数控机床故障诊断与维护辅导材料.docx

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数控机床故障诊断与维护辅导材料

数控技术应用（专科）专业

《数控机床故障诊断与维护备》辅导材料

（一）

（2015年4月）

考试题型及分值分配：

一.单项选择题（本大题共15小题，每小题1分，共15分）

二.填空题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）

三.名词解释（本大题共5小题，每小题3分，共15分）

四.简答题（本大题共5小题，每小题6分，共30分）

五.论述题（本大题共3小题，共30分）

第一章FANUC0i-TC电源供电系统的装调

一.单项选择题

1．刀架的换刀过程是通过PLC对控制刀架的所有I/O信号进行逻辑处理及计算，实现刀架的【】。

A．顺序控制B．逻辑控制C．数字控制D．无序控制

2.在数控机床的进给系统中，伺服驱动器的作用是提供电源给【】

A.交流伺服电动机B.交流伺服发电机C.直流伺服电动机D.直流伺服发电机

3．电动机的三相定子绕组通过三相对称交流电后，将产生一个【】。

A．固定磁场B．交流磁场C．圆型磁场D．旋转磁场

4．进给电动机是使机床轴位改变的【】。

A．驱动部件B．执行部件C．负载部件D．传递部件

5．数控车床控制电路构成分别是24V直流电控制回路和【】。

A．24V交流电控制回路B．96V交流电控制回路

C．110V交流电控制回路D．120V交流电控制回路

二.填空题

1.低压断路器按用途分有保护电动机用、保护照明线路用及（）。

2.变频器是将交流工频电源转换成压、频率均可变的适合交流电动机调速的电力电子变换装置，英文简称（）。

3.数控机床中变压器的选择参数主要是变压器的（）。

4.在数控机床中，刀架系统电源供给电路的组成是小型断路器、接触器和（）。

5在变压器中一次绕组接交流电压后，电流在铁芯中产生一个（）。

6.在变压器中次级线圈又称做（）。

第二章FANUC0i-TC硬件的连接

一.单项选择题

1.变频器的控制方式从最初的电压空间矢量控制到矢量控制，现在已经发展到了【】

A．间接转矩控制B．静态转矩控制C．直接转矩控制D．动态转矩控制

2．数控机床控制面板中的CE57有16个输出点和【】。

A．12个输入点B．24个输入点C．48个输入点D．96个输入点

3．比例积分调节器称为【】。

A．PB调节器B．PL调节器C．PC调节器D．PI调节器

4.在伺服驱动器中，伺服电动机编码器的反馈接口是【】。

A．JF0B．JF1C．JF2D．JF3

5．数控系统的功能有操作功能、编程功能、管理功能、设定和【】。

A．操作功能B．显示功能C．驱动功能D．执行功能

6．数控机床中的CNC以【】。

A．存储程序方式工作B．存储字母方式工作

C．存储数字方式工作D．存储代码方式工作

7．CNC中的显示信息有输出机床的零件程序、参数、位置、图形和【】。

A．监视报警B．状态报警C．反馈报警D．保护报警

8．当连接多个设备时，FANUCI/OLink只能将一个设备认做【】。

A．变化单B．副单元C．固定单元D．主单

9．数控机床控制面板中的CE56有24个输入点和【】。

A．8个输出点B．16个输出点C．24个输出点D．48个输出点

10．目前数控机床有位移精度最高为【】。

A．0..01μmB．0..05μmC．0.1μmD．0.15μm

11．数控机床在加工工件过程中，机床工作台处于【】。

A．随动状态B．固定状态C．线性状态D．振动状态

12．比例调节器也称作【】。

