数控机床装配、调试与维修实训试题

《数控机床装配、调试与维修实训》试题（A）一、 填空题（每空1分，共10分）1、 CNC装置是计算机数控系统的核心，包括CPU、（存储器）、局部总线、（外围逻辑电路）、接口及控制软件。2、 数控系统一般采用集成式操作面板，分为三大区域：显示区、（NC键盘区）和（机床控制面板区）。3、 驱动装置将伺服单元的输出变为（机械运动）。4、 （热继电器）主要用作电机的长期过载保护。5、 进给驱动系统按执行元件的类别可分为（步进电机驱动系统）、（直流电机驱动系统）、交流电机驱动系统。6、 数控机床对工件加工精度主要取决于机床精度、编程精度、（插补精度）和（伺服精度）二、 判断题（每小题2分，共10分）1、 （丁）数控车床加工中，若刀具需移动一个准确的尺寸，则这个尺寸的正确性是依靠进给伺服系统来保证的。2、 （X）数控机床适于单件、小批生产形状复杂的工件，不适合大批量加工。3、 （X）数控机床在最终用户处安装调试后，一般需要重新修改参数。4、 （7）半闭环、闭环数控机床带有检测反馈装置。5、 （x）点位控制系统不仅要控制从一点到另一点的准确定位，还要控制从一点到另一点的路径。6、 （7）伺服系统包括驱动装置和执行机构两大部分。三、 单项选择题（每题2分，共20分）1、 数控机床指的是（C）oA装有PLC（可编程序逻辑控制器）的专用机床 B带有坐标轴位置显示的机床C装备了CNC系统的机床 D加工中心2、 数控机床是采用数字化信号对机床的（C）进行控制。A运动 B加工过程 C运动和加工过程 D无正确答案3、 步进电动机多相通电可以（A）o减小步距角 B.增大步距角C.提咼电动机转速D.往往能提咼输出转矩4、 用光栅位置传感器测量机床位移，若光栅栅距为0.01mm,莫尔条纹移动数为1000个，若不采用细分技术则机床位移量为（C）o0.1mmB.1mmC.10mmD.100mm5、 只要数控机床的系统是开环的，一定没有（B）装置。A检测 B反馈 CI/O通道D控制6、 通常数控系统除了直线插补外，还有（B）。A正弦插补B圆弧插补 C抛物线插补D多义线插补7、 按运动轨迹分类可将数控机床分为（B）A、开环、闭环、半闭环 B、点位控制、直线控制、轮廓控制C、数控铳床、数控车床、数控磨床、加工中心D、数控铳床、数控车床、加工中心、数控线切割8、 数控车床的结构特点与传统车床相比，正确的表述是（C）A、 使用挂轮、光杠等传动部件，但数控车床两个方向运动分别由两台伺服电动机驱动B、 主轴之间采用多级齿轮副来进行变速C、 数控车床是轻拖动，刀架移动一般采用滚珠丝杠副D、 数控车床的润滑都比较充分，大部分采用油雾自动润滑。9、 下图所示数控车床布局形式及其特点正确的是（D）A、 此为斜床身平滑板，其加工工艺良好，且排屑效果好。B、 此为平床身斜滑板，其加工工艺良好，且排屑效果好，刚性差。C、 此为斜床身平滑板，其加工工艺良好，且排屑效果好，占地面积小。D、 此为平床身斜滑板，其加工工艺良好，且排屑效果好，占地面积小。10、加工中心的最大的特点是（A）A、 利用加工中心的自动换刀装置，使工件在一次装夹后，可以连续完成对工件表项自动进行钻孔、扩孔、较孔、镇扎、攻螺纹、铳削等多工序的加工。B、 加工中心能自动改变机床主轴转速、进给量和刀具相对工件的运动轨迹及其他辅助机能C、 主轴系统结构简单，无齿轮箱变速系统D、 加工中心的导轨都采用了耐磨损材料和新结构，能长期的保持导轨的精度，在高速重切削下，保证运动部件不振动，低速进给时不爬行及运动中的高灵敏度四、 多项选择（本大题共10小题，每小题2分，共10分）1、 数控技术发展的趋势表现在（ABCDE）方面。