數(shù)控機床故障診斷復(fù)習(xí)部分答案

1、真誠為您提供優(yōu)質(zhì)參考資料，若有不當(dāng)之處，請指正。數(shù)控機床故障是指數(shù)控機床喪失了達(dá)到自身應(yīng)有功能的某種狀態(tài)，它有兩層含義，一是數(shù)控機床功能降低，但是沒有完全喪失功能，二是故障加劇，數(shù)控機床已不能保證其基本功能簡答題答題要點：1. 滾珠絲杠螺母副的維護(hù)一般指軸向間隙的調(diào)整，軸承的定期檢查，滾珠絲杠螺母副的潤滑，滾珠絲杠螺母副的防護(hù)。2. 根據(jù)監(jiān)測和診斷信息故障診斷分為聲振診斷、無損診斷、污染診斷、電氣診斷、交叉診斷、壓力強度診斷和溫度診斷。3. 數(shù)控機床主要由控制系統(tǒng)、機械系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)組成。根據(jù)診斷對象故障診斷分為控制系統(tǒng)診斷、機械系統(tǒng)診斷和輔助系統(tǒng)診斷。4. 空氣壓縮機常見故障有安全閥不能適時

2、開啟；進(jìn)、排氣閥工作不正常；排氣量不足；排氣溫度過高；排出的空氣中油、水成份含量高；油溫過高等。5. 啟動自診斷是系統(tǒng)自診斷軟件對數(shù)控裝置中關(guān)鍵的硬件和控制軟件，如CPU、RAM、ROM等芯片，MDI、CRT、輸入輸出等模塊、系統(tǒng)軟件、監(jiān)控軟件等逐一進(jìn)行檢測，并將檢測結(jié)果在顯示器上顯示出來。6. 離線診斷是指早期的一些數(shù)控機床出現(xiàn)故障時，停機使用隨機的專用診斷紙帶對系統(tǒng)進(jìn)行離線診斷。將紙帶上的診斷程序讀入數(shù)控裝置的RAM中，由數(shù)控系統(tǒng)運行診斷程序，對故障部位進(jìn)行檢測。7. 時間序列分析法在故障診斷中的應(yīng)用是多方面的，可用于系統(tǒng)穩(wěn)定性的判別，分析系統(tǒng)的頻率響應(yīng)和信號的頻率構(gòu)成的信息、預(yù)測設(shè)備的未

3、來發(fā)展趨勢等。8. 目前專家系統(tǒng)的技術(shù)存在以下缺陷：1）專家系統(tǒng)的知識獲取比較困難，系統(tǒng)層次少。2）專家系統(tǒng)一般還不具備自學(xué)習(xí)能力和聯(lián)想記憶的功能，因此不能通過聯(lián)想記憶、識別和類比方式進(jìn)行推理。9. 故障診斷的基本環(huán)節(jié)：確定狀態(tài)監(jiān)測的內(nèi)容；選取適合的傳感器和測試裝置，構(gòu)建多傳感器和多參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)，收集故障診斷所需的信息；對獲取的信號進(jìn)行加工、處理和分析；進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測、判斷和預(yù)報，構(gòu)造或選定判據(jù)。10. 傅立葉變換本質(zhì)是信號的時域和頻域的一種變換，或者說是映射，是信號頻率結(jié)構(gòu)分析的重要工具。它分為傅立葉級數(shù)，離散傅立葉變換，快速傅立葉變換11. 傅立葉變換的性質(zhì)有線性性質(zhì)、對稱性質(zhì)、尺度性質(zhì)、時