A．B调节器B．G调节器C．P调节器D．R调节器

13．测速发电机测速的元件是【】。

A．光电耦合器B．光电编码器C．光电触发器D．光电译码器

14．散型放电电阻的两个接口是【】。

A．CZ4B．CZ5C．CZ6D．CZ7

二.填空题

1.FANUCoi-TC系统可以控制一个伺服主轴和两个（）。

2.数控车床中数控系统的核心（）。

3．数据处理中的插补要具有（）。

4.三环结构中的三环指的是位置环、速度环和（）。

5．比例积分微分调节器称为（）。

6．数控系统输出的进给指令信号通过脉冲分配器来控制（）。

7．数据处理包括速度计算、辅助功能的处理和（）。

8．伺服系统按位置控制方式分为开环、闭环和（）。

9．在伺服驱动器中，驱动器24V电源接口是（）。

10．开环控制系统数控机床的驱动电动机是（）。

11．通过反馈可以消除从电动机到机床床鞍的整个机械传动链中的（）。

三.名词解释

1.CZ4接口（P50）

2.CZ5接口（P50）

3．CX30接口（P51）

四.简答题

1.简述FANUCoi中的I/O地址分配。

（P54）

2.简述I/OLink轴的作用。

（P39）

第三章FANUC0i-TC系统参数的调试

一.单项选择题

1．在FANUCoi-TC系统参数的调试过程中，程序输出格式为ISO代码，参数号是【】。

A．0000#0B．0000#1C．0000#2D．0000#3

2．在目前的数控车床中，主轴控制装置通常是采用交流变频器控制

【】。

A．交流主轴发电机B．交流主轴变频器C．交流主轴电动机D．交流主轴控制器

3．在FANUCoi-TC系统参数的调试过程中，表示外部操作信息履历界面显示参数号是【】。

A．3111#2B．3112#2C．3113#2D．3114#2

4．在伺服系统的基本参数设定中，表示基本坐标系中各轴属性的参数号是P753.2【】。

A．1010B．1014C．1022D．1030

5．在数控系统伺服参数中，双字、双字轴型参数由【】。

A．32位组成B．48位组成C．64位组成D．128位组成

6．在伺服系统的基本参数设定中，表示伺服轴号的参数号是【】。

A．1003B．1013C．1023D．1033

二.填空题

1.在伺服系统的加、减速控制中，参数设定容是快移时间常数的参数号是（）。

2．在伺服系统的加、减速控制中，参数设定容是快移时间常减速时到位检测的参数号是（）。

三.名词解释

1.1023#参数（P69）

2.1801#4参数（P77）

3．字、字轴型参数:

（P69）

4．1815#4:

（P77）

5．0924#参数（69）

6．1829参数（P77）

7．PMC-NB6（P86）

四.简答题

1.简述参数3730主轴速度模拟输出的增益调整。

（P81）

2.简述进给速度参数号1410含义。

（P76）

3.简述进给速度参数号1423含义。

（P76）

4．简述输入顺序程序的方法。

（P100）

第4章FANUC0i-TCPMC的设计

一.单项选择题

1．在PLC符号的定义中，表示来自车床的信号（MT→PMC）的字母是【】。

A．WB．XC．YD．Z

2．PMC的程序称为【】。

A．运算控制程序B．单元控制程序C．顺序控制程序D．模块控制程序

3．在PLC符号的定义中，表示来自NC侧的输入信号（NC→PMC）的字母是【】。

A．FB．GC．HD．I

二.填空题

1.对顺序程序进行编译的存诸位置是（）。

2．PMC顺序程序分为第一顺序程序和第二顺序程序，其中第一顺序程序间隔执行的时间是（）。

三.名词解释

1．PMC-SA1:

（P86）

2．DEC:

（P99）

3．PMC-SB7（P86）

第五章SIEMENS802SBL电源供电系统的装调

一.单项选择题

1．变频器的控制对象是三相交流异步电动机和三相交流同步电动机，标准配置电动机极数是【】。

A．1/4极B.2/4极．C．2/4极D．3/4极

2．构成数控车床控制电路的电路分别是220V交流控制回路和【】。

A．6V直流控制回路B．12V直流控制回路C．24V直流控制回路D．48V直流控制回路

3．数控车床的进给系统是控制X、Z轴的主要组成部分，通过传动装置，将交流伺服电动机的旋转运动转化为刀架的【】。

A．正弦进给运动B．余弦进给运动C．直线进给运动D．圆弧进给运动

二.填空题

1．变频器的控制对象是三相交流异步电动机和（）。

四.简答题

1．简述电感性接近传感器的组成。

（P123）

第六章SIEMENS802SBL硬件连接

一.单项选择题

1．数控装置和机床体之间的电传动联系的环节是【】。

A．变频系统B．伺服系统C．操作系统D．仿真系统

2.SBLSIEMENS802数控机床的进给系统为两轴联运，配有【】

A．2工位电动刀架B．4工位电动刀架C．6工位电动刀架D．8工位电动刀架

3.数控机床在加工工件过程中，机床工作台处于【】

A．固定状态B．不定状态C．稳定状态D．随动状态

4．在伺服系统中，闭环控制的驱动元件是【】。

A．伺服电动机B．伺服发电机C．直流电动机D．直流发电机

5．交流进给伺服电动机一般为永磁式同步电动机，电动机的组成部件是定子、转子和

【】。

A．运算元件B．检测元件C．控制元件D．线圈元件

二.填空题

1.进给伺服系统要具有较强的（）。

2．数控机床的进给伺服系统是一种（）。

3．数控机床操作面板上区域有机床控制面板区、NC键盘区和（）。

4．数控机床核心控制单元是（）。

三.名词解释

1．双开关方式（P136）

四.简答题

1.简述使用步进驱动时，设计机床传动系统的注意事项。

（P136）

2．简述CNC装置输出的运动命令工作原理。

（P134）

第七章SIEMENS802SBL数控系统的数据保护

一.单项选择题

1.MICROMASTER420型通用变频器中的功率管采用【】。

A．绝缘栅型双极型B．绝缘栅型单极型晶体管C．绝缘漏型双极型晶体管D．绝缘漏型单极型晶体管

2．802SBL的启动方式，分别是正常上电启动、按储存数据上电启动和【】。

A．无须上电启动B．高电压上电启动C．低电压上电启动D．缺省上电启动

3．数控系统的数据保护中，数控与数控之间的备份称为【】。

A．随机备份B．机外备份C．永久备份D．机备份

4．在步进电动机的参数设定中，表示电动机每转的步数的轴参数号是

【】。

A．31005B．31010C．31015D．31020

5．在SIEMENS802SBL系统参数的调试中，如果参数名是ENC_TYPE，则其轴参数号为【】。

A．30237B．30238C．30239D．30240。

6在SINUMERIK802Sbaseline中，设定进给轴的动态特性的方法是设定【】。

A．机床参数B．机床位置C．机床高度D．机床宽度

二.填空题

1.数控系统的数据保护分为机备份和机外备份，机备份分为数控与数控之间备份和（）。

2．在传动系统的机械参数设定中，表示丝杠螺距的轴参数号是（）。

3．在SICROMASTER420型通用变频器中，主回路的控制方式是（）。

三.名词解释

1．正常上电启动（P140）

四.简答题

1.简述西门子802SBL系统初始化操作方法。

（P163）

2.简述数控机床三种上电启动方式。

（P142）

3.简述802SBL系统的基本车床和铣床数据设定方法。

（P156）

第八章SIEMENS802SBL数控系统PLC的设计

一.单项选择题

1.变量存诸器的英文代码是【】。

A．VB．WC．LD．N

二.填空题

1.在数控机床中，外部逻辑信号对数控系统进行反馈的必由之路是（）。

第九章FANUC系统的故障诊断与维修

一.单项选择题

1．在数控车床中，进给伺服系统组成是各坐标轴的进给驱动装置、位置检测装置及【】。

