数控机床故障诊断作业及参考答案
情境一
简述FANUC-0i MA系统的组成及各部分功能。
答：FANUC-0i MA系统由CNC装置、主轴驱动单元、进给伺服驱动单元、可编程控制器PMC、系统显示装置和操作面板、辅助控制装置、通信装置等部分组成。
CNC装置是数控系统的核心部分。主要由主CPU、各种存储器、主轴控制模块、伺服控制模块、PLC控制模块、显示卡控制模块等组成。主CPU 通过BUS总线实现数据的算术运算和逻辑运算及指令的操作控制。存储器用来存储系统程序（CNC控制软件、数字伺服控制软件、PLC控制软件和梯形图、宏程序执行软件等）和用户程序（CNC参数、PLC参数、加工程序、刀具补偿量及用户宏变量等）。主轴控制模块通过子CPU实现对主轴的位置、转速及功能指令的控制。伺服控制模块由子CPU（FANUC系统的1个子CPU 控制2个轴）通过BUS总线与数字伺服装置通信，实现对数控机床进给轴的位置、速度及电动机电流的控制。PLC控制模块由PLC控制的CPU、存储器、PLC管理软件及控制电路等组成，FANUC数控系统的PLC均采用内装型PLC（又称PMC），通过PMC可实现数控机床的辅助控制及PMC轴的控制。显示卡控制模块为数控机床的显示装置（CRT/LCD）提供视频信号，新型数控系统把图形显示功能芯片及MDI信号信息功能芯片和显示卡做成一体，通过FSSB 总线与CNC 装置进行通信控制。
主轴驱动单元由主轴放大器、主轴电动机、主轴传动机构、主轴位置和速度检测装置（主轴编码器）等组成。实现数控机床主轴的速度和位置控制、主轴与进给轴的同步控制、主轴准停与定向控制。
进给伺服驱动单元由伺服放大器、伺服电动机、机械传动组件和检测装置等组成。实现数控机床进给装置的速度与位置控制。
可编程控制器PMC除了实现机床的各种辅助功能的控制之外，新型数控系统还可实现数控机床的附加轴的PMC控制。
系统显示装置用来显示各种信息及图形画面。操作面板的功能是实现操作者与CNC装置及机床的人机对话。
数控机床辅助控制装置有数控机床的液压或气动系统、润滑系统、排屑系统、自动换刀系统、自动交换工作台控制系统等。用来实现数控机床的辅助控制。
通信装置。CNC系统通过通信接口与计算机进行各种数据的交换，实现加工程序的在线编辑与在线加工及各种数据的备份与恢复。
情境二
1、FANUC-0C和FANUC-0D系统的不同点有哪些？
答：FANUC-0D系统和-0C系统的主要区别是：
（1）0D系统进给伺服轴配置为3轴3联动，系统主轴配置为一个串行数字主轴或一个模拟量主轴。
（2）0D系统不支持图形显示板、特制宏程序盒及扩展PMC板控制功能。
（3）0D系统只能采用RS-232数据传输，不能实现远程DNC1和DNC2数据传输。
（4）0D系统控制软件进行了简化，取消了极坐标插补、圆柱插补、多边形插补等功能软件。
2、FANUC-0C/0D系统通常有几部分组成?说明各部分的功能？
答：通常由主板、存储器板、I/O板、伺服轴控制板和电源组成。
主板：主CPU在该板上。主CPU用于主控。系统启动的引导文件的芯片也在该板上。主板左侧有LED指示灯。
存储器板：用于存储机床的控制逻辑程序，系统和机床参数，零件加工程序。
I/O板：是CNC单元与机床侧输入输出信号的接口。
伺服轴控制板：提供各轴的进给指令，接受各轴电动机、编码器（或光栅尺）的位置信号。
电源：主要提供+5V、±15V、+24V、+24E直流电源。
3、FANUC-16/18/21/0iA系统和FANUC-0C/0D系统在控制功能和结构上有何变化？
答：系统由主模块和I/O模块组成。
系统主模块包括系统主板和各种功能小板（插接在主板上）。系统主板上安装有系统主CPU、系统管理软件存储器ROM、动态存储器DRAM、伺服1/2轴的控制卡等。功能小板有用来实现PMC 控制的PMC模块、用来存储系统控制
软件/PMC顺序程序及用户软件（系统参数、加工程序、各种补偿参数等）的FROM/SRAM模块、用于主轴控制（模拟量主轴或串行主轴控制）的扩展SRAM/主轴控制模块以及3/4伺服控制模块。
系统I/O模块内有系统用的电源单元板（为系统提供各种直流电源）、图形显示板（可选配件）、用于机床输入/输出控制的DI/DO、系统显示（视频信号）接口、通信接口（JD5A、JD5B）、MDI控制接口及手摇脉冲发生器控制接口等。
FANUC-0iA系统功能特点：
（1）系统CNC结构形式为模块结构。
系统CNC模块除了主CPU及外围电路之外，还集成了DRAM模块、FROM/SRAM模块、PMC控制模块、存储器和主轴模块、伺服模块等。
（2）可使用编辑卡或编程软件编辑梯形图。
（3）可使用存储卡进行系统数据的备份和回装。
（4）配备了更强大的诊断功能和操作消息显示功能，便于发生故障时查找原因及资料信息。
（5）系统具有HRV功能，更完善的自动补偿功能，有利于提高零件的加工精度。
（6）FANUC-0iA系统最多可控4轴，4轴联动，只有基本单元，无扩展单元。
（7）系统可以选配硬盘实现远程存储在线加工。
4、说明FANUC-16i/18i/21i系统的特点。
答：（1）通过使用高速RISC处理器,可以在进行纳米插补的同时,以适合于机床性能的最佳进给速度进给加工。
（2）超高速伺服串行通信(FSSB)。
（3）丰富的网络功能。
（4）进给伺服系统采用高响应向量HRV控制的高增益伺服系统
（5）主轴控制采用高速DSP控制。
（6）使用专用PMC处理器的高性能PMC高速处理大规模的顺序控制。
（7）通过伺服调整软件实现伺服的优化处理
（8）存储卡的数据通信和在线加工功能
（9）实现远程诊断。
5、FANUC-0i Mate B/0i Mate C与FANUC-0iB/0iC系统有何不同？
答：（1）取消了FANUC-0i B/0iC 的扩展功能槽板、系统内置的I/O 模块。
（2）进给伺服单元采用可靠性强、价格性能比卓越的βi 伺服放大器和βis 伺服电动机。该系列用于机床的进给轴和主轴，其性能和功能能满足实际需要。
（3）主轴驱动单元可以采用模拟量主轴控制（变频器），也可以采用高性能价格比的βi 伺服的串行数字控制。FANUC-0i Mate C系统一般采用电源模块、主轴模块、进给伺服模块为一体的βi 伺服放大器。
（4）系统采用高性能、高速度、高可靠性的PMC-SA1/SB7系列，具有FANUC-0i B/0iC 系统同样的功能。机床的输入/输出信号通过外置I/O卡和PMC与系统进行串行数据通信控制。
（5）显示装置一般采用经济型的7.2in黑白液晶LCD显示装置或9寸单色CRT显示装置。
6、FANUC-0i C/0i Mate C 系统开机出现935报警，实际中如何处理？
答：故障产生的可能原因有：电池没电；外部原因造成SRAM内部数据遭到破坏；FROM/SRAM模块或主板出故障。
故障诊断及处理方法：
（1）系统电池电压（标准为3V）如果低于2.6V就会产生电池报警，屏幕上会闪现“BAT”。如果产生了电池报警，需用正确的方法更换电池。
（2）将系统SRAM的数据全清后故障消失，则故障为系统的SRAM数据不良。
（3）如果将存储器的数据全部清除并恢复后，故障还没消失，需更换FROM/SRAM模块。
（4）如果以上方法都不能解决问题，需更换主CPU板。
7、简述FANUC-0i C/0i Mate C 系统出现926报警故障的可能原因及处理方法？答：系统产生该故障的可能原因有：
（1）系统与伺服放大器及伺服放大器之间的连接光缆接触不良或折断；
（2）系统伺服放大器本身故障；
（3）系统伺服轴卡故障。
（4）系统母板不良。
故障诊断及处理方法：
（1）检查从伺服模块LED 显示“L”或“—”到LED显示“U”模块之间的连接光缆是否不良。
（2）如果所有的伺服模块LED 显示“L”或“U”，则检测第一个伺服模块与系统CNC 之间的连接光缆是否不良。
（3）第一个伺服模块故障，实际上可用后面的伺服模块对调来判别。
（4）如果以上故障排除后，系统还是出现报警，则为系统伺服轴卡故障。情境三
1、存储卡的系列数据传输和分区数据传输有什么不同？
答：存储卡的系列数据传输的功能和特点：
（1）将系统SRAM 存储的全部数据备份到存储卡或将存储卡的数据回装到系统SRAM 中。
（2）将系统FROM 存储的用户数据（梯形图、宏执行程序等）和系统文件备份到存储卡或将存储卡的数据回装到系统FROM 中。
