数控机床故障诊断与维修复习资料1

一、填空

1．CNC系统状态显示有时系统发生故障时却没有报警，此时需要通过 系统的诊断 画面观

察系统所处的状态。

2．一般数控系统要求电源电压波动在 +10%～-15% 以内。 3．检测工具的精度等级必须比所检测的几何精度高出 一级 。

4．机床通电试车通常是在 各部件分别通电 试验，然后再进行 全面通电 试验。 5．自诊断功能一般分为 开机自检 、 实时诊断 及 人工智能专家诊断 等。 6．数控机床各电动机的绝缘电阻应在 1MΩ 以上，机床接地电阻要 ≤4Ω 。 7．更换存储器用电池时一般要在数控系统 通电状态 下进行，这样才不会造成存储 参数 的 丢失 。

8．数控机床的主轴传动广泛采用 交流伺服电动机 电动机，同时采用电动机调速和机械齿轮 变速这两种方法。其中，通过齿轮减速来扩大 传动比 ，利用齿轮换档来进一步 扩大调速 范围 。

9．伺服系统按调节理论分类，有 开环伺服系统 、 闭环伺服系统 和 半闭环伺服系统 等三

种。

10．PLC给机床的信息主要是 辅助功能控制信息 以及 状态指示及故障报警信息 。 11．机床给PLC的信息主要是 操作面板的控制信号 和 机床外部开关输入信号 。 12．MTTR意指 平均修复时间 ，浴盆曲线即 故障发生规律曲线 。

13．当机床出现电源故障时，首先要查看 熔断器 、 断路器 等保护装置是否因短路、过载

引起 熔断 或 跳闸 。

14．数控机床常见进给驱动系统有 直流进给伺服 、 交流进给伺服 、 步进 驱动系统。 15．数控系统一般由 I/O装置 、 数控装置 、 驱动控制装置 、 机床电气逻辑控制装置 等四部分构成。

16．数控机床的精度检验内容包括 几何精度 、 定位精度 和 加工（切削）精度 。 17．数控机床为了保证精度，一般采用了反馈装置，包括 速度检测 装置和 位置检测 装置。 18．常用的直线位移检测装置有 直线光栅 、 直线感应同步器 和 磁尺 。

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二、判断题

1．（ × ）数控机床的日常保养就是给运动部件添加润滑油。 2．（ √ ）不要在起重机吊臂下行走。

3．（ √ ）数控机床试运转噪声，不得超过80分贝。 4．（ √ ）数控机床几何精度检验之前必须预热。

5．（ × ）加工中心的机床精度检查和校正一般在机床大修时进行。 6．（ × ）数控机床长期不用时，应设法使其密封起来防止潮气进入。 7．（ √ ）对于长期停用的数控机床，应将直流伺服电动机的电刷取出。

8．（ × ）电器保护环节中多采用短路保护、失压保护、过载保护、过流保护、继电联锁保 护。此外，还有行程保护、限位保护、压力保护、手柄零位保护等。

9．（ √ ）为了使机床运行可靠，应注意强电和弱电信号线的走线、屏蔽及系统和机床的 。 10．（ × ）旋转式光电编码器不能用于位置检测。 11．（ √ ）绝对编码器输出的编码不受停电、干扰的影响。

12．（ × ）数控机床的“开机自检”是指操作工在开机时自己检查机床的工作状态。 13．（ × ）数控机床的“实时诊断”是指操作工在机床运行过程中，随时用仪器检测机床的

工作状态。

14．（ √ ）影响光栅输出信号稳定性的主要因素是油污及振动。

15．（ √ ）感应同步器的测量精度首先取决于印刷电路绕组的加工精度。 16．（ × ）滚珠丝杠副消除轴向间隙的目的主要是减小摩擦力矩。

17．（ × ）普通卧式车床的三杠分别指丝杠、光杠和操纵杠，机床进行数控改造后就只有一

根滚珠丝杠。

18．（ √ ）刀库和机械手的定位精度要求较高，转塔不正位、不回零的现象占很大的比例。 19．（ √ ）数控机床采用同步感应器具有抗干扰能力强、寿命长、维护简单的优点。 20．（ √ ）滚动导轨的预紧可提高接触刚度和消除间隙。 21.( × )世界上第一台数控机床是1958年试制成功的。 22.( × )数控机床适用于单品种，大批量的生产。