A．机床进给传动链B．机床进给检测链C．机床进给驱动链D．机床进给机械链

2．在双锥—自由方式中，丝杠一端固定，另一端自由。

固定端轴承同时承受轴向力和【】。

A．向心力B．离心力C．径向力D．轴向力

四.简答题

1.简述液压系统中齿轮泵常见故障。

（P208）

2.简述机床电气控制应用围。

（P184）

五.论述题

1.试述滚珠丝杠副安装方式的种类。

（P207）

2.试述进给伺服电动机振动故障的诊断方法。

（P201）

3.试述FANUC立式加工中心的回参考点过程中出现ALM520和Y轴过行程报警故障的维修方法。

（P203）

4.试述滚珠丝杠副噪声排除方法。

（P208）

5．试述伺服电动机不转原因。

（P201）

6.试述数控机床主轴出现噪声的故障维修。

（P193）

7.试述滚珠丝杠运动不灵活故障排除方法。

（P208）

8．试述进给伺服系统产生位置误差故障的原因。

（P201）

9.试述液压缸活塞爬行和蠕动原因及排除方法。

（P210）

数控技术应用（专科）专业

《数控机床故障诊断与维护备》辅导材料参考答案

（一）

（2015年4月）

第一章FANUC0i-TC电源供电系统的装调

一.单项选择题

1．B2.A3．D4．A5．C

二.填空题

1.保护配电线路用2.VVVF3.额定值4.回转刀架5.交变的主磁场6.二次绕组

第二章FANUC0i-TC硬件的连接

一.单项选择题

1.C2．B3．D4.B5．B6．A7．B8．D9．B10．C11．A12．C13．B14．D

二.填空题

1.进给轴2.CNC3．实时性4.电流环5．PID6．驱动电路7．刀补计算8．半闭环9．CXA19B10．步进电机11．传动误差

三.名词解释

1.CZ4接口（P50）:

为三相交流220至240V电源输入口，顺序为U、V、W、地线。

2.CZ5接口（P50）:

为伺服驱动器驱动电压输出口，连接到伺服电动机，顺序为U、V、W、地线。

3．CX30接口（P51）:

为急停信号接口，短接此接口1和接口3引脚，急停信号由I/O给出。

四.简答题

1.简述FANUCoi中的I/O地址分配。

（P54）

答：

有三种方式：

第一是只使用FANUC装的I/O卡，第二是只使用FANUCI/OLink，第三是同时使用FANUC装的I/O卡和FANUCI/OLink。

2.简述I/OLink轴的作用。

（P39）

答：

可以通过PMC的外部信号来控制伺服电动机的定位，无手轮连接，信号点数为128/128。

第三章FANUC0i-TC系统参数的调试

一.单项选择题

1．B2．C3．B4．C5．A6．C

7．在伺服系统的加、减速控制中，参数设定容是快移时间常减速时到位检测的参数号是。

二.填空题

1.16202.1060#5

三.名词解释

1.1023#参数（P69）:

答：

为字节型参数，其中1023#设定88表示X轴有效。

是利用电磁感应原理，以相同频率在多个绕组之间实现变换交流电压、交流电流或阻抗的静止电气设备。

2.1801#4参数（P77）：

答：

切削进给时的到位宽度。

3．字、字轴型参数:

（P69）:

由16位组成，在16位围可进行调节。

4．1815#4:

（P77）答：

使用绝对位置检测器时，机械位置与绝对位置检测器的位置。

5．0924#参数（69）:

答案：

为字型参数，其中，0924#设定1234表示网络通信等待最长时间为1234ms。

6．1829参数（P77）答案：

各轴停止中的最大允许位置偏差量。

7．PMC-NB6（P86）答案：

使用离线功能有条件使用在线功能，其输入输出设备中有条件使用PMC和便携式磁带机。

简答题

1．简述参数3730主轴速度模拟输出的增益调整。

（P81）

答：

（1）设定标准设定值1000；

（2）指令使输出电压为最大电压10V的理论主轴速度；（3）测量输出电压；（4）在参数NO.3730中设定由下式计算得到的值，即：

设定值=100V/测定电压；（5）参数设定后，再次指令模拟输出为最大电压的理论主轴速度，确认输出电压是10V.

