時間：2023-03-02 15:06:49
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數控機床是集高、精、尖技術于一體，集機、電、光、液于一身的高技術產物。具有加工精度高、加工質量穩定可靠、生產效率高、適應性強、靈活性好等眾多優點，在各個行業受到廣泛歡迎，在使用方面，也是越來越受到重視。但由于它是集強、弱電于一體，數字技術控制機械制造的一體化設備，一旦系統的某些部分出現故障，就勢必使機床停機，影響生產，所以如何正確維護設備和出現故障時能及時搶修就是保障生產正常進行的關鍵。
1.數控機床的維護
對于數控機床來說，合理的日常維護措施，可以有效的預防和降低數控機床的故障發生幾率。
首先，針對每一臺機床的具體性能和加工對象制定操作規程建立工作、故障、維修檔案是很重要的。包括保養內容以及功能器件和元件的保養周期。
其次，在一般的工作車間的空氣中都含有油霧、灰塵甚至金屬粉末之類的污染物，一旦他們落在數控系統內的印制線路或電子器件上，很容易引起元器件之間絕緣電阻下降，甚至倒是元器件及印制線路受到損壞。所以除非是需要進行必要的調整及維修，一般情況下不允許隨便開啟柜門，更不允許在使用過程中敞開柜門。
另外，對數控系統的電網電壓要實行時時監控，一旦發現超出正常的工作電壓，就會造成系統不能正常工作，甚至會引起數控系統內部電子部件的損壞。所以配電系統在設備不具備自動檢測保護的情況下要有專人負責監視，以及盡量的改善配電系統的穩定作業。
當然很重要的一點是數控機床采用直流進給伺服驅動和直流主軸伺服驅動的，要注意將電刷從直流電動機中取出來，以免由于化學腐蝕作用，是換向器表面腐蝕，造成換向性能受損，致使整臺電動機損壞。這是非常嚴重也容易引起的故障。
2.數控機床一般的故障診斷分析
2.1檢查
在設備無法正常工作的情況下，首先要判斷故障出現的具置和產生的原因，我們可以目測故障板，仔細檢查有無由于電流過大造成的保險絲熔斷，元器件的燒焦煙熏，有無雜物斷路現象，造成板子的過流、過壓、短路。觀察阻容、半導體器件的管腳有無斷腳、虛焊等，以此可發現一些較為明顯的故障，縮小檢修范圍，判斷故障產生的原因。
2.2系統自診斷
數控系統的自診斷功能隨時監視數控系統的工作狀態。一旦發生異常情況，立即在CRT上顯示報警信息或用發光二級管指示故障的大致起因，這是維修中最有效的一種方法。近年來隨著技術的發展，興起了新的接口診斷技術，JTAG邊界掃描，該規范提供了有效地檢測引線間隔致密的電路板上零件的能力，進一步完善了系統的自我診斷能力。
2.3功能程序測試法
功能程序測試法就是將數控系統的常用功能和特殊功能用手工編程或自動變成的方法，編制成一個功能測試程序，送人數控系統，然后讓數控系統運行這個測試程序，借以檢查機床執行這些功能的準確定和可靠性，進而判斷出故障發生的可能原因。
2.4接口信號檢查
通過用可編程序控制器在線檢查機床控制系統的接回信號，并與接口手冊正確信號相對比，也可以查出相應的故障點。
2.5診斷備件替換法
隨著現代技術的發展，電路的集成規模越來越大技術也越來越復雜，按常規方法，很難把故障定位到一個很小的區域，而一旦系統發生故障，為了縮短停機時間，在沒有診斷備件的情況下可以采用相同或相容的模塊對故障模塊進行替換檢查，對于現代數控的維修，越來越多的情況采用這種方法進行診斷，然后用備件替換損壞模塊，使系統正常工作，盡最大可能縮短故障停機時間。
上述診斷方法，在實際應用時并無嚴格的界限，可能用一種方法就能排除故障，也可能需要多種方法同時進行。最主要的是根據診斷的結果間接或直接的找到問題的關鍵，或維修或替換盡快的恢復生產。3數控機床故障診斷實例
由于數控機床的驅動部分是強弱電一體的，是最容易發生問題的。因此將驅動部分作簡單介紹：驅動部分包括主軸驅動器和伺服驅動器，有電源模塊和驅動模塊兩部分組成，電源模塊是將三相交流電有變壓器升壓為高壓直流，而驅動部分實際上是個逆變換，將高壓支流轉換為三相交流，并驅動伺服電機，完成個伺服軸的運動和主軸的運轉。因此這部分最容易出故障。以CJK6136數控機床和802S數控系統的故障現象為例，主要分析一下控制電路與機械傳動接口的故障維修。
如在數控機床在加工過程中，主軸有時能回參考點有時不能。在數控操作面板上，主軸轉速顯示時有時無，主軸運轉正常。分析出現的故障原因得該機床采用變頻調速，其轉速信號是有編碼器提供，所以可排除編碼器損壞的可能，否則根本就無法傳遞轉速信號了。只能是編碼器與其連接單元出現問題。兩方面考慮，一是可能和數控系統連接的ECU連接松動，二是可能可和主軸的機械連接出現問題。由此可以著手解決問題了。首先檢查編碼器與ECU的連接。若不存在問題，就卸下編碼器檢查主傳動與編碼器的連接鍵是否脫離鍵槽，結果發現就是這個問題。修復并重新安裝就解決了問題。
數控機床故障產生的原因是多種多樣的，有機械問題、數控系統的問題、傳感元件的問題、驅動元件的問題、強電部分的問題、線路連接的問題等。在檢修過程中，要分析故障產生的可能原因和范圍，然后逐步排除，直到找出故障點，切勿盲目的亂動，否則，不但不能解決問題。還可能使故障范圍進一步擴大。總之，在面對數控機床故障和維修問題時，首先要防患于未燃，不能在數控機床出現問題后才去解決問題，要做好日常的維護工作和了解機床本身的結構和工作原理，這樣才能做到有的放矢。
參考文獻
[1]陳蕾、談峰，淺析數控機床維護維修的一般方法［J］，機修用造，2004（10）
[2]邱先念，數控機床故障診斷及維修[J]，設備管理與維修，2003（01）
[3]王超，數控機床的電器故障診斷及維修[J]，蕪湖職業技術學院學報，2003（02）
數控機床是集機、電、液、氣、光等為一體的自動化機床，經各部分的執行功能，最后共同完成機械執行機構的移動、轉動、夾緊、松開、變速和換刀等各種動作，實現切削加工任務。工作時，各項功能相互結合，發生故障時也混在一起，故障現象和原因并非簡單一一對應。一種故障現象可能有幾種不同的原因，大部分故障以綜合形式出現，數控機床的爬行與振動就是一個明顯的例子。
