《数控机床故障诊断与维修》习题及答案.docx
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《数控机床故障诊断与维修》习题及答案
习题
一、填空题
1、数控系统工作时的温度不能高于_________︒C，数控系统允许的电网电压波动范围为额定值的_________。
2、系统的可靠性是指在规定的工作条件下，维持_________。
3、数控机床的使用_________和_________，很大程度上取决于它的正确使用和日常维护。
4、数控机床清洗时，不得用棉纱或纱布，要用浸有清洗剂的_________或绸布清洗。
5、在接通数控柜电源，检查各输出电压时，为了确保安全，可先将电动机的_________断开。
6、通常CNC系统通过输入装置输入的零件加工程序存放在_________存储器中。
7、现场修理的主要任务是_________。
8、只要满足某一定的条件，机床或数控系统就必然出现的故障是_________。
9、由于数控系统具有自诊断功能，一旦检测到故障，即按故障的级别进行处理，同时在CRT上以报警号形式显示该故障信息，是_________。
10、发生设备事故时，应立即________，保持现场，及时向生产工长和车间机械员报告，听候处理。
二、思考题
1、数控机床维护与保养的目的是什么？
2、数控机床的点检管理是什么？
3、为什么要对CNC系统进行数据备份？
对于FANUC数控系统进行数据备份和恢复的方法有哪些？
4、数控机床常用的故障诊断方法有哪些？
5、液压系统排除电气故障的基本步骤是什么？
6、简述万用表使用注意事项。
7、简述数控机床气动系统维护的要点是什么？
8、数控机床刀塔、工作台、尾座等部件关机前的合理位置应停在何处？
9、数控机床维护与维修人员应具备哪些素质要求，你认为自己具备哪些条件？
10、查阅资，说说5S和6S管理说法分别是指什么？
11、通过查阅资料，了解一级、二级保养时，清洗丝杠副、刀塔、尾座等部件，用何种清洗剂？
答案：
一、填空
1、55︒C±5%~±10%
2、无故障工作能力
3、精度寿命
4、棉布
5、动力线
6、RAM
7、故障诊断
8、系统故障
9、软件报警显示故障
10、立即切断电源
二、思考题
1、数控机床是现代机械工业的重要技术装备，也是先进制造技术的重要基础装备。
数控设备的正确操作和维护保养是正确使用数控设备的关键因素之一。
正确的使用和精心的维护能防止设备非正常磨损，可以在维护的过程中及时发现故障隐患并加以修复，增加平均无故障时间，增加机床的开动率，避免停机损失；延长设备使用寿命；保持数控设备的加工精度。
做好日常维护保养，可使设备保持良好的技术状态，延缓劣化进程，及时发现和消灭故障隐患，从而保证安全运行。
2、数控机床常用的维护方法是点检。
所谓点检，就是按照一定的标准和一定的周期对设备规定的部位进行检查。
优点是点检能早期发现设备的故障隐患，及时加以修理和调整，使设备保持规定的功能。
缺点是定期点检工作量大。
但在设备运行阶段的点检作为一项设备管理制度，能达到降低故障率和维修费用，应认真持之以恒的执行，以保证数控机床的正常运行。
从点检的要求和内容上来看，点检可分为专职点检、日常点检和生产点检三个层次。
对数控机床进行定点、定时的检查和维护。
3、因为机床厂及用户数据存放在SRAM存储器中，而SRAM中的数据由于断电后需要电池保护，有易失性，需要保留数据。
所以在使用数控机床的过程中，会因为各种原因造成数控系统数据的丢失，如机床断电，控制单元损坏，电池失效或更换时出现差错都会导致数据的丢失，如果之前没有做好备份，那么数控机床将会瘫痪，带来巨大的损失。
CNC系统数据的备份和恢复也是数控机床设备管理中很重要的一个方面。
在数控机床安装调试完成后或对数据进行修改后及时对数控系统做好数据备份并妥善保管，可以预防数据的丢失，且当机床出现存储器等方面的故障时，可以用数据恢复的方法对数据进行刷新，从而恢复机床的功能。
对于FANUC数控系统进行数据备份和恢复的方法有主要有：
一是使用存储卡在引导系统屏幕画面时进行数据备份和恢复；二是通过控制单元上的RS232C串口与磁盘机、编程器、穿孔机和个人计算机连接进行数据的备份和恢复。
