閉環(huán)控制數控機床的特點
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閉環(huán)控制數控機床的特點范文第1篇
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形考任務1
一、單項選擇題（每小題3分，共66分）
題目1
數控機床指的是（
），對機床的加工過程進行自動控制的一類機床。
選擇一項：
d.
裝備了
NC或CNC
系統的機床
題目2
（
）屬于數控機床的機床本體。
選擇一項：
d.
床身
題目3
（
）屬于數控機床的反饋裝置。
選擇一項：
d.
光柵
題目4
（
）屬于數控機床的輔助裝置。
選擇一項：
b.
裝置
題目5
（
）屬于數控機床的伺服系統。
選擇一項：
c.
伺服電機
題目6
（
）是機床實現自動加工的核心。
選擇一項：
d.
數控系統
題目7
按照工藝用途分類，數控銑床屬于（
）數控機床。
選擇一項：
a.
金屬切削類
題目8
按照運動軌跡控制分類，加工中心屬于（
）。
選擇一項：
b.
輪廓控制
題目9
欲加工一條與X軸成60°的直線輪廓，應采用（
）數控機床。
選擇一項：
d.
輪廓控制
題目10
全閉環(huán)控制數控機床比開環(huán)及半閉環(huán)控制數控機床（
）。
選擇一項：
b.
精度高
題目11
（
）數控機床只有控制信息的前向通道，沒有檢測裝置，不具有反饋環(huán)節(jié)。結構簡單、調試方便、容易維修、成本較低，但其控制精度不高。
選擇一項：
a.
開環(huán)控制
題目12
數控機床使用反饋裝置的作用是為了（
）。
選擇一項：
b.
提高機床的定位精度、加工精度
題目13
（
）數控機床的反饋裝置安裝在數控機床終端移動部件上，其加工精度高，移動速度快，但調試和維修比較復雜，成本高。
選擇一項：
b.
全閉環(huán)控制
題目14
數控機床全閉環(huán)進給伺服系統與半閉環(huán)進給伺服系統的主要區(qū)別在于（
）。
選擇一項：
c.
反饋單元的安裝位置
題目15
數控機床按運動軌跡控制分為點位控制數控機床、直線控制數控機床和（
）數控機床。
選擇一項：
a.
輪廓控制
題目16
數控機床解決了在普通機床加工中存在的一系列缺點和不足，為（
）的精密復雜零件提供了自動化加工手段。
選擇一項：
a.
單件、小批量生產
題目17
數控機床解決了在普通機床加工中存在的一系列缺點和不足，它的特點有加工精度高、（
）、自動化程度高、勞動強度低、生產效率高等。
選擇一項：
b.
對加工對象的適應性強
題目18
世界上第一臺數控機床是在（
）國研制成功的。
選擇一項：
d.
美國
題目19
并聯機床是突破傳統機床結構的最新一代的數控機床，（
）不是并聯機床的優(yōu)點。
選擇一項：
a.
控制簡單
題目20
在國內外近年來生產的高速數控機床中，越來越多地采用圖1所示（
）。從而把機床主傳動鏈的長度縮短為零，實現了機床的“零傳動”。
選擇一項：
a.
電主軸
題目21
在采用全數字伺服系統的基礎上，采用圖2所示（
）直接驅動機床工作臺實現“零傳動”伺服進給方式。
選擇一項：
c.
直線電機
題目22
（
）不是數控機床機械結構的主要特點。
選擇一項：
a.
抗振性差
二、判斷題（每小題2分共34分）
題目23
數控機床是采用數字控制技術對機床的加工過程進行自動控制的一類機床。
選擇一項：
對
題目24
計算機數控系統是由計算機承擔數控中的命令發(fā)生器和控制器的數控系統。
選擇一項：
對
題目25
伺服系統是數控機床的機械結構實體，是用于完成各種切割加工的機械部分。
選擇一項：
錯
題目26
反饋裝置是數控系統和機床本體之間的電傳動聯系環(huán)節(jié)。
選擇一項：
錯
題目27
開環(huán)控制系統一般適用于經濟型數控機床和舊機床數控化改造。
選擇一項：
對
題目28
閉環(huán)控制數控機床常采用步進電機為驅動裝置的。
選擇一項：
錯
題目29
采用開環(huán)控制系統數控機床的精度高于采用閉環(huán)系統的數控機床。
選擇一項：
錯
題目30
通常一臺數控機床的聯動軸數一般會大于或等于可控軸數。
選擇一項：
錯
題目31
可控軸數是指機床數控裝置能夠控制的坐標數目，即數控機床有幾個運動方向采用了數字控制。
選擇一項：
對
題目32
聯動軸數是指機床數控裝置控制各坐標軸協調動作的坐標軸數目。
選擇一項：
對
題目33
當改變加工零件時，在數控機床上只要改變加工程序，就可繼續(xù)加工新零件。
選擇一項：
對
題目34
數控機床是為了解決單件、小批量、精度高、形狀復雜的零件加工的自動化要求而產生的。
選擇一項：
對
題目35
數控機床的使用提高生產效率，經濟效益明顯，有利于生產管理的現代化。
選擇一項：
對
題目36
數控機床正在不斷采用最新技術成就，朝著高速化、高精度化、多功能化、智能化、系統化與高可靠性等方向發(fā)展。
選擇一項：
對
題目37
數字伺服系統指的是伺服系統中的控制信息用數字量來處理。
選擇一項：
對
題目38
機械動、靜摩擦的非線性不會導致數控機床爬行。
選擇一項：
錯
題目39
電滾珠絲桿是伺服電動機與滾珠絲桿的集成，采用電滾珠絲桿可以大大簡化數控機床的結構。
選擇一項：
對
形考任務2
一、單項選擇題（每小題2分，共64分）
題目1
經濟型數控車床常采用（
），它的優(yōu)點是加工工藝性好，其刀架水平放置，有利于提高刀架的運動精度，但這種結構床身下部空間小，排屑困難。
選擇一項：
b.
水平床身
題目2
車削中心是以（
）為基本體，并在其礎上進一步增加動力銑、鉆、鏜，以及副主軸的功能，以實現多工序復合加工的機床。
選擇一項：
a.
