数控机床故障诊断与维修试题

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1、一、填空题（每空1分，共20分）1、滚珠丝杠螺母副，按滚珠返回的方式不同可以分为（内循环式）和（外循环式）两种。2、导轨副的维护一 般包括（导轨副的润滑）、（滚动导轨副的预紧）和（导轨副的防护）。3、数控机床自动换刀装置的形式有（回 转刀架换刀）、（更换主轴头换刀）和（带刀库的自动换刀）。4、数控机床上常用的刀库形式有（直线式刀库X （盘式刀库）、（链式刀库）和（密集形格子式刀库）。5、刀具 常用交换方式有（顺序选刀）和（任意选刀）两类。6、滚珠丝杠螺母副的润滑油为（一般机油或90-180#透 平油、140#或N15主轴油），而润滑油一般采用（锂基润滑脂）。7、数控机床按控制运动轨迹可分为点位

2、控制、（直线控制）和（轮廓控制）等几种。8、数控机床的自动换刀装置中，实现（刀库）和机床（主轴）之间传递 和装卸刀具的装置称为刀具交换装置。一、选择题1、数控车床床身中，排屑性能最差的是（A ）。A、平床身 B、斜床身 C、立床身2、一般数控饨床是指规格（B ）的升降台数控饨床，其工作台宽度多在400mm以下。A、较大 B、 较小 C、齐全 D、系列化3、采用数控机床加工的零件应该是（B儿A、单一零件B、中小批量、形状复杂、型号多变的零件C、大 批量零件4、数控机床四轴三联动的含义是（B ）。A、四轴中只有三个轴可以运动 B、有四个控制轴，其中任意三 个轴可以联动C、数控系统能控制机床四轴运动

3、，其中三个轴能联动5、数控机床主轴锥孔的锥度通常为7： 24,之所以采用这种锥度是为了（ C ） A、靠摩擦力传递扭矩 B、 自锁 C、定位和便于装卸刀柄 D、以上几种情况都是6、目前，在我国数控机床的自动换刀装置中，机械手夹持刀具的方法多采用（A ） A、轴向夹持 B、径向 夹持 C、法兰盘式夹持7、数控机床导轨按接触面的摩擦性质可分为滑动导轨、滚动导轨和（B ）导轨三种。A贴塑B静压C动摩 擦D静摩擦8、 数控机床自动选择刀具中任选刀具的方法是采用（A ）来选刀换刀。A、刀具编码 B、刀座编码 C、 计算机跟踪9、数控机床的回转运动通常是由（B ）实现的。A、分度工作台B、数控回转工作台C

4、、主轴的摆动10、双导程蜗杆副消除传动侧隙的方法是（C ）。A、缩小蜗轮蜗杆的中心距 B、增大蜗轮蜗杆的中心使蜗杆产生轴向移动判断题（每小题2分，共2 0分）1、加工中心是可以完成一个工件所有加工工序的数控机床。（X）2、主轴上刀具松不开的原因之一可能是系统压力不足。（）3、对于一般数控机床和加工中心，由于采用了电动机无级变速，故简化了机械变速机构。（）4、数控机床进给传动机构中采用滚珠丝杠的原因主要是为了提高丝杠精度。（X）5、数控机床传动丝杠的反方向间隙是不能补偿的。（X）6、自动换刀装置只需满足换刀时间短、刀具重复定位精度高的基本要求即可（X ）7、数控机床对刀具的要求是高的使用寿命、高

5、的交换精度和快的交换速度。（）8、有安全门的加工中心，在安全门打开的情况下也能进行加工。（X）9、造成液压卡盘失效故障的原因，一般是液压系统故障。（X）10、闭环控制系统是不带反馈装置的控制系统。（X）三、简答题（每小题10分，共4 0分）1、简述数控机床对进给系统机械部分的要求。答：（1）减少摩擦 为了提高数控机床进给系统的快速响应性能和运动精度，必须减小运动件的摩擦阻力和动、 静摩擦因数之差。尤其是减少丝杆传动和工作台运动导轨的摩擦，以消除低速进给爬行现象，提高整个伺服系 统的稳定性。在数控机床上广泛采用滚珠丝杆和滚动导轨以及塑料滑动导轨和静压导轨来减少摩擦。在减少摩 擦力的同时，还必须考