數控機床進給伺服系統所驅動的移動部件在低速運行時，出現移動部件開始不能啟動，啟動后又突然作加速運動，而后又停頓，繼而又作加速運動，如此周而復始，這種移動部件忽停忽跳，忽快忽慢的運動現象，稱為爬行；而當其高速運行時，移動部件又出現明顯的振動。這一故障現象就是典型的進給系統的爬行與振動故障。
造成這類故障的原因有多種可能，可能是因為機械部分出現了故障所導致，也可能是進給系統電氣部分出現了問題，還可能是機械部分與電氣部分的綜合故障所造成，甚至可能因編程有誤也會產生爬行故障。
一、分析機械部分原因與對策
因為數控機床低速運行時的爬行現象往往取決于機械傳動部分的特性，高速時的振動又通常與進給傳動鏈中運動副的預緊力有關，由此數控機床的爬行與振動故障可能會在機械部分。
如果在機械部分，首先應該檢查導軌副。因為移動部件所受的摩擦阻力主要是來自導軌副，如果導軌副的動、靜摩擦系數大，且其差值也大，將容易造成爬行。盡管數控機床的導軌副廣泛采用了滾動導軌、靜壓導軌或塑料導軌，如果導軌間隙調整不好，仍會造成爬行或振動。對于靜壓導軌副應著重檢查靜壓是否到位，對于塑料導軌可檢查有否雜質或異物阻礙導軌副運動，對于滾動導軌則應檢查預緊措施是否良好。關注導軌副的也有助于分析爬行問題，導軌副狀態不好，導軌的油不足夠，致使溜板爬行。這時，添加油，且采用具有防爬作用的導軌油是一種非常有效的措施。這種導軌油中有極性添加劑，能在導軌表面形成一層不易破裂的油膜，從而改善導軌的摩擦特性防止爬行。
其次，要檢查進給傳動鏈。因為在進給系統中，伺服驅動裝置到移動部件之間必定要經過由齒輪、絲杠螺母副或其他傳動副所組成的傳動鏈。定位精度下降、反向間隙增大也會使工作臺在進給運動中出現爬行。通過調整軸承、絲杠螺母副和絲杠本身的預緊力，調整松動環節，調整補償環節，都可有效地提高這一傳動鏈的扭轉和拉壓剛度（即提高其傳動剛度），對于提高運動精度，消除爬行非常有益；另外傳動鏈太長，傳動軸直徑偏小，支承座的剛度不夠也是引起爬行的因素。因此，在檢查時也要考慮這些方面是否有缺陷，逐個排查。
二、分析進給伺服系統原因與對策
如果故障原因在進給伺服系統，則需分別檢查伺服系統中各有關環節。數控機床的爬行與振動問題屬于速度問題，與進給速度密切相關，所以也就離不開分析進給伺服系統的速度環，檢查速度調節器故障一是給定信號，二是反饋信號，三是速度調節器自身故障。根據故障特點（如振動周期與進給速度是否成比例變化）檢查電動機或測速發電機表面是否光整；還可檢查系統插補精度是否太差，檢查速度環增益是否太高；與位置控制有關的系統參數設定有無錯誤；伺服單元的短路棒或電位器設定是否正確；增益電位器調整有無偏差以及速度控制單元的線路是否良好，應對這些環節逐項檢查、分類排除。
三、其它因素
有時故障既不是機械部分的原因，又不是進給伺服系統的原因，有可能是其它原因如編程誤差。如FANUC6M系統數控機床在一次切削加工時出現過載爬行。經過仔細核查，發現電動機故障引起過載，更換電動機過載消除，可爬行還是存在。先從機床著手尋找故障原因，結果核實傳動鏈沒問題，又查進給伺服系統確認無故障，隨后對加工程序進行檢查，發現工件曲線的加工，采用細微分段圓弧逼近來實現，而在編程中用了G61指令，也即每加工一段就要進行一次到位停止檢查，從而使機床出現爬行現象，將G61改為G64指令連續切削，爬行消除。
如果故障既有機械部分的原因，又有進給伺服系統的原因，很難分辨出引起這一故障的主要矛盾，這是制約我們迅速查出故障原因的重要因素。面對這種情況，要進行多方面的檢測，運用機械、電氣、液壓等方面的綜合知識，采取綜合分析判斷，排除故障。
數控機床是技術密集和知識密集的設備，故障現象是多樣的，其表現形式也沒有簡單的規律可遵循，這就要求維修的技術人員要有電子技術、計算機技術、電氣自動化技術、檢測技術、機械理論與實踐技術、液壓與氣動等較全面的綜合技術知識，還要求具有綜合分析和解決問題的能力。
一、數控機床故障診斷的基本方法
數控設備是一種自動化程度較高，結構較復雜的先進加工設備，是企業的重點、關鍵設備。要發揮數控設備的高效益，就必須正確的操作和精心的維護，才能保證設備的利用率。正確的操作使用能夠防止機床非正常磨損，避免突發故障;做好日常維護保養，可使設備保持良好的技術狀態，延緩劣化進程，及時發現和消滅故障隱患，從而保證安全運行，故障診斷是進行數控機床維修的第一步，它不僅可以迅速查明故障原因，排除故障，也可以起到預防故障的發生與擴大的作用。
二、故障的調查與分析
這是排故的第一階段，是非常關鍵的階段，主要應作好下列工作：
①詢問調查？在接到機床現場出現故障要求排除的信息時，首先應要求操作者盡量保持現場故障狀態，不做任何處理，這樣有利于迅速精確地分析故障原因。同時仔細詢問故障指示情況、故障表象及故障產生的背景情況，依此做出初步判斷，以便確定現場排故所應攜帶的工具、儀表、圖紙資料、備件等，減少往返時間。
②現場檢查？到達現場后，首先要驗證操作者提供的各種情況的準確性、完整性，從而核實初步判斷的準確度。由于操作者的水平，對故障狀況描述不清甚至完全 不準確的情況不乏其例，因此到現場后仍然不要急于動手處理，重新仔細調查各種情況，以免破壞了現場，使排故增加難度。
③故障分析？根據已知的故障狀況按上節所述故障分類辦法分析故障類型，從而確定排故原則。由于大多數故障是有指示的，所以一般情況下，對照機床配套的數控系統診斷手冊和使用說明書，可以列出產生該故障的多種可能的原因。
④確定原因？對多種可能的原因進行排查從中找出本次故障的真正原因，這時對維修人員是一種對該機床熟悉程度、知識水平、實踐經驗和分析判斷能力的綜合考驗。
⑤排故準備？有的故障的排除方法可能很簡單，有些故障則往往較復雜，需要做一系列的準備工作，例如工具儀表的準備、局部的拆卸、零部件的修理，元器件的采購甚至排故計劃步驟的制定等等。
三、電氣維修與故障的排除
這是排故的第二階段，是實施階段。？？如前所述，電氣故障的分析過程也就是故障的排除過程，因此電氣故障的一些常用排除方法在上一節的分析方法中已綜合介紹過了，本節則列舉幾個常見電氣故障做一簡要介紹，供維修者參考。
（1）電源？電源是維修系統乃至整個機床正常工作的能量來源，它的失效或者故障輕者會丟失數據、造成停機。重者會毀壞系統局部甚至全部。西方國家由于電力充足，電網質量高，因此其電氣系統的電源設計考慮較少，這對于我國有較大波動和高次諧波的電力供電網來說就略顯不足，再加上某些人為的因素，難免出現由電源而引起的故障。
