数控复习.docx

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数控复习

●练习

●2-1.逐点比较法插补计算分几个步骤进行，各步骤内容是什么？

●2-2.逐点比较法直线插补计算的偏差函数Fi+1j和Fij+1如何计算？

●**2-3.已知直线的起点坐标为o（0,0）,终点坐标为A（7,4），完成插补计算（用逐点比较法），并画出刀具运动轨迹图。

●**2-4.利用逐点比较法完成圆弧插补计算，并画出刀具运动轨迹图。

已知圆弧位于第一象限，圆心在坐标系圆点，逆圆插补，起点X0=5,Y0=0，终点Xe=0,Ye=5。

●练习：

●2-5.已知直线的起点坐标为o（0,0）,终点坐标为A（6,10），确定寄存器的长度，用数字积分法完成插补计算，画出刀具运动轨迹图。

●2-6用积分法插补园弧,起点A（0,3）,终点B（-3，0）设置寄存器长度为3位，计算插补过程并绘出插补

●2-7.画数字积分法圆弧插补器的流程框图（第二象限逆园）。

●2-8.已知一圆弧OA,｛O（0,5）,A（5,0）数据单位为mm｝用时间分割插补法进行插补计算，插补周期为8ms,工艺要求刀具移动速度为F80mm/min.第1个和第2个插补计算周期的坐标数据△X1,△Y1，△X2,△Y2是多少。

●2-9设有一段直线，已知起点和终点坐标为o（0,0）和p（8,10），数据单位为mm,插补计算周期为8ms,刀具移动速度为F60mm/min.计算在第1个插补周期内刀具移动的距离△X1，△Y1，计算经过100次插补以后刀具到达的坐标位置。

本章小结

●1.什么叫插补计算

●2.逐点比较法的插补原理

●3.逐点比较法的插补计算步骤

●4.逐点比较法的跨象限处理

●5.数字积分法的插补原理

●6.数字积分法的插补计算步骤

●7.时间分割法的插补计算原理

●8.时间分割法的插补精度

●练习：

●3-1.刀补矢量和刀补平面是如何定义的。

●3-2.如何定义左补偿和右补偿，代码分别是什么？

●3-3画出下面各图中两直线间的夹角α，画出刀补矢量，指出刀具中心轨迹的转接形式，画出刀具中心轨迹。

●本章小结

●1.刀具半径补偿的概念

●2.刀具中心轨迹的建立和撤销

●3.刀具半径补偿转接的类型

●4.刀具半径补偿的计算步骤

●5.刀尖圆角的补偿计算

●练习：

●4-1简述大板式数控系统的结构特点。

●答：

●4-2数控系统的模块化结构特点是什么？

●4-3有单微处理器组成的数控系统的特点是什么？

●4-4何谓紧耦合和松耦合？

●4-5什么是多CPU共享总线结构？

●4-6简述STD80开关量输入板和STD80开关量输出板的工作原理。

●4-7用开关控制信号灯亮，再按下开关信号灯灭，画图并编写控制程序。

●4-8简述多功能板的功能。

●4-9简述位置环板的功能。

●4-10画出手摇脉冲发生器反转时的波形图。

●4-11简述步进电机接口板的工作原理。

●4-12简述速度控制电路的工作原理。

●本章小结（硬件部分）

●1.数控装置硬件由几部分组成。

答：

－－中央处理单元：

CPU、总线、存储器、外围逻辑电路等

●－－电源部分：

电源为CNC装置提供一定的逻辑电压，模拟电压和开关量控制电压。

●－－输入/输出接口电路：

连接中央处理单元和外部的按钮、开关、继电器等开关电路（还包括数码显示器和CRT显示单元接口电路，通讯接口电路等）。

●－－内装型PLC：

现代数控系统多采用内装PLC,利用PLC的逻辑运算功能实现各种开关量的控制。

－－伺服输出和位置反馈接口

连接CPU和进给伺服放大器，伺服输出接口把CPU运算所产生的控制信号经变换后输出给伺服驱动系统，它一般由输出寄存器和D/A器件组成。

位置反馈接口采样位置反馈信号，它一般由鉴相、倍频电路、计数电路等组成。

－－主轴控制接口：

连接CPU和主轴放大器

●

●2.根据存放内容的不同，STD80数控系统的存储器分为几个部分。

●答:

根据存放内容的不同，STD80数控系统的存储器分为缓冲寄存器（BS）区、工作寄存器（AS）区、刀补寄存器（CS）区、输出寄存器（OS）区和堆栈区。

●3.步进电机的接口板的作用，工作原理。

●答：

步进电机的接口板的作用：

为步进电机驱动电源提供可变的脉冲振荡源，六相或五相脉冲分配器和正负向控制等功能。

工作原理：

其逻辑电路图如下：

图中8253的0通道用作进给振荡器，通过编程使其工作在方式3，该通道成为方波频率发生器。

当向8253的时间常数器装入数值，GO端为高电平时，在计数器完成一半之前输入端（OUT0）保持高电平，对另一半计数时输入将变成低电平。

改变0通道的计数值，就可以改变输出方波脉冲频率，就能改变步进电机的转速。

CPU板中的时钟脉冲CLK经过两级D触发器分频后得到的脉冲Φ1，其频率为1MHz，作为通道0的CLK。

输入脉冲。

有两个D触发和一个与门组成脉冲整形电路。

JP0经整形电路输出为JP1，JP1的正脉冲宽度是固定的，等于Φ1脉冲周期。

JP1与JP0、Φ1之间的关系如下图所示。

通道0的GO端与8D触发器273的D7B端连接，GO端为高电平时，通道0正常工作，GO为0时，通道0停止工作。

这样通过编程就能控制通道0的工作状态，从而控制步进电机的进给工作状态。

8253的通道1通过编程工作在方式0，其CLK1端与通道0的输出相接，当JP0有脉冲信号时，通道1的减法计数器作减1计数，计数JP0的脉冲个数，用来监测进给脉冲的数值，从而判断步进电机走步是否准确。

●

●4.开关量输入、输出接口板的作用。

答：

开关量输入板的作用：

CPU通过此板采集外部的开关量状态。

开关量输出板的作用：

CPU输出开关量信号以控制外部设备接通或断开。

●

●5.速度控制电路作用、输入输出信号、工作原理。

●答：

工作原理：

插补计算输出的位置指令值，是要求机床到达的瞬时位置值，由位置检测装置检测到的瞬时位置值，是机床的实际位置值，两者之差称为位置偏差值，此位置偏差乘以增益常数，作为直流伺服电机的速度指令值。

●以上计算由软件完成，计算结果送到数据寄存器锁存。

●VREF:

基准电压输入端；IOUT1,IOUT2:

数模转换电路的输出端。

●作用：

速度控制电路控制直流电动机旋转，并驱动机床的工作台移动，电动机驱动工作台移动的同时，带动一个光电脉冲发生器旋转。

●本章小结（练习）

●1.CNC系统内部的工作特点？

答：

1）多任务并行处理包括：

程序输入、刀具补偿计算、速度处理、插补计算、位置控制、I/O处理

、系统诊断、刀具位置显示

●2）实时中断处理包括：

（1）外部中断

（2）内部定时中断

●（3）内部硬件故障中断（4）程序性中断

●2.什么叫实时中断处理？

CNC常用中断类型有那些？

答：

1、在CNC系统中，当触发信号到来时，CPU暂停原来运行的程序，去执行为中断源服务的程序后，返回运行原来程序。

●常用中断类型包括：

（1）外部中断

（2）内部定时中断

●（3）内部硬件故障中断（4）程序性中断

●3.译码的作用、译码的时机、译码后程序段的存放位置。

答：

1、把一个程序段的所有信息，按标准格式放入存储器缓冲区内，即缓冲寄存器（BS）区。

2、程序段被执行前，先进行译码。

3、BS区。

●4.程序段经过刀补计算处理以后存放的位置，处理的时机，处理的内容？

●答：

1、AS区。

●2、插补计算之前。

●3、求转接点。

●5.在STD80数控系统里，0、1、2、3级中断服务程序各完成的主要任务是什么？

●答：

0级中断服务程序

●主要工作任务：

●1）位置控制：

●回收实际位置值，与指令位置值相比较，差值乘以增益常数，变成速度指令值，送给硬件电路进行D/A变换，以形成速度指令电压。

●2）伺服系统的状态检查

●a.电机有无过载或过热

●b.进给方向改变时，进行反向间隙补偿

●c.软、硬件限位判别和报警处理

●d.8ms定时计时，统计累计使用时间

●1级中断服务程序主要完成插补运算，系统采用时间分割法进行插补。

●2级中断服务程序主要对NC键盘的开关和按键信号、机床操作面板的开关和按键信号进行监控处理，以及M,S,T强电信号进行处理和输出。

●3级中断服务程序主要任务是为插补工作做准备

●6.3级中断服务程序内部采用什么样的工作方式？

●答：

3级中断服务程序内部采用采用查询工作方式。

●7.初始化程序完成的工作有哪些？

●答;1）EPROM区检查

●2）系统工作区、缓冲区的检查

●3）CTC进行初始化

●4）8279,MC6847芯片初始化

●8.设置口状态字的作用是什么？

答;为子任务设置是否执行标志。

●

●9.在STD80数控系统里，反向间隙补偿和程序段终点判别各在那级中断服务程序完成？

●答;反向间隙补偿在0级中断端服务程序中完成。

●程序段终点判别在1级中断端服务程序中完成。

●10.插补的输出是匀速的，经过指数加减速处理以后是否会造成实际位移信息丢失，为什么？

答：

不会。

因为经过指数加速处理后，丢失的信息将会存储在误差累加器中，在减速过程时，指令为0，误差累加器将释放累加的信息，这样就不会造成实际位移信息的丢失。

●11.切削加工为什么不宜采用直线加减速？

答：

因为在切削加工时，直线加减速不够平稳，造成刀具对工件有冲击，形成振动，导致造成误差。

●

本章综合练习

1.直线感应同步器的结构组成。

2.感应同步器的输入信号和输出信号之间的关系，其中哪一个变量是和被测位移有对应关系，该参数可以通过什么电路检出。

3.滑尺上的两个绕组在空间上为什么要错开¼节距。

4.在鉴相伺服进给系统中，比较指令信号和定尺输出信号，比较输出的结果表示的是什么，某工作周期的指令位移为0.05mm,换算成电角度θ1是多少，如标准激磁信号为：

U=Umsinωt，写出对应的指令电压信号UT。

5.光栅的结构组成。

6.莫尔条纹的特性。

7.光栅的位移测量原理。

8.光栅的辨向原理。

9.脉冲编码器的种类、特点以及它们各自在数控机床上的应用示例。

●填空练习题：

●1.步进电机的步距角是指（）。

●2.步距角的大小和（）、（）以及（）有关。

●3.步进电机由（）和（）两部分组成。

●4.步进电机的起动频率是指（）。

●5.步进电机扭矩频率特性是指（）。

●6.设计进给系统时，一般根据要求的脉冲当量选择步进电机的（），同时要考虑到（）。

●7.根据（）选择电机的扭矩。

●8.设计进给系统时，有多个因素影响工作台定位精度，步进电机的（）是其中之一，因此可以根据（）选择电机的精度。

●9.极限情况下，折算到电机轴上的负载惯量（）电机自身的惯量。

●10.步进电机最高工作频率是指（）。

●11.直流伺服电机可以通过调节（）、（）和（）实现调速，其中（）是常用的方法。

●12.直流伺服电机的机械特性是指（）。

●13.TM和TE是电机的（）和（），它们和（）有关，它们影响电机的（）。

●14.脉宽调速简称（），它是通过调整脉冲的宽度调节（）。

本章综合练习：

1.进给伺服系统的性能

2.伺服驱动电机的种类及特点

3.步进电机的工作原理

4.步进电机的使用特性指标

5.步进电机的选型步骤和原则

6.直流伺服电机的PWM调速原理

7.直流伺服电机的机械特性

8.直流伺服电机的动态特性

9.步进电机的功率放大电路原理