2022年数控机床装配调试和维修试题 .pdf
学而不思则惘，思而不学则殆数控机床维护维修大赛考试试题总时间： 360 分钟考试组号：机床编号：参赛单位：考生姓名：第一题：数控机床进给轴装配及调试（共 22 分）请根据现场配备工具、Z 轴部装图及本阶段考核内容完成相应装配、准备工作并填写表一。本阶段考核内容(所有项选手完成后需经裁判确认可方能进行下一环节) 表一：装配工艺流程卡产品型号部件名称共2 页第1 页序号装配内容及技术要求装配工艺及技术要求工艺装配工具完成情况备注自检记录一清洗及零件的摆放，符合金属切屑机床通用技术条件的各项规定二拆卸机床尾座放在软基面上三以 Z 轴电机座为基准，安装及调整 Z 轴溜板箱、轴承支架，要求Z 轴电机座、溜板箱、轴承支架三者的同轴度上、侧母线均0.01/全长，其轴承孔或丝杆螺母孔与机床床身导轨平行度上、侧经 裁 判 确 认后，发给选手溜 板 箱 和 轴承 座 的 定 位销，以便选手进 行 后 面 的得分精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 22 页学而不思则惘，思而不学则殆母 线全长允差均为0.01/200mm。安 装 调 试 工作四安装 Z 轴电机座、 轴承支架的轴承组件， 安装 Z 轴溜板箱的滚珠丝杠副组件， 对 Z 轴滚珠丝杠副及其整套传动部件予以固定产品型号部件名称共2 页第2 页序号装配内容及技术要求装配工艺及技术要求工艺装配工具完成情况备注自检记录裁判确认记录五按图纸正确的固定及预紧滚珠丝杠副后，复检滚珠丝杠副在轴承座、电机座、丝杠螺母座端上、侧母线径向跳动六Z 轴滚珠丝杠副安装后其与电机连接端的径跳和轴窜检侧及调整，径跳允差 0.012mm，轴窜允差 0.008mm 七安装 Z 轴伺服电机、滚珠丝杠副防护板八机床防护门、尾座等其它零件的安装在 加 工 工 件前 必 须 安 装机床防护门九机床精度检测与补偿十装入机床主轴卡盘精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 22 页学而不思则惘，思而不学则殆裁判签字：第二题：数控机床电气连接（共7 分）请考生结合数控机床电气原理图，将机床接线端子排XT1,XT2尚未连接的电缆按照要求连接完毕，连接时端子排从右端第一条电缆开始编号为 XT1-1 ，XT2-1 依次填写表二 ,如果因为端子排或其他原因造成电缆与端子不对应，需在备注中说明。全部连接正确得7 分，连接错误1 条扣 1 分，扣完为止。如果出现连接不牢靠，连接过于凌乱酌情扣分。表二：电气连接记录表所在位置电缆端号电缆名称或作用得分备注XT1-1 U01 主轴电机风扇电源XT1-2 XT1-3 XT1-4 XT1-5 XT1-6 XT1-7 XT1-8 XT1-12 XT1-14 XT2-1 XT2-2 XT2-3 XT2-4 XT2-5 XT2-6 XT2-7 XT2-8 XT2-9 XT2-10 XT2-11 XT2-12 XT2-13 XT2-14 得分精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 22 页学而不思则惘，思而不学则殆XT2-15 XT2-16 XT2-17 XT2-18 XT2-19 XT2-20 XT2-21 XT2-22 XT2-23 XT2-24 XT2-25 XT2-28 XT2-29 XT2-30 XT2-31 第三题：数控机床参数设置、调试、故障维修（共43 分）上电前的检查，此检查在系统上电运行之前必须进行，经裁判检查无误后方可以通电运行。（5 分）表三：上电检查记录表序号检查事项是否正常解决方法备注1 各电源的相电阻及对地电阻。若中间经过空开.交流接触器 .保险等器件，应手动令这些器件导通测量。2 电源变压器的进出线顺序，务必检查。如：伺服变压器，主轴变压器，220V 控制变压器，110V 控制变压器等。3 开关电源， 24V 正负是否正确。之间是否有短路现象。4 各继电器线圈控制电源正负是否正确，连接是否牢靠。5 伺服电机电源线相序是否正确，各电机电源及反馈端子是否连接正确牢靠。6 检查各回路导线、电缆的规格是否符合设计要求。得分精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 22 页学而不思则惘，思而不学则殆7 各伺服电机电源线与码盘线是否一一对应。