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亲爱的同学们：

数控机床故障诊断与维修试题

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）、（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。
二、 选择题（每小题2分，共20分）
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、一般数控铣床是指规格（　B　）的升降台数控铣床，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　）。
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，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、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距 Ｃ、使蜗杆产生轴向移动
三、 判断题（每小题2分，共２０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。 （×）
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。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（×）
５、 数控机床传动丝杠的反方向间隙是不能补偿的。　　　　（×）
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。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（×）
７、 数控机床对刀具的要求是高的使用寿命、高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。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （×）
９、 造成液压卡盘失效故障的原因，一般是液压系统故障。　（×）
１０、 闭环控制系统是不带反馈装置的控制系统。　　　　（×）
四、 简答题（每小题10分，共４０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特点？

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，使每次选刀时就近选取。

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
①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。
②故障发生哪个部位，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。
③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
①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。
②善于运用发散思维，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，最后找出解决方案。
③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
①先查外部后查内部。
②先查机械后查电气。
③先简单后复杂。

４、与ＰＬＣ有关的故障检测思路和方法有哪些？
答：（1）、根据故障信号诊断故障；
（2）、根据动作顺序诊断故障；
（3）、根据控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。

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