数控机床装调维修工高级工理论考试真题及完整答案

数控机床装调维修工高级工理论考试真题及完整答案一、单项选择题（本大题共30小题，每小题1分，共30分。在每小题列出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）1.在数控机床的坐标系中，平行于机床主轴轴线的坐标轴是（）。A.X轴B.Y轴C.Z轴D.W轴2.滚珠丝杠螺母副采用双螺母结构，其主要目的是为了（）。A.提高承载能力B.消除间隙并提高传动刚度C.增加美观度D.便于制造3.数控机床开机后，必须进行“回零”操作，其目的是为了建立（）。A.工件坐标系B.机床坐标系C.局部坐标系D.相对坐标系4.西门子802D数控系统中，用于PLC程序停止的内部信号字节通常涉及（）。A.V变量B.M变量C.I变量D.Q变量5.当数控机床出现急停报警时，首先应检查（）。A.伺服电机B.急停按钮及行程开关C.冷却系统D.润滑系统6.光栅尺主要用于测量（）。A.角度位移B.直线位移C.速度D.压力7.在数控机床上，为了保证定位精度，常采用（）导轨。A.滑动B.滚动C.静压D.动压8.脉冲当量是指数控系统每发出一个脉冲，机床移动部件移动的（）。A.距离B.速度C.加速度D.时间9.FANUC系统中，程序段“G04P2000”的含义是（）。A.暂停2秒B.暂停2000秒C.暂停2000毫秒D.进给率200010.下列关于伺服电机过载的原因分析，不正确的是（）。A.负载过大B.电机电源缺相C.编码器损坏D.机械传动部件卡死11.数控机床主轴准停功能主要用于（）。A.换刀B.测量C.冷却D.排屑12.检测数控机床几何精度时，环境温度应保持在（）。A.10±1℃B.20±1℃C.20±2℃D.30±1℃13.气动系统中，气缸运动速度不均匀的主要原因是（）。A.气压不足B.润滑不良C.负载变化D.空气中含有水分14.数控机床的“爬行”现象通常发生在（）。A.高速运动时B.低速重载时C.空载时D.快速移动时15.位置检测装置安装在机床最终执行部件（如工作台）上的闭环系统，其精度主要取决于（）。A.伺服电机B.位置检测装置的精度C.机械传动机构的刚度D.CNC系统的分辨率16.在PLC编程中，定时器指令TON表示（）。A.接通延时定时器B.断开延时定时器C.保持型接通延时定时器D.脉冲定时器17.数控机床维修中，替换法适用于（）。A.软件故障B.硬件故障C.操作错误D.编程错误18.滚珠丝杠副的预紧力过大，会导致（）。A.传动效率降低B.寿命降低C.反向间隙增大D.噪音减小19.西门子S7-300PLC中，CPU状态指示灯SF亮起，表示（）。A.系统故障B.强制运行C.保持模式D.运行模式20.数控机床切削精度检验主要包括（）。A.几何精度B.定位精度C.工作精度D.重复定位精度21.异步交流伺服电机通常采用（））进行调速。A.变极调速B.变转差率调速C.变频调速D.串级调速22.在FANUC0i系统中，参数1815#1用于设置（）。A.绝对位置编码器B.增量位置编码器C.电机旋转方向D.反向间隙补偿23.数控机床防护装置的主要作用是（）。A.美观B.防止冷却液和铁屑飞溅，保护导轨丝杠C.增加机床重量D.散热24.当数控系统出现“NotReady”未准备好报警时，可能的原因是（）。A.急停未释放B.润滑泵未启动C.伺服驱动器未通电D.以上都有可能25.激光干涉仪主要用于测量数控机床的（）。A.几何精度B.定位精度和重复定位精度C.主轴回转精度D.刚度26.下列哪种刀具补偿功能主要用于刀具半径补偿？（）A.G41B.G43C.G28D.G9227.数控机床导轨润滑不良，会导致（）。A.加工精度提高B.导轨磨损加剧，出现爬行C.运动速度加快D.没有影响28.