四、維修排故后的總結提高工作
對數控機床電氣故障進行維修和分析排除后的總結與提高工作是排故的第三階段，也是十分重要的階段，應引起足夠重視。？？ 總結提高工作的主要內容包括：
①詳細記錄從故障的發生、分析判斷到排除全過程中出現的各種問題，采取的各種措施，涉及到的相關電路圖、相關參數和相關軟件，其間錯誤分析和排故方法也應記錄并記錄其無效的原因。除填入維修檔案外，內容較多者還要另文詳細書寫。
②有條件的維修人員應該從較典型的故障排除實踐中找出常有普遍意義的內容作為研究課題進行理論性探討，寫出論文，從而達到提高的目的。特別是在有些故障的排除中并未經由認真系統地分析判斷而是帶有一定地偶然性排除了故障，這種情況下的事后總結研究就更加必要。
③總結故障排除過程中所需要的各類圖樣、文字資料，若有不足應事后想辦法補濟，而且在隨后的日子里研讀，以備將來之需。
④從排故過程中發現自己欠缺的知識，制定學習計劃，力爭盡快補課。
⑤找出工具、儀表、備件之不足，條件允許時補齊。
總結提高工作的好處是：
①迅速提高維修者的理論水平和維修能力。
②提高重復性故障的維修速度。
③利于分析設備的故障率及可維修性，改進操作規程，提高機床壽命和利用率。
④可改進機床電氣原設計之不足。
1.3產業技術相關的轉變模式。產業技術的轉變主要涉及到兩種因素，一種是科學技術的發展，一種是社會的進步與人們的需求。在產業技術轉變模式的研究中，部分學者認為科學技術的進步是決定產業技術轉變的主要因素，技術的研究和開發能夠推動產業的發展，而另外一部分學者則是認為社會的發展與人們對于產品的需求才是產業技術轉變的主要動力。在實際的產業技術發展中，離不開科學技術的進步，更離不開社會大眾的需求，認清兩者之間的關系，才能夠不斷地進行創新，使產業技術走上正確的發展道路。
2、實現我國數控機床行業技術創新的路徑
2.1正確定位我國數控機床行業所面對的產品。數控機床行業所面對的產品，應當改變過往的定位模式，摒棄以前以低價來獲得市場競爭力的方法。為了能夠改變這一現狀，我國的制造業需要引進更為先進的大型數控機床設備，以此來為企業制造服務。企業應當能夠重新審視我國的市場對于產品的需求，掌握市場對產品需求的變化規律，明確影響產品在市場中競爭力的因素，以此來開拓更為廣闊的市場。做好正確的產品定位，就能夠選用更為合適的數控機床，并且運用更為先進的數控機床行業技術，以此來實現技術的創新。產品的定位應當以市場需求的預測為主，而不能只是跟隨他人的腳步，那樣永遠只能落后一步，而無法實現創新。
2.2選擇以集成創新為主的技術路線。所謂的集成創新，就是企業自主地控制產業創新的整個過程，通過自主地研究開發新技術，來組成數控機床產業創新的核心。集成創新不僅要求企業能夠及時地引進先進的設備，更需要具有專業技能的人才。并且集成創新周期較長，需要企業內部的技術人員進行密切的配合，通過對數控機床行業技術的深入研究，對技術創新方案進行深刻的探討，集合整個技術開發團隊的智慧，研究出具有先進技術含量和創新特色的產品；另外，集成創新需要企業有大量的資金投入，從外部技術源獲得必要的知識產權、所需的元件或子系統，以保證研究工作的順利進行。
2.3結合國家、企業、學校、科研院各方面的力量共同實現技術創新。數控機床行業技術創新由于涉及到的學科眾多，對于技術開發人員的要求極高，并且要有大量的資金、人力、物力、時間的投入。因此，僅僅依靠企業來進行技術的創新，是很難做到的，換言之，僅僅依靠高校、科研院也無法完全實現技術的創新。而要想完成創新的任務，就必須使產業、學校、科研院進行相應的結合，再加之國家的政策、資金方面的支持，使多方面的力量能夠融合到一起，使各個不同領域的人才進行技術上的交流，共同研究開發具有創新性的數控機床行業技術，并且能夠實現其實用性，促進技術產品的產業化，盡快地將科學技術轉化為社會大眾所需要的產品，完成以科學技術促進社會經濟發展的目標。
2.4壯大裝備制造行業的規模。目前，我國的數控機床行業正在不斷地發展過程中，涉及到該產業的企業也非常多，然而，能夠在市場競爭中具有較強的競爭力，能夠自主實現技術創新的企業卻非常少，大多數的企業規模小、技術落后、研究開發能力薄弱，技術創新的實現較為困難，難以形成強大的競爭力與國外的數控機床企業進行抗衡。因此，各個數控機床企業應當聯合到一起，形成大規模的產業集群，多個企業的聯合，不僅能夠實現生產力的大幅度提升，還能夠實現人才的相互融合，推動行業技術的創新，促進數控機床行業的飛速發展。
2影響數控機床機械技術加工效率的相關因素
1）規章制度不完善。
近些年，數控機床取得了一定的發，但是針對某些方面仍然存在一定的問題，一些設備與零件仍然存在很大的問題，在實際的工作之中數控機床還沒有制定合理科學的規章制度保障數控機床的正常工作，這是影響數控機床發展最為主要的因素之一。
2）編制程序有失規范。
數控機床與傳統機床相比較最為突出的有點就是增加了數字與計算機控制的部分，這就必然需要相關軟件的支撐，由此可見，軟件的編制程序對于提高數控機床機械技術加工效率也有著十分重要的理論意義與現實價值。程序的編制在很大程度上可以對數控機床機械技術加工效率產生最為直接的影響。
3提高數控機床機械技術加工效率的策略
3.1軟件系統
1）專業操作人員。
在實際的工作之中，專業的操作人員對于提高控機床機械技術加工效率有著十分重要的作用，他們是對數控機床軟件進行實際操作的人員，其專業能力與業務素養對于控機床機械技術加工效率有著直接的關系。因此，加工企業應該充分的重視數控機床操作人員業務能力的提高。具體的實施方式有很多，其中比較重要的方式可以分為以下幾種：①加工企業應該針對操作人員進行定期的培訓，不斷的提高他們的綜合素質與業務能力，讓員工掌握相關的理論知識與注意事項；②應該不斷引進相關的專業人才整體提高數控機床操作人員的整體素質，保障數控機床機械技術加工效率的提高。
2）進一步規范操作流程。
與普通機床相比，數控機床在的操作流程更加復雜，操作工藝相對較多。因此，在實際的工作之中，為了進一步提高數控機床機械技術加工效率，我們應該嚴格的規范數控機床的操作流程，減少數控機床工作之中的冗雜流程，制度嚴格的工作步驟與檢驗步驟，真正實現數控機床工作的科學化與規范化，以此來提高數控機床機械技術加工效率。
