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、单项选择题（每题1分，共30分）1.在数控机床精度检验中，通常采用（）来检测主轴轴向窜动。A.平尺和量块B.指示器和专用检棒C.水平仪D.激光干涉仪答案：B2.闭环伺服系统与半闭环伺服系统的主要区别在于（）。A.伺服电机不同B.位置检测装置的安装位置不同C.数控装置不同D.有无速度检测装置答案：B3.滚珠丝杠副进行预紧的目的是（）。A.增加阻尼比，防止爬行B.提高运动平稳性C.消除轴向间隙，提高传动刚度D.增大驱动力矩答案：C4.数控机床主轴准停功能（SpindleOrientation）的主要作用是（）。A.换刀时保证刀柄键槽对准主轴端面键B.提高主轴转速精度C.实现螺纹车削D.降低主轴温升答案：A5.光栅尺作为位置检测元件，若指示光栅与标尺光栅的栅线夹角为θ，莫尔条纹的间距W与栅距ω的关系是（）。A.W=ω/θB.W=ω/sinθC.W=ω/(2θ)D.W=ω/(2sinθ)答案：B6.在FANUC0i系列数控系统中，用于设定主轴最高转速限制的参数是（）。A.#3736B.#1420C.#1424D.#1825答案：C7.液压系统中，导致执行机构产生爬行现象的最可能原因是（）。A.系统压力过高B.油液污染C.液压泵流量过大D.系统中混入空气答案：D8.一台采用FANUC系统的加工中心，在自动运行过程中出现“EX1001APCALARM:COMMUNICATIONERROR”报警，最可能故障部位是（）。A.主轴编码器B.绝对位置检测器电池C.伺服放大器D.刀库电机答案：B9.对数控机床几何精度进行检测时，环境温度应稳定在（）。A.15℃±2℃B.20℃±2℃C.25℃±2℃D.机床规定温度±2℃答案：B10.增量式光电编码器输出A、B两相相位差90°的脉冲信号，主要用于测量（）。A.绝对位置B.相对位移和方向C.零位标记D.转速答案：B11.数控机床的PLC（PMC）程序主要处理（）之间的逻辑关系。A.数控指令与伺服驱动B.数控装置与检测反馈C.机床强电与数控装置D.主轴驱动与进给驱动答案：C12.在SIEMENS840D系统中，用于驱动使能控制的信号是（）。A.63B.64C.48D.9答案：A13.直线滚动导轨副的安装，要求两根导轨的平行度误差主要通过（）来保证。A.导轨自身的精度B.床身安装基面的加工精度C.滑块的位置D.调整垫片的厚度答案：B14.数控机床接地电阻要求一般不大于（）。A.1ΩB.4ΩC.10ΩD.100Ω答案：B15.谐波齿轮减速器的关键部件是（）。A.刚轮、柔轮和波发生器B.太阳轮、行星轮和齿圈C.蜗杆和蜗轮D.齿轮和齿条答案：A16.当数控机床出现“#401SERVOALARM:VDRYOFF”报警时，首先应检查（）。A.伺服电机编码器B.伺服放大器电源C.系统风扇D.机床急停回路答案：D17.用于检测数控机床定位精度的国际标准是（）。A.ISO230-1B.ISO10791C.ISO13041D.JISB6330答案：A18.在主轴动平衡校正中，通过试重法测得原始振动量为A0，加试重后振动量为A1，试重与原始不平衡量之间的相位角为φ，则校正质量的大小与试重的关系需根据（）计算。A.平行四边形法则B.三角函数C.矢量图D.经验公式答案：C19.数控机床的几何精度、定位精度和切削精度中，（）最能综合反映机床实际工作状态下的精度。A.几何精度B.定位精度C.切削精度D.重复定位精度答案：C20.步进电机驱动器的细分功能主要作用是（）。A.增大电机输出扭矩B.提高电机最高转速C.减小步距角，提高运动平稳性D.改变电机转动方向答案：C21.在维修数控机床时，更换伺服电机或编码器后，通常需要进行（）。A.