A、运行高速化，加工高精化B、功能复合化，控制智能化C、体系开放化 D、驱动并联化 E、交互网络化2、 加工中心按主轴在空间所处的状态分为（ABD）A、立式加工中心 B、卧式加工中心C、龙门加工中心 D、立、卧两用加工中心3、 对于数控机床地基设计说法正确的是（ABCEF）A、 当基础倾斜与变形对机床加工精度有影响时，应进行变形验算。当变形不能满足要求时，应采取人工加固地基或增加基础刚度等措施。B、 加工精度要求较高且重力在500kN以上的机床，其基础建造在软弱地基上时，宜对地基采取预压加固措施。C、 精密机床应远离动荷载较大的机床D、 数控机床的基础应与厂房基础脱开E、 精密机床基础的设计可分别在基础四周设置隔振沟，隔振沟的深度应与基础深度相同，宽度宜为100mm,隔振沟内宜空或垫海绵、乳胶等材料。F、 精密机床的加工精度要求较高时，根据环境振动条件，可在基础或机床底部另行采取隔振措施。4、 数控设备对于工作环境的要求有（ABCD）A、 工作环境温度应在0〜35°C之间，避免阳光对数控机床直接照射，室内应配有良好的灯B、 为了提咼加工零件的精度，减小机床的热变形，如有条件，可将数控机床安装在相对密闭的、加装空调设备的厂房内。C、 工作环境相对湿度应小于75%。D、 远离过多粉尘和有腐蚀性气体的环境。5、 对数控机床气动系统的维护与保养说法正确的是（ABCE）A、 选用合适的过滤器，清除压缩空气中的杂质和水分B、 检查系统中油雾器的供油量，保证空气中有适量的润滑油来润滑气动元件，防止生锈、磨损造成空气泄漏和元件动作失灵C、 保持气动系统的密封性，定期检查更换密封件D、 注意调节工作压力，工作压力一般为0.8MPaE、 定期检查清洗或更换气动元件、滤芯五、 简答题（每小题5分，共30分）1、 数控系统按照是否具有反馈装置可以分为几类，对比一下各类系统的特点。2、 简述PLC在数控机床中的应用形式，试就其做出对比。3、 数控系统按照是否具有反馈装置可以分为几类，对比一下各类系统的特点。1） 开环控制没有反馈装置，一般采用步进电机作为控制元件，其控制稳定性好，但精度较低。2） 半闭环控制具有反反馈装置，但其不包括机械传动的所有环节，精度较高，稳定性较好，性价比较好。3） 闭环控制具有反反馈装置，包括机械传动的所有环节，精度很高，但因为传动环节包含了许多的非线性因素，稳定性不太好，价格较高。4、 简述自动转位刀架的工作原理答：经济型数控车床上大都使用四方、五方或六方自动转位刀架。按其工作原理可分为：螺旋转位刀架，十字槽转位刀架，凸台棘爪式转位刀架，电磁式转位刀架，液压式转位刀架。目前使用最多的是螺旋转位刀架，其工作原理如下图所示，微电机经弹簧安全离合器至蜗轮副带动螺母旋转，螺母抬起刀架使定位用端齿盘的上盘与下盘分离，随即带动刀架旋转到位。然后发信号使电机反转锁紧，完成刀架换位后，再进行切削加工。5、 简述数控机床纵向进给机构的特点答：数控车床进给系统的传动方式和结构特点与普通车床截然不同。全功能型数控车床是用直流或交流伺服电机驱动，通过滚珠丝杠带动刀架完成纵向（z轴）和横向（x轴）的进给运动。一般刀架快速运动时速度可达10—15m/min,进给和车螺纹的速度范围很大，刀架定位误差不超过0.01mmo对于经济型数控车床则采用功率步进电机驱动，一般纵向快移速度＜6m/min,横向快移速度＜3m/min0进给和车螺纹的速度范围很小，例如0.01〜12mm/r。