全功能型數控車床
題目3
采用經濟型數控系統的機床不具有的特點是（
）。
選擇一項：
d.
必須采用閉環(huán)控制系統
題目4
一般采用開環(huán)控制的經濟型數控機床沒有（
）。
選擇一項：
a.
反饋裝置
題目5
加工中心按照功能特征分類，可分為
（
）、鉆削和復合加工中心。
選擇一項：
d.
鏜銑
題目6
立式加工中心是指主軸軸線與工作臺（
）設置的加工中心，主要適用于加工板類、盤類、模具及小型殼體類復雜零件。
選擇一項：
d.
垂直
題目7
臥式加工中心是指主軸軸線與工作臺（
）設置的加工中心,主要適用于加工箱體類零件。
選擇一項：
a.
平行
題目8
（
）集中了金屬切削設備的優(yōu)勢，具備多種工藝手段。有自動換刀裝置，能實現工件一次裝卡后完成銑、鏜、鉆、鉸、锪、攻螺紋等多道工序或全部工序的加工。
選擇一項：
b.
加工中心
題目9
加工中心最突出的特征是是設置有（
）。
選擇一項：
b.
自動換刀裝置
題目10
加工中心集中了金屬切削設備的優(yōu)勢，具備多種工藝手段，能實現工件一次裝卡后的銑、鏜、鉆、鉸、锪攻螺紋等綜合加工。加工中心最大的特點是有（
）。
選擇一項：
a.
自動換刀裝置
題目11
圖1所示數控車床采用（
）結構，這種布局結構具有機床外形美觀，占地面積小，易于排屑和冷卻液的排流，便于操作者操作和觀察，易于安裝上下料機械手，實現全面自動化等特點。
選擇一項：
c.
傾斜床身
題目12
數控車床采用（
），加工工藝性好，其刀架水平放置，有利于提高刀架的運動精度，但這種結構床身下部空間小，排屑困難。
選擇一項：
c.
水平床身
題目13
以多面孔系加工為主，工序集中且復雜的箱體類零件，一般選用（
）進行加工。
選擇一項：
a.
臥式加工中心
題目14
對箱體類，異形類，型腔模具工件，如果加工余量小（精加工），而且以單面孔系加工為主，工序集中的，一般選用（
）進行加工。
選擇一項：
d.
立式加工中心
題目15
圖3所示加工中心，按主軸在加工時的空間位置進行分類，屬于（
）。
選擇一項：
b.
立式加工中心
題目16
在數控銑床的運動分配與部件布局中，一般需要對工件的多個側面進行加工，則主軸應布局成（
）。
選擇一項：
a.
臥式
題目17
數控電火花線切割機床加工的特點有（
）。
選擇一項：
a.
金屬材料的硬度和韌性不影響加工速度
題目18
電火花加工的原理是基于工具和工件(正、負電極)之間脈沖性火花放電時的電蝕現象來蝕除多余的金屬，以達到對零件的尺寸、形狀及表面質量預定的加工要求。電火花加工最大的局限性是（
）。
選擇一項：
b.
只能用于加工金屬等導電材料“
題目19
常用數控電火花加工機床的加工局限性（
）。
選擇一項：
b.
只能用于加工金屬等導電材料
題目20
通常數控電火花加工機床可以加工（
）。
選擇一項：
b.
導電材料
題目21
數控電火花線切割機床屬于（
）。
選擇一項：
b.
放電加工
題目22
（
）是數控機床實現自動加工的核心，是整個數控機床的靈魂所在。
選擇一項：
d.
數控系統
題目23
數控系統中的CNC的中文含義是（
）。
選擇一項：
a.
計算機數字控制
題目24
CNC是由（
）承擔數控中的命令發(fā)生器和控制器的數控系統。
選擇一項：
c.
計算機
題目25
（
）是數控機床操作人員與數控系統進行信息交換的窗口。
選擇一項：
a.
人機界面
題目26
數控系統中的PLC是（
）。
選擇一項：
d.
人機界面
題目27
（
）的作用是用來完成數控機床的邏輯控制。
選擇一項：
d.
可編程控制器
題目28
數控機床的插補功能，由（
）來完成。
選擇一項：
d.
數字控制
題目29
下列功能中，（
）是數控系統目前一般所不具備的。
選擇一項：
d.
刀具刃磨功能
題目30
（
）不是數控系統的特點。
選擇一項：
d.
不具有通用性
題目31
（
）是數控機床的核心關鍵部件，特別是對于高檔數控機床，它是決定機床裝備的性能、功能、可靠性和成本的關鍵因素。
選擇一項：
d.
數控系統
題目32
數控車床的機床本體與普通車床相比，在結構上差別最大的部件是（
）。
選擇一項：
d.
進給傳動系統
形考任務3
一、單項選擇題（每小題2分，共64分）
題目1
經濟型數控車床常采用（
），它的優(yōu)點是加工工藝性好，其刀架水平放置，有利于提高刀架的運動精度，但這種結構床身下部空間小，排屑困難。
選擇一項：
b.
水平床身
題目2
車削中心是以（
）為基本體，并在其礎上進一步增加動力銑、鉆、鏜，以及副主軸的功能，以實現多工序復合加工的機床。
選擇一項：
a.
全功能型數控車床
題目3
采用經濟型數控系統的機床不具有的特點是（
）。
選擇一項：
d.
必須采用閉環(huán)控制系統
題目4
一般采用開環(huán)控制的經濟型數控機床沒有（
）。
選擇一項：
a.
反饋裝置
題目5
加工中心按照功能特征分類，可分為
（
）、鉆削和復合加工中心。
選擇一項：
d.
鏜銑
題目6
立式加工中心是指主軸軸線與工作臺（
）設置的加工中心，主要適用于加工板類、盤類、模具及小型殼體類復雜零件。
選擇一項：
d.
垂直
題目7
臥式加工中心是指主軸軸線與工作臺（
）設置的加工中心,主要適用于加工箱體類零件。
選擇一項：
a.