23.( × )数控机床是在普通机床的基础上将普通电气装置更换成CNC控制装置。 24.( × ) CNC系统中，由硬件完成的功能原则上不可以由软件完成。 25.( √ )数控机床的失动是由于组件间的摩擦引起的。

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26.( × )在交流负载频繁动作的情况下，其控制用接触器可采用直流接触器。 27.( √ )数控机床按控制方式的特点可分为开环、闭环和半闭环系统。

28.( √ )开环进给伺服系统的数控机床，其定位精度主要取决于伺服驱动元件和机床传动

机构精度、刚度和动态特性。

29.( √ )在半闭环数控机床上，定位精度主要取决于进给丝杠的精度。 30.( × )采用全闭环数控系统可以消除所有环节的误差。

31.( √ )对于步进电机，当停止送入脉冲时，为保持电动机轴所在的固定位置不动，只需

保持绕组内的电流不变，不需要相关的机械制动装置。

32.( √ )步进电机的最大输出转矩随脉冲频率的升高而下降。

33.( × )当驱动装置采用总线指令接口连接时，其每一个驱动器都在CNC上存在一个对应

的指令接口。

34.( √ )三相笼型感应电机的Y—Δ启动接法可以明显地降低启动电流。 35.( √ )伺服系统的执行机构常采用直流或交流伺服电动机。

36.( × )对于数控机床而言，PLC的主要参与完成与逻辑运算有关的一些动作，譬如伺服

位置控制等。

37.( √ )当机柜内同时装有多个电气设备的情况下，工作地线、保护地线和屏蔽地线可通

过同一个接地排连接大地。

38.( × )磁环适合于任何电路的电快速瞬变脉冲群的吸收。 39.( × )数控铣床顺时针铣削内轮廓时，应使用左刀补G41 指令。

40.( × )点位控制系统不仅要控制从一点到另一点的准确定位，还要控制从一点到另一点的路径。

三、单选题

1．操作不当和电磁干扰引起的故障属于（ D ）。

A）机械故障； B）强电故障； C）硬件故障； D）软件故障； 2．进行数控机床的几何精度调试时，对于相互联系的几何精度项目要（ A ）

A）同时检测与调整； B）检测一次完成； C）检测一项，调整一项； D）无所谓

3．用户对数控机床验收时，一般要求连续空运行（ B ）不出故障，表明可靠性达到一定水

平。

A）8小时； B）24～48小时； C）96小时； D）一月；

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4．FANUC 0 数控系统控制单元A最多可控制（ A ）根轴。