（3）存储卡系列备份数据的格式为机器码且为压缩包形式，不能在计算机上打开进行查阅和编辑。
（4）此方法特别适用于系统死机状态下的数据备份或回装，以及系统全部清除后的系统数据的恢复。
存储卡的分区数据传输的功能和特点：
（1）把系统工作区SRAM 存储的数据分别备份到存储卡或将存储卡的数据回装到系统工作区SRAM 中。
（2）把系统工作区RAM 存储的用户数据（梯形图、宏执行程序等）备份到存储卡或将存储卡的数据回装到系统工作区RAM 中。
（3）存储卡分区备份数据可以在计算机上进行查阅、编辑和修改。
（4）系统的宏程序或换刀程序受系统保护参数的限制。
（5）存储卡分区数据传输只适应系统FANUC-16i/18i/21i/0iB/0iC/0i Mate。
2、简述存储卡系列备份数据的过程。
答：SRAM数据系列备份操作：
（1）断电条件下插入Memory Card 卡或CF 卡。
（2）进入系统引导画面的主菜单，选择功能项5 并按下系统SELECT 操作软件。
（3）进入SRAM 数据备份主菜单，选择功能第1 项SRAM BUCKUP （CNC →MEMORY CARD），按下系统SELECT 操作软键，显示系统SRAM 的容量（如1.0 MB）和系统默认的文件名。
（4）按下YES 操作软件，系统将SRAM 的数据文件存储到存储卡。（5）当系统显示SRAM 数据备份完成后，按下SELECT 操作软件。
（6）通过DOWN 操作软键，将光标移到END 功能项，并按下系统SELECT 操作软键，返回系统引导画面的主菜单。
（7）通过DOWN 操作软键，将光标移到END 功能项，并按下系统SELECT 操作软键，退出系统引导画面并启动系统，完成系统存储卡系列备份。
SRAM数据系列回装操作：（EDIT状态）
（1）断电条件下插入Memory Card 卡或CF 卡。
（2）进入系统引导画面的主菜单，选择功能项5 并按下系统SELECT 操作软件。
（3）进入SRAM 数据备份主菜单，选择功能第 2 项RESTORE SRAM （MEMORY CARD →CNC），按下系统SELECT 操作软键，显示系统SRAM 的容量（如1.0 MB）和存储卡的文件名。
（4）按下YES 操作软件，系统将存储卡数据文件回装到SRAM 中。
（5）当系统显示SRAM 数据回装完成后，按下SELECT 操作软件。
（6）通过DOWN 操作软键，将光标移到END 功能项，并按下系统SELECT 操作软键，返回系统引导画面的主菜单。
（7）通过DOWN 操作软键，将光标移到END 功能项，并按下系统SELECT 操作软键，退出系统引导画面并启动系统，完成系统存储卡数据的系列回装操作。情境四
1、简述采用变频器作为主轴驱动系统，CNC系统与变频器间的信号有哪些？这些信号的作用是什么？
答：CNC系统到变频器的信号有：
（1）主轴正转信号（S1-SC）、主轴反转信号（S2-SC），实现主轴的正反转控制。（2）系统故障输入信号（S3-SC），当数控机床系统出现故障时，通过系统PMC 发出信号控制继电器获电动作，使变频器停止输出，实现主轴自动停止控制。（3）系统复位信号（S4-SC），当系统复位时，通过系统PMC控制控制继电器获电动作，进行变频器的复位控制。如变频器受到干扰出现报警时，可通过RESET键进行复位，而不用切断系统电源再重新上电进行复位。
（4）主轴电动机速度模拟量信号（A1-AC），用来接收系统发出的主轴速度信号（模拟量电压信号），实现主轴电动机的速度控制。
（5）主轴点动信号（S7-SC），实现主轴点动修调控制。
（6）主轴速度加速信号（S9-SC）和主轴减速信号（S10-SC），如果数控机床面板没有主轴倍率开关控制，可通过机床操作面板上的主轴加速和主轴减速按钮控制，使主轴连续加速或连续减速控制。
变频器到CNC系统的信号（通过系统的PMC）有：
（1）变频器故障输入信号（MB-MC），当变频器出现任何故障时，数控系统也停止工作并发出相应的报警信息。
（2）主轴速度到达信号（P2-PC），实现切削进给条件的控制。
（3）主轴零速信号（P1-PC），当数控车床的卡盘采用液压控制时，主轴零速信号用来实现主轴旋转与液压卡盘的连锁控制。
2、举例说明数控机床主轴位置编码器的作用，实际中常见的故障有哪些？
答：数控机床主轴位置编码器的作用有：实现主轴与进给轴的同步控制；实现恒线速度切削控制；实现主轴定向准停控制；实现主轴刚性攻螺纹控制。
主轴位置编码器实际中常见的故障有：不执行螺纹加工故障；螺纹加工出现“乱扣”故障；螺纹加工出现螺距不稳故障；主轴定向准停不能完成故障；主轴不执行准停控制故障；主轴定向准停出现位置偏差故障。
情境五
1、简述数控机床进给伺服系统组成及各部分功能？
答：数控机床进给伺服系统一般由伺服放大器、伺服电动机、机械传动组件和检测装置等组成。
伺服放大器的作用是接收系统（伺服轴板）伺服信息传递信号，实施伺服电动机控制，并采集检测装置的反馈信号，实现伺服电动机闭环电流控制及进给执行部件的速度和位置控制。
伺服电动机是进给伺服系统电气执行部件。将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象，可使控制速度，位置精度非常准确。
机械传动组件的作用是将伺服电动机的旋转运动转变为工作台或刀架的直线运动以实现进给运动。
检测装置包括进给速度和位置检测装置，有伺服电动机内装编码器和分离性位置检测装置（如分离型编码器和光栅尺）。其作用是检测位移和速度，发送反馈信号，构成闭环或半闭环控制。
2、简述全闭环控制伺服系统中，电动机内装编码器和光栅尺的作用？
答：进给伺服电动机内装编码器信号作为工作台或刀架的实际速度反馈信号；光栅尺的信号作为工作台或刀架的实际移动位置的反馈信号。
3、伺服单元和伺服模块有什么不同？
答：伺服单元的输入电源通常为三相交流电（200V，50Hz），电动机的再生能量通过伺服单元的再生放电单元中的制动电阻消耗掉；伺服模块的输入电源为直流电（标准型为DC300V，高压型为DC600V），电动机的再生能量通过电源模块反馈到电网中。
4、a系列和a i 系列伺服放大器在控制上有什么不同？
答：a系列伺服模块的伺服信息通过串行数据线（信号电缆线）传输，各模块之间的信息传递是通过电缆JX1A/JX1B来传递；a i 系列伺服模块的伺服信息通过高速串行总线HSSB（光缆）传输，各模块之间的信息传递是通过CXA2A/CXA2B 的串行数据来传递，不仅保证了信号传输的速度，而且保证了传输的可靠性，减少了故障率。
5、伺服电动机动力线接错后，系统会出现什么故障现象？解释其原因。
答：刘永久老师的回复：
伺服电动机相序接触，如果是垂直轴电动机，伺服已就绪就出现停止超差报警，非垂直轴当发出轴移动时出现移动超差报警。
原因是你只是把电动机旋转磁场方向改变了，而电动机内装编码器的输出脉
冲时序没改变，也可以理解成原来是负反馈，现在变成正反馈控制。
另一种解释：伺服电机三相接错了不会反转的。接错了的伺服电机会超速有飞车的现象。如果你不确定是不是接错的话可以任意交换两相试试。如果你电机装在机床上最好把电机折下来放在地方通电试验。相序接错了短期通电对伺服电机和伺服驱动器是没有什么影响的，除非你买的是很差的那种产品。
6、某一卧式数控车床，系统采用FANUC--0i Mate TC，已知：X轴丝杠的螺距为6 mm ，且伺服电动机与丝杠1︰2连接；Z轴丝杠的螺距为8 mm，伺服电动机与丝杠不是直联。为了保证加工精度，在Z轴丝杠端部安装了独立位置编码器（每转脉冲2000）。如何设定进给齿轮比（N / M)，速度脉冲数，位置脉冲数及参考计数器？
答：X轴为半闭环控制，Z轴为闭环控制。
X轴的柔性进给齿轮比N/M＝6000×0.5/1000000＝3/1000
Z轴的柔性进给齿轮比N/M＝8000/(2000×4)＝1/1
速度脉冲数8192
位置脉冲数：X轴为12500，Z轴为8000
参考计数器：X轴为5000，Z轴为8000
7、某数控机床采用光栅尺作为位置反馈装置，有时加工中出现位置反馈断线报警，如何进行故障的诊断与排除？
答：故障诊断方法：通过系统的诊断功能来判断伺服位置反馈断线是硬件断线还是软件断线。
FANUC-16/18/21/0iA系统伺服反馈断线诊断号为201，看伺服调整画面的ALM2。
