一、简答题1. 简述数控机床控制系统出现故障时如何进行常规检查。
通常,常规检查分4个步骤进行:
1)首先进行外观检查,有针对性地查看是否有元器件出了问题。在整体检查中,注意空气开关、断路器、热继电器是否有跳闸现象,熔断器是否有熔断现象。
2)有针对性地用万用表等量具对连接电缆、电线进行检查,查看是否电阻值增大,是否有破裂现象。
3)有针对性地对连接端及接插件进行检查,查看是否有松动、过热、氧化等接触不良现象。
4)有针对性地对电源电压进行检查。检查电源电压时,通常断开负载,单独测量供电电压及有关控制电压值,一点一点扩大测量范围。
2. 简述数控系统软件故障形成的原因。
存储在RAM中的数控软件形成故障的原因大致有4种情况:
1)调试时误操作形成。在调试机床数据时,可能删除了不该删除的数据或写入了不正确的数据,使得存储在RAM中的控制软件发生了变化或部分丢失。
2)操作不规范的连锁作用造成报警、停机等使后继操作失败,机器数据处理中引起中断的结果。
3)RAM得不到维持存储内容的电压,而使RAM中的软件发生变化或丢失。
4)电源干扰脉冲窜入总线,引起程序错误、导致误动作或停机。
3. 简述数控进给系统软件报警和硬件报警的形式。
(1)进给驱动系统软件报警的形式大致有3类:
1)速度控制单元故障、位置控制信号出错。
2)检测元件故障或检测信号出错。
3)伺服单元、变压器、伺服电动机过热。
(2)进给驱动系统硬件报警的形式大致有4类:
1)电压超过额定值的10%或电动机的绝缘能力下降。
2)大电流使功率驱动元件损坏。
3)输入电压低于额定值的85%或电源接触不良。
4)机械负载过载,电动机电流的上限值设定得太低。
4. 简述数控系统在返回参考点时采样接近开关的方式(作图加以说明)。
数控系统在返回参考点时,采样接近开关的方式有两种(参考图5-11):
1)系统采样接近开关的上升沿,以上升沿的有效电平点作为参考点的脉冲。
2)系统采样完接近开关的上升沿后,控制坐标轴继续运动,并记录上升沿参考点后的运动距离;同时采样接近开关的下降沿,当采样到下降沿后计算上升沿和下降沿两点的中点距离,以此点作为该坐标轴参考点。
5. 简述数控机床控制系统故障检查的信号追踪法和系统分析法。
信号追踪法即追踪与故障信号相关联的信号来寻找故障单元。通常,可按控制系统流程框图从前往后或从后向前检查有关的信号有无、大小、性质和不同运行方式的状态,然后与正常工作情况相比较。
系统分析法即用缩小故障范围的方法,通过测试系统单个工作单元的输入输出信号来判断此单元工作是否正常。
6. 围绕数控机床在运行中常出现的故障来简述日常维护的注意事项。
1)注意通风散热问题。若箱内温度高,电路板就易变形,引起焊点接触不良或过热而出现短路甚至烧坏组件。
2)液压伺服系统要保持油的清洁。电液伺服阀要求油中不得有大于10μm的灰尘,否则可能会堵塞喷嘴和挡板之间的间隙造成误动作,导致出现故障。
3)自动换刀装置的定位。定时查看刀库选刀和换刀动作的定位状况是否正常。
4)定期更换直流电动机的电刷。
5)机械传动件的润滑和清洁。
7. 简述数控机床控制系统有哪些检查方法。
1)常规检查:外观检查,连接线、连接电缆检查,连接端及接插件检查,电源电压检查。
2)面板显示与指示灯分析。
3)信号追踪法。
4)系统分析法。
8. 简述何为数控机床控制系统的硬件故障和软件故障。
数控机床控制系统的硬件故障是指数控系统中的部件损坏或安装不正确;数控机床控制系统的软件故障是指MD参数设置不正确,或在编程中存在语句错误。
9. 数控机床标准直角坐标系中的坐标轴是如何命名的?
