【正文】 圖51 Z軸靜止時(shí)的平滑后的實(shí)際電流值圖52 Z軸下降時(shí)平滑后的實(shí)際電流值圖53 Z軸上升時(shí)平滑后的實(shí)際電流值以上圖1～圖3是一機(jī)床平滑后的實(shí)際電流值，與下圖4～圖6可以對(duì)比。圖54 Z軸靜止時(shí)平滑后的實(shí)際電流值圖55 Z軸下降時(shí)平滑后的實(shí)際電流值圖56 Z軸上升時(shí)平滑后的實(shí)際電流值通過對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)前兩臺(tái)機(jī)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(jī)負(fù)載率的修正如果電機(jī)工作環(huán)境溫度過高，電機(jī)散熱困難，其溫升加劇，就有可能超過電機(jī)絕緣材料的允許溫度，使電機(jī)燒毀。因此，在這種情況下我們要把電機(jī)的額定功率減少來使使用，以保電機(jī)不超過允許溫度。相反，如果電機(jī)工作環(huán)境溫度較低，電機(jī)散熱容易，工作時(shí)電機(jī)的溫度比允許溫度低許多，那么我們還可以把電機(jī)的額定功率擴(kuò)大米使用，以保證電機(jī)的容量能得到充分的利用、表1列出了電機(jī)在不同環(huán)境溫度下，電動(dòng)機(jī)額定功率的修正情況，以利于我們使用時(shí)參考。應(yīng)該說明，如果環(huán)境溫度低于30℃，電機(jī)的額定功率還可以以擴(kuò)大使用，但擴(kuò)大的比例要減少；如果環(huán)境溫度高于55℃．電機(jī)的額定功率還要減少使用，且減少的比例要增加。電機(jī)所處位置的海拔高度對(duì)電機(jī)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(bǔ)。如果電機(jī)所處位置海拔高于1000m，散熱條件惡化的程度就會(huì)大干低溫帶來的效益，因此電機(jī)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(jī)床上是非常重要的，當(dāng)機(jī)床垂直進(jìn)給軸（Ｚ軸）作為主軸時(shí)，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(shí)存在和進(jìn)給軸不同步，當(dāng)主軸到位時(shí)而重錘還要運(yùn)動(dòng)，如果進(jìn)給軸電機(jī)的力量較小，進(jìn)給軸電機(jī)會(huì)被向上提的現(xiàn)象。若Ｚ軸頻繁的上升下降（提刀進(jìn)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(jì)算受影響的因素較多，如鑲條的松緊，潤(rùn)滑的充分成度，導(dǎo)軌面的粗糙度等。在重錘做成后對(duì)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(gè)合適的范圍內(nèi)比較難，檢測(cè)的手段也有限；重錘上下運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)左右擺動(dòng)，雖有導(dǎo)向裝置效果不太明顯對(duì)Ｚ軸影響較大。若采用液壓和氣壓配重，氣壓和液壓?jiǎn)为?dú)的作一個(gè)控制部分，同樣也存在重錘配重的問題，當(dāng)Z軸上升下降時(shí)氣缸或油缸跟隨運(yùn)動(dòng)，但是配重總是滯后于Z軸的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，當(dāng)上升時(shí)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(jìn)給運(yùn)動(dòng)反而成為Z軸的負(fù)載，Z軸下降時(shí)同樣存在這樣的問題。雖然通過機(jī)床參數(shù)可作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，但是不能從根本上解決這個(gè)問題。Z軸進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和液壓配重機(jī)構(gòu)要做到同步，必須由同一個(gè)CNC系統(tǒng)同時(shí)發(fā)指令控制協(xié)調(diào)它們，并且Z軸進(jìn)給驅(qū)動(dòng)和液壓控制驅(qū)動(dòng)在插補(bǔ)中要匹配（快慢協(xié)調(diào)），才能保證一致。 靜摩擦力對(duì)精度的影響在導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)中，靜摩擦力對(duì)精度的影響也是很大的，目前國(guó)外已大量研究出并使用滾珠導(dǎo)軌?；瑒?dòng)導(dǎo)軌有其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)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(diǎn)，如處理不好會(huì)打打影響機(jī)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(shì)來看已漸漸以自身的優(yōu)勢(shì)取代滑動(dòng)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(jī)相連的垂直或傾斜工作臺(tái)，防止機(jī)床工作臺(tái)下滑，須對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行抱閘控制。一般來說，伺服電機(jī)采用帶制動(dòng)器的伺服電機(jī)。但在實(shí)際應(yīng)用中，在機(jī)床上電、下電、伺服報(bào)警時(shí)，偶爾會(huì)出現(xiàn)工作臺(tái)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(jī)選型不當(dāng)（制動(dòng)器額定力矩偏?。┑仍蛞稹?shù)設(shè)置不合理、電機(jī)選型不當(dāng)?shù)仍蛞鸬膯栴}比較好處理?？傮w要求：機(jī)床上電后正常工作時(shí)，伺服電機(jī)抱閘釋放；機(jī)床斷電或伺服報(bào)警后，伺服電機(jī)制動(dòng)并保持工作臺(tái)。而且，在機(jī)床上電、下電、伺服報(bào)警時(shí)，不允許工作臺(tái)出現(xiàn)瞬時(shí)下滑的現(xiàn)象。