【正文】 能恢復到使用前的狀態(tài)。表現為機械老化程度逐步加劇，故障越來越多。故障的漸發(fā)性使機械的多數故障可以預防，故障診斷、視情維修就是建立在這一基礎上的。在使用中，機械的損傷是逐步產生的，零部件的結構參數也是緩慢變化的，機械的性 gg＃數也是逐漸惡化的。機械故障的潛在性可通過維護保養(yǎng)來減少功能故障的發(fā)生，從而大大延長了機械的使用壽命。由于機械設計存在一定的裕度（安全系數），因此即使某些零部件的結構參數超出允許值后，機械的功能輸出參數仍在允許的范圍內，也即機械并未發(fā)生功能故障。在一般情況下，可能經過某段時間 T 間隔 后，參數的變化就開始了，時間 T 間隔 是一個與損傷的積累（如疲勞） 或外因作用有關的隨機量，它也具有一定的離散性。 開始時，輸出參數 f（ a）相對其數學期望值 a0 有一離散程度，該離散程度與機械初始指標的離散度以及使用條件的變化程度有關。此外，損傷同產品材料中發(fā)生的物理現象有關，而輸出參數變化僅僅反映了產品自身的宏觀變化過程。若機械輸出參數隨時間變化的規(guī)律用 ()XtX（ t）表示，損傷程度隨時間的變化用 U(t）表示，則 X（ t）與 U（ t）之間的變化既可能是一致的，也可能有很大區(qū)別。機械技術狀態(tài)的特征如表 1 所示，技術狀態(tài)的變化過程如圖 3 所示。若機械零部件的結構參數超出允許值，而功能輸出參數并未超出允許 極限范圍，則認為機械出現了潛在故障，對應狀態(tài)為失常狀態(tài)，此時應通過維護進行消除；若結構參數超限后，功能輸出參數也超出允許值，則認為機械發(fā)生了功能故障，對應狀態(tài)為故障狀態(tài)，此時應通過修理排除相應的故障。結構參數的變化又導致了機械功能輸出參數發(fā)生變化，如機械的輸出功率、速度等的改變。這些能量主要以機械能、熱能、化學能的形式存在，當能量達到一定數值時，將導致有害過程的出現，引起機械零部件初始 性能和狀態(tài)的變化，如當配合副以一定的動力和速度運動時，相互將產生有害的摩擦過程，摩擦的結果將導致配合副出現磨損，使配合副的運動等發(fā)生變化。本文根據機械系統(tǒng)的使用與維修特點，闡述了機械技術狀態(tài)的變化及其故障形成的一般過程，分析了機械故障的基本特性，指出了 機械故障研究中應考慮的問題，對開展機械故障與可靠性的研究具有一定的指導意義。 鹽城紡織職業(yè)技術學院 第四章 機械故障的形成及其特性分析 故障是機械可靠性與維修研究的前提條件。在合理使用和良好的日常維護保養(yǎng)的條件下，機床正常運轉至少可在五年以上 ；第三階段為系統(tǒng)壽命衰老階段，電器硬件故障會逐漸增多，數控系統(tǒng)的使用壽命平均在 8～ 10 年左右。 (4) 提高利用率 數控機床如果較長時間閑置不用，當需要使用時，首先 機床的各運動環(huán)節(jié)會由于油脂凝固、灰塵甚至生銹而其靜、動態(tài)傳動性能，降低機床精度，油路系統(tǒng)的 堵塞更是一大煩事；從電氣方面來看，由于一臺數控機床的整個電氣控制系統(tǒng)硬件是由數以 萬計的元器件組成的，他們的性能和壽命具有很大離散性，從宏觀來看分三個階段：在一年之內基本上處于所謂 “ 磨合 ” 階段。 (1) 人員安排 為每臺數控機床分配專門的操作人員、工藝人員和維修人員，所有人員都要不斷地努 力提高自己的業(yè)務技術水平。因為多數機床沒有設此功能，故本文不詳述，只是要注意，前饋的加入必須是在上述三個控制環(huán)均最佳調試完畢后方可進行 ［ 5］ 。影響全閉環(huán)控制精度的另一個重要問題是測量元件的精 確安裝問題，千萬不可輕視。通常是以 Kv 值最低的坐標軸為準。min) ，若 v 的單位為 mm/s，則 Kv的單位應為 mm/(mm關于 Kv 值的設置要注意兩個問題，首先要滿足下列公式： Kv=v/Δ (21) 式中 v—— 坐標運行速度， m/min Δ —— 跟蹤誤差， mm 注意，不同的數控系統(tǒng)采用的單位可能不同，設置時要注意數控系統(tǒng)規(guī)定的單位。