4、移、頻移、微分性質(zhì)、積分性質(zhì)、乘積和卷積。12. 故障診斷有兩方面的含義：一是查明導(dǎo)致設(shè)備或系統(tǒng)發(fā)生故障的子系統(tǒng)或相關(guān)的XXX；二是找到使這些子系統(tǒng)或相關(guān)XXX處于故障狀態(tài)的初始原因。 13. 液壓系統(tǒng)的管壁和液壓元件表面長期受液壓沖擊和高溫的作用，油液中游離出來的空氣中所含的氧氣具有較強的酸化作用，因此管壁和液壓元件表面逐漸腐蝕，嚴(yán)重時剝落呈現(xiàn)蜂窩狀。使元件的工作壽命降低。這種因氣穴現(xiàn)象而產(chǎn)生的零件腐蝕稱為氣蝕。14. 由于氣穴現(xiàn)象，液體中的氣泡隨著液體運動到高壓區(qū)時，氣泡在周圍壓力油沖擊下，其體積迅速縮小，氣泡表面和表面外的液體以很高的速度向氣泡中心流動當(dāng)氣泡半徑縮小到氣泡即將潰滅時，液體

5、流動速度為零，此葉氣泡中心將產(chǎn)生很高的壓力。氣泡中心的壓力在瞬間急劇升高，并以壓力波的形式向四周傳插，產(chǎn)生強烈的振動和噪聲，這種噪聲就是氣體噪聲。15. 典型的專家系統(tǒng)通常由知識庫、推理機、數(shù)據(jù)庫、自學(xué)習(xí)機制、解釋程序和知識獲取程序等功能子系統(tǒng)或模塊組成。16. 對于高速旋轉(zhuǎn)的部件，振動測量點的選擇是：軸主要是測定它的振動位移。軸承的測量點應(yīng)盡量靠近軸承的承載區(qū)，且與被監(jiān)測的旋轉(zhuǎn)部件最好只有一個界面，盡可能避免多層相隔，以減少振動信號在傳遞過程中因中間環(huán)節(jié)造成能量衰減。同時測量點必須要有足夠的剛度。17. 根據(jù)診斷形式可以分為四種類型，即定期診斷和連續(xù)診斷，直接診斷和間接診斷,功能診斷和運行診

6、斷,在線診斷和離線診斷。18. 超聲波檢測法可以檢測垂直于超聲波的金屬和非金屬材料的平面缺陷，探測的厚度大、檢測靈敏度高。其缺點是檢測時有一定的近場盲區(qū)，檢測結(jié)果不能記錄、檢測中采用的耦合劑易污染等。19. 把傅立葉分析方法和統(tǒng)計分析方法結(jié)合起來，從統(tǒng)計的角度出發(fā)，進(jìn)行適合于具有隨機性質(zhì)時間序列的譜分析，這種方法稱為功率譜分析方法。20. 閉環(huán)控制系統(tǒng)是由位置環(huán)節(jié)、速度環(huán)節(jié)和電流環(huán)節(jié)組成的三環(huán)結(jié)構(gòu)；位置環(huán)輸入信號有兩個，一個是數(shù)控裝置紿出的指令信號，另一個是由位置檢測元件反饋的實際位移量負(fù)反饋信號。速度環(huán)輸入信號有兩個，一個是位置環(huán)的輸出信號另一個是速度檢測元件負(fù)反饋的信號。電流環(huán)也有兩個輸入

7、信號一個是速度環(huán)輸出的信號，另一個是電流檢測元件反饋的信號。21. 機床維護(hù)人員通過感覺器官對機床進(jìn)行問、看、聽、觸、嗅等，了解到機床機械部件的形貌、聲音、溫度、振動、顏色和氣味的變化來進(jìn)行故障診斷，這種故障診斷方法稱為實用診斷。22. 射線檢測法是利用各種射線源對材料的不同厚度的透射性能及不同材料對射線的衰減程度不同，使感光底片成為不同灰度的圖像，該方法主要用來探測設(shè)備內(nèi)部的氣孔、夾渣、鑄造孔洞等立體缺陷。23. 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)專家系統(tǒng)在知識獲取、知識表示、并行推理、適應(yīng)性學(xué)習(xí)、容錯能力等方面有優(yōu)越性，可以彌補專家系統(tǒng)的弱點。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)專家系統(tǒng)的知識表示與傳統(tǒng)的專家系統(tǒng)有很大的差別，它是一種隱式表示

