数控机床维修复习题部分讲解.docx

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数控机床维修复习题部分讲解

数控机床维修复习题

一.填空

1.CNC是指计算机数字控制系统，简称数控系统。

2.数控机床的中伺服系统取代了传统机床中机械传动。

3.数控机床几何精度的检验，又称静态精度的检验，它是反映机床关键零部件经组装后的综合几何形状误差。

4.数控机床的驱动系统主要有进给驱动系统和旋转驱动系统，前者的作用是控制的各坐标轴的进给运动；后者的作用是控制机床的主轴旋转运动。

5.数控机床切削精度的检验，又称动态精度检验，它是在切削加工的条件下，对机床几何精度和定位精度的一项综合性考核。

6.主轴准停主要有三种实现方式，即机械准停、电气准停和编码器准停。

7.数控系统工程故障诊断分为三个阶段，即故障检测，故障判断与隔离和故障定位。

8.故障诊断基本过程是：

先内后外、先机械后电气、先静后动、先公用专用、先简单后复杂、先一般后特殊。

9.工作台超程一般设有两道限位保护，一个为硬限位，而另一个为软限位。

10.主轴伺服系统发生故障时，通常有三种形式，即显示器显示报警，硬件指示灯报警和不出现任何报警现象。

11.数控设备回参考点故障的主要形式有找不到参考点和找不准参考点。

12.机床性能主要包括主轴系统性能，进给系统性能，自动换刀系统、电气装置、安全装置、润滑装置、气液装置及各附属装置等性能。

13.机床导轨的功用主要是支承和引导运动部件沿一定的轨道运动。

14.导轨按其摩擦性质可以分为滑动导轨、滚动导轨和静压导轨三大类。

15.针对滑动导轨静摩擦因数大、摩擦磨损大、低速运行时易出现爬行现象的缺陷而采取的措施有：

选用合适的导轨材料及热处理、采用工程塑料导轨面。

二.选择题

1.数控机床故障按发生部位可分为（C）。

A.破坏性故障和非破坏性故障

B.有诊断显示故障和无诊断显示故障

C.电气故障和机械故障

D.非关联性故障和关联性故障

2.数控加工中心与普通数控铣床、镗床的主要区别是（B）。

A.一般有三个数控轴

B.设置有刀库，在加工过程中由程序自动选用和更换

C.能完成钻、铰、攻丝、铣、镗等加工功能

D.主要用于箱体类零件的加工

3.关于联动控制轴，下列说法正确的是（B）。

A.联动控制轴数是指CNC控制的进给伺服轴的数量

B.联动控制轴数是指能够同时插补的进给伺服轴的数量

C.联动轴就是机床的CNC轴

D.CNC轴一定是联动轴，但联动轴不一定是CNC轴

4.数控机床的几何精度检验包括（D）。

A.工作台的平面度

B.各坐标方向移动的垂直度

C.X、Z坐标方向移动时工作台面的平行度

D.以上都是

5.工作台的平面度属于数控的（A）精度检验。

A.几何

B.定位

C.切削

D.联动

6.主轴回转轴心线对工作台面的垂直度属于数控机床的（B）精度检验。

A.定位

B.几何

C.切削

D.联动

7.直线运动坐标轴的定位精度和重复定位精度属于数控机床的（B）精度检验。

A.几何

B.定位

C.切削

D.联动

8.数控机床的定位精度检验包括（D）。

A.回转运动的定位精度和重复分度精度

B.回转运动的反向误差

C.回转轴原点的复归精度

D.以上都是

9.数控机床的定位精度检验包括（D）。

A.回转运动的定位精度和重复分度精度

B.各直线运动坐标轴机械原点的复归精度

C.直线运动各轴的反向误差

D.以上都是

10.数控机床切削精度检验（C），对机床几何数度和定位精度的一项综合检验。

A.又称静态精度检验，是在切削加工条件下

B.又称动态精度检验，是在空载条件下

C.又称动态精度检验，是在切削加工条件下

D.又称静态精度检验，是在空载条件下

11.数控车床与普通车床相比在结构上差别最大的部件是（C）。

A.主轴箱

B.床身

C.进给传动

D.刀架

12.在数控系统中，以下那种存放于EPROM中（A）。

A.数控系统软件

B.系统参数

C.用户程序

D.刀补参数

13.CNC铣床伺服电机出现过热产生报警，不可能的原因是（D）。

