2023年数控机床故障诊断与维修知识点

数控机床故障诊断与维修知识点一、填空题1、诊断技术系统按诊断方法的完善限度可分为简易诊断技术、精密诊断技术两种。2、设备故障诊断具体实行过程为信号采集、信号解决、状态辨认、诊断决策。３、电动机故障诊断技术涉及频谱诊断、六诊诊断和MCA技术三个方面。４、“六诊”涉及耳听、眼看、手摸、耳闻，重要依靠人的感觉器官接受，也受人的经验影响。5、实行设备诊断时,通常按准备工作、诊断操作、决策验证3个环节进行。6、在步进电机上每输入一个电脉冲，步进电机就转动一个角度,这个角度称为步距角(或者叫脉冲当量）。7、当数控机床处在闲置时，要经常给数控系统通电,让机床空运营。8、轴向预紧太大、丝杠或螺母轴线与导轨不平行、丝杠弯曲都也许使丝杠运动出现不灵活故障。9、以事实为依据,以数据说明问题，及时把握设备动态是设备诊断预测预报的准则。１0、四相步进电机的通电控制方式有四相４拍和四相８拍。11、数控机床机械部分维护保养的部件有：机床主轴部件、进给传动机构、导轨等的维护与保养。12、尽量少开数控柜柜门和强电柜柜门是为了防止加工车间空气中漂浮的灰尘、油雾和金属粉末落在印刷线路板或电子组件上。１３、电动机故障诊断技术涉及频谱诊断、六诊诊断和ＭＣA技术三个方面。14、预测设备状态到达危险极值时间的方法有两点异常状态法和最小二乘法。１5.读谱图就是把频谱上的每个频谱分量与监测的机器的零部件建立联系，给每条频谱以物理解释。１6.斜齿轮或人字齿轮比直齿轮寿命长的重要因素是斜齿轮或人字齿轮的刚度变化比较平缓。17.分阶测量法有电阻测量法和电压测量法两种,测量电阻时先断电源。18、ISO标准属于绝对标准。１９、在诊断实行应用中，“六诊”要有的放矢,“九法”要机动灵活。2０、采用接触电阻法诊断轴承是一种比较简易的方法，轴承有故障时,接触电阻R<１２1、常用的振动测量参数有位移、速度、加速度。２2、传感器是诊断装置的“眼”和“耳”。２3、数控机床的整个使用寿命期大体可分为三个阶段分别为磨合期、稳定工作期和衰退期。2４、目前所使用的各种ＣNＣ系统的诊断方法涉及启动诊断、在线诊断和离线诊断三类。25、数控系统更换电池时一般要在数控系统通电状态下进行。26、主轴发热的因素有轴承损伤或不清洁，轴承油脂耗尽或油脂过多,轴承间隙过小。ＥＱ27、系统上电后系统没有反映,电源不能接通的故障因素之一是系统上电按钮接触不良或脱落。二、选择题1、机床故障源查找的一般原则是（Ｃ)。Ａ、从易到难，从内到外Ｂ、从难到易,从内到外C、从易到难,从外到内Ｄ、从难到易，从外到内２、对于简朴低值、运用率低、维修性好或修理不复杂且出现故障停机不影响生产大局的设备，维修经济性最佳的维修方式是（Ａ);在现代化大生产中,最应提倡的维修方式是(C)。A事后维修Ｂ定期维修Ｃ状态维修D事前维修3、设备故障信息的获取方法不涉及（Ｃ）A直接观测法B参数测定法C油膜测定法D设备性能指标的测定。4、强电故障涉及(Ｄ）ACRT显示器故障B伺服单元C微解决器Ｄ电源变压器故障5、一台单三拍步进电机齿数为4,通电顺序为A－B-Ｃ-Ａ时，每步转过的角度为(B）。A15°B3０°Ｃ45°D60°6.滚动轴承若采用接触电阻诊断法时,若有损坏故障存在，则故障电阻值R轴承(A）。A＜1ΩB<100ΩＣ＞１ΩD=1０6Ω7、引起齿轮的失效因素中不涉及（Ｄ）A齿轮制造B安装C运转工作Ｄ维护８．