在维修数控机床电气系统时，使用万用表测量电压，应将万用表置于（）。A.电流档B.电阻档C.电压档D.二极管档29.数控机床主轴轴承常用的预紧方式不包括（）。A.定位预紧B.定压预紧C.径向预紧D.轴向预紧30.旋转变压器是一种常用的（）。A.电压传感器B.电流传感器C.角位移传感器D.速度传感器二、多项选择题（本大题共15小题，每小题2分，共30分。在每小题列出的五个选项中，有二至五项是符合题目要求的，多选、少选、错选均不得分）1.数控机床机械结构的主要特点包括（）。A.高刚度B.高抗振性C.低热变形D.高灵敏度E.结构复杂2.引起数控机床伺服电机“超差”报警的原因可能有（）。A.编码器反馈线断路B.伺服驱动器参数设置错误C.机械传动链间隙过大D.电机缺相E.电网电压波动过大3.数控机床PLC（PMC）的输入信号通常来自（）。A.面板按钮B.行程开关C.继电器触点D.伺服驱动器准备好信号E.电脑USB接口4.滚珠丝杠螺母副常见的失效形式有（）。A.疲劳点蚀B.塑性变形C.磨损D.腐蚀E.断裂5.数控系统软件故障的排除方法包括（）。A.初始化复位法B.参数更改法C.PLC程序法D.备份恢复法E.敲击法6.下列属于数控机床几何精度检验项目的有（）。A.工作台面的平面度B.主轴箱沿Z轴移动对工作台面的垂直度C.主轴的轴向窜动D.重复定位精度E.反向偏差7.交流伺服驱动系统主要由哪几部分组成？（）A.伺服控制单元B.功率放大器C.伺服电机D.检测反馈装置E.变压器8.数控机床导轨的间隙调整方法主要有（）。A.压板调整B.镶条调整C.松开螺丝D.更换导轨材料E.加润滑油9.在FANUC系统中，利用（））功能可以进行故障诊断。A.梯形图显示B.诊断画面C.报警履历D.帮助功能E.I/O检查10.造成数控机床加工工件表面粗糙度差的原因有（）。A.主轴轴承间隙过大B.刀具磨损或钝化C.切削用量选择不当D.机床振动E.冷却液不足11.数控机床的电气柜散热通常采用（）。A.自然冷却B.风扇强制冷却C.油冷D.水冷E.液氮冷却12.更换数控系统电池时，应注意（）。A.必须在系统通电状态下进行B.必须在系统断电状态下进行C.电池极性不能接反D.动作要快，避免数据丢失E.可以使用非同型号电池13.下列关于数控机床插补原理的说法，正确的有（）。A.逐点比较法插补误差小于一个脉冲当量B.数据采样插补适用于高速、高精度数控系统C.直线插补只需要知道终点坐标D.圆弧插补需要知道圆心、半径、起点和终点E.只有硬件数控系统才具有插补功能14.液压系统中，压力阀包括（）。A.溢流阀B.减压阀C.顺序阀D.节流阀E.换向阀15.数控机床维修人员应具备的素质包括（）。A.广博的机电知识B.丰富的实践经验C.良好的英语阅读能力D.善于分析问题的逻辑思维能力E.强壮的体魄三、判断题（本大题共20小题，每小题1分，共20分。正确的打“√”，错误的打“×”）1.半闭环数控系统的位置检测装置安装在电机轴或丝杠轴上。（）2.数控机床的参考点就是机床原点。（）3.滚珠丝杠螺母副具有自锁功能，可以垂直安装用于升降台。（）4.PLC内部定时器的计时值与扫描周期无关。（）5.数控机床在急停状态下，可以强制进行数据修改。（）6.增量式编码器断电后，会丢失位置信息。（）7.闭环伺服系统比开环伺服系统的精度低，但成本低。（）8.主轴准停的目的仅仅是为了让主轴停止转动。（）9.数控机床的反向间隙补偿可以完全消除机械传动间隙。（）10.润滑油粘度越高，对数控机床导轨的润滑效果越好。（）11.鉴相型感应同步器工作时，需要输入励磁信号。（）12.更换伺服驱动模块后，必须重新设置电机参数。（）13.数控机床的螺距误差补偿是单向进行的。（）14.步进电机驱动器接收的是脉冲信号。（）15.数控机床的刚度和抗振性只与机床材料有关，与结构设计无关。（）16.