A.电机过载

B.电机线圈绝缘不良

C.频繁正、反转运动

D.未输入电机电源

14.CNC铣床超行程产生错误信息，解决的方法为（D）。

A.重新开机

B.在自动方式操作

C.回机床零点

D.在手动方式操作

15.比较下列各检测元件，测量精度最高的是（A）。

A.光栅

B.磁栅

C.感应同步器

D.旋转变压器

16.软件限位是由机床内部系统参数设定的，软件限位一般在（D）后才生效。

A.按回车

B.复位

C.返基准点

D.重新启动

17.测量与反馈装置的作用是为了（C）。

A.提高机床的安全性

B.提高机床的使用寿命

C.提高机床的定位精度、加工精度

D.提高机床的灵活性

18.只读存储器只允许用户读取信息，不允许用户写入信息。

对一些常需读取且不希望改动的信息或程序，就可存储在只读存储器中，只读存储器英语缩写是（A）。

A.ROM

B.FLASH

C.LED

D.RAM

19.按数控系统的控制方式分类，数控机床分为：

开环控制数控机床、（C）、闭环控制数控机床。

A.点位控制数控机床

B.点位直线控制数控机床

C.半闭环控制数控机床

D.轮廓控制数控机床

20.世界上第一台数控机床是（C）年研制出来的。

A.1930

B.1947

C.1952

D.1958

21.数控机床是应用数控技术的机床，数控系统是它的控制指挥中心，是用数字信号控制机床运动及其加工过程的。

目前，比较多的是采用微处理器数控系统，称为（B）系统。

A.CPU

B.CNC

C.CAD

D.RAM

22.一般而言，增大工艺系统的（A）才能有效地降低振动强度。

A.刚度

B.强度

C.精度

D.硬度

23.用水平仪检验机床导轨的直线度时，若把水平仪放在导轨的右端，气泡向右偏2格；若把水平仪放在导轨的左端，气泡向左偏2格，测此导轨是（B）。

A.中间凸

B.中间凹

C.不凸不凹

D.扭曲

24.数控机床由（D）组成。

A.数控装置

B.伺服系统

C.测量反馈装置

D.以上都是

25.（B）可分为开环控制、半闭环控制和全闭环控制。

A.数控装置

B.伺服系统

C.测量反馈装置

D.控制器

26.（C）是液压系统的执行元件。

A.电动机

B.液压泵

C.液压缸

D.液压控制阀

27.直线光栅尺是一种（D）。

A.极为准确的直接测量位移的工具

B.数控系统的功能模块

C.能够间接检测直线位移或角位移的伺服系统反馈元件

D.能够间接检测直线位移的伺服系统反馈元件

28.手摇脉冲发生器的电压供给是（A）。

A.5V

B.15V

C.24V

D.12V

29.数控机床中，采用滚珠丝杠副消除轴向间隙的目的主要是（A）。

A.提高反传动精度

B.增大驱动力矩

C.减少摩擦力矩

D.提高使用寿命

30.半闭环控制伺服进给系统的检测元件一般安装在（B）。

A.工作台

B.丝杠一端

C.工件上

D.导轨上

31.主轴噪声增加的原因分析主要包括（B）。

A.伺服电动机有故障

B.主轴载荷是否过大

C.主轴定向是否准确

D.变压器有无问题

32.闭环位置检测系统中，（D）不是位置检测元件。

A.光栅尺

B.绝对式编码器

C.感应同步器

D.千分尺

33.数控机床日常维护中，下列哪些做法不正确（A）

A.数控系统支持电池定期更换应在CNC断电的状态下进行

B.尽量少开电气控制柜门

C.数控系统长期闲置情况，应该常给系统通电

D.定期检查电气控制柜的散热通风工作状况

34.在数控机床故障处理中，下列说法正确的是（D）。

A.数控机床出现故障时，都有报警显示

B.机床运行中发生时，如果根据报警提示都能直接确定故障原因

C.当数控机床出现故障时，必须立即关断电源

D.CNC系统发生故障，往往同一现象、同一报警可以有多种起因

35.全闭环控制系统的含义是（B）

A.不带检测装置，也无反馈电路

B.带检测装置并安装在机床工作台

C.带检测装置并安装在电动机或丝杠端

D.以上说法都不对

36.目前数控机床主轴电机大多采用（B）调速控制方式。

A.有级

B.无级