连接是否牢靠。8 检查所有24V 继电器线圈接线是否正确。9 各轴限位开关是否动作灵活、可靠。目测开关安装位置是否正确。10 Z 轴是否安装完成。11 机械是否有干涉，尾座是否已经归位。裁判没有签字确认前擅自通电者扣5 分裁判确认：2、请考生根据提供的机床相关技术指标及技术要求设置相关的参数机床技术指标及要求：表四：机床相关部件技术指标：项目名称数值单位项目名称数值单位主轴电机的额定功率5.5 KW X 轴伺服电机极对数3 无主轴电机的最高转速5500 r/min X 轴伺服电机编码器线数2500 主轴电机的极对数2 无X 轴电机与丝杆传动比1：1 主轴电机的基本频率50 Hz X 轴丝杠螺距4 mm 主轴电机的额定电压380 V X 轴电机额定及最高转速1200/2000 r/min 主轴额定电流11.6 A Z 轴伺服电机极对数3 主轴电额定转速1460 r/min Z 轴伺服电机编码器线数2500 主轴电机与主轴传动比3：2 无Z 轴电机与丝杆传动比1：1 主轴档位1 无Z 轴丝杠螺距6 mm 主轴编码器每转脉冲数1024 无Z 轴电机额定及最高转速1200/2000 r/min 得分精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 22 页学而不思则惘，思而不学则殆表五：机床技术指标要求序号项目名称要求单位备注X 轴Z 轴1 主轴速度范围1202100 r/min 2 主轴手动初始转速300 r/min 3 机床坐标显示（公制/英制）公制4 是否采用断电保护否5 外置存储设置类型U 盘6 是否显示pmc 轴否7 上电系统是否提示回零否8 脉冲输出方式单脉冲单脉冲9 正负软极限设置根据机床实际情况进行设置微米正确设置10 回参考点方向正向正向11 参考点位置及偏差0 0 微米12 回参考点快移速度X 轴 2500 Z 轴 3000 mm/min 13 回参考点定位速度200 200 mm/min 14 单向定位偏移值1000 1000 微米15 最高快移速度3000 5000 mm/min 16 最高加工速度1500 3000 mm/min 17 快移加减速时间常数64ms 64 ms 18 快移加减速捷度时间常数32 32 ms 19 加工加减速时间常数64 64 ms 20 加工加减速捷度时间常数32 32 ms 21 定位允差20 20 微米22 最大跟踪误差12000 12000 微米3、数控系统、变频器、伺服参数的调整与修改。（共 13 分）1）根据系统的连接手册、变频器说明书和伺服说明书以及技术指标进行参数设置，置参数时详细填写表六，以备裁判对照考生填写的答题表进行分数的给定。所有参数的总分为13 分，全部设置正确得13 分，设置错误或漏设1 个扣 1 分，扣完13 分为止，参数设置应能符合技术要求及保证机床正常运行。得分精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 22 页学而不思则惘，思而不学则殆表六：参数调整表参数类别序号参数名称调整前数值调整后的数值单位系统参数1 主轴编码器每转脉冲数2 公制 /英制编程3 是否采用断电保护机床位置4 英制默认显示小数点后位数5 外置存储设置类型6 是否显示系统时间7 是否显示pmc 轴8 主轴编码器方向PMC 用户参数P0 上电系统是否提示回零P1 主轴总档位数P2 主轴手动初始速度P3 主轴是否支持抱闸P4 主轴速度完成最大时间P5 DA 对应主轴最高理论转速P7 刀架工位数P30 一档理论低速P31 一档理论高速P38 一档实测低速P39 一档实测高速P46 一档传动比分子P47 一档传动比分母参数类别序号参数名称X 轴Z 轴单位调整前数值调整后的数值调整前数值调整后的数值轴参数1 外部脉冲当量分子微米2 外部脉冲当量分母无3 正软极限位置微米4 负软极限位置微米5 回参考点方向无6 参考点位置微米7 参考点开关偏差微米8 回参考点快移速度毫米 /分精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 22 页学而不思则惘，思而不学则殆9 回参考点定位速度毫米 /分10 单向定位偏移值毫米11 最高快移速度毫米 /分12 最高加工速度毫米 /分13 快移加减速时间常数毫秒14 快移加减速捷度时间常数毫秒15 加工加减速时间常数毫秒16 加工加减速捷度时间常数毫秒17 定位允差微米伺服参数1 是否带反馈无2 最大跟踪误差微米3 电机每转脉冲数个4 步进电机拍数无5 反馈电子齿轮比分子无6 反馈电子齿轮比分母无7 参考点零位脉冲输入使能无8 是否是步进电机无变频器参数调整表：序号参数编号参数名称调整后前参数调整后的参数1 2 3 4 5 伺服驱动参数调整表：序号参数编号参数名称调整前的参数调整后的参数1 2 3 4 5 4、阅读 plc 程序，填写表七：(共 5 分) 表七：得分精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 22 页学而不思则惘，思而不学则殆序号要求答案1 简单描述限位及急停模块2 简述刀架手动模块3 如何利用空余键（X4.1）代替冷却键5、机床功能检查及调试（共20 分）考生可以根据所列选项进行试车，保证机床各项功能的正确性，各动作能够正常实现。如在调试过程中出现故障，考生应进行排除并做详细记录填入故障排除记录栏，经裁判签字确认以后方可进行下一步。表八：上电过程记录表类别检查事项技术指标检验标准是否正常故障原因分析故障排除记录备注电源机床总电源将所有空气开关保险全部拉下。并将数控系统电源线拆下。 合上总电源开关， 测量单项，三相电压是否正常，符合系统要求。根据电气图纸， 逐步合上空开或保险，检查各电源电压是否正常。按从强到弱， 从前到后的顺序经行。数 控系 统电源测量世纪星电源插头24V 电压是否正常，对应脚号的极性是否正确，然后断开电源，将电源插头插入。系统启动急停急停回路各电源没有问题， 打开急停， 系统是否能够复位并显示正常， 拍下急停以后， 系统处在急停状态。裁判签字：得分精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 22 页学而不思则惘，思而不学则殆1）手动方式下功能检查。检测如下功能时首先将机床的工作状态切换到手动方式下，按照表逐项进行检查，如果有问题请进行调试和维修并记录在故障排除记录栏表九：手动方式下功能检查记录表类别检查事项技术指标检验标准是否正常故障原因分析故障排除记录备注手动进给+X 方向按下机床X 轴正向点动按键， 机床向正方向移动-X 方向按下机床X 轴负向点动按键， 机床向负方向移动+Z 方向按下机床Z 轴正向点动按键， 机床向正方向移动-Z 方向按下机床Z 轴负向点动按键， 机床向负方向移动倍率修调在机床移动过程中，增减机床进给倍率，机床移动速度按比例变化手动快速进给+X 方向同时按下机床X 轴正向点动和快速进给按键， 机床向 X 正方向快速移动-X 方向同时按下机床X 轴负向点动和快速进给按键， 机床向 X 负方向快速移动+Z 方向同时按下机床Z 轴正向点动和快速进给按键， 机床向 Z 正方向快速移动-Z 方向同时按下机床Z 轴负向点动和快速进给按键， 机床向 Z 负方向快速移动倍率修调在机床移动过程中，增减机床进给倍率，机床移动速度按比例变化机床硬限位保护+X 方向超程手动将机床移动到X 轴正向超程的位置，机床应急停并提示X 轴正向超程如限位开关无效禁止运行机床-X 方向超程手动将机床移动到X 轴负向超程的位置，机床应急停并提示X 轴负向超程+Z 方向超程手动将机床移动到Z 轴正向超程的位置，机床应急停并提示Z 轴正向超精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 22 页学而不思则惘，思而不学则殆程-Z 方向超程手动将机床移动到Z 轴负向超程的位置，机床应急停并提示Z 轴负向超程超程解除机床超程后，按下超程解除按键，系统能够复位， 手动移动机床解除超程主轴主轴正转按下主轴正转按键，主轴正转主轴停止按下主轴停止按键，主轴停止旋转主轴反转按下主轴反转按键，主轴反转主轴点动按下主轴点动按键，主轴正转，手摇（手摇方式）+X 方向手摇方式下按下X 轴正向点动按键选择X 轴，倍率开关选10,顺时针摇动手轮，机床X 轴向正方向移动-X 方向手摇方式下按下X 轴正向点动按键选择X 轴，倍率开关选10,逆时针摇动手轮，机床X 轴向负方向移动+Z 方向手摇方式下按下Z 轴正向点动按键选择Z 轴，倍率开关选10,顺时针摇动手轮，机床Z 轴向正方向移动-Z 方向手摇方式下按下Z 轴正向点动按键选择 Z 轴， ，倍率开关选10,顺时针摇动手轮，机床轴向负方向移动手摇倍率分别选择不同的倍率1、 10、100 摇动手轮一格，机床相应移动0.001、0.01 、 0.1MM 回参考点X 轴回参考点工作方式切换到回零方式，按下 x 轴正向点动按键，机床回零，连续回零5 次，并记录回零后机床坐标值。