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2011-2012学年第一学期末考试试填空题（共20分,每小题2分）1.1数控系统常用诊断方法中的隔离法是指将控制回路断开，从而达到缩小查找故障区域的目的。1.26SC650系列主轴交流驱动变频器发生故障时，代码F12代表_过电流_故障。1.3圆度超差有两种情况：一是圆的轴向变形，二是出现斜椭圆。1.4自修复系统就是在系统内安装了备用模块、并在CNC系统的软件中装有自修复程序_。1.5为了使丝杠与螺母在最大轴向载荷时不致产生过大的间隙，应对丝杠和螺母施加一定的预紧力，其大小应等于或稍小于最大载荷的1/3。1.6数控系统软件包括管理软件和控制软件两大类。1.7现在市面上广泛使用的数控系统很多，其中尤其以日本法纳克/FANUC和德国西门子/SINUMERIK市场占有率最高。1.8SINUMERIK840D系统的PLC部分使用的是西门子SIMATICS7-300的软件及模块。1.9变频调速器的主电路“交-直-交”变换器，即先将交流电源整流，而后进行逆变。1.10光栅尺的维护要点是防污和防振。二、判断题（共10分,每小题1分）2.1有安全门的加工中心在安全门打开的情况下也能进行加工。×2.2数控系统出现故障后，如果了解了故障的全过程并确认通电对系统无危险时，就可通电进行观察、检查故障。（）2.3使用绝对脉冲编码器作为检测装置的数控机床开机后必须回零。（×）2.4由于数控机床具有良好的抗干扰能力，电网电压波动不会对其产生影响。×2.5保证数控机床各运动部件间的良好润滑就能提高机床寿命。（×）2.6数控系统主轴的驱动控制直接由CNC完成，和PLC无关。（×2.7插补的任务是在一条给定起点和终点的曲线上进行“数据点的密化”。（）2.8日本FUNUC0系统的数控单元采用大板结构，各个板卡都插在主板上，与总线相连。（）2.9永磁直流伺服电机的定子上没有励磁线圈，电枢绕组在转子上。（）2.10数控机床主轴齿轮换挡是通过液压缸活塞带动拔叉自动实现的。（）三、选择题（共5分,每小题1分）3.1数控系统是数控机床实现自动加工的核心，由D组成。A：程序；B：硬件；C：软件；D：硬件和软件；3.2位置反馈系统通过A检测伺服电动机的转角位移或数控机床工作台的直线位移。A：传感器；B：编码器；C：光栅尺；D：电磁阀；3.3数控设备故障诊断与维修的目的之一就是要做好数控设备的维护工作，尽量B平均无故障时间MTBF。A：控制；B：延长；C：缩短；D：抑制；3.4采用超声波探伤法、磁性探伤法、电阻法、声发射法等观察零部件内部机体的缺陷，如裂纹等的方法称为C。A：光谱分析法；B：破坏性检测法；C：无损检测法；D：振动检测法；3.5常用的双螺母丝杠消除间隙的方式是C。A：垫片调隙式；B：螺纹调隙式；C：齿差调隙式；D：偏心调隙式；四、名词解释（共15分,每小题5分）4.1渐变故障：指数控系统在发生故障前的某一时期内,已经出现故障的征兆,但此时(或在消除系统报警后),数控机床还能够正常使用,并不影响加工出的产品的质量.4.2在线诊断：是指通过CNC系统的内装程序，在系统处于正常运行状态时，实时自动对数控装置、伺服系统、外部的I/O及与数控装置相连的其它外部装置进行自动测试、检查，并显示有关状态信息和故障。系统不仅能在屏幕上显示报警号及报警内容，而且还能实时显示NC内部关键标志寄存器及PLC内操作单元的状态。4.3远程诊断：远程诊断是数控系统的生产厂家维修部门提供的一种先进的诊断方法，这种方法采用网络通讯手段。该系统一端连接用户的CNC系统中的专用“远程通信接口”，通过局域网或将普通电话线连接到Internet上，另一端则通过Internet连接到设备远程维修中心的专用诊断计算机上。由诊断计算机向用户的CNC系统发送诊断程序，并将测试数据送回到诊断计算机进行分析，得出诊断结论，然后再将诊断结论和处理方法通知用户。五、简答题（本题满分35分，每小题5分）5.1容易造成数控系统软件故障的原因有哪些？如何排除软件故障？答：(1)日常点检：机床的一般部位进行点检。