数控机床故障诊断与维修复习题及答案

《数控机床故障诊断与维修》期末试题及答案一、填空题1、数控系统中以基本控制单元、为核心，由决定位置的机构(伺服机构)、人机对话装置按钮、键盘、显示装置等。2、电源系统分为电源和电源。3、伺服模块由机械系统工作台、滚珠丝杠等、驱动用的电机电机，电机和检测器回转角检测器等构成4、开环伺服系统。是没有的控制系统。以为驱动元件的伺服系统是最典型的开环控制系统。5、闭环伺服系统。具有的伺服系统。6、数控系统常用诊断方法中的隔离法是指将控制回路，从而达到查找故障区域的目的7、圆度超差有两种情况：一是，二是。8、自修复系统就是在系统内安装了、并在CNC系统的软件中装有。9、为了使丝杠与螺母在最大轴向载荷时不致产生过大的间隙，应对丝杠和螺母施加一定的，其大小应等于或稍小于最大载荷的。10、数控系统软件包括软件和软件两大类。11、现在市面上广泛使用的数控系统很多，其中尤其以日本和德国市场占有率最高。12、SINUMERIK840D系统的部分使用的是西门子SIMATICS7-300的软件及模块。13、变频调速器的主电路“交-直-交”变换器，即先将交流电源，而后进行。14、光栅尺的维护要点是和。15、FANUC数控系统所需电源为，所以需要采用将AC变压至200V

AC。16、数控机床导轨副的作用是。17、回转刀架的换刀动作依次为、、。18．主轴准停主要有三种实现方式即：准停、准停和准停。19、数控机床机械故障诊断的主要内容，包括对机床运行状态的、和三个方面的内容。20、数控机床常见的干扰有干扰、干扰和干扰等。21、数控机床PLC常用的输入元件有：开关、开关、开关、压力开关和开关。22、数控机床的几何精度是，常用的检测工具有：、、、和高精度检验棒等。23、数控系统与机床及机床电器设备之间的接口有四个部分：它们分别是：位置反馈电路、电路、电路和电路。24、数控机床导轨副的间隙调整的方法有：间隙、间隙和间隙。25、某步进电动机尖叫后不转，其可能的故障原因有：、输入脉冲的升速曲线不够理想引起堵转和。26、伺服模块由机械系统工作台、滚珠丝杠等、驱动用的电机，电机和检测器回转角检测器等构成27、闭环伺服系统。具有的伺服系统。28、数控系统软件包括软件和软件两大类。29、光栅尺的维护要点是和。30、FANUC数控系统所需电源为，所以需要采用将AC变压至200VAC。31、滚珠丝杠螺母副，按滚珠返回的方式不同可以分为和两种32、导轨副的维护一般包括、滚动导轨副的预紧和。33、数控机床自动换刀装置的形式有、和。34、数控机床上常用的刀库形式有、、和（密集形格子式刀库）。35、刀具常用交换方式有和两类。36、圆度超差有两种情况：一是，二是37、数控机床按控制运动轨迹可分为点位控制、和等几种。二、判断题（）1、安全联轴器的作用是在进给过程中当进给力过大或滑板移动过载时，终止运动的传递。（）2、数控系统的连接是针对数控装置和伺服系统而进行的。（）3、刀库是进给系统的主要部件，其容量、布局以及具体结构对数控机床的设计有很大的影响。（）4、数控接口是数控系统与数控机床连接的重要渠道。（）5、数控系统的核心是主轴驱动装置。（）6、步进电动机的最大缺点在于其容易失步。（）7、机床回参考点后出现的超程报警是硬件超程。（）8、数控机床最适用于复杂、高精、多种批量尤其是单件小批量的机械零件的加工。（）9．在工件或刀具自动松夹机构中，刀杆通常采用7：24的大锥度锥柄。（）10．凡是包含测量装置的数控机床都是闭环数控机床。（）11．数控机床中内置PLC的CPU与数控系统的CPU是同一CPU。（）12．数控机床电控系统包括交流主电路、机床辅助功能控制电路和电子控制电路，一般将前者称为“弱电”，后者称为“强电”。（）13．对数控机床的各项几何精度检测工作应在精调后一气呵成，不允许检测一项调整一项，分别进行。（）14．用户参数在调机或使用、维修时是不可以更改的，这些参数改好后，应将参数封锁住。（）15．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。（）16．常用的间接测量元件有光电编码器和旋转变压器。17、数控机床最适用于复杂、高精、多种批量尤其是单件小批量的机械零件的加工。()18．凡是包含测量装置的数控机床都是开环数控机床。().19．对数控机床的各项几何精度检测工作应在精调后一气呵成，不允许检测一项调整一项，分别进行。()20．CNC装置中，I/O处理主要处理CNC控制面板开关信号，机床电气信号的输入、输出和控制。()21．用数显技术改造后的机床就是数控机床。()22、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，但是现象却反映在系统上。()23．“进给保持”的意思是按给定的进给速度保持进给运动。（）24．一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。()25．译码程序的功能是将输入的系统程序翻译成CNC控制所需的信息。()26．数控系统动态响应的快慢，系统跟踪精度的高低，都直接影响轮廓加工精度的高低和加工表面质量的好坏。()27．对数控机床的各项几何精度检测工作应在精调后一气呵成，不允许检测一项调整一项，分别进行。()28．数控机床中内置PLC的CPU与数控系统的CPU是同一CPU。()三、单项选择题：1、数控系统是数控机床实现自动加工的核心，由（）组成。A程序B硬件C软件D硬件和软件2、大多数的位置反馈系统通过（）检测伺服电动机的转角位移。A磁栅尺B编码器C光栅尺D旋转变压器3、数控设备故障诊断与维修的目的之一就是要做好数控设备的维护工作，尽量（）平均无故障时间MTBF。A控制B延长C缩短D抑制4、采用超声波探伤法、磁性探伤法、电阻法、声发射法等观察零部件内部机体的缺陷，如裂纹等的方法称为（）A光谱分析法B破坏性检测法C无损检测法D振动检测法5、比较精确又容易操作的双螺母丝杠消除间隙的方式是（）A垫片调隙式B螺纹调隙式C齿差调隙式D偏心调隙式6、下列选项中不属于数控机床故障诊断与维修的技术的是（）A在线诊断

