数控机床及其维护第4章练习题答案

第4章思考题参考答案

1．选用数控机床的一般原则是什么？

（1）实用性实用性就是要使选中的数控机床最终能最佳程度地实现预定的目标。有了明确的目标，针对性地选用机床，才能以合理的投入，获得最佳效果。

（2）经济性

经济性是指所选用的数控机床在满足加工要求的条件下，所支付的代价是最经济的或者是较为合理的。经济性往往是和实用性相联系的，机床选得实用，那么经济上也会合理。

（3）可操作性

用户选用的数控机床要与本企业的操作和维修水平相适应。在选用数控机床时，要注意力所能及。

（4）稳定可靠性

这虽是指机床本身的质量，但却与选用有关。要保证数控机床工作时稳定可靠，在选用时，一定要选择名牌产品（包括主机、系统和配套件），因为这些产品技术上成熟，有一定生产批量和已有相当的用户。

（5）技术服务

在选购设备时应综合考虑选购其围绕设备的售前、售后技术服务，其宗旨就是要使设备尽快尽量地发挥作用。

2．合理选用数控机床需考虑那几方面的因素？

（1）从类型方面考虑

（2）从规格方面考虑

（3）从精度方面考虑

（4）合理选定数控机床中的选择功能

（5）数控机床应配套，控制系统应统一

（6）配置必要的附件和刀具

（7）优先选择国内生产的数控机床

3．说明数控机床的调试过程。

（1）通电试车通电试车要先做好通电前的准备工作。

（2）机床几何精度的调整机床的几何精度主要是通过垫铁和地脚螺栓进行调整，必要时也可以通过稍微改变导轨上的镶条和预紧滚轮来达到精度要求。在机床水平和各运动部件全行程不平行度允差符合要求的同时，要注意所有垫铁都要处于垫紧状态，所有地脚螺栓都要处于压紧状态，以保证机床在投入使用后均匀受力，避免因受力不均而引起的扭曲或变形。

（3）机床的功能测试试验各主要操作功能、运行行程、常用指令执行情况等，如手动操作方式、点动方式、自动运行方式、行程极限保护、主轴指令和其他指令等，执行应准确无误。检查辅助功能及附件的工作是否正常，往冷却箱中加满冷却液，试验喷管能否正常喷出冷却液；在用冷却防护罩情况下冷却液是否外漏；排屑能否正确工作等。通过对机床上述检查和调试，为机床全面运行试验做好充分准备。

（4）机床试运行数控机床在安装调试完成后，应在一定负载或空载条件下，按规定时间进行自动运行检验。

4．数控机床开箱检验包括那些主要内容？

数控机床到厂后，设备管理部门应及时组织有关人员开箱检验。检验的主要内容有：（1）装箱单；

（2）核对应有的随机操作、维修说明书、图样资料、合格证等技术文件；

（3）按合同规定，对照装箱单清点附件、备件和工具的数量、规格及完好状况；

（4）检查主机、数控柜、操作台等有无明显碰撞损伤、变形、受潮、锈蚀等，并逐项如实填写“设备开箱验收登记卡”存档。

开箱检验虽然是一项清点工作，但也很重要，不能忽视。如果发现有缺件、型号不符或设备已遭受碰撞损伤、变形、受潮、锈蚀等严重影响设备质量的情况，应及时向有关部门反映、查询、取证或索赔。

5．试述数控机床安装与调试的工作内容。

数控机床安装的工作内容有：机床的基础处理和初就位；机床部件的组装；数控系统的连接；参数的设定和确认。

数控机床调试的工作内容有：通电试车；机床几何精度的调整；机床的功能测试；机床试运行。

6．数控机床几何精度和定位精度检测包括那些方面？

数控机床几何精度检测包括：

（1）工作台面的平面度。

（2）各坐标方向移动的相互垂直度。

（3）X、Y坐标方向移动时工作台面的平行度。

（4）Z坐标方向移动时工作台面T形槽侧面的平行度。

（5）主轴的轴向窜动。

（6）主轴孔的径向跳动。

（7）主轴箱沿Z坐标方向移动时主轴轴心线的平行度。

（8）主轴回转轴线对工作台面的垂直度。

（9）主轴箱在Z坐标方向移动的直线度。

数控机床定位精度检测包括：

（1）直线运动定位精度（包括X、Y、Z、U、V、W轴）。

（2）直线运动重复定位精度。

（3）直线运动轴机械原点的返回精度。

（4）直线运动各轴的反向误差。

（5）回转运动定位精度（转台A、B、C轴）

（6）回转运动重复定位精度。

（7）回转轴原点的返回精度。

（8）回转运动的反向误差。

7．CNC系统日常维护注意哪几方面？

CNC系统日常维护注意以下方面：严格遵守操作规程和日常维护制度；根据各种部件特点，确定各自保养条例；除一些供用户使用并可以改动的参数外，其它系统参数、主轴参数、伺服参数等，用户不能私自修改；定时清扫数控柜的散热通风系统；应尽量少开数控柜和强电