故障原因及处理方法：
硬件断线故障产生的可能原因：分离型位置反馈装置的电缆连接线接触不良
或断线；分离型位置反馈装置的电源电压偏低或没有；分离型位置反馈装置本身不良；系统轴板或伺服模块故障。
硬件断线故障常采用交换法来判别故障在分离型位置反馈装置侧（包括连接电缆）还是系统轴控制板或伺服装置。具体办法是把两个驱动形式相同的进给伺服轴的连接电缆插头对调，看故障报警是否转移到另一个进给轴上。如果故障报警转移，则故障在分离型位置反馈装置，如果故障报警不转移，则故障在系统轴控制板或伺服装置。
软件断线故障产生的可能原因：进给伺服电动机与丝杠连接松动；机械传动机构的反向间隙过大。通过调整机械来排除故障。在精度要求不高的场合，也可以修改系统检测标准的参数使机床工作。
8、进给伺服电动机过热的故障原因有哪些？如何进行诊断与排除？
答：伺服电动机过热:的原因有：
（1）机械传动故障引起的电动机过载。
（2）切削条件引起的电动机过载。
（3）电动机本身不良（电动机定子绕组的热敏电阻不良）
（4）系统伺服参数整定不良，进行伺服参数初始化。
诊断与处理方法：
首先确认CNC系统伺服过热报警，可以通过系统的显示装置的报警画面或系统诊断号的#7 是否为“1”来判定。然后判别是电动机过热还是伺服放大器过热，可以通过系统诊断号的#7 是“1”还是“0”来判定。如果该位为“1”则为电动机过热；如果该位为“0”则为放大器过热。
FANUC-16i/18i/21i/0iB/0iC系统的430号伺服报警为伺服电动机过热；431号伺服报警为伺服放大器过热报警。
根据实际诊断结果进行相应的故障排除。
9、某数控加工中心采用FANUC-18i 系统，由于维护不当（没有及时更换绝对编码器的电池），节假日休息后，机床开机就出现“300”报警。如何进行修复？答：（1）系统参数1815#5设定为“0”，系统为增量编码器方式；
（2）系统断电再重新上电；
（3）进行手动返回参考点操作；
（4）系统参数1815#4设定为“0”，机床位置与绝对位置检测器的位置不一致；
（5）点动状态下使机床离开参考点（至少为丝杠一个螺距以上的距离）；
（6）把系统参数1815#5设定为“1”，系统为绝对编码器方式；
（7）系统断电再重新上电；
（8）手动控制各轴到机床的参考点位置，此时系统参数1815#4自动变成“1”。
若出现90号报警（要求机床返回参考点），进行手动返回参考点操作后，按RESET键解除报警。
情境六
1、举例说明系统PMC在数控机床的控制功能。
答：对机床主轴正反转与起停、工件的夹紧与松开、刀具更换、工位工作台交换、液压与气动、切削液开关、润滑等辅助工作进行顺序控制。
2、说明FANUC数控系统的PMC特点及类型。
答：目前FANUC系统中的PLC均为内装型的PMC。内装型PMC的性能指标（如输入／输出点数、程序最大步数、每步执行时间、程序扫描时间、功能指令数目）是由所属的CNC系统的规格、性能、适用机床的类型等确定。其硬件和软件都被作为CNC系统的基本组成与CNC系统统一设计制造。PMC常用的规格有PMC-L/M、PMC-SA1/SA3、PMC-SB7等几种。
3、说明FANUC数控系统中，CNC 系统、PMC 及数控机床侧的信号地址的区别。
答：
CNC系统到PMC的信号地址为F；PMC 到CNC系统的信号地址为G；PMC到数控机床的信号地址为为Y；数控机床到PMC的信号地址为X。
4、说明可变定时器TMR与固定定时器TMRB的区别及各自的使用场合。答：可变定时器TMR指令的定时时间可通过PMC参数进行更改。固定定时器TMRB的设定时间编在梯形图中，在指令和定时器号的后面加上一项参数预设定时间，与顺序程序一起被写入FROM中，所以定时器的时间不能用PMC参数改写。
5、说明PMC功能指令XMOVB、DSCHB、ROTB的功能及应用。
答：XMOVB指令可读取数据表的数据或写入数据表的数据。该指令常用于加工中心的随机换刀控制。该指令中处理的所有的数据都是二进制形式；数据表的数据数（数据表的容量）用地址形式指定。
数据检索指令DSCHB的功能是在数据表中搜索指定的数据，并且输出其表内号，常用于刀具T码的检索。该指令中处理的所有的数据都是二进制形式；数据表的数据数（数据表的容量）用地址指定。
旋转指令ROTB用来判别回转体的下一步旋转方向；计算出回转体从当前
位置旋转到目标位置的步数或计算出到达目标位置前一位置的位置数。
6、简述常用的几种系统工作状态及其具体作用。
答：编辑状态(EDIT)：在此状态下，编辑存储到CNC 内存中的加工程序文件。
存储运行状态（MEM）:在此状态下，系统运行的加工程序为系统存储器内的程序。
手动数据输入状态（MDI）：在此状态下，通过MDI 面板可以编制最多10 行的程序并被执行，程序格式和通常程序一样。
手轮进给状态（HND）：在此状态下，刀具可以通过旋转机床操作面板上的手摇脉冲发生器微量移动。
手动连续进给状态（JOG）：在此状态下，持续按下操作面板上的进给轴及其方向选择开关，会使刀具沿着轴的所选方向连续移动。
机床返回参考点（REF）：在此状态下，可以实现手动返回机床参考点的操作。通过返回机床参考点操作，CNC系统确定机床零点的位置。
DNC状态（RMT）：在此状态下，可以通过阅读机（加工纸带程序）或RS-232通信口与计算机进行通信，实现数控机床的在线加工。
情境七
数控机床电气控制作业 2 一、单项选择题 1. 用来表明各种电气元件在机械设备上和电气控制柜中的实际安装位置的电气控制系统图是（ B ） A.电气原理图 B. 电器元件布置图 C. 电气安装接线图 A ）完成的。 2. 数控机床的进给运动是由（ A.进给伺服系统 B. 位置检测系统 C. 可编程序控制器 3. （ B ）是数控系统的核心 A. 进给伺服系统 B. 数控装置 C. 可编程序控制器 4. 装置在硬件基础上必须有相应的系统软件来指挥和协调硬件的工作，两者缺一不可。数控装置的软件由（ B ）组成。 A. 控制软件 B. 管理软件和控制软件两部分 C. 管理软件 5. （ A ）用来检测工作台的实际位移或丝杠的实际转角。 A. 位置检测装置 B. 进给伺服系 C. 数控装置 6. （ B ）是一种用来频繁地接通或分断带有负载（如电动机）的主电路自动控制电 KB 器。 A. 自动空气开关 B. 接触器 C. 电流继电器 7. （ B ）不仅控制起点和终点位置，而且要控制加工过程中每一点的位置和速度，加工出任意形状的曲线或曲面组成的复杂零件。 A. 直线控制的数控机床 B. 轮廓控制的数控机床 C. 点位控制的数控机床 8. 数控系统的干扰一般是指那些与信号无关的，在信号输入、传输和输出过程中出现的一些（ C ）的有害的电气瞬变现象。 A. 可预见 B. 确定 C. 不确定
9. （ A ）是数控机床安装中一项关键的抗干扰技术措施。电网的许多干扰都是通过这条途径对机床起作用的。 A. 接地 B. 电动机 C. 检测元件 二、判断题（正确的题标注“" ”错误标注“ X”） 1. 直接起动是一种简单、可靠、经济的起动方式，也适合于较大容量（大于10KV）的 电动机。（V ） 2. 开环伺服系统即为无位置反馈的系统，其驱动元件主要是步进电动机。 （V） 3. 继电器的输入信号是能是电流、电压等电学量。（X ） 4. 热继电器的作用是对电路进行短路保护。（X ） 5. 以交流伺服电机为驱动单元的数控系统称为闭环数控系统。（X ） 三、简答题 1、电动机起动电流很大，当电动机起动时，热继电器会不会动作？为什么？ 答：热继电器是利用电流的热效应原理来切断电路的保护电器，主要用于电动机或其他负载的过载保护。 电动机起动电流很大，但是，当电动机起动时，热继电器不会动作。因为，热继电器由于热惯性，其双金属片在短时间内不会弯曲，当电路短路时不能立即动作使电路立即断开，因此不能作短路保护。 2. 接触器的作用是什么？接触器按其主触头通过电流的种类不同，分为哪两类？答：接触器是一种用来频繁地接通或分断带有负载（如电动机）的主电路自动控制电器。接触器按其主触头通过电流的种类不同，分为交流、直流两种，机床上应用最多的是交流接触器。 四、分析题永磁式同步型交流电动机的工作原理如图所示，试分析其工作原理。并回答转子 磁 极轴线与定子磁场轴线B夹角的大小与什么因素有关?