步进电机的驱动脉冲当量值通常为：纵向0.01mm,横向0.005mm,六、综合题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）描述Z轴机械组件安装与调试过程答：z轴机械组件安装与调试过程如下：（1） 轴承座、电机座与丝杆螺母座的检测与拆卸（2） 安装滚珠丝杠副（3） 分析检测及装配结果，并诊断影响数控机床几何精度的因素。（4） 重新启动，检查是否正常运行。分析题：分析主轴箱噪声大的故障原因及排除方法答：故障可能原因分析：（1） 主轴部件动平衡不好（2） 齿轮啮合间隙不均匀或严重损伤（3） 轴承损坏或传动轴弯曲（4） 齿轮精度差（5）润滑不良故障排除方法：（1） 主轴部件动平衡不好一重做动平衡（2） 齿轮啮合间隙不均匀或严重损伤一调整间隙或更换齿轮（3） 轴承损坏或传动轴弯曲一修复或更换轴承，校直传动轴（4） 齿轮精度差一更换齿轮（5） 润滑不良一调整润滑油量，保持主轴箱的清洁度《数控机床装配、调试与维修实训》试题（B）一、 填空题（每空1分，共10分）1、 数控机床每次接通上电后在运行前首先应做的是（回参考点）02、 按照转矩产生的工作原理划分，步进电机可分为可变磁阻式、（永磁式）和（混合式）三种基本类型。3、 进给执行部件在低速进给时出现时快时慢，甚至停顿的现象，称为（爬行）04、 数控机床利用主轴编码器检测主轴的运动信号，一方面可实现（主轴转速的数字反馈）、另一方面可用于（进给运动的控制）。5、 目前常采用的主轴控制方式大体上有两种：（通用变频器控制交流变频电机）、（采用伺服驱动控制交流伺服电动机）o6、 步进电机通过控制（脉冲频率）控制速度；通过控制（脉冲数量）控制位移量。二、 判断题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）1、 （x）伺服系统中的直流或交流伺服电动机属于驱动部分2、 （7）CNC装置的硬件中的微处理器负责对整个系统进行控制和管理。3、 （7）数控机床开机后，必须先进行返回参考点操作。4、 （x）炎热的夏季车间温度高达35°C以上，因此要将数控柜的门打开，以增加通风散热。5、 （x）数控机床工作时，数控装置发出的控制信号可直接驱动各轴的伺服电机。三、 单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1、 闭环控制系统比开环及半闭环系统（B）。A稳定性好 B精度高 C故障率低 D效率高2、 时间分割法是用（B）来逼近圆弧的。A折线 B 弦 C切线 D点3、 为了保障人身安全，在正常情况下，电气设备的安全电压规定为（C）A 12V B 24V C36V D48V4、 CNC系统中的PLC是（A）oA可编程序逻辑控制器 B显示器C微处理器 D环形分配器5、 1952年，（A）成功地研制出一台（A）,这是公认的世界上第一台数控机床。A、美国麻省理工学院数控铳床E、美国耶鲁大学数控铳床C、美国麻省理工学院数控车床D、美国空军部门数控铳床6、 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。ASR-323 BRS-323 CSR-232 DRS-2327、 数控机床地基设计采用的标准是（C）A、GB50040-1996《数控机床地基设计规范》 E、GB50040-1996《数控机床基础设计规范》C、GB50040-1996《动力机器基础设计规范》 D、GB50040-1996《机床基础设计规范》8、 进给伺服系统根据（B）驱动工作台（刀具）运动。