中央廣播電視大學(xué)開放?？茢?shù)控技術(shù)專業(yè)

1、中央廣播電視大學(xué)開放?？茢?shù)控技術(shù)專業(yè)數(shù)控機床故障診斷與維護自測練習(xí)及參考答案一、填空題1. 數(shù)控設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)通常由（）、（）和（）三部分組成。2. 維修的直接目的在于提高設(shè)備的（）。3. 衡量設(shè)備可靠性的量化指標(biāo)主要有（）、（）和（）。4. 目前，所使用的各種cnc系統(tǒng)的診斷方法歸納起來大致可分為（）、（）和（）三大類。5. 現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的維修一般劃分為（）、（）和（）三個階段。6. 維修檔案包括（）和（）。7. 數(shù)控設(shè)備技術(shù)資料主要有（）、（）和（）幾類。8. 按參數(shù)的表示形式來劃分，數(shù)控機床的參數(shù)可分為（）、（）和（）三類。9. 按機床檢測元件檢測信號方式的不同，返冋機床參考點的方法有（

2、）和（）兩種。10. 數(shù)控系統(tǒng)中常采用的干擾抑制技術(shù)有（）、（）、（）、（）和（）。11. 常見交流主軸伺服系統(tǒng)的主要故障有（）、（）及（）兒種。12. 旋轉(zhuǎn)變壓器安裝主要有兩種方式：（）、（）。13. 數(shù)控設(shè)備機械故障按類型分，有以下幾種：（）、（）、（）和（）。14. 在檢測、排除故障中還應(yīng)掌握主要原則有：（）、（）、（）。15. 控設(shè)備對進給系統(tǒng)的運動要求有（）、（）和（）。16. 根據(jù)滾動體的種類不同，滾動導(dǎo)軌有（）、（）和（）三種類型。17. 數(shù)控設(shè)備的進給系統(tǒng)減小或消除齒輪傳動間隙常用的消隙方法有（）和（）兩種。18. 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺回轉(zhuǎn)分度吋，工作臺須經(jīng)過（）、（）、（）、（）四

3、個過程。19. 數(shù)控設(shè)備的分度工作臺與數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺不同，它只能夠完成（）,而不能實現(xiàn)（）。20. 加工中心刀庫的形式很多，結(jié)構(gòu)也各不相同，最常用的有（）、（）和（）。21數(shù)控設(shè)備的換刀機械手，其主要功能是實現(xiàn)刀庫與機床主軸之間刀具的（）和（）。根據(jù) 刀具的交換方式不同，通常分為（）和（）兩大類。22. 液壓系統(tǒng)的維護要點主要有：（）、（）、（）、（）。23. 數(shù)控電火花切割加工機床根據(jù)電極絲運動方式的不同，分為（）和（）數(shù)控電火花切割機 床兩大類?！緟⒖即鸢浮?. 機床主體數(shù)控裝置伺服系統(tǒng)2. 可靠性3. 平均無故障時間mtbf平均修復(fù)時間mttr有效度a4. 啟動診斷在線診斷離線診斷5.

4、準(zhǔn)備 現(xiàn)場維修 維修后的處理6. 技術(shù)檔案故障檔案7. 設(shè)備的安裝調(diào)試資料設(shè)備的使用操作資料維修保養(yǎng)資料8. 狀態(tài)型參數(shù)比率型參數(shù)真實值參數(shù)9. 柵點法磁開關(guān)法10物理隔離屏蔽接地濾波浪涌吸收器11. 過載主軸定位抖動主軸轉(zhuǎn)速與進給不匹配12. 與電動機同軸與最終傳動環(huán)節(jié)同軸13. 功能型故障動作型故障結(jié)構(gòu)型故障使用型故障14. 先查外部后查內(nèi)部 先查機械后查電氣 先簡單后復(fù)雜15高的傳動精度與沱位精度寬的進給調(diào)速范圍良好的響應(yīng)速度16. 滾珠導(dǎo)軌滾柱導(dǎo)軌滾針導(dǎo)軌17. 剛性調(diào)整法 柔性調(diào)整法18. 松開回轉(zhuǎn)分度定位夾緊19. 分度運動圓周進給20鼓輪式刀庫鏈?zhǔn)降稁旄褡雍惺降稁?1. 傳遞裝拆