Z 轴回参考点工作方式切换到回零方式，按下z 轴正向点动按键，机床回零，连续回零5 次，并记录回零后机床坐标值。手动选刀1号刀选择 1 号刀位，按下刀位转换，机床开始换刀。并最终停在1 号刀位精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 22 页学而不思则惘，思而不学则殆2号刀选择 2 号刀位，按下刀位转换，机床开始换刀。并最终停在2 号刀位3号刀选择 3 号刀位，按下刀位转换，机床开始换刀。并最终停在3 号刀位4号刀选择 4 号刀位，按下刀位转换，机床开始换刀。并最终停在4 号刀位机床软限位保护+X 方向手动移动机床X 轴正方向， 应当在硬限位 5-10MM 处提示 X 正软限位到。需要裁判确认-X 方向手动移动机床X 轴负方向， 应当在硬限位 5-10MM 处提示 X 负软限位到。+Z 方向手动移动机床Z 轴正方向， 应当在硬限位 5-10MM 处提示 Z 正软限位到。-Z 方向手动移动机床Z 轴负方向， 应当在硬限位 5-10MM 处提示 Z 负软限位到。冷却手动开停按下冷却开停开关，冷却开，灯亮。再按下冷却关，灯灭掉。2） MDI 或自动方式：表十： MDI 或自动方式功能检查记录表序号检查事项检验方法是否正常故障原因分析故障排除记录备注主轴在 MDI方式下M03 （ S设为500）输入 M03 S500 后，主轴正转此 项对 速度无要求M04 （ S设为500）输入 M04 S500 后，主轴反转M05 输入 M05 后，主轴停止旋转需裁判确认S 指令分别在主轴正转和反转方式下输入S150/S1000/S2100，观察实际转速与指令转速是否相符。相差应在2% 主轴修调给定主轴一速度，然后增减主轴倍率，主轴速度应该按相应比例变化刀架在 MDI方式下1 号刀输入T01 后，按循环启动，刀架旋转开始换刀，换刀成功后停在1 号刀位2 号刀输入T02 后，按循环启动刀架旋转开精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 22 页学而不思则惘，思而不学则殆始换刀，换刀成功后停在2 号刀位3 号刀输入T03 后，按循环启动刀架旋转开始换刀，换刀成功后停在3 号刀位4 号刀输入T04 后，按循环启动刀架旋转开始换刀，换刀成功后停在4 号刀位冷却M08 输入 M08，按下循环启动后，冷却开M09 输入 M09，按下循环启动后，冷却关。机床 运行速度G01 F 在 G01 方式下，指定一段行程，并给定一速度，机床应该按照指定速度移动G00 在 G00 方式下，指定一段行程，机床应该按照设定速度移动机床 运行距离在 G01 方式下，指定0.1-1MM 行程，并给定一较低速度，利用百分表检测机床实际移动距离与指令距离是否一致精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 22 页学而不思则惘，思而不学则殆第四题：位置精度的检测与补偿（共16 分）1、根据位置精度测量作业指导书，对机床的Z 轴进行步距规测试，步距规目标位置示意图如下。测试后，将测量与计算出的相关数据填入下面的表格，并根据计算出的数据填写补偿参数表并将计算过程记录下来：表十一：机床位置精度测试记录表测量记录机床型号机床编号测试轴补偿状态环境温度湿度测试者测试日期序号1 2 3 4 5 6 目标位置Pi /mm 趋近方向位置偏差Xij （m）j=1 2 3 4 5 数据单向平均位置偏差_ixm 得分P110 50目 标 位 置PP3步距规结构示意图P4 机 床 回零 参 考点 为 起点 P1 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 22 页学而不思则惘，思而不学则殆处理结果标准不确定度Si/m 2Si/m _ix-2Si/m _ix+2Si/m 单向重复定位偏差Ri-4Si/m 反向差值Bi/m 双向重复定位精度Ri/m 