在速度環(huán)最佳化調節(jié)后 Kv 值的設定則成為反映機床性能好壞、影響最終精度的重要因素。 二是位置環(huán)增益系數 Kv 值的正確設定與調節(jié)。測量元件單位移動距離發(fā)出的脈沖數目經過外部倍頻電路和 /或 CNC 內部倍頻系數的倍頻后要與數控系統(tǒng)規(guī)定的分辨率相符。位置環(huán)將最終影響坐標軸的位置精度及工作精度。速度環(huán)的反饋環(huán)節(jié)見前面 “ 速度測量 ” 一節(jié)。速度調節(jié)器是比例積分 (PI)調節(jié)器，其 P、 I 調整值完全取決于所驅動坐標軸的負載大小和機械傳動系統(tǒng) (導軌、傳動機構 )的傳動剛度與傳動間隙等機械特性，一旦這些特性發(fā)前饋控制 速度 調節(jié) 器 電流 （轉矩）調節(jié)器 功率輸出 M G 運動 指令 位置 調節(jié)器 鹽城紡織職業(yè)技術學院 生明顯變化時，首先需要對機械傳動系統(tǒng)進行修復工作，然后重新調整速度環(huán)PI調節(jié)器。一般情況下它與電 動機的匹配調節(jié)已由制造者作好了或者指定了相應的匹配參數，其反饋信號也在伺服系統(tǒng)內聯接完成，因此不需接線與調整。其控制框圖如圖 2。使用中的主要與輸入裝置一樣，是匹配問題 。位置環(huán)可能出現的故障多為硬件故 障，例如位置測量元件受到污染，導線連接故障等。 (9) 位置測量較早期的機床使用直線或圓形同步感應器或者旋轉變壓器，而機床多采 用光柵尺和數字脈沖編碼器作為位置測量元件。 這里應注意測速反饋電壓的匹配聯接，并且不要拆卸測速機。 鹽城紡織職業(yè)技術學院 (8) 速度測量通常由集裝于主軸和進給電動機中的測速機來完成。它們是 實現機床 各種動作的執(zhí)行者和機床各種現實狀態(tài)的報告員。但是 一些進口機床柜中還有使用自含一定邏輯控制的專用組合型繼電器的情況，一旦這類元件出現故障，除了更換之外，還可以將其去除而由 PLC 邏輯取而代之，但是這不僅需要對該專用電器的工作原理有清楚的了解，還要對機床的 PLC 語言與程序深入掌握才行。它受機床坐標軸機械特性的制約，一旦導軌和機械傳動鏈 的狀態(tài)發(fā)生變化，就需重調速度環(huán)調節(jié)器。它也通過 PLC 與 CNC 通信，通報現時工作狀態(tài)并接受 CNC 的控制。通常 CNC 中也設有主軸相關的機床數據，并且與主軸驅動系統(tǒng)的參數作用相同，因此要注意二者取一，切勿沖突。它還通過PLC 將主軸的各種現實工作狀態(tài)通告 CNC 用以完成對主軸的各項功能控制。 不同廠商的 PLC 有不同的 PLC 語言和不同的語言表達形式，因此，力求熟悉某一機床 PLC 程序的前提是先熟悉該機床的 PLC 語言。 數據輸入裝置 數控系統(tǒng)CNC 主軸驅動系統(tǒng) 進給伺服系統(tǒng) 外部設備 位置測量 速度測量 機床（ 電器部分） 電器硬件電路 （電控柜） 接可編程序邏輯 控制器 口 PLC 鹽城紡織職業(yè)技術學院 當代 PLC 多集成于數控系統(tǒng)中 ，這主要是指控制軟件的集成化，而 PLC 硬件則在規(guī)模較大的系統(tǒng)中往往采取分布式結構。 (3) 可編程邏輯控制器是機床各項功能的邏輯控制中心。 (2) 數控系統(tǒng)數控機床的中樞，它將接到的全部功能指令進行解 碼、運算，然后有序地發(fā)出各種需要的運動指令和各種機床功能的控制指令，直至運動和功能結束。 圖 1數控機床電器控自系統(tǒng) (1) 數據輸入裝置將指令信息和各種應用數據輸入數控系統(tǒng)的必要裝置。 數控系統(tǒng)的主要特點是：可靠性要求高：因為一旦數控系統(tǒng)發(fā)生故障，即造成巨大經濟損失；有較高的環(huán)境適應能力，因為數控系統(tǒng)一般為工業(yè)控制機，其工作環(huán)境為車間環(huán)境，要求它具有在震動，高溫，潮濕以及各種工業(yè)干擾源的環(huán)境條件下工作的能力；接口電路復雜，數控系統(tǒng)要與各種數控設備及外部設備相配套，要隨時處理生產過程中的各種情況，適應設備的各種工藝要求，因而接口電路復雜，而且工作頻繁。