主轴噪声较大,一方面检查主轴的参数设定无误后，则检查重点放在(B）侧。Ａ电气Ｂ机械Ｃ伺服D硬件9、对比简易诊断技术,精密诊断技术还能进行故障性质、类别、(B)诊断及预报Ａ形状B位置C有无Ｄ故障费用８、电源输出纹波过大一般由集成稳压器损坏或滤波电容不良引起,用双电源的运放,规定正负供电对称，其差值一般不能大于（Ａ)。9.设备故障的评估标准常用的有3种判断标准不涉及(Ｄ)Ａ绝对判断标准B相对判断标准C类比判断标准Ｄ监测判断标准10、磁性检测方式是在主轴上安装一个发磁体与主轴一起旋转，在距离发磁体旋转外轨迹（A)mm处固定一个磁传感器,Ａ1~2B2~3C3~4D4～５1１.低频时的振动强度由(A)度量。A位移Ｂ速度Ｃ加速度Ｄ不拟定1２．在多数情况下，振动不仅使设备产生噪声,污染（Ａ）,并且会产生危害。A环境B设备C线路D油液1３、频域分析是把振动信号按其(B)范围和结构进行分类分析，从而进行故障诊断的方法。A时间B频率C幅值Ｄ噪声１4、故障性质按后果的严重限度分为安全的、临界的、(A)、破坏性的。A危险的Ｂ反射的Ｃ传染的D毁灭性的15、在旋转电动机转轴时，感觉不正常，说明（C）部分有故障A电路B绕组Ｃ机械D接头16．设备（Ａ)分析与管理的目的是便于维修决策。A劣化趋势B优化趋势Ｃ淘汰趋势Ｄ损坏趋势17．电机匝间短路的发展过程是绕组由接近纯L电路，向纯R电路发展的过程,期间Ｉ／Ｆ值由(Ｄ)发展。A．１0％向-0%B.50％向-0%C．2０％向-0%D.-50%向-0%18.电气系统电源故障中,电源参数变化占（C）左右。A.１0%B.5０%C．20%Ｄ.70%19、旋转机械振动的故障诊断应在(A）进行。A机械运营中Ｂ机械停止运营C机械损坏后D装配过程中20、在数控机床的使用过程中,由于零部件及电子元件出现疲劳、磨损、老化等，使系统处在频发故障状态。这一期间属于数控机床故障出现的（B）阶段?A、磨合期B、衰退期C、稳定工作期D、诊断期2１、频谱仪是运用(Ｄ）的原理制成的。（)A．傅里叶变换B.有限傅里叶变换C．离散傅里叶变换Ｄ．快速傅里叶变换22、从开机到进入正常的运营准备状态为止,CＮC内部诊断程序自动执行的诊断，这种诊断叫做（Ａ)。A、启动诊断B、在线诊断C、离线诊断Ｄ、通信诊断23、步进电机的通电控制方式不涉及(Ｂ）轮流通电。A．单相B.多相C.双相Ｄ.单双相24、设备点检是指为了维持设备所规定的性能,有(D)点检、随机点检和连续监测。A.经常B．年检C．月检D．定期2５、故障诊断的一般环节是（C）。Ａ、故障分析、查找故障源、记录故障现象B、记录故障现象、查找故障源、故障分析C、记录故障现象、故障分析、查找故障源D、查找故障源〕记录故障现象、故障分析２6、.在电机连续运营电路中,按启动按钮或强按接触器电机不转,电机有“嗡嗡”声,松开时接触器主触点只有两触点有火花。则也许是(D)因素。。A．短路B.无电源C.缺负载D．缺相27、试车要注意无严重跳火、冒火、异常气味、异常声音等现象，一经发现应立即(D)，切断电源。A报告B闪开C诊断D停车28、数控机床的第四轴是指（A)A)回转工作台B)丝杠C)X轴Ｄ)Ｚ轴29.用冲击脉冲诊断滚动轴承故障时，良好、有损、破坏三个限度的级别参数是（C）。。