《数控机床》第二次作业 (第二章) 一、填空题 （1）数控机床的机械部分一般由主传动系统、进给传动系统、基础支承件、辅助装置组成。 （2）数控机床高速主轴单元的类型主要有电主轴、气动主轴、水动主轴等。 （3）滚珠丝杠螺母副运动具有可逆性，不能自锁，立式使用时应增加制动装置。 （4）为防止系统快速响应特性变差，在传动系统各个环节，包括滚珠丝杠、轴承、齿轮、蜗轮蜗杆、甚至联轴器和键联接都必须采取相应的润滑措施。 （5）数控机床的主轴箱或滑枕等部件，可采用卸荷装置来平衡载荷，以补偿部件引起的静力变形。（6）数控机床床身采用钢板的焊接结构既可以增加静刚度，减小结构质量．又可以增加构件本身的阻尼。 （7）直接驱动的回转工作台是伺服驱动电动机与回转工作台的集成，它具有减少传动环节、简化机床的结构等优点。 （8）检测装置精度直接影响闭环控制数控机床的定位精度和加工精度。 （9）在自动换刀过程中常见的选刀方式有顺序选刀和任意选刀两种。 （10）在加工中心的基础上配置更多 (5个以上)的托盘，可组成环形回转式托盘库，称为柔性制造单元（FMC）。 二、选择题 （1）数控加工中心的主轴部件上设有准停装置，其作用是（C ） （A）提高加工精度 （B）提高机床精度 （C）保证自动换刀，提高刀具重复定位精度，满足一些特殊工艺要 （2）滚珠丝杠预紧的目的是（ C ） （A）增加阻尼比，提高抗振性（B）提高运动平稳性 （C）消除轴向间隙和提高传动刚度（D）加大摩擦力，使系统能自锁 （3）数控机床进给系统采用齿轮传动副时，为了提高传动精度应该有消隙（ A ）措施。 （A）齿轮轴向间隙（B）齿顶间隙 （C）齿侧间隙（D）齿根间隙 （4）静压导轨与滚动导轨相比，其抗振性( A )。
数控机床电气控制作业2 一、单项选择题 1. 用来表明各种电气元件在机械设备上和电气控制柜中的实际安装位置的电气控制系统图是（B ） A.电气原理图 B.电器元件布置图 C.电气安装接线图 A ）完成的。 2. 数控机床的进给运动是由（ A. 进给伺服系统 可编程序控制 B.位置检测系统 C. 器 3. （B ）是数控系统的核心 A. 进给伺服系统 B.数控装置 C.可编程序控制器 4. 装置在硬件基础上必须有相应的系统软件来指挥和协调硬件的工作，两者缺一不可。数控装置的软件由（B ）组成。 A. 控制软件 B. 管理软件和控制软件两部分 C. 管理软件 5. （A ）用来检测工作台的实际位移或丝杠的实际转角。 A. 位置检测装置 B. 进给伺服系 C. 数控装置 6. （B ）是一种用来频繁地接通或分断带有负载（如电动机）的主电路自动控制电器。 A. 自动空气开关 B. 接触器 C. 电流继电器 7. （B ）不仅控制起点和终点位置，而且要控制加工过程中每一点的位置和速度，加工出任意形状的曲线或曲面组成的复杂零件。 A. 直线控制的数控机床 B. 轮廓控制的数控机床 C. 点位控制的数控机床
8. 数控系统的干扰一般是指那些与信号无关的，在信号输入、传输和输出过程中出现的一些( C )的有害的电气瞬变现象。 A. 可预见 B. 确定 C. 不确定 9. ( A )是数控机床安装中一项关键的抗干扰技术措施。电网的许多干扰都是通过这条途径对机床起作用的。 A. 接地 B. 电动机 C. 检测元件 二、判断题(正确的题标注“" ”错误标注“ X”) 1. 直接起动是一种简单、可靠、经济的起动方式，也适合于较大容量(大 于10KW ) 的电动机 (V ) 2. 开环伺服系统即为无位置反馈的系统，其驱动元件主要是步进电动机。 ( V ) 3. 继电器的输入信号是能是电流、电压等电学量 ( X ) 4. 热继电器的作用是对电路进行短路保护 ( X ) 5. 以交流伺服电机为驱动单元的数控系统称为闭环数控系统 （x ）
《数控机床》第三次作业 (第三、四章) 1填空题 （1）数控系统通常由人机界面、数字控制以及控制这三个相互依存的功能部件构成。 （2）插补算法分为插补和数据采样插补两大类。 （3）是数控机床数控轴的位移量最小设定单位。 （4）常用伺服电机有步进电机、、。 （5）加工中心除用各种刀具进行切削外，还可使用激光头进行打孔、清角，用磨头磨削内孔，用智能化在线测量装置检测、仿型等。 （6）一般需要对工件的多个侧面进行加工，则主轴应布局成。 （7）加工中心与数控铣床、数控镗床等机床的主要区别是它设置有，并能。 （8）并联机床实际是一个空间机构。 （9）根据电极丝的运行速度，电火花线切割机床通常分为和两大类。 2 选择题 （1）下列功能中，（）是数控系统目前一般所不具备的。 （A）控制功能（B）进给功能 （C）插补功能（D）刀具刃磨功能 （2）（）是数控系统核心，它是一台数控系统控制品质的体现。 （A）数控装置（B）可编程控制器 （C）I/O板（D）数控软件 （3）脉冲当量的取值越小，插补精度（）。 （A）越高（B）越低（C）与其无关（C）不受影响 （4）车削中心是以（）为主体，并配置有刀库、换刀装置、分度装置、铣削动力头和机械手等，以实现多工序复合加工的机床。在工件一次装夹后，它可完成回转类零件的车、铣、钻、铰、攻螺纹等多种加工工序。 （A）全功能数控车床（B）卧式加工中心 （C）镗铣加工中心（D）经济型数控车床
（5）立式数控铣床的主轴轴线（）于水平面，是数控铣床中最常见的一种布局形式，应用范围最广泛，其中以三轴联动铣床居多。 （A）平行（B）垂直（C）倾斜 （6） D6125表示是一种（）。 （A）数控铣床（B）数控车床（C）电火花成形加工机床（D）数控线切割机床 （7）电火花加工的局限性（）。 （A）电火花加工属不接触加工（B）易于实现加工过程自动化 （C）加工过程中没有宏观切削力（D）只能用于加工金属等导电材料 （8）采用经济型数控系统的机床不具有的特点是（）。 （A）采用步进电机伺服系统（B）必须采用闭环控制系统 （C）只配备必要的数控系统（D）CPU可采用单片机 （9）APC代表的是（）。 （A）自动换刀系统（B）自适应控制系统 （C）自动排屑系统（D）自动托盘交换系统 3判断题 （1）中小型数控车床多采用倾斜床身或水平床身斜滑板结构。（） （2）五面加工中心具有立式和卧式加工中心的功能，通过回转工作台的旋转和主轴头的旋转，能在工件一次装夹后，完成除安装面以外的所有五个面的加工。（） （3）数控铣床采用T形床身布局的最显著优点是精度高。（） （4）立卧两用式数控铣床的主轴轴线方向可以变换。（） （5）加工中心可以进行多工序的自动加工。（） （6）数控车床都具有C轴控制功能。（） （7）运动的分配与部件的布局是数控铣床总布局的中心问题。（） 4 简答题 （1）简述数控系统的主要功能。
数控机床电气控制作业（一） 1．按钮开关和行程开关的作用分别是什么？如何确定按钮开关的选用原则？ 答：按钮开关通常用作短时接通或断开小电流控制电路的开关，用于控制电路中发出起动或停止等指令，通过接触器、继电器等控制电器接通或断开主电路。 行程开关又称限位开关，是根据运动部件位置而切换电路的自动控制电器。动作时，由挡块与行程开关的滚轮相碰撞，使触头接通或断开用来控制运动部件的运动方向、行程大小或位置保护。 按钮开关的选用原则 ①根据用途选择开关的形式，如紧急式、钥匙式、指示灯式等。 ②根据使用环境选择按钮开关的种类，如开启式、防水式、防腐式等。 ③按工作状态和工作情况的要求，选择按钮开关的颜色。 2．低压断路器在电路中的作用是什么？P12 3．接触器的用途是什么？它由哪几部分组成？P15 4．接近开关与行程开关相比有哪些优点？若接近开关为三线制输出，一般为哪三根输出线？ 答：接近开关又称无触点行程开关。与行程开关相比，接近开关具有工作稳定可靠、使用寿命长、重复定位精度高、操作频率高等优点。 接近开关多为三线制。三线制接近开关有二根电源线（通常为24V）和一根输出线，输出有常开、常闭两种状态。 5．.中间继电器的作用是什么？P21它和交流接触器有何区别？ 答接触器是一种用来频繁地接通或分断带有负载（如电动机）的主电路自动控制电器。而继电器是一种根据某种输入信号的变化，而接通或断开控制电路，实现控制目的的电器，中间继电器实质上是电压继电器的一种。 6．电动机起动电流很大，当电动机起动时，热继电器会不会动作？为什么？ 答：热继电器是利用电流的热效应原理来切断电路的保护电器，主要用于电动机或其他负载的过载保护。 电动机起动电流很大，但是，当电动机起动时，热继电器不会动作。因为，热继电器由于热惯性，其双金属片在短时间内不会弯曲，当电路短路时不能立即动作使电路立即断开，因此不能作短路保护。 8 ．三相异步电动机的起动控制采用哪两种方式？