反向间隙补偿B.螺距误差补偿C.参考点位置调整D.绝对位置设定答案：D22.液压系统的压力损失大部分转换为（）。A.动能B.势能C.热能D.压力能答案：C23.数控系统电池电压过低可能导致（）。A.系统无法启动B.加工程序丢失C.机床参数和PMC程序丢失D.伺服电机过载答案：C24.在排除数控机床故障时，“望闻问切”中的“问”主要是指（）。A.询问操作人员故障发生前后的情况B.询问厂家技术支持C.查阅技术资料D.分析故障原因答案：A25.滚珠丝杠副的支承方式中，刚度最高、适用于高转速高精度场合的是（）。A.一端固定一端自由B.一端固定一端支承C.两端支承D.两端固定答案：D26.数控机床的直线轴反向间隙补偿值，通常通过（）测量获得。A.激光干涉仪B.步距规C.千分表D.球杆仪答案：C27.在FANUC系统中，G54~G59属于（）。A.工件坐标系B.机床坐标系C.局部坐标系D.极坐标系答案：A28.PLC的开关量输出模块中，继电器输出方式的特点是（）。A.响应速度快，负载能力小B.响应速度慢，负载能力大，可交直流负载C.响应速度快，负载能力大，只能直流负载D.抗干扰能力最弱答案：B29.数控机床的冷却系统报警，最不可能的原因是（）。A.冷却液液位过低B.冷却泵电机过载C.主轴温度过高D.冷却过滤器堵塞答案：C30.进行数控机床主轴与刀柄（如BT40）的锥孔配合检查，通常使用（）。A.红丹粉或蓝油B.塞尺C.千分尺D.环规答案：A二、多项选择题（每题2分，共20分，多选、少选、错选均不得分）1.数控机床进给传动系统对机械结构的要求主要包括（）。A.高刚度B.低摩擦C.低惯量D.无间隙E.高谐振频率答案：A,B,C,D,E2.下列属于数控机床常见位置检测元件的有（）。A.旋转变压器B.感应同步器C.光栅尺D.磁栅尺E.光电编码器答案：A,B,C,D,E3.导致数控机床加工尺寸不稳定的机械原因可能有（）。A.滚珠丝杠副轴向间隙过大B.联轴器松动C.导轨润滑不良D.伺服电机编码器故障E.主轴轴承损坏答案：A,B,C4.数控机床主轴驱动系统应满足的性能要求有（）。A.输出大的恒功率调速范围B.能实现四象限驱动C.具有准停控制功能D.具有C轴控制功能E.高精度定位答案：A,C,D5.在FANUC系统的伺服参数初始化设定中，必须正确设定的基本参数包括（）。A.电机代码B.指令倍乘比C.柔性齿轮比D.位置环增益E.参考计数器容量答案：A,B,C,E6.液压系统油温过高的危害有（）。A.油液粘度下降，泄漏增加B.加速油液氧化变质C.使液压元件热变形D.使密封件老化E.系统压力升高答案：A,B,C,D7.数控机床的干扰主要来源于（）。A.电网干扰B.电磁辐射干扰C.信号传输干扰D.接地干扰E.元器件内部噪声答案：A,B,C,D8.数控机床几何精度检验的项目通常包括（）。A.主轴轴向窜动B.主轴锥孔轴线径向跳动C.工作台面的平面度D.各坐标轴移动的直线度E.各坐标轴之间的垂直度答案：A,B,C,D,E9.关于数控机床的参考点，下列说法正确的有（）。A.是机床坐标系的原点B.通常由各轴的零点开关和编码器零脉冲信号确定C.回参考点是建立机床坐标系的必要操作D.绝对编码器的机床无需每次开机回参考点E.参考点位置可以通过参数调整答案：B,C,D,E10.维修数控机床电气故障时，常用的仪表和工具有（）。A.万用表B.示波器C.逻辑测试笔D.钳形电流表E.兆欧表答案：A,B,C,D,E三、填空题（每空1分，共20分）1.数控机床的精度主要包括几何精度、定位精度、______精度和______精度。答案：重复定位、切削2.滚珠丝杠副的预紧方式主要有双螺母垫片预紧、双螺母螺纹预紧、______预紧和______预紧。答案：双螺母齿差、单螺母变位导程3.