平行
題目8
（
）集中了金屬切削設備的優(yōu)勢，具備多種工藝手段。有自動換刀裝置，能實現工件一次裝卡后完成銑、鏜、鉆、鉸、锪、攻螺紋等多道工序或全部工序的加工。
選擇一項：
b.
加工中心
題目9
加工中心最突出的特征是是設置有（
）。
選擇一項：
b.
自動換刀裝置
題目10
加工中心集中了金屬切削設備的優(yōu)勢，具備多種工藝手段，能實現工件一次裝卡后的銑、鏜、鉆、鉸、锪攻螺紋等綜合加工。加工中心最大的特點是有（
）。
選擇一項：
a.
自動換刀裝置
題目11
圖1所示數控車床采用（
）結構，這種布局結構具有機床外形美觀，占地面積小，易于排屑和冷卻液的排流，便于操作者操作和觀察，易于安裝上下料機械手，實現全面自動化等特點。
圖1
選擇一項：
c.
傾斜床身
題目12
數控車床采用（
），加工工藝性好，其刀架水平放置，有利于提高刀架的運動精度，但這種結構床身下部空間小，排屑困難。
圖2
選擇一項：
c.
水平床身
題目13
以多面孔系加工為主，工序集中且復雜的箱體類零件，一般選用（
）進行加工。
選擇一項：
a.
臥式加工中心
題目14
對箱體類，異形類，型腔模具工件，如果加工余量?。ň庸ぃ?，而且以單面孔系加工為主，工序集中的，一般選用（
）進行加工。
選擇一項：
d.
立式加工中心
題目15
圖3所示加工中心，按主軸在加工時的空間位置進行分類，屬于（
）。
選擇一項：
b.
立式加工中心
題目16
在數控銑床的運動分配與部件布局中，一般需要對工件的多個側面進行加工，則主軸應布局成（
）。
選擇一項：
a.
臥式
題目17
數控電火花線切割機床加工的特點有（
）。
選擇一項：
a.
金屬材料的硬度和韌性不影響加工速度
題目18
電火花加工的原理是基于工具和工件(正、負電極)之間脈沖性火花放電時的電蝕現象來蝕除多余的金屬，以達到對零件的尺寸、形狀及表面質量預定的加工要求。電火花加工最大的局限性是（
）。
選擇一項：
b.
只能用于加工金屬等導電材料“
題目19
常用數控電火花加工機床的加工局限性（
）。
選擇一項：
b.
只能用于加工金屬等導電材料
題目20
通常數控電火花加工機床可以加工（
）。
選擇一項：
b.
導電材料
題目21
數控電火花線切割機床屬于（
）。
選擇一項：
b.
放電加工
題目22
（
）是數控機床實現自動加工的核心，是整個數控機床的靈魂所在。
選擇一項：
d.
數控系統
題目23
數控系統中的CNC的中文含義是（
）。
選擇一項：
a.
計算機數字控制
題目24
CNC是由（
）承擔數控中的命令發(fā)生器和控制器的數控系統。
選擇一項：
c.
計算機
題目25
（
）是數控機床操作人員與數控系統進行信息交換的窗口。
選擇一項：
a.
人機界面
題目26
數控系統中的PLC是（
）。
選擇一項：
d.
人機界面
題目27
（
）的作用是用來完成數控機床的邏輯控制。
選擇一項：
d.
可編程控制器
題目28
數控機床的插補功能，由（
）來完成。
選擇一項：
d.
數字控制
題目29
下列功能中，（
）是數控系統目前一般所不具備的。
選擇一項：
d.
刀具刃磨功能
題目30
（
）不是數控系統的特點。
選擇一項：
d.
不具有通用性
題目31
（
）是數控機床的核心關鍵部件，特別是對于高檔數控機床，它是決定機床裝備的性能、功能、可靠性和成本的關鍵因素。
選擇一項：
d.
數控系統
題目32
數控車床的機床本體與普通車床相比，在結構上差別最大的部件是（
）。
選擇一項：
d.
進給傳動系統
形考任務4
一、單項選擇題（每小題4分，共64分）
題目1
（
）檢驗又稱靜態(tài)精度檢驗，是綜合反映機床關鍵零部件經組裝后的綜合幾何形狀誤差。
選擇一項：
a.
幾何精度
題目2
數控機床精度檢驗中，（
）的檢驗是表明所測量的機床各運動部位在數控裝置控制下，運動所能達到的精度。
選擇一項：
b.
定位精度
題目3
下列（
）檢驗屬于定位精度檢驗。
選擇一項：
d.
直線運動軸機械原點的返回精度
題目4
對加工中心的（
）檢驗，屬于定位精度檢驗。
選擇一項：
b.
回轉軸原點的返回精度
題目5
數控機床幾何精度檢查時首先應該進行（
）。
選擇一項：
b.
安裝水平的檢查與調整
題目6
對數控銑床的（
）檢驗，屬于切削精度檢驗。
選擇一項：
c.
斜線銑削精度
題目7
圖1所示（
），可用于數控機床的直線運動定位精度檢驗。
選擇一項：
b.
激光干涉儀
題目8
圖2所示（
）的工作原理是將其兩端分別安裝在機床的主軸與工作臺上(或者安裝在車床的主軸與刀塔上)，測量兩軸插補運動形成的圓形軌跡，并將這一軌跡與標準圓形軌跡進行比較，從而評價機床產生誤差的種類和幅值。
選擇一項：
c.
球桿儀
題目9
將被測物體置于圖3所示（
）的測量空間，可獲得被測物體上各測點的坐標位置，根據這些點的空間坐標值，經計算可求出被測的幾何尺寸、形狀和位置。
選擇一項：
b.
三坐標測量機
題目10
數控機床的使用條件有明確的要求，與數控機床的基本使用條件不符的是（
）。
選擇一項：
c.
無需保護接地
題目11
在數控生產技術管理中，除對操作、刀具、維修人員的管理外，還應加強對（
）的管理。
選擇一項：
a.
編程人員
題目12
按報警號分類，數控系統的報警可分為（
）和用戶報警兩大類。
選擇一項：
a.
系統故障
題目13
數控機床的故障按故障內容分類，可分為（
）和電氣故障兩大類。
(
選擇一項：
b.