数控技术及数控机床课程作业1（共4 次作业） 涉及章节：第1章——第2章 一、选择题 1.数控机床的组成部分包括( B ) A.输入装置、光电阅读机、PLC装置、伺服系统、多级齿轮变速系统、刀库 B.输入装置、程序载体、CNC装置、伺服系统、位置反馈系统、机械部件 C.输入装置、程序载体、PLC装置、伺服系统、开环控制系统、机械部件 D.输入装置、CNC装置、多级齿轮变速系统、位置反馈系统、刀库 2.计算机数控系统的优点不包括( C ) A.利用软件灵活改变数控系统功能，柔性高 B.充分利用计算机技术及其外围设备增强数控系统功能 C.数控系统功能靠硬件实现，可靠性高 D.系统性能价格比高，经济性好 3.准备功能G代码中，能使机床作某种运动的一组代码是( A ) A.G00、G01、G02、G03、G40、G41、G42 B.G00、G01、G02、G03、G90、G91、G92 C.G00、G04、G18、G19、G40、G41、G42 D.G01、G02、G03、G17、G40、G41、G42 4．对于卧式数控车床的坐标系，一般以主轴上夹持的工件最远端面作为Z轴的基准点，则Z轴的正方向是（A） A．从此基准点沿床身远离工件的方向 B．从此基准点沿床身接近工件的方向 C．从此基准点垂直向上的方向 D．从此基准点垂直向下的方向 二、填空题 1.能够自动改变机床切削用量，以便实时的适应机床加工状态的控制系统称为_自适应控制系统。 2．确定数控机床坐标系时首先要确定Z轴，它是沿提供切削功率的主轴轴线方向。 3．自动编程计算机中的系统软件将程序员编写的源程序处理成计算机可以识别的形式，该系统软件称为编译（或前置处理）程序。 三、编程题 1.在图示零件上钻孔。请采用教材中给定的代码格式(JB3208—83)编制加工程序。 要求： (1)在给定工件坐标系内用增量尺寸编程，图示钻尖位置为坐标原点；
山东广播电视大学 毕业论文（设计）评审表题目___数控机床的故障分析及消除措施 姓名孙中波教育层次专科 学号省级电大山东广播电视大学专业市级电大泰安广播电视大学指导教师于婷教学点宁阳
目录 摘要与关键词 (3) 1、引言 (3) 2、数控机床故障诊断分析 (3) 2.1数控机床的故障规律 (3) 2.2数控机床故障诊断的一般步骤 (4) 2.3数控机床的常用检修方法 (5) 3、数控机床常见故障诊断与维修 (6) 3.1数控机床机械结构故障诊断与维修 (6) 3.2常见伺服系统故障及诊断 (11) 3.3数控机床P L C故障诊断方法 (13) 4、数控机床常见故障诊断及维修实例 (14) 结论 (16) 致谢 (16) 参考文献 (17)
题目：数控机床的故障分析及消除措施 【摘要】本文主要研究数控机床故障分析及消除措施的相关内容。从数控机床故障诊断的基础内容谈起，介绍数控机床故障规律，故障诊断的一般步骤及方法。接着讲述数控机床的常见故障，包括机械故障、伺服系统故障、PLC等电气故障。最后通过实例具体介绍数控机床故障产生后分析处理的过程。从而得知，数控机床维修是一门复杂的技术，要熟悉数控机床的各个部分，理论加实践，提高工作效率。 【关键词】数控机床、故障、诊断、维修 1 引言 数控技术是现代机械制造工业的重要技术装备，也是先进制造技术的基础技术装备。随着电子技术的不断发展，数控机床在我国的应用越来越广泛，但由于数控机床系统及其复杂，又因大部分具有技术专利，不提供关键的图样和资料，所以数控机床的维修成为了一个难题。论文将涉及数控机床简单介绍、故障现象描述或给出典型实例、故障的成因的分析和论证、故障诊断过程及消除故障的措施等内容。本论文将参考相关资料，根据自己的实际工作经验进行编写，力求为广大数控机床维修者提供可借鉴的经验。 2 数控机床故障诊断分析 数控机床是个复杂的系统，一台数控机床既有机械装置、液压系统，又有电气控制部分和软件程序等。组成数控机床的这些部分，由于种种原因，不可避免地会发生不同程度、不同类型的故障，导致数控机床不能正常工作。这些原因大致包括：机械锈蚀、磨损和失效；元器件老化、损坏和失效；电气元件、接插件接触不良；环境变化，如电流或电压波动、温度变化、液压压力和流量的波动以及油污等；随机干扰和噪声；软件程序丢失或被破坏等。此外，错误的操作也会引起数控机床不能正常工作。数控机床维修的关键是故障的诊断，即故障源的查找和故障定位。一般讲根据不同的故障类型，采用不同的故障诊断方法。 2.1数控机床的故障规律： 在整个使用寿命期，根据数控机床的故障频度大致分为 3 个阶段，即早期故障期、偶发故障期和耗损故障期。 1.早期故障期：早期故障期的特点是故障发生的频率高，但随着使用时间的增加
数控机床电气控制形成性考核册作业 文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]
数控机床电气控制作业2 一、单项选择题 1.用来表明各种电气元件在机械设备上和电气控制柜中的实际安装位置的电气控制系统图是（ B ） A．电气原理图 B.电器元件布置图 C.电气安装接线图 2. 数控机床的进给运动是由（ A ）完成的。 A.进给伺服系统 B.位置检测系统 C.可编程序控制器 3.（ B ）是数控系统的核心 A.进给伺服系统 B.数控装置 C.可编程序控制器 4. 装置在硬件基础上必须有相应的系统软件来指挥和协调硬件的工作，两者缺一不可。数控装置的软件由（ B ）组成。 A.控制软件 B.管理软件和控制软件两部分 C.管理软件 5.（ A ）用来检测工作台的实际位移或丝杠的实际转角。 A. 位置检测装置 B.进给伺服系 C.数控装置 6.（ B ）是一种用来频繁地接通或分断带有负载（如电动机）的主电路自动控制电器。 A.自动空气开关 B.接触器 C.电流继电器 7. （ B ）不仅控制起点和终点位置，而且要控制加工过程中每一点的位置和速度，加工出任意形状的曲线或曲面组成的复杂零件。 A.直线控制的数控机床 B.轮廓控制的数控机床 C.点位控制的数控机床 8. 数控系统的干扰一般是指那些与信号无关的，在信号输入、传输和输出过程中出现的一些（ C ）的有害的电气瞬变现象。 A.可预见 B.确定 C. 不确定
9.（ A ）是数控机床安装中一项关键的抗干扰技术措施。电网的许多干扰都是通过这条途径对机床起作用的。 A.接地 B.电动机 C.检测元件 二、判断题（正确的题标注“√”，错误标注“×”） 1. 直接起动是一种简单、可靠、经济的起动方式，也适合于较大容量（大于10KW）的电动机。（√） 2.开环伺服系统即为无位置反馈的系统，其驱动元件主要是步进电动机。 （√） 3. 继电器的输入信号是能是电流、电压等电学量。（×） 4.热继电器的作用是对电路进行短路保护。（×） 5.以交流伺服电机为驱动单元的数控系统称为闭环数控系统。（×） 三、简答题 1、电动机起动电流很大，当电动机起动时，热继电器会不会动作为什么 答：热继电器是利用电流的热效应原理来切断电路的保护电器，主要用于电动机或其他负载的过载保护。 电动机起动电流很大，但是，当电动机起动时，热继电器不会动作。因为，热继电器由于热惯性，其双金属片在短时间内不会弯曲，当电路短路时不能立即动作使电路立即断开，因此不能作短路保护。 2.接触器的作用是什么接触器按其主触头通过电流的种类不同，分为哪两类 答：接触器是一种用来频繁地接通或分断带有负载（如电动机）的主电路自动控制电器。接触器按其主触头通过电流的种类不同，分为交流、直流两种，机床上应用最多的是交流接触器。 四、分析题