另外，现在还有些数控系统新增USB接口，可以通过这个接口外接U盘，进行在线加工，数据备份，系统软件升级。
4、有常规检查法，系统自诊断法、拔出插入法、参数检查法、功能测试法、部件交换法、隔离法、升降温法、电源拉偏法、测量比较法、原理分析法。
5、
（1）全面了解故障状况，充分掌握故障信息；
（2）现场试车观察；
（3）对照本次故障现象，查阅液压系统工作原理图及电气控制原理图；
（4）确诊故障，作出初步判断。
进一步检查、试验、直至最后确诊故障；
（5）修理实施阶段；
（6）故障排除后，总结有益的经验和方法，找出防止故障发生的改进措施。
6、
（1）在使用指针万用表之前，应先调准指针的机械零点，即在没有被测电量时，万用表指针指在零电压或零电流的位置上；
（2）在使用万用表过程中，不能用手去接触表笔的金属部分,这样一方面可以保证测量的准确，另一方面也可以保证人身安全；
（3）在测量某一电量时，不能在测量的同时换档，尤其是在测量高电压或大电流时，更应注意。
否则会使万用表毁坏。
如需换挡，应先断开表笔，换挡后再去测量。
（4）万用表在使用时，必须选择正确的参数档和量程档。
必须水平放置，以免造成误差。
同时，还要注意到避免外界磁场对万用表的影响。
（5）万用表使用完毕，应将转换开关置于交流电压的最大挡。
如果长期不使用，还应将万用表内部的电池取出来，以免电池腐蚀表内其它器件。
7、
（1）保证供给洁净的压缩空气；
（2）保证空气中含有适量的润滑油；
（3）保持气动系统的密封性；
（4）保证气动元件中运动部件的灵敏度；
（5）保证气动装置具有合适的工作压力和运动速度。
8、提示：
数控机床刀塔、工作台、尾座等部件关机前的合理位置应停在中间位置。
9、提示：
素质要求：
（1）工作态度要端正，应有高度的责任心和良好的职业道德。
（2）具有较广的知识面。
1）掌握或了解计算机原理，电子技术、电工原理、自动控制与电动机拖动、检测技术、机械传动及机械加工工艺方面的基础知识。
2）要懂电气方面（包括强电和弱电）的知识，要多看电气图、消化电气图。
对于每一个电气元件，比如：
接触器、继电器、时间继电器等以及PLC的输入、输出，要在电气图上一一注明其具体功能。
3）要懂机械方面（包括机械、液压和气动）的知识。
要多看液压、气动图，并深入消化之。
对于数控机床的机械、液压、气动图，要搞清楚其作用和来龙去脉，并在图纸上一一注明。
4）维修人员还必须经过数控技术方面的专门学习和培训，多看数控资料，不断学习、更新知识。
5）维修时为了对某些电路与零件进行现场测试，数控机床维修人员还应当具备一定的电路图分析和工程识图能力。
6）具有一定的外语基础，要多看外文资料，提高专业外文阅读能力。
（3）勤于学习，善于学习，善于思考。
（4）有较强的动手能力，要敢于动手，善于动手。
（5）要掌握实验技能。
（6）要学会使用有关仪器。
（7）养成良好的工作习惯。
10、提示：
“5S”是整理（Seiri）、整顿（Seiton）、清扫（Seiso）、清洁（Seiketsu）和素养（Shitsuke）这5个词的缩写。
“6S”是：
整理（SEIRI）——将工作场所的任何物品区分为有必要和没有必要的，除了有必要的留下来，其他的都消除掉。
目的：
腾出空间，空间活用，防止误用，塑造清爽的工作场所。
整顿（SEITON）——把留下来的必要用的物品依规定位置摆放，并放置整齐加以标识。
目的：
工作场所一目了然，消除寻找物品的时间，整整齐齐的工作环境，消除过多的积压物品。
清扫（SEISO）——将工作场所内看得见与看不见的地方清扫干净，保持工作场所干净、亮丽的环境。
目的：
稳定品质，减少工业伤害。
安全（SECURITY）——重视成员安全教育，每时每刻都有安全第一观念，防范于未然。
目的：
建立起安全生产的环境，所有的工作应建立在安全的前提下。
清洁（SEIKETSU）——将整理、整顿、清扫进行到底，并且制度化，经常保持环境外在美观的状态。
目的：
创造明朗现场，维持上面3S成果。
素养（SHITSUKE）——每位成员养成良好的习惯，并遵守规则做事，培养积极主动的精神（也称习惯性）。
目的：
培养有好习惯、遵守规则的员工，营造团队精神。
11、提示：
在金属加工工程中，常常有切屑、铁粉、磨屑、油污、沙粒等粘附在工件、刀具表面及缝隙中。
习题
一、填空题