坐标轴的命名是执行标准GB/T 19660—2005,即笛卡儿坐标系。此标准和ISO841、EIA的标准是相同的。坐标系中的各个坐标轴与机床移动部件的直线导轨相平行:
Z坐标——是指平行于机床主轴轴线的直线。
X坐标——是指平行于工件装夹面,且水平放置,并且垂直于Z坐标的直线。
Y坐标——用右手定则来确定Y坐标的位置。
10. 用三针测量Tr30×6梯形螺纹,测得百分尺的读数M=30.80mm,求被测中径d
2等于多少?(提示:钢针直径,d
0=0.518P)
已知M=30.80,d0=0.518P,而M计算公式为M=d2+4.864d0-1.866P,整理后得:
d2=M-4.864d0+1.866P=(30.80-4.864×0.518×6+1.866×6)mm=26.879mm
11. 试述液压仿形车床工作原理及适用场合。
液压仿形车床是利用液压原理,根据仿形刀架,依照板式样件车削出所需的形状和尺寸的工件。一般适用半精车削轴、套、盘、环类零件的圆柱面、阶台、圆锥面和曲面等,以轴零件的为最多,其形状越复杂,加工数量越多,效率越高。液压仿形车床是实现中、小批量生产自动化的途径之一。
12. 分析数控机床交流主轴控制系统出现主轴电动机不转(或达不到正常转速)和交流输入电路的熔丝烧断的原因。
1)速度指令(参数)调试设置不正确。
2)主轴定向控制用传感器安装位置不正确(移位)。
3)控制单元电路板故障。
4)电源整流桥故障、逆变器故障。
13. 分析数控系统某坐标的重复定位精度不稳定(时大时小)及定位误差较大的故障原因和排除方法。
数控系统某坐标的重复定位精度不稳定(时大时小)及定位误差较大的故障原因:
1)传动系统的机械装配问题。由于丝杠螺母、导轨等安装不准造成运动部件的装配应力。
2)丝杠螺母螺距误差和间隙不均。
3)传动件的连接有松动。
排除方法:
1)重新安装丝杠螺母、导轨等部件。
2)进行丝杠螺母螺距误差补偿或更换较高精度的丝杠。
3)检查连接件并进行预紧。
14. 分析数控系统启动时,步进电动机不转,但屏幕显示坐标轴的位置在变化,且驱动器上标有RDY的绿色灯亮的原因和排除方法。
故障原因:出现这种故障说明PLC用户程序中已经给出了使能信号,但无驱动信号(即无脉冲、方向、使能输出),所以标准机床数据使系统工作在仿真方式。这种情况多数发生在系统调试完成后未做数据存储,或系统掉电后加载了缺省数据时。
排除方法:按数控系统的配置要求,输入所有必要的机床数据,并进行数据存储。
15. 分析SINUMERIK 802S系统在返回参考点时方向不正确(返回参考点的方向和定义的方向相反),而手动方式下的点动正、负方向均正确的故障原因和排除方法。
故障原因:
1)选用了负逻辑(NPN)的接近开关作为减速开关,或将普通行程开关作为减速开关时,采用了常闭接法。
2)在PLC MD14512 [2] 14512 [3]定义输入位的正负逻辑时,把对应于返回参考点减速开关的逻辑定义位设定为负逻辑。
排除方法:更换正逻辑接近开关,把对应的输入位设成负逻辑,或采用常开接法的普通行程开关作为返回参考点的减速开关。
16. 数控机床的工件装夹原则?数控机床加工时的工序划分原则?