数控机床机械故障诊断及处理 梁毅陈功福孙继 （中国工程物理研究院机械制造工艺研究所，四川绵阳６２１９００） ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＴｒｏｕｂｌｅｓＤｉａｇｎｏｓｉｓａｎｄＭａｉｎｔｅｎａｎｃｅＭｅｔｈｏｄｓｏｆＮＣＭａｃｈｉｎｅ ＬＩＡＮＧＹｉ，ＣＨＥＮＧｏｎｇｆｕ，ＳＵＮｊｉ （ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭａｃｈｉｎｅｒｙＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣｈｉｎａＡｃａｄｅｍｙｏｆ ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＰｈｙｓｉｃｓ，Ｍｉａｎｙａｎｇ６２１９００，ＣＨＮ） 机床在运行过程中，机械零部件受到力、热、摩擦及磨损等多种因素的作用，使传动副之间的间隙加大，运动件间的联接松动，产生相互撞击、振动，直接影响机床的传动精度和工件的加工质量，严重时将会损坏零部件，或者产生机械结构变形，致使执行机构不能完成功能任务或达不到质量要求。其故障主要分为动作性故障、功能性故障、结构性故障和使用性故障。现结合在维修中遇到的实例分析前三类机械故障的表现形式及其故障诊断与处理方法。 １动作性故障 动作性故障主要指机床各执行部件动作故障，如刀具夹不紧或松不开，刀库刀盘不能定位或不能被松开，旋转工作台不转等，这类故障一般有报警提示。诊断这类故障，需要根据报警提示的内容和执行部件的动作原理及顺序进行相关的检查，找到故障点后对产生故障点的零部件进行修复或更换即可。 故障现象１：数控立车换刀，刀库选刀时出现机械撞击的声音，选刀未完成就停止了。 故障分析与处理：根据现场观察可能是选刀时刀杆的四方块在圆形的选刀槽中的位置偏差引起与选刀槽之间的摩擦撞击。如果ｘ轴回参考点时位置发生变化，就可能使拉刀杆的四方块在选刀槽中的位置发生偏移而与选刀槽的边沿发生撞击。修改ｘ轴参考点栅格偏移量，使刀杆的四方块在选刀槽中的位置居中。选刀时仍出现上述故障，并且有时选刀未完成就停止，手动旋转刀库都不能动弹。由于刀库罩的遮挡，不能观察选刀的动作，因此拆卸该罩，这时观察选刀动作发现选刀时液压拔销不到位，从而出现液压拔销与刀库盘发生摩擦撞击，有时被机械卡死。而液压拔销是通过液压缸的活塞推动连杆机构，液压缸的活塞与连杆之间是通过螺纹连接起来的，如图１所示。该螺纹由于长时间的运动及振动引起活塞上的销钉脱落而 ?１４６?发生移位，使得活塞与连杆之问的距离变长，而液压缸的移动距离是固定的，因此连杆的移动距离变短，这样销子不能完全从销钉孔中被拔出而出现上述故障。通过反复调整活塞与连杆机构的长度后选刀正常，并上好销钉，故障再也没出现。 刀盘拔镑螺母保持弹簧 图１刀盘液压拔镇示意图 叠 故障现象２：数控电子速焊机的旋转工作台旋转时出现３０号报警（Ｃ轴驱动错误）。 故障分析及处理：该旋转工作台是由直流伺服电动机驱动的，由松下的驱动器驱动，规格为ＲＴＳｔｒｉ１０Ａ／６０Ｖ。电动机速度经变速箱减速后带动旋转工作台，因此根据故障现象分析电气、机械故障均有可能。打开控制柜发现Ｃ轴的空开Ｑ３９跳闸，合上后再让Ｃ轴运转，瞬间测得电动机电流为１２Ａ，已超过驱动器的最大电流１０Ａ，致使Ｑ３９仍然跳闸。据此判断可能是驱动器故障，或电动机故障，或减速器故障。让电动机与减速器脱开空运转正常，测得电动机电流为０．７Ａ，因此故障有可能是机械故障，也可能是驱动器或电动机带负荷的能力不够所致。由于ｘ、ｙ、Ｃ三个轴的驱动器完全一致，因此把ｌ，轴的驱动器与ｃ轴的驱动器互换，结果ｙ轴运行正常，因此排除驱动器故障。该旋转工作台有高、低速两档，从减速器电动机侧手动盘两档对比发现高速档比低速档明显费劲。据此判断可能是高速档减速器故障。整体拆下该变速器，再次手动盘减速器很沉。由于没有该变速器的资料，不清楚内部结构，由ＣＴ机测出其内部结构知道该减速器 为行星齿轮的减速器。拆卸该减速器，没发现齿损，也 脚到２００童８茎翁Ｉ磐 ＼～／’十■‘Ｍ 万方数据
数控机床故障诊断与维修现状和发展趋势 数控机床故障诊断数控机床是个复杂的系统，组成数控机床的这些部分，由于种种原因，不可避免地会发生不同程度、不同类型的故障，导致数控机床不能正常工作。故障诊断是进行数控机床维修的第一步,它不仅可以迅速查明故障原因，排除故障,也可以起到预防故障发生与扩大的作用。 一、数控机床故障诊断的基本方法 数控设备是一种自动化程度较高，结构较复杂的先进加工设备，是企业的重点、关键设备。要发挥数控设备的高效益，就必须正确的操作和精心的维护，才能保证设备的利用率。正确的操作使用能够防止机床非正常磨损，避免突发故障；做好日常维护保养，可使设备保持良好的技术状态，延缓劣化进程，及时发现和消灭故障隐患，从而保证安全运行，故障诊断是进行数控机床维修的第一步，它不仅可以迅速查明故障原因，排除故障，也可以起到预防故障的发生与扩大的作用。一般来说，数控机床的故障诊断方法主要有以下几种： (一)常规诊断法 对数控机床的机、电、液等部分进行的常规检查，通常包括:(1) 检查电源的规格(包括电压、频率、相序、容量等)是否符合要 求;(2)CNC、伺服驱动、主轴驱动、电机、输入/输出信号的连接是否正确、可靠；(3)CNC、伺服驱动等装置内的印制电路板是否安装牢固，接插部位是否有松动；(4)CNC、伺服驱动、主轴驱动等部分的设定端、电位器的设定、调整是否正确；(5)液压、气动、润滑部件的油压、气压等是否符合机床要求;(6)电器元件、机械部件是否有明显的损坏。(二)状态诊断法 通过监测执行元件的工作状态判定故障原因。在现代数控系统中伺服进给系统、主轴驱动系统、电源模块等部件主要参数的动、静态检测,及数控系统全部输入输出信号包括内部继电器、定时器等的状态,也可以通过数控系统的诊断参数予以检查。(三)动作诊断法通过观察、监视机床的实际动作，判断动作不良部位，并由此来追溯故障源。 (四)系统自诊断法 这是利用系统内部自诊断程序或专用的诊断软件，对系统内部的关键硬件以及系统的控制软件进行自我诊断、测试的诊断方法。主
《数控机床》作业答案（一） 第一章数控机床简介 一、填空题 1、控制介质、数控系统、伺服系统、机床本体、反馈装置 2、数字控制 3、并联 4、美国 二、单选题 1、D 2、C 3、B 4、A 三、简答题 1、数控机床的发展趋势： （1）高速度与高精度化 （2）多功能化 （3）智能化 （4）高的可靠性 2、数控机床各组成部分的作用： （1）控制介质：是人与数控机床之间联系的中间媒介物质，反映了数控加工中的全部信息。 （2）数控系统：数控系统是机床实现自动加工的核心，是完成数字信息运算处理和控制的计算机。 （3）伺服系统：是数控系统和机床本体之间的电传动联系环节。 （4）反馈装置：其作用是检测速度和位移，并将信息反馈给数控装置，构成闭环控制系统。 （5）机床本体：机床本体是数控机床的机械结构实体，是用于完成各种切割加工的机械部分。
（6）辅助装置 四、判断题 1、× 2、× 3、√ 4、√ 《数控机床》作业答案（二） 第二章 一、填空题 1、主传动系统、进给传动系统、基础支承件 2、电主轴 3、齿差调隙式 4、封闭箱型 5、制动 二、单选题 1、B 2、C 3、D 4、C 5、A 6、A 三、简答题 1、数控机床机械结构的主要特点： 1）高的静、动刚度及良好的抗振性能； 2）良好的热稳定性； 3）高的灵敏度； 4）高人性化操作