伺服驅 動系統(tǒng)主要包括伺服驅動裝置和電機。 控制系統(tǒng)主要由總線、 CPU、電源、存貯器、操作面板和顯示屏、位控單元、可編程序控制器邏輯控制單元以及數據輸入 /輸出接口等組成?？刂葡到y(tǒng)按加工工件程序進行插補運算，發(fā)出控制指令到伺服驅動系統(tǒng)；伺服驅動系統(tǒng)將控制指令放大，由伺服電機驅動機械按要求運動；測量系統(tǒng)檢測機械的運動位置或速度，并反饋到控制系統(tǒng)，來修正控制指令。然而無論哪種系統(tǒng)，它們的基本原理和構成是十分相似的。對于不同的生產廠家來說，基于歷史發(fā)展因素以及各自因地而異的復雜因素的影響，在設計思想上也可能各有千秋。例如對點位控制系統(tǒng)和連續(xù)軌跡控制系統(tǒng)就有截然不同的要求。 數控系統(tǒng)的構成與特點 前世界上的數控系統(tǒng)種類繁多，形式各異，組成結構上都有各自的特點。而在我國，這一產業(yè)才剛剛興起，按照應具備的條件來衡量還相距甚遠。而設備維修改造的社會化、 專業(yè)化也就不可避免地成為了大趨勢。企業(yè)集團化和集團內部分散網絡化、自治性、并行工作的新型組織、生產結構、敏捷制造技術、 虛擬制造技術、可持續(xù)制造技術、綠色制造技術等等一系列新的技術理論，都需要下大力量去研究，以開發(fā)適銷對路產品，提高對市場的快速反應能力；集中人力、財力、物力以提高本企業(yè)的市場競爭力，充分發(fā)揮自身的優(yōu)勢以最快速度創(chuàng)造出盡可能多的價值。 數控機床維修改造技術 的 發(fā)展前景 當前， 21 世紀知識經濟時代，我國大多數企業(yè)正面臨著企業(yè)改制、轉軌以進入市場經濟，迅速融入國際競爭。 ⑧ 降低投資風險。 ⑥ 可以更快地獲取最新的更實用的備件。 ⑤ 更有利于使用與維護。 ④ 可以更充分地體現用戶的意愿。 ③ 設計風險小。各基礎件經長期時效，幾乎不會產生應力變形而影響精度；各功能部件經長期磨合。尤其是大型機床和特殊專用機床優(yōu)勢更加明顯。 對于機床大修改造業(yè)內公司來說，這不僅為他們的服務企業(yè)產生巨大社會經濟效益，而且也是他們自身生存和發(fā)展的根本動力。 (3) 顯著的經濟效益是機床大修及數控化改造行業(yè)的發(fā)展動力 對于機床擁有者來說，只需花費購買相同新機床 30%以下的費用即可獲得相同的使用效果。 其中不乏有為 改造后投入使用而引進的舊機床和生產線。這些諸多因素都需要對機床進行大修及數控化升級改造。這一切都為我國國民經濟的快速發(fā)展起到了巨大的作用。為盡快改變我國機械制造業(yè)的落后狀態(tài)，近二十多年來 ，我們在艱難地發(fā)展民族機床制造業(yè)的同時，積極地引進了世界先進技術與設備。 項目的實施 ................................. 錯誤 !未定義書簽。 數控機床維修改造技術 的發(fā)展前景 ............. 錯誤 !未定義書簽。 【 關鍵詞 】 ： 數控、維修 、改造 Abstract： Our country is engaged in the numerical control engine bed electricity design, thousands with the service technology work engineers and technicians, however because this technical plexity, multiple and polytrophic as well as some objective environmental factor restriction, has not formed a set in the numerical control engine bed electricity service t