机床装调维修工(高级)职业技能考试题库及答案

机床装调维修工(高级)职业技能考试题库及答案一、机械基础与机床结构1.（单选）某卧式加工中心主轴箱采用“伺服电机—同步带—主轴”传动，若同步带节距为8mm，主动带轮齿数24，从动带轮齿数36，则主轴与电机之间的理论减速比为A.1∶1.5 B.1.33∶1 C.1.5∶1 D.2∶1答案：C2.（单选）下列关于滚柱直线导轨副预紧的说法，正确的是A.预紧力越大，导轨寿命越长 B.过盈0.02mm的轻预紧适用于高速轻载 C.预紧力与导轨额定动载荷无关 D.预紧等级为P3的导轨可用于重型切削答案：B3.（判断）机床床身采用树脂混凝土材料时，其阻尼比灰铸铁可提高约6～10倍，因此无需再进行时效处理。（ ）答案：√4.（填空）某数控车床X轴采用φ40mm、导程10mm的滚珠丝杠，伺服电机编码器为23bit绝对式，则该轴理论最小分辨率为________μm。答案：0.0012（10mm/2^23≈0.00119）5.（简答）说明“箱中箱”结构在五轴龙门加工中心中的功能优势，并指出其热对称设计的具体实现方式。答案：箱中箱结构把横梁与滑枕做成内外双层箱体，内箱安装主轴，外箱与床身固定。优势：1.运动质量集中在内箱，惯性小，加速度高；2.双层壁形成对称筋板，热变形呈中心对称，主轴热漂移减小60%以上；3.冷却油可沿夹层螺旋通道循环，实现热源快速均化。热对称设计：内外箱材料相同，筋板呈“X”形对称分布，主轴轴承座位于对称中心面，冷却入口左右各一，流量差<2%。6.（计算）一台立式加工中心Z轴使用双螺母垫片预紧滚珠丝杠，基本动载荷C_a=38kN，轴向负载F=2800N，转速n=1500r/min，预期寿命20000h，验证是否满足要求（f_t=1，f_w=1.2）。答案：L_h=(C_a/(f_wF))^3×10^6/(60n)=(38000/1.2/2800)^3×10^6/90000≈22400h>20000h，满足。二、数控系统与PLC应用7.（单选）FANUC0iMF系统中，参数No.1420设为8000，No.1422设为5000，则G00空运行速度为A.8000mm/min B.5000mm/min C.3000mm/min D.1420与1422之和答案：B8.（单选）在西门子828D中，通过ServoTrace记录X轴转矩曲线，若出现周期为8ms的尖峰，最可能的原因是A.光栅尺污染 B.电流环增益过高 C.丝杠轴承疲劳剥落 D.电网50Hz干扰答案：B9.（多选）下列关于MitsubishiM80系统“伺服自动调谐”步骤，正确的有A.先设定负载惯量比为0 B.关闭前馈增益 C.执行双向往复运行 D.调谐后需保存到Flash E.调谐时必须打开机械制动器答案：B、C、D10.（程序改错）阅读以下PLC梯图，指出第3行错误并改正：  0 LD X10  1 AND X11  2 OUT Y0  3 LDI X12  4 AND X13  5 OUT Y0答案：第3行LDI与第0行LD无并联关系，导致双线圈。改正：第3行改为LDX12，第4行改为ORX13，第5行并联输出或采用SET/RST指令。11.（简答）说明“电子齿轮比”在直线电机系统中的计算步骤，并给出当直线电机极距30mm、光栅尺栅距4μm、指令脉冲当量0.1μm时的电子齿轮比分子与分母。答案：1.计算反馈脉冲/毫米：1mm/4μm=2500脉冲；2.计算指令脉冲/毫米：1mm/0.1μm=10000脉冲；3.电子齿轮比=反馈/指令=2500/10000=1/4，故分子1、分母4。12.（综合）某五轴机床采用RTCP功能，在G43.4模式下运行以下程序段：G01X0Y0Z0A0C0F5000X50.Y0Z20.A30.C0已知刀长L=150mm，刀心坐标系原点在回转中心，求数控系统内部计算的线性轴补偿量ΔX、ΔY、ΔZ。答案：A=30°时刀尖相对回转中心偏移量：ΔX=LsinA=75mm，ΔZ=L(1cosA)=19.1mm；系统需反向补偿，故ΔX=75mm，ΔY=0，ΔZ=+19.1mm。三、液压与气动装调13.（单选）某变量泵采用恒压控制，当系统压力达到设定值18MPa时，泵摆角由最大15°变为0°，若泵排量梯度为8mL/°，则理论最大流量为A.120L/min B.144L/min C.180L/min D.216L/min答案：B（15×8×1500/1000=180L，但0°时仍有泄漏，理论最大取144L/min）14.（判断）气动比例阀的PWM控制频率一般选择比阀芯固有频率高5～10倍，以避免卡门共振。（ ）答案：√15.（填空）液压缸活塞速度v=6m/min，活塞直径D=80mm，杆径d=40mm，回程差动连接，则回程流量________L/min。答案：Q=(π/4)(D²d²)v=(π/4)(0.08²0.04²)×6×1000=22.6L/min16.（简答）说明蓄能器在伺服液压刀库中的三种作用，并给出预充气压力与系统最低工作压力的数学关系。答案：1.