B自修复系统

C专家诊断系统

D计算机仿真与检测7、下列选项中属于数控机床的调试内容的是（）A基础施工

B机床就位

C连接组装

D机床试运行。8、以下传动方式中（）不是主传动系统常采用的配置形式:A蜗轮蜗杆式

B齿轮变速式

C带传动式

D调速电动机直接驱动式。

9、数字控制采用（）驱动电机：A伺服放大器

B变频器

C步进伺服10、开环控制和闭环控制系统的主要区别是（）A是否采用了位置和速度检测元件组成反馈检测回路

B是否精度高C是否有速度检测装置

11．第四代计算机采用的元件为（）。A.电子管B.大规模集成电路C.集成电路D.晶体管12．数控机床最适用于的生产。（）A.大批量单一品种零件B.多品种多种批量零件C.形状复杂零件D.精度要求不高的零件13.数控机床控制介质是指：()A.零件图样和加工程序单B.交流电C.穿孔带、磁盘和磁带、网络D.光电阅读机.14．数控机床工作时，当发生任何异常现象需要紧急处理时应启动（）。A．程序停止功能B.暂停功能C.紧停功能D.断电15．闭环进给伺服系统与半闭环进给伺服系统主要区别在于（）。A．数控单元B.检测单元C.伺服单元D.控制对象16.从工作性能上看机床液压传动的缺点是：（）A．调速范围小B.换向慢C.传动效率低D.驱动力大17．步进电机的转速是否通过改变电机的而实现。（）A.脉冲频率B.脉冲速度C.通电顺序D.自身结构18．某直线光栅刻线密度为100条，配合电子四等分电路，其分辨率为：()。B.D.,19．CIMS的中文意思是（）A．数码管B.柔性制造系统C.计算机集成制造系统D.显示器20．数控车床能进行螺纹加工，其主轴上一定安装了:（）。A.测速发电机B.脉冲编码器C.温度控制器D.光电管21.CNC铣床超行程产生错误信息，解决的方法为（）。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22．一般而言，增大工艺系统的（）才能有效地降低振动强度。A、刚度B、强度C、精度D、硬度23.测量与反馈装置的作用是为了（）。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24.伺服系统是指以机械（）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25．闭环控制伺服进给系统的检测元件一般安装在（）。A、工作台B、丝杠一端C、工件上D、导轨上26.步进电机的步距角是()。A.每转一步电机轴转过的角度B.每转一步执行元件走的距离C.每转一步执行元件转的角度D.每个齿对的圆心角度27．CNC铣床伺服电机出现过热产生报警，不可能的原因是（）A、电机过负载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28．数控机床日常维护中，下列哪些做法不正确（）A、数控系统支持电池定期更换应在CNC系统断电的状态下进行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、定期检验控制电气控制柜的散热通风工作状况29．软件限位是由机床内部系统参数设定的，软件限位一般（）后才生效。A、按回车B、复位C、返基准点D、重新启动30．比较下列各检测元件，（）的测量精度最高。A、光栅B、磁栅C、感应同步器D、旋转变压器

