數控機床伺服系統故障診斷與排除實驗綜述報告

摘要：在數控機床伺服系統的運行與控制中，其本身具有自動控制的作用，其中包含速度、位移、加速度等相關參數，在實際運行中，分析數控機床伺服系統的故障診斷與排除，對提高數控機床伺服系統的故障處理水平有現實意義。分析數控機床伺服系統的工作原理，并結合不同故障類型進行檢驗與分析，在故障統計分析的基礎上，可實現數控機床伺服系統的故障診斷分析水平提升。

關鍵詞：數控機床;伺服系統;故障診斷

引言：數控機床伺服系統對機床精度、工作效率以及可靠性等會產生直接的影響，而且，在實際應用中，其具有可靠性高、結構緊湊、操作性好等優點，因此，研究及分析數控機床伺服系統故障診斷以及排除，對保證機床加工精度方面有積極作用。數控機床伺服系統的故障診斷與排除處理，則對故障診斷技術的實際應用展開討論，在故障信號處理與分析的基礎上，可實現數控機床伺服系統的實際應用效果提升。

1數控機床伺服系統工作原理

數控機床伺服系統主要包含驅動單元、機械傳動部件、執行部件、檢測反饋原件等，其本身屬于閉環的反饋控制系統，輸入脈沖指令，并對定脈沖數、反饋脈沖數等進行比較，并利用所產生的的偏差值進行檢驗與計算，從而達到消除偏差的作用。伺服系統在實際應用中，其可以建立負反饋回路，并通過伺服系統的加載處理，可對擾動信號進行控制，從而實現速度、位置等參數的有效控制。

2數控機床伺服系統故障診斷分析

呂盾，劉碩（2021）在對數控機床伺服系統的故障進行診斷與分析中，則需要對跟隨誤差進行控制，在反饋信號輸出與分析的基礎上，可實現數控機床伺服系統的故障處理與分析效果提升[1]。在對數控機床伺服系統的故障診斷進行分析中，進給運動中出現竄動，測速信號會出現不穩定的情況，測速裝置以及反饋信號等也會受到干擾。在對這一故障進行診斷與分析中，與速度控制信號不穩定有直接關系。如果是正向或者反向運行的過程中出現竄動，則是進給傳動鏈的反向間隙過大所導致的，對數控機床伺服系統的運行會產生直接的影響。在對數控機床伺服系統的運行振動進行研究與分析中，其與進給速度變化有直接關系，周速度環增益過高或者速度反饋故障，對加速減速實踐設定會產生直接的影響。數控機床伺服系統在出現漂移故障問題，當指令顯示為零的狀態下，坐標軸會出現移動的情況，這會出現移動誤差，在對這一問題進行控制中，可以通過零速度調整的方式，達到消除的目的。

覃家金（2021）在對數控機床伺服系統故障維修以及故障處理等方面進行研究中，則需要對故障信息、故障運行參數等方面進行調整，在故障診斷與故障處理的基礎上，可實現數控機床伺服系統的運行控制效果提升[2]。結合數控機床伺服系統的故障診斷及分析，還需要對伺服電機轉動、跟隨誤差變化等方面進行分析，在進給單元中，其中包含速度控制信號，在利用PLC技術的基礎上，電磁制動以及進給單元等存在一定的差異性，對伺服電機的運行控制會產生直接的影響。從跟隨誤差的角度進行分析，跟隨誤差、定位誤差、輪廓誤差等存在，其關鍵原因是設定的誤差允許值比較小，傳動鏈會出現誤差積累的情況，導致數控機床伺服系統的平衡裝置出現誤差過大的情況出現。數控機床在啟動后，參考點的返回是主要步驟，但是，在實際運行中，極容易出現回參考點故障問題，這與零點開關、編碼器、測量板等有直接關系，在誤差處理以及開關控制的基礎上，可實現數控機床伺服系統的故障處理效果提升。

3數控機床伺服系統的故障排除

在對數控機床伺服系統的故障排除進行分析與處理中，則需要從機械故障、電氣故障等角度進行優化，并對構成元件進行檢驗與分析，對實現故障排除與處理等有積極作用。在實際的生產運作中，進給伺服系統本身并不是獨立存在的裝置，而是在故障排除與故障檢驗與分析的基礎上，實現數控機床伺服系統的實際應用效果提升。

趙熹（2020）在對數控機床伺服系統的故障排除機制進行研究中，則是利用PID控制算法，對數控機床伺服系統的運行狀態進行檢驗與分析，從而實現數控機床伺服系統的故障處理水平提升[3]。伺服系統的故障排除，可利用現代信號處理技術，針對數控機床伺服系統的故障特征進行提取與分析，并通過抑制噪聲以及信號處理等方式，對故障診斷問題進行處理，提高數控機床伺服系統的故障排除與處理效果提升。在此基礎上，還需要建立三維實體模型，通過模擬技術的應用，對伺服系統的系統參數、故障程度、模型響應等方面進行綜合分析，對實現故障精度、檢測精度的提升有促進作用。從理論研究的角度進行分析，則是在故障診斷與不確定性定量信息的角度，通過證據推理算法的置信規則庫進行推理與分析，并對非線性化的故障進行診斷與分析，在對信息輸入以及輸出等方面進行綜合控制的基礎上，達到數控機床伺服系統故障診斷與分析的目的。數控機床伺服系統得故障診斷與分析中，可通過故障預測與跟蹤處理的方式，對不同故障進行檢測與分析，可對故障信號進行分解，通過特征向量檢驗與分析，達到故障診斷與故障派出的目的。針對數控機床伺服系統的不同故障類型采用不同的信息處理方式進行分析，提高故障診斷分析水平。

結論：在數控機床伺服系統應用中，其本身具有自動控制的作用，對加工精度、生產進度等會產生直接的影響。因此，在對數控機床伺服系統的不同故障進行診斷與分析的基礎上，則需要對故障排除方式以及故障處理等方面進行調整，從而實現數控機床伺服系統的故障處理水平提升。在對故障診斷與排除機制進行調整的視角下，可對故障技術的實際應用展開討論，從而保證數控機床的生產精度以及可靠性。

參考文獻

[1]呂盾，劉碩，趙艷超，李文慶，趙萬華，盧秉恒.具有串聯軸伺服進給系統的跟隨誤差控制策略[J].西安交通大學學報，2021，55（05）：34-44.

[2]覃家金.數控機床伺服系統故障維修措施探討[J].時代汽車，2021（01）：161-162.

[3]趙熹.數控機床進給伺服系統模糊PID控制算法仿真研究[J].工業加熱，2020，49（12）：19-21.

作者簡介：徐敬廣，男，漢族，安徽蕭縣人，實驗師，1974.10-，機械制造工藝及自動化。

項目：2020SJJXSFK0223，教學示范課（汽車底盤技術）