A输入信号 B脉冲当量 C输入电压 D输入电流9、 机床试运行考机程序时，发生故障停机，则应（D）A、排除故障后，从停机的时间算起，运行完成所规定的考机时间E、重新开机后，重新计时，运行完成所规定的考机时间C、 重新开机后，从停机的时间算起，运行完成所规定的考机时间D、 排除故障后，重新计时，运行完成所规定的考机时间10、 对数控机床气动系统的维护与保养说法不正确的是（D）A、选用合适的过滤器，清除压缩空气中的杂质和水分E、 检查系统中油雾器的供油量，保证空气中有适量的润滑油来润滑气动元件，防止生锈、磨损造成空气泄漏和元件动作失灵C、 保持气动系统的密封性，定期检查更换密封件D、 注意调节工作压力，工作压力一般为0.8MPa二多项选择（本大题共5小题，每小题2分，共10分）1、 数控加工的高精化表现在（AEC）方面。A、设备的制造和装配精度E、 系统的控制精度C、 误差补偿技术D、 驱动并联化2、 加工中心按主轴在空间所处的状态分为（ABD）A、立式加工中心 E、卧式加工中心 C、龙门加工中心D、立、卧式加工中心3、 数控设备对于压缩空气供给系统的要求有（AEC）A、清洁的、干燥的压缩空气供给系统网络 E、流量和压力应符合要求C、压缩空气机要安装在远离数控机床的地方 D、远离过多粉尘和有腐蚀性气体的环境。4、 归档的开箱检验资料包括有（AECD）A、装箱单、出厂合格证E、出厂精度检验报告C、 随机操作手册、维修手册、说明书，图纸资料、计算机资料及管理系统（软件）等技术文件D、 设备开箱验收单5、 对数控机床液压系统的维护与保养说法正确的是（AECD）A、定期对油箱内的油进行检查、过滤、更换E、 检查冷却器和加热器的工作性能，控制油温C、 定期检查更换密封件，防止液压系统泄漏D、 定期检查清洗或更换液压件、滤芯、定期检查清洗油箱和管路三、简答题（本大题共6小题，每小题5分，共30分）1、 交流伺服电动机的主要特性参数有哪些，并简要说明。答：交流伺服电动机的主要特性参数有：1） 额定功率电动机长时间连续运行所能输出的最大功率，数值上约为额定转矩与额定转速的乘积。2） 额定转矩电动机在额定转速以下所能输出的长时间工作转矩。3） 额定转速由额定功率和额定转矩决定，通常在额定转速以上工作时，随着转速的升高，电动机所能输出的长时间工作转矩要下降。4） 瞬时最大转矩电动机所能输出的瞬时最大转矩。5） 最高转速电动机的最高工作转速。6） 电动机转子惯量。2、 简述滚珠丝杠螺母副的工作原理答：滚珠丝杠螺母副的原理见下图。在丝杠和螺母上加工有弧形螺旋槽，当它们套装在一起时形成了螺旋该道，并在滚道内装满滚珠。当丝杠相对于螺母旋转时，两者发生轴向位移，而滚珠则沿着浓道滚动，螺母螺旋槽的两端用回珠管连接起来，使滚珠能作用而复始的循环运动，管道的两端还起着挡珠的作用，以防滚珠沿滚道掉出。3、 数控机床中PLC控制的对象有哪些？答：数控机床的控制可分为二大部分：一部分是坐标轴运动的位置控制；另一部分是数控机床加工过程的顺序控制。在讨论PLC、CNC和机床各机械部件、机床辅助装置、强电线路之间的关系时，常把数控机床分为“NC狈IJ”和“MT狈（即机床侧）两大部分。“NC狈IJ”包括CNC系统的硬件和软件、以及与CNC系统连接的外部设备。“MT狈I]”包括机床机械部分及其液压、气压、冷却、润滑、排屑等辅助装置，机床操作面板，继电器线路，机床强电线路等。PLC处于CNC和MT之间，对NC侧和MT侧的输入、输出信号进行处理。