数控机床装调维修及智能化改造赛项备赛试题库及答案

数控机床装调维修及智能化改造赛项备赛试题库及答案一、单项选择题（每题1分，共30分）1.在FANUC0iMF系统中，用于设定主轴定向角度的参数是A.4077  B.4031  C.4075  D.4044答案：A2.直线滚动导轨的预压等级“P3”表示A.轻预压  B.中预压  C.重预压  D.无预压答案：B3.某伺服电机编码器为23位绝对式，其单圈分辨率为A.8388608  B.16777216  C.33554432  D.67108864答案：B4.在西门子828D中，通过PLC接口信号“DB380x.DBX1000.0”可触发A.急停  B.防护门开  C.刀库旋转  D.主轴使能答案：A5.下列哪种总线最高支持100Mbps且采用双绞线全双工通信A.RS485  B.CANopen  C.EtherCAT  D.ProfibusDP答案：C6.滚珠丝杠的导程为10mm，伺服电机直连，编码器分辨率为1000000p/r，则数控系统脉冲当量δ（mm/p）为A.0.001  B.0.0001  C.0.01  D.0.00001答案：B7.某机床采用光栅尺全闭环，当位置环增益Kv=1.2，速度环增益Kp=60，出现1μm跟随误差时，速度指令约为A.0.72mm/min  B.72mm/min  C.7.2mm/min  D.720mm/min答案：B8.在FANUC系统中，程序段“G10L2P1X100.Y200.;”的功能是A.设定工件坐标系G54偏移  B.设定机床坐标系  C.设定刀具长度  D.设定刀补值答案：A9.用于检测主轴热伸长的传感器最佳安装位置是A.主轴前端轴承外圈  B.主轴壳体中部  C.主轴尾端  D.电机端盖答案：A10.下列关于工业以太网电缆弯曲半径的说法正确的是A.≥电缆外径的2倍  B.≥电缆外径的4倍  C.≥电缆外径的8倍  D.≥电缆外径的10倍答案：D11.在西门子840Dsl中，驱动报警“300500”表示A.电机过热  B.编码器故障  C.功率模块过流  D.通信超时答案：C12.某直线电机持续推力Fc=3000N，峰值推力Fp=9000N，负载质量m=500kg，则其最大理论加速度a为A.6m/s²  B.12m/s²  C.18m/s²  D.24m/s²答案：C13.数控系统“前馈控制”主要用来减小A.跟随误差  B.反向间隙  C.伺服滞后  D.温度漂移答案：A14.在FANUCPMC中，定时器TMRB的计时基数为A.1ms  B.8ms  C.16ms  D.48ms答案：B15.下列哪种刀具磨损在线监测方法对切削液光折射最不敏感A.激光散射  B.电阻接触  C.视觉CCD  D.声发射AE答案：D16.某机床采用绝对式光栅尺，断电后重新上电回零属于A.需回机械零点  B.需回浮动零点  C.无需回零  D.需回软件零点答案：C17.在MTConnect协议中，数据项“Sspeed”表示A.主轴转速实际值  B.主轴负载百分比  C.进给倍率  D.刀具号答案：A18.下列关于机床“几何误差补偿”描述正确的是A.仅补偿直线度  B.需激光干涉仪测量  C.不能补偿垂直度  D.补偿值写入PLC答案：B19.某伺服驱动器采用“三闭环”控制，最外环是A.电流环  B.速度环  C.位置环  D.温度环答案：C20.在FANUC系统中，参数“1825”表示A.位置环增益  B.速度环积分时间  C.电机型号代码  D.编码器类型答案：A21.下列哪种现场总线采用“主从+令牌”混合机制A.ProfibusDP  B.CANopen  C.EtherCAT  D.SercosIII答案：A22.某机床主轴轴承采用油气润滑，其最佳供油间隔为A.1min  B.5min  C.15min  D.连续供油答案：B23.在西门子828D中，通过“EasyExtend”功能可快速扩展A.刀具表容量  B.PLCI/O模块  C.伺服轴数  D.硬盘容量答案：B24.下列关于雷尼绍OMP60测头电池寿命描述正确的是A.连续使用约50h  B.连续使用约500h  C.待机约6个月  D.待机约2年答案：D25.