3）創新管理模式。
數控機床有著其自身的特點，其中最為突出的特點就是需要進行科學的管理，只有這樣才能更好的發揮數控機床的優勢，促進加工企業的不斷發展與進步。因此，在實際的工作之中一定要注重數控機床管理模式的創新，對不同工藝的數控機床制定不同的管理模式，實現管理模式的與時俱進，只有這樣才能更好的促進數控機床機械技術加工效率的提高。
3.2硬件方面
在提高數控機床機械技術加工效率過程中最為重要的方式就是注重硬件方面措施的采取，要充分的分析數控機床的工作特點，針對其具體的工作環境采取相應的措施，在實際的工作中需要注意的方面很多其中比較重要的方面主要是以下幾個方面。
1）恒定的電網供電水平。
數控機床依靠科技技術與電腦尖端技術，對電網供電系統有著極為苛刻的限制。就目前應用較為廣泛的數控機床來說，其裝置內部欠壓保護裝置的報警系統在不穩定的電網系統中很難維持恒定的工作狀態，要解決這個問題最直接的辦法就是根據運行中數控機床的自身特性，有方向有策略的針對的配置交流穩壓器，以減少高峰及低谷時段供電不穩定對整個加工高效所產生的后果。
2）加強對設備選型的研究。
在實際的工作中，我們應該注重加強數控機床設備選型的研究，尤其是針對數控系統方面也更是需要重視。在具體的工作之中，應該根據工作的具體環境和具體條件，結合生產的產品等因素對設備的型號進行選擇。另外，一個加工企業購買多種控機床的過程中應該買一個廠家出產額設備，方便維修，有利于工藝之間的連接，從而實現數控機床機械技術加工效率的提高。
3）做好機床的維護和管理。
數控機床的管理與維護對于保障數控機床正常工作，提高數控機床的使用壽命有著極其重要的作用與價值。機床是對數控機床進行維護和保養最為重要的方式之一，要結合機床實際的工作環境與工作狀態，對機床進行適當的保養。另外，還應該針對不同型號的機床選擇不同的油，只有這樣才能保障機床的正常工作，提高數控機床機械技術加工效率。
關鍵詞：數控機床開放式數控系統電動機
Abstract：Thenumericalcontrollathecalledthenumericalcontrol(Numericalcontrol,iscalledNC)theenginebed.Itisbasedonthenumericalcontrol,hasusedthenumericalcontroltechnology,isloadedwiththeprocedurecontrolsystemtheenginebed.Itisbythemainengine,CNC,thedrive,thenumericalcontrolenginebedauxiliaryunit,theprogrammingmachineandothersomeappurtenancesiscomposed.
Thisdesignincludingthemainmovementofenginebeddesign,longitudinalentersforthedesign,alsoincludesthegearmoduluscomputationandtheexamination,themainaxlerigidityexaminationandsoon.
Keyword：numericalcontroltoolOpen-architecturemotor
當前的世界已進入信息時代，科技進步日新月異。生產領域和高科技領域中的競爭日益加劇，產品技術進步、更新換代的步伐不斷加快。現在單件小批量生產的零件已占到機械加工總量的80%以上，而且要求零件的質量更高、精度更高，形狀也日趨復雜化，這是擺在機床工業面前的一個突出問題。為了解決復雜、精密、單件小批量以及形狀多變的零件加工問題，一種新型的機床——數字控制(Numericalcontrol)機床的產生也就是必然的了。
此次設計是數控機床主傳動系統的設計，其中包括機床的主運動設計，縱向進給運動設計，還包括齒輪模數計算及校核，主軸剛度的校核等。
數控車床是基于數字控制的，它與普通車床不同，因此數控車床機械結構上應具有以下特點：
1．由于大多數數控車床采用了高性能的主軸，因此，數控機床的機械傳動結構得到了簡化。
2．為了適應數控車床連續地自動化加工，數控車床機械結構，具有較高的動態剛度，阻尼精度及耐磨性，熱變形較小。
3．更多地采用高效傳動部件，如滾動絲桿副等。CNC裝置是數控車床的核心，用于實現輸入數字化的零件程序，并完成輸入信息的存儲，數據的變換，插補運算以及實現各種控制功能。
2.2總體方案的擬定
1．根據設計所給出的條件，主運動部分z=18級，即傳動方案的選擇采用有級變速最高轉速是2000r/min，最低轉速是40r/min，。
2．縱向進給是一套獨立的傳動鏈，它們由步進電機，齒輪副，絲桿螺母副組成，它的傳動比應滿足機床所要求的。
3．為了保證進給傳動精度和平穩性，選用摩擦小、傳動效率高的滾珠絲桿螺母副，并應有預緊機構，以提高傳動剛度和消除間隙。齒輪副也應有消除齒側間隙的機構。
4．采用滾珠絲桿螺母副可以減少導軌間的摩擦阻力，便于工作臺實現精確和微量移動，且方法簡單。
主運動設計
參數的確定
一.了解車床的基本情況和特點---車床的規格系列和類型
1.通用機床的規格和類型有系列型譜作為設計時應該遵照的基礎。因此，對這些基本知識和資料作些簡要介紹。本次設計中的車床是普通型車床，其品種，用途，性能和結構都是普通型車床所共有的，在此就不作出詳細的解釋和說明了。
2.車床的主參數（規格尺寸）和基本參數（GB1582-79，JB/Z143-79）：
最大的工件回轉直徑D（mm）是400；刀架上最大工件回轉直徑D1大于或等于200；主軸通孔直徑d要大于或等于36；主軸頭號（JB2521-79）是6；最大工件長度L是750～2000；主軸轉速范圍是：32～1600；級數范圍是：18；縱向進給量mm/r0.03～2.5；主電機功率（kw）是5.5～10。
傳動件的設計