A>35dB,20－3５dB，２0dBB20ｄB,＞３5dB,20－３５dＢC２0dＢ，2０-３５dB，>3５dBＤ20－3５dＢ,20dB,>35dB３0、加工中心主轴定位不良检查发现编码器上连接套的紧定螺钉松动,使连接套后退导致与主轴的连接部分间隙过大使旋转不同步。将紧定螺钉按规定（B)。A.更换B．重新固定C．取下Ｄ．铆紧3１．在对机床电气故障诊断时，逐步接入法简朴，容易把损坏不严重的电器元件彻底(B)。A修复Ｂ烧毁C更换DABC都也许32、.检修开关电源时,最佳在电源输入端接一只１∶１的隔离（B），以防触电。A．开关B．变压器C．负载Ｄ.检查表3３、信号频谱图的横坐标表达的是信号的(A）。A频率B幅值C相位D时间34、电源的保护装置跳闸或熔断形成了电源开路,解决措施是先（C)Ａ合上开关或换熔断器B先报告C先排除故障再通电D怎么解决都可以35．一台机器设备在运转过程中会产生各种频率项，但不涉及下述的（D)Ａ旋转频率项B常数频率项C齿轮频率项D变量频率项３6．设备的维修制度发展经历了事后维修、(B)和状态监测维修三个阶段。A大修B定期维修C中修Ｄ请人维修37.故障部位辨认(“Whｅｒｅ”）的方法中不涉及（B）。A．特性频率辨认法Ｂ.振动形态辨认法C.分区搜索法Ｄ．剩余法３８．在进行状态辨认与劣化趋势分析时，不必考虑(C）因素。A．工作转速Ｂ.工作负荷Ｃ.设备价格Ｄ.设备历史维修档案39、设备故障诊断最初的发展阶段是(A)。A.感性阶段B．量化阶段C．诊断阶段D．人工智能和网络化40、若步进电机齿数为4,通电顺序为A-Ｂ-C-A时，每步转过的角度为(Ｂ）。A15°Ｂ3０°Ｃ４5°D60°４1、电工“门诊”常用仪表有(C)、钳形电流表、兆欧表等。A电压表B电流表C万用表D欧姆表42、频域分析是把振动信号按其(B)范围和结构进行分类分析，从而进行故障诊断的方法。A时间Ｂ频率C幅值D噪声43、设备故障不具有的特性是(Ｃ)A层次性B放射性Ｃ拟定性Ｄ延时性44、互锁保护电路中,两个接触器中有一个未释放,不得逼迫（B)另一个接触器。A断开B闭合C替换D拆除45、一个机修复杂系数是以标准等级的机修钳工彻底检修一台标准机床CA6140所耗用劳动量的(Ｄ)作为计量单位的。A1／2B1/5Ｃ1／８D1/1１三、判断题（每小题０．5分，共5分）1、状态监测是对设备运营状态进行评估，判断出当前设备所处状态。(√)2、故障高发期为设备处在使用期故障阶段时（×）３、在抱负的齿轮系统中,齿轮边频带都是对称于啮合频率的。（√）４、步距角越小，控制精度越高。（√)5、齿轮箱啮合频率与边频带的分析表白,齿轮啮合频率能更好的进行齿轮故障的指示。（√)６、“六诊”、“九法”、“三先后”是一种思想方法和方法，可以用于任何场合。(×）7、在数控机床的检修中，应当遵循先电后机原则。（×）8.数控机床的价格与数控机床的定位精度存在着一定的正比关系。（√）9、在夏天为了使数控系统能超负荷长期工作,可以采用打开数控柜的门来散热。（×）１0、数控柜内一般都要加装空调装置是为了调节温度和湿度。(×）11、故障诊断之前一方面应当记录故障现象。(√)12、步进电机转动的角度较大,控制精度不高。(√)13、系统参数设立错误不也许引起机床一直处在急停状态。(×)１4、在设备上选择振动测量点时要注意所选测点应能反映被测对象的全貌。(√)１5、除非出现危及机床和人生安全的紧急情况,否则一般不要切断电源，而要尽也许保持机床本来的状态不变,并对故障现象进行记录。