某五轴机床采用“BC”双转台结构，其旋转轴正方向按A.右手定则  B.左手定则  C.刀具指向  D.工件指向答案：A26.在FANUC系统中，报警“SV0417”表示A.伺服电机过热  B.编码器电池电压低  C.伺服参数设定异常  D.通信中断答案：C27.下列哪种滤波器最适合抑制伺服驱动器PWM载波频率附近的电磁干扰A.RC低通  B.LCπ型  C.铁氧体磁环  D.差模电感答案：B28.某机床采用“前馈+反馈”控制，当切削力突变时，最先响应的是A.位置环  B.速度环  C.电流环  D.温度环答案：C29.在MTConnect中，设备组件“Path”表示A.伺服轴  B.主轴  C.刀库  D.数控通道答案：D30.下列关于直线电机热保护措施正确的是A.仅依靠温度开关  B.无需冷却  C.强制水冷+热敏电阻  D.自然风冷即可答案：C二、多项选择题（每题2分，共20分，多选少选均不得分）31.引起伺服电机“高频振荡”的常见原因有A.位置增益过高  B.机械惯量不匹配  C.编码器线松  D.电机轴承磨损  E.电网电压骤降答案：ABCD32.下列属于“工业4.0”数控机床智能化改造必备要素的有A.数字孪生模型  B.OPCUA通信  C.边缘计算网关  D.纸质工艺卡  E.云边协同平台答案：ABCE33.在进行激光干涉仪线性测量时，需输入的环境补偿参数包括A.空气温度  B.大气压力  C.相对湿度  D.材料热膨胀系数  E.海拔高度答案：ABCD34.下列关于“双编码器闭环”描述正确的有A.电机端编码器用于速度环  B.负载端编码器用于位置环  C.可消除反向间隙  D.提高刚性  E.降低跟随误差答案：ABCE35.某五轴机床RTCP功能开启后，数控系统内部需实时计算A.刀具中心点坐标  B.旋转轴角度  C.线性轴补偿量  D.刀具长度矢量  E.工件坐标系原点答案：ABCD36.下列属于“预防性维护”策略的有A.定期更换伺服风扇  B.主轴轴承振动监测  C.刀库凸轮箱换油  D.事后维修  E.基于大数据预测性维护答案：ABCE37.在FANUCPMC编程中，功能指令“DSCH”用于A.数据检索  B.刀库刀套号搜索  C.刀具寿命管理  D.宏变量运算  E.矩阵变换答案：AB38.下列哪些操作会导致绝对式光栅尺“零点丢失”A.读数头插拔  B.电缆断线  C.系统参数清零  D.伺服电池掉电  E.软件回零答案：ABC39.下列关于“数字孪生”在机床健康管理中的应用包括A.虚拟调试  B.热误差预测  C.能耗优化  D.碰撞仿真  E.纸质报表答案：ABCD40.在西门子840Dsl中，实现“电子齿轮”功能需配置A.同步轴参数  B.跟随轴参数  C.凸轮曲线表  D.温度补偿表  E.安全集成答案：ABC三、填空题（每空1分，共20分）41.某伺服电机额定转速3000r/min，编码器23位，其速度分辨率约为________r/min。答案：0.0001842.在FANUC系统中，设定刚性攻丝参数“5211”为1000，表示主轴与Z轴的________比为1:1。答案：脉冲43.直线滚动导轨的精度等级“P”表示________精度。答案：普通44.某光栅尺信号为1Vpp正弦波，经200倍电子细分后，其分辨率提高________倍。答案：20045.在MTConnect协议中，数据采样频率默认最高为________Hz。答案.10046.某机床主轴轴承采用油脂润滑，其加脂量一般为轴承内部空间的________%。答案：30～5047.西门子828D系统，伺服优化软件名为________。答案：SinuComNCOPT48.雷尼绍RMP60测头无线电频段为________GHz。答案：2.449.某直线电机持续电流Ic=15A，推力常数Kf=200N/A，则其持续推力为________N。答案：300050.在FANUC系统中，参数“1023”用于设定各轴对应的________号。答案：伺服51.某五轴机床采用“3+2”定向加工，其旋转轴在加工过程中________。答案：锁定52.工业以太网EtherCAT帧周期最短可达________μs。答案：31.2553.