傳動方案確定后，要進行方案的結構化，確定個零件的實際尺寸和有關布置。為此，常對傳動件的尺寸先進行估算，如傳動軸的直徑、齒輪模數、離合器、制動器、帶輪的根數和型號等。在這些尺寸的基礎上，畫出草圖，得出初步結構化的有關布置與尺寸；然后按結構尺寸進行主要零件的驗算，如軸的剛度、齒輪的疲勞強度等，必要時作結構和方案上的修改，重新驗算，直到滿足要求。
對于本次設計，由于是畢業設計，所以先用手工畫出草圖，經自己和指導老師的多次修改后，再用計算機繪出。
一.三角帶傳動的計算
三角帶傳動中，軸間距A可以較大。由于是摩擦傳遞，帶與輪槽間會有打滑，亦可因而緩和沖擊及隔離震動，使傳動平穩。帶傳動結構簡單，但尺寸，機床中多用于電機輸出軸的定比傳動。
目錄
第一章引言1
第二章設計方案論證與擬定2
2.1總體方案的論證2
2.2總體方案的擬定2
2.3主傳動系統總體方案圖及傳動原理2
第三章設計計算說明5
3.1主運動設計5
3.1.1參數的確定5
3.1.2傳動設計6
3.1.3轉速圖的擬定8
3.1.4帶輪直徑和齒輪齒數的確定12
3.1.5傳動件的設計19
3.2縱向進給運動設計38
3.2.1滾珠絲桿副的選擇38
3.2.2驅動電機的選用42
結論47
2典型故障的診斷與排除方法
2.1常規檢查法①報警處理:數控系統發生故障時，一般在操作面板上給出故障信號和相應的信息。通常系統的操作手冊或調整手冊中都有詳細的報警內容和處理方法。同時可以利用操作面板或編程器根據電路圖和PLC程序，查出相應的信號狀態，按邏輯關系找出故障點進行處理。②無報警或無法報警的故障處理:當系統無法運行，停機或系統沒有報警但工作不正常時，需要根據故障發生前后的系統狀態信息，運用已掌握的理論基礎，進行分析，做出正確的判斷。這種利用可編程控制器進行PLC中斷狀態分析，其中斷原因以中斷堆棧的方式記憶。
例如：一臺SCHIESSVMG67軸五連動數控機床，采用西門子840D系統其可編程控制器S7300在運行中產生中斷故障，利用系統診斷中斷堆棧的方法可以十分迅速的找到故障原因，通過SIMATICManager訪問這一功能，選擇菜單功能PLC->Diagnostic/setting->ModuleInformation->DiagnosticBuffer，可打開診斷緩沖器，診斷緩沖器中按先后順序存儲著所有可用于系統診斷的事件。選中了一個事件后，在“DtailsonEvent"信息框中可以看到關于該事件的詳細說明：事件（ID）代號和事件號、塊類型和號碼，根據事件，如導致該事件的指令的相對STL行地址。單擊〖HelponEvent〗按鈕，可打開事件幫助信息窗口。單擊〖OpenBlock〗按鈕，可在線打開CPU中出現中斷的塊，如利用這種方法在實際維修工作中是十分迅速有效的。維修人員應當充分熟悉系統的自診斷功能的一些特殊處理方法。這樣就會少走彎路，較快排除故障。
2.2初始化法一般情況下，由于瞬時故障引起的系統報警，可用硬件復位或開關系統電源依次清除故障;若系統工作存貯區由于掉電、拔插線路板或電池欠壓造成混亂，則必須對系統進行初始化清除。
例如：一臺德國PFH100KW-6米數控龍門銑鏜床采用西門子840C數控系統，由于系統工作存貯區混亂，開關后只定在一個初始化界面，系統根本無法進入，一般性復位無效，必須對系統進行初始化清除，就采用了初始化復位法，進入〖startup〗菜單->利用〖generalresetmodeinformationonstartup〗->選擇〖endgenresetmode〗進行這種特殊的復位法之后，系統才能重啟進行正常操作，故障解除。
2.3參數修正法在數控機床維修中，有時要利用某些參數來調整機床，有些參數要根據機床的運行狀態進行必要的修正，這種方法與機械維修相配合是十分有效的。例如：一臺法國Forestφ250數控落地鏜采用NUM1060系統爬行嚴重，雖進行了X軸導軌的大修但此方向立柱的運行仍無法滿足加工要求，原因是前導軌已經嚴重研傷，在機械調節能力有限的基礎上試著進行參數更改，將P21Servo-systemloopgaincoefficient伺服系統的位置環增益系數逐漸修調，NUM機床參數的設置步驟及操作方法介紹如下：①上電后按軟鍵Fll-SELECTTHEUTILITY②選擇0項ACCESSTOUTILITYPROGRAMMES③選擇第5項SETUPDATA④這時出現畫面WARNINGMACHINECONTROLWILLBESTOPPEDWHENCHANGINGPARAMETESOK?(Y/N)，鍵人Y字母⑤出現畫面MACHINESETUPDATA0DISPLAY1CHANGE……，如果更改請鍵入1⑥出現PARAMETER?如果更改參數P21則鍵入P21⑦出現該參數后將光標移到字按#鍵入參數值回車即可⑧按鍵CTRL+XOff系統復位退出參數設定即可
經多次調試P21數值由950最終降為700后機床爬行故障得到好轉，保證了生產的進行。所以維修人員要多查資料多了解機床各種參數的意義及參數更改的方法。這樣就可以在機械調節能力一定的基礎上通過修改NC數據使機床的性能得到更好更大的發揮，提高它的加工精度。
3數控機床電氣、液壓和冷卻系統的保養
3.1電氣系統的保養
3.1.1清除電氣柜內的積灰，保持電路板、電氣元件表面干凈。由于環境溫度過高，數控柜內一般都要加裝空調裝置。安裝空調后，數控系統的可靠性有明顯的提高。
3.1.2機床周圍電器檢查機床各部件之間連接導線、電纜不得被腐蝕與破損，發現隱患后及時處理，以防止短路、斷路。緊固好接線端子和電器元件上的壓線螺釘，使接線頭牢固可靠。
3.1.3機床電源檢查數控系統供電是否正常，電壓波動是否在允許范圍之內，整個數控電氣系統接地是否良好可靠。接地可靠是系統防止干擾、工作可靠的保證。
例如：一臺美國AB的10×40米數控車銑床在調試過程中發現，機床通訊經常突然中斷很異常，通過檢查發現電控框屏蔽層接地不好，使程序信號受干擾引起失真，是導致上述問題的原因，將電纜屏蔽層、機床配電柜元器件良好接地后故障排除。
3.2液壓系統的保養要定期對油箱內的油液進行更換，且有時機床油號的選擇也要由工作現場的環境溫度，油路系統不同而定。定期檢查更換密封件，清洗油箱和管路，防止液壓系統泄漏。檢查系統的噪聲、振動、壓力、溫度等是否正常，將故障排除在萌芽狀態。