5、無機械手換刀有機械手換刀22. 控制油液污染控制液壓系統(tǒng)的溫度減少液壓油泄漏降低液壓系統(tǒng)振動與噪聲23 .快走絲慢走絲二、敘述題1. 數(shù)控設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點有哪些？2. 數(shù)控設(shè)備的安裝原則是什么？3. 數(shù)控設(shè)備的調(diào)試工作有何意義？調(diào)試工作包括哪些主要內(nèi)容？4. 數(shù)控設(shè)備的驗收工作有哪些主要內(nèi)容？5. 提高平均無故障時間、減少平均修復(fù)時間與提高設(shè)備的有效度的關(guān)系是什么？提高平均無故 障時間、減少平均修復(fù)吋間的途徑是什么？6. 試用浴盆曲線反映的數(shù)控機床的故障率隨時間變化的規(guī)律，說明為什么在用戶購置數(shù)控機床 的質(zhì)保期一年內(nèi)，應(yīng)讓機床滿負荷運行？7. 數(shù)控機床的故障大致可分為哪幾類？8. 維修人員應(yīng)具備

6、哪些基本素質(zhì)？9. 數(shù)控機床的fi常維護包括哪些方而？10. 產(chǎn)生參數(shù)故障的原因有哪些？如何排除這些故障？11. 常用的自診斷方法有哪兩種？兩種方法各有什么特點？12. 數(shù)控系統(tǒng)軟件包括三個部分，通常容易引起軟件故障的是哪兩個部分？13 試述軟件故障發(fā)生的原因及其排除的方法。14. 電阻器的替代、電容的替代、半導(dǎo)體器件的替代以及集成電路的替代應(yīng)注意哪些問題？15. 數(shù)控設(shè)備主軸伺服控制有哪些常見的故障？16數(shù)控設(shè)備交流主軸伺服電動機振動或噪聲太大的原因是什么？17. 為什么步進電動機在高頻工作吋，其輸出的轉(zhuǎn)矩會下降？18. 數(shù)控設(shè)備進給伺服系統(tǒng)的故障主要有哪些？19. 步進電動機驅(qū)動系統(tǒng)主要有

7、哪些常見的故障？20. 光柵檢測裝置的安裝與調(diào)試有哪些要求？21. 光電編碼器連接松動會產(chǎn)生哪些故障現(xiàn)象？22. 數(shù)控設(shè)備機械傳動故障有哪些診斷方法？23數(shù)控設(shè)備主軸準(zhǔn)停有哪兒種實現(xiàn)方法？各有何特點？24. 數(shù)控設(shè)備的刀庫和換刀機械手常見的故障主要有哪些？25. 數(shù)控設(shè)備導(dǎo)軌主要有哪幾種類型？安裝、調(diào)試各有何要求？26. 滾珠絲杠消隙傳動有哪兒種方法？它們是怎樣消除間隙的？27. 數(shù)控設(shè)備進給傳動齒輪間隙消除有哪幾種方法？各有何特點？28. 數(shù)控線切割機床“走絲馬達不運轉(zhuǎn)”，應(yīng)該怎樣診斷？29. 數(shù)控線切割機床“拖板有失步現(xiàn)象”，應(yīng)該怎樣診斷？30數(shù)控機床開機后回不了參考點的故障一般有哪幾種情

8、況？【參考答案】1. 高剛度、高柔性、高靈敏度、熱變形小、高抗振性、高精度保持性、高可靠性。2. 選擇良好的工作環(huán)境（避開陽光直射、電弧光與熱源輻射、強電及強磁干擾，工作場地要清 潔、防震、空氣干燥、溫差較小等），確定機床各部分的安裝位置，校正機床水平位置，固牢機 床并有利于機床的安全使用，最終符合數(shù)控設(shè)備安裝技術(shù)的各項規(guī)定。3. 數(shù)控設(shè)備的調(diào)試是機床正式使用前極其重要的工作，也是過程較直觀的最后一項準(zhǔn)備工作。 調(diào)試工作的內(nèi)容較多，調(diào)整和試驗還常常交叉進行，技術(shù)性很強。調(diào)試工作的質(zhì)量如何，不僅彫 響到機床能否正常啟用，還關(guān)系到機床能否長期正常運轉(zhuǎn)及減少故障兒率，延長機床壽命等壞節(jié)。 調(diào)試工作包

