数控机床控制系统

习题1-2 数控机床控制系统

图1-2-1 数控机床控制方式

一. 判断下列说法的对错，并将错的地方改正。 1. （ 2. （ 3. （ 4. （ 5. （ 6. （ 7. （ 8. （ 9. （ 10. （ 11. （ 12. （

的。 13. （ 14. （ 15. （ 16. （ 17. （

）CNC中位置调节器是用模拟调节器。

）在双环进给轴控制器中，转速调节器的输入是位置调节器的输出。 ）穿孔纸带（tape）是控制介质的一种。 ）软盘属于输出装置。

）M功能指令被传送至PLC-CPU，用PLC程序来实现M功能。

）主轴（spindle）转速控制，刀具（tool）自动交换控制属于数控系统的辅助功能。 ）数控系统的主要功能是控制运动坐标的位移及速度。

）轮廓控制数控系统控制的轨迹一般为与某一坐标轴(axis)相平行的直线。 ）直线控制数控系统可控制任意斜率的直线轨迹。 ）开环控制数控系统无反馈（feedback）回路。

）配置SINUMERIK 802S数控系统的数控机床采用步进电动机作为驱动元件。 ）闭环控制数控系统的控制精度(accuracy)高于开环控制数控系统的控制精度。 ）全闭环控制数控系统不仅具有稳定的控制特性，而且控制精度高。 ）半闭环控制数控机床安装有直线位移检测装置。

）机床工作台（table）的移动是由数控装置发出位置控制命令和速度控制命令而 ）刀具（tool）按程序正确移动是按照数控装置发出的开关命令实现的。 ）机床主轴（spindle）的起动与停止是根据CNC发出的开关命令，由PLC完成

实现的。

18. （ ）数控加工程序中有关机床电器的逻辑控制及其他一些开关信号的处理是用PLC

控制程序来实现的，一般用C语言编写。

19. （ ）HAAS立式加工中心的自动换刀动作是这样完成的：换刀指令经CNC-CPU译码后，由轴控制器(axis controller)控制完成。

20. （ ）HAAS立式加工中心(vertical machining center)共有三个坐标轴，其控制主要由PLC完成。

21. （ ）CNC machines generally read and execute the program directly from punched tapes. 22. （ ）CNC对加工程序解释时，将其区分成几何的、工艺的数据和开关功能。刀具（tool）的选择和交换即属于开关功能。

23. （ ）位置调节器的命令值就是插补器发出的运动序列信号。 24. （ ）目前的闭环伺服系统都能达到0.001μm的分辨率。 25. （ ）经济型数控机床一般采用半闭环系统。 26. （ ）数控机床一般采用PLC作为辅助控制装置。

27. （ ）半闭环和全闭环位置反馈系统的根本差别在于位置传感器安装的位置不同，半闭环的位置传感器安装在工作台上，全闭环的位置传感器安装在电机的轴上。 28.（ ）只有半闭环系统需要进行螺距误差补偿，而全闭环系统则不需要。 29.（ ）数控机床的数控系统主要由计算机数控装置和伺服系统等部分组成。

二. 填充，以完成下列各表述。

1. 只有在位置偏差（跟随误差）为 时，工作台才停止在要求的位置上。 2. 半闭环控制中，CNC精确控制电动机的旋转角度，然后通过 传动机构，将角度转换成工作台的直线位移。

3. 开环伺服系统主要特征是系统内没有 装置，通常使用 为伺服执行机构。 4. 辅助控制装置的主要作用是接受数控装置输出的 指令信号，主要控制装置是 。 5. 数控机床控制系统包括了 、 、 、 、 、 。 6. 进给伺服系统是以 为控制量的自动控制系统，它根据数控装置插补运算生成的 ，精确地变换为机床移动部件的位移，直接反映了机床坐标轴跟踪运动指令和实际定位的性能。

7. 闭环和半闭环控制是基于 原理工作的。

8. 数控机床的基本组成包括 、 、 、 、 、 以及机床本体。

图1-2-2 HAAS立式加工中心

9. 无论是半闭环还是闭环进给系统，都要求传动部件刚度好、间隙小。在 系统中，传动部件的间隙直接影响进给系统的定位精度；在 系统中，传动部件的间隙影响进给系统的稳定性。

三. 选择正确的答案。

1. 欲加工一条与X轴成30°的直线轮廓，应采用 数控机床。

A. A.

点位控制 闭环

B. 直线控制 B. 半闭环

C. 轮廓控制 C. 开环

2. 经济型数控车床多采用 控制系统。

3. 数控机床组成如图所示，其中 把来自CNC装置的微弱指令信号通过调节、放大后驱动伺服电动机，通过传动系统驱动机床运动，使工作台精确定位或使刀具与工件按规定的轨迹作相对运动，最后加工出符合图纸要求的零件。

A、 ① B、 ② C、④ D、⑤

③主轴驱动系统

①输

入/②数

④伺服驱动系统输出控装

装置置

⑤辅助控制装置

⑥反馈系统

⑦机床本体

图1-2-3 数控机床的基本组成

4. 数控机床伺服系统是以 为直接控制目标的自动控制系统。 A.机械运动速度 B.机械位移 C.切削力 D.机械运动精度 5. 采用开环进给伺服系统的机床上，通常不安装 。 A.伺服系统 B.制动器

C.数控系统 D.位置检测器件

6、数控系统中CRT显示的坐标轴现在位置值是控制器的指令值还是坐标轴实际位置值（如编码器的反馈值）？ A. 指令值 B. 实际值

C. 开环系统中为指令值，闭环系统中通过参数设置为实际值或指令值

18. 是CNC控制系统的基本功能。

A．输入、输出、插补 C．输入、输出、伺服 制数控机床。

A. 点位控制数控机床 C. 半闭环控制数控机床

四. 按要求回答问题或完成任务。

1. 请画出半闭环控制数控系统的框图，并说出半闭环与全闭环之间的区别。

2. 试从控制精度、系统稳定性及经济性三方面，比较数控系统开环系统、半闭环系统、全闭环系统的区别。

3. 试用框图说明CNC系统的组成原理，并解释各部分的作用。

B. 点位直线控制数控机床 D. 轮廓控制数控机床

B．输入、插补、伺服控制 D．输入、显示、插补

13. 按数控系统的控制方式分类，数控机床分为：开环控制数控机床、 、闭环控