在FANUC系统中，用于设定各轴快速移动速度（G00速度）的参数是______。答案：#14204.数控机床的伺服系统一般由驱动装置、______、______和检测反馈装置组成。答案：执行元件、控制单元5.光栅尺输出的信号类型主要有正弦波信号和______信号。答案：方波（或TTL电平）6.PLC的工作过程分为输入采样、______和______三个阶段，周而复始地循环进行。答案：程序执行、输出刷新7.数控机床主轴轴承的配置形式常见的有速度型、______和______。答案：刚度型、速度刚度型8.液压泵的主要性能参数有压力、______、______和效率。答案：流量、功率9.数控机床的接地分为系统接地、______接地和______接地。答案：信号、安全保护10.在SIEMENS840D系统中，用于定义机床轴的MD参数组是______。答案：MD30130四、简答题（每题5分，共20分）1.简述数控机床主轴准停功能的三种实现方式及其原理。答案：主轴准停功能有三种实现方式：（1）机械准停：采用机械凸轮或V形槽定位机构，利用液压或气动驱动，使主轴定位销插入定位盘实现准停。结构复杂，精度和可靠性一般。（2）磁传感器准停：在主轴上安装磁性体，在固定位置安装磁传感器。当磁性体转过传感器时，发出信号，数控系统控制主轴减速并在指定位置停止。精度较高。（3）编码器准停：利用主轴电机内置编码器或外接位置编码器（如高分辨率光电编码器）的信号，数控系统通过识别编码器的零位脉冲或特定位置信号，控制主轴准确停止在任意设定的角度位置。精度最高，是现代数控机床的主流方式。2.列举并简要说明数控机床滚珠丝杠副的四种支承方式及其适用场合。答案：（1）一端固定一端自由：固定端承受轴向力和径向力，自由端无约束。结构简单，轴向刚度低，易受压失稳。适用于短丝杠、垂直安装或低精度场合。（2）一端固定一端支承：固定端承受轴向力和径向力，支承端只承受径向力，可做微量轴向浮动。刚度较高，可避免热伸长引起的应力。适用于中等转速、中等精度、较长丝杠。（3）两端支承：两端均为支承轴承，只承受径向力，轴向未固定。需另加轴向定位装置。结构简单，轴向刚度低，适用于对刚度和精度要求不高的短丝杠。（4）两端固定：两端均采用角接触球轴承或圆锥滚子轴承组，施加预紧，能承受双向轴向力和径向力。刚度最高，可预拉伸以补偿热伸长，精度高。适用于高精度、高刚度、高转速的场合，如加工中心。3.在数控机床维修中，如何利用系统自诊断功能进行故障排查？答案：数控系统自诊断功能是故障排查的重要手段，主要通过以下途径：（1）报警显示与信息：当系统检测到硬件故障、软件错误、操作失误或超程时，会在CRT/MDI上显示报警号和简要信息。维修人员需查阅对应系统的维修手册，根据报警号和信息提示，确定故障范围。（2）状态诊断画面：进入系统的诊断参数画面，可以实时查看PLC的输入/输出信号状态、内部继电器状态、计数器/定时器值、伺服/主轴驱动器的状态参数（如电流、速度、负载、报警代码等）。通过对比正常与异常状态，定位故障点。（3）接口信号检查：利用系统提供的PLC梯形图显示功能，动态跟踪信号的流向，检查从机床侧到CNC侧，或从CNC侧到机床侧的控制信号是否正常接通或断开，判断是外部执行元件故障还是内部逻辑条件不满足。（4）伺服/主轴驱动器诊断：现代驱动单元通常有LED数码管或状态指示灯显示自身运行状态和报警代码，结合驱动器手册可快速定位驱动级故障。4.简述液压系统中“困油”现象产生的原因、危害及消除措施。答案：（1）原因：在齿轮泵等容积式泵中，为保证连续供油和传动平稳，要求齿轮啮合的重叠系数大于1，即前一对轮齿尚未脱开啮合，后一对轮齿已进入啮合。在两对轮齿同时啮合的时段内，两啮合点之间形成一个封闭的容积，此容积随齿轮转动先减小后增大，即形成“困油区”。