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数控机床与编程课后习题参考答案
第1章
1数控机床由哪几部分组成?
答:数控机床主要由机床本体,数控系统,驱动系统,辅助装置等
几个部分组成。
2数控机床有哪些类型?
答:数控车床,数控卧式镗床,数控立式升降台铣床,五坐标摆动
工作台铣床,五坐标摆头铣床。
3数控机床加工有哪些特点?
答:适应性强,精度高,效率高,减轻劳动强度`改善劳动条件。
4什么是点位控制及轮廓控制?所用的数控机床有何不同?
答:(1)点位控制或位置控制数控机床只能控制工作台或刀具从
一个位置精确地移动到另一个位置,在移动过程中不进行加工,各个
运动轴可以同时移动,也可以依次移动。如数控镗·钻·冲·数控点
焊机及数控折弯机等机等均属此类机床(2)轮廓控制数控机床能够
同时对两个或两个以上坐标轴进行连续控制,具有插补功能,工作台
或刀具边移动边加工。如数控铣·车·磨·及加工中心等是典型的轮
廓控制数控机床,数控火焰切割机,数控线切割及数控绘图机等也都
采用轮廓控制系统。
5什么是开环控制系统,闭环控制系统和半闭环控制系统?它们各有
何特点?
答:(1)开环控制数控机床不带位置检测反馈装置,通常使用功
率步进电动机或电液马达作为执行机构,数控装置输出的脉冲通过环
形分配器和驱动电路,使步进电动机转过相应的步距角,再经过减速
齿轮带动丝杠旋转,最后转换为移动部件的直线位移。其反应快,调
试方便,比较稳定,维修简单。但系统对移动部件的误差没有补偿和
矫正,步进电动机的步距误差,齿轮与丝杠等的传动链误差都将反应
到被加工零件的精度中去,所以精度比较低。此类数控机床多为经济
类机床。(2)闭环控制数控机床带有检测反馈装置,位置检测器安
装在机床运动部件上,加工中将检测到的实际运行位置值反馈到数控
装置中,与输入的指令位置相比较,用差值对移动部件进行控制,其
精度高。从理论上说,闭环系统的控制精度主要取决于检测装置的精
度,但这不意味着可以降低机床的结构与传动链的要求,传动系统的
刚性不足及间隙,导轨的爬行等各种因素将增加调试的困难,严重时
会使闭环控制系统的品质下降甚至引起震荡。故闭环系统的设计和调
试都有较大的难度,此类机床主要用于一些精度要求较高的镗铣床,
超精度车床和加工中心等。(3)半闭环控制数控机床与闭环控制不同
的是,检测元件安装在电动机的端头或丝杠的端头。该系统不是直接
测量工作台的位移量,而是通过检测丝杠或电动机轴上的转角间接地
测量工作台的位移量,然后反馈给数控装置。显然,半闭环控制系统
的实际控制量是丝杠的转动,而由丝杠转动变换为工作台的移动,不
受闭环的控制,这一部分的精度由丝杠-螺母副的转动精度来保证。
其特点是比较稳定,调试方便,精度介于开环于闭环之间,被广泛采
用。
6若Fi0时,请导出DDA直线插补时新加工点偏差的通式?
7试述数控机床加工的基本工作原理?
答:数控机床加工时,是根据零件图样要求及加工工艺过程,将所
用刀具及机床各部件的移动量,速度,及动作先后顺序,主轴转速,
主轴旋转方向及冷却等要求,以规定的数控代码形式编成程序单,并
输入到机床专用计算机中。然后,数控系统根据输入的指令,进行编
译,运算和逻辑处理,输出各种信号指令,控制机床各部分进行规定
的位移和有顺序的动作,加工出各种不同形式的零件。
第2章
1数控编程的数值计算包括哪些内容?
答:零件轮廓中几何元素的基点,插补线段的节点,刀具中心位置
及辅助计算等内容。
2什么是基点与节点?基点和节点有什么区别?
答:(1)基点就是构成零件轮廓的各相邻几何元素之间的交点或
切点。节点是在满足容差要求条件下用若干插补线段去逼近实际轮廓
曲线时,相邻两插补线段的焦点。(2)一般来说,基点的坐标根据
图样给定的尺寸,利用一般的解析几何或三角函数关系不难求得。节
点的计算比较复杂,方法也很多,是手工编程的难点。有条件时,应
尽可能借助于计算机来完成,以减少计算误差并减轻编程人员的工作
量。
3等步长法插补轮廓曲线,其插补节点的计算步骤是什么?试述其特
点和适用范围。
答:(1)求取线段的最小曲率半径Rmin插补步长h求插补节
点(2)等步长是指插补的直线段长度相等,而插补误差则不一定相
同。计算插补节点时,必须使产生的最大插补误差小于或等于容许的
插补误差,以满足加工精度的要求。
4等误差法插补轮廓曲线,其插补节点的计算步骤是什么?试述其特
点和适用范围。
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