3.3冷卻系統保養檢查導軌油箱的油量，油泵是否能定時啟動、停止。定期檢查油泵、清洗過濾器、油箱、更換油。如切削液太臟，應清洗切削液箱、更換切削液。在使用過程中，因此，要求除了掌握數控機床的性能及精心操作外，還要注意消除各種不利的影響因素。
應該強調的是，雖然數控機床的系統種類繁多，但是各類數控機床的保養方法基本相同。只要操作者與維修人員做到認真操作，精心維護，就可以及時發現和消除隱患，減少維修費用，從而保證了數控機床更長時間安全可靠的運行，切實貫徹了設備管理以防為主的主導思想，從而有效的保證和提高了企業的經濟效益。
摘要:數控機床作為一種高精度自動化設備，其能否安全可靠運行，在很大程度上取決于機床的正確使用和日常維護，為了保證機床長期安全平穩運行，降低維修費用，及時發現和消除隱患，從而提高企業的經濟效益。筆者就數控機床的維護與保養通過日常工作中的典型故障著重提出以下幾種實用的診斷、維修及保養方法供大家參考。
關鍵詞:數控機床自動化診斷維護保養效益
參考文獻:
步進電機是采用脈沖數字信號進行控制的，每轉一轉步距誤差自動變為零，易于控制，價格最低。其選擇的關鍵是對參數進行確定。確定參數的具體方法是：先計算電機的步距角，其次確定其步距精度，然后再對它的轉矩進行選擇，最后選定步進電機驅動器。
永磁式交流伺服電機常用于進給驅動系統中，它容量大，結構簡單，運行可靠，效率高，但啟動特性欠佳。其選擇方法是：先確定電機的額定轉速，其次選擇其負載慣量，然后再確定它的額定轉矩，進行電機預選，最后通過進一步的速度、加減速轉矩及連續工作轉矩的驗算確定預選電機是否符合要求。
2數控系統的選擇
數控系統是數控機床的中樞，是其中最關鍵的環節。目前，市場上數控系統的類型較多，選擇時要保證能購得最適合的系統，就必須要充分考慮改造中各方面的因素。
首先，要考慮被改造機床的功能要求。根據機床的功能要求選擇數控系統，以使數控系統所具有的功能要與準備改造的機床所能達到的功能相匹配。既要避免因偏面追求數控系統的高性能指標，而選擇了功能遠遠多于改造機床功能的系統，造成功能過剩、資金浪費，且在一定程度上還可能潛伏下由于數控系統復雜程度的增加而帶來故障率升高的隱患。又要保證所選數控系統能滿足機床全部功能要求，不要出現一些因必須的系統功能短缺，影響其它功能的使用，使機床的優良性能發揮不出來。
其次，要考慮數控系統的制造廠商。老牌著名跨國公司主要有德國的西門子、日本的發那科和三菱、法國的NVM等，國內公司主要有中華數控、中國珠峰、北京航天等。目前，進口系統的性能尚優于國產系統，但價格也較高，因此適用于大型高精度機床。國產系統功能較簡單，性能較穩定，價格便宜，對一般車床、銑床已能可靠使用，且近幾年國產系統也有長足進步，與世界先進技術的差距越來越小。如中華數控公司，就憑借已其達到國際領先水平，且具有自主版權的數控技術和現代化的產業基地在中國大地迅速崛起。該公司的中華數控系統曾在2004年舉行的第一屆全國數控技能大賽上與西門子、發那科等著名系統同臺全方位競技，充分發揮了其強大功能優勢。使用此系統的參賽選手，有多人取得了很好的成績。可見，國內系統功能也會越來越完善。
第三，要考慮數控系統與其它配件的匹配。如果數控系統、電機及驅動器的品種、牌號太雜，在連接各部件時，就可能會出現輸入與輸出信號的不匹配及在傳送中信號產生滯后等現象。因此，選擇時要優先考慮能提供進給伺服系統和主軸驅動的廠家的數控系統。
另外，在資金允許的條件下，盡量向著名廠家型號系列靠攏。一般著名廠商此類系統零件篩選更嚴格，制造工藝更規范可靠，性能穩定，能更好地預防電器元件的故障或提前失效引起的設備故障，也有利于維修。
3機床機械部件的改造
數控機床的機械部分在剛度、精度、速度、摩擦磨損等方面較普通機床有更高的要求。因此，不能簡單地認為將數控裝置與普通機床連接在一起就達到了機床數控改造的目的。而是應該從機床自身的價值考慮，分析改造要達到的目標和所需投入。從該機床在本單位產品制造中的地位和重要程度來分析改造價值。對被改造機床的結構、性能、精度等技術現狀作全面分析。其中包括機床原來的結構設計是否符合改造要求，部件結構是否仍然完好，各坐標軸的機械傳動結構及導軌副的形式等是否適用，各項精度是否滿足要求，機床在加工中是否存在故障和歷史上有無出現過重大故障。從該機床的投入產出率估算，確定最終改造方案。
3.1主傳動系統的改造
在對主傳動系統進行改造時，一般應盡量保留原主軸箱齒輪變速換檔機構，只把主軸的正轉、反轉和停轉由原來的機械控制改變為由數控系統控制。當然，如果為了擴大變速范圍，實現加工過程中的自動變速，也可以將原來的單速電機更換為多速電機，這樣可以使機床性能更好。但多速電機的功率是隨轉速的變化而變化的，所以電機功率要大，且還要增加一套電機變速系統，改裝比較麻煩。對普通機床進行簡易數控改造時，最好不要用這種方法。另外，為了使改裝后的機床主傳動和進給傳動保持必然的聯系，要在主軸箱內安裝一個與主軸同步旋轉的旋轉脈沖編碼器。如普通車床改裝為數控車床時，在主軸箱內裝主軸脈沖編碼器，以保證改造后的車床具備螺紋加工的功能。
3.2進給傳動系統的改造
在對進給傳動系統進行改造時，一般都應該把原來的進給變速傳動裝置及操縱機構全部拆除。而每個方向的進給傳動都改由各自獨立的功率步進電機，經減速齒輪直接與帶動滑板移動的絲杠連接，分別實現各坐標方向的運動，進行各坐標的控制。例如普通機床的簡易化數控改裝，通常都是把原來由主軸箱到進給箱的傳動路線切斷，且將溜板箱拆除，直接把齒輪減速箱和功率步進電機安裝在縱向絲杠的右端和橫向絲杠的外端。
在對機床進給傳動系統改裝的同時，也要對此傳動系統中的傳動裝置元件進行相應的改造。具體如下：
（1）絲杠。絲杠是將回轉運動轉換為直線運動的傳動裝置。改造時，為了滿足數控機床上較高精度零件的加工要求，應該用滾珠絲杠螺母副替換原普通機床上的梯形絲杠螺母副。滾珠絲杠螺母副把傳動絲杠與螺母之間的滑動摩擦變為了滾動摩擦，使摩擦損失減小，精度保持性、傳動平穩性、傳動效率等都得以提高。其傳動效率可達到92%～98%，是普通絲杠螺母副的3～4倍。
