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第五章　數控機床及工業機器人

本章重要考點

1.數控機床的優勢、組成、再生改造；

2.CNC裝置的控制流程、軟件特點；

3.PLC的特點，數控機床中兩類PLC的形式與區別；

4.伺服電動機的結構、特點、區別以及相關計算；

5.工業機器人、FMC、FMS的基本功能及組成。

第一部分　客觀題考點

【考點1】數控機床的優勢、組成、再生改造

【例題·多選題】下列敘述中，正確的是（ ）。

A.在曲線的起點和終點之間確定一些中間點的計算稱為插補運算

B.脈沖增量插補算法可以輸出脈沖或速度信號

C.數字增量插補算法適用于所有伺服驅動系統

D.只要知道曲線的起點和終點就可以通過插補完成曲線加工

『正確答案』A

『答案解析』在進行曲線輪廓加工時，只要知道曲線的種類、起點、終點以及速度等，就可以根據給定的數字函數，在曲線的起點和終點之間進行數據點的密化，確定一些中間點，從而加工出給定的曲線輪廓，這種方法稱為 插補。目前插補運算有兩大類：一類是以脈沖形式輸出的脈沖增量法，它適用于以步進電動機作為驅動元件的開環控制系統；另一類是以數字量形式輸出的數字增量法，適用于以交、直流伺服電動機作為驅動元件的閉環（或半閉環）伺服驅動系統。

【例題·單選題】下列關于數控機床加工零件的說法中，不正確的是（ ）。

A.是在人的干擾下加工零件

B.是按預先編寫的零件加工程序自動加工

C.其加工精度可以利用軟件進行校正和補償

D.一般借用通用夾具

『正確答案』A

『答案解析』數控機床按預先編寫的零件加工程序自動加工，沒有人為干擾，而且加工精度還可以利用軟件進行校正和補償，因此可以獲得高的加工精度和重復精度。數控機床一般借用通用夾具，幾乎不需要專用夾具，只需要更換零件加工程序，具有廣泛的適應性和靈活性，因而可大大縮短生產周期。

【例題·單選題】數控機床由（ ）組成。

A.CAD／CAM系統、機床主機、輔助裝置

B.CNC系統、機床主機、輔助裝置

C.計算機及PLC、機床主機、輔助裝置

D.計算機系統、機床主機、輔助裝置

『正確答案』B

『答案解析』數控機床分成兩大部分，即CNC系統和機床主機（包括輔助裝置）。

【鏈接】CNC系統由程序、輸入輸出（I/O）設備、CNC裝置、主軸控制單元及進給控制單元組成。

【例題·單選題】關于數控機床機械結構特點的敘述中，錯誤的是（ ）。

A.主軸箱、進給變速箱及其傳動系統應盡量簡化

B.進給系統中的機械傳動裝置和元件應具有高效率、無間隙、低摩擦的特點

C.采用熱對稱結構及熱平衡措施，以減小熱變形

D.提高機床的靜剛度和固有頻率、減低其阻尼以獲得高的動剛度和高抗振性

『正確答案』D

『答案解析』阻尼越大，動剛度也越大，所以應該提高數控機床的阻尼以獲得高的動剛度。

【鏈接】為了滿足數控機床高自動化、高效率、高精度、高速度、高可靠性的要求，其機械結構具以下一些特點：高剛度和高抗振性；小的機床熱變形；高效率、無間隙、低摩擦傳動；簡化的機械傳動結構。

【例題·多選題】按照刀具與工件相對運動軌跡，可以將數控機床分為（ ）數控機床。

A.平面控制

B.連續控制

C.斷續控制

D.點位控制

E.輪廓控制

『正確答案』DE

『答案解析』按照刀具與工件相對運動軌跡，可以將數控機床分為點位控制和輪廓控制數控機床。

【鏈接】點位控制（或位置控制）數控機床，只能控制工作臺（或刀具）從一個位置（點）精確地移動到另一個位置（點），在移動過程中不進行加工，各個運動軸可以同時移動，也可以依次移動。輪廓控制數控機床，能夠同時對兩個或兩個以上的坐標軸進行連續控制，不僅控制輪廓的起點和終點，而且還要控制軌跡上每一點的速度和位置，因而能夠加工曲線（或曲面）。

【例題·多選題】可以采用輪廓控制的數控機床有（ ）。

A.數控車床

B.加工中心

C.數控磨床

D.數控沖床

E.數控銑床

『正確答案』ABCE

『答案解析』點位控制（或位置控制）數控機床包括數控鏜床、鉆床、沖床。輪廓控制數控機床有數控車床、銑床、磨床、電加工機床和加工中心等。

【例題·單選題】下列敘述中，錯誤的是（ ）。

A.閉環數控機床的反饋檢測裝置安裝在機床工作臺上

B.半閉環數控機床的檢測裝置安裝在機床工作臺上

C.半閉環數控機床的檢測裝置安裝在電動機或絲杠的端頭

D.開環數控機床不帶位置檢測反饋裝置

『正確答案』B

『答案解析』半閉環數控機床的檢測裝置安裝在電動機或絲杠的端頭。

【鏈接】按照伺服驅動系統的控制方式分類：閉環控制數控機床，位置檢測裝置安裝要機床工作臺上，加工精度高。缺點：裝配、調試難度大。半閉環控制數控機床。將檢測元件安裝在電動機的端頭或絲杠的端頭，調試比較方便，因而廣泛采用。開環控制數控機床。不帶位置檢測反饋裝置。多為經濟型。

【例題·單選題】（2008）與半閉環控制數控機床相比，閉環控制數控機床（ ）。

A.具有比較高的加工精度

B.設計、調試比較方便

C.環內包含的機械環節比較少

D.應用得更廣泛

『正確答案』A

『答案解析』閉環控制數控機床由于能夠減少乃至于消除由于傳動部件制造、裝配所帶來的誤差，因而可以獲得很高的加工精度。

【例題·單選題】加工中心與普通數控機床相比，最大的區別是加工中心具有（ ）。

A.計算機數控系統

B.刀庫，能自動更換刀具

C.自動裝卸工件裝置

D.物料自動儲運裝置

『正確答案』B

『答案解析』加工中心是有刀庫，并且能夠自動換刀的數控機床，運用十分廣泛。分為鏜銑類加工中心和車削中心。自動換刀裝置是加工中心的基本特征，它的投資占到整機投資的30%~50%。加工中心的故障有50%以上與自動換刀裝置有關。

【例題·多選題】以下所列數控機床的一些組成部分的使用壽命中，正確的有（ ）。

A.主要機械大件（如床身、立柱、主軸箱等）的使用壽命達10年以上

B.數控系統的使用壽命也可達10年

C.一些頻繁運動的驅動機械部件（如滾動絲杠副）可保持運動精度的壽命約為5年

D.易損電器元件（如行程開關）的使用壽命也可達5年

E.一個標準型的數控系統在制造廠生產出來，其壽命為5～6年

『正確答案』ABC

『答案解析』易損電器元件（如行程開關）的使用壽命只有2年左右。

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（責任編輯：中大編輯）