第五章數(shù)控伺服系統(tǒng)題庫一、選擇題1.對步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，當(dāng)輸入一個脈沖后，通過機(jī)床傳動部件使工作臺相應(yīng)地移動一個()DA.步距角 B.導(dǎo)程C.螺距 D.脈沖當(dāng)量2.步進(jìn)電動機(jī)轉(zhuǎn)子前進(jìn)的步數(shù)多于電脈沖數(shù)的現(xiàn)象為()CA.丟步 B.失步C.越步 D.異步3.若數(shù)控沖床的快速進(jìn)給速度v=15m／min，快進(jìn)時步進(jìn)電動機(jī)的工作頻率f=5000Hz，則脈沖當(dāng)量為()CA.0.01mm B.0.02mmC.0.05mm D.0.1mm4、與交流伺服電機(jī)相比，直流伺服電機(jī)的過載能力()BA.差 B.強(qiáng)C.相當(dāng) D.不能比較5.直接數(shù)控系統(tǒng)又稱為群控系統(tǒng)，其英文縮寫是()BA.CNC B.DNCC.CIMS D.FMS6.在下列相位比較式進(jìn)給位置伺服系統(tǒng)的四個環(huán)節(jié)中，等同于一個增益可控的比例放大器的是()DA.脈沖／相位變換器 B.鑒相器C.正余弦函數(shù)發(fā)生器 D.位置控制器7.采用開環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的機(jī)床上，通常不安裝()DA.伺服系統(tǒng) B.制動器C.數(shù)控系統(tǒng) D.位置檢測器件8.在下列脈沖比較式進(jìn)給位置伺服系統(tǒng)的四個環(huán)節(jié)中，用來計算位置跟隨誤差的是()AA.可逆計數(shù)器UDC B.位置檢測器C.同步電路 D.AM偏差補(bǔ)償寄存器+9.一五相混合式步進(jìn)電動機(jī)，轉(zhuǎn)子齒數(shù)為100，當(dāng)五相十拍運(yùn)行時，其步距角為(A)A.0.36° B.0.72°C.0.75° D.1.5°10.永磁同步電動機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測多用()DA.光電式轉(zhuǎn)子位置檢測器B.磁電式轉(zhuǎn)子位置檢測器C.絕對式脈沖編碼器D.相對式脈沖編碼器11．反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)與混合式步進(jìn)電動機(jī)相比，其優(yōu)點(diǎn)是()DA．轉(zhuǎn)矩體積比大B．停電后有自鎖能力C．步距角容易做得比較小D．轉(zhuǎn)子慣量低，可更快加減速12、直流伺服電機(jī)常用的調(diào)速方法是()AA．改變電樞電壓B．改變磁通量C．在電樞回路中串聯(lián)調(diào)節(jié)電阻D．改變電樞電流13、一臺三相反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)，其轉(zhuǎn)子有40個齒：采用單、雙六拍通電方式，其步距角是（）BA．1°B．1.5°C．2°D．2.5°單K=1雙K=214．直流伺服電機(jī)常用的調(diào)速方法是()CA．改變磁通量B．改變電樞回路中的電阻RC。改變電摳電壓UD．改變電流-15.在進(jìn)給位置伺服系統(tǒng)中，UDC是指()。AA.脈沖/相位變換器B.鑒相器C.可逆計數(shù)器D.同步電路16.主軸驅(qū)動系統(tǒng)控制機(jī)床()旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。BA、直線軸B、主軸C、切削進(jìn)給D、伺服電機(jī)17、直流主軸電機(jī)的尾部一般都同軸安裝()作為速度反饋元件。CA、測速發(fā)電機(jī)B、旋轉(zhuǎn)變壓器C、編碼器D、速度繼電器18、如果數(shù)控機(jī)床上采用的是直流伺服電機(jī)和直流主軸電機(jī)應(yīng)對()進(jìn)行定期檢查。AA、電刷B、軸承C、接線D、風(fēng)扇19.步進(jìn)電機(jī)常用作（）系統(tǒng)的驅(qū)動電機(jī)。AA、開環(huán)控制的進(jìn)給B、半閉環(huán)控制的進(jìn)給C、全閉環(huán)控制的進(jìn)給D、異步電機(jī)驅(qū)動的進(jìn)給20、直流伺服電機(jī)常用作（）系統(tǒng)的驅(qū)動電機(jī)。