A）4； B）6； C）8； D）10； 5．为提高数控机床的利用率，数控机床的开动率一般达到（ B ）。

A）100%； B）80 %~99%； C）30 %~50%； D）60 %~70%； 6．故障定位与检测应遵循以下原则，除了（ C ）之外都是。

A）先外部后内部； B）先查输入后查输出； C）先专用后公用； D）先机械后电气；

7．下列选项中不属于数控机床故障诊断与维修的一般方法的是（ C ）：

A）动态跟踪法； B）自诊断功能； C）远程诊断； D）替换法； 8．下列选项中不属于数控机床故障诊断与维修的技术的是（ D ）：

A）在线诊断； B）自修复系统； C）专家诊断系统； D）计算机仿真与检测； 9．下列选项中属于数控机床的调试内容的是（ D ）：

A）基础施工； B）机床就位； C）连接组装； D）机床试运行。 10．步进驱动系统的主要弱点是（ D ）。

A）高频特性差； B）低频特性差； C）常出现失步、驱动电源功能管损坏； D）A/C都选； 11．下列选项中属于数控机床的安装内容的是（ B ）：

A）机床精度调整； B）机床通电试车； C）机床功能测试； D）机床试运行。 12．以下传动方式中（ A ）不是数控机床主传动系统常采用的配置形式：

A）蜗轮蜗杆式； B）齿轮变速式； C）带传动式； D）调速电动机直接驱动式。 13．变频器外壳接地的作用是（ D ）

A）防止外界干扰； B）防止干扰外界； C）为了安全； D）A/B/C全选。 14．数字伺服控制采用（ B ）驱动电机：

A、伺服放大器； B、变频器； C、步进伺服； D、以上都不是。 15．开环控制和闭环控制系统的主要区别是（ A ）

A、是否采用了位置和速度检测元件组成反馈检测回路； B、是否精度高； C、是否有速度检测装置； D、以上都不对。

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16．下列选项中（ D ）不是数控机床闭环伺服控制系统中的控制环节：

A、位置环； B、反馈环； C、速度环； D、电流环； 17．（ C ）是液压系统的执行元件。

A）电动机； B）液压泵； C）液压缸； D）液压控制阀； 18．数控机床中把脉冲信号转换成机床移动部件运动的组成部分称为（ C ）。

A）控制介质； B）数控装置； C）伺服系统； D）机床本体； 19．数控机床精度检验主要包括机床的几何精度检验和坐标精度及（ A ）精度检验。

A）综合； B）运动； C）切削； D）工作；

20．数控机床由主轴进给镗削内孔时，床身导轨与主轴若不平行，会使加工件的孔出现（ A ）

误差。

A）锥度； B）圆柱度； C）圆度； D）直线度； 21. CNC数控机床中的可编程控制器得到控制指令后，可以去控制机床(D)。

A、工作台的进给 B、刀具的进给

C、主轴变速与工作台进给 D、刀具库换刀，油泵升起 22. 在变频调速时，若保持Ｕ∕Ｆ=常数，可实现(D )，并能保持过载能力不变。

A、恒功率调速 B、恒电流调速 C、恒效率调速 D、恒转矩调速

23. 我国现阶段所谓的经济型数控系统大多是指(A)系统。

A、开环数控 B、闭环数控 C、可编程控制 D、继电—接触控制

24. 加工中心机床是一种在普通数控机床上加装一个刀库和(C)而构成的数控机床。

A、液压系统 B、检测装置 C、自动换刀装置 D、控制面板 25. 数控机床选购原则不包括（ C ）

A、经济性 B、稳定可靠性 C、灵活性 D、可操作性 26. 数控机床的正确安装步骤是(A )。

A、拆箱—就位—找平—清洗—连接—确认 B、就位—拆箱—找平—清洗—确认—连接 C、就位—找平—拆箱—确认—清洗—连接 D、拆箱—找平—就位—清洗—连接—确认 27.数控机床精度检验有 ( A)。

A、几何精度，定位精度，切削精度 B、几何精度，进给精度，切削精度

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C、水平精度，垂直精度，切削精度 D、轴精度，几何精度，水平精度 28.数控机床常用的低压配电电器是（ D ）。