因此，在機(jī)床上電、下電、伺服報(bào)警等情況時(shí)，還必須滿足：機(jī)床上電：伺服電機(jī)先激勵(lì)，延時(shí)后再松開抱閘。運(yùn)行時(shí)報(bào)警或突然掉電：高速運(yùn)轉(zhuǎn)下的電機(jī)先減速(由于在高速下制動(dòng)會(huì)嚴(yán)重影響制動(dòng)器的壽命，甚至?xí)p壞電機(jī)，此點(diǎn)在下文“失電控制器”原理介紹時(shí)會(huì)給予說明)后再抱緊電機(jī)，延時(shí)后再關(guān)閉電機(jī)激勵(lì)。機(jī)床下電：先抱緊電機(jī)，由于制動(dòng)器動(dòng)作需要時(shí)間，因此，必須延時(shí)后才能再關(guān)閉電機(jī)激勵(lì)。 結(jié)束語以上只是簡(jiǎn)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(shí)際的機(jī)床調(diào)試與維修中，要明確故障時(shí)對(duì)應(yīng)的調(diào)試功能環(huán)節(jié)，參照系統(tǒng)調(diào)試、診斷手冊(cè)，并結(jié)合自己的維修經(jīng)驗(yàn)仔細(xì)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(jī)床故障診斷國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對(duì)西門子802D數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行深入研究。從電氣系統(tǒng)的角度出發(fā)，就數(shù)控機(jī)床在設(shè)計(jì)、調(diào)試以及應(yīng)用的過程中可能出現(xiàn)的進(jìn)給精度典型故障隱患，對(duì)其系統(tǒng)的分析，以達(dá)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(shí)施改進(jìn)措施，最終從根本上達(dá)到目的。從開始了解機(jī)床進(jìn)給的機(jī)械結(jié)構(gòu)、位置控制原理、精度的相關(guān)因素，學(xué)習(xí)伺服軟件、調(diào)試和優(yōu)化等讓我對(duì)數(shù)控機(jī)床有了更加深刻的認(rèn)識(shí)，也使我站在一個(gè)設(shè)計(jì)者的角度去維修精度故障，由一個(gè)故障我們可以很快知道可能是哪些問題。只有這樣當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，我們才可以是的維修時(shí)間最短、效益最高。最后，在實(shí)驗(yàn)室條件下，對(duì)本文所設(shè)計(jì)的數(shù)控機(jī)床故障診斷系統(tǒng)進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。從機(jī)械和電控設(shè)計(jì)兩個(gè)方面綜合分析。 比如1)機(jī)械部分安裝、調(diào)整不良。2)伺服電動(dòng)機(jī)或速度、位置檢測(cè)部件不良。3)驅(qū)動(dòng)器的設(shè)定和調(diào)整不當(dāng)。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(yùn)用SimoCom U軟件實(shí)行自動(dòng)在線檢測(cè)，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(jī)床的設(shè)計(jì)和應(yīng)用水平，有必要研究數(shù)控伺服系統(tǒng)的動(dòng)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(jī)控制系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)切削過程，是一個(gè)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(jìn)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(jī)械部分和動(dòng)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(zhǔn)、快地完成位置的控制，在位置控制過程中，電氣部分、機(jī)械部分和動(dòng)態(tài)切削過程不但具有各自的動(dòng)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(jì)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(shí)理論做進(jìn)一步深入的研究，將理論分析和計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)結(jié)合起來是研究完整的伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的有效方法。致謝本設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)給精度典型故障維修方案設(shè)計(jì)（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(jì)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(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度、淵博的知識(shí)、無私的奉獻(xiàn)精神使我深受的啟迪。從導(dǎo)師身上，我不僅學(xué)到了扎實(shí)、寬廣的專業(yè)知識(shí)，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(jì)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(xí)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(píng)閱我的設(shè)計(jì)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(xiàn)[M]. 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