C、DA、開環(huán)控制的進(jìn)給B、半閉環(huán)控制的進(jìn)給C、全閉環(huán)控制的進(jìn)給D、主軸運(yùn)動21、華中世紀(jì)星數(shù)控車床CJK6032-3進(jìn)給系統(tǒng)是由（）電機(jī)驅(qū)動的。AA、步進(jìn)B、直流伺服C、交流伺服D、交流異步22、華中世紀(jì)星數(shù)控銑床CJK7532A/3進(jìn)給系統(tǒng)是由（）電機(jī)驅(qū)動的。AA、步進(jìn)B、直流伺服C、交流伺服D、交流異步23、目前，絕大多數(shù)進(jìn)給伺服系統(tǒng)采納的是BA．功率步進(jìn)電動機(jī)B．交流伺服電動機(jī)C．直流伺服電動機(jī)D．直線電動機(jī)24、假設(shè)三相步進(jìn)電動機(jī)三相三拍運(yùn)行時步距角為3，那么三相六拍運(yùn)行時步距角為AA．1.5B．4C．3D．625、空載時，步進(jìn)電機(jī)由靜止?fàn)顟B(tài)突然啟動，并進(jìn)入不丟步的正常運(yùn)行的最高頻率，稱為A、空載頻率B、啟動頻率C、持續(xù)運(yùn)行頻率D、滿載頻率B26、步進(jìn)電機(jī)啟動以后，其運(yùn)行速度能跟蹤指令脈沖持續(xù)上升而不丟步的最高工作頻率，稱為：CA、空載頻率B、啟動頻率C、持續(xù)運(yùn)行頻率D、滿載頻率27、一臺三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)，轉(zhuǎn)子的次數(shù)為40齒，當(dāng)采用三相六拍通電方式時，其步距角為：CA、3°B、6°C、1.5°D、9°28、數(shù)控伺服系統(tǒng)是以（）為直接控制目標(biāo)的自動控制系統(tǒng)。BA、機(jī)械運(yùn)動速度B、機(jī)械位移C、切削力D、機(jī)械運(yùn)動精度29、當(dāng)交流伺服電機(jī)正在旋轉(zhuǎn)時，如果控制信號消失，則電機(jī)將會()。DA.以原轉(zhuǎn)速繼續(xù)轉(zhuǎn)動B.轉(zhuǎn)速逐漸加大C.轉(zhuǎn)速逐漸減小D.立即停止轉(zhuǎn)動30、直流伺服電動要適用于〔〕伺服系統(tǒng)中。CA、開環(huán)，閉環(huán)B、開環(huán)，半閉環(huán)C、閉環(huán)，半閉環(huán)D、開環(huán)二、是非題1、進(jìn)給伺服系統(tǒng)中直流伺服電機(jī)調(diào)速方法是改變電樞電壓的調(diào)速，可獲調(diào)速范圍大。（）√2、交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)是用交流異步電機(jī)作為伺服驅(qū)動裝置，是近年來發(fā)展的趨勢。（）√3、進(jìn)給伺服系統(tǒng)中交流伺服電機(jī)的調(diào)速方法是改變電樞電壓的調(diào)速，可獲調(diào)速范圍大（）×4、步進(jìn)電動機(jī)伺服系統(tǒng)是典型的閉環(huán)伺服系統(tǒng)。()×開環(huán)5、位置檢測軟件安裝在伺服電動機(jī)的尾部的是閉環(huán)系統(tǒng)。()×半閉環(huán)6、半閉環(huán)系統(tǒng)的反饋裝置一般裝在導(dǎo)軌上。()×伺服電機(jī)上7、步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)角，轉(zhuǎn)速，旋轉(zhuǎn)方向分別與輸入脈沖頻率、個數(shù)、通電順序有關(guān)。（）×輸入脈沖的個數(shù)、頻率、通電順序。8、步進(jìn)電機(jī)的三相單三拍控制指電機(jī)有三相定子繞組，每次有一相繞組通電，每三次通電為一個循環(huán)。（）√9、步進(jìn)電機(jī)的三相雙三拍控制指電機(jī)有三相定子繞組，每次有二相繞組通電，每三次通電為一個循環(huán)。（）√10、步進(jìn)電機(jī)的三相六拍控制指電機(jī)有三相定子繞組，每次有一相繞組通電，每六次通電為一個循環(huán)。（）×11、主軸交流電機(jī)的變頻調(diào)速在低速時為恒轉(zhuǎn)矩變功率調(diào)速；高速時為恒功率變轉(zhuǎn)矩調(diào)速。（√）12、主軸交流電機(jī)的變頻調(diào)速在低速時為恒功率變轉(zhuǎn)矩調(diào)速；高速時為恒轉(zhuǎn)矩變功率調(diào)速。（×）13、主軸交流電機(jī)的變頻調(diào)速在低速時為變轉(zhuǎn)矩變功率調(diào)速；高速時為恒功率恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。