（2）危害：困油容积减小时，被困油液受到挤压，压力急剧升高，从缝隙强行挤出，使油液发热，产生噪声和振动，并增加轴承的径向负荷；困油容积增大时，形成局部真空，产生气穴现象，引起振动、噪声和气蚀，破坏流量均匀性。（3）消除措施：通常在齿轮泵的侧板或浮动轴套上开卸荷槽。卸荷槽的位置应保证困油容积由大变小时与压油腔相通，由小变大时与吸油腔相通，始终不与吸、压油腔隔绝。对称布置的卸荷槽效果较好。五、计算题（每题8分，共16分）1.一台数控车床，X轴滚珠丝杠导程Ph=10mm，伺服电机与丝杠直联，伺服电机编码器每转脉冲数Pt=10000pulses/rev。数控系统指令单位（最小设定单位）为0.001mm。请计算：（1）指令脉冲当量δ（mm/pulse）。（2）要使工作台移动距离与指令脉冲数匹配，应设定的电子齿轮比（指令倍乘比/分频系数）CMR/CMD或柔性齿轮比（FANUC系统为#2023/#2024）。答案：（1）指令脉冲当量δ=最小设定单位=0.001mm/pulse。（2）计算所需电子齿轮比：电机每转所需指令脉冲数=丝杠导程/δ=10mm/rev÷0.001mm/pulse=10000pulses/rev。已知电机编码器分辨率Pt=10000pulses/rev（此处的pulses指电机反馈脉冲，对于FANUC系统，通常指α系列电机每转的脉冲数，已包含4倍频）。对于半闭环系统，通常设定位置反馈脉冲数等于或成比例于指令脉冲数。若系统要求：参考计数器容量（用于回零）或检测倍乘比（DMR）已定，则需计算柔性齿轮比（N/M）。假设系统检测单位=指令单位=0.001mm。则：移动距离L对应的指令脉冲数=L/0.001。电机反馈脉冲数（来自编码器）=(L/Ph)×Pt。为了使反馈脉冲数与系统检测单位匹配，需要设定一个比例。在FANUC系统中，常用公式：柔性齿轮比=（电机每转反馈脉冲数/100万）×（丝杠导程/检测单位）。但更通用的计算思路是：使“电机每转对应工作台移动量”的检测脉冲数等于一个固定值（如10000，或100万）。设我们希望电机每转对应的位置反馈脉冲数为A（系统内部设定，如FANUC的#2024分母常设为100万）。则：电机每转工作台移动Phmm，对应的检测脉冲数应为Ph/检测单位=10/0.001=10000pulses。因此，需要将电机编码器每转的实际脉冲数Pt（10000pulses/rev）通过电子齿轮比变换成10000pulses/rev（检测用）。即电子齿轮比（速度前馈前）应为：10000/10000=1。在FANUC参数中，若#2024（分母）设为1000000，则#2023（分子）=（电机每转移动量对应的检测脉冲数）×2^20/#2024?更准确公式为：2023（分子）=电机每转移动量（μm）=10mm=10000μm。2024（分母）=1000000。因此，#2023/#2024=10000/1000000=1/100。注意：不同系统计算方法不同。本题重点在于理解脉冲当量、导程、编码器分辨率之间的关系。给出两种常见理解。简化答案：（1）δ=0.001mm/pulse。（2）设电子齿轮比=B/A。工作台移动距离S=(指令脉冲数×δ)=(指令脉冲数×B/A×Ph)/Pt。令δ=(B/A)×(Ph/Pt)=0.001。代入：(B/A)×(10/10000)=0.001=>(B/A)×0.001=0.001=>B/A=1。因此，电子齿轮比应设为1:1。2.用激光干涉仪测量一台立式加工中心Z轴的定位精度。在1000mm测量行程内，按目标位置Pi正向趋近测量，得到位置偏差Xi（单位：μm）如下：P1=0,X1=+2;P2=200,X2=+5;P3=400,X3=+1;P4=600,X4=-3;P5=800,X5=-6;P6=1000,X6=-4。