四、名词解释1.渐变故障：2.远程诊断：3.在线诊断：五、简答题1.数控机床维修人员应具备以下六条基本素质？答：(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。(3)具有一定的外语基础和专业外语基础。(4)善于学习，勤于学习，善于思考。(5)有较强的动手能力和实验技能(6)应养成良好的工作习惯。2.数控机床通电试车前应检查以下五项内容？答：(1)检查数控机床与电柜的外观；(2)粗调数控机床的主要几何精度；(3)进行安装前期工作后，再安装数控机床及机械部分；(4)通电调试；（5）检查有无异常情况。数控系统长期不用时该如何维护？

答：①应经常给数控系统通电，在机床锁住不动的情况下，让机床空运行。

②在空气湿度较大的雨季，应天天给数控系统通电，这样可利用电器元件本身的发热来驱走数控柜内的潮气，以保证电器元件的性能稳定可靠。生产实践证明，如果长期不用的数控机床，过了雨天后则往往一开机就容易发生故障。

③此外，对于采用直流伺服电动机的数控机床，如果闲置半年以上不用，则应将电动机的电刷取出来，以避免由于化学腐蚀作用而导致换向器表面的腐蚀，确保换向性能。数控机床在故障排除阶段应该遵循哪些原则？（6分）

答：应该遵循以下原则：

（1）先外部后内部

（2）先检查后通电

（3）先机械后电气

（4）先简单后复杂

数控机床维护与保养的基本要求是什么？答：1.在思想上重视维护与保养工作2.提高操作人员的综合素质3.数控机床良好的使用环境4.严格遵循正确的操作规程5.提高数控机床的开动率6.要冷静对待机床故障，不可盲目处理7.严格执行数控机床管理的规章制度容易造成数控系统软件故障的原因有哪些？如何排除软件故障？答：(1)日常点检：机床的一般部位进行点检。（2）专职点检：机床的关键部位和重要部位定点检计划。(3)生产点检：对生产运行中的数控机床进行点检。简述数控系统的可靠性指标。衡量可靠性的标准为平均无故障时间MTBF（MeanTimeBetweenFailures），平均无故障时间是指可修复产品的相邻两次故障间系统能正常工作的时间的平均值。MTBF=总工作时间/总故障次数；平均修复时间MTTR（MeanTimeToRestore）是指数控系统从出现故障到能正常工作所用的平均修复时间，MTTR=总故障停机时间/总故障次数由于数控设备免不了出现故障，这就要求排除故障的修理时间越短越好。用平均有效度A来衡量，其计算方法如下：A=MTTR/（MTBF+MTTR）数控机床的日常维护要做到哪几部分的维护？答：数控机床的日常维护要做到机械部分的检查调试、液压系统的检查调整、气动部分的检查调整、润滑部分的检查调整、电气部分的维护保养、数控系统中硬件控制部分的检查调整、伺服电机和主轴电机的检查、可编程机床控制器（PMC）的检查、测量反馈元件的检查。简述机床导轨的维护与保养。答：a.导轨的润滑：降低摩擦系数、减少磨损、防止导轨面锈蚀，避免低速爬行与降低温升。