2.简述进给速度参数号1410含义。

（P76）答：

表示设定容为空运行速度，手动进给倍率为100%时的空运行速度。

3.简述进给速度参数号1423含义。

（P76）

答案：

表示设定容是各轴有手动快速运行速度，（2分）为4000左右G01（2分）和手动方式下的速度。

4.简述输入顺序程序的方法。

（P100）答案：

一种输入方法是使用助记符语言；另一种方法是使用继电器符号。

通过使用相应的继电器的触点，符号和功能指令符号输入顺序程序。

第四章FANUC0i-TCPMC的设计

一.单项选择题

1．B2．C3．A

二.填空题

1.PMC2．8ms

三.名词解释

1．PMC-SA1:

（P86）:

答案：

可以使用离线功能，有条件使用在线功能，其输入输出功能可使用存储卡。

2．DEC:

（P99）答案：

当两位BCD代码与给定数值一致时输出为1，不一致时输出为0，主要用于M或T功能的译码。

3．PMC-SB7（P86）答案：

可以使用离线功能，有条件使用在线功能和步顺序程序，其输入输出功能可使用PMC、便携式磁带机和存储卡。

第五章SIEMENS802SBL电源供电系统的装调

一.单项选择题

1．B2．C3．C

二.填空题

1．三相交流同步电动机

四.简答题

1．简述电感性接近传感器的组成。

（P123）:

答案：

由检测原件、检波元件、（2分）放大单元、整形单元（2分）和输出单元组成。

（2分）

第六章SIEMENS802SBL硬件连接

一.单项选择题

1．B2.B3.D4．A5．B

二.填空题

1.过载能力2．位置随动系统3．LCD显示区4．CNC

三.名词解释

1．双开关方式（P136）：

答：

在坐标轴上有减速开关，在丝杠上有一接近开关。

减速开关接到DI/O的输入，接近开关接到系统的高速输入口。

四.简答题

1.简述使用步进驱动时，设计机床传动系统的注意事项。

（P136）

答案：

根据步进电动机的矩频特性曲线设计传动系统；每个坐标轴必须配备一个接近开关用于产生返回参考点的零脉冲。

2．简述CNC装置输出的运动命令工作原理。

（P134）

答案：

该命令是一些脉冲信号，（2分）经过步进电动机驱动单元放大后，转换为步进电动机定子各线圈绕组按一定循环顺序的通、断驱动电流，（2分）从而实现步进电动机的正、反转。

（2分）

第七章SIEMENS802SBL数控系统的数据保护

一.单项选择题

1.A2．D3．B4．D5．D6.A

二.填空题

1.数控与计算机之间的备份2．310302．PWM。

三.名词解释

1．正常上电启动（P140）

答案：

以静态存储区的数据启动，当发现静态存储器掉电，系统自动备份数据并启动系统，没掉电则在工作区正常启动。

四.简答题

1.简述西门子802SBL系统初始化操作方法。

（P163）

答案：

采用系统方式1缺省值启动，启动完成后初始化完成。

可有两种方法实现，一种通过S3开关，一种是通过调试界面。

2.简述数控机床三种上电启动方式。

（P142）

答案：

方式0是正常上电启动；方式1是缺省值上电启动；方式2是按在存储数据上电启动。

3.简述802SBL系统的基本车床和铣床数据设定方法。

（P156）

答案：

车床有两个轴，铣床有三个轴，（2分）要进行802SBL系统的基本车床和铣床数据设定，可以通过系统初始化来完成，（2分）而铣床的配置，就需呀需呀需要向系统传输一个初始化文件，实际上是修改了系统的一些基本参数一实现。