请计算该轴在1000mm行程内的定位精度A和重复定位精度R（根据ISO230-2标准，计算单向趋近情况）。答案：（1）计算各目标位置的正向平均位置偏差：题目给出的是单向（正向）一次测量值，可视为该次测量的偏差。通常定位精度计算需要至少5次循环测量（双向或单向），本题数据可视为一次循环的样本。各点位置偏差Xi已给出。（2）计算定位精度A：定位精度A=max(Xi)-min(Xi)（在全部目标点上，从所有循环测量中得到的偏差的最大值与最小值之差）。本题只有一次测量数据：最大值X2=+5μm，最小值X5=-6μm。因此，A≈5-(-6)=11μm。（3）计算重复定位精度R：重复定位精度R=max(Ri)（在所有目标点中，重复定位精度的最大值）。Ri=6σi（或4σi，根据标准定义，通常为6倍标准偏差σi），其中σi是某目标点多次趋近的位置偏差的标准差。本题仅有一次测量值，无法计算标准差σi。因此，从给定数据无法计算R。若将给定数据理解为某点多次测量值（不合理，因为对应不同位置），则更无法计算。根据题意，可能是要求理解概念和简单估算。假设题目意图是这六个数据是某一固定点（如行程中点）的6次重复测量值（但位置不同，矛盾）。严格来说，本题缺少计算R的必要数据（每个目标点多次测量的偏差值）。因此，答案需注明：根据给定单次循环数据，可估算定位精度A≈11μm。重复定位精度R需要每个目标点多次（通常≥5次）测量的数据来计算各点的标准偏差，本题数据不足，无法计算。六、综合应用题（每题14分，共14分）1.一台配备FANUC0i-MD系统的立式加工中心，在自动加工过程中，Y轴突然出现剧烈振动并伴随“410SERVOALARM:Y-AXISEXCESSERROR”报警，机床急停。关机重启后，报警消除，但手动慢速移动Y轴时，在行程中某一段仍感觉有轻微振动和异响，快速移动则振动加剧甚至再次报警。其他轴正常。请根据以上故障现象，系统分析故障可能原因，并详细阐述诊断排查步骤。答案：故障可能原因分析：该报警含义为“Y轴超差错误”，即Y轴实际位置与指令位置之差超过了参数#1828设定的允许误差值。结合手动移动时的振动异响，故障可能涉及机械、伺服驱动、反馈等环节。（1）机械部分原因：a.Y轴滚珠丝杠副故障：丝杠螺母损坏、滚珠破裂、预紧失效、支承轴承损坏、丝杠弯曲。b.导轨故障：导轨润滑不良、导轨面磨损或划伤、滑块（滚柱）损坏、导轨镶条过紧。c.联轴器故障：联轴器松动、键或顶丝松动、膜片破裂（若使用膜片联轴器）。d.机械干涉：防护罩变形卡滞、电缆拖链卡死、有异物掉入导轨或丝杠防护罩内。（2）伺服驱动部分原因：a.伺服电机故障：电机轴承损坏、电机内部编码器松动或损坏、电机绕组局部短路。b.伺服放大器故障：Y轴对应的驱动模块不良、电流检测异常、功率器件（IGBT）性能劣化。c.伺服参数不当：位置环增益过高、速度环参数不合理、加减速时间常数过小、振动抑制参数未调整好。（3）反馈部分原因：a.电机编码器故障：编码器信号线接触不良、屏蔽不良受干扰、编码器本身损坏导致反馈信号异常。b.分离型编码器（全闭环时）或光栅尺故障：读数头污染或损坏、尺身污染或损伤、信号电缆问题。（4）其他原因：Y轴导轨或丝杠的润滑突然中断。诊断排查步骤：遵循先机械后电气、先外部后内部、先简单后复杂的原则。第一步：外观检查与初步判断。1.检查机床Y轴外观：查看防护罩是否完好，有无明显变形、刮擦痕迹。检查拖链运动是否顺畅，有无电缆被拉扯。2.手动检查：在断电状态下，用扳手转动Y轴丝杠（需在电机端或联轴器处），感觉全程阻力是否均匀。在故障疑似区段重点感觉是否有卡滞、顿感或异常响声。对比其他轴的手感。3.检查润滑：确认Y轴导轨和丝杠的润滑油路是否通畅，油量是否充足，观察润滑点是否有油渗出。第二步：