機械故障
題目14
數控機床的故障按故障特征分類，可分為（
）和有報警故障兩大類。
選擇一項：
c.
無報警故障
題目15
數控機床的故障按故障現象分類，可分為（
）和隨機性故障兩大類。
選擇一項：
b.
可重復故障
題目16
數控機床的故障按故障性質分類，可分為（
）和不可恢復性故障兩大類。
選擇一項：
d.
可恢復性故障
二、判斷題（每小題2分共36分）
題目17
數控機床的定位精度是表明所測量的機床各運動部位在數控裝置控制下，運動所能達到的精度。
選擇一項：
對
題目18
數控機床的幾何精度是表明所測量的機床各運動部位在數控裝置控制下，運動所能達到的精度。
選擇一項：
錯
題目19
數控機床的切削精度檢驗是對機床的幾何精度和定位精度在切削加工條件下的一項綜合檢查。
選擇一項：
對
題目20
三坐標測量機作為一種檢測儀器，對零件和部件的尺寸、形狀及相互位置進行檢測。
選擇一項：
對
題目21
球桿儀利用機床的兩軸聯動做圓弧插補，通過分析圓弧的半徑變化和弧線的軌跡特征來判斷機床的誤差元素。
選擇一項：
對
題目22
激光干涉儀利用機床的兩軸聯動做圓弧插補，通過分析圓弧的半徑變化和弧線的軌跡特征來判斷機床的誤差元素。
選擇一項：
錯
題目23
平均排除故障時間是從出現故障直到故障排除恢復正常為止的平均時間。
選擇一項：
對
題目24
伺服電機與絲杠的聯軸節(jié)松動導致伺服電機與滾珠絲杠之間出現滑動，使得零件報廢屬于電氣故障。
選擇一項：
錯
題目25
數控機床的故障按故障內容分類，可分為可重復性故障和電氣故障。
選擇一項：
錯
題目26
數控機床能否充分發(fā)揮作用，起到應有的經濟效益，是與生產管理、技術水平、人員配套、基礎元部件的及時供應等有密切關系的。
選擇一項：
對
題目27
數控設備的選用只需要考慮其加工精度就可以了。
選擇一項：
錯
題目28
用數控機床加工時，切削速度越高加工成本越低。
選擇一項：
錯
題目29
數控機床使用時需要進行保護接地。
選擇一項：
對
題目30
數控機床的基礎使用條件必須保證穩(wěn)定的供電電源，有抗干擾措施。
選擇一項：
對
題目31
數控機床工作地允許的海拔高度為1000m，當超過這個指標后，不僅伺服驅動系統的輸出功率下降，而且影響加工的效果。
選擇一項：
對
題目32
數控機床工作的環(huán)境溫度是沒有限制條件的。
選擇一項：
錯
題目33
加工中心能在一次裝夾后實現多表面、多特征、多工位的連續(xù)、高效、高精度加工，即工序集中。
選擇一項：
對
題目34
五面加工中心具有立式和臥式加工中心的功能，通過回轉工作臺的旋轉和主軸頭的旋轉，能在工件一次裝夾后，完成除安裝面以外的所有五個面的加工。
閉環(huán)控制數控機床的特點范文第2篇
關鍵詞： 數控機床 優(yōu)點 缺點 種類 數控機床控制技術
目前，我國國內數控技能人才嚴重缺乏，阻礙了我國制造實力的提高，教育部等六部委啟動了“制造業(yè)和現代服務業(yè)技能型緊缺人才培訓工程”,對高技能型人才的培養(yǎng)提出了具體的方案。我校根據自身特點、結合市場需要，開設了數控技術專業(yè)，我根據近幾年的教學踐經驗，簡要對當前數控機床的在教學與生產實踐中的運用談一些思考。
一、數控機床的優(yōu)點與缺點
（一）數控機床的優(yōu)點
1.對零件的適應性強，可加工復雜形狀的零件表面。
在同一臺數控機床上，只需更換加工程序，就可適應不同品種及尺寸工件的自動加工，這就為復雜結構的單件、小批量生產，以及試制新產品提供了極大的便利，特別是對那些普通機床很難加工或無法加工的精密復雜表面（如螺旋表面），數控機床也能實現自動加工。
2.加工精度高，加工質量穩(wěn)定。
目前，數控機床控制的刀具和工作臺最小移動量（脈沖當量）普遍達到0.0001mm，而且數控系統可自動補償進給傳動鏈的反向間隙和絲杠螺距誤差，使數控機床達到很高的加工精度。此外，數控機床的制造精度高，其自動加工方式避免了生產者的人為操作誤差。因此，同一批工件的尺寸一致性好，產品合格率高，加工質量穩(wěn)定。
3.生產效率高。
由于數控機床結構剛性好，允許進行大切削用量的強力切削，從主軸轉速和進給量的變化范圍比普通機床大。因此在加工時可選用最佳切削用量，提高了數控機床的切削效率，節(jié)省了機動時間。與普通機床相比，數控機床的生產效率可提高2―3倍。
4.良好的經濟效益。
使用數控機床進行單件、小批量生產時，可節(jié)省畫線工時，減少調整、加工和檢驗時間，節(jié)省直接生產費用；同時還能節(jié)省工裝設計、制造費用；數控機床加工精度高，質量穩(wěn)定，減少了廢品率，使生產成本進一步下降。此外，數控機床還可實現一機多用，所以數控機床雖然價格較高，但仍可獲得良好的經濟效益。
5.自動化程度高。
數控機床自動化程度高，可大大減輕工人的勞動強度，減少操作人員的人數，同時有利于現代化管理，可向更高級的制造系統發(fā)展。
（二）數控機床的缺點
數控機床的主要缺點如下：價格較高，設備首次投資大；對操作、維修人員的技術要求較高；加工復雜形狀的零件時，手工編程的工作量大。
二、數控機床的種類
（一）按工藝用途分類
按工藝用途，數控機床可分類如下：普通數控機床：這種分類方式與普通機床分類方法一樣，銑床、數控錨床、數控鉆床、數控磨床、數控齒輪加工機床等。加工中心機床：數控加工中心是在普通數控機床上加裝一個刀庫和自動換刀裝置而構成的數控機床，它可在一次裝夾后進行多種工序加工。