（2）拖板。拖板是數控系統直接控制的對象。不論是點位控制、直線控制，還是輪廓控制，被加工零件的最終坐標精度都將受到拖板運動精度、靈敏度和穩定性的影響。除拖板及相配件精度要高外，由驅動電機到絲杠間的傳動齒輪也要采用間隙消除結構。以滿足傳動精度和靈敏度的要求。常用的消隙方法有剛度調整法和柔性調整法兩種。剛性調整法傳動剛度較好，結構簡單，但調整起來很費時；柔性調整法，一般用彈簧彈力自動消除齒側間隙，傳動剛度較低，傳動平穩性差，結構復雜。改造中，可根據機床加工目標選用。具體選用可參考有關資料。
（3）機床導軌。為了使改造后的機床有較高的開動率和精度保持性，應充分考慮機床導軌的耐磨性。當前國內普通機床床身等大件多采用普通鑄鐵，其摩擦系數較大。改造中，在對達不到預定要求的原機床導軌進行修磨、刮研后，要在上面貼上耐磨、吸振的聚四氟飛烯軟帶。
4刀架的改造
刀架是否需要進行改造，要根據改造后機床主要加工對象來確定。若采用一把刀即可完成本機床上的加工，就沒有必要對刀架進行改造。若需采用多把刀，如普通車床改裝后需要三、四把刀才能完成全部車工工序，就必須對刀架部件進行改造。即拆掉原手動刀架，裝上電氣或液壓驅動，由數控裝置控制的自動刀架。
機床的數控化改造要考慮的因素很多。除了上面提到的主要內容外，由于機床控制方式的改變，還要對其進行電氣部分的重新設計，機械部分的大修和專項修理，解決調試、安裝等多方面存在的問題?？傊?，在改造過程中，一定要全面綜合地考慮問題。只有這樣才能改造出性能價格比最優的機床。
摘要：從中、小企業設備的實際情況出發，對在普通機床的數控化改造中，如何對數控系統、伺服系統進行選擇，如何對其機械部分進行改造等問題進行了介紹。
關鍵詞：普通機床；數控化；數控機床；改造
Abstract:Onthebasisoftheconditionoftheequipmentinsmallenterprisesormiddleenterprises,intheprocessofrestructuringthegeneralmachinetoolintoNC,theproblemsthathowtoselecttheNCsystem,servosystemandhowtorestructurethestructuresofthemachinetoolandsoonareintroduced.
Keyword:Ordinaryenginebed;Numericalcontrol;Numerically-controlledmachinetool;Transformation
參考文獻：
[1]李鐵堯.金屬切削機床[M]．北京：機械工業出版社，1989.
[2]羅永順.普通機床數控化改造設計中關鍵問題的研究[J].機床與液壓，2005，（6）：193-195.
二、數控機床外觀造型設計
在數控機床外觀造型設計過程中，堅持下列基本原則：
（1）數控機床的色彩設計要滿足以下特點：第一，色彩的表達要與機床的相應功能相統一，在不同功能部位設計不同的色彩進行區分。第二，根據人機協調的原則，采用偏中性的色彩設計，降低工人的疲勞感。第三，色彩的設計要與相應的工作環境協調，不同的環境采用不同的色彩，比如在寒冷的環境用暖色調，高溫環境用冷色調。第四，美學原則，在外觀色彩設計時要搭配適當色彩帶給人美得心里感受。第五，符合企業的品牌形象，對同一品牌機床的色彩設計要大體上同一并具有一定的延續性，有利于建立長久的品牌形象認知。
（2）形態設計的原則，數控機床的設計要符合單純化原則，堅持簡潔、大方的形態設計。首先，在加工制造中均衡與穩定的形態更容易讓人產生安全感。其次，機床形態設計要在單純、穩定和均衡的基礎上，做到變化與統一相互結合，減少單調、刻板的感覺。
（3）人機工程設計原則。數控機床的人機工程設計就要符合安全性，又要滿足易用性。在外觀設計時必須重點考慮操作人員的安全，在任何工作環境下都能保證操作人員的安全，要讓數控機床在外觀上能夠直觀區分功能區域，觀察窗口、操作面板、拉門把手、按鍵大小等的位置設置要合理科學，符合一般人的操作習慣。
（4）綠色機床原則。在數控機床設計時，既要采用合理科學的結構，以降低加工過程中的能量消耗，又要盡量使用可再生材料，有效使機床輕量化。
三、數控機床外觀造型設計的發展趨勢
對數控機床行業來說，重視產品的外觀造型，不僅僅出于對美的追求，更多的是為了適應市場的變化和需求，維護企業形象，提高品牌價值，更好地提高企業產品的競爭力。
1.符合“以人為本”的設計理念
“以人為本”的設計理念是當今數控機床設計理念的發展趨勢，因為機器始終為人輔助，由人來操作，只有在設計中關注“人”的因素，才能符合人類的可持續發展這一需求。
1.總體方案
本文設計的檢測系統是利用數控機床及其控制系統,附加測頭、攝像頭、控制盒、計算機等裝置組成的檢測系統,其組成如圖1所示。利用這個系統進行測量,其工作原理是利用攝像頭捕捉數控機床屏幕上顯示有坐標值的圖像畫面,再對捕捉到的圖像進行處理,識別出坐標數值,間接得到被測點坐標,并在此基礎上求得尺寸、形位誤差值,以完成數據采集與數據處理,實現精密測量的功能。
本文選用圖1所示的檢測系統,是完全獨立于機床之外的附加檢測裝置,對機床本身的性能沒有影響。它是在不改變機床本體和原有功能的基礎上,利用機床的X、Y、Z坐標移動性能,將刀具換成測量頭測出工件上某點的位置。例如,要測量工件上A點到B點的距離,就相當于用對刀的方法確定A點坐標(xA,yA,zA)、B點坐標(xB,yB,zB),則A、B兩點的距離為d=√x2+y2+z2,其中x=xA-xB;y=yA-yB;z=zA-zB。顯然,這是一種通過測量點的坐標獲取測量結果的方法。
2.硬件配置
系統的硬件包括測量頭、控制盒及攝像頭。
2.1測頭
測頭的基本功能是觸發、瞄準和過零發訊。測頭分為機械式、光電式、電氣式三種。測頭性能的好壞,決定著測量方式的難易、測量精度的高低。本文選用我國生產的應用極為廣泛的硬線連接式導電式測頭,它屬于接觸式測頭,為通用型球頭測頭,能測定高度、槽寬、孔徑和輪廓形狀等。使用時,可以將測頭半徑和測出的數據輸入到計算機中進行數據處理,然后自動輸出被測值。測量方便、準確,易操作。
2.2控制盒