柜的门；经常监视数控系统用的电网电压；定期检查和清扫直流伺服电动机；定期更换存储器用电池；当数控机床长期闲置不用时，要经常给数控系统通电，在机床锁住不动的情况下（即伺服电动机不转时），让数控系统空运行。

8．数控机床的日常保养内容有哪些？

数控机床的日常保养内容有：保持良好的润滑状态要定期检查、清洗自动润滑系统，及时添加或更换油液油脂，使主轴、丝杠和导轨等各运动部位始终保持良好润滑状态，以减缓机械磨损速度。机械精度的检查调整保持各运动部件之间的形状和位置偏差在允许范围内，其中包括对换刀系统、工作台交换系统、丝杠反向间隙等的检查和调整。对直流电机碳刷的检查、清扫更换，以及对各插接件有无松动的检查等。机床和环境清洁卫生如果数控机床的使用环境不好，会直接影响到机床的正常运行。如纸带阅读机感光元件受粉尘污染，就会产生读数错误；电路板太脏，可能产生短路故障；油水过滤器和空气过滤网太脏，会出现压力不足、散热不好并造成故障。必须定期进行维护保养工作。

9．数控机床维修的基本要求是什么？

数控机床维修的基本要求是：

（1）维修人员的素质要求：具有较广的知识面；善于思考；重视经验积累；善于学习；具备外语基础与专业外语基础；能熟练操作机床和使用维修仪器；具有较强的动手能力；

（2）技术资料的要求：数控机床使用说明书；数控系统的操作、编程说明书（或使用手册）；PLC程序清单；机床参数清单；数控系统的连接说明和功能说明；伺服驱动系统和主轴驱动系统的使用说明书；PLC使用与编程说明；机床主要配套功能部件的说明书与资料。

（3）工具及备件的要求：合格的维修工具是进行数控机床维修的必备条件，数控机床是精密设备，对各方面的要求较普通机床高。不同的故障，所需要的维修工具亦不尽相同。

10．数控机床故障处理的一般原则是什么？

数控机床故障处理的一般原则是：先外部后内部；先机械后电气；先静后动；先公用后专用；先简单后复杂；先一般后特殊。

11．试述数控机床故障排除的一般步骤？

数控机床故障排除的一般步骤：当数控系统出现报警发生故障时，维修人员不要急于动手处理，而应多进行观察和试验，找准故障点再动手修理，以免扩大故障范围或延误修理时间。（1）充分调查故障现场；（2）认真分析产生故障的起因；（3）动手修复。

12．简述数控车床主轴箱噪音大的原因和排除方法。

数控车床主轴箱噪音大的原因和排除方法有：

（1）轴承缺少润滑脂。涂抹润滑脂。

（2）主轴部件动平衡不好。重新做动平衡。

（3）齿轮啮合不均匀或齿轮损伤。调整啮合间隙或更换齿轮。

（4）传动轴承损坏或传动轴弯曲。更换轴承或校直传动轴。

（5）传动带长度不一或过松。调整或更换，不能新旧混用。

13．数控机床加工精度不稳定的原因有：

（1）机械故障，如润滑不良造成传动困难，滚珠丝杠和螺母间隙过大等。

（2）伺服驱动器的控制不良。

（3）参数设定不正确。

（4）电机故障。

14．加工中心换刀机构易发生哪些故障，如何排除？

加工中心换刀机构易发生的故障及排除办法如下：

（1）刀具不能夹紧

1）风泵气压不足。调整风泵气压在额定范围。

2）增压漏气。关紧增压。

3）刀具卡紧液压缸漏油。更换密封装置。

4）刀具松卡弹簧上的螺母松动。拧紧螺母。

（2）刀具夹紧后不能松开

松锁刀的弹簧压力过紧。调整松锁刀上的螺母，使其最大载荷不超过额定值。

（3）刀库中的刀套不能夹紧刀具

刀套上的调整螺母松。顺时针旋转刀套两边的调整螺母，压紧弹簧，顶紧夹紧销。

（8）刀库不能旋转

联接伺服电动机轴与蜗杆轴的联轴器松动。紧固联轴器上的螺钉。

（4）刀具从机械手中脱落

1）刀具重量超标。使用合适重量的刀具。

2）机械手卡紧销损坏或没有弹出来。更换卡紧销或弹簧。

（5）刀具交换时掉刀

1）换刀时主轴箱没有回到换刀位置或换刀点漂移。重新操作主轴箱运动，使其回到换刀点位置重新设定换刀点。

2）机械手抓刀时没有转到位时就开始拔刀。调整机械手臂，使手臂转到位抓紧刀柄。

（6）机械手换刀速度过快或过慢

以气动机械手为例，此故障是气压或换刀气阀有问题。如换刀快，气压太高，或换刀气阀上的节流阀开口过大，逆时针旋转节流阀，使换刀速度合适为止。如换刀速度过慢，则顺时针旋转节流阀，使换刀速度合适为止。