气动系统中，分水滤气器的作用是过滤空气中的水分和杂质。（）17.FANUC系统的梯形图程序可以直接在机上进行编辑修改。（）18.机床“爬行”现象主要是由于导轨摩擦系数过大且动静摩擦系数差异大造成的。（）19.伺服电机的转速与输入脉冲频率成正比。（）20.数控机床的精度检验包括几何精度、定位精度和切削精度。（）四、填空题（本大题共20小题，每小题1分，共20分）1.数控机床按运动轨迹分类，可分为点位控制、直线控制和________控制。2.数控机床的伺服系统包括主轴伺服系统和________伺服系统。3.光栅尺测量系统由光栅尺、光栅读数头和________组成。4.在数控机床中，常用的位置检测元件有光栅、________和旋转变压器等。5.滚珠丝杠螺母副的循环方式有外循环和________。6.数控机床导轨的润滑方式通常有定时定量润滑和________润滑。7.PLC程序中的用户程序通常存放在________存储器中。8.当数控机床出现软件报警时，报警号通常在________位以上。9.交流伺服电机通过改变________来实现调速。10.数控机床的精度保持性主要取决于导轨和________的耐磨性。11.FANUC0i系统中，用于设定快速移动速度的参数号通常为________。12.数控机床回参考点操作，一般需寻找________减速开关。13.液压系统中的动力元件是________。14.气动三联件是指分水滤气器、________和油雾器。15.数控机床主轴的径向跳动主要影响加工工件的________精度。16.步进电机的“步距角”是指电机每接收一个电脉冲，转子转过的________。17.在数控维修中，利用________法可以快速判断故障是在主板还是接口板。18.数控机床的机械原点通常设置在机床各坐标轴的________极限位置。19.为了防止电网电压波动干扰数控系统，通常需要安装________。20.西门子840D系统中，NCK代表________。五、简答题（本大题共4小题，每小题5分，共20分）1.简述数控机床滚珠丝杠螺母副轴向间隙的调整方法及其目的。2.简述数控机床“爬行”现象产生的原因及消除方法。3.在数控机床维修中，什么是“初始化复位法”？它适用于处理哪些故障？4.简述闭环数控系统与半闭环数控系统的主要区别及其优缺点。六、综合应用题（本大题共3小题，共30分）1.（10分）某配备FANUC0i-Mate系统的数控铣床，在手动（JOG）方式下按下X轴正方向键，机床不移动，且伺服驱动器显示“-”号（未准备好），CNC屏幕出现414报警（X轴检测到系统错误）。请分析可能的原因，并写出详细的排查步骤。2.（10分）一台数控车床在加工X轴方向台阶轴时，发现加工出的工件在X轴方向尺寸随机变化，且无明显规律，但圆度很好。请结合数控机床的结构与原理，分析造成该故障的可能原因（至少列出三点），并针对其中一点提出具体的维修方案。3.（10分）某加工中心在使用一段时间后，主轴在换刀时经常发生“掉刀”现象，即主轴松刀后刀具无法拔出或拔出后未抓牢。请从机械和电气两个方面分析故障原因，并说明如何通过调整PLC延时参数或机械部件来排除此故障。参考答案与解析一、单项选择题1.C2.B3.B4.A5.B6.B7.B8.A9.C10.C11.A12.C13.D14.B15.B16.A17.B18.B19.A20.C21.C22.A23.B24.D25.B26.A27.B28.C29.C30.C二、多项选择题1.ABCD2.ABCDE3.ABCD4.ABCDE5.ABCD6.ABC7.ABCD8.AB9.ABCDE10.ABCDE11.AB12.ACD13.ABCD14.ABC15.ABCD三、判断题1.√2.×3.×4.×5.×6.√7.×8.×9.×10.×11.√12.√13.×14.