6、虑运动部件要有适当的阻尼，以保证系统的稳定性。（2）减少运动惯量 进给系统由于经常要进行启动、停止、变速或反向，若机械传动装置惯量大，会增大负 载并使系统动态性能变差。因此，在满足强度与刚度的前提下，应尽可能减小运动部件的质量以及各传动元件 的尺寸，以提高传动部件对指令的快速响应能力。（3）消除传动间隙 机械间隙是造成进给系统反向死区的另一个主要原因，因此，对传动链的各个环节，包 括齿轮副、丝杠螺母副、联轴器及其支撑部件等，均应采用消除间隙的结构措施。（4）提高传动精度和刚度 进给传动系统的高传动刚度主要取决于丝杠螺母副（直线运动）或蜗轮蜗杆副（回 转运动）及其支撑部件的刚度。如果刚度不足，在

7、摩擦阻力的作用下会导致工作台产生爬行现象以及造成反向 死区，影响传动准确性。缩短传动链，合理选择丝杠螺母副及支撑部件等预紧，是提高传动刚度的有效途径。（5）使用维护方便数控机床进给系统的结构设计应便于维护和保养，最大限度地减少维修工作量，以提高 机床利用率。2、顺序方式和任选方式的选刀过程各有什么侍点？答：（1）顺序选刀是将刀具按加工工序的顺序依次插入刀库的刀套中，加工时按顺序调刀。其优点结构简单、 不需要刀具识别装置、驱动控制也简单，工作可靠。但若要加工不同的零件就必须重调刀具的安装顺序，顺序 不能搞错，因而操作繁琐。（2）任选刀具的换刀方式分为刀具编码、刀套编码、和记忆等。刀具编码或刀套编

8、码需要在刀具或刀套上安装 编码识别装置，换刀时通过识别装置，根据换刀指令代码，在刀库中寻找出所需要的刀具。目前，绝大多数加 工中心都选用记忆方式任选换刀，这种方式能将刀具号和刀库中的刀套位置对应的记忆在数控系统的PLC中， 无论刀具放在哪个刀套内都始终记忆住其位置。刀库上装有位置检测装置，可以检测出每个刀套的位置。这样 刀具就可以任意取出并送回。此外，刀库上还设有机械原点，使何次选刀时就近选取。2、数控机床机械故障的常规处理步骤有哪些？答：（1）注意故障信息机械故障发生时报警号和报警提示是什么，那些指示灯和发光管指示了什么报警，系 统处于何种工作状态，系统的自诊断结果是什么。故障发生哪个部位，

9、执行何种指令，故障发生前进行了何 种操作，轴处于什么位置，与指令值的误差量有多大。以前是否发生过类似故障，现场有无异常现象等。（2）分析故障原因 要在充分调查现场，掌握第一手资料的基础上，把故障问题正确的列出来，把故障现象表述清楚。 善于运用发散用维，尽可能列出故障的原因以及每种可能解决的方法，进行综合、判断和筛选，最后找出解决O 对故障进行深入分析的基础上，预测故障原因并拟定检查的内容、步骤和方法。（3）检测、排除故障先查外部后查内部。先查机械后查电气。先简单后复杂。4、与P L C有关的故障检测思路和方法有哪些？答.（1）、根据故障侑号诊断故障，（2）、根据动作顺序诊断故障，（3）、根据控

10、制对象原理诊断故障，（4）、根 据PLC的I/O状态诊断故障；（5）、通过梯形图诊断故障；（6）、动态跟踪梯形图诊断故障。一、填空题1. 采用数控技术进行控制的机床，称知数控机床（NC机床）_。它是一种综合应用了计算机技术、自动 控制技术、精密测量技术和机床设计等先进技术的典型机电一体化产品，是现代制造技术的基础。2. 常用较为先进的数控系统，一般都带有内部可编程控制器作为机床的辅助控制装置。3. 在金属切削机床上，主轴驱动装置也可以成为数控系统的一个部分;在闭环数控机床上，别皂、二 检测装置也是数控系统必不可少的。4. PLC具有响应快_、性能可靠_、使用方便_、盗程和调试容易等特点,并可直

11、接驱动部分机床电 器，因此，被广泛用来作为数控设备的辅助控制装置。5. 数控机床的主机部分，主要包括机械_、T岬、*土、瘠r、T4、与防护装置。6. CNC机床自诊断系统功能的强弱是评价一个CNC系统高低的一项重要指标。7. 精密数控机床要求工作在恒温条件下，以保证机床的可靠运行，保持机床的精度与加工精度。普通 数控机床虽不要求工作在恒温条件下,但是环境温度过高会导致机床故障率的增加，这是由于数控系统的电子 元器件有工作温度的限制。8. 潮湿的环境会使数控机床的印刷电路板、元器件、接插件、电气柜、机械零部件等锈蚀，造成接触 不自 榕制失灵 和床的和柚精度 9.数控机床的CNC装置、伺服驱动系统