MT侧顺序控制的最终对象随数控机床的类型、结构、辅助装置等的不同而有很大差别。机床机构越复杂，辅助装置越多，最终受控对象也越多。一般来说，最终受控对象的数量和顺序控制程序的复杂程度从低到高依次为CNC车床、CNC铳床、加工中心、FMC、FMSo4、 何谓插补，有哪两类插补算法？答：插补就是根据给定速度和给定轮廓线形的要求，在轮廓的已知点之间，确定一些中间点的方法，即：数据密化的过程。按输出驱动信号方式的不同，软件插补方法可分为两大类：数据采样插补法和脉冲增量插补法。5、 请说明开环伺服系统与闭环伺服系统的精度分别与哪些因素有关？答：开环伺服系统精度取决于步进电机的步距精度和工作频率以及传动机构的传动精度，难于实现高精度加工；闭环伺服系统精度理论上仅取决于测量装置的精度，消除了放大和传动部分的误差，间隙误差等的直接影响。6、 数控机床加工的特点及应用范围。答：数控机床加工的特点是：a）加工精度高，产品质量稳定；b）劳动生产率高；c）加工零件的适应性强，灵活性好；d）减轻工人劳动强度；e）生产管理水平提高。数控机床的应用范围是：适用于品种变换频繁、批量较小，加工方法区别大且复杂程度较高的零件。四、综合题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）1、论述数控机床几何精度如何对加工精度产生的影响？答：机床的精度包括几何精度、传动精度、定位精度以及工作精度等，不同类型的机床对这些方面的要求是不一样的。（1）几何精度机床的几何精度是指的是机床在不运动（如主轴不转，工作台不移动）或运动速度较低时的精度。例如，床身导轨的直线度、工作台面的平面度、主轴的回转精度、刀架溜板移动方向与主轴轴线的平行度等。在机床上加工的工件表面形状，是由刀具和工件之间的相对运动轨迹决定的，而刀具和工件是由机床的执行件直接带动的，所以机床的几何精度是保证加工精度最基本的条件。传动精度机床的传动精度是指机床内联系传动链两末端件之间的相对运动精度。由于主轴与刀架之间的传动链中，齿轮、丝杠及轴承等存在着误差，使得刀架的实际移距与要求的移距之间有了误差，这个误差将直接造成工件的螺距误差。定位精度机床定位精度是指机床主要部件在运动终点所达到的实际位置的精度。对于主要通过试切和测量工件尺寸来确定运动部件定位位置的机床，如卧式车床、万能升降台铳床等普通机床，对定位精度的要求并不太高。但对于依靠机床本身的测量装置、定位装置或自动控制系统来确定运动部件定位位置的机床，如各种自动化机床、数控机床、坐标测量机等，对定位精度必须有很高的要求。机床的几何精度、传动精度和定位精度通常是在没有切削载荷以及机床不运动或运动速度较低的情况下检测的，故一般称之为机床的静态精度。静态精度主要决定于机床上主要零、部件，如主轴及其轴承、丝杠螺母、齿轮以及床身等的制造精度以及它们的装配精度。X作精度机床在外载荷、温升及振动等工作状态作用下的精度，称为机床的动态精度。动态精度除与静态精度有密切关系外，还在很大程度上决定于机床的刚度、抗振性和热稳定性等。目前，生产中一般是通过切削加工出的工件精度来考核机床的综合动态精度，称为机床的工作精度。2、分析加工工件表面粗糙度值高的原因及解决方案答：加工工件表面粗糙度值咼的可能原因：导轨的润滑油不足，致使溜板爬行滚珠丝杠有局部拉毛或磨损解决方案：导轨的润滑油不足，致使溜板爬行一加润滑油，排除润滑故障滚珠丝杠有局部拉毛或磨损一更换或修理丝杠二、判断题(请将判断结果填入括号中，正确的填“，错误的填“X”)(X) 1、数控机床是在普通机床的基础上将普通电气装置更换成CNC控制装置。