（二）按運動方式分類
按運動方式，數控機床可分類如下：點位控制數控機床。數控系統只控制刀具從要有數控鉆床、數控坐標錘床、數控沖剪床等。直線控制數控機床：數控系統除了控制點與點之間的準確位置以外，還要保證兩點之間移動的軌跡是一條直線，而且對移動的速度也要進行控制。這類機床主要有簡易數控車床、數控銷、銑床，等等。輪廓控制數控機床：數控系統能對兩個或兩個以上運動坐標的位移及速度進行連續(xù)相關的控制，使合成的運動軌跡能滿足加工的要求。這類機床主要有數控車床、數控銑床，等等。
（三）按伺服系統的控制方式分類
按伺服系統的控制方式，數控機床可分類如下：開環(huán)控制系統的數控機床、閉環(huán)控制系統的數控機床、半閉環(huán)控制系統的數控機床。
（四）按數控系統的功能水平分類
技功能水平分類，數控系統可分類如下：經濟性數控機床。經濟性數控機床大多指采用開環(huán)控制系統的數控機床價格便宜，適用于自動化程度要求不高的場合；中檔數控機床。這類數控機床功能較全，價格適中，應用較廣；高檔數控機床。這類數控機床功能齊全，價格較貴。
三、數控機床控制技術的發(fā)展
機械設備最早的控制裝置是手動控制器。目前，繼電器―接觸器控制仍然是我國機械設備最基本的電氣控制形式之一。到了20世紀初至50年代，出現了交磁放大機―電動機控制，這是一種閉環(huán)反饋系統，系統的控制精度和快速性都有了提高。20世紀60年代出現了晶體管――晶閘管控制，由晶閘管供電的直流調速系統和交流調速系統不僅調運性能大為改善，而且減少了機械設備和占地面積、耗電少、效率局，完全取代了交磁放大機―電動機控制系統。
在20世紀的60年代出現了一種能夠根據需要方便地改變控制程序，結構簡單、價格低廉的自動化裝置――順序控制器。隨著大規(guī)模集成電路和微處理器技術的發(fā)展及應用，在20世紀70年代出現了一種以微處理器為核心的新型工業(yè)控制器――可編程序控制器。這種器件完全能夠適應惡劣的工業(yè)環(huán)境，由于它具備了計算機控制和繼電器控制系統兩方面的優(yōu)點，故目前已作為一種標準化通用設備普通應用于工業(yè)控制。
隨著計算機技術的迅速發(fā)展，數控機床的應用日益廣泛，井進一步推動了數控系統的發(fā)展，產生了自動編程系統、計算機數控系統、計算機群控系統和天性制造系統。計算機集成制造系統及計算機輔助設計、制造一體化是機械制造一體化的高級階段，可實現產品從設計到制造的全部自動化。
由此可見，機械設備控制技術的產生，并不是孤立的，而是各種技術相互滲透的結果。它代表了正在形成中的新一代的生產技術，已顯示出并將越來越顯示出強大的威力。
閉環(huán)控制數控機床的特點范文第3篇
關鍵詞:數控機床 脈沖編碼器 精度檢測裝置
1 引言
數控機床的定位精度和加工精度在很大的程度上取決于檢測裝置的精度。它的作用是檢測位移量, 是將系統發(fā)出的指令信號位置與實際反饋位置相比較,用其差值去控制進給電動機。在數控伺服系統中,通常有兩種反饋系統:一種是速度反饋系統,用來測量和控制運動部件的進給速度;另一種是位置反饋系統,用來測量和控制運動部件的位移量。而實際反饋位置的采集,則是由位置檢測裝置來完成的。這些檢測裝置有脈沖編碼器、旋轉變壓器、感應同步器、光柵、接近開關等。
2 精度檢測裝置原理簡述
檢測裝置種類較多,現以絕對式脈沖編碼器的接觸式四位絕對編碼盤為例,簡述其工作原理。圖a是絕對式光電編碼器的結構圖。圖b是一個四位二進制編碼盤,涂黑部分是導電的,其余是絕緣的,碼盤上有四條碼道。四個碼道并排裝有四個電刷,電刷經電阻接到電源正極。碼盤最里面的一圈是電源負極。
四位二進制編碼盤
由于制造精度和安裝質量或工作過程中意外因素,易于引起閱讀錯誤。為此絕對式光電編碼盤大多采用格雷碼編碼盤,圖c為4位格雷碼盤。其特點是任何兩個相鄰數碼間只有一位是變化的, 這樣即使制作和安裝不太準確,產生的誤差最多也只是最低位的一位數。還可消除非單值性誤差。
3 精度檢測裝置
3.1脈沖編碼器檢測裝置
脈沖編碼器,是一種旋轉式脈沖發(fā)生器,能把機械轉角變成電脈沖。是數控機床上使用最多的角位移檢測傳感器。編碼器除了可以測量角位移外,還可以通過測量光電脈沖的頻率。經過變換電路也可用于速度檢測,同時作為速度檢測裝置。
脈沖編碼器可分為光電式、接觸式和電磁感應式三種。從精度和可靠性來看,光電式較好,光電式脈沖編碼器可以用于角度檢測,也可用于速度檢測。所以在數控機床上通常使用光電式脈沖編碼器。
(1) 光電式脈沖編碼器
光電式脈沖編碼器可分為增量式脈沖編碼器和絕對式脈沖編碼器。
光電脈沖編碼器是按它每轉發(fā)出的脈沖數的多少來分,有幾種型號,數控機床最常用的脈沖編碼器有2000脈沖/r,每轉脈沖位移量/mm有2,3,4,5,8;2500脈沖/r;每轉脈沖位移量/mm有5,10;3000脈沖/r,每轉脈沖位移量/mm3,6,12。
增量式脈沖編碼器由光源、光敏元件、透光狹縫、碼盤基片、光板、透明鏡、A/D轉換線路及數字顯示裝置組成。絕對式光電編碼器是一種直接編碼式的測量元件,通過讀取編碼盤上的圖案確定軸的位置沒有積累誤差。
(2) 混合式絕對值編碼器