1、数控机床的几何精度检验，又称_________，是综合反映机床的各关键零部件及组装后的几何形状误差。
静态精度检验
2、在数控机床上设置限位开关的作用是_________。
位移控制
3、数控机床导轨的功用是_________和导向。
支承
5、MDI含义是_________。
手动数据输入
6、数控系统连接中接地的作用是_________。
为了设备和人身安全，避免干扰。
二、选择题
1、在精密测量中，对同一被测几何量做多次重复测量，其目的是减小（）对测量结果的影响。
A.随机误差B.系统误差C.相对误差D.绝对误差
2、检测平行度误差时，指示器的最大与最小读数之（），即为平行度误差。
A.和B.差C.积D.商
3、测量平行度误差时，被测要素与基准的角度方向为（）。
A.α=0︒B.α=90︒C.0︒<α<90︒D.90︒<α
4、图1所示用精密直角尺检测面对面的（）误差。
A.垂直度B.平行度C.轮廓度D.倾斜度
图1题4图
5、关于量块的使用方法，下列说法错误的是（）。
A.组合前先洗净表面的防锈油，并用麂皮或软绸将其檫干
B.使用时不得用手接触测量面
C.使用后为了保护测量面不被碰伤，应使量块结合在一起存放
D.要防止腐蚀气体侵蚀量块
6、量块是一种精密量具，应用较广泛，但不能用于（）。
A.长度测量时作为比较测量的标准
B.检验其他计量器具
C.精密机床的调整
D.评定表面粗糙度
7、水平仪的分度值是以（）为基长的倾斜值，如需测量长度为L的实际倾斜值，则可通过下式进行计算：
实际倾斜值=分度值ＸLＸ偏差格数。
A.2mB.3mC.4mD.1m
8、方框式水平仪的精度是以气泡偏移1格时，被测平面在（）长度内的高度差来表示的。
A.100mB.300mC.400mD.1000m
9、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，气泡向右偏移2格，若把水平仪放在导轨的左端，气泡向左偏移2格，则此导轨是（）。
A.中间凸B.中间凹C.不凸不凹D.扭曲
10、新机床的验收工作应按（）进行。
A.使用单位要求B.机床说明书C.国家标准D.机床生产厂家标准
11、数控机床切削精度检验，（），对机床几何精度和定位精度进行的综合检验。
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
12、下列关于数控机床几何精度说法不正确的是（）。
A.数控机床的几何精度，综合反映了该设备关键机械零部件和组装后的几何形状误差
B.几何精度的检测必须地基完全稳定、地脚螺栓处于压紧状态下进行。
考虑到地基可能随时间而变化，一般要求在机床使用半年后，再复校一次几何精度
C.检测工具的精度必须比所测几何精度高一个等级
D.检测数控机床几何精度时，通常调整一项，测量一项
13、（）决定着加工零件质量的稳定性和一致性。
A.几何精度B.定位精度C.重复定位精度D.反向间隙
14、定位精度合格的数控机床所加工的零件的精度不一定合格，主要原因是（）。
A.定位精度是空载检测B.数控机床没进行预拉伸
C.数控机床没进行螺距误差补偿D.数控机床反向间隙没得到补偿
15、试件切削精度是（）检测。
A.几何精度B.位置精度C.运动精度D.综合精度
16、在以下加工中心单项精度检验项目中，（）可用来考核数控机床主轴的运动精度及低速进给的平稳性。
（）可用来考核数控机床的定位精度。
（）可用来考核数控机床X向和Y向导轨运动的几何精度。
（）可用来考核数控机床X、Y轴直线插补的运动品质，即两轴的直线插补功能和伺服特性是否一致。
（）可用来考核数控机床两轴联动时，其中一轴的进给速度是否不均匀。
（）可用来考核数控机床两坐标方向是否存在反向失动量。
A.镗孔精度B.孔距精度C.直线铣削精度
D.斜线铣削精度E.铣圆精度
17、图2所示是（）。
A.主轴锥孔轴线径向跳动检测示意图
B.主轴顶尖误差检测示意图
C.尾座对主轴箱平行度检测示意图
D.主轴轴线的平行度检测示意图
图2题17图
18、图3为一盘状带止口圆形工件水平固定在立式加工中心的C轴圆形工作台面上，需要找正。
将一个杠杆百分表用专用表杆安装在数控铣床主轴上并可随主轴转动。
找正时，把表头压在止口边，百分表回零。