C.自动

D.人工

37.伺服系统是指以机械（C）作为控制对象的自控系统。

A.位移

B.角度

C.位置或角度

D.速度

38.数控系统程序数据保存不住，可直接检查后备电池、断电检测及切换电路，以及（C）。

A.振荡电路

B.CPU及周边电路

C.存储器周边

D.地址线逻辑

39.步进电机尖叫而不转的原因是（A）。

A.输入脉冲频率太高而引起的堵转

B.输入脉冲的突跳频率太高

C.输入脉冲的升速曲线不理想引起堵转

D.以上都是

40.数控系统的辅助功能又叫（B）。

A.T功能

B.M功能

C.S功能

D.G功能

41.数控系统的准备功能又叫（D）

A.T功能

B.M功能

C.S功能

D.G功能

42.数控系统的（D）端口与外部计算机连接可以发送或接受程序。

A.SR-323

B.RS-323

C.SR-232

D.RS-232

43.数控机床的“回零”操作是指回到（C）。

A.对刀点

B.换刀点

C.机床的参考点

D.编程原点

44.数控机床的核心是（B ）。

A.伺服系统

B.数控系统

C.反馈系统

D.传动系统

45.数控车床可以进行螺纹加工，是因为该车床安装了（C）

A.光栅

B.磁栅

C.主轴脉冲编码器

D.感应同步器

46.测量与反馈装置的作用是为了（ C）。

A.提高机床的安全性

B.提高机床的使用寿命

C.提高机床的定位精度、加工精度

D.提高机床的灵活性

47.数控机床进给系统不能采用（D）电机驱动。

A.直流伺服

B.交流伺服

C.步进

D.笼式三相交流异步

48.改变三相异步电动机的（B），不能改变电机转速。

A.输入电源的频率

B.三相电源的相序

C.电机的极对数

D.电机的转差率

49.数控机床中，不属于PLC控制的信号有（B）。

A.急停控制

B.轨迹插补

C.主轴控制

D.导轨润滑

50.（C）的维修原则是错误的。

A.先机械后电气

B.先简单后复杂

C.先专用后公用

D.先外部后内部

51.（B）属于点位控制数控机床。

A.数控车床

B.数控钻床

C.数控铣床

D.加工中心

52.在全闭环的数控机床中，（C）造成的定位误差，系统无法自动纠正

A.间隙误差

B.螺距误差

C.光栅尺本身反馈误差

D.伺服电机过载

三.判断题

1.数控机床的故障一般有两种，由于操作、调整处理不当引起的，称为硬故障，由于外部硬件损坏引起的故障，称为软故障。

（×）

2.一般数控机床发生故障时，有故障信息提示，所有的故障都可以根据内容提示和查阅手册直接确认故障原因。

（×）

3.当数控机床发生故障时，应立即判断电源。

（×）

4.CNC系统发生故障时，往往是同一现象，同一报警号可以有多种起因，有的故障根源在机床上，但现象却反映在系统上。

（√）

5.数控机床在没有回参考点的方式下，能够实现软限位保护。

（×）

6.为了保证电气柜更好散热通风，最好经常打开电气柜控制门。

（×）

7.数控系统处于长期闲置的情况下，应经常给系统通电。

（√）

8.数控机床驱动主要采用交流驱动，是因为交流电机比直流电机调速性能好。

（√）

9.当进行螺纹切削时，如果编码器反馈信号断开，则会出现主轴停止，进给继续的故障。

（√）

10.“进给保持”的意思是按给定的进给速度保持进给运动。

（×）

11.更换系统的后备电池时，必须在关机断电情况下进行。

（×）

12.数控机床在手动和自动运行中，一旦发现异常情况，应立即使用紧急停止按钮。

（×）

13.数控机床加工过程中可以根据需要改变主轴速度和进给速度。

（√）

14.按数控系统操作面板上的RESET键后就能消除所有报警信息。

（×）

15.如果在数控车床车削螺纹，该数控车床必须有主轴脉冲编码器，并处于工作状态。

（√）

16.数控机床为实现螺纹加工，需要安装主轴位置编码器来实现主轴与进给轴的同步控制。

（√）

17.数控车床加工中，若刀具需移动一个准确的尺寸，则这个尺寸正确性是依靠进给伺服系统来保证的。

（√）

18.数控装置接到执行的指令信号的，即可直接驱动伺服电动机进行工作。