(√)１6、根据生产情况,设备只能是坏了才要修,因此事后维修是应当大力推广的维修制度。(×)17、用听诊器具直接触在发响声部位听诊，叫做“实听”。（√）１８、对大多数机器来说,最佳诊断参数是位移。(×)１9、摸诊就是用手去触摸设备的各个部位部位。(×)２0、电源不正常，电路板的工作必然异常。(√)四、简答题１、数控系统长期不用时该如何维护?答:①应经常给数控系统通电,在机床锁住不动的情况下，让机床空运营。②在空气湿度较大的雨季,应天天给数控系统通电，这样可运用电器元件自身的发热来驱走数控柜内的潮气,以保证电器元件的性能稳定可靠。生产实践证明,假如长期不用的数控机床,过了雨天后则往往一开机就容易发生故障。③此外，对于采用直流伺服电动机的数控机床，假如闲置半年以上不用，则应将电动机的电刷取出来，以避免由于化学腐蚀作用而导致换向器表面的腐蚀,保证换向性能。２、在故障排除阶段应当遵循哪些原则？答:应当遵循以下原则：（１)先外部后内部（２)先检查后通电（３)先机械后电气(４）先简朴后复杂３、在主轴部件维护和保养中,为了有良好的密封性，应注意哪些方面？答：在主轴部件维护和保养中,为了有良好的密封性,应注意：保证下端盖、油室的清洁度，对不清洁的润滑油严禁装配。机封油室腔内油面线应高于动静环密封面。根据不同的使用介质选用不同结构的机封。对腐蚀性介质橡胶应选用耐弱酸、弱碱的氟橡胶。采用机封静环时应加防转销。4、一张谱图通常包含了那些信息？（1)振动频谱中存在那些频谱分量;（2)各分量的幅值大小如何；(3）各分量之间有何关系（4)若有明显高幅值的频谱分量，其精确来源是什么，与机器零部件有什么相应关系。5、什么是设备故障诊断？答:指在设备运营中或相对静止条件下测取状态信息,根据故障信息拟定系统故障因素的过程，它通过各种手段，掌握产生故障的部位和因素,并预测、预报设备未来的状态，从而找出对策,是防止事故和计划外停机的有效手段。6、选择测点应满足哪些规定?答:1)反映敏感点2）信息丰富点3）适应诊断目的4）适合安装传感器5）符合安全规定。7、简要叙述“六诊”、“九法”、“三先后”的内容。六诊:口问、眼看、耳听、鼻闻、手摸、表测。前五诊靠感官诊断，属直观法九法:分析法、短路法、开路法、切割法、替代法、菜单法、对比法、扰动法、再现故障法三先后:先易后难（或先简朴,后复杂）、先动后静、先电源后负载8、数控机床在故障排除阶段应当遵循哪些原则？(6分）答：应当遵循以下原则：（１)先外部后内部(２）先检查后通电（3)先机械后电气（4)先简朴后复杂五、作图题１、某自来水公司新购进一台离心式水泵机,在推行预知性维修过程中，通过一段时间的数据收集，得到数据见表,试作出该设备的振动趋势图。(注:横坐标-时间／次数，纵坐标-幅值，０.1mm/格）。并以第八、第十次测量的结果为依据，作出危及线段。时间/次数12３45678910幅值(mm)0.10０．１５０．１50.100.１50．２00．150.２5０.50０.95２、某自来水公司新购进一台离心式水泵机,在推行预知性维修过程中，通过一段时间的数据收集,得到数据见表，试作出该设备的振动趋势图。（注：横坐标-时间/次数，纵坐标-幅值，0.1mm/格)。并以第八、第十次测量的结果为依据,作出危及线段。