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(2010春)数控机床电气控制作业及答案

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答:1)电磁波干扰 2)供电线路的干扰 3)信号传输干扰

10. 如图所示,说明变频器中的控制电路接线与主电路相交时,如何才能避免主电路对控制电路的干扰?

答:变频器中的控制电路(其它电器控制电路亦如此)接线要距离电源线至少100mm以上,两者绝对不可放在同一个导线槽内。另外,控制电路配线与主电路配线相交时要成直角相交,控制电路的配线应采用屏蔽双绞线。

11. 数控机床常用的抗干扰措施有哪些? 答:1)减少供电线路干扰 2)减少机床控制中的干扰 3)屏蔽

4)保证“接地”良好

12. 数控机床为什么要保证“接地”良好?其地线系统有哪三种?

数控机床的地线系统

答:“接地”是数控机床安装中一项关键的抗干扰技术措施。电网的许多干扰都是通过“接地”这条途径对机床起作用的,所以,数控机床一定要保证“接地”良好。 数控机床的地线系统有这样三种:

1)信号地用来提供电信号的基准电位(0V)。

2)框架地是以安全性及防止外来噪声和内部噪声为目的的地线系统,它是装置的面板、单元的外壳、操作盘及各装置间接口的屏蔽线。 3)系统地是将框架地与大地相连接。 数控机床电气控制作业(三) 1.简述伺服系统的组成。

答:数控机床伺服系统一般由位置检测装置、位置控制、伺服驱动装置、伺服电动机及机床进给传动链组成。

2.步进电动机的转速和转向是如何控制的?

答:步进电动机受脉冲的控制,其转子的角位移量和转速严格地与输入脉冲的数量和脉冲频率成正比,改变通电顺序可改变步进电动机的旋转方向;改变通电频率可改变电动机的转速。 3.步进电机驱动的环形脉冲分配器有何作用?它有哪些实现方式?

答:环形脉冲分配器是用于控制步进电动机的通电方式的,其作用是将CNC装置送来的一系列指令脉冲按照一定的循环规律依次分配给电动机的各相绕组,控制各相绕组的通电和断电。环形脉冲分配可采用硬件和软件两种方法实现。

5.变频器分为哪两大类?各有什么特点?

答:变频器有交一交变频器、交一直一交变频器两大类,如图4.23所示。交一交变频器没有明显的中间滤波环节,电网提供的交流电被直接变成可调频率与电压的交流电,又称直接变频器。交一直一交变频器是先把电网提供的交流电转换为直流电,经中间滤波后,再进行逆变,而转变为变频变压的交流电,故称为间接变频器。直接变频器只需进行一次能量的变换,所以变换的效率高,工作可靠,但频率的变化范围有限,多用于低频大容量的调速。间接变频器需进行两次电能的变换,所以变换效率低,但频率变换范围大。目前一般采用间接变频器。

a)交一交变频器 b)交一直一交变频器 图题5 两种类型的变频器

6.正弦波脉宽调制(SPWM)变频器有什么特点?简述其工作原理。

答:正弦波脉宽调制(SPWM)变频器结构简单,电网功率因数接近于1,且不受逆变器负载大小的影响,系统动态响应快,输出波形好,使电机可在近似于正弦波的交变电压下运行,脉动转矩小,扩展了调速范围,提高了调速性能,因此,在数控机床的交流驱动中广泛使用。

基本工作原理是先将50Hz交流电经整流变压器变压得到所需电压,经二极管不可控整流和电容滤波,形成恒定直流电压,而后送入由大功率晶体管构成的逆变器主电路,输出三相电压和频率均可调整的等效于正弦波的脉宽调制波(SPWM波),即可拖动三相电机运转。

7.何谓主轴定向控制?简述其作用。

答:主轴定向控制又称主轴准停控制,即当主轴停止时能控制其停在固定位置。 其作用如下。 ①刀具交换

在加工中心中,当主轴停转进行刀具交换时,主轴需停在一个固定不变的位置上,从而保证主轴端面上的键也在一个固定的位置,这样,换刀机械手在交换刀具时,能保证刀柄上的键槽对正主轴端面上的定位键。 ②镗孔退刀

在精镗孔退刀时,为了避免刀尖划伤已加工表面,采用主轴准停控制,使刀尖停在一个固定位置(X轴或y轴上),以便主轴偏移一定尺寸后,使刀尖离开工件表面进行退刀。

8.为什么数控机床主轴要进行分段无级变速控制?

数控机床主轴要采用分段无级变速控制,是为了既能在低档时主轴输出大扭矩,又能在高档时主轴转速可达到最高转速的要求。

9.位置检测装置在数控机床控制中的主要作用是什么?

答:位置检测装置是数控系统的重要组成部分,在闭环或半闭环控制的数控机床中,必须利用位置检测装置把机床运动部件的实际位移量随时检测出来,与给定的控制值(指令信号)进行比较,从而控制驱动元件正确运转,使工作台(或刀具)按规定的轨迹和坐标移动。

10.何谓绝对式测量和增量式测量,间接测量和直接测量?

答:绝对式位置检测是:每个被测点的位置都从一个固定的零点算起;增量式位置检测是:只测位移增量,每检测到位置移动一个基本单位时,输出一个脉冲波或正弦波,通过脉冲计数便可得到位移量。 位置检测装置所测量的对象就是被测量本身,叫做直接测量。采用安装在电机或丝杠轴端的回转型检测元件间接测量机床直线位移的检测方法,叫做间接测量。

数控机床电气控制作业(四) 1. PLC有何主要特点?

答:(1)可靠性高、抗干扰能力强; (2)控制系统构成简单、通用性强; (3)编程简单,使用、维护方便;

(4)组合方便、功能强、应用范围广; (5)体积小、质量轻、功耗低。

2. PLC的硬件结构与软件由哪几部分组成?各有什么作用?

答:1、PLC的硬件结构由中央处理单元(CPU)、存储器、输入/输出接口、编程器、电源等几部分组成。其作用:

(1)中央处理单元(CPU):是执行系统控制,从输入接口读取各开关状态,根据梯形图程序进行逻辑处理,并将处理结果输送到输出接口。 (2)存储器:用于存储数据或程序的。

(3)输入/输出接口:是CPU与现场I/O设备联系的桥梁。输入接口接收和采集输入信号。输出接口电路将内部电路输出的弱电信号转换为现场需要的强电信号输出,以驱动执行元件。

(4)编程器:用来输入和编辑用户程序,也可以来监视PLC运行时各编程元件的工作状态。 (5)电源:把外部供应的电源变换成系统内部各单元所需的电源。 PLC的软件分为系统软件和用户软件。其作用:

(1)系统软件:第一是运行管理;第二是存储空间管理;第三是系统自检程序。

(2)用户软件:用户根据现场控制的需要,用PLC编程语言编制的应用程序,通过编程器将其输入到PLC内存中,用来实现各种控制要求。

3. PLC采用什么工作方式?简述其工作原理。 答:PLC采用的是周期性循环扫描的工作方式。

工作原理:在PLC运行时,CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序,按指令步序号(或地址号)作周期性循环扫描,如无跳转指令,则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序,直至程序结束。然后重新返回第一条指令,开始下一轮新的扫描。在每次扫描过程中,还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。

4. PLC中常用的编程语言有哪些?请说明梯形图中“能流”的概念。 答:PLC编程语言有梯形图、语句表(指令表)、功能表图等。

梯形图是一种编程语言,其母线端无任何电源。为了便于理解,在梯形图中引入了人一个假想的电流,成为“能流”。“能流”在梯形图中只能从左向右单向流动。

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