数维大赛实操试题.docx

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数维大赛实操试题

数控机床维修大赛考试试题

（总时间：

300分钟）

注意事项：

1、考生在考试过程中应该遵守相关的规章制度和安全守则，如有违反，则按照相关规定在考试的总成绩中扣除相应分值 

2、在裁判员确定机械、电气安全完成后方可进行精度检测和机械加工项，否则视为非法操作，裁判员有权取消其考试资格。

3、考生必须认真填写各答题卡，考试完成后上交。

4、考生在排除故障的过程中，如因为考生的原因造成机床出现新的故障，酌情扣分。

但如果在考试的时间内将故障排除，不予扣分。

5、考生在参数设置环节，如修改了评分范围以外的参数，如果修改后的参数对机床运行无影响，则不予扣分，如果影响到机床正常运行，则酌情扣分，如果改善了机床的运行状态，则酌情加分。

6、所有考试成绩必须以5小时 （ 300分钟 ） 内工作完成内容进行计算。

7、由于装配、参数设置、精度检测等原因造成机床定位精度超差，根据超差数据在总成绩中扣除相应分值。

（超差小于0.01mm扣3分,0.01～0.02mm扣5分;超过0.02mm扣8分）。

8、在机床进给轴装配及调试过程中，没达到规定时间和没完成技术要求内容时裁判不发给选手溜板箱和轴承座定位销，达到规定时间没完成技术要求内容而要求发放定位销者，除扣除相应小分外,还需再在总成绩中扣除5分。

得分

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

裁判确定记录

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

拆卸机床刀架放在软基面上

三

以Z轴轴线运动和x轴轴线运动间的垂直度、侧母线全长允差均为≤0.02/200mm。

千

分

表

磁

力

表

座

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

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

裁判签字：

十字滑台示意图

十字滑台z轴检测方法

十字滑台z轴检测方法

第二题：

 数控机床电气连接（共8分）

得分

请考生结合数控机床电气原理图，将输入控制板输入信号对应连至机床模拟板中,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8分，连接错误1条扣1分，扣完为止。

电气连接记录表

IO口连接

线缆作用

得分

备注

X0.0

X+

X0.1

Z+

X0.2

X-

X0.3

Z-

X0.4

X0

X0.5

Z0

X1.0

T1

X1.1

T2

X1.2

T3

X1.3

T4

Y0.0

M03

Y0.1

M04

Y0.2

M08/M09

Y0.3

TCW

Y0.4

TCCW

Y1.0

三色灯

红灯

Y1.1

三色灯

黄灯

Y1.2

三色灯绿灯

第三题：

数控机床参数设置、调试、故障维修（共32分）

得分

1、上电前的检查，此检查在系统上电运行之前必须进行，经裁判监督确认无误后方可以通电运行。

（5分）

上电前检查记录表

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。

需在裁判监督下检查完毕后填写记录

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。

7

各伺服电机电源线与码盘线是否一一对应。

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

XZ轴是否安装完成。

2、机床功能检查及调试（共5分）

考生可以根据所列选项进行试运行，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。

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。

电源

数控系统电源

测量开关24V电压是否正常，检查相应系统及IOlink供电是否正常

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。

限位开关检查

机床复位完成后，分别按下每个轴的行程开关，机床应该急停并警报提示相关轴超程警报信息。

3、数控系统、变频器、伺服参数的调整与修改。

（共5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5分，全部设置正确得5分，设置错误或漏设1个扣0.5分，扣完5分为止，参数设置应能符合技术要求及保证机床正常运行。

参数调整表

序号

参数名称

调整后的参数及数值

参数意义

得分

1

FANUC参数写入允许（PWE）

2

HPG手轮使用允许

3

CNC控制轴数

4

公制输入（非英制）

5

Fanuc模拟主轴功能选用

6

主轴与位置编码器的齿轮比

7

变频器容量设置

8

变频器最高频率（50HZ）

9

变频器加速时间（3s）

10

变频器减速时间（3s）

4、功能检查。

（共7分）

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 ，

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

-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

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

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。

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

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

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

M07、M08

输入M07或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

5、PLC调试编辑

阅读plc程序，绘制部分功能PLC梯形图，踪信号并绘制波形图，并填写地址作用：

（（第一题6分，第二题4分，共10分）

（1）根据冷却输出查找PLC，绘制系统内冷却控制梯形图（追溯至X，F为止）（2分）

在FANUC系统内，jog状态下，填写trace追踪下列信号填写地址含义，画出跟踪波形图

填写地址作用（2分）

地址

意义

X10.7

R7.0

R7.1

Y0.2

F0003.2

追踪波形图（2分）

2编写伺服轴限位总报警，当有任意一轴超程时，输出一新报警，地址为A0.1，报警内容为AaxisXorZlimited，可用内部继电器为R0.2，画出所编辑的梯形图并添加到机床第一级梯形图，并填写所有机床报警信息，并向裁判显示报警功能的实现。

梯形图（2分）

报警信息（1分）

报警地址

报警内容

A0.0

A0.1

A0.2

A0.3

报警功能实现（1分）

第四题：

位置精度的检测与补偿（共16分）

得分

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 。

（注：

表中只要求填写“测量记录”，“数据处理”不需要进行结果计算。

）

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

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（μm）

j=1 2

3

4  5

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  

参考点偏差号  

补偿间隙  

偏差值（μm）[0]  

偏差值（μm）[1]  

偏差值（μm）[2]  

偏差值（μm）[3]  

偏差值（μm）[4]  

偏差值（μm）[5]  

偏差值（μm）[6]  

偏差值（μm）[7]  

偏差值（μm）[8]  

偏差值（μm）[9]  

偏差值（μm）[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

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 （μm）

j=1 2

3

4

  5

本环节需要裁判签字确认，否则不得分。

 裁判签字确认：

得分