9、括：參數(shù)設(shè)定或確認；確認數(shù)控系統(tǒng)與機床間各接口信號的狀態(tài)；通電試車；機床幾 何精度和數(shù)控功能的調(diào)試及試運行等。4. 數(shù)控設(shè)備在出廠時已通過出廠驗收，但由于包裝、運輸及組裝等諸多因素影響，用戶尚需按 下述內(nèi)容逐項進行檢查、測量、試驗等驗收工作，以保證機床滿足使用要求。數(shù)控設(shè)備的驗收工 作包括：機床的開箱；機床主體兒何精度的驗收；機床定位精度的驗收；數(shù)控系統(tǒng)的驗收；機床 性能的驗收及切削精度的驗收等。mtbf5. 根據(jù)公式a二，要想提高的有效度a,就應(yīng)提高平均無故障時間mtba,mtbf + mttr減少平均修復(fù)時間mttro提高平均無故障吋間，就要考慮改進設(shè)備零件的可靠性設(shè)計，延長設(shè)備零件的壽命

10、。減少平 均修復(fù)時間，就要提高有關(guān)工程技術(shù)人員的管理水平和技術(shù)水平，減少故障的發(fā)生，而且在故障 發(fā)生后，能組織及時有效的處理。6. 浴盆曲線表明，在整個使用壽命期內(nèi)，數(shù)控機床的故障頻度大致可分為早期故障期、偶發(fā)故 障期及耗損故障期三個階段。早期故障期出現(xiàn)故障的可能性較大；偶發(fā)故障期出現(xiàn)故障的可能性 較??；耗損故障期出現(xiàn)故障的可能性較大。由于一年內(nèi)出現(xiàn)故障的可能性較大，加之生產(chǎn)廠家在此期間內(nèi)要為用戶提供質(zhì)保服務(wù)，故應(yīng) 讓機床滿負荷運行，讓早期故障盡可能地多地暴露出來，以便得到圓滿解決。7. 常見的數(shù)控設(shè)備故障可分為機械故障和電氣故障、系統(tǒng)性故障和隨機故障、有報警顯示故障 和無報警顯示故障、破壞性

11、故障和非破壞性故障、機床品質(zhì)下降故障、硬件故障和軟件故障。8. 作為一個好的數(shù)控設(shè)備維修人員，就必須具備電子線路、元器件、計算機軟硬件、接口技術(shù)、 測量技術(shù)等方面的知識。9. 操作者在每班加工結(jié)束后，應(yīng)清掃干凈散落于工作臺、導(dǎo)軌護罩等處的切屑；在工作時注意 檢查排屑器是否正常，以免造成切屑堆積，損壞防護罩，危及滾珠絲杠與導(dǎo)軌的壽命；在工作結(jié) 束前，應(yīng)將各伺服軸移離原點約30cm左右后停機。10. 產(chǎn)生參數(shù)故障的原因有：1）數(shù)控系統(tǒng)后備電池失效后備電池失效將導(dǎo)致全部參數(shù)丟失；2）操作者的誤操作誤操作在初次接觸數(shù)控機床的操作者屮是經(jīng)常出現(xiàn)的問題；3）機床在dnc狀態(tài)下加工工件或進行數(shù)據(jù)通訊過程屮電

12、網(wǎng)瞬間停電。排除參數(shù)故障的方法是：1）如果機床長期停用，最容易出現(xiàn)后備電池失效的現(xiàn)象。應(yīng)定期為機床通電，使機床空運 行一段吋間；2）應(yīng)對操作者加強上崗前的業(yè)務(wù)技術(shù)培訓(xùn)及經(jīng)常性的業(yè)務(wù)培訓(xùn)，制定可行的操作章程并嚴(yán) 格執(zhí)行；3）電網(wǎng)瞬間停電無法避免。11. 常用的自診斷方法歸納起來一般有開機自檢、實時自診斷。開機自檢是每當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)通電開始，系統(tǒng)內(nèi)部自診斷軟件對系統(tǒng)中最關(guān)鍵的硬件和控制軟 件，如數(shù)控裝置川的cpu、ram、rom等芯片，mdi、crt、i/o等模塊及監(jiān)控軟件、系統(tǒng)軟 件等逐一進行檢測，并將檢測結(jié)果在crt上顯示出來。實時自診斷是數(shù)控系統(tǒng)在正常運行時，自動對系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)及外部的i/o及

