1000；进刀0.5mm

N13G80；循环4次，加工结束

N14G90；回到绝对值方式

N15G00X27Z29F1000；刀具返回到A点

N16M05；主轴停

N17M02；程序结束

2．将直径40mm的圆钢，加工成直径30mm、长度为40mm的圆柱和直径为36mm、直径差为4mm、长度为20mm的圆锥，尺寸如图3所示，采用半径编程，请完成下面的程序清单。

程序清单

N01G70　　　　　；尺寸单位为mm

N02G90　　　　　；绝对值方式

N03　G50　X50　Z78　　　　　　　　；设置坐标系，刀具到A点，半径编程

N04　

解：

N04M03；起动主轴正转

N05G00X20Z60F1000T1；快速定位，刀具到B点，速度1000mm/min，1号刀具

N06G22L005；循环开始，循环5次

N07G91；用增量值表示

N08G00U-1；-X方向进刀1mm

N09G01W-40F100；-Z方向加工30mm，速度100mm/min

N10G00U0.5F1000；退刀0.5mm

N11G00W40F1000；退回到加工起点

N12G00U-0.5F1000；进刀0.5mm

N13G80；循环5次，加工结束

N14G90；回到绝对值方式

N20G01X20Z0F100；第二次加工圆锥面

N21G00X50Z78F1000；刀具返回到A点

N22M05；主轴停

N23M02

N15G00X20Z20F1000；刀具返回到C点

N16G00X19；进刀1mm

N17G01X20Z0F100；第一次加工圆锥面

N18G00X19Z20F1000；快速退回

N19G00X18；进刀1mm