【正文】 圖51 Z軸靜止時的平滑后的實際電流值圖52 Z軸下降時平滑后的實際電流值圖53 Z軸上升時平滑后的實際電流值以上圖1～圖3是一機床平滑后的實際電流值，與下圖4～圖6可以對比。圖54 Z軸靜止時平滑后的實際電流值圖55 Z軸下降時平滑后的實際電流值圖56 Z軸上升時平滑后的實際電流值通過對比可以發(fā)現(xiàn)前兩臺機床（以802D為例）前者電流大于后者電流，那么就是說前者存在一定的問題需要一一排除。電機負載率的修正如果電機工作環(huán)境溫度過高，電機散熱困難，其溫升加劇，就有可能超過電機絕緣材料的允許溫度，使電機燒毀。因此，在這種情況下我們要把電機的額定功率減少來使使用，以保電機不超過允許溫度。相反，如果電機工作環(huán)境溫度較低，電機散熱容易，工作時電機的溫度比允許溫度低許多，那么我們還可以把電機的額定功率擴大米使用，以保證電機的容量能得到充分的利用、表1列出了電機在不同環(huán)境溫度下，電動機額定功率的修正情況，以利于我們使用時參考。應(yīng)該說明，如果環(huán)境溫度低于30℃，電機的額定功率還可以以擴大使用，但擴大的比例要減少；如果環(huán)境溫度高于55℃．電機的額定功率還要減少使用，且減少的比例要增加。電機所處位置的海拔高度對電機的溫升也有影響，海拔高度大，環(huán)境溫度低，但空氣稀薄，散熱條件惡化，在海拔低于1000m以下這兩方面的因素可以互補。如果電機所處位置海拔高于1000m，散熱條件惡化的程度就會大干低溫帶來的效益，因此電機要減少其額定功率來使用。表1 配重和液壓平衡缸圖57 采用配重58 采用液壓平衡缸圖7～圖8是立柱上面的配重和液壓平衡缸。配重在數(shù)控機床上是非常重要的，當機床垂直進給軸（Ｚ軸）作為主軸時，例如在大型龍門鏜銑加工中心中，若主軸過重必須采用配重來平衡，而采用配重的方式有多種多樣，常見的有重錘配重，液壓和氣壓配重。用重錘配重（采用鏈條連接）時存在和進給軸不同步，當主軸到位時而重錘還要運動，如果進給軸電機的力量較小，進給軸電機會被向上提的現(xiàn)象。若Ｚ軸頻繁的上升下降（提刀進刀）由于重錘的滯后作用，使得刀子在工件表面留下間斷的凸凹小面，影響工件的表面粗糙度和加工質(zhì)量。重錘的重量計算受影響的因素較多，如鑲條的松緊，潤滑的充分成度，導(dǎo)軌面的粗糙度等。在重錘做成后對其重量的調(diào)整不易，如何把重錘，鑲條，導(dǎo)軌，絲杠調(diào)在一個合適的范圍內(nèi)比較難，檢測的手段也有限；重錘上下運動時會左右擺動，雖有導(dǎo)向裝置效果不太明顯對Ｚ軸影響較大。若采用液壓和氣壓配重，氣壓和液壓單獨的作一個控制部分，同樣也存在重錘配重的問題，當Z軸上升下降時氣缸或油缸跟隨運動，但是配重總是滯后于Z軸的進給運動，當上升時氣缸或油缸跟隨上升，若氣缸或油缸跟隨上升中跟不上Ｚ軸的進給運動反而成為Z軸的負載，Z軸下降時同樣存在這樣的問題。雖然通過機床參數(shù)可作適當?shù)恼{(diào)整，但是不能從根本上解決這個問題。Z軸進給運動和液壓配重機構(gòu)要做到同步，必須由同一個CNC系統(tǒng)同時發(fā)指令控制協(xié)調(diào)它們，并且Z軸進給驅(qū)動和液壓控制驅(qū)動在插補中要匹配（快慢協(xié)調(diào)），才能保證一致。 靜摩擦力對精度的影響在導(dǎo)軌運動中，靜摩擦力對精度的影響也是很大的，目前國外已大量研究出并使用滾珠導(dǎo)軌?；瑒訉?dǎo)軌有其獨特優(yōu)勢就是可以承受非常大的載荷，但其靜摩擦力有著無法避免的缺點，如處理不好會打打影響機床加工精度的誤差。