13、數(shù)控裝置相連 的其他外部裝置進行自動測試、檢查，并顯示有關(guān)狀態(tài)信息和故障。系統(tǒng)不僅能在屏幕上顯示報 警號及報警內(nèi)容，而且還能實時顯示nc內(nèi)部關(guān)鍵標(biāo)志寄存器及plc的操作單元的狀態(tài)。12. 數(shù)控系統(tǒng)軟件包括三個部分：第一部分市數(shù)控系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家研制的啟動芯片、基本系統(tǒng)程序、加工循環(huán)、測量循環(huán)等 組成。第二部分由機床制造廠編制的針對具體機床所用的nc機床數(shù)據(jù)、plc機床數(shù)據(jù)、plc 報警文本、plc用戶程序等組成。第三部分由機床用戶編制的加工主程序、加工子程序、刀具 補償參數(shù)、零點偏置參數(shù)、r參數(shù)等組成。通常容易引起軟件故障的是第二、三兩部分。13. 軟件故障是由軟件變化或丟失而形成的。機床軟件一

14、般存儲于ram中。軟件故障形成的可 能原因如下：（1）誤操作引起；（2）供電電池電壓不足；（3）干擾信號引起；（4）軟件死循環(huán)；（5）操作不規(guī)范；（6）用戶程序出錯。対于軟件丟失或參數(shù)變化造成的運行異常、程序中斷和停機故障，可釆取対數(shù)據(jù)、程序進 行更改或清除后再重新輸入的方法來恢復(fù)系統(tǒng)的正常工作。對于程序運行或數(shù)據(jù)處理中發(fā)生中斷 而造成的停機故障，可釆取碩件復(fù)位法或關(guān)掉數(shù)控機床總電源開關(guān)，然后再重新開機的方法排除 故障。14. 元器件的替代應(yīng)把握以下幾點：1）替代電阻，要在滿足阻值大小的同時，注意滿足額定功率的要求；2）替代電容，要注意電容的標(biāo)稱容量和耐壓；3）替代半導(dǎo)體器件，最好使用同一制造

15、廠、同一型號的產(chǎn)品；4）替代集成電路，要注意系列、序號相同。15主軸伺服控制系統(tǒng)的故障形式主要有： 主軸定位不準(zhǔn)； 主軸過載； 主軸振動及噪 聲；主軸轉(zhuǎn)速與坐標(biāo)運動不兀配等。16. 數(shù)控設(shè)備交流主軸伺服電動機振動或噪聲太大的主要原因是：速度指令包含噪聲；增益 太高；機械共振；電動機的機械故障等。17隨著輸入步進電動機的脈沖頻率增加，步進電動機的動態(tài)轉(zhuǎn)矩將減小，其主要原因是由于步 進電動機的繞組是感性負載，在通電或斷電時，繞組電流均按指數(shù)規(guī)律變化，這使步進電動機的 平均轉(zhuǎn)矩下降。此外，由于脈沖頻率提高，感應(yīng)產(chǎn)生的磁力線變化劇烈，是渦流損耗增加，也使 輸出轉(zhuǎn)矩下降。18. （1）伺服電動機過載在負

16、載大，正、反轉(zhuǎn)啟動頻繁，傳動鏈潤滑不充分時，會引起伺服電動機過載。此時，在驅(qū) 動單元或在crt上會顯示過載及過電流等信息。（2）低速爬行當(dāng)步進電動機在低頻段工作吋或是進給傳動鏈摩擦阻力較大，潤滑不充分時，常會出現(xiàn)爬行 現(xiàn)象，影響加工質(zhì)量和表面粗糙度。在高頻工作時，會使輸出轉(zhuǎn)矩迅速下降。（3）振動與噪聲振動一般與速度控制有關(guān)，速度太高或系統(tǒng)增益過大會引起振動，當(dāng)步進電動機工作在高頻 段吋會引起異常噪聲。（4）位置誤差當(dāng)伺服控制誤差超過位置允許范圉時，數(shù)控系統(tǒng)會產(chǎn)生伺服位置誤差過大的報警。19步進電動機驅(qū)動系統(tǒng)主要故障有：（1）電動機不運轉(zhuǎn)；（2）電動機啟動后堵轉(zhuǎn)；（3）電動機 運轉(zhuǎn)不均勻，有抖動