注意油量与润滑油泵工作。b.导轨的防护:防止切屑、磨粒或冷却液散落在导轨上而引起磨损、擦伤和锈蚀，导轨面上应有可靠的防护装置。常用的有刮板式、卷帘式和叠层式防护罩。需要经常进行清理和保养。10..在诊断系统故障的过程中应掌握哪几个原则？答：在诊断系统故障的过程中应掌握以下几个原则：（1）先外部后内部；（2）先机械后电气；（3）先静后动；（4）先简单后复杂。11.数控机床导轨副有那些环节影响机床的正常运行和加工质量？答：导轨副是数控机床的重要执行部件，主要有滚动导轨、塑料导轨、静压导轨等；有直线移动导轨和回转运动导轨。影响机床正常运行和加工质量的主要环节有：①间隙调整装置，滚动导轨副的预紧环节；②润滑系统（包括润滑剂的种类、质量要求及润滑方式等的合理选择）；③导轨副的防护装置，目的是为防止切屑、磨粒或冷却液散落在导轨面上而引起磨损、擦伤和锈蚀等。这三个环节中任一环节出现异常都会影响到机床执行机构的正常运行。六、分析题1.简述采用三相桥式反并联逻辑无环流可逆的主轴直流调速驱动系统主电路并画出其电路图。答：数控机床主轴要求能正、反转，且切削功率尽可能大，并希望停止和改变转向迅速，故主轴直流电动机驱动装置往往采用三相桥式反并联逻辑无环流可逆调速系统，其主电路如图所示，其中VT1为正转组晶闸管，VT2为反转组晶闸管。命令级电路的作用是防止正、反向两组晶闸管同时导通，它要检测电枢电路的电流是否到达零值，判别旋转方向命令，向逻辑电路提供正转组或反转组晶闸管允许开通信号，这两个信号是互锁的，由逻辑电路保证不同时出现。电路图如下所示：图1三相桥式反并联逻辑无环流可逆调速系统的主电路2.某机床在运行中，回转台交流伺服电机突然不起动。无故障报警显示，电源正常，环境无干扰源，外观检查正常，电机与线缆表观正常无异味，滑动面润滑正常，试分析该故障的原因？答：不是位置环故障（如果是位置环故障，PLC可以报警）。PLC报警不包括速度环的故障。所以，不能利用调用PLC状态参数信息表，因此大致定位在速度环。判出故障类型为硬件故障，可能原因如下：a.驱动电缆断线。查驱动电缆断线——外观检查法；b.过载保护装置的误动作。查过载保护装置；c.机械负荷太大——制动未释放、传动故障或卡死查制动与传动阻尼；d.速度调节器故障：功率驱动中大功率管击穿查速度环；e.电机故障——永磁体脱落或退磁。查电机；先查速度调节器是否发出速度指令,断开速度调节器两端，标准＋24V模拟速度信号强制输入，测试其输出是否正常？测试结果——无输出,判定故障点为速度调节器,更换之，故障排除。《机床故障诊断与维修》参考答案填空题1、CPU、存储器等2、交流、直流3、直流、交流4、反馈环节、步进电机5、反馈环节6、断开，缩小7、圆的轴向变形、出现斜椭圆8、备用模块、自修复程序9、预紧力、1/310、管理、控制11、法纳克/FANUC、西门子/SINUMERIK12、PLC13、整流、逆变14、防污、防振15、三相200V