双向平均位置偏差_ix/m 标准JB/T8324.1-1996 方向单 向单 向双 向定位精度A/mm 重复定位精度R/mm 平均反向差值B/mm 2、补偿参数的设置表十二：位置精度检测与补偿参数表反向间隙（微米）螺补类型 (0-无， 1-单向， Z-双向， 3,4-扩展 ) 补偿点数精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 22 页学而不思则惘，思而不学则殆参考点偏差号补偿间隙偏差值（微米）0 偏差值（微米）1 偏差值（微米）2 偏差值（微米）3 偏差值（微米）4 偏差值（微米）5 偏差值（微米）6 偏差值（微米）7 偏差值（微米）8 偏差值（微米）9 偏差值（微米）10 3、请将以上表格输入到数控系统的相关参数，然后测量出补偿后的数据填入下面表格，并根据测量数据计算出相关的误差值。表十三：机床位置精度测试记录表：测量记录机床型号机床编号测试轴补偿状态环境温度湿度测试者测试日期序号1 2 3 4 5 6 目标位置Pi /mm 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 22 页学而不思则惘，思而不学则殆趋近方向位置偏差Xij （m）j=1 2 3 4 5 数据处理结果单向平均位置偏差_ix/m 标准不确定度Si/m 2Si/m _ix-2Si/m _ix+2Si/m 单向重复定位偏差Ri-4Si/m 反向差值Bi/m 双向重复定位精度Ri/m 双向平均位置偏差_ix/m 标准JB/T8324.1-1996 方向单 向单 向双 向定位精度A/mm 重复定位精度R/mm 平均反向差值B/mm 本环节需要裁判签字确认，否则不得分。裁判签字确认：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 22 页学而不思则惘，思而不学则殆精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 22 页学而不思则惘，思而不学则殆请考生根据所提供的公式，将相关精度的计算过程记录下来：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 22 页学而不思则惘，思而不学则殆精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 22 页学而不思则惘，思而不学则殆第五题：机床工件的加工测试（共7 分）请根据所提供的图纸和给定刀具加工出正确的工件注意事项：在进行加工之前,一定要保证卡盘安装正确牢固,防护安装到位，否则不允许进行加工操作。实操试题工具、刀具及工件毛坯（参考）1、外圆端面车刀： （株洲钻石）说明：方柄 (2020125)、刀尖角35o 、主偏角95o参考刀具型号：MVJNR2020K16 参考刀片型号：VNMG160408-DF 2、外螺纹车刀： （株洲钻石）说明：方柄 (2020125)、牙形角60o、螺距 2mm。参考刀具型号：SWR2020K16 参考刀片型号：RT16.01W-2GM 3、毛坯： 38 102，毛坯要求车外圆、端面；端面要求平整。得分a b L h s e 20 20 125 20 25 45 a h b L s 20 20 20 125 25 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页，共 22 页学而不思则惘，思而不学则殆4、评分标准：该考评任务共7 分。工件合格满分7 分。一、工件（配分：7 分）序号检测精度允差 (mm) 实测 (mm) 配分评分标准（扣完为止）得分1 圆弧R15 0.1 1 每超差 0.1 扣 0.5 分2 直径尺寸36 -0.1 1 每超差 0.05 扣 0.5 分3 33 -0.1 1 每超差 0.05 扣 0.5 分4 28 -0.1 1 每超差 0.05 扣 0.2 分5 长度尺寸100 0.1 0.5 每超差 0.1 扣 0.2 分6 74 0.1 0.5 每超差 0.1 扣 0.2 分7 螺纹尺寸M322 2 外径、表面粗糙度、长度不合格各扣0.5 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页，共 22 页
