数控机床电气控制 二版 答案4.doc

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1、1.按结构与材料的不同，步进电动机可分哪几种基本类型?各有什么优缺点?答：根据电动机的结构与材料的不同，步进电动机分为反应式（VR）、永磁式（PM）和混合式（HB）三种基本类型。反应式步进电动机是依靠改变电动机的定子和转子的软钢齿之间的电磁力来改变定子和转子的相对位置，这种电动机结构简单、步距角小。永磁式步进电动机的转子铁心上装有多条永久磁铁，转子的转动与定位是由定、转子之间的电磁引力与磁铁磁力共同作用的。与反应式步进电动机相比，相同体积的永磁式步进电动机的转矩大，步距角也大。混合式步进电动机结合了前两者的优点，采用

2、永久磁铁提高电动机的转矩，采用细密的极齿来减小步距角。数控机床常采用功率型反应式或混合式步进电动机，功率型步进电动机可以直接驱动较大的负载。2.简述反应式步进电动机的工作原理。答：如图4-1所示为三相反应式步进电动机的工作原理图。在定子上有六个磁极，分别绕有A、B、C三相绕组，构成三对磁极，转子上有四个齿。当定子绕组按顺序轮流通电时，A、B、C三对磁极就依次产生磁场，对转子上的齿产生电磁转矩，并吸引它，使它一步一步地转动。3.步进电动机的步距角和转速是由什么参数决定的?答：根据公式式中，k———步进电动机的工作拍数;

3、z———步进电动机的齿数。可知步距角由步进电机的工作拍数和步进电机的齿数决定。根据公式可知步进电机的转速由电动机通电的脉冲频率、步进电机的工作拍数和步进电机的齿数决定。4.步进电动机的主要技术特性有哪些，什么情况下步进电动机会出现“失步”现象?答：步进电动机的主要技术特性1）步距误差:步距误差是步进电动机每个步距的实际值与理论值的差值。2）起动频率:起动频率是步进电动机由静止状态不失步地起动到稳定速度所允许的最高输入脉冲频率。3）矩频特性与动态转矩:矩频特性是描述步进电动机连续稳定运行时，输出转矩与连续运行频率之间的

4、关系4）连续运行频率:步进电动机起动后能保持正常工作的最高频率，称为连续运行频率。当电机工作在连续运行频率状态下它比起动频率大得多，但超过工作频率后，由于电流的下降，电动机会出现失步。5.环形脉冲分配器的功用是什么，它可以分成哪几类?答：环形脉冲分配器的主要功能是将数控系统送来的一系列进给脉冲指令按一定规律加到功率放大器上，使相应的定子绕组通电或断电，以实现步进电动机按确定的运动方式工作。环形脉冲分配器可分为硬件环分器和软件环分器两类。6.步进电动机的功率驱动器由哪几部分组成，其作用是什么?答：步进电动机的功率驱动器

5、又称功率放大电路，其作用是将来自环形分配器的脉冲信号进行功率放大。功率放大器一般由两部分组成，即前置放大器和大功率放大器。前者是为了放大环形脉冲分配器送来的进给控制信号并推动大功率驱动部分而设置的。后者是进一步将前置放大器送来的电平信号放大，得到步进电动机各相绕组所需用的电流。7.数控机床系统中常用的检测装置有哪些?答：（1）数控系统中的检测装置按被检测的物理量分为位移、速度和电流三种类型。（2）按安装的位置及耦合方式分为直接测量和间接测量两种（3）按测量方法分为增量式和绝对式两种（4）按检测信号的类型分为模拟式和数

6、字式两种（5）按信号转换方式可分为光电效应、光栅效应、电磁感应、压电效应、压阻效应和磁阻效应等类检测装置。（6）按运动方式分为旋转型和直线型检测装置8.光栅传感器、脉冲发生器、感应同步器安装时应注意哪些问题?答：光栅传感器（1）一般将主光栅尺安装在机床或设备的运动部件上，而读数装置则安装在固定部件上。反之亦可，但对读数装置的引出电缆要采取固定保护措施。（2）安装时还要考虑到切屑、切削冷却液的溅落方向，以防止它们侵入光栅内部。（3）光栅传感器不能直接固定在粗糙不平或涂漆的床身或机身上。（4）在安装读数头时，应保证与尺身

7、间隙为（1.5±0.3）mm，并使读数装置中的指示箭头对准行程中点。（5）应在电源OFF状态下进行电线连接。（6）在调试时要检查光栅尺的回零误差，一般要求不大于一个脉冲当量。（7）选择与机床材料膨胀系数接近的光栅。脉冲发生器(1)齿轮连接时，注意勿使轴受到过大荷重。(2)用螺钉紧固旋转编码器时，应用5kgf·cm左右的紧固力矩。(3)固定本体进行配线时，不要用大于3kg的力量拉线。(4)可逆旋转使用时，应注意本体的安装方向和加减法方向。(5)把设置的装置原点和编码器的Z相对准时，必须边确定Z相输出边安装耦合器。(6)

8、使用时勿使本体上粘水滴和油污。如浸入内部会产生故障。(7)连接带及齿轮结合时，先用别的轴承支住，再将旋转编码器和耦合器结合起来。(8)采用标准耦合器时，应在允许值内安装。感应同步器（1）感应同步器有定尺组件、滑尺组件和防护罩3部分组成。定尺和滑尺组件分别由尺身和尺座组成，它们分别装在机床的不动和可动部件上。（2）感应同步器在安装时必须保持两尺平