数控机床故障诊断与维修题库

数控机床故障诊断与维修

绪论

1．数控机床的工作原理是什么？

答：数控机床是采用了数控技术的机床，它用数字信号控制机床运动及其加工过程。具体地说，是将刀具移动轨迹等加工信息用数字化的代码记录在程序介质上，然后输入数控装置，经过译码、运算，发出指令，经伺服放大、伺服驱动和反馈，自动控制机床上的刀具与工件之间的相对运动，从而加工出形状、尺寸与精度符合要求的零件。

2．数控机床常见的故障有哪些？

答：数控机床由机床本体和电气控制系统两大部分组成。就其故障分类来说，数控机床的故障可以分为机械故障和电气故障两大类。电气系统是数控机床维护与故障诊断的重点。

3．设备使用寿命与故障频率曲线图表达了什么含义？

答：按照数控机床故障频率的高低，整个使用寿命周期大致可分为3个阶段，即初始使用期、相对稳定期以及寿命终了期。数控机床故障率曲线变化的3个阶段，真实地反映了从磨合、调试、正常工作到大修或报废的故障率变化规律，加强日常管理与维护保养，可以延长相对稳定期，以获得最佳投资效益。

4．数控机床维修维护的安全规范有哪些内容？

答：略（详见教材）

5．常用的数控机床故障诊断方法有哪些？

答：常用的数控机床故障诊断方法有：直观法、自诊断功能法、参数（机床数据）检查法、PLC检查法、功能程序测试法、交换法、单步执行程序确定故障点、测量比较法、敲击法、原理分析法。

任务一

1．万用表主要用于测量什么，万用表在使用中应注意什么？

答：万用表是具有多种用途和多种量程的直读式仪表，一般可用来测量交、直流电压，交直流电流、电阻，还可以测量晶体管的放大倍数和电容值等。表的短路测量蜂鸣器可方便测量电路通断，其使用方法和注意事项如下：

(1) 测量种类档的选择。交流电压、交流电流、直流电压、直流电流、电阻。

(2) 正确选择量程。使用万用表测量之前，首先应对被测量的范围做个大概的估计，然后将量程转换开关旋至该种类区间的适当量程上。如果被测的量不好估计时，应将表计放到最大量程，可由大量程档往小量程档进行切换。

(3) 正确使用欧姆档。在测量某一电路的电阻时，必须切断被测电路的电源，将两个测量线短路对零后，再进行测量，不能带电进行测量。

(4) 操作时应注意安全。使用万用表测量时，不得用手触摸表金属部分。

(5)使用完后，应将表计切换开关放置在交流电压最高档，然后将表计开关断开

2．怎样用万用表测试电容器，什么样的电容器质量较好？ 答：指针式万用表只能检测容量1微法拉以上的电容器好坏。检测步骤：

（1）先将电容器两端短路放电，防止电容器储存电荷损坏万用表。

（2）将万用表设置为×1k电阻档，用正负表笔分别接电容两极，如果电容器是好的，万用表指针向正向偏转（电容容量越大指针偏转角度越大），当达到最大偏转角度后又慢慢回到0度；如果万用表指针摆起后不再回转，说明电容器已经击穿；如果指针摆起后回不到0度，说明电容器漏电；如果指针偏转角度不够（对比法）说明电容器容量减退（电解电容）

将数字万用表拨至蜂鸣器档，用两支表笔分别与被测电容器Cx的两个引脚接触，应能听到一阵短促的蜂鸣声，随即声音停止，同时显示溢出符号“1”。接着，再将两支表笔对调测量一次，蜂鸣器应再发声，最终显示溢出符号“1”，此种情况说明被测电解电容基本正常。此时，可再拨至20MΩ或200MΩ高阻档测量一下电容器的漏电阻，即可判断其好坏。

3．什么样的二极管质量较好？

答：用万用表的表笔搭在元件两端，选电阻档或二极管专用测试档测量，调换表笔各测一次，比较结果，一大一小为好，两次接近或相同为坏。

4．万用表电池耗尽，还能工作吗？

答：数字万用表电池用完，就什么都不能测量了，因为就没有显示；指针式万用表电池用完后，除了电阻档不能用外，直流电压、直流电流、交流电压、交流电流都可以正常使用。

5．交流接触器和中间继电器的区别有哪些？能不能互换？

答：交流接触器主要通断强电流，比如电动机。中间继电器顾名思义就是中间转化，所以常用于小电流或者低电压来控制接触器或者其他继电器，中间继电器通常要比交流接触器体积要小。不能互换。

任务二

1．列举数控机床安装调试的准备工作有哪些。

答：略（详见教材）

2．数控车床验收时需要检测哪些方面的项目，各用什么检测工具？

答：略（详见教材）

3．数控铣床或加工中心在验收时需要检测哪些方面的项目，各用什么检测工具？

答：略（详见教材）

4．数控机床的反向间隙怎样检测和补偿？

答：略（详见教材）

任务三

1．列举FANUC 0i 数控系统的主要部件，并简述其作用。

答：FANUC 0i 数控系统的主要部件包含：

1）控制单元CNC。

作用：用来对各坐标轴进行插补控制、输出主轴转速给定值以及进行主轴定位控制，并对M、S、T指令进行译码传送给PMC。

2）PMC。

作用负责控制机床中除了各轴插补、主轴定位以外的辅助动作，以及机床与CNC之间的全部工作，以保证机床动作正常、可靠地执行。

3）伺服放大器。

作用：根据CNC输出的速度给定值，控制各坐标轴电动机及主轴电动机的转速，实现机床坐标轴运动，保证伺服速度环有良好的动、静态特性，从而实现正确定位，加、减速及稳速控制。