（2）专职点检：机床的关键部位和重要部位定点检计划。(3)生产点检：对生产运行中的数控机床进行点检。5.2简述数控系统的可靠性指标。衡量可靠性的标准为平均无故障时间MTBF（MeanTimeBetweenFailures）。平均无故障时间是指可修复产品的相邻两次故障间系统能正常工作的时间的平均值。MTBF=总工作时间/总故障次数（3分）平均修复时间MTTR（MeanTimeToRestore）是指数控系统从出现故障到能正常工作所用的平均修复时间。MTTR=总故障停机时间/总故障次数由于数控设备免不了出现故障，这就要求排除故障的修理时间越短越好。用平均有效度A来衡量，其计算方法如下：A=MTTR/（MTBF+MTTR）（2分）5.3数控机床的日常维护要做到哪几部分的维护？答：数控机床的日常维护要做到机械部分的检查调试、液压系统的检查调整、气动部分的检查调整、润滑部分的检查调整、电气部分的维护保养、数控系统中硬件控制部分的检查调整、伺服电机和主轴电机的检查、可编程机床控制器（PMC）的检查、测量反馈元件的检查。（5分）5.4简述机床导轨的维护与保养。a.导轨的润滑：降低摩擦系数、减少磨损、防止导轨面锈蚀，避免低速爬行与降低温升。注意油量与润滑油泵工作。（2分）b.导轨的防护:防止切屑、磨粒或冷却液散落在导轨上而引起磨损、擦伤和锈蚀，导轨面上应有可靠的防护装置。常用的有刮板式、卷帘式和叠层式防护罩。需要经常进行清理和保养。（3分）5.5附图并简述采用三相桥式反并联逻辑无环流可逆的主轴直流调速驱动系统主电路。数控机床主轴要求能正、反转，且切削功率尽可能大，并希望停止和改变转向迅速，故主轴直流电动机驱动装置往往采用三相桥式反并联逻辑无环流可逆调速系统，其主电路如图所示，其中VT1为正转组晶闸管，VT2为反转组晶闸管（2分）。图三相桥式反并联逻辑无环流可逆调速系统的主电路（2分）命令级电路的作用是防止正、反向两组晶闸管同时导通，它要检测电枢电路的电流是否到达零值，判别旋转方向命令，向逻辑电路提供正转组或反转组晶闸管允许开通信号，这两个信号是互锁的，由逻辑电路保证不同时出现。（1分）5.6在诊断系统故障的过程中应掌握哪几个原则？答：在诊断系统故障的过程中应掌握以下几个原则：（1分）（1）先外部后内部（1分）（2）先机械后电气（1分）（3）先静后动（1分）（4）先简单后复杂（1分）5.7数控机床导轨副有那些环节影响机床的正常运行和加工质量？导轨副是数控机床的重要执行部件，主要有滚动导轨、塑料导轨、静压导轨等；有直线移动导轨和回转运动导轨。影响机床正常运行和加工质量的主要环节有：①间隙调整装置，滚动导轨副的预紧环节；②润滑系统（包括润滑剂的种类、质量要求及润滑方式等的合理选择）；③导轨副的防护装置，目的是为防止切屑、磨粒或冷却液散落在导轨面上而引起磨损、擦伤和锈蚀等。这三个环节中任一环节出现异常都会影响到机床执行机构的正常运行。六、分析题（本题满分10分，每小题5分）6.1某机床在运行中，回转台交流伺服电机突然不起动。无故障报警显示，电源正常，环境无干扰源，外观检查正常，电机与线缆表观正常无异味，滑动面润滑正常，试分析该故障的原因？答：不是位置环故障（如果是位置环故障，PLC可以报警）。PLC报警不包括速度环的故障。所以，不能利用调用PLC状态参数信息表，因此大致定位在速度环。(2分)判出故障类型为硬件故障，可能原因如下：a.驱动电缆断线。查驱动电缆断线——外观检查法；b.过载保护装置的误动作。查过载保护装置；c.机械负荷太大——制动未释放、传动故障或卡死查制动与传动阻尼；d.速度调节器故障：功率驱动中大功率管击穿查速度环；e.电机故障——永磁体脱落或退磁。查电机；（3分）先查速度调节器是否发出速度指令,断开速度调节器两端，标准＋24V模拟速度信号强制输入，测试其输出是否正常？测试结果——无输出,判定故障点为速度调节器,更换之，故障排除。（2分）6.2铁路维护工人师傅常常用手锤敲击机车上的金属结构件，通过听声音判断构建是否有裂纹等机械故障。请你设计一套基于声音信号的便携式机械故障检测诊断系统，画出检测诊断系统原理框图，并用文字说明。答：无标准答案，量情给分。