数控高级技师论文第三篇
摘要：数控机床的产品零部件较为复杂且繁多， 并且对精度要求比较高， 生产周期较短；数控机床时代的到来， 为我国的各项工艺改革事业做出了巨大贡献。目前， 自动控制理论在数控机床维修中应用越来越广泛， 基于此， 将结合实际， 分析自动控制理论如何在数控机床维修过程中发挥最大作用。
关键词：自动控制理论； 数控机床； 维修；
随着科技日益发展，数控机床技术也得到相应发展，数控机床被广泛应用到工厂生产当中。自动控制理论作为自动控制科学的核心，按照有无反馈可分为以下两种控制系统，即闭环控制系统和开环控制系统。
自动控制理论可有效把握输出和输入两者之间的关系，只要自动控制系统保持稳定，那么自动控制系统就能够被合理把控。除此之外，自动控制系统本身输出量可以被直接观测到，继而反映出系统内部运动具体状态。为了能够让数控机床更好地应用在各大工艺生产之中，必须使用自动控制理论对数控机床故障方面问题予以分析，再排除故障，提高数控机床生产效率。
1 数控机床与常规机床
数控机床的主要构成部分分为以下五个部分：第一，主机，是数控机床的主体，主要作用是完成加工切削等操作；第二，数控装置，主要输入各种数字化零件程序，储存已经输入的信息数字，转换各种数据完成控制功能；第三，驱动装置，主要控制数控机床的具体工作；第四，辅助装置，主要是确保数控机床安全且有效运行；第五，编程以及相关附属装备，主要是对数控机床之外的零部件程序予以编制和存储。数控机床的系统组成如图1所示。
数控机床是在常规机床基础上应用自动控制理论而发展开来，数控机床主要利用数字信息来加以控制机床运行，将数字代码和工件移动信息等记录在程序中；进入数控机床系统之后，经过科学运算来控制机床各个系统运转。数控机床可以按照之前设置好的加工程序自动加工产品，而常规机床主要是通过传动链来将电机运能逐渐转化为生产能，进一步对产品进行加工处理；常规机床在生产过程中，需要依靠人力操作来完成产品加工工作。数控机床相比起常规机床，生产效率显着提高，并增加了更多功能，与此同时，简化了诸多不必要步骤，最终能够广泛提高生产效率，节约成本。
另外，数控机床还能够提高产品加工精度，保证产品质量。数控机床可以带动多方位工作模式，加工出更加复杂的产品。数控机床自动化水平比较高，因此能够降低工作人员工作强度。除此之外，数控机床对操作人员的综合素质要求较高，尤其对维修技术人员水平要求更高。因此，数控机床更适合加工零部件较多且精度要求高的短生产周期产品。从另外一个角度来看，由于数控机床增加了诸多功能，所以数控机床随着自动控制理论不断发展而发生了相应变化。
2 自动控制理论在数控机床维修中的应用
2.1 伺服系统
数控机床按照伺服系统控制方式可分为三种，分别为开环控制系统、闭环控制系统以及半闭环控制系统。数控机床伺服系统主要由两个部分构成，即位置控制系统（一阶非周期环节）与速度控制系统（二阶振荡环节）。单纯依靠位置控制系统不够现实，由于位置系统静态误差比较大，所以不管计算机如何精确运算都无法起到重要作用；单纯依靠速度控制系统也不够现实，由于数控机床控制主要目标是确定具体方位，必须让速度控制系统和位置控制系统联合工作才可以实现数控机床具体作用，所以将速度控制系统合理加入到数控机床工作中，能够起到提高方位精确度和降低静态误差等作用。
另外，在速度控制系统中其相关工作大部分是由软件完成，所以对调试工作起到重大效果。相关资料显示，速度闭环控制模型为每伏电压对应的电机转速除以时间常数+1.伺服系统与其他系统一样，在衡量伺服系统性能过程中，主要影响指标有三个：第一，动态过度时间，主要指的是阶跃响应保持终植的上下5%误差内所需要的时间，由于数控机床系统需按照预先编制好的程序工作，所以有多少个零件就有多少个程序段，也就会有多少个系统动作，那么也就需要相应的过渡时间，上一个动作的完成就要开始进行下一个动作，一旦过渡时间过长，势必会影响到产品的加工效率；第二，超调量，主要指的是系统输出响应达到最大值时超出稳态值的部分与稳态值之间的比值，超调量太大会导致机床在设定点位置出现来回摆动情况，编码器一旦无法检测到合理的位置后会导致数控机床报警停机，继而无法进行下一个动作；其三，静态误差，在系统整体控制作用下，执行目标接近具体位置时静态位置偏移所给定值位置大小，一旦定值偏差过大会使得执行目标无法达到正确位置而出现报警停机情况，继而无法进行下一个动作。
2.2 实例分析
以卧式机床为例，在运行过程中发现X轴发生振动和较大噪声，经过深入研究发现X轴会产生超调量过大，继而导致数控机床发生振荡情况。此时，找到伺服系统的调整画面，将增益进行修改，继而解除故障。
以长城机床生产的数控机床（型号为896）为例，查看数控机床说明书，发现数控机床报警停机出现的主要原因是伺服系统移动误差过大。在伺服系统给出相应指令后，系统的具体位置和系统参数标准值未保持高度一致，继而出现警报停机情况。经过深入研究分析，系统数值偏差较大也会发出警报。一般来说，x轴带刹车，可以据此判断是x轴出现问题，对x轴刹车线圈电阻进行测量研究。发现无异常问题，但是使用示波器测量刹车电压时发现继电器底座接触不良，将底座换掉后发现此机床可正常运行。
以FANUC 0系统为例，开机后立即出现报警情况，查看说明书发现报警情况的出现主要是因为Y轴伺服系统出现误差过大情况，系统立即发出警报。经过检查分析发现，Y轴伺服系统位置偏差计数器偏差值超过系统参数标准值；发出警报同时发现x轴向下滑动，出现此种情况的原因是Y轴为垂直轴，在伺服系统准备好后，电机线圈充电，电机依靠自身动力防止下移；但是经过检查发现Y轴伺服系统电机缺相，自身承载力不够导致主轴受重，更换电缆线后，数控机床恢复正常。
3 结语
随着我国社会科技的迅猛发展，数控机床技术不断发展，本文通过对自动控制理论在数控机床维修中的应用进行分析，从自动控制理论角度入手，详细阐述了数控机床伺服控制的方式；同时，与实际相结合，找到数控机床故障形成的原因，提出相应解决措施。总之，自动控制理论在数控机床维修过程中起到了重大作用，通过实际案例发现，自动控制理论可找出影响伺服系统运行的因素，最终使得数控机床故障得以顺利解除，从而恢复正常工作。
参考文献
[1]王安军。自动控制理论在数控机床维修中的应用[J].黑龙江科学， 2018, （9） :58-59.
[2]李振宇， 李雪英， 杨静云等。自动控制理论在机床中的应用[J].九江职业技术学院学报， 2012, （2） :27-28.
