LdVD1VD3VD5VT1VT3VT5zAO3相交流电CdzBVT4VD4VT6VD6VT2VD2zC 六、写出DDA法直线插补和圆弧插补的积分表达式，并简要分析其插补原理。
DDA直线插补的积分表达式如下：
mXe?X??N??i?12 ?mYe?Y??N?i?12?设置两个N位积分累加器分别对直线的终点坐标Xe和Ye进行累加，并分
别对X和Y方向的进给进行控制。一旦某个积分累加器有溢出，则在相应进给方向进给一步。
DDA圆弧插补的积分表达式如下：
1m??X?2N?Yi?i?1 ?m1?Y?XiN??2i?1?与直线插补不同，圆弧插补用两个N位积分累加器分别对动点坐标Xi和Yi进行累加，并分别对Y和X方向的进给进行控制。一旦某个积分累加器有溢出，则在相应方向进给一步，同时要对动点坐标进行修改。
七、绘出CNC装置的数据转换流程图。 MDI DNC 串口通信 速度 控制 程 序 存 储 译 码 刀 具补 偿 速 度 处 理 PLC 插补 位 控 开关 电路 位移反馈 M,S,T 6 / 16 八、简述绝对值式脉冲编码器的工作原理。
绝对值脉冲编码器主要由光源，光电元件和随被测对象一起旋转的绝对值编码盘构成。其中绝对值编码盘是将圆盘用同心圆环和等分扇形进行分割，然后对被分割的区域形成透光和不透光两种状态，形成编码图案，如4位2进制码盘，有4 个圆环称为码道，由里向外，分别对应20,21,22,23；每个扇区代表一个码位，由0000，0001，直到1111，共16 个，光电元件读出的码值、即二进制数便代表被测对象的一个位置。与增量式光电编码器比较，其结构复杂，大于一转时，需要特别处理，要求制作精度高；但能读出绝对坐标值，不会产生累计误差，断电后，位置值还能直接读出。 主要有二进制编码盘和葛莱编码盘两大类。
九、与直流电机相比，交流电机的主要优点是什么？数控机床上采用的交流电机有哪几种类型？作何种应用?写出它们的转速表达式，并分析其变频调速特性。
与直流电机相比，交流电机无换向器和电刷，结构简单，维护简单，转速不受限制，节省材料，成本较低。
数控机床上采用的交流电机类型为：
1、永磁式交流伺服电机，用于进给伺服驱动，n?60f1p，式中f1—供电频率，
p—定子绕组磁极对数；采用基频以下恒压频比变频调速，输出转矩保持恒定； 2、交流感应式异步电机，用于机床主轴驱动，n?60f1p(1?s)，式中f1—供电
频率，p—定子绕组磁极对数，s—转差率；采用两种变频调速：基频以下恒压频比变频调速，输出转矩恒定；基频以上恒电压变频调速，随着电机转速升高输出转矩下降，但输出可保持功率恒定。
十、步进电机经减速齿轮和滚珠丝杠驱动的机床工作台，请回答下列问题： （1）、若步进电机的转子齿数Z=80，采用三相六拍工作方式，
求该步进电机的步距角； （2）、若减速齿轮的齿数Z1=18, Z2=45，滚珠丝杠的导程L=6mm，
求工作台的脉冲当量； （3）、若工作台移动速度4m/min，求输入该步进电机的脉冲频
率；
(4)、若作用在工作台上的切削进给力为500N, 求该力在电机
轴上引起的转矩。（见电控教材）
(5)、若工作台质量为800N，求该质量在电机轴上引起的转动
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惯量。（见电控教材）
(1) 、步进电机步矩角θ＝360/(m Z k)=360/(3×80×2)=0.75(度) (2) 、脉冲当量δ＝ΘL/(360i)=0.6×6/360/(45/18)=0.005(mm) (3) 、脉冲频率f=1000v/(60δ)=1000×4/(60×0.005)=13333.33(Hz) (4) 、
TT(5)、
FFV?Lf??,V?f??f,???360i180
L0.006?F?500??0.0611(N?M)2?i2?3.1416?1.25?F?V2Jm?m???2????,?2V?f??f?L360i,??2f??180
0.006?L???2?m?800??????0.000182(N?M)Jm?2?i??2?3.1416?2?十一、简要系统分析数控机床的特点。
(1) 、柔性自动化，能适应不同零件的自动化加工； (2) 、加工精度高，质量稳定； (3) 、生产效率高；
(4) 、能完成复杂型面的加工；
(5) 、减轻劳动强度，改善劳动条件；
(6) 、促进企业采用CAD/CAM技术和实现计算机生产管理； (7) 、机床价格高；
(8) 、对操作、维修和管理人员的技术水平要求高
十二、数控车床编程的特点是什么？