8、，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)專家系統(tǒng)把知識變成網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值和閥值，存儲于整個網(wǎng)絡(luò)之中，其推理過程是一種并行計算過程，具有自適應(yīng)能力。24. 數(shù)控機床一般由計算機數(shù)控裝置、輸入輸出裝置、伺服驅(qū)動系統(tǒng)、機床電器邏輯控制裝機床等組成。其故障具有復(fù)雜性、特殊性和多層次性。25. 常見的故障模型有故障樹形圖模型、流程圖模型和邏輯圖模型。故障樹形圖模型包括有串聯(lián)模型、并聯(lián)模型和故障樹形圖等；流程圖模型有信息流程圖、坐標(biāo)圖、矢線圖等；邏輯圖模型有邏輯圖、閥體圖、直線圖。26. 概率密度函數(shù)提供了隨機信號的幅值分布信息，是隨機信號的主要特征參數(shù)之一。概率密度函數(shù)恒為實值非負(fù)函數(shù)，不同類型的信號往往具有各自獨特的概率密度函數(shù)曲線圖

9、形。27. 利用互相關(guān)函數(shù)的性質(zhì)，應(yīng)用相關(guān)分析原理來消除信號中的噪聲干擾，提取有用信息的處理方法叫做相關(guān)濾波。28. 故障特征參量的選取應(yīng)遵循以下原則：1）狀態(tài)的微弱變化引起故障特征參量較大變化的高度敏感性；2）。故障特征參量依賴于系統(tǒng)狀態(tài)的改變而變化的高度可靠性；3）故障特征參量應(yīng)該是便于檢測的，即可實現(xiàn)性；4）基于知識的專家診斷系統(tǒng)在故障診斷過程中是重要的組成部分。29. 數(shù)控機床主軸伺服系統(tǒng)故障的表現(xiàn)形式有兩種，一種是無報警信息故障，另一種是有報警信息故障。報警信息故障分為兩種，一種是CRT顯示故障信息，另一種由主軸驅(qū)動裝置的數(shù)碼管或指示燈顯示故障信息。30. 小波包分析是從小波分析延伸

10、出來對信號進(jìn)行更加細(xì)致的分析與重構(gòu)的方法，小波包分析不但分析信號的低頻成分，對信號的高頻成分也進(jìn)行二次分解，小波包分解的層數(shù)越多，頻域分辨率就越高，而時域分辨率就越低，小波包重構(gòu)可以提高時域的分辨率。31. 模糊系統(tǒng)通常由模糊化接口、知識庫、模糊推理決策和反模糊化接口組成。模糊化接口用于實現(xiàn)精確量到模糊量的變化；模糊知識庫包括數(shù)據(jù)庫和規(guī)則庫；模糊推理機是模糊系統(tǒng)的核心，它實質(zhì)上是一些決策邏輯；非模糊化是指在通過模糊推理得到的模糊集合中，選取能代表推理結(jié)果的精確量的轉(zhuǎn)化過程。32. 數(shù)控機床故障診斷的目的是預(yù)防數(shù)控機床故障的發(fā)生,提高數(shù)控機床的可靠性和安全性。需要了解各類故障產(chǎn)生的原因,進(jìn)行失效

11、分析,清楚失效的原因,才能排除故障，預(yù)防故障的再發(fā)生。33. 離線診斷是將紙帶上的診斷程序讀入數(shù)控裝置的RAM中，由數(shù)控系統(tǒng)運行診斷程序，對故障部位進(jìn)行檢測。離線診斷一般對CPU、RAM、軸控制口和I/O接口、紙帶閱讀機。34. 射線探傷的主要方法有透視照相法、電離探測法、X射線熒光屏觀察法、電視觀察法以及X射線計算機層析攝影等。35. 非周期信號或各態(tài)歷程隨機信號可以進(jìn)行傅立葉變換，變換后的信號是頻率的函數(shù)，這些頻率的函數(shù)的集合稱為頻域。36. 溫度診斷是以溫度、溫差，溫度場、熱象等熱學(xué)參數(shù)為檢測目標(biāo)，其檢測原理是以設(shè)備的熱傳導(dǎo)，熱擴(kuò)散或熱容量等熱學(xué)性能的變化為基礎(chǔ)的。 37. 模糊診斷是由