4）I/O装置。

作用：输入装置与外部发信装置相接，用来接收外部信号并转换成CPU可接收的信号。输出装置与外部被控装置相接，用来根据CPU的信号控制外部被控装置。

2．FANUC 0i 数控系统控制单元主要由哪两部分组成？各接口的作用是什么？

答：主要由运算器和控制器组成。

运算器作用：将输入装置输入的数据，通过内部的逻辑电路或控制软件进行编译、运算和处理，并输出各种信息和指令，以控制机床的各部分进行规定的动作。控制器的作用：协调各部件有条不紊的工作。

控制单元（CNC）是整个控制系统的核心，由硬件和CNC控制软件组成。它主要用来对各坐标轴进行插补控制、输出主轴转速以及进行主轴定位控制。

3．FANUC 0i 数控系统伺服单元的主要作用是什么？主要由哪些接口组成？

答：伺服单元是数控机床的“执行机构”，是数控系统和机床本体之间的电气联系环节。伺服系统的作用就是将进给位移量等信息转换成机床的进给运动，数控系统要求伺服系统正确、快速地跟随进给控制信息，执行机械运动，驱动工作台向指定的位置运动。各种接口见教材。

4．典型数控系统的工作过程主要由哪些工作任务组成？

答：输入、译码、诊断、刀补计算、速度处理、插补计算、位置控制

任务四

1．当伺服出现417报警时，请分析可能出现的原因和排除方法。

答：FANUC系统出现SV0417（417报警）报警时，一般是由于数字伺服参数的设定值不正确引起的。417报警内容为“伺服非法DGTL参数”，如果机床出现SV0417报警，请通过以下诊断参数来判断：

（1）参数2020设定在特定限制范围以外。

（2）参数2022没有设定正确值。

（3）参数2023设定了非法数据。

（4）参数2024设定了非法数据。

（5）参数2084和参数2085（柔性齿轮比）没有设定。

（6）参数1023设定了超出范围的值或是设定了范围内不连续的值，或是设定了隔离的值。

（7）PMC轴控制中，转矩控制参数设定不正确。

2．请说明系统报警P/S000和P/S001的含义。

答：P/S000 参数可写入；P/S001 需要重新启动使参数生效。

3．如果机床在切削时使用恒定表面切削速度控制不起作用，应该首先检查哪个参数?

答：检查参数8133（设定了此参数，需要切断一次电源，系统需要重新启动）

任务五

1．PLC与PMC的含义是什么，PMC在CNC中的作用有哪些？

答：可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC），可编程机床控制器（Programmable Machine Controller，PMC）。PMC是连接机床与数控系统的桥梁，其主要作用：（1）控制机床操作面板信号输入。（2）外部开关量输入信号控制。（3）输出信号控制。（4）控制伺服和变频使能。（5）处理故障诊断。

2．为什么PMC第一级程序尽可能短？

答：第一级程序是处理短脉冲信号的通断，每8ms执行一次，如急停、超程、进给保持等，主要处理和执行紧急、危险、重要的元件，要求响应速度快。因此，第一级程序应尽可能短。

3．解释PMC地址X、Y、F、G、R、T、C、K的含义。

答：略（见教材表5-1所示）

4．PLC控制与继电器控制相比有什么优点？

答：控制方式： 继电器的控制是采用硬件接线实现的，是利用继电器机械触点的串联或并联极延时继电器的滞后动作等组合形成控制逻辑，只能完成既定的逻辑控制。

PLC采用存储逻辑，其控制逻辑是以程序方式存储在内存中，要改变控制逻辑，只需改变程序即可，称软接线。

控制速度：继电器控制逻辑是依靠触点的机械动作实现控制，工作频率低，毫秒级，机械触点有抖动现象。 PLC是由程序指令控制半导体电路来实现控制，速度快，微秒级，严格同步，无抖动。

延时控制：继电器控制系统是靠时间继电器的滞后动作实现延时控制，而时间继电器定时精度不高，受环境影响大，调整时间困难。 PLC用半导体集成电路作定时器，时钟脉冲由晶体振荡器产生，精度高，调整时间方便，不受环境影响。

5．怎样利用PMC查找数控故障，举例说明。

答：略（见教材案例）

任务六

1．当要求以19 200bit/s的波特率传送数据时，相应的参数应该怎么修改？

答：参数0103=12：波特率为19 200 bit/s。

2．用计算机的RS-232-C接口输入/输出参数时，系统应该处于什么方式？

答：输入参数时，系统应处于急停方式；输出参数时，系统处于编辑方式。