1、X方向采用直径编程；
2、绝对坐标编程用X和Z,增量编程采用U和W，不采用G90和G91; 3、为保证端面车削质量，应采用恒切速编程； 4、由于车加工余量较大，应采用粗加工固定循环功能
5、为提高刀具寿命和加工质量，刀尖有小圆弧，对于圆锥和圆弧精加工，应采取刀尖圆弧半径补偿加工功能或人工处理。
数控车削固定循环功能类型很多，有单一加工固定循环，如纵向车削固定循环，端面车削固定循环，螺纹车削固定循环等；有粗加工循环功能有纵向粗车循环G71，横向粗车循环G72,和平行于零件轮廓的粗车循环G73等。
十三、绘简图并说明增量式编码器的结构和工作原理。
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增量式光电编码器原理如图所示。E为等节距的辐射状透光窄缝圆盘，
Q1,Q2为光源，DA、DB、DC为光电元件，DA,DB错开90度相位角安装。当圆盘旋转时，在光源照射下，产生A、B、C三相脉冲信号。A相和B相脉冲为检测计数脉冲，A、B信号有90度相位差，还可用于辨别运转方向，C相信号为基准脉冲，又称为零点脉冲，只在圆盘旋转一周时在固定位置处产生一个脉冲。
十四、什么是固定循环？写出FANUC系统孔加工固定循环的一般格式，说明各功能子的含义。
固定循环是一种用于特定加工过程的子程序。 有些加工操作的工艺顺序是固定不变的，变化的只是坐标尺寸和切削用量等参数，如孔加工，螺纹加工等，这些工艺过程可以用固定循环调用，调用时要按规定指定若干参数。
FANUC系统孔加工固定循环的一般格式如下：
G90/G91 G98/G99 G73~G89 X__ Y__ Z__ R__ Q__ P__ F__ L____;
(1) G90/G91： 绝对坐标或增量坐标编程。 （2）G98/G99：刀具返回初始平面或R点平面； (3) X__Y__：被加工孔的位置； (4) Z__：孔底平面位置：
(5) R__：R平面位置，一般位于工件表面以上3～5mm处； (6) Q__：深孔加工时每次加工的深度： (7)P__：刀具在孔底暂停时间，单位ms; (8) F__：切削进给速度：
(9) L__：指令孔的加工次数，G90方式时，刀具在原来位置重复加工，G91方式时，可实现多个等距孔加工。
十五、什么是数据采样插补？有哪些主要方法？其插补精度如何？
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数据采样插补由粗插补和精插补两个步骤组成，一般指粗插补，是采用时间分割思想，根据编程规定的进给速度F和插补周期T，将廓形曲线分割成一段段的轮廓步长l，l=FT,然后计算出每个插补周期的坐标增量⊿X和⊿Y，进而计算出插补点(即动点)的位置坐标。
数据采样插补方法很多，如直线函数法、扩展数字积分法、递归函数法等。 直线插补时，由于坐标轴的脉冲当量很小，再加上位置检测反馈的补偿，可以认为轮廓步长l与被加工直线重合，不会造成轨迹误差。
圆弧插补时，一般轮廓步长l作为弦线对圆弧进行逼近，因此存在最大半径 误差:
(FT) e?l?8r8rr22，式中r—被加工圆弧的半径。
十七、简述直线感应同步器的结构，分析其鉴相测量的工作原理。
直线感应同步器由平行安装的定尺和滑尺组成，滑尺上有相差四分之一的两个绕
组，称为正、余弦绕组，通以励磁交流电压，在定尺绕组中产生感生电压，作为位移检测信号。
鉴相测量时，滑尺正、余弦绕组的励磁信号分别为：
VS?Vmsin?tVC?Vmcos?t
则滑尺二绕组在定尺绕组中分别产生的感应电动势为：
ES?KVmsin?tcos??
EC?KVmcos?tcos(??)??KVmcos?tsin?2 根据叠加原理，定尺上输出的感应电压为： ud?EC?ES x?KVmsin(?t??)?KVmsin(?t?2?)2?式中，K为电磁耦合系数，通常小于1，随定尺与滑尺绕组平面间的间隙减小而增大；
Vm－激磁电压幅值；
?－滑尺相对定尺的空间相位角，与滑尺相对于定尺位移x的关系为??x?2?。 2?由此可见，只要检测出定尺输出电压的相位，即可测量出滑尺相对于定尺的位移。
十八、绘图并说明直流电机H型双极模式PWM功率转换电路。
所谓PWM、即脉宽调速，是利用脉宽调制器对大功率晶体管的开关时间进行控制，将直流电压转换成某一频率的方波电压，加到直流电机电枢两端，改变电枢两端的平均电压，达到调节电机转速的目的。
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计算机数控系统复习题