（2分）

第八章SIEMENS802SBL数控系统PLC的设计

一.单项选择题

1.A

二.填空题

1.PLC程序设计

第九章FANUC系统的故障诊断与维修

一.单项选择题

1．A2．C

四.简答题

1.简述液压系统中齿轮泵常见故障。

（P208）

答：

泵体与齿轮的磨损、泵体的裂纹和机械损伤。

2.简述机床电气控制应用围。

（P184）

有两个方面，即机床CNCI/O输入输出控制及数控车床控制电路。

五.论述题

1.试述滚珠丝杠副安装方式的种类。

（P207）

答：

（1）双椎—自由方式，即丝杠一端固定，另一端自由；

（2）双椎—支撑方式，丝杠一端固定，另一端支撑；（3）双椎—双椎方式，丝杠两端均固定（4）丝杠固定，螺母旋转的传动方式。

2.试述进给伺服电动机振动故障的诊断方法。

（P201）

答：

分析机床振动周期是否与进给速度有关，如与进给速度有关，振动就与该轴的速度环增太高或速度反馈故障；有关若与进给速度无关，振动就与位置环增益太高或位置反馈故障有关，振动在加速过程中产生，是由于系统加速时间设定过小造成的。

3.试述FANUC立式加工中心的回参考点过程中出现ALM520和Y轴过行程报警故障的维修方法。

（P203）

答：

（1）将机床运动到正常位置，进行手动回参考点，并利用手动方式压上“回参考点减速开关”，进行回参考点，验证回参考点动作的正确性；

（2）在回参考点动作确认正确后，通过MDI/CRT面板，修改软件限位参数，将其改为最大值；（3）再次执行正常的手动回参考点操作，机床到达参考点定位停止；（4）恢复软件限位参数到原参数值；（5）再次执行正常的手动回参考点操作，机床动作正常，报警便可消除。

4.试述滚珠丝杠副噪声排除方法。

（P208）

答案：

调整轴承压盖，使其压紧轴承端面；（2分）如轴承破损，更换新轴承；（2分）拧紧联轴器锁紧螺钉；改善润滑条件，使润滑油量充足；更换新平邮滚珠。

5．试述伺服电动机不转原因。

（P201）

答案：

伺服系统进给驱动单元除了速度控制信号外，还有使能控制信号，一般为DC+24V继电器线压。

故障原因是：

数控系统是否有速度控制信号输出；数控系统使能信号是否接通；对带电制动的伺服电动机，应检查电磁制动是否释放；进给驱动单元发生故障。

6.试述数控机床主轴出现噪声的故障维修。

（P193）

答案：

首先检查主轴参数设定，包括放大器型号、电动机型号以伺服增益等，（2分）在确认无误后，重点检查机械侧，若主轴轴承损坏，则更换，若更换之后在脱机械侧的情况下检查主轴电动机的运转情况了现负载指示正常但仍有噪声，则应将主轴参数00号设为1，即叫主轴驱动系统开环运行，结果噪声消失，说明速度检测器件PLG有问题。

经检查，发现PLG安装不正确，调整位置之后再运行主轴电动机，噪声消失，故障解除。

7.试述滚珠丝杠运动不灵活故障排除方法。

（P208）

答案：

调整轴向间隙和预加载荷；调整丝杠支座位置，使丝杠与导轨平行；调整螺母座的位置调整丝杠。

8．试述进给伺服系统产生位置误差故障的原因。

（P201）

答案：

当伺服轴运动超过位置允许误差围时，数控系统就会产生位置误差过大的报警，包括跟随误差、轮廓误差和定位误差。

其原因是系统设定的允差围过小；伺服系统增益设置不当；位置检测装置有污染；进给传动链累积误差过大；主轴箱垂直运动时平衡装置不稳。

9.试述液压缸活塞爬行和蠕动原因及排除方法。

（P210）