当工件不转动而主轴转动时，若杠杆百分表的示值为零，则结果是（）相重合。
A.主轴轴线与圆形止口中心
B.工作台与圆形止口中心
C.C轴轴线与圆形止口中心
D.主轴轴线与圆形工件中心轴
图3题18图
19、图4所示是（）。
A.床身水平调整示意图
B.主轴套筒移动对工作台面垂直度检测示意图
C.主轴轴线对工作台面垂直度检测示意图
D.工作台水平度检测示意图
图4题19图
20、空运行是数控机床必备的基本功能，常用来校验程序。
关于空运行，下列描述不正确的是（）。
A.空运行时刀具不进行实际切削
B.空运行时可以检查程序中的语法错误
C.空运行可以判断加工路径正确与否
D.空运行可以检查零件的加工精度
E.空运行时刀具移动的速度与程序设定的F值无关
三、思考题
1、数控机床的安装步骤是什么？
2、简述数控机床验收的流程？
3、数控机床要检测的几何精度包括哪些方面，各用什么检测工具？
4、数控机床要检测的位置精度包括哪些方面，各用什么检测工具？
5、数控机床为什么要进行温升检验，需要注意什么？
6、数控机床为什么要进行负荷试验，试验包括哪些内容？
答案：
一、填空题
1、静态精度检验
2、位移控制
3、支承
5、手动数据输入
6、为了设备和人身安全，避免干扰。
二、选择题
1、A
2、B
3、A
4、A
5、C
6、D
7、D
8、D
9、B
10、C
11、C
12、D
13、C
14、A
15、D
16、ABCDEE
17、A.
18、A
19、B
20、D
三、思考题
1、
（1）拆箱；
（2）就位；（3）找平；（4）清洗；（5）连接
2、验收流程：
1）制造厂商的预验收
2）到货签收（机床说明书、合格证是否齐全）
3）开箱检验（资料、备件、附件、工具是否齐全）
4）机床外观验收
5）机床功能验收
6）机床空运行、负荷运行检验
7）机床精度的验收（几何精度、定位精度、工作精度）
8）典型零件首批量试加工及检验
9）其他（补充试验、测试）
10）最终验收
3、提示：
1）床身水平。
精密水平仪
2）工作台面的平面度。
可用平尺、等高量块测量。
3）X、Y、Z导轨直线度。
可用精密水平仪
4）主轴的轴向窜动。
可用千分表、主轴试棒进行测量。
5）主轴径向圆跳动。
可用千分表进行在近端、远端测量。
6）主轴与X、Y垂直。
可用平尺或直角尺、千分表检测垂直度。
7）主轴与Z平行。
可用千分表检测平行度。
8）各坐标方向移动的相互垂直度。
可用直角尺、千分表检验。
9）主轴回转轴心线对工作台面的垂直度。
可用千分表检验。
4、提示：
数控机床定位精度，是指机床各运动部件在数控装置控制下运动所能达到的位置精度。
包括：
1）直线运动定位精度（包括X、Y、Z、U、V、W轴）；
2）直线运动重复定位精度；
3）直线运动轴机械原点的返回精度；
4）直线运动失动量的检测；
5）回转运动的定位精度（转台A、B、C轴）；
6）回转运动的重复运动定位精度；
7）回转运动失动量的检测；
8）回转轴原点的返回精度。
测量直线运动的检测工具有：
标准长度刻线尺、成组块规、测微仪、光学读数显微镜及双频激光干涉仪等。
回转运动检测工具有：
360︒齿精密分度的标准转台或角度多面体、高精度圆光栅和平行光管等。
目前通用的检测仪为双频激光干涉仪。
5、提示：
目的：
测量主轴高速、中速空运行时主轴轴承、润滑油和其他主要热源的温升及其变化规律，检验应连续运转。
在实际检验的过程中，应注意以下几点：
1）温度测点应尽量选择靠近被测部件的位置。
主轴轴承温度以测温工艺孔为测点，在无测温工艺孔的机床上，可在主轴前、后法兰盘的紧固螺钉孔内装热电偶，螺孔内灌注润滑脂，孔口用橡皮泥或胶布封住。
2）室温测点应设在机床中心高处离机床500mm的任意空间位置，油箱测温点应尽量靠近吸油口。
3）为保证机床在冷状态下开始试验，试验前16h内不得工作，试验中途不得停机。
试验前应检测润滑油的数量和牌号，确保符合使用说明书规定。
6、提示：
目的：
负荷试验实际上是看所购置数控机床的加工能力是否能满足用户所提出的数控级床应当承受动负荷方面的技术要求。
主要包括：
数控机床的最大切削抗力，切削时的抗振性和主传动系统的最大转矩、主传动系统的最大功率等。
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