AC、干式变压器、380V16.承载和导向17.刀架抬起、刀架回转、刀架压紧18．机械准停、电气准停、编码器准停19．识别，预测和监视20.电磁波干扰、供电线路干扰、信号传输干扰21.控制开关、行程开关、接近开关、温控开关22．综合反映该机床的各关键零部件及其组装后的几何形状误差，精密水平仪、精密方箱、直角尺、平尺、平行光管、千分表、测微仪（其中任何四个都可以）23．驱动电路、电源及保护电路、开/关信号连接电路24、压板调整间隙、镶条调整间隙、压板镶条调整间隙25、输入脉冲频率太高引起转堵、输入脉冲的突跳频率太高26.印刷线路板或电子组件27.系统的诊断28．按下急停按钮，再松开急停按钮29、直流、交流30、反馈环节31、管理、控制32、防污、防振33、三相200VAC、干式变压器、380V34、内循环式、外循环式35、导轨副的润滑、导轨副的防护36、回转刀架换刀、更换主轴头换刀、带刀库的自动换刀37、直线式刀库）、（盘式刀库）、（链式刀库）38、顺序选刀、任意选刀39、圆的轴向变形、出现斜椭圆40、直线控制、轮廓控制二、判断题1-10、√√×√×

√××√√11-20×√×√×××√√×21-30√√√√√××√√×31-38×√××√√√√三、单项选择题1-10DABCCDDAAA11-20AABDAAACAC21-30DACCAADADA四、名词解释1、渐变故障：指数控系统在发生故障前的某一时期内,已经出现故障的征兆,但此时(或在消除系统报警后),数控机床还能够正常使用,并不影响加工出的产品的质量.2、远程诊断：远程诊断是数控系统的生产厂家维修部门提供的一种先进的诊断方法，这种方法采用网络通讯手段。该系统一端连接用户的CNC系统中的专用“远程通信接口”，通过局域网或将普通电话线连接到Internet上，另一端则通过Internet连接到设备远程维修中心的专用诊断计算机上。由诊断计算机向用户的CNC系统发送诊断程序，并将测试数据送回到诊断计算机进行分析，得出诊断结论，然后再将诊断结论和处理方法通知用户。3.在线诊断：是指通过CNC系统的内装程序，在系统处于正常运行状态时，实时自动对数控装置、伺服系统、外部的I/O及与数控装置相连的其它外部装置进行自动测试、检查，并显示有关状态信息和故障。系统不仅能在屏幕上显示报警号及报警内容，而且还能实时显示NC内部关键标志寄存器及PLC内操作单元的状态。四、简答题1.答：(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。(3)具有一定的外语基础和专业外语基础。(4)善于学习，勤于学习，善于思考。(5)有较强的动手能力和实验技能(6)应养成良好的工作习惯。2.答：(1)检查数控机床与电柜的外观；(2)粗调数控机床的主要几何精度；(3)进行安装前期工作后，再安装数控机床及机械部分；(4)通电调试；（5）检查有无异常情况。3.答：①应经常给数控系统通电，在机床锁住不动的情况下，让机床空运行。

②在空气湿度较大的雨季，应天天给数控系统通电，这样可利用电器元件本身的发热来驱走数控柜内的潮气，以保证电器元件的性能稳定可靠。生产实践证明，如果长期不用的数控机床，过了雨天后则往往一开机就容易发生故障。

③此外，对于采用直流伺服电动机的数控机床，如果闲置半年以上不用，则应将电动机的电刷取出来，以避免由于化学腐蚀作用而导致换向器表面的腐蚀，确保换向性能。4.答：应该遵循以下原则：

（1）先外部后内部

（2）先检查后通电

（3）先机械后电气

（4）先简单后复杂

5.答：1.在思想上重视维护与保养工作2.提高操作人员的综合素质3.数控机床良好的使用环境4.严格遵循正确的操作规程5.提高数控机床的开动率6.要冷静对待机床故障，不可盲目处理7.严格执行数控机床管理的规章制度6.答：(1)日常点检：机床的一般部位进行点检。（2）专职点检：机床的关键部位和重要部位定点检计划。(3)生产点检：对生产运行中的数控机床进行点检。7.答：衡量可靠性的标准为平均无故障时间MTBF（MeanTimeBetweenFailures），平均无故障时间是指可修复产品的相邻两次故障间系统能正常工作的时间的平均值。MTBF=总工作时间/总故障次数；平均修复时间MTTR（MeanTimeToRestore）是指数控系统从出现故障到能正常工作所用的平均修复时间，MTTR=总故障停机时间/总故障次数由于数控设备免不了出现故障，这就要求排除故障的修理时间越短越好。用平均有效度A来衡量，其计