数控电气控制复习题.doc

简答、
1. 滚珠丝杠的保护：（1）滚珠丝杠副可采用润滑措施来提高耐磨性及传递效率，润滑油通过 壳体上的油孔注入螺母空间内；（2）通常采用毛毡圈对螺母副进行密封，密封圈和丝杠直接接触，因此防尘效果好，但也增加了摩擦阻力矩，为避免摩擦阻力矩，可采用非接触式迷宫密封圈；（3）对于暴露在外面的丝杠，一般采用螺旋刚带、伸缩套筒、锥形套筒等形式的防护罩，以防止尘埃和磨粒黏附到丝杠表面。
2. PLC在数控机床上的作用：（1）编译功能：对机床控制面板的各个按键、旋钮输入信号进行编译处理，以控制数控系统的运行状态，对辅助功能指令的译码；（2）机床外部输入/输出信号的控制；（3）伺服控制；（4）其他外围设备的控制。
3. 直流电动机的调速方式：(1)调节电阻R，调速不经济，而且调速范围有限，很少采用；(2)调节电枢电压U，调节电枢电压为恒转矩调速，机械特性硬，常用在进给驱动系统；（3）调节磁通Φ的值，调磁调速称为恒功率调速，电机机械特性变软，主要用于机床主轴电机调速。
4. 变频器的频率给定方式：（1）操作器键盘给定，用户可以通过变频器的操作器键盘上的电位器、数字键或上升下降键来直接改变变频器的设定频率；（2）接点信号给定，通过变频器的UP和DOWN接点来改变变频器的设定频率值；（3）模拟量给定，通过变频器的模拟量端子从外部输入模拟量信号进行给定；（4）脉冲给定，通过变频器的特定的高速开关端子从外部输入脉冲序列信号进行频率给定；（5）通信给定，就是指上位机通过通信口按照特定的通信协议、特定的通信介质将数据传输到变频器以改变变频器设定频率。
5. 数控系统按伺服系统的分类：（1）开环控制数控系统，这类数控系统不带检测装置，也无反馈电路，以步进电动机为驱动元件；（2）半闭环控制数控系统，位置检测元件被安装在电动机轴端或丝杠轴端，通过角位移的测量间接计算出机床工作台的实际运行位置，用差值进行控制；（3）全闭环控制数控系统，位置检测装置安装在机床工作台上，用以检测机床工作台的实际运行位置。
6. 数控系统的组成：数控系统由（1）输入/输出装置，主要用于零件加工程序的编制、存储、打印和显示或是机床的加工的信息的显示等；（2）数控装置，数控系统的核心；（3）主轴单元；（4）伺服单元、驱动装置，伺服单元接受来自数控装置的进给指令，经变换和放大后通过驱动装置转变成机床工作台的位移和速度；（5）可编程控制器PLC及电气控制装置、辅助装置，可编程控制器是一种以微处理器为基础的通用型自动控制装置，专为在工作环境下应用而设计的；（6）测量装置，开环数控系统的控制精度取决于步进电动机和丝杠的精度，闭环数控系统的精度取决于测量装置的精度。
7. 能耗制动的原理：在切除异步电动机的三相电源之后，立即在定子绕组中接入直流电源，转子切割恒定磁场产生的感应电流与恒定磁场作用产生制动力矩，使电动机高速旋转的动能消耗在转子电路中。但转速降为零时，切除直流电源，制动过程完毕。
8. Y-Δ降压启动控制电路工作原理：启动时把绕阻接成星形连接，此时启动的电压相当于额定电压的1/√3，其电流相当于直接启动的1/3，启动完毕后再自动换接成三角形接法而正常运行。凡是正常运行时定子绕阻接成三角形的笼型异步电动机，均可采用这种降压启动方法。
9. 保护接地和保护接零：保护接地是把电气设备的金属外壳、框架等用接地装置与大地可靠连接，以保护人身安全，接地电阻阻值远远小于人体阻值。在三相四线制供电方式中，将电气设备的外壳或框架与系统的零线相接，称为保护接零。在采取保护接零的情况下，还必须在零线上的一处或多处再进行接地，这就是重复接地，作用是降低漏电设备外壳的对地电压和减轻零线断路时的触点危险。同一系统中接地和接零不可同时使用，当接地的电气设备发生短路故障时，可能由于大地电阻较大使保护开关或保护熔丝不能动作，于是电源中性点电位升高，使所有的接零设备都带电，反而增加了触点危险性。
10. 电动机转速和电压的选择：额定功率相同的电动机，额定转速越高，电动机的尺寸、质量和成本越小，但电动机转速越高，传动机构转速比越大，传动机构越复杂，因此，应通过综合分析再确定电动机的额定转速。交流电动机的额定电压应与供电电网的电压一致，当电动机功率较大时，可选用相应电压的高压电动机，直流电动机的额定电压也要与电源电压相一致，根据电动机与工作机构的链接方便、紧凑为原则来选择安装位置，根据电动机的工作条件来选择不同的防护形式。