时间／次数12345６78910幅值（mm）0.100．100.110．09０.10０.120.13０.250.500.9５３.分析下图,画出相应的谱图。得分评卷人4.分析下图，画出相应的谱图。5、以下图数控车床进给系统简图为例,作出模块互换法故障诊断Y轴进给失常流程图。解：EQ６.作出故障规律的浴盆曲线,并说明各段含义和特点.答案初期:属于跑合或磨合期，故障较多，随跑合期进行故障率逐渐减少至较低;使用期:设备正常寿命期故障率较低且相对稳定，连续时间长；后期：设备寿命耗散期,故障率随时间迅速增大，需及时修复。7、某压力机平时8个月采集的数据如下图所示，规定用两点法预测到达危险值的时间，作出趋势图。设振动异常点Ｖ1为第８次测量值，报警点V２为第９次测量值，危险极值VＥ为1．05ｍm。时间/次数1２3４56789幅值（ｍm)0．200．21０．２１０.190.200.2１0.23０.3５０.６０解:EＱ六、综合分析题1、分析给定图示状态维修曲线图，在图中方框内填上适当的说明.2、分析给出信号的时域方波波形,作出相相应的频谱图。解:3、一台数控车床,X、Ｚ轴使用半闭环控制，在用户中运营半年后发现Z轴每次回参考点,总有２、3ｍm的误差，并且误差没有规律，试问应如何分析故障。解：应按下述方式进行分析:1)调整控制系统参数,看故障消失没有，如没有消失,进行第二步;2）更换伺服电机,看故障消失没有，如没有消失,故障在机械部分,进行第三步；3)检查丝杠部分,看故障所在部位；４)进行故障解决,修复或更换故障零件。４.分析诊断下面电路,用电压法测量,在下表中填入相应数据，以反映出测点状态与故障因素关系。故障现象测试状态L1~2L1~3L1～4L1～５L１~6Ｌ1~7故障因素SＢ2按下时ＫM1不吸合

SB2按下

220220220２202202２0ＦR接触不良022０220２２02２022０SB1接触不良002２０２２０2２022０ＳＢ2接触不良000220220220ＫM2接触不良00０0220２20SQ接触不良000002２0KM1自身故障5、下图直齿轮和斜齿轮的刚度比较曲线,试说明斜齿轮比直齿轮寿命长的因素。直齿轮斜齿轮解：1．,直齿轮变化陡,冲击大２，直齿轮在节园处为单齿啮合。6、分析给出信号的时域脉冲波波形，作出相相应的频谱图。７、分析诊断下面电路,用电阻法测量，根据故障因素在表中填入适当数据。（设KM１的阻值为３00Ω,接触不良时R=∞)。故障现象测试状态1～22～3３～44～55～６6～７故障因素ＳB2按下时KM1不吸合

ＳＢ2按下

∞0000３00ＦＲ接触不良0∞00０300SB1接触不良00∞0０300SB2接触不良000∞0３0０KM２接触不良0０0０∞３００SＱ接触不良0000０≠３00KM1自身故障8、某加工中心运营时有如下故障现象:,工作台X轴方向位移过程中产生明显的机械抖动故障，故障发生时系统不报警,试对此故障进行分析。解:1）观测ＣRT屏，看x轴位移脉冲数字量的速率均匀否？——均匀２）互换法(互换伺服控制单元)看故障有没有转移?——没有3)单独测试电动机有无振动故障?——没有4）故障部位在机械传动部分七、计算题：1、在图示的传动系统中,若I轴转速1450r/min,1）计算Ⅱ、Ⅲ轴的旋转频率；2)计算齿数为51、43以及22、５8啮合齿轮的啮合频率。