而滾珠導(dǎo)軌的靈敏性和現(xiàn)在發(fā)展形勢來看已漸漸以自身的優(yōu)勢取代滑動導(dǎo)軌。圖59滾珠導(dǎo)軌 抱閘故障在數(shù)控銑床、斜床身數(shù)控車床中，為了鎖住與伺服電機相連的垂直或傾斜工作臺，防止機床工作臺下滑，須對伺服電機進行抱閘控制。一般來說，伺服電機采用帶制動器的伺服電機。但在實際應(yīng)用中，在機床上電、下電、伺服報警時，偶爾會出現(xiàn)工作臺下滑的現(xiàn)象。抱閘故障主要有接線方法不正確、參數(shù)設(shè)置不合理、電機選型不當（制動器額定力矩偏?。┑仍蛞稹?shù)設(shè)置不合理、電機選型不當?shù)仍蛞鸬膯栴}比較好處理。總體要求：機床上電后正常工作時，伺服電機抱閘釋放；機床斷電或伺服報警后，伺服電機制動并保持工作臺。而且，在機床上電、下電、伺服報警時，不允許工作臺出現(xiàn)瞬時下滑的現(xiàn)象。因此，在機床上電、下電、伺服報警等情況時，還必須滿足：機床上電：伺服電機先激勵，延時后再松開抱閘。運行時報警或突然掉電：高速運轉(zhuǎn)下的電機先減速(由于在高速下制動會嚴重影響制動器的壽命，甚至會損壞電機，此點在下文“失電控制器”原理介紹時會給予說明)后再抱緊電機，延時后再關(guān)閉電機激勵。機床下電：先抱緊電機，由于制動器動作需要時間，因此，必須延時后才能再關(guān)閉電機激勵。 結(jié)束語以上只是簡單介紹幾種精度典型故障。數(shù)控系統(tǒng)的調(diào)試過程中，出現(xiàn)的故障還有很多，因篇幅原因不再贅述。數(shù)控系統(tǒng)的故障與硬件、軟件、參數(shù)、PLC 都有著密切的關(guān)系，在實際的機床調(diào)試與維修中，要明確故障時對應(yīng)的調(diào)試功能環(huán)節(jié)，參照系統(tǒng)調(diào)試、診斷手冊，并結(jié)合自己的維修經(jīng)驗仔細分析判斷。第六章 小結(jié)與展望本文在分析總結(jié)數(shù)控機床故障診斷國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對西門子802D數(shù)控系統(tǒng)進行深入研究。從電氣系統(tǒng)的角度出發(fā)，就數(shù)控機床在設(shè)計、調(diào)試以及應(yīng)用的過程中可能出現(xiàn)的進給精度典型故障隱患，對其系統(tǒng)的分析，以達到出現(xiàn)故障后，能夠分析出現(xiàn)故障的原因，并且確定最大可能出現(xiàn)的原因，然后實施改進措施，最終從根本上達到目的。從開始了解機床進給的機械結(jié)構(gòu)、位置控制原理、精度的相關(guān)因素，學(xué)習伺服軟件、調(diào)試和優(yōu)化等讓我對數(shù)控機床有了更加深刻的認識，也使我站在一個設(shè)計者的角度去維修精度故障，由一個故障我們可以很快知道可能是哪些問題。只有這樣當出現(xiàn)故障時，我們才可以是的維修時間最短、效益最高。最后，在實驗室條件下，對本文所設(shè)計的數(shù)控機床故障診斷系統(tǒng)進行了試驗驗證。從機械和電控設(shè)計兩個方面綜合分析。 比如1)機械部分安裝、調(diào)整不良。2)伺服電動機或速度、位置檢測部件不良。3)驅(qū)動器的設(shè)定和調(diào)整不當。4)外部干擾、接地、屏蔽不良等等。利用數(shù)控系統(tǒng)中“示波器”分析功能和伺服調(diào)試軟件優(yōu)化控制性能。