17、；（4）電動機運轉(zhuǎn)不規(guī)則，正、反轉(zhuǎn)地搖擺:（5）電動機定位不準(zhǔn)。20. 光柵主尺對導(dǎo)軌安裝面的平行度允差為0.3mm,掃描頭安裝面對導(dǎo)軌的平行度應(yīng)控制在 0.01mm內(nèi)。掃描頭裝上后，應(yīng)調(diào)整掃描頭與主尺座的間距，使其保持測塑全長的值為（1.5±0.3） mm之內(nèi)。當(dāng)導(dǎo)軌直線誤差較大吋，應(yīng)對光柵尺進行長度校正。21. 光電編碼器連接松動產(chǎn)生故障現(xiàn)象主要有：（1）影響位置控制精度；（2）在有些交流伺服電 動機屮，內(nèi)裝式編碼器除用做位置檢測外，同時還具有測速和交流伺服電動機轉(zhuǎn)子位置檢測的作 用，因此會影響測速功能和轉(zhuǎn)子位置的檢測；（3）編碼器連接松動還會引起進給運動的不穩(wěn)定， 影響交流伺服

18、電動機的換向控制，從而引起機床的振動。（4）対于數(shù)控車床加工螺紋時，連接松 動會使其輸出的脈沖丟步，從而引起螺距加工誤差。22. 常見數(shù)控設(shè)備機械傳動故障主要診斷方法有：（1）采用聽、摸、視、聞方法；（2）溫度監(jiān)測 法；（3）振動監(jiān)測；（4）噪聲監(jiān)測等。23. 主要有磁傳感器主軸準(zhǔn)停和機械式主軸準(zhǔn)停裝置兩種。在磁傳感器主軸準(zhǔn)停中，磁傳感器 感受永久磁鐵的磁場，并發(fā)出準(zhǔn)停信號，此信號經(jīng)放大后，由定向電路控制主軸電動機準(zhǔn)確地停 止在規(guī)定的周向位置上。這種裝置可保證主軸準(zhǔn)停的重復(fù)精度在±1 °。機械式主軸準(zhǔn)停裝置利用 液壓傳動、電氣和凸輪控制主軸準(zhǔn)停。結(jié)構(gòu)較為簡單，屬于程序控制，

19、主軸準(zhǔn)停的重復(fù)精度不高。24. 1）刀庫的故障：（1）刀庫不能轉(zhuǎn)動或轉(zhuǎn)動不到位；（2）刀套不能夾緊刀具；（3）刀套上、下不到位；（4） 刀套不能拆卸或停留一段時間才能拆卸。2）換刀機械手故障（1）刀具夾不緊；（2）刀具夾緊后松不開；（3）刀具從機械手中脫落；（4）刀具交換吋掉 刀；（5）機械導(dǎo)軌、手換刀速度過快或過慢；（6）機械手在主軸上裝不進刀25數(shù)控設(shè)備導(dǎo)軌主要有滾動導(dǎo)軌、塊狀滾動導(dǎo)軌和直線滾動導(dǎo)軌等，其屮滾動導(dǎo)軌分為滾珠導(dǎo) 軌、滾柱導(dǎo)軌和滾針導(dǎo)軌等三種。安裝、調(diào)試時要求預(yù)緊和消除間隙，為了保證導(dǎo)軌的精度和剛 度，滾動導(dǎo)軌安裝時應(yīng)能調(diào)整間隙和進行預(yù)緊，此外，安裝時還要求導(dǎo)軌與機床保持平行，安裝 后應(yīng)運動輕快，無振動，摩擦力小，運動平穩(wěn)，移動和定位精度高等。26. 滾珠絲