（×）

19.数控机床伺服系统是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床移动部件的运动。

（√）

20.伺服系统包括驱动装置和执行机构两大部分。

（√）

21.脉冲编码器和绝对值脉冲编码器都是用来检测直线位移的位置检测器。

（X）

四.分析题

1.数控机床安装、调试过程有那些工作内容？

答案：

机床的初就位和组装、数控系统的连接和调整、通电试车、机床精度和功能的调试、机床试运行。

2.何谓主轴定向控制？

简述其作用。

答：

主轴定向控制又称主轴准停控制，即当主轴停止时能控制其停在固定位置。

其作用如下。

1刀具交换

在加工中心中，当主轴停转进行刀具交换时，主轴需停在一个固定不变的位置上，从而保证主轴端面上的键也在一个固定的位置，这样，换刀机械手在交换刀具时，能保证刀柄上的键槽对正主轴端面上的定位键。

2镗孔退刀

在精镗孔退刀时，为了避免刀尖划伤已加工表面，采用主轴准停控制，使刀尖停在一个固定位置（X轴或y轴上），以便主轴偏移一定尺寸后，使刀尖离开工件表面进行退刀。

3.进给轴运动的故障通常表现为

①进给轴不能运动

a操作方式不对。

  b从PLC传至NC的信号不正常。

  c位控板有故障（如03350，03325，03315板有故障）。

  d发生22号报警，它表示位置环未准备好。

  e测量系统有故障。

如产生108，118，128，138号报警，这是测量传感器太脏引起的，如产生104，114，124，134报警，则位置环有硬件故障。

  f运动轴处于软件限位状态。

只要将机床轴往相反方向运动即可解除。

  g当发生101，111，121，131号报警时，表示机床处于机械夹紧状态。

②进给轴运动不连续

③进给轴颤动

a进给驱动单元的速度环和电流环参数没有进行最佳化或交流电动机缺相或测速元件损坏，均可引起进给轴颤动。

  bCNC装置的位控板有故障。

  c机构磨擦力太大。

  d数控机床数据有误.

4.数控机床的常见故障排除方法

答：

1）．直观检查法

（1）询问法

（2）目视法

（3）触摸法

（4）通电法

2）．初始化复位法

例2一台数控车床当按下自动运行键，计算机拒不执行加工程序，也不显示故障自检提示，显示屏幕处于复位状态（只显示菜单）。

有时手动、编辑功能正常，检查用户程序、各种参数完全正确；有时因记忆电池失效，更换记忆电池等，系统显示某一方向尺寸超量或各方向的尺寸都超最大尺寸（显示尺寸超过数控机床实际能加工的最大尺寸或超过系统能够认可的最大尺寸）。

排除方法：

采用初始化复位法使系统清零复位（一般要用特殊组合健或密码）。

3）．自诊断法

数控系统已具备了较强的自诊断功能，并能随时监视数控系统的硬件和软件的工作状态

（1）硬件报警指示

（2）软件报警指示

4）．功能程序测试法

功能程序测试法常应用于以下场合：

（1）机床加工造成废品而一时无法确定是编程操作不当、还是数控系统故障引起。

（2）数控系统出现随机性故障，一时难以区别是外来干扰，还是系统稳定性不好。

（3）闲置时间较长的数控机床在投入使用前或对数控机床进行定期检修时。

5）．备件替换法

例5一台采用西门子SINUMERIK SYSTEM 3系统的数控机床，其PLC采用S5—130w/B，一次发生故障时，通过CNC装置PC功能输入的R参数，在加工中不起作用，不能更改程序中R参数的数值。

通过对CNC装置工作原理及故障现象的分析，认为PLC的主板有问题，与另一台数控机床的主板对换后，进一步确定为PLC主板的问题。

经专业厂家维修，故障被排除。

6）．交叉换位法

7）．参数检查法

8）．测量比较法

9）．敲击法

10）．局部升温法

11）．原理分析法

5.位置检测装置在数控机床控制中的主要作用是什么？

答：

位置检测装置是数控系统的重要组成部分，在闭环或半闭环控制的数控机床中，必须利用位置检测装置把机床运动部件的实际位移量随时检测出来，与给定的控制值（指令信号）进行比较，从而控制驱动元件正确运转，使工作台（或刀具）按规定的轨迹和坐标移动。