解：1）旋转频率fzⅡ=fzⅢ=fzⅡ×2)啮合频率ｆc５1、4３=ｆzＩ×51＝(或fzⅡ×43≈1２32.5Ｈz）fc22、58=fｚⅡ×2２=28．66×２2=63０．52Ｈｚ(或fzⅢ×58＝6３0.４8Hz)2、有一台电动机，监测人员在某次巡查中用ＴＢ-1型轴承故障检测仪对其进行诊断，共测量了5组数据，测得数据如下：名称1２345电阻303540353３油压18１825202３名称１２34５电阻7774907785油压22281422２0前轴承后轴承试判断该电动机轴承状态。右下图为该仪表面板图解:前轴承电阻平均值油压平均值后轴承电阻平均值油压平均值将计算结果轴承状态指示表对照可知：前轴承处在黄区,表白轴承状态出现异常，应密切关注；后轴承处在绿区,表白该轴承尚属正常，可以继续使用。3、一台C614０车床诊断后，决定进行大修,该机床复杂系数机械为7，电气为4；若按每个复杂系数需40小时,30元/小时计。假如修理不能同时进行，则该机床需要停机多长时间(按８小时／天,折合为天数)？按计划需要多少资金进行修理?解:１)机械修理时间ｔ机t机＝７×４0／8×=３5天2）电气修理时间t电t电=4×４0/8=2０天3）共需３5+20＝５5天4)所需资金为７×40×3０+4×40×30=1３２00元4、在图示的传动系统中，设输入轴转速为603转/分,试计算牵伸辊的旋转频率;过桥轴和输入轴、过桥轴和牵伸辊之间齿轮传动的啮合频率。解：1）、旋转频率输入轴频率fz输入=（６０３/６0)=10．0５Hｚ则过桥轴6.28Ｈz牵伸辊2.45Hz２)、啮合频率输入轴与过桥轴３01.44Ｈz牵伸辊与过桥轴１75．８4Hz5、某电子器材厂新购进一台设备空气压缩机,为了此后衡量其噪音是否合格,需建立一个相对比较标准，拟对该设备进行振动幅度数据收集，以下是对该设备活塞处收集的数据:次数1２34567891０11幅值(mm)０.１0０.1３０.15０.11０.100．１７0.140．150.150.1３０．1７次数12１3１4１５1617１８1９2０2１22幅值（mm)0．１2０.1７0.1４0.11０.１40.130.１30．150.１00．120.14请用常用的平均方法计算报警限Vt（K取6）。时隔６月之后，技术人员再次对同一测点进行测量，共测量五次,结果为０．６0,0．７5,０．68,0．7０，０.６5，试判断该设备的状态。解：答案:①平均幅值计算Vm=(V1+V２+…Ｖ22)／22=0．134ｍｍ2)取K=6报警限VtVｔ＝０.134×6＝０.804ｍm时系统报警.②运营６月后测振幅平均值为：Vm=（Ｖ１+V2+…V5)/5=０．67６mｍ结果表白该设备尚在允许范围之内，但磨损速度在加快,要引起注意,从时间上看，该设备平时维护不到位,应加强维护管理。6、若有一台四相反映式步进电机，其步距角为１.8o,采用单四拍供电。试问：1）电机转子的齿数为多少？2)写出四相八拍运营方式的通电顺序。解:1）根据步距角公式,得转子齿数：2）四相八拍运营方式的通电顺序:正转:A→AB→B→BC→C→CＤ→Ｄ→DA→A反转：A→AD→D→ＤC→C→CＢ→Ｂ→BＡ→Ａ７、在图示的传动系统中,若主电动机Ｍ输出转速1450ｒ／min,试计算出第三牵伸机牵伸辊、输入轴、过桥轴的旋转频率，以及过桥轴和输入轴、过桥轴和牵伸辊之间齿轮传动的啮合频率。解:１)旋转频率fz输入=