2、提高数控机床结构刚度的措施有： (1) 提高数控机床构件的静刚度和固有频率 (2) 改善数控机床结构的阻尼特性 (3) 采用新材料和钢板焊接结构 3、消除齿轮传动间隙的措施： （1）刚性调整法1）偏心轴套调整法；2）锥度齿轮调整法。 （2）柔性调整法1）轴向压簧调整法；2）周向弹簧调整法。 4、数控机床对进给传动系统的要求： （1）运动件间的摩擦阻力小 （2）消除传动系统中的间隙 （3）传动系统的精度和刚度高 （4）减少运动惯性，具有适当的阻尼 四、判断题 1、√ 2、√ 3、× 4、√ 5、× 6、× 五、综合题 1.答：传动方式的名称分别为：(a)变速齿轮；(b)带传动；(c)两个电机分别驱动；(d)由主轴电机直接驱动；(e)内装式电主轴 各种传动的特点如下： （a）带有变速齿轮的主传动:大、中型数控机床采用这种变速方式。通过少数几对齿轮降速，扩大输出扭矩，以满足主轴低速时对输出扭矩特性的要求。 (b) 通过带传动的主传动:这种传动主要应用在转速较高、变速范围不大的机床。电动机本身的调速就能够满足要求，不用齿轮变速，可以避免齿轮传动引起的振动与噪声。它适用于高速、低转矩特性要求的主轴。常用的是三角带和同步齿形带。 (c) 用两个电动机分别驱动主轴:这是上述两种方式的混合传动，具有上述两种性能。高速时电动机通过皮带轮直接驱动主轴旋转，低速时，另一个电动机通过两级齿轮传动驱动主轴旋
数控车床编程作业 25的棒料,材料45钢) 1.编制如图所示零件的加工程序。(毛坯为 2、编制如图所示零件的加工程序,螺纹部分程序请分别用G32、G92、G76三种方式编程。(毛坯为Φ25的棒料,材料45钢) 3、编制如图所示零件的加工程序。(毛坯为Φ25的棒料,材料45钢)
4、(1)使用R利用绝对值编程与相对值编程编制下图中圆弧a与圆弧b的程序。 (2)使用I,J利用绝对值编程与相对值编程编制下图中圆弧a与圆弧b的程序,进给量300mm/min。 5、用数控车床加工如图所示零件,材料为45号钢调质处理,毛坯的直径为60mm,长度为200mm。按要求完成零件的加工程序编制。 （1）粗加工程序使用固定循环指令; （2）对所选用的刀具规格、切削用量等作简要工艺说明; （3）加工程序单要字迹工整。
6、拟定图示零件的数控加工艺,并用所熟悉的数控系统编制相应的数控加工程序。(15分) 拟定图示零件数控加工工艺过程,并填写数控加工工序卡,刀具卡。(15分) O1000 程序名 N10 T0101 G99 外圆车刀 N20 M3 S600 主轴正转,转速600r/min N30 G0 X36、 分析零件图纸与数控车床的加工特点,其加工工艺方案如下: (1)工件坐标系选在工件右端面的中心,且在三爪卡盘上装夹; (2)以工件坐标系为参照,确定各基点的坐标值; (3)选择外圆车刀(T0101)加工外轮廓,分粗、精加工; (4)用尖刀(T0202)加工R5圆弧; (5)用切断刀(T0303)将工件从毛坯上切下,修端面。 编程实例 【例】如图所示的零件图,材料为45钢。毛坯为Φ20×70mm,试用FANUC 0i 系统数控车床编程指令编制其加工程序。
数控机床故障诊断与维修第1章数控机床故障诊断与维修的基本概念 1．1 数控机床故障诊断与维修的意义 一、数控机床的组成 数控机床由数控装置、伺服驱动装置、检测反馈装置和机床本体四大部分组成，再加上程序的输入/输出设备、可编程控制器、电源等辅助部分。 1. 数控装置(数控系统的核心)由硬件和软件部分组成，接受输入代码经缓存、译码、运算插补）等转变成控制指令，实现直接或通过PLC对伺服驱动装置的控制。 2. 伺服驱动装置是数控装置和机床主机之间的联接环节，接受数控装置的生成的进给信号，经放大驱动主机的执行机构，实现机床运动。 3. 检测反馈装置是通过检测元件将执行元件（电机、刀架）或工作台的速度和位移检测出来，反馈给数控装置构成闭环或半闭环系统。 4. 机床本体是数控机床的机械结构件（床身箱体、立柱、导轨、工作台、主轴和进给机构等。 二、数控机床故障诊断 1.故障的基本概念 故障——数控机床全部或部分丧失原有的功能。 故障诊断——在数控机床运行中，根据设备的故障现象，在掌握数控系统各部分工作原理的前提下，对现行的状态进行分析，并辅以必要检测手段，查明故障的部位和原因。提出有效的维修对策。 2.故障的分类 1）从故障的起因分类 关联性故障——和系统的设计、结构或性能等缺陷有关而造成（分固有性和随机性）。 非关联性故障——和系统本身结构与制造无关的故障。 2）从故障发生的状态分类 突然故障——发生前无故障征兆，使用不当。 渐变故障——发生前有故障征兆，逐渐严重。 3）按故障发生的性质分类 软件故障——程序编制错误、参数设置不正确、机床操作失误等引起。 硬件故障——电子元器件、润滑系统、限位机构、换刀系统、机床本体等硬件损坏造成。 干扰故障——由于系统工艺、线路设计、电源地线配置不当等以及工作环境的恶劣变化而产生。 4）按故障的严重程度分类
数控车床作业2 O0100; N010G90G92X0.Y0.Z100; N020G00Z2.S150M03; N030Y-44.X20.; N040G01Z-4.F100; N050G41X0.Y-40.D01; N060G02X0.Y-40.I0.J40.; N070G40G01X-20.Y-44.; N080G00Z2.; N090X0.Y15.; N100G01Z-4.; N110G42X0.Y0.D01; N120G03X-30.Y0.I-15.J0.; N130X30.Y0.I30.J0.; N140X0.Y0.I-15.J0.; N150G40G01X0.Y15.; N160G00Z100.; N170X0.Y0.M05; N180M30; %
O0100; N010G90G92X0.Y0.Z100; N020G00Z2.S150M03; N030Y-44.X20.; N040G01Z-4.F100; N050G41X0.Y-40.D01; N060G02X0.Y-40.I0.J40.; N070G40G01X-20.Y-44.; N080G00Z2.; N090X0.Y15.;
N100G01Z-4.; N110G42X0.Y0.D01; N120G03X-30.Y0.I-15.J0.; N130G02X30.Y0.I30.J0.; N140X0.Y0.I-15.J0.; N150G40G01X0.Y15.; N160G00Z100.; N170X0.Y0.M05; N180M30; %
O0100; N010G90G92X0.Y0.Z100; N020G00Z2.S150M03; N030Y-44.X20.; N040G01Z-4.F100; N050G41X0.Y-40.D01; N060G02X0.Y-40.I0.J40.; N070G40G01X-20.Y-44.; N080G00Z2.; N090X0.Y15.; N100G01Z-4.; N110G42X0.Y0.D01; N120G03X-30.Y0.I-15.J0.; N130X30.Y0.I30.J0.; N140G02X0.Y0.I-15.J0.; N150G40G01X0.Y15.; N160G00Z100.; N170X0.Y0.M05; N180M30; %
数控机床机械结构的故障诊断及其维修(doc 11页)