12、模糊蘊涵關(guān)系矩陣R和征兆模糊向量A，求故障模糊向量B，然后根據(jù)判別準(zhǔn)則確定故障。模糊診斷準(zhǔn)則有最大隸屬度準(zhǔn)則、擇近準(zhǔn)則和模糊聚類準(zhǔn)則等。38. 數(shù)控機床對主軸的要求：具有輸出功率大，過載能力強；具有調(diào)速范圍寬，恒功率范圍寬；具有四象限驅(qū)動能力，速度響應(yīng)快；具有進(jìn)給控制和位置控制功能；具有可靠性高，低噪聲，體積小，質(zhì)量輕，溫升低。39. 數(shù)控機床對伺服系統(tǒng)的要求：具有良好的快速性；具有較寬的調(diào)速范圍，以適合不同的零件、不同的工藝；具有較強的過載能力，在低速切削時保持恒轉(zhuǎn)矩，無爬行；具有良好的精度；具有高的可靠性。40. 接觸式測溫是將測溫傳感器與被測對象接觸，通過被測對象與測溫傳感器之間的熱交換

13、達(dá)到熱平衡，利用傳感器中的溫度敏感元件隨溫度而變化的特性來檢測溫度。 常見的接觸式測溫方法有熱電偶法測溫、熱電阻法測溫、以及集成溫度傳感器測溫三種。故障診斷實例分析題答題要點1. 此類故障機械方面的因素較多，如果從機床的傳動誤差和刀架的重復(fù)定位精度方面進(jìn)行分析，引起故障的因素可能為:1）滾珠絲杠軸承螺母松動。2）滾珠絲杠軸承和伺服電動機軸的聯(lián)軸器松動。3）滾珠絲杠與外裝編碼器之間松動。4）切削用量選擇的不合理。5）電動機故障；2.1） 外部電源沒有提供，缺相或外部形成了短路；2） 電源的保護(hù)裝置跳閘形成了電源開路；3） PLC的XXX錯誤或者互鎖裝置使電源不能正常接通； 4） 系統(tǒng)上電按鈕接觸

14、不良或脫落； 5） 元氣件的損壞引起的故障（熔斷器熔斷、浪涌吸收器的短路等）。 3. 原因1：機床設(shè)計時選擇的空氣開關(guān)容量過小，或空氣開關(guān)的電流選擇撥碼開關(guān)選擇了一個較小的電流。原因2：機床上使用了較大功率的變頻器或伺服驅(qū)動，并且在變頻器或伺服驅(qū)動的電源進(jìn)線前沒有使用隔離變壓器電感器，變頻器或或伺服驅(qū)動在上強電時電流有較大的波動，超過了空氣開關(guān)的限定電流，引起跳閘。4. 1）顯示模塊損壞。2）顯示模塊電源不良或沒有接通。3）顯示屏由于電壓過高被燒壞。4） 系統(tǒng)顯示屏亮度調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)過暗 5）傳輸電纜損壞或斷。5. 1）可能是系統(tǒng)文件被病毒破壞或丟失，可能是計算機被病毒破壞，2分)也可能是系統(tǒng)軟件中

15、文件損壞了或丟失了。2分)重新安裝數(shù)控系統(tǒng)，將計算機的CMOS設(shè)為A盤啟動；插入干凈的軟盤啟動系統(tǒng)后，重新安裝數(shù)控系統(tǒng)。2分)2）電子盤或硬盤物理損壞電子盤或硬盤在頻繁的讀寫中有可能損壞，這時應(yīng)該修復(fù)或更換電子盤或硬盤。2分)3）系統(tǒng)CMOS設(shè)置不對。6. 1）電器變擋信號是否輸出。2）壓力是否足夠。3）變擋液壓缸研損或卡死。4）變擋電磁閥卡死。5）變擋液壓缸撥叉脫落。6）變擋液壓缸竄油或內(nèi)泄。7）變擋復(fù)合開關(guān)失靈。7. 1）參數(shù)設(shè)置不當(dāng)；2）同時運行了系統(tǒng)以外的其他內(nèi)存駐留程序；3）正從軟盤或網(wǎng)絡(luò)調(diào)用較大的程序；4）從已損壞的軟盤上調(diào)用程序；5）系統(tǒng)文件被破壞。系統(tǒng)在通訊時或用磁盤進(jìn)行考貝文

