数控系统的改造方案

　　机床的改造，首先就是数控系统的改造，根据机床的现有控制等级、工件加工要求、企业资金状况，选择相应的高、中、低档次的数控系统。选择数控系统时需要考虑主流厂家产品，例如，国外数控系统可选择FANUC、西门子系统等，国内数控系统可选择华中、凯恩帝系统等。还应尽可能与机床用户现有其它数控机床的数控系统选择一致，这样做的好处是便于维修人员日常维修机床;较集中的数控系统也便于缩减备件种类。数控系统选择时以实用为原则，没必要为追求高一档次而浪费资金。同时，还要采用专用的大容量高精度恒温油箱，油温变动控制在±0。

简易数控车床常见故障与处理

简易数控车床又叫经济型数控车床，是在普通车床的基础上发展起来的，其自动控制系统主要由单片机构成，通过控制程序，控制机床的纵向及横向进给装置及换刀装置，自动完成零件的加工。所以，简易数控车床仍是机电一体化设备，因而在出现故障时也要从机床的机械结构和电气控制两个方面综合分析。数控立车切削加工作为制造技术的主要基础工艺，随着制造技术的发展，在20世纪末也取得了很大的进步，进入了以发展高速切削、开发新的切削工艺和加工方法、提供成套技术为特征的发展新阶段。

1、加工后的工件尺寸误差很大

一种可能是丝杠或丝母与车床连接松动。空走时没有吃刀阻力，溜板运行正常，加工时由于切削阻力增大，丝杠或丝母与车床连接处松动，造成加工工件尺寸漂移。紧固连接部分，故障即可消除。另一种可能是电动刀架造成。如果换刀后刀架不能自动锁紧，切削时刀具偏离加工点，也会造成上述现象。这些系统均有直线插补、圆弧插补、车公／英制螺纹、刀具补偿、间隙补偿、刀具自动转位等功能，性能稳定，价钱适中，操作面板简单直观，有启动键、暂停键、单段／连续开关、连续进给键、急停键、键盘、显示屏等。这时应检查刀架锁紧装置及刀架控制箱。

2、工件局部尺寸误差大

主要是丝母与丝杠间间隙过大所致。由于丝母与丝杠长期在某一段运行，使该段的间隙增大。程序开始时，测定的丝杠间隙被补偿到程序里，但在磨损段无法补偿，以致工件局部尺寸超差。解决的办法是修理或更换丝杠。

3、电动刀架换刀时不能***且旋转不止

这是由于当程序要某号刀时，电动刀架正在转选刀具，当旋转到该号刀具时，没有应答信号，从而使刀架旋转不止，不能***。应检查电动刀架上的霍尔元件。霍尔元件损坏时，会使所要刀具到位时，没有检??到信号输出，从而造成上述现象。更换该号刀的霍尔元件即可。购置新的数控机床是提高机床数控化效率的途径，对旧机床进行数控化改造也是提高机床数控化效率的重要途径。

4、程序执行过程中返回监控状态且工作停止

一般是监控程序出现故障或是强磁干扰引起。对于强磁干扰可采用接地或屏蔽的办法解决。若不按程序执行或启动程序时不按执行指令，立即返回监控状态，一般是监控程序或计算机硬件出现故障，可更换有问题的芯片，如片外程序存储器芯片、可编程接口芯片或单片机本身。有时片外数据存储器故障也能引起此现象。5、其他说明：***的机械手配电箱，配备触摸屏、PLC、伺服驱动等电器，与车床本身互不干涉。否则只好找生产厂家重新调试。

5、加工程序经常丢失

若控制系统断电后加工程序丢失，而机床上电后重新输入加工程序，机床可以正常加工，则可能是备用电池电压降低或断开，造成数据存储器中的加工程序在机床断电后无法保持而丢失。更换备用电池即可。若加工程序在加工过程中经常部分或全部丢失，则极有可能是数据存储器故障，这时可更换片外数据存储器或单片机本身。此外，还具备***率、低噪音设计，机床主传动系统采用交流伺服电机，配合***率并联V型皮带直接传动主轴。

总之，简易数控车床由机械和电气两部分组成，出现故障后要从机械和电气两个方面进行分析，判断出是机械故障还是电气故障，再深入分析找出故障点。

浅谈伺服电机系统的重要功能

　　数控机床的伺服电机系统重要的功能是保证输出的速度和距离准确付制输入要求。为了保证实现这个功能，数控机床的伺服系统基本包括电流控制环，速度控制环和位置控制环三环控制的系统。电流环保证伺服系统的电流在动态时为更佳波形; 速度环和位置环保证伺服电机系统在任何时刻的输出速度和位置准确付制输入信号要求的速度和位置。评估伺服系统往往从系统的静特性、动特性出发,具体性能进行评估如下。卧式车床自动转位刀架***常见的型式是螺旋型四转位刀架，拆除小拖板后将刀架调整好高度安装在中拖板上，由数控系统直接控制，效率高，工艺性能可靠。

　　系统动态特性的分析

　　系统的动态特性是描述系统在输入的作用下，输出随时间变化的情况。速度和电流控制系统，有数字和模拟两种控制方法，可分别采用离散和连续的数学方法分析。工程上为了简化分析，根据香农定理，选择数字系统的采样频率f0，数字系统信号频谱中的高频率为fmax。这样系统就可以按连续系统，用拉普拉斯传递函数的方法分析。溜板箱的改造***后要对车床溜板箱进行改造，将原来的溜板箱拆除，然后把新的溜板箱安装到改造完成的滚珠丝杠上。

　　对输出特性的要求

　　它是指被控制的伺服电机和驱动器的静特性，根据这个特性，判断在要求的速度范围内是否具有足够的输出转矩以带动负载。是否有足够的过载倍数使机械负载启动。一般伺服电机以转矩作为主要参数。连续工作的转矩不得超过连续工作区。在起制动及加减速时不得超过断续工作区。改造方案①对机床的改造部位是：拆掉手动刀架和小拖板装上数控刀架。为了能反向和在制动下工作，伺服系统还需要具有四象限工作的特性。

　　速度环经常采用的两种控制方式

　　为了分析速度系统，把电流环近似为1; 由于伺服电机的轴端施加负载，所以伺服系统的动态特性受阻尼和惯性负载的影响。为了提高系统的动态性能，PID算法是工程上经常采用的方法，速度环经常采用的有PI和IP两种控制方式。本质上，PI与IP都是比例—积分的关系。但PI控制软件处理的顺序是先比例、后积分，着重于比例; 而IP控制软件处理的顺序是先积分、后比例，着重于积分。因此在对其进行数控化改造的同时必须针对机床导轨状况进行必要的检修处理，对于磨损较严重的更要进行大修，即进行磨削、淬火、贴塑、配刮等处理，同时采用合理的润滑，充分保证其精度。