15．数控系统的故障诊断方法有哪些？

数控系统的故障诊断方法有：直观法；自诊断功能法；功能程序测试法；交换法；转移法；参数检查法；测量比较法；敲击法；原理分析法。

16．试述元器件替代的原则。

（1）电容器的替代：主要是要满足容量和耐压这两个参数。在振荡电路中电容的介质损耗要小，在定时电路和带通滤波器电路中电容的容量值要求精确，如果仅仅是滤波或者去耦可以随便一些。

（2）电阻的替代：在数字电路中，振荡、定时、分压的电阻阻值要求较高，其余电路只要满足功率即可。在线性电路中，多采用精密电阻，替代时注意精度等级及电阻的阻值。

（3）半导体器件的替代：拆卸前要记下各极的位置，取下器件后，再一次确认器件是否损害，并纪录型号和制造厂家。需要了解器件是PNP还是NPN，材料是硅还是锗，是三极管还是场效应管，是开关管还是放大管。主要参数：直流耗散功率P cm，最大允许直流电流I cm、V ceo 和V beo，频率特性f T。

（4）集成电路替代

数字集成电路：数字集成电路多为标准化，可以查找手册予以替代。在TTL电路中，工作电压为+5V时，要考虑速度问题，应以高代低。在CMOS电路中，除了考虑速度之外，还要考虑使用的工作电压。CMOS电路中的74HCT系列可直接代替LS-TTL电路。

模拟集成电路：不同厂家制造的器件，在型号字头相同、序号相同时可以替代，在寻找替代器件时，主要根据器件手册中提供的参数作为主要的依据。

17．CRT无辉度也不显示，可能的故障有哪些？如何排除？

CRT无辉度也不显示，可能的故障及排除排除方法有：

（1）连接CRT单元的有关电缆接触不良，应检查相关的电缆使其可靠连接。

（2）检查CRT单元输入电压是否正常。通常23mm单色CRT为24V直流电源，35mm 彩色CRT为220V交流电源。

（3）CRT单元由显示单元、调节器单元等各部分组成，其中任何部分有问题都会造成CRT无辉度或有辉度而无图像等故障。

（4）用示波器检查VIDEO（视频）信号输入，如果没有信号，则故障出在CRT接口印刷线路板或主控制线路板上。

（5）在主控制印刷线路板上发生报警指示也可影响到CRT显示，而此时故障的起因多数不是CRT本身，可以按照报警信息进行分析处理。

18．一台数控铣床出现“NOT READY”（没准备好）报警，如何排除故障？

一台数控铣床出现“NOT READY”（没准备好）报警，排除故障方法如下：

（1）应首先检查CRT显示面板上是否有其他故障指示灯亮及故障信息提示，如有问题应按故障信息的提示去解决。

（2）检查伺服系统电源装置是否有熔丝断、断路器跳闸等问题，如合闸或更换了熔丝后断路器再跳闸，应检查电源部分是否有问题；检查是否有电动机过热，大功率晶体管组件过电流等故障而使计算机监控电路起作用；检查控制系统各板是否有故障灯显示。

（3）检查控制系统所需各交流电源、直流电源的电压值是否正常。如电压不正常也可造成逻辑混乱而产生“NOT READY”故障。

19．如何排除数控机床参考点位置不对的故障？

排除数控机床参考点位置不对的故障的方法有：

（1）外界干扰。如屏蔽地线连接不良，脉冲编码器的信号电缆与电源电缆靠的太近等。

（2）脉冲编码器的电源电压过低。应检查电缆插头是否因接触不良而使供给脉冲编码器的5V工作电压降超过0.25V（脉冲编码器内接线板上的电压应超过4.75V才能可靠工作）。

（3）脉冲编码器本身的问题。

（4）回参考点的减速开关坏。

（5）可能是数控系统主印刷线路板的问题。

20．一台数控机床主轴采用直流主轴伺服系统，运转时振动，试分析原因。

直流主轴伺服系统，运转时振动，可能的原因有：

（1）伺服单元的50/60Hz频率开关设定错误。

（2）印刷线路板的增益电路调整不当。

（3）电流反馈回路调整不当。

（4）轴承和与主轴联接的离合器发生故障。

（5）测速发电机纹波太大。（6）电源相序不对。

（7）主轴负载太大。

（8）主轴齿轮啮合不良。（9）电源缺一相电。