（×）14、主軸交流電機(jī)的變頻調(diào)速在低速時為恒轉(zhuǎn)矩恒功率調(diào)速；高速時為變功率變轉(zhuǎn)矩調(diào)速。（×）15、主軸交流電機(jī)的變頻調(diào)速一般在低速段采用變電壓變頻調(diào)速。（）√16、主軸交流電機(jī)的變頻調(diào)速一般在低速段采用變電流變勵磁調(diào)速。（）×17、主軸交流電機(jī)的變頻調(diào)速一般在高速段采用變電壓變頻調(diào)速。（）×18、主軸交流電機(jī)的變頻調(diào)速一般在高速時采用變電流變勵磁調(diào)速。（）×19、數(shù)控裝置是直接將控制信號傳遞給步進(jìn)電機(jī)的。（）×20、數(shù)控裝置是通過驅(qū)動裝置間接將控制信號傳遞給步進(jìn)電機(jī)的。（）√21、為了數(shù)控車床上車削螺紋，其主軸的轉(zhuǎn)速一定有一個旋轉(zhuǎn)編碼器進(jìn)行檢測。（）√22、直流伺服電機(jī)使用機(jī)械方式換向是其最大的缺點(diǎn)。（）√23、直流伺服電機(jī)的最大優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速特性好。（）√24、直流伺服電機(jī)使用機(jī)械方式換向是其最大的優(yōu)點(diǎn)。（）×25、直流伺服電機(jī)的調(diào)速特性不如交流伺服電機(jī)。×26、交流伺服電機(jī)的調(diào)速性能不如直流伺服電機(jī)。（）√27、目前，交流電機(jī)用變頻器控制可獲得較理想的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)。（）√28、直流伺服電機(jī)是最理想的直線運(yùn)動部件的驅(qū)動電機(jī)。（）×29、交流伺服電機(jī)是最廉價的直線運(yùn)動部件的驅(qū)動電機(jī)。（）×30、交流伺服電機(jī)是最理想的主軸驅(qū)動電機(jī)。（）√31、交流伺服電機(jī)與齒輪傳動結(jié)合是最理想的主軸驅(qū)動方案。（）√32、交流伺服電機(jī)與齒輪傳動結(jié)合是擴(kuò)大主軸轉(zhuǎn)速范圍最常用的主軸傳動方案。（）√三、簡答題1、進(jìn)給伺服系統(tǒng)的作用是什么？進(jìn)給伺服系統(tǒng)的技術(shù)要求有哪些?答：進(jìn)給伺服系統(tǒng)是數(shù)控系統(tǒng)的主要部分，它忠實地執(zhí)行由CNC裝置發(fā)來的運(yùn)動命令，精確地控制執(zhí)行部件的運(yùn)動方向，進(jìn)給速度與位移量。進(jìn)給伺服系統(tǒng)的技術(shù)要求：調(diào)速范圍要寬且要有良好的穩(wěn)定性(在調(diào)速范圍內(nèi))；位移精度高；穩(wěn)定性好；動態(tài)響應(yīng)快；還要求反向死區(qū)小，能頻繁啟、停和正反運(yùn)動。2、進(jìn)給伺服系統(tǒng)由哪幾部分組成?各部分功能是什么?答：進(jìn)給伺服系統(tǒng)主要由以下幾個部分組成：伺服驅(qū)動電路、伺服驅(qū)動裝置（電機(jī)）、位置檢測裝置、機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)以及執(zhí)行部件。進(jìn)給伺服系統(tǒng)接受數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的進(jìn)給位移和速度指令信號，由伺服驅(qū)動電路作一定的轉(zhuǎn)換和放大后，經(jīng)伺服驅(qū)動裝置和機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)，驅(qū)動機(jī)床的執(zhí)行部件進(jìn)行工作進(jìn)給和快速進(jìn)給。3、交（直）流伺服電機(jī)是否可以作為開環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的伺服驅(qū)動裝置?為什么?答：交（直）流伺服電機(jī)不可以作為開環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的伺服驅(qū)動裝置。因為將執(zhí)行部件的實際位移量轉(zhuǎn)換成電脈沖或模擬電壓量后，需要將電脈沖或模擬電壓量反饋到交（直）流伺服電機(jī)。開環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)無需位置檢測信息的反饋。4、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器中，環(huán)行分配器的作用是什么？