6.刀库与换刀机械手的维护要点

1）严禁把超重、超长的刀具装入刀库，防止机械手换刀时掉刀或发生碰撞

2）不管什么方式选刀时，刀具号要和刀库上所需刀具一致

3）手动方式放往刀库上装刀时，要确保装到位、装牢靠。

刀座上的锁紧也要可靠

4）经常检查刀库的回零位置是否正确，主轴轴回换刀点位置到位，及时调整。

5）要保持刀具刀柄和刀套的清洁。

6）开机时，应先使刀库和机械手空运行，检查各部分工作是否正常（行程开关、电磁阀、液压系统的压力

7.简述故障诊断的原则？

答案：

⑴先外后内：

采用望、听、嗅、问、摸等方法由外向内逐一检查；

⑵先机械后电气：

机械故障较易观察，而数控系统故障的诊断则难度较大；

⑶先静后动：

维修人员要做到先静后动，对机床故障也要先静后动；

⑷先公用后专用：

先解决主要的矛盾，再解决局部的、次要的矛盾；

⑸先简单后复杂；

⑹先一般后特殊：

在排除某一故障时，先考虑最常见的可能的原因，再分析很少发生的特殊原因。

8.简述光栅尺的工作原理。

答案：

在指示光栅（副光栅，不动）上安装有标尺光栅（主光栅，可动），光源通过聚

光透镜照在光栅尺上，由于光的干涉和衍射现象，会在指示光栅上形成莫尔条

纹，经过光电器件的转换形成正弦波电信号，再经过放大器的放大，在计数器

上读出计数，经过计算即可以测出位移量。

42.机床导轨的功用主要是支承和引导运动部件沿一定的轨道运动。

43.导轨按其摩擦性质可以分为滑动导轨、滚动导轨和静压导轨三大类。

44.针对滑动导轨静摩擦因数大、摩擦磨损大、低速运行时易出现爬行现象的缺陷而采取的措施有：

选用合适的导轨材料及热处理、采用工程塑料导轨面。

9.滚动导轨的结构形式及各种滚动导轨的特点与应用？

答案：

滚针导轨：

尺寸小、长径比大、结构紧凑。

用于导轨尺寸受限制的机床上。

滚珠导轨：

导轨接触面小，刚度低，承载能力小。

用于运动部件质量不大和切削力不大的机床。

滚柱导轨：

刚度及承载能力比滚珠导轨大，不易引起振动。

应用最广。

10.刀库的功用、种类及其应用场合？

答案：

刀库是用来储存加工所需刀具、按照指令接收从主轴送来的刀具，运送将要用到的刀具到换刀位置。

刀库种类及其应用：

A、转塔式刀库：

小型立式加工中心

B、圆盘式刀库：

卧式、立式加工中心

C、链式刀库：

应用最广

D、格子式刀库：

用于作为加工单元使用的加工中心

22、控制系统的常见故障

答：

1．电池报警故障

当数控机床断电时，为保存好机床控制系统的机床参数及加工程序，需靠后备电池予以支持。

这些电池到了使用寿命其电压低于允许值时，就产生电池故障报警

2．键盘故障

在用键盘输入程序时，若发现有关字符不能输入、不能消除、程序不能复位或显示屏不能变换页面等故障，应首先考虑有关按键是否接触不好，予以修复或更换

3．熔丝故障

控制系统内熔丝烧断故障，多出现于对数控系统进行测量时的误操作，或由于机床发生了撞车等意外事故。

4．刀位参数的更改

FANUC10T系统控制的F12数控车床带有两个换刀台，在加工过程中，由于机床的突然断电或因意外操作了急停按钮，使机床刀具的实际位置与计算机内存的刀位号不符，如果操作者不注意，往往会发生撞车或打刀等事故。

5．控制系统的“NOTREADY（没准备好）”故障

1）应首先检查CRT显示面板上是否有其他故障指示灯亮及故障信息提示，若有问题应按故障信息目录的提示去解决；

2）检查伺服系统电源装置是否有熔丝断、断路器跳闸等问题，若合闸或更换了熔丝后断路器再跳闸，应检查电源部分是否有问题；检查是否有电动机过热，大功率晶体管组件过电流等故障而使计算机监控电路起作用；检查控制系统各板是否有故障灯显示；

3）检查控制系统所需各交流电源、直流电源的电压值是否正常。

若电压不正常也可造成逻辑混乱而产生“NOTREADY”故障。

6．机床参数的修改

对每台数控机床都要充分了解并掌握各机床参数的含义及功能，它除能帮助操作者很好地了解该机床的性能外，有的还有利于提高机床的工作效率或用于排除故障

7．机床软超程故障的排除

FANUC10T系统控制的F12数控车床，由于编程或操作失误而发生OT001~OT006等软超程故障，有时以超程的反方向运动可以解除