第4章数控机床机械结构的故障诊断与维修4．1 数控机床机械结构概述 数控在GB中的定义是“用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法”。现代数控机床是集高新技术于一体的典型机电一体化加工设备。数控加工设备主要分切削加工、压力加工和特种加工(如数控电火花加工机床等)3类。切削加工类数控机床的加工过程能按预定的程序自动进行，消除了人为的操作误差和实现了手工操作难以达到的控制精度，加工精度还可以用软件来校正和补偿。因此，可以获得比机床精度还要高的加工精度及重复定位精度；工件在一次装夹后，能先后进行粗、精加工，配置自动换刀装置后，还能缩短辅助加工时间、提高生产率；由于机床的运动轨迹受可编程的数字信号控制，因而可以加工单件和小批量且形式复杂的零件，生产准备周期大为缩短。综上所述，数控机床具有精度高、效率高、自动化程度高和柔性好的特点。 从数控机床的生产现状和发展趋势看，由于微电子技术、信息处理技术等新技术、新工艺在机床行业的渗透和应用，它与普通机床相比不仅在机械结构性能方面发生了“质”和“形”的变化，且其外观造型也形成了自身独特的风格和特点。 数控机床机械结构设计的特点 数控机床虽然也有普通机床所具有的床身和立柱、导轨、工作台、刀架等部件。但为了与控制系统的高精度、高速度控制相匹配，对机床主机部分的结构设计还提出了高精度、高刚度、低惯量、低摩擦、无间隙、高谐振频率、适当的阻尼比等要求。由于机械结构形式是体现其性能的具体手段，是实现性能的核心因素(当然结构也受材料和工艺的影响)，因此，数控机床的关键部件在结构设计中也有了重大变化。
数控机床常见故障诊断及维修 摘要：数控机床是集机、电、液、气、光高度一体化的现代技术设备，数控机床维修技术不仅是保障数控机床正常运行的前提，对数控机床的发展和完善也起到了巨大的推动作用。数控机床出现的故障多种多样，机械磨损、机械锈蚀、机械失效、加工误差大、工件表面粗糙度大、插件接触不良、电子元器件老化、电流电压波动、温度变化、干扰、滚珠丝杠副有噪声、软件丢失或本身有隐患、灰尘、操作失误等都可导致数控机床出故障。 关键词：数控机床故障诊断维修机械电子 数控机床是一种集自动控制、计算机、微电子、伺服驱动、精密机械等技术于一身的高技术产物。一旦系统的某些部分出现故障，就势必使机床停机，影响生产。所以，如何正确维护设备和出现故障时迅速诊断，确定故障部位，及时排除解决，保证正常使用，是保障生产正常进行的必不可少的工作。 1 数控机床故障诊断原则 1.1 先外部后内部 数控机床是集机械、液压、电气为一体的机床，故其故障的发生也会由这三者综合反映出来。维修人员应先由外向内逐一进行排查，尽量避免随意地启封、拆卸，否则会扩大故障，使机床大伤元气，丧失精度，降低性能。 1.2 先静后动
先在机床断电的静止状态，通过了解、观察测试、分析确认为非破坏性故障后，方可给机床通电。在运行工况下，进行动态的观察、检验和测试，查找故障。而对破坏性故障，必须先排除危险后，方可通电。 1.3 先简单后复杂 当出现多种故障互相交织掩盖，一时无从下手时，应先解决容易的问题，后解决难度较大的问题。往往简单问题解决后，难度大的问题也可能变得容易。 1.4 先机械后电气 一般来说，机械故障较易发觉，而数控系统故障的诊断则难度较大些。在故障检修之前，首先注意排除机械性的故障，往往可达到事半功倍的效果。 2 数控机床常见故障分析 根据数控机床的构成，工作原理和特点，将常见的故障部位及故障现象分析如下。 2.1 数控系统故障 2.1.1 位置环这是数控系统发出控制指令，并与位置检测系统的反馈值相比较，进一步完成控制任务的关键环节。它具有很高的工作频度，并与外部设备相联接，容易发生故障。 常见的故障有： ①位控环报警：可能是测量回路开路；测量系统损坏，位控单元
习题答案 第一章机床控制线路的基本环节 1. 答：低压电器是机床控制线路的基本组成元件。 它可以分为以下几大类；开关电器，主令电器，熔断器，接触器，继电器，控制变压器，直流稳压电源。 常用的低压电器有：刀开关，组合开关，低压断路器，按制按钮，行程开关，万能转换开关，脚踏开关，熔断器，接触器，电磁式继电器，时间继电器，热继电器，速度继电器，控制变压器，直流稳压电源。 2．答：低压断路器俗称为自动空气开关，是将控制和保护的功能合为一体的电器。它常作为不频繁接通和断开电路的总电源开关或部分电路的电源开关，当发生过载、短路或欠电压故障时能自动切断电路，有效地保护串接在它后面的电气设备，并且在分断故障电流后一般不需要更换零部件。因此，低压断路器在数控机床上使用越来越广泛。 3．答：虽然继电器与接触器都是用来自动接通或断开电路，但是它们仍有很多不同之处。继电器可以对各种电量或非电量的变化作出反应，而接触器只有在一定的电压信号下动作；继电器用于切换小电流的控制电路，而接触器是一种用来频繁地接通或分断带有负载的主电路（如电动机）的自动控制电器。因此继电器触点容量较小（不大于5A）。在控制功率 较小时（不大于5A）可用中间继电器来代替接触器起动电动机。 4．答：热继电器由于其热惯性，当电路短路时不能立即动作切断电路，不能用作短路保护，熔断器不具备热惯性所以只能作电动机的短路保护而不能作长期过载保护；另外，热继电器与熔断器的额定电流选择不同，因此，热继电器只能作为过载保护，熔断器只能作为短路保护。 5．答：短路保护：瞬时大电流保护，最常用的是利用熔断器进行短路保护。过电流保护：当电流超过其整定值时才动作，整定范围通常为 1.1--4 倍额定电流。最 常用的是利用过电流继电器进行过电流保护。 长期过载保护：电动机在实际运行中，短时过载是允许的，但如果长期过载或断相运行都可能使电动机的电流超过其额定值，引起电动机发热。绕组温升超过额定温升，将损坏绕组的绝缘，缩短电动机的使用寿命，严重时甚至会烧毁电动机绕组，因此必须采取过载保护措施。最常用的是利用热继电器进行过载保护。 6．答：当电动机正在运行时，如果电源电压因某种原因消失，那么在电源电压恢复时，
形成性作业1 (第1章、第2章) 一、单选题 1. 某数控机床的数控装置只要求能够精确地控制从一个坐标点到另一个坐标点的定位精度，而不管是按什么轨迹运动，在移动过程中不进行任何加工。那么这是属于（ C ） A直线控制的数控机床 B轮廓控制的数控机床 C点位控制的数控机床 2. 数控系统除了位置控制功能外，还需要主轴起／停、换刀、冷却液开／停等辅助控制功能。这部分功能一般由（ C ）实现。 A 输入/输出装置 B数控装置 C 可编程序控制器(PLC) 3. （ B ）不但能用于正常工作时不频繁接通和断开的电路，而且当电路发生过载、短路或失压等故障时，能自动切断电路，有效地保护串接在它后面的电气设备。 A刀开关 B低压断路器 C 组合开关 4. 电流继电器与电压继电器在结构上的区别主要是( A )不同。电流继电器的线圈匝数少、导线粗，与负载串联以反映电路电流的变化。电压继电器的线圈匝数多、导线细，与负载并联以反映其两端的电压。 A 线圈 B衔铁 C 触点 5. 数控装置是整个数控系统的核心，按CNC装置中微处理器的个数可以分为单微处理器结构和（ C ）。 A专用型结构 B功能模块式结构 C多微处理器结构
6. 热继电器是利用电流的热效应原理来切断电路的保护电器，主要用于电动机或其他负载的( B )保护。 A过压B过载 C过流 7.（ B ）即用电气自控驱动工作台运动替代了人工机械驱动工作台运动。 A进给控制 B辅助控制 C主轴控制 8. 目前，数控机床主要采用变频调速等先进交流调速技术，由电动机学基本原理可知，该交流调速技术通过改变（ A ）进行调速。 A定子供电频率 B磁极对数 C定子供电电压 9. （ A ）一般要在两点间移动的同时进行加工，所以不仅要求有准确的定位功能，还要求从一点到另一点之间按直线规律运动，而且对运动的速度也要进行控制。 A直线控制的数控机床 B轮廓控制的数控机床 C点位控制的数控机床 二、判断题（对认为正确的题标注“√”、错题标注“×”） 1.绝对式位置检测是：每个被测点的位置都从一个固定的零点算起。（√） 2.接触器按其主触头通过电流的种类不同，分为交流、直流两种，机床上应用最多的是直流接触器。（×） 3.主轴定向控制又称主轴准停控制，即当主轴停止时能控制其停在固定位置，对M06和M19指令有效。（√） 4.中间继电器实际上也是一种电压继电器，只是它具有数量较多、容量较大的触点，起到中间放大的作用。（√） 5. 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。（√）