混合式絕對值編碼器是把增量制碼與絕對制碼同做在一碼盤上。圓盤的最外圈是高密度的增量制條紋, 其中間分布在4圈圓環(huán)上有4個二進制位循環(huán)碼,每1/4圓由4位二進制循環(huán)碼分割成16個等分位置。在圓盤最里圈仍有發(fā)一轉信號的窄縫條。由循環(huán)碼讀出的4×16個位置/轉,代表了一圈的粗計角度檢測,它和交流伺服電機4對磁極的結構相對應,可實現對交流伺服電機的磁場位置進行有效的控制。
3.2其它檢測裝置
旋轉變壓器,是一種控制用的微電動機,將機械轉角變換成與該轉角呈某一函數關系的電信號,工作原理和普通變壓器基本相似。結構簡單, 抗干擾能力強,工作可靠,動作靈敏,對環(huán)境沒有特殊要求,一般用于精度要求不高機床的粗測及中測系統。
感應同步器和旋轉變壓器均為電磁式檢測裝置,二者工作原理相同,其輸出電壓隨被測直線位移或角位移而改變。主要部件包括定尺和滑尺,定尺和滑尺分別安裝在機床床身和移動部件上。感應同步器分成直線式和旋轉式兩大類,分別用于長度測量和角度測量。
光柵主要由標尺光柵和光柵讀數頭兩部分組成,光柵傳感器測量精度高、動態(tài)測量范圍廣、可進行無接觸測量、易實現系統的自動化和數字化。
接近開關類型有電感式、電容式、霍爾式、光電式、干簧管式等多種形式。它具有體積小、無抖動、無觸頭、無接觸檢測等特點。
數控機床精度檢測裝置通常有模擬式和數字式,數字式檢測裝置能夠直接將非電量轉換為數字量,不需要A/D轉換,直接用數字顯示。數字式檢測裝置與模擬式檢測裝置相比優(yōu)點有測量精度和分辨率高,穩(wěn)定性好,抗干擾能力強,便于與微機接口,適宜遠距離傳輸等。數字式檢測裝置可以測量線位移,也可以測量角位移,常用的數字位置檢測裝置有編碼器、旋轉變壓器、感應同步器、光柵等。
4 結語
綜上所述,位置精度檢測裝置非常重要,它是數控機床伺服系統的重要組成部分,其作用是檢測位移和速度,發(fā)送反饋信號,構成閉環(huán)或半閉環(huán)控制環(huán)節(jié)。檢測系統決定了數控機床的加工精度。了解數控機床位置檢測元件的工作原理,掌握了數控機床的位置測量裝置的作用與特點,就能正確選用位置檢測元件,從而保證數控機床的加工精度。
參考文獻:
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[2] 廖兆榮主編.數控機床電氣控制[M].北京:高等教育出版社,2005.1.
閉環(huán)控制數控機床的特點范文第4篇
關鍵詞：數控改造 普通機床 伺服控制
經濟型數控機床是在普通機床的基礎上加裝數控系統的高級自動化機床，其除了具有價格低廉和操作方便的特點外，還能夠較好的解決現狀復雜、精密、小批量的加工問題，從而適合我國工業(yè)生產[1]。分析其系統組成與特點，改進伺服系統機械部分與相關的電氣部分設計，完成機床的數控化改造，為經濟型數控機床的技術改造提供一種精確、可靠的設計方法。
1 工作原理
1.1 系統組成
在使用數控機床加工工件時，首先應當給予數控機床工作指令，即編制零件加工程序。將加工程序輸入數控裝置，再由數控裝置控制機床主運動的變速、啟動、停止、進給運動的方向、速度和位移量，以及刀具選擇交換，工件裝夾和冷卻的開關等動作，使刀具與被加工零件以及其它輔助裝置嚴格按照加工程序規(guī)定的順序、運行參數進行工作，從而達到加工出符合要求零件的目的。
數控機床主要由五大部分組成：如圖1所示，信息輸入、數控裝置、伺服系統、機床本體和檢測反饋裝置。
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信息輸入是數控機床的信息輸入通道，加工零件的程序和各種參數、數據和輸入設備送進計算機系統（數控裝置）。對于經濟型數控系統一般采用存儲器作為載體。在操作面板上除了能夠通過按鍵和鍵盤直接鍵入加工程序外，還能夠將其在數碼顯示器或CRT顯示器上顯示出來。
數控裝置主要由輸入裝置、存儲器、控制器和運算器以及輸出裝置組成，其作為數控機床的核心能夠接受輸入裝置的加工信息，此信息通過數控裝置的系統軟件處理后能夠輸出相應的指令脈沖，這些指令脈沖通過對伺服系統進行驅動來控制機床的各個運動部件按照規(guī)定要求做出各種動作。
伺服系統作為數控系統的執(zhí)行部分，主要由伺服驅動電動機和伺服驅動裝置組成。通過伺服系統能夠將數控裝置的各種指令轉換成機床移動部件的運動速度、運動方向和位移量。機床中的每個運動執(zhí)行部件都有自己的伺服系統，常用的伺服驅動系統主要有開環(huán)系統、閉環(huán)系統和半閉環(huán)系統。
與普通機床相比，數控機床的機床本體為了便于實現自動加工的需要，應當具有更好的剛度和抗振性。除了相對運動表面的摩擦系數要小、傳動件之間的間隙要小之外，還要求其具有自動變速、自動換刀和自動診斷故障的功能。
測量裝置，反饋回數控裝置，以校核執(zhí)行部件實際運動的速度、方向和位移量，并使之與加工指令相一致，開環(huán)數控系統中無測量裝置。
1.2 系統特點
與國外同類型幾十萬元的系統相比，數控系統僅需1～2萬元，由于其具有價格便宜的特點，因此，特別適合改造國內企業(yè)現有的普通機床。由于數控系統能夠有效解決復雜零件加工精度控制的問題，從而提高了生產效率。經濟型數控車床一般能夠有效提高3～7倍的工效。由于數控系統能夠通過變換不同的加工程序和更換不同的刀具對不同的零件進行加工，因此，此系統適合用于多品種且自動化加工中小批量的產品。通過此系統加工的產品具有良好的一致性，從而提高了合格率，降低了廢品率，有效的提高了產品的質量。節(jié)約工裝費用，縮短生產準備周期，降低成本；減輕工人的勞動強度[2]。