补偿刀库夹紧泄漏，保持夹紧力≥90%设定值；2.吸收换向冲击，使压力超调<5%；3.作为应急动力源，断电时完成16把刀的全部归位。预充气压力P_0=(0.8～0.85)P_1，P_1为系统最低工作压力，遵循波义耳定律P_0V_0^n=P_1V_1^n，n=1.4（氮气）。17.（故障分析）某磨床工作台爬行，观察压力表指针以0.8Hz摆动，分析可能原因并给出诊断步骤。答案：原因：①导轨润滑不良，静动摩擦系数差>0.03；②液压系统混入空气，油液弹性模量下降；③伺服阀零漂>3%。诊断：a.激光干涉仪测速度波动，确认爬行周期；b.关闭润滑泵，若振幅增大则润滑问题；c.排气阀处接透明管，观察气泡；d.示波器检测伺服阀电流，若电流周期与压力摆动一致，则阀芯磨损。四、伺服驱动与检测18.（单选）某伺服驱动器报警“7401”，查阅手册为编码器电池欠压，更换电池后必须执行A.绝对值清零 B.原点复归 C.编码器复位 D.绝对位置设定答案：D19.（单选）使用激光干涉仪进行线性定位精度检测时，若材料温度传感器未接入，则补偿误差主要来源于A.空气折射率 B.机床导轨直线度 C.激光器稳频精度 D.光学镜组余弦误差答案：A20.（填空）某光栅尺信号为1Vpp正弦波，经细分电路200倍细分后，栅距20μm，则系统分辨率________nm。答案：100nm（20μm/200=0.1μm=100nm）21.（计算）一台车床主轴伺服电机额定功率15kW，额定转速1500r/min，采用矢量控制，当切削功率需求9kW、转速500r/min时，求理论输出转矩。答案：T=9550×P/n=9550×9/500=171.9N·m22.（简答）说明“双反馈”系统在全闭环数控机床中的实现原理，并指出其消除机械反向间隙的数学模型。答案：双反馈即在伺服驱动器内部同时采集电机编码器（半闭环）和光栅尺（全闭环）信号。驱动器以光栅尺为位置环反馈，以电机编码器为速度环反馈。数学模型：位置环误差E_p=指令X_c光栅X_f；速度环给定V_c=K_pE_p+K_i∫E_pdt；速度环误差E_v=V_c电机速度ω_m；转矩指令T=K_vE_v。机械反向间隙δ由光栅直接修正，系统对δ无积分累积，实现零滞后。五、精度检验与误差补偿23.（单选）按ISO2302标准，进行线性定位精度检验时，每目标点需双向各采集5次，共得数据A.5次 B.10次 C.15次 D.20次答案：B24.（单选）球杆仪测试中，若出现“喇叭口”图形，主要误差为A.反向跃值 B.伺服不匹配 C.垂直度误差 D.比例不匹配答案：C25.（填空）某轴螺距补偿表共2000个插补点，占用FANUC系统存储器________KB。答案：8KB（每点4字节，2000×4=8000B）26.（简答）说明“温度灵敏度系数”在机床热误差模型中的标定方法，并给出回归方程。答案：在主轴与床身布置Pt100传感器，记录温升ΔT与热变形ΔL，采用最小二乘法拟合：ΔL=α·ΔT+β，α即为温度灵敏度系数（μm/℃）。标定步骤：①空运行主轴从0到8000r/min阶梯升速，每阶稳定30min；②激光测距仪测主轴端面位移，采样周期1s；③同步记录温度；④剔除异常值后，用线性回归求α，要求R²≥0.95。27.（综合）某龙门加工中心X轴行程3m，实测定位误差曲线呈二次抛物线，最大误差+45μm位于中点。设计斜率补偿与二次补偿相结合的方案，使全长定位误差≤±5μm。答案：1.斜率补偿：两端点连线得斜率k=+12μm/m，每米补偿12μm；2.二次补偿：剩余误差呈对称抛物线，顶点中点+33μm，拟合方程E(x)=a(x1.5)^2，a=33/1.5²=14.7μm/m²；3.将斜率与二次系数写入螺距补偿表，间隔100mm，共31点；4.补偿后实测误差+3μm/4μm，满足≤±5μm。六、故障诊断与维修案例28.（单选）某立式加工中心开机即报“SP9031DClink电压低”，经测量三相进线380V正常，最可能损坏的器件是A.整流模块 B.IPM逆变块 C.制动晶体管 D.接触器触点答案：A29.（单选）使用红外热像仪检测主轴轴承时，若外圈温度高于内圈15℃，则判断为A.润滑过量 B.预紧过大 C.外圈跑合 D.冷却不足答案：B30.（填空）某伺服驱动器冷却风扇标称MTBF50000h，环境温度每升高10℃寿命减半，若实际温度55℃，则寿命________h。答案：12500h（50000/2^((5525)/10)）31.（简答）描述“电流频谱分析”在主轴轴承故障诊断中的应用步骤，并给出BPFO特征频率计算公式。答案：步骤：①用霍尔传感器采集电机U相电流，采样频率10kHz；②FFT变换得频谱；③查找与轴承故障特征频率匹配峰；④对比历史数据，幅值增加>6dB即预警。BPFO=(n/2)×(1d/Dcosθ)×B，n为转速，d滚子直径，D节圆直径，θ接触角，B滚子数。32.（综合）某五轴机床B轴摆动台在加工时出现偶发性“Z轴跟随误差过大”报警，仅发生在B=+90°位置。给出系统排查流程及最终解