(")2、半闭环、闭环数控机床带有检测反馈装置。(X) 3.数控机床适用于单品种，大批量的生产。(X)4、用数显技术改造后的机床就是数控机床。(X) 5、只有采用CNC技术的机床才叫数控机床。(J)6、数控机床按工艺用途分类，可分为数控切削机床、数控电加工机床、数控测量机等。(X) 7、数控机床按控制坐标轴数分类，可分为两坐标数控机床、三坐标数控机床、多坐标数控机床和五面加工数控机床等。(X)8、数控车床刀架的定位精度和垂直精度中影响加工精度的主要是前者。(X) 9、最常见的2轴半坐标控制的数控铳床，实际上就是一台三轴联动的数控铳床。(V) 10、四坐标数控铳床是在三坐标数控铳床上增加一个数控回转工作台。(X) 11、数控铳床加工时保持工件切削点的线速度不变的功能称为恒线速度控制。(V)12、点位控制的特点是，可以以任意途径达到要计算的点，因为在定位过程中不进行加Xo(X) 13、数控机床工作时，数控装置发出的控制信号可直接驱动各轴的伺服电机。(X) 14、目前数控机床只有数控铳、数控磨、数控车、电加工等几种。(V) 15、具有刀库、刀具交换装置的数控机床称为加工中心。(X) 16、FMC是柔性制造系统的简称。(X) 17、数控机床的高科技含量，可使操作简单，可以不制订操作规程。(V) 18、加工中心的特点是：工序集中，对加工的对象适应性强，加工精度高，加工生产率高，劳动强度减轻，经济效率高，有利于生产现代化管理。(X) 19、数控机床不适用于周期性重复投产的零件加工。(V)20、对于装夹困难或完全由找正定位来保证加工精度的零件，不适合于在数控机床上生产。(V) 21、数控机床按控制系统的不同可分为开环、闭环和半闭环系统。

(x)22、点位控制系统不仅要控制从一点到另一点的准确定位，还要控制从一点到另一点的路径。X)23、卧式加工中心是指主轴轴线垂直设置的加工中心。V)24、常用的位移执行机构有步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机。V)25、RS232主要作用是用于程序的自动输入。V)26、数控车床传动系统的进给运动有纵向进给运动和横向进给运动。X)27、数控铳床的控制轴数与联动轴数相同V)28、数控装置是数控车床的控制系统，它采集和控制着车床所有的运动状态和运动量。V)29、数控机床伺服系统包括主轴伺服和进给伺服系统。V)30、伺服系统包括驱动装置和执行机构两大部分。V)31、在伺服系统中，检测元件精度要高于加工精度一个等级。V)32、CIMS是计算机集成制造系统的简称。V)33、数控系统由CNC装置、可编程控制器、伺服驱动装置以及电动机等部分组成。X)34、数控机床按控制系统的特点可分为开环、闭环和半闭环系统。V)35、在开环和半闭环数控机床上，定位精度主要取决于进给丝杠的精度。X)36、伺服系统中的直流或交流伺服电动机属于驱动部分X)37、数控机床是在普通机床的基础上将普通电气装置更换成CNC装置。X)38、CNC装置由软件和硬件组成，软件比硬件重要。V)39.逐点比较法是软件插补法。(V) 40、插补运动的实际插补轨迹始终不可能与理想轨迹完全相同。(V)41、数据采样法中的插补周期必须大于插补运算时间和CPU执行其它任务所需时间之和。(V) 42、CNC装置的硬件中的微处理器负责对整个系统进行控制和管理。(X) 43、CNC装置的硬件中的输入输出接口完成手动数据输入并将信息显示在CRT上。(V)44、数据采样插补一般分粗