16、件時，有可能感染病毒，用殺毒軟件檢查軟件系統(tǒng)清除病毒或者重新安裝系統(tǒng)軟件進(jìn)行修復(fù)。8. 1）CRT亮度與灰度旋鈕在運輸過程中出現(xiàn)震動。重新裝緊。2）系統(tǒng)在出廠時沒有經(jīng)過初始化調(diào)整。進(jìn)行初始化設(shè)置或XXX廠家設(shè)置。 3）系統(tǒng)的主板和存儲板有質(zhì)量問題。更換主板和存儲板9. 1) 排除故障的方法可以通過調(diào)整主軸的起制動時間常數(shù)，2) 減少其制動時間。3) 但是有時也出現(xiàn)起動正常，制動時間長且有溜車的現(xiàn)象，這可能是主軸停止時使能丟失造成的。4) 如果反向制動出現(xiàn)故障，可根據(jù)報警內(nèi)容診斷。5) 如果是使能丟失，不出現(xiàn)報警，檢查使能線路。 10. 造成這類故障的原因有：1）印制線路板表面太臟或內(nèi)部電路接觸

17、不良。2）觸發(fā)脈沖電路故障，晶閘管無觸發(fā)脈沖產(chǎn)生。3）機床未給出主軸旋轉(zhuǎn)信號、電動機動力線電線或主軸控制單元與電動機連線不良。4）機械連接脫落，如高/低檔齒輪切換用的力和齒嚙合不良。5）機床負(fù)載太大。6）控制信號為滿足主軸旋轉(zhuǎn)的條件，如轉(zhuǎn)向信號、速度給定電壓為輸入。11. 1）主軸編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)設(shè)置錯誤，或確認(rèn)主軸編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)是否設(shè)置正確?；?）PLC程序錯誤，或檢查PLC程序中主軸速度和D/A輸出部分的程序。或3）速度控制信號電纜連接錯誤。12. 1）參數(shù)設(shè)置不合理。2）系統(tǒng)內(nèi)存不足。3）操作不當(dāng)。4）參數(shù)設(shè)置不當(dāng)。5）系統(tǒng)發(fā)生溢出。 13. 由于機床在手動及執(zhí)行G00時動作正常，而G

18、01、G02、G03執(zhí)行的是編程的F值（進(jìn)給速度），可能的原因是F為零或進(jìn)給倍率為0；若檢查出F值進(jìn)給倍率均正常，應(yīng)查看是否選擇了G99（主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給），而主軸上未安裝編碼器或主軸編碼器故障則會出現(xiàn)該故障。 14. 首先考慮是否將屏幕亮度調(diào)節(jié)按鈕調(diào)節(jié)的過于明亮，手動調(diào)節(jié)其按鈕，結(jié)果發(fā)現(xiàn)屏幕亮度雖然發(fā)生變化，但屏幕上的字跡還是無法分辨，排除不是亮度調(diào)節(jié)按鈕出現(xiàn)問題，進(jìn)一步檢查，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)CMOS中的屏幕分辨率已被更改，造成系統(tǒng)顯示模糊，經(jīng)調(diào)整后，問題得到解決。15. 1）機床鎖住按鈕損壞，使機床按鈕一直處在機床鎖住的狀態(tài)。2）脈沖發(fā)生器壞。3）伺服或主軸部分出現(xiàn)報警。4）系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置不對。5）手搖