选择原则:
1)应尽量减少装夹次数,力争一次装夹后能加工出全部待加工面。
2)在数控机床上,被加工的工件如需要二次装夹时,要尽可能利用同一基准面,以减少加工误差。
工序原则:
1)保证加工质量。数控机床加工一般分粗加工、半精加工及精加工。加工时,应逐步提高工件的加工精度,降低表面粗糙度值,保证工件加工质量。
2)合理使用设备。在工件加工时,可考虑其中的一部分加工在数控机床上完成,另外一部分加工在普通机床上完成,这样可以充分利用数控设备的效能。
17. 数控机床的加工路线和选择原则是什么?
数控机床的加工路线是指数控机床在加工过程中,刀具相对工件的运动轨迹和方向,即刀具从起刀点开始运动,直至返回该点并结束加工程序所经过的路径,包括切削加工的路径及刀具的引入、返回等非切削空行程。确定加工路线,主要是确定粗加工及空行程的走刀路线,而精加工切削过程的走刀路线都是沿工件轮廓进行的。
加工路线的选择原则:
1)保证工件的加工精度和表面粗糙度要求。
2)尽量缩短加工路线,减少刀具空行程时间。
3)使数值计算简单,程序段数量少。
18. 简述机床原点、机床参考点与编程原点之间的关系。
机床原点:现代数控机床都有一个基准位置,称为机床原点或机床绝对原点,是机床制造商设置在机床上的一个物理位置,其作用是使机床与控制系统同步,建立测量机床运动坐标的起始点。
机床参考点:在CNC机床上设有特定的机械位置,它是机床制造商在机床上用行程开关设置的一个物理位置,与机床原点的相对位置是固定,在这个位置上交换刀具及设定坐标系。
编程原点:编程人员在数控编程过程中定义在工件上的几何基准点。
19. 简述数控机床切削用量及其选择原则。
主轴转速(切削速度)、进给速度(进给量)和背吃刀量(或侧吃刀量)称为切削用量三要素。切削用量是否合理的标准是:
1)是否能保证工件表面的加工质量。
2)在数控机床刚性允许的条件下是否能充分发挥数控机床的功效。
3)在保证加工质量和刀具使用寿命的条件下,是否能充分发挥刀具的切削性能。
数控铣床切削用量选择:
1)背吃刀量与侧吃刀量的确定。背吃刀量与侧吃刀量的选取主要由加工余量和对表面质量的要求决定。
2)进给速度的确定。vf=afzs。
3)主轴转速的确定。主轴转速与切削速度的关系为:s=1000vc/πd。
20. 普通外圆车刀的6个标注角度分别在哪些平面上测量的?
主偏角、副偏角在基面上测量,前角、后角在主剖面/主截面上测量,副后角在副剖面/副截面上测量,刃倾角在切削平面上测量。
21. 精基准的选择原则是什么?
用加工过的表面作为定位的基准称为精基准。其选择原则如下:
1)基准重合原则。
2)基准统一原则。
3)自为基准原则。
4)互为基准原则。
5)保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便的原则。
22. 什么叫加工硬化?
加工硬化又称冷作硬化,是由于机械加工时,工件表层金属受到切削力的作用,产生强烈的塑性变形,使金属的晶格被拉长、扭曲,甚至被破坏而引起的。金属表面层产生加工硬化后,表面硬度提高,塑性降低,力学性能发生变化。
23. 什么是调质?
调质是淬火及高温回火的复合热处理工艺,目的是使材料获得较好的强度、塑性和韧性等方面的综合力学性质,并为以后的热处理做准备。
24. 什么是拟合?
当采用不具备非圆曲线插补功能的数控机床加工非圆曲线轮廓时,在加工程序的编制中,常常需要用多个直线段或圆弧段去近似地代替非圆曲线,这个过程称为拟合。
25. 什么是CAPP?
CAPP(Computer Aided Process Planning)是通过向计算机输入被加工零件的几何信息(图形)和加工工艺信息(材料、热处理、批量等),由计算机自动输出零件的工艺路线和工序内容等工艺文件的过程。