12、虽进行了电磁兼容设计，但其抗干扰能力还是有限度的，强电 磁干扰会导致数控系统失控，所以数控机床要远离焊机、大型吊车和产生强电磁干扰的设备。10. 数控机床要有良好的地线连接,保证设备、人身安全并减少电气干扰。11. 车床数控系统（即T系统）和镌床数控系统（即M系统）同样也有很大的区别，前者适用于回转体零件 的加工，后者适用于异形非回转体零件的加工。12. 数控系统一般由输入/输出装置、婪控装置（或数控单元）、主轴单元、伺服单元、驱动装置（或称 执行机构）、PLC及电气控制装置、辅助装置、测量装置组成。13. 当数控系统出现自动报警信息后，需接苹急停按钮。待查看报警信息并排除故障后，再松开急停按

13、 钮，使数控系统复位并恢复正常。14. 在各种数控机床中，由于加工用刀具、被加工材料、主轴转速以及零件加工艺要求的不同，为保证 在任何情况下都能得到最佳切削条件，这就要求进给驱动系统必须具有足够宽的无级调速范围（通常大于 1:10000）。尤其在低速（如小于O.lr/min）时，要仍能平滑运动而无爬行现象。15. 数控机床的进给驱动系统一般由驱动控制单元、驱动单元、机械传动部件、执行机构和检测反馈环 节等组成。驱动控制单元和驱动单元组成伺服驱动系统。机械传动部件和执行机构组成机械传动系统。检测元 件和反馈电路组成检测装置，也称检测系统。16. 进给驱动系统分为拜环和闭环控制两类。17. 开环控

14、制与闭环控制的主要区别为是否采用了容置和速度检测反馈元件组成了反馈系统。18. 无位置反馈装置的进给驱动系统称为弄环逢给控制系统。19. 开环进给控制系统一般使用步进驱动器和步进电动机。20. 诊断伺服系统的故障一般可利用状态指示灯诊断法、数控系统报警显示诊断法、系统诊断信号检查 法、原理分析法等。21. 与直流伺服电动机相比，交流伺服电动机最大的优点是不存在电刷维护的问题。22. 数控机床的主轴驱动系统也就是主传动系统，它的性能直接决定了加工工件的表面痍量。23. 随着交流调速技术的发展，目前数控机床的主轴驱动多采用交流主轴配娈频器控制的方式。24. 一般中小规格的数控机床的主轴部件多采用成

15、组的高精度滚动轴承；重型数控机床采用液体静压轴 承；高精度数控机床采用气体静压轴承。25. 数控机床主轴部件是影响机床加工精度的主要部件，要求主轴部件具有与本机床工作性能相适应的 高回转精度、刚度、抗振性、酣磨性和低温升，其结构必须很好能解决刀具和工具的装夹、轴承的配置、轴承 间 隙调整 和 润 滑 密 封等问 题。26. 为了保证主轴良好的润滑，减少摩擦发热，同时又能把主轴组件的热量带走，通常采用循环式润滑 系统，用液星泵供油强力润滑，在油箱中使用油温控制器控制油液温度。27. 数控机床进给系统中的机械传动装置和器件具有高寿命、高刚度、无闾隙、高灵敏度和低摩撩阻力 等特点。、28.数控机床导轨必须具有较高的导向精度、高刚度、高耐磨性，这样机床在高速进给时才具备不振动、 低速进给不爬行等特性。目前数控机床使用的导轨主要有3种：贴塑滑动导轨、裱动导轨和静压导轨。29. 为了提高滚动导轨的刚度，对滚动导轨应进行预紧。预紧可提高接触刚度和消除间隙；在立式滚动 导轨上，预紧可防止滚动体脱落和歪斜。30. 液压系统的工作总是由4、流量、液流寿向来实现的，可按照这些特征找出故障的原因并及时给 予排除。二、选择题1. 在数控机床上，=4-的含义。A. PC、PLC、PMC具有完全相同B. PC、PLC、PMC具有完全不相同C. PC、 PLC具有完全相同D. PC、P