2 設計方案
經濟型數控車床，對于保證和提高被加工零件的精度，主要依靠兩個方面來實現：一是系統的控制精度；二是機床本身的機械傳動精度。在設計總體方案的時候，除了考慮機床數控系統的運動方式、伺服系統類型和計算機的選擇外，還要考慮傳統方式以及執(zhí)行機構的選擇等。數控改造對機械傳動系統的要求，采用低摩擦的傳動副，如直線滾動導軌，以減小摩擦力，提高承載能力和剛性并保證傳動平穩(wěn)可靠。采用交流伺服電極半閉環(huán)控制系統能夠在保證機械傳統系統的傳動精度和工件平穩(wěn)性的前提下簡化結構以及降低成本。
為了保證進給伺服系統的傳統精度和平穩(wěn)性，必須提高傳動剛度和消除間隙，因此，在縱向和橫向進給傳動鏈上應當選擇摩擦小以及傳動效率高的滾珠絲杠螺母副，此外，還應當具有預緊機構[2][3]。設計的經濟型數控車床主要的主要參數如下：
工件最大回轉直徑：床面上400mm，床鞍上210mm；工件最大長度1000mm；溜板及刀架重量：縱向800N，橫向600N；主軸通孔直徑48mm；主軸轉速范圍：正轉（24級）10～1400r/min，反轉（12級）14～1580r/min；進給量范圍：縱向0.08～1.59mm/r，橫向0.04～0.795mm/r；刀架快移速度：縱向2.4m/min，橫向1.2m/min；最大進給速度：縱向0.6m/min，橫向0.3m/min；切削螺紋范圍0.25～12mm；電動機功率7.5kw；代碼制：ISO制；脈沖分配方式：逐點比較法；脈沖當量：縱向0.01mm/脈沖，橫向0.005mm/脈沖；控制軸數目：二軸聯動（縱向橫向）；最小指令值：縱向0.01mm；橫向：以直徑計0.01mm；刀具補償量：0～99.99mm；進給傳動鏈間隙最大補償量：15個脈沖；定位精度：±0.015mm。
對普通車床進行數控化改造主要是將縱向和橫向進給系統改造成微機控制的能夠獨立運動的進給伺服系統。利用數控裝置，車床按預先輸入的加工指令進行切削加工，由于加工過程中的切削參數，切削次序和刀具都會按程序自動進行調節(jié)和更換，再加上縱向和橫向進給聯動的功能，數控改裝后的車床就可以加工出各種形狀復雜的回轉零件，并能實現多工序自動車削，從而提高生產效率和加工精度[4]。設計的經濟型數控車床的主要功能：能控制刀具的位移方向、位移長度及走刀速度，加工程序中的位移長度以十進制數輸入；單片機數控系統有16種走刀速度供用戶選用，其范圍為0～2.8m/min，可根據具體情況進行調整；加工過程中，為應付特殊情況，設有開關暫停、鍵急停和鍵回零功能；可控制車削端面、內外圓柱面、任意錐面、球面及用圓弧逼近的任意曲面；可控制加工右旋或左旋的各種內、外圓柱、圓錐螺紋及多頭螺紋；程序中可給出一定延時。在加工中執(zhí)行到延時程序時，刀具在相應時間內停止運動；為方便調試和校對原點，設有點動功能；具有自動循環(huán)加工功能，并可進行計數；具有自動診斷功能，當加工程序編制或操作有誤時，程序停止運行，并顯示相應的出錯信息，以便修改；為簡化加工程序，設有局部循環(huán)功能，為提高加工精度，設有間隙補償功能。
此外，設計中還涉及到橫向進給系統伺服系統的切削力計算，滾珠絲杠螺母副的計算與選型，交流伺服電機的選擇，縱向進給伺服系統的設計，電機的選擇、聯軸器和鍵的選型與計算、減速齒輪的設計等。
3 總結
設計的經濟型數控機床在本企業(yè)得到了應用，驗證了改造設計的正確性與可行性，具有良好的性價比，為相關的研究實踐提供一種適用方法，部分部位的改進設計仍在不斷革新中。
參考文獻：
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閉環(huán)控制數控機床的特點范文第5篇
【關鍵詞】數控分度系統；定位精度；研究現狀；存在問題；措施
中圖分類號：TH161+.7文獻標識碼： A 文章編號：
前言
在數控機床的實際操作中，需要對部件的位置進行準確定位，目前，廣泛采用的高精度數控分度頭是一個典型的點位控制系統。在這個控制系統中，有兩個關鍵點的控制，即定位精度和定位時間。因此，本文針對如何提高數控分度系統中的定位精度的方法進行探討。
二、數控分度頭的概述
高精度數控分度頭控制系統是一個位置全閉環(huán)控制系統。位置反饋回路采用圓感應同步器和與之配套的高精度圓感應同步器數顯表, 數顯表隨時跟蹤實際位移值并以數字形式實時輸出的顯示?？梢越o微機系統提供 1″分辨率的角度信號。伺服放大器和伺服電機構成伺服驅動部分, 采用數字式交流伺服配套產品, 具備高精度、恒轉矩、良好的低速運轉特性和低噪聲等品質。適于高精度定位、快速響應、寬調速范圍的場合。傳動機構采用諧波齒輪傳動機構, 這是一種利用柔性工作構件的彈性變形進行運動或動力傳遞的一種新型傳動方式, 有利于提高精度和效率。鎖緊裝置采用單片電磁制動器進行軸向鎖緊, 具有簡單可靠、動作迅速等優(yōu)點。從本系統的結構來看, 旋轉軸的運轉方向由正轉脈沖和反轉脈沖來決定, 而旋轉軸的運轉速度則由脈沖頻率決定, 頻率越高運轉越快。因此, 其控制歸結到如何依據給定參數和檢測參數決定正轉脈沖或反轉脈沖的頻率控制策略以及啟停策略, 使旋轉軸鎖定在預定值的±1″范圍內。