答：環(huán)分的主要作用是：控制施加到電機(jī)繞組的脈沖電源的相序。5、提高開環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)精度的措施有哪些？答：適當(dāng)提高系統(tǒng)組成環(huán)節(jié)的精度、傳動間隙補(bǔ)償、螺距誤差補(bǔ)償。6、什么是進(jìn)給伺服系統(tǒng)的調(diào)速范圍?答：調(diào)速范圍是指最高進(jìn)給速度與最低進(jìn)給速度之比。7、解決交流伺服電機(jī)變頻調(diào)速的技術(shù)關(guān)鍵問題是什么?答：要獲得調(diào)頻調(diào)壓的交流電源。8、一臺五相步進(jìn)電機(jī)，當(dāng)采用五相五拍和五相十拍通電方式，其步距角為0.6°，則其轉(zhuǎn)子齒數(shù)應(yīng)分別是多少?答：α=360°/（mzk）五相五拍：m=5；k=1；z=120五相十拍：m=5；k=2；z=609、.進(jìn)給伺服電動機(jī)慣量與負(fù)載慣量匹配的問題應(yīng)考慮哪幾方面因素?解：進(jìn)給伺服電動機(jī)慣量與負(fù)載慣量匹配的問題應(yīng)考慮以下兩個方面的因素（1）加速轉(zhuǎn)矩等于加速度乘以總慣量即就是要考慮加速時間、加速轉(zhuǎn)矩和總慣量之間的關(guān)系。(2)電動機(jī)慣量J1與負(fù)載慣量JM的匹配即J1/JM=(A－B)/（K－A））10、數(shù)控機(jī)床對進(jìn)給伺服系統(tǒng)的要求是什么？答：傳動精度高；驅(qū)動力矩大；低速運(yùn)動平穩(wěn)性好，無爬行現(xiàn)象。11、直流電動機(jī)調(diào)速方式有哪幾種？答：調(diào)節(jié)輸入端電壓；轉(zhuǎn)子回路串電阻；改變勵磁磁通量；調(diào)節(jié)電源頻率。12、交流電動機(jī)調(diào)速方式有哪幾種？答：調(diào)節(jié)輸入端電壓；轉(zhuǎn)子回路串電阻；調(diào)節(jié)電源頻率。改變定子繞組極對數(shù)；13、閉環(huán)控制的基本特征是什么？答：位置檢測傳感器接在機(jī)床執(zhí)行動作的運(yùn)動部件上；運(yùn)動部件的運(yùn)動精度高。14、主軸直流電動機(jī)采用什么調(diào)速方式？答：晶閘管調(diào)速；調(diào)脈沖寬度調(diào)速。15、主軸直流電動機(jī)控制單元如何實現(xiàn)調(diào)壓調(diào)速與弱磁調(diào)速的自動轉(zhuǎn)換？答：主軸轉(zhuǎn)速是電動機(jī)驅(qū)動電路根據(jù)轉(zhuǎn)速指令電壓信號變化來自動轉(zhuǎn)換。四、計算題1、已知某三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)，轉(zhuǎn)子齒數(shù)為80，采用三相六拍工作方式。通過一對齒輪副（主傳動齒數(shù)為20，被動齒輪的齒數(shù)為40）傳動一導(dǎo)程為4mm的滾珠絲杠，由絲桿螺母副驅(qū)動工作臺移動，工作臺移動的最大速度為20mm/min，求：1）、工作臺的脈沖當(dāng)量是多少？2）、步進(jìn)電機(jī)的最高工作頻率？3）、如果在工作臺上安裝光柵傳感器，傳感器的分辨率至少是多少？解：步距角的公式：θs=360°/（mZK）=360°/（2×80×3）=0.75°。依據(jù)脈沖當(dāng)量的公式：δ=P/360°×θs×（Z1/Z2）=0.0125mmfmax=Vmax/δ=20/（0.0125×60）=27.7HZ傳感器的分辨率：1/3δ=0.0125/3=0.0041mm2、圖示為數(shù)控車床橫向進(jìn)給傳動結(jié)構(gòu)簡圖，已知步進(jìn)電動機(jī)轉(zhuǎn)子齒數(shù)120個齒，按三相六拍通電方式工作，步進(jìn)電動機(jī)最高工作頻率為5000HZ。滾珠絲杠基本導(dǎo)程為6mm，要求脈沖當(dāng)量為0.005mm/脈沖，若進(jìn)給方向的進(jìn)給抗力為2000N（導(dǎo)軌摩擦可忽略），傳動系統(tǒng)總效率為0.9。試計算：（1）減速齒輪齒數(shù)比i（大齒輪齒數(shù)/小齒輪齒數(shù)）。（2）作用在電機(jī)軸上的負(fù)載力矩MZ（N·m）。（不計摩擦扭矩）（3）工作臺的最大快進(jìn)速度Vmax（m/min）？解：（參考）3、 在數(shù)控系統(tǒng)中，設(shè)計要求為：脈沖當(dāng)量為1mm，工作臺要在速度為3m/s時產(chǎn)生4N.m的扭矩，下圖所示