某滚珠丝杠副额定动载荷Ca=45kN，轴向载荷Fa=3kN，则其额定寿命约为________km。答案：150054.在西门子840Dsl中，驱动参数“p922”用于设定________通信报文。答案：PROFIdrive55.某伺服驱动器PWM开关频率为8kHz，则其电流环采样频率一般为________kHz。答案：1656.数控系统“前馈系数”一般设定为________%时可显著减小跟随误差。答案：70～9557.某机床采用磁栅尺，其热膨胀系数约为________μm/m/℃。答案：1258.在FANUCPMC中，功能指令“ROT”用于________控制。答案：刀库旋转59.某主轴电机功率22kW，额定扭矩140N·m，其额定转速约为________r/min。答案：150060.工业4.0边缘计算网关常用南向协议为________。答案：ModbusTCP四、简答题（共30分）61.（封闭型，6分）说明数控机床“全闭环”与“半闭环”在构造、精度、成本三方面的差异。答案：构造：全闭环在负载端加装直线光栅尺或磁栅尺，半闭环仅使用电机端旋转编码器。精度：全闭环可补偿机械传动误差，定位精度达±0.001mm；半闭环受反向间隙、螺距误差影响，精度±0.005mm。成本：全闭环需高精度光栅尺及密封防护，成本增加约30%～50%。62.（开放型，6分）列举三种主轴热伸长实时补偿方案并比较优缺点。答案：1.温度传感器+热模型：成本低，需大量标定，精度±2μm。2.位移传感器直接测量：精度高±0.5μm，安装空间受限。3.数字孪生预测：可预测未来热变形，需高算力，初期投入大。63.（封闭型，6分）写出FANUC系统刚性攻丝调试流程。答案：1.设定主轴与伺服轴参数“5210～5214”；2.调整主轴定向；3.使用“G84”试攻丝；4.观察同步误差“SV0433”；5.微调“5211”增益至误差<0.05mm；6.保存参数并做批量试切。64.（开放型，6分）阐述如何利用“边缘计算”实现刀具磨损在线监测。答案：在机床侧部署ARM+FPGA边缘盒，实时采集声发射、主轴电流、进给力，运行轻量级CNN模型，每50ms输出磨损等级，通过OPCUA上传云端，实现秒级预警与换刀决策。65.（封闭型，6分）说明五轴机床RTCP功能打开后，数控系统内部坐标变换步骤。答案：1.读刀具长度矢量L；2.读旋转轴角度B、C；3.计算旋转矩阵R；4.计算刀具中心点偏移Δ=R·L；5.将编程坐标P修正为P′=P–Δ；6.输出给线性轴位置环。五、应用题（共50分）66.（计算题，10分）某滚珠丝杠副支承间距L=1200mm，导程Ph=10mm，弹性模量E=2.1×10⁵MPa，丝杠底径d=40mm，轴向载荷F=5000N，计算丝杠轴向变形量δ（μm）。答案：δ=F·L/(E·A)=5000×1200/(2.1×10⁵×π/4×40²)=22.7μm67.（分析题，10分）某加工中心X轴采用光栅尺全闭环，实测定位误差曲线在+300mm处出现+12μm突跳，分析可能原因并给出排查步骤。答案：原因：光栅尺接头松动或尺面污染。步骤：1.清洁尺面；2.检查接头；3.重新贴紧读数头；4.激光干涉仪复测；5.若仍超差，更换读数头。68.（综合题，15分）某企业计划将10台2012年产FANUC0iMD机床进行智能化改造，要求：1.接入MES；2.实时采集主轴负载、进给倍率、报警信息；3.预测主轴轴承寿命；4.预算≤5万元/台。给出硬件配置、软件架构、实施周期及风险清单。答案：硬件：边缘网关（ARM4核+8GB）1200元，电流互感器3×200元，WiFi天线100元，合计1700元。软件：开源NodeRED+MQTT，FANUCFOCAS库采集，Python训练轴承寿命模型。周期：现场布线2天，软件部署1天，模型训练3天，共6天/台。风险：老系统无以太网需加装网卡；FOCAS版本低需升级；培训操作工2h。69.（设计题，15分）设计一套“直线电机两轴联动铝型材高速切割”方案，要求：1.最大加速度5g；2.切割速度60m/min；3.重复定位±0.01mm；4.粉尘环境。给出电机选型、导轨布局、冷却方案、防护结构及控制参数。答案：电机：U型铁芯直线电机，持续推力4500N，峰值13500N，水冷。导轨：双THKSR55宽