A. 中间继电器 B. 电磁铁 C.电阻器 D.接触器 29. 数控机床常用的控制电器是（ A ）。

A.按钮 B.断路器 C.接触器 D. 熔断器 30.数控机床中系统接地的目的是（ B ）。

A.滤波 B.安全及工作接地 C.屏蔽 D.隔离 31.在抗干扰技术中的隔离不包括（ D ）。

A.光电隔离 B.变压器隔离 C.继电器隔离 D.电阻隔离 32.数控机床电磁干扰的抑制方法不正确的是（ C ）。

A.屏蔽和隔离 B.滤波和接地 C.提高绝缘等级 D.软件抗干扰 33.数控设备数据通信的传输媒体不正确的是（ C ）。

A.双绞线 B.同轴电缆 C.软铜线 D.光缆 34.数控机床伺服系统的控制对象是（ A ）。

A.移动部件的位置和速度 B.刀具的选择 C.主轴 D.X轴的精度 35.数控机床中较少采用的电动机是（ D ）。

A.交流伺服电机 B.三相异步电动机 C.直流伺服电机 D.测速发电机 36.下列用于机床限位检测的元件是（ B ）。

A.光栅尺 B.行程开关 C. 光电编码器 D.感应同步器 37.在数控设备维修中使用万用表不用来测量（ D ）。

A.电阻 B.交流电压 C.直流电压 D.直流电流

38. 三相六拍通电方式步进电机转子齿数20，则每输入一个脉冲转子转过（ A ）。

A.3° B.6° C.12° D.36° 39.在数控机床中进给轴采用步进电机属于（ A ）。

A.开环控制系统 B.闭环控制系统 C.半闭环控制系统 D.双闭环控制系统 40.高档数控机床采用（ B ）。

A. 开环控制系统 B. 闭环控制系统C. 半闭环控制系统 D.步进电机控制系统

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四、简答题

1、数控机床维护与保养的基本要求是什么？

答：①在思想上重视维护与保养工作

②提高操作人员的综合素质 ③数控机床良好的使用环境 ④严格遵循正确的操作规程 ⑤提高数控机床的开动率

⑥要冷静对待机床故障，不可盲目处理 ⑦严格执行数控机床管理的规章制度

2、数控机床的日常维护要做到哪几部分的维护？

答：数控机床的日常维护要做到机械部分的检查调试、液压系统的检查调整、气动部分的检查调整、润滑

部分的检查调整、电气部分的维护保养、数控系统中硬件控制部分的检查调整、伺服电机和主轴电机的检查、可编程机床控制器（PMC）的检查、测量反馈元件的检查。

3、在诊断系统故障的过程中应掌握哪几个原则？ 答：（1）先外部后内部（2）先机械后电气（3）先静后动（4）先简单后复杂

4、数控机床的抗干扰 答：（1）正确连接机床、系统的地线（2）减少电气控制系统内部干扰（3）抑制或减小供电线路的干扰

五、分析题

1.某机床在运行中，回转台交流伺服电机突然不起动。无故障报警显示，电源正常，环境无干扰源 ，外观检查正常，电机与线缆表观正常无异味，滑动面润滑正常，试分析该故障的原因？

答：不是位置环故障（如果是位置环故障，PLC可以报警）。PLC报警不包括速度环的故障。所以，不能利用调用PLC状态参数信息表，因此大致定位在速度环。(2分) 判出故障类型为硬件故障，可能原因如下： a.驱动电缆断线。查驱动电缆断线——外观检查法； b.过载保护装置的误动作。查过载保护装置；

c.机械负荷太大——制动未释放、传动故障或卡死查制动与传动阻尼； d.速度调节器故障：功率驱动中大功率管击穿查速度环；

e.电机故障——永磁体脱落或退磁。查电机；

先查速度调节器是否发出速度指令,断开速度调节器两端，标准＋24V模拟速度信号强制输入，测试其输出是否正常？测试结果——无输出,判定故障点为速度调节器,更换之，故障排除。

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2.某数控机床出现防护门关不上，自动加工不能进行的故障，且无故障显示。

分析与处理过程：

1.该防护门的开关动作是由气缸来驱动完成的，关闭防护门是由PLC的输出信号Q2.0控制电磁阀YV2来实现。

2.在图3-33所示面下，检查Q2.0的状态为“1”，但电磁阀YV2却没有得电。

3.查看电气原理图，知PLC输出信号Q2.0是通过中间继电器KA2来控制YV2的，如图3-37所示。检查发现，中间继电器损坏引起故障。 4.更换中间继电器，故障排除。

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