運用SimoCom U軟件實行自動在線檢測，并與原參數(shù)比較。分析了典型精度故障現(xiàn)象與診斷過程。為了提高數(shù)控機床的設(shè)計和應(yīng)用水平，有必要研究數(shù)控伺服系統(tǒng)的動態(tài)特性及切削參數(shù)優(yōu)化。數(shù)控伺服系統(tǒng)包含了電機控制系統(tǒng)、機械系統(tǒng)和動態(tài)切削過程，是一個高階的復(fù)雜系統(tǒng)，切削參數(shù)的優(yōu)化屬有約束、非線性規(guī)劃問題。本文只是就以上內(nèi)容作了一些初步的研究，可以從下面進行更多的深入研究： 從系統(tǒng)的角度研究伺服系統(tǒng)中電氣部分、機械部分和動態(tài)切削過程的相互影響規(guī)律。數(shù)控伺服系統(tǒng)的主要目的是穩(wěn)、準、快地完成位置的控制，在位置控制過程中，電氣部分、機械部分和動態(tài)切削過程不但具有各自的動態(tài)特性，而且相互交叉，相互影響，建立包含這三者的完整的伺服系統(tǒng)模型是分析、設(shè)計高性能伺服系統(tǒng)的基礎(chǔ)。這需要在建模理論，高階系統(tǒng)控制理論、系統(tǒng)辨識理論做進一步深入的研究，將理論分析和計算機仿真技術(shù)結(jié)合起來是研究完整的伺服系統(tǒng)動態(tài)特性的有效方法。致謝本設(shè)計數(shù)控機床進給精度典型故障維修方案設(shè)計（西門子系統(tǒng)）的指導(dǎo)工作是在我的導(dǎo)師王坤老師的精心指導(dǎo)和悉心關(guān)懷下完成的，在我的學(xué)業(yè)和設(shè)計的指導(dǎo)工作中無不傾注著導(dǎo)師辛勤的汗水和心血。導(dǎo)師的嚴謹治學(xué)態(tài)度、淵博的知識、無私的奉獻精神使我深受的啟迪。從導(dǎo)師身上，我不僅學(xué)到了扎實、寬廣的專業(yè)知識，也學(xué)到了做人的道理。在此我要向我的導(dǎo)師致以最衷心的感謝和深深的敬意。在我的設(shè)計撰寫過程中，王坤老師等提出了寶貴意見和建議，在此我向他們表示深深的感謝。在多年的學(xué)習生活中，還得到了許多學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)、系領(lǐng)導(dǎo)和老師的熱情關(guān)心和幫助。最后，向所有關(guān)心和幫助過我的領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)和朋友表示由衷的謝意！衷心地感謝在百忙之中評閱我的設(shè)計和參加答辯的各位老師！ 王凱二O一三年六月 于南京參考文獻[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2009。．淺談我國機械加工中心的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]．科技致富向?qū)В?010。．數(shù)控機床構(gòu)造[M]．：北京理工大學(xué)出版社，2007。 802D 技術(shù)手冊。[J].制造技術(shù)與機床，2006,12:1921.[J].機械研究與應(yīng)用，2001,14（3）:6 7.[J].機械工程與自動化，2006, 4：129～133.：:化學(xué)工業(yè)出版社，2005.:人民郵電出版社，2005.1:國防工業(yè)出版社，2005.1:機械工業(yè)出版社，2005.