√15.×16.√17.√18.√19.√20.√四、填空题1.轮廓2.进给（或进给轴）3.数显表（或电子电路）4.编码器5.内循环6.自动（或强制）7.用户（或CMOS））9.电源频率（或定子绕组通电频率）10.滚珠丝杠11.142012.一级（或行程）13.液压泵14.减压阀15.同轴度（或圆柱度/圆度，视具体影响维度，此处主要指形状和位置精度）16.角度17.替换（或交换）18.正向19.稳压电源（或交流稳压器）20.数控核（NumericalControlKernel）五、简答题1.答：目的：消除滚珠丝杠螺母副的轴向间隙，提高反向传动精度和轴向刚度。调整方法：（1）垫片调整法：通过调整垫片厚度，使双螺母产生轴向位移，消除间隙。（2）螺纹调整法：旋转圆螺母，使一个螺母相对于另一个螺母产生轴向位移，消除间隙。（3）齿差调整法：利用两个螺母端面上的外齿分别与内齿圈啮合，通过转动螺母改变齿的啮合位置来消除间隙。这种方法精度高，但结构复杂。2.答：原因：（1）导轨摩擦系数过大，且静摩擦系数与动摩擦系数差异大。（2）传动系统刚度不足（如丝杠拉压变形、联轴器松动等）。（3）运动部件低速运动时动、静摩擦力变化不均匀。（4）润滑不良，导轨油膜建立不起来。消除方法：（1）采用防爬导轨（如贴塑导轨、滚动导轨）。（2）提高传动系统的刚度，如加粗丝杠直径，缩短丝杠支承距离。（3）改善润滑条件，使用具有防爬特性的导轨润滑油，确保油膜厚度。（4）在控制软件上采用“升降速”控制，避免在极低速度下停留。3.答：初始化复位法是指在数控机床出现死机、混乱或不明原因的软件报警时，对系统进行强行复位（如按复位键、断电重启或进行系统清除）的操作。适用故障：（1）系统软件死循环或程序跑飞。（2）PLC程序处于死锁状态。（3）参数设置混乱或数据丢失引起的软故障。（4）系统开机后无画面或显示乱码。注意：执行此操作前应备份重要数据，防止参数或程序丢失。4.答：主要区别：位置检测装置的安装位置不同。半闭环系统：检测装置安装在电机轴或丝杠末端，检测角位移，间接反映工作台位移，未包含丝杠螺母副、工作台等机械传动误差。闭环系统：检测装置直接安装在工作台等最终执行部件上，直接检测直线位移，反馈包含所有机械传动误差。优缺点：半闭环：结构简单，成本适中，调试方便，稳定性好，但精度受机械传动影响，精度低于闭环。闭环：检测精度高，能补偿机械传动误差，定位精度极高，但结构复杂，成本高，且机械传动环节的参数变化（如丝杠间隙、弹性变形）容易引起系统振荡，调试困难，对环境要求高。六、综合应用题1.答：原因分析：FANUC414报警通常表示X轴伺服驱动器与CNC之间的通讯数据异常，或伺服驱动器检测到硬件故障（如IPM模块过热、过流、电压过低等）。“-”号表示伺服未准备好。可能原因：（1）伺服驱动器与CNC之间的光缆/电缆连接不良或断路。（2）伺服驱动器内部功率模块（IPM）损坏。（3）伺服电机动力线相序接错、短路或绝缘破损。（4）伺服驱动器控制电源电压异常（过低或缺相）。（5）CNC侧伺服接口板硬件故障。排查步骤：（1）检查X轴伺服驱动器LED显示状态，确认具体错误代码（如过流、过热、低压）。（2）断电，检查CNC到伺服驱动器的FSSB光缆（或串行电缆）连接是否牢固，有无破损。（3）检查伺服电机动力线（U、V、W）接线是否牢固，测量相间及对地绝缘电阻。（4）检查伺服驱动器输入电压（R、L、S）是否在允许范围（200V-240V）。（5）尝试交换X轴和Y轴的伺服驱动器（或光缆），观察报警是否转移到Y轴，以判断是驱动器故障还是CNC/线路故障。（6）若硬件均正常，检查伺服参数（如电机代码、电流环增益）是否设置正确。2.答：原因分析：工件尺寸随机变化且无规律，圆度好，说明主轴回转精度正常，问题主要出在X轴进给传动链的随机误差或定位稳定