三、數控分度頭系統的發(fā)展現狀及存在的問題
1.數控分度頭系統的發(fā)展現狀
在傳統的機械工業(yè)中，采用的多是手工分度頭，它分度精度低、分度柔性差、操作人員勞動強度大，難以實現自動化生產。隨著技術的進步與工業(yè)的發(fā)展，對機械設備的自動化程度要求越來越高，加工精度要求也越來越高。數控分度頭的開發(fā)與研制，就是為了適應自動化、高精度的要求而發(fā)展的。數控分度頭是一種應用十分廣泛的精密圓分度器件，它采用交流伺服電機驅動，經諧波齒輪減速器降速，由圓光柵角位移傳感器進行角度測量獲得閉環(huán)反饋信號，由計算機實現閉環(huán)反饋控制，交流伺服電機驅動主軸實現精確的分度。分度頭作為一種廣泛應用的機械設備，目前對分度頭的研究主要集中在分度頭的精度分析和機械性能改善、分度頭的數控技術、分度頭在誤差測量方面的應用和分度頭的數字化改造等方面。國內不少單位對高精度數控分度頭也做了大量理論研究和產品開發(fā)工作，華中理工大學機械學院對高精度數控分度頭的研究開展較早，通過采用神經網絡方法進行誤差補償，使數控分度頭的分度誤差達到15"。
2.數控分度頭系統存在的問題
制約定位精度的因素直接影響數控機床精度，在控制上大多采用半閉環(huán)控制。在這種控制方式下，由于機械傳動系統不包含在控制環(huán)內，雖然提高了數控系統的穩(wěn)定性，但是，由機械系統中傳動元件的制造誤差以及導軌摩擦阻力產生的間隙和機械傳動系統剛度變化引起的彈性變形等非線性因素不可避免，它們將直接影響執(zhí)行部件的定位精度，是產生定位誤差的薄弱環(huán)節(jié)。
四、提高數控分度系統定位精度的主要途徑
1.提高數控機床定位精度的方法就是進行系統誤差補償
目前，補償數據分析依據的標準不同，得到的定位精度結果也不同。目前，國內大多數采用ISO 230－2數控軸線的定位精度和重復定位精度的國際標準。ISO 是世界范圍內各國標準化組織（ISO 成員）的聯合組合，ISO 230－2 是由 ISO/TC 39 機床技術委員會的 SC2 金屬切削機床檢驗條件分委員會制定的。標準中規(guī)定，為評定機床精度而進行定位檢測時，在沿軸線向每一個目標點位置運動中，將產生一定數量的不同實際定位點Pv值，用這些實際定位點Pv值減去目標位置Pi值便為該次運動的位置偏差Xv值。根據n次測量的偏差值就可以確定該點的平均位置偏差值Xv。下面的公式表示從正方向趨近目標點和不確定度的估算值Si。
國際標準將2倍(即4倍)的單向定為標準不確定度的估算值稱為該點的單向重復定位精度R。為得到機床的定位精度，必須沿機床的運動軸線建立許多個目標定位點，然后根據實際的定位位置，確定在每一個定位目標點Zs的變化范圍。軸線單向定位精度就是由單向定位系統偏差和單向定為標準不確定度估算值的2倍組合來確定的范圍。
如果從另外一個方向向目標點作同樣多次的定位運動，就可以求出該點反方向的平均位置偏差值和估算值, 主要是由系統中的間隙造成的。很明顯，僅作單向定位試驗的機床的表面精度值比作雙向定位試驗的精度值要高得多。
2.采用斷型傳動機構
只有突破蝸桿機構的局限，尋找新的傳動機構，才可能使回轉進給精度、分度定位精度有根本的提高.新機構除了傳動死區(qū)盡可能小、并能有效地消除傳動間隙外，還應具有傳動比大、結構緊決、傳動平穩(wěn)等特點.通過改善系統結構來實現提高數控分度系統定位精度。
（一）改善輸出軸的支承精度
系統的運動精度取決于圓角傳感器的精度和分辨率，現在使用的圓感應同步器的分辨率為1"，它要求轉子對定子的運動徑向跳動不大于10，目前所使用的C級滾動軸承的徑向跳動為6--8，基本滿足需要。但如果需要更高的運動分辨率，以實現更高的分度定位精度時，則需要采用圓光柵等更高分辨率的傳感器進行檢測。這時，會要求輸出軸具有更高的支承精度。為此，可考慮采用密珠軸承或靜壓軸承支承輸出軸。
（二）改善機構的元件質量
機構傳動鋼球的形狀精度、尺寸均一性，與其接觸的滾道元件的形狀精度，對傳動性能影響極大。如果采用高彈性模量、高強度的材料制造傳動元件，使工作表面具有更高的硬度，并采用尺寸均一性和形狀精度更高的鋼球，同時對滾道進行精細的加工，將會進一步提高機構的傳動靈敏度、運動分辨率、驅動力矩和鎖定力矩。
改善驅動系統
在實例中，機構是利用步進電機驅動的。如果采用性能更好、精度更高的直流或交流伺服系統取代步進電機驅動，并進行全閉環(huán)控制，會全面改善裝置的性能，獲得更高的工作質量。
3.檢測誤差的校正
為進一步提高定位精度，可以在輸出軸上安裝機械零位信號裝置，借助高精度正多面棱體用自準直平行光管法，測取角位置檢測系統的誤差序列，經處理制成補償曲線數據表，存于控制器中。在工作過程中，’通過校正算法予以補償，提高檢測精度和分度控制定位精度。
結束語
定位精度是影響數控分度系統的直接因素，因此，通過以上提出了主要途徑來提高數控分度系統定位精度是可行的。同時，在實際的運營和生產中，還需要我們對數控分度系統的定位精度進行定期的維護和完善，確保機床定位精度的穩(wěn)定性，更好的發(fā)揮它的最大效益。同時，對于數控分度系統定位精度的研究，我們必須加大研究和開發(fā)的力度。采用新技術讓數控機床在生產中得到最佳應用。
參考文獻：
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- 閉環(huán)控制數控機床的特點