19、使能無效，或使能信號沒有接通。16. 1）機床參數(shù)設(shè)定錯誤。重新設(shè)置機床參數(shù)。2）進(jìn)給倍率開關(guān)連接不良。3）機床“程序控制”方式選擇不當(dāng)；修改機床的程序控制方式為合理的方式。17. 回參考點故障一般分為找不到參考點和找不準(zhǔn)參考點兩類。前一類故障一般是回參考點減速開關(guān)產(chǎn)生的信號或零標(biāo)志脈沖信號失效，可以檢查脈沖編碼器零標(biāo)志位或光柵尺零標(biāo)志位是否有故障。后一類故障由參考點開關(guān)擋塊位置不當(dāng)引起，需要重新調(diào)整擋塊位置。18. 1）負(fù)載過大，超過電動機的承載能力。2） 負(fù)載忽大忽小。3）負(fù)載的轉(zhuǎn)動慣量過大，啟動時失步、停車時過沖。4） 傳動間隙大小不均。5）傳動間隙產(chǎn)生的零件有彈性變形。6） 電動機工作

20、在震蕩失步區(qū)。7） 電路總清零使用不當(dāng)。8）干擾。 9） 定、轉(zhuǎn)子相檫。19. 1）刀塔抬起、落下開關(guān)信號不正常（更換開關(guān)）。2）轉(zhuǎn)塔記數(shù)開關(guān)信號不正常（調(diào)整開關(guān)位置）。3）傳動凸輪磨損（拆修轉(zhuǎn)塔刀架機械，更換凸輪）。4）轉(zhuǎn)塔卡緊的機械系統(tǒng)故障（調(diào)整轉(zhuǎn)塔卡緊的機械系統(tǒng)）。5）松開轉(zhuǎn)塔的輸入信號有問題。20. 此現(xiàn)象可以確定是電源方面出了問題，所以可以根據(jù)電氣原理圖逐步從電源的輸入端進(jìn)行檢查，當(dāng)檢查到保險后的電噪聲濾波器時發(fā)現(xiàn)性能不良，后面的整流、振蕩電路均正常，拆開噪聲濾波器外殼發(fā)現(xiàn)里面燒焦，更換噪聲濾波器后，系統(tǒng)故障排除。21. 1）電源容量太小或AC電源電壓過低。2）伺服驅(qū)動器的保險絲熔斷

21、。3）沖擊電流限制電阻斷線（電源電壓是否異常，沖擊電流限制電阻是否過載）。4）伺服ON信號提前有效。5）電機主電路用電纜短路。6）發(fā)生瞬時停電。7）整流器件損壞或伺服驅(qū)動器故障。22.用診斷功能監(jiān)視減速信號，并記下參考點位置與減速信號起作用的那點位置。這兩點之間的距離應(yīng)該等于大約電機轉(zhuǎn)一圈時機床所走的距離的一半。調(diào)整參考點減速擋塊位置或?qū)㈦姍C旋轉(zhuǎn)一個角度（180左右），使得擋塊放開點與“零脈沖”位置相差在半個螺距左右，機床即可以恢復(fù)正常工作 23.1）負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量過大（再生能力不足）。2）內(nèi)部或外接的再生放電電路故障（包括接線斷開或破損等）。3）加減速時間過小，在降速過程中引起過電壓。4）檢查AC電源電壓（是否有過大的變化）24.1）連接不良。這里指的連接有兩個方面。一是電動機動力線連接不良，二是電動機和檢測元件之間的連接不良。2）CNC系統(tǒng)中有關(guān)漂移量補償?shù)膮?shù)設(shè)定錯誤引起的。3）速度控制單元CNC裝置的主板的位置控制部分有故障25. .空氣壓縮機氣缸工作速度達(dá)不到要求主要是由于壓縮機氣缸故障引起的。1）負(fù)載比預(yù)定數(shù)值大；2）氣缸泄漏嚴(yán)重；3）氣缸活塞動作阻力大；4）缸徑可能變化。26. 內(nèi)泄漏有兩種原因：1）活塞密封件損壞，活塞兩邊相互竄氣。2）活塞