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一、《数控机床故障诊断与维护》作业及题解 第一章 1-1 按工艺用途分，数控机床常见的类型有哪些？分别适合于哪种类型的加工? （1）、金属切削类数控机床；包括数控车床、立式数控车床、数控钻床、数控镗床、数控铣床、数控磨床。 （2）、加工中心；加工中心包括车削中心、钻铣镗加工中心、磨削中心等。车削中心集中了车、钻、铣、磨等工艺特点，其回转刀盘上配备具有动力刀头 （3）、金属成型类数控机床；这类机床包括数控折弯机，数控组合冲床、数控弯管机、数控回转头压力机等。 （4）、数控特种加工机床；这类机床包括数控线（电极）切割机床、数控电火花加工机床、数控火焰切割机、数控激光切割机床、专用组合机床等。 （5）、其他类型的数控设备；非加工设备采用数控技术，如自动装配机、多坐标测量机、自动绘图机和工业机器人等。 1-2 分析普通类的数控机床、数控铣床、加工中心的成型运动和辅助运动。 （1）、数控车床存在以下运动： 主运动传动系统：交流伺服电机驱动后带动主轴旋转 纵向进给系统 横向进给系统 回转分度运动 自动定心卡盘装夹 （2）、数控铣床存在以下运动： 主运动是铣床主轴的旋转运动 工作台的纵向（X向）进给和滑枕的横向（Y向）进给传动系统 升降台的垂直（Z向）进给运动 （3）、加工中心存在以下运动： 主运动 X、Y、Z三个轴各有一套基本相同的进给伺服系统。 圆盘形刀库亦用直流伺服电动机经蜗杆蜗轮驱动， 该加工中心采用机械手自动换刀 所有这些动作都是通过各自独立的液压缸驱动实现的。 1-3 分析FS 0系统的体系结构和接口定义。 从结构上讲，FS0系列数控系统是在主板上安装有存储器板、I/O板、轴控制板以及电源单元等。 （1）、数控装置是数控机床的核心。现代数控装置是具有专用系统软件的微型计算机，它由输入输出接口线路、控制运算器和存储器等构成。它接受控制介质上的数字化信息，经过控制软件或逻辑电路进行编译、运算和逻辑处理后，将数控加工程序信息按两类控制量分别输出：一类是连续控制量，送往伺服系统；另一类是离散的开关控制量，送往机床强电控制系统，从而协调数控机床各部分的运动，完成所有运动的控制，实现数控机床的加工过程。 （2）、进给伺服系统由进给轴伺服电机（一般内装速度和位置检测装置）和进给伺服装置组成。进给伺服系统驱动机床各坐标轴的切削进给，提供切削过程中所需要的转矩和运转速度。 （3）、主轴伺服系统包括主轴电机（含速度检测装置）和主轴伺服装置，实现对主轴转速的调节控制，有的主轴伺服装置还含有主轴定向控制功能。 （4）、机床强电控制系统，除了对机床辅助运动和辅助动作（包括电动系统、液压系统、气动系统、冷却箱及润滑油箱等）的控制外，还包括对保护开关、各种行程极限开关和操作盘上的各种按键、操作指示灯、波段开关等的检测和控制。在机床强电控制系统中，润滑、冷却、气动、液压和主轴换刀等系统的逻辑控制通常由可编程控制器实现。 1-4 分析SIEMENS 802C Baseline 系统的体系结构和接口定义。 SIEMENS 802C Baseline系统基本结构构成及基本布局框图如图所示。从图中可以看出，系统采用了一体化结构，将操作面板、机床控制面板、8英寸液晶显示器、ECU、I/O模块有机的结合在一起，大大减少了连接部位，减少了故障环节，同时系统具有更高的电磁兼容性和抗干扰能力。 1-8 交换部件法常用于什么场合？ 部件交换法，就是在故障范围大致确认，并在确认外部条件完全正确的情况下．利用同样的印制电路板、模块、集成电路芯片或兀器件替换有疑点的部分的方法。部件交换法是一种简单，易行、可靠的方法，也是维修过程中最常用的故障判别方法之一。? 交换的部件可以是系统的备件，也可以用机床上现有的同类型部件替换通过部件交换就可以逐一排除故障可能的原因把故障范围缩小到相应的部件上。? 必须注意的是：在备件交换之前仔细检查、确认部件的外部工作刹长在线路中存在短路、过电压等情况时，切不可以轻易更换备件此外．备件（或交换板）应完好，且与原板的各种设定状态一致。? 在交换CNC装置的存储器板或CPU板时，通常还要对系统进行某些特定的操作，如存储器的初始化操作等并重新设定各种参数，否则系统不能正常工作。这些操作步骤应严格按照系统的操作说明书、维修说明书进行。  第二章 2-5 根据图2-30、图2-31和图2-32所示的数控车床电气控制线路图，分析分别实现了机床的哪些控制？主轴、刀架如何实现正反转？各变压器分别给哪些环节供电？ 主电路分析： QF1用来接通电源并对整个动力线路进行过载及短路保护； KM1和KM2用来控制主轴电动机M1的正反转； QF2作为主轴电动机的过载及短路保护； KM3用来控制冷却电动机M2的启动和停止； QF3作为冷却电动机的过载及短路