11. 数控车床的结构特点：（1）数控车床刀架的两个方向运动分别由两台伺服电动机驱动，伺服电动机丝杠间也可以用同步皮带副或齿轮副链接；（2）刚度大，以便适应高精度的加工；（3）轻拖动，刀架移动一般采用滚珠丝杠副；（4）润滑充分，大部分采用油雾自动润滑；（5）滑动导轨要求耐磨性好，一般采用镶钢导轨;(6)加工冷却充分、防护较严密，一般都处于全封闭或半封闭状态；（7）一般还配有自动排屑装置。
12. 水平床身与倾斜床身的优点：水平床身的工艺性好，便于导轨面的加工，但水平床身由于下部空间小，故排屑困难，从结构尺寸上看，刀架水平放置使得滑板横向尺寸较长，从而加大了机床宽度方向的结构尺寸；倾斜机床宽度方向的尺寸较水平配置滑板的要小，且排屑方便，机床占地面积小，外形简单、美观，容易实现封闭式防护，若倾斜角度大，导轨导向性差，受力情况也差。综合考虑上面的因素，车床床身的倾斜度以60度为宜。
13. 坐标系的确定方法：（1）坐标系确定顺序：z-x-y，坐标系的方向以增大工件和刀具之间距离的方向为运动的正方向；（2）与主轴平行的标准坐标轴为z坐标轴；（3）水平且平行于工件装夹面的为x轴；（4）用右手笛卡尔直角坐标系拇指指向x轴，中指指向z轴，食指指向y轴。
14. 铝心导线按每平方毫米5A电流计算，1平方毫米的铜心线的载流量相当于1.5平方毫米铝心线的载流量。
15、 接触器能实现远距离自动操作及欠压和失压保护。
16、 CJ20-63中的63指的是主触点额定电流为63A。
17、 中间继电器实质上是电压继电器的一种。
18、 过电流继电器可作短路保护
19、 热继电器就是用于电动机的长期过载保护，它主要用作电动机的过载保护、断相保护、电流不平衡运行及其他电气设备发热状态的控制。
20、 使用闸刀开关时的注意事项：垂直安装，不可随意搁置；进线座应在上方；更换熔丝必须先拉开闸刀，并换上与原用熔丝规格相同的新熔丝，同时还要防止新熔丝受到机械损伤；若胶盖和瓷底座损坏或胶盖失落，闸刀开关就不可再使用。
21、 低压断路器作用:短路、过载、欠压、失压保护。
22、 接触器的触点分主触点与辅助触点，其中前者用于通断较大电流的主电路，后者用于通断小电流的控制电路。
23、 断路器又称自动开关或自动空气断路器，它是用于短路、过载和欠压的一种保护开关电器。
24、 所有电路元件的图形符号均按电器没通电和不受外力时的状态绘制。
25、 数控机床由计算机数控系统和机床主体组成，计算机数控系统主要由数控装置、PLC和伺服系统组成。
26、 脉冲当量：一个指令脉冲机床运动轴的位移量。
27、 可控轴数：指机床能控制的运动轴数；联动轴数：机床可控轴中能同时联合运动的轴数。如果只有X、Y两轴能同时联动，Z轴不可与X、Y轴联动，则该机床称为2.5轴或者二轴半数控机床。
28、 数控机床按运动方式分类：点位控制系统；点位直线控制系统；轮廓控制系统。按控制方式分类：开环控制数控机床系统，系统中没有检测反馈装置；半闭环控制数控机床，不是直接检测工作台的位移量，而是采用转角位移检测元件，测出伺服电动机或丝杠的转角推算出工作台的时间位移量；闭环控制数控机床，利用安装在工作台上的检测元件将工作台实际位移量反馈到计算机中。
29、 电气控制系统图一般包括电气原理图、电器布置图和电气安装接线图。
30、 寄生电路：由于意外产生的电路。
31、 变频器应垂直安装，启动方式有：从启动频率启动；先制动再启动；转速跟踪再启动。加减速方式：直线加减速、S型曲线加减速、其他。
32、 异步电动机的矢量控制是仿照直流电动机的控制方式。同步电动机一般不能直接启动。
33、 细分本身对于改变电机的控制精度影响并不是太大。细分驱动器往往用在减少噪音和提高电机轴输出的平稳性上。
34、 步进电机的启动频率不大，而启动后转速频率较高。
35、 步距角α：指每给一个脉冲信号，电机转子应转过角度的理论值。
36、 步进电机的分类：根据相数分三、四、五、六相等几种；根据产生力矩的原理分为反应式和永磁反应式两类；根据输出力矩的大小分为伺服步进电机和功率步进电机；根据结构分为轴向分相式和径向分相式。
37、 直流电机分为他励式、永磁式、并励式、串励式和复励式五种。
38、 交流伺服电机的缺点是启动困难、刚度硬。
39、 常见的PLC模块有CPU模块、电源模块、I/O模块、内存模块、底板 机架模块。
40、 电机与丝杠的链接形式有带有齿轮传动的进给运动、经同步带轮传动的进给运动、电机通过联轴器直接与丝杠链接。
41、 常用的螺母丝杠消除间隙的方法有垫片调隙式、螺纹调隙式、齿差调隙式、单螺母变位螺距预加负荷。