控制盒是本測量系統重要的硬件配置,是實現測量控制和數控機床與測量系統接口的關鍵裝置。其性能的好壞直接影響測量系統的功能和可靠性。從測量系統的功能完善和先進性、實用性考慮,控制盒的核心控制部分選用80C51單片機與8255A接口芯片,通過編程實現測量系統的控制與通訊?？刂坪泄ぷ鬟^程如圖2所示。當觸頭接觸工件時,產生觸發信號,觸發器D接收到低電平信號,向單片機發出中斷請求,通過程序實現延時功能,并通過8255A接口,使繼電器1接通,打開攝像頭,進行拍照。拍照完畢,繼電器1斷開,繼電器2接通,控制伺服系統動作進行下一次測量。
2.3攝像頭
將數控機床屏幕上帶有坐標值的圖像導入到計算機中,需要圖像采集裝置。本文選用的是Logitech快看視訊版TM網絡攝像頭,它具有高質量CMOS感應器,其靜態和動態分辨率均達到640×480像素(VGA)。幀速度為:最高30幀/秒,圖像清晰,可以滿足測量系統的要求。
3.軟件設計
軟件設計的兩個關鍵內容是字符識別及數據處理。
3.1字符識別
從數控機床屏幕圖像中獲取的坐標數值,首先須將攝像頭拍到的圖片文件轉化為計算機可以處理的文本信息,此過程需要通過字符識別技術完成。字符識別算法分為三種:模板匹配法、特征法和筆畫結構法。由于需識別的字符種類少,本文開發的軟件系統中用了模板匹配法及特征法,借助VB編程實現。算法的主要過程如圖3所示。
其中,預處理的目的是為特征提取及字符學習提供方便,主要運用平滑去噪、圖像的二值化處理,使圖像更清晰、準確。特征提取即提取字符特征模式作為區分字符的特征量。主要方法是利用細化骨架的方法提取字符骨架,然后利用穿線法獲得單個字符的特征。運用此系統檢測時,先對機床屏幕的顯示字體進行學習,建立標準模板。將每一個單獨的字符劃分成A×B個像素(Pixels),字符的一些特征像素與標準模板比較,如果相似程度達到95%,那么,就可以認為該標準模板上的字符為所要識別的字符,逐一將要識別的這些字符進行判斷分類和確認,最后得到識別結果。將其存入計算機,待數據處理時取用。
3.2數據處理
數據處理是針對離散采樣數據點的集合,用一定的數學模型進行計算以獲得測量結果的過程。由于應用本測量系統測得值均為一些要素表面離散點的坐標,要測出需要的幾何元素誤差值,需進行相應的數學推導。在評定尺寸誤差時,借助了空間解析幾何及向量知識對各種幾何要素的測量給出了準確的計算公式。對于形位誤差的測量,依據的原則為最小條件及最小二乘法。例如:對直線度誤差的評定,依據最小二乘原理,根據測得的若干點的坐標,建立最小二乘線的方程y=ax+b,其中最小二乘線的參數a,b由式(1)求得:
將此直線方程化為一般式:
ax-y+b=0(2)
然后,求得各個測量點到該最小二乘線的距離
取Δ=2dmax,此為任意方向上的直線度誤差。從而實現直線度檢測功能。檢測系統計算項目如圖4所示。
4.測量實例
圖5所示,待測公差項目是φ25孔軸線的直線度公差為φ0.005mm。利用此系統檢測時,先將孔沿軸向劃分為N個截面(本例取N=5),測得每一截面上,孔內表面上的三個點的坐標(見表1),根據三點定圓的原則,可以求得各截面圓對應的孔心位置,將此N個孔心的坐標xi,yi代入式(1),擬合最小二乘直線y=ax+b,將各圓心點的坐標代入式(3),即可求出各中心點到該直線的距離,那么,誤差Δ2dmax。
當進給運動超過由軟件設定的軟限位或由限位開關決定的硬限位時，就會發生超程報警，一般會在CRT上顯示報警內容，根據數控系統說明書，即可排除故障，解除超程。
1.2爬行
一般是由于進給傳動鏈的狀態不良、伺服系統增益過低及外加負載過大等因素所致。尤其要注意的是，伺服和滾珠絲杠連接用的聯軸器，由于連接松動或聯軸器本身的缺陷，如裂紋等，造成滾珠絲杠轉動或伺服的轉動不同步，從而使進給忽快忽慢，產生爬行現象。
1.3竄動
在進給時出現竄動現象，其可能原因有：1、接線端子接觸不良，如緊固的螺釘松動；2、位置控制信號受到干擾；3、測速信號不穩定，如測速裝置故障、測速反饋信號干擾等。如果竄動發生在正、反向運動的瞬間，則一般是由于進給傳動鏈的反向間隙或者伺服系統增益過大引起。
1.4過載
當進給運動的負載過大、參數設定錯誤、頻繁正、反向運動以及進給傳動鏈狀態不良時，均會引起過載的故障。此故障一般機床可以自行診斷出來，并在CRT顯示屏上顯示過載、過熱或過電流報警。同時，在進給伺服模塊上用指示燈或者數碼管顯示驅動單元過載、過電流等報警信息。
1.5伺服電動機不轉
當速度、位置控制信號未輸出、或者使能信號（即伺服允許信號，一般為DC+24V繼電器線圈電壓）未接通以及進給驅動單元故障都會造成此故障。此時應測量數控裝置的指令輸出端子的信號是否正常，通過CRT觀察I/O狀態，分析機床PLC梯形圖（或流程圖），以確定進給軸的啟動條件，觀察如、冷卻等是否滿足。如是進給驅動單元故障則用交換法，可判斷出相應單元是否有故障。
2伺服進給系統常見故障典型案例分析
（1）一臺配套FANUC7M系統的加工中心，進給加工過程中，發現Y軸有振動現象。
為了判定故障原因，將機床操作方式置于手動方式，用手搖脈沖發生器控制Y軸進給，發現Y軸仍有振動現象。在此方式下，通過較長時間的移動后，Y軸速度單元上OVC報警燈亮。證明Y軸伺服驅動器發生了過電流報警，根據以上現象，分析可能的原因如下：
①電動機負載過重；②機械傳動系統不良；③位置環增益過高；④伺服電動機不良，等等。
維修時通過互換法，確認故障原因出在直流伺服電動機上。卸下Y軸電動機，經檢查發現2個電刷中有1個的彈簧己經燒斷，造成了電樞電流不平衡，使電動機輸出轉矩不平衡。另外，發現電動機的軸承亦有損壞，故而引起-軸的振動與過電流。更換電動機軸承與電刷后，機床恢復正常。
（2）一臺配套FANUC6ME系統的加工中心。軸在運動時速度不穩.由運動到停止的過程中，在停止位置出現較大幅度的振蕩，有時不能完成定位，必須關機后，才能重新工作。
分析與處理過程：仔細觀察機床的振動情況，發現，X軸振蕩頻率較低，且無異常聲。從振蕩現象上看，故障現象與閉環系統參數設定有關，如：系統增益設定過高、積分時間常數設定過大等。
檢查系統的參數設定、伺服驅動器的增益、積分時間電位器調節等均在合適的范圍，且與故障前的調整完全一致，因此可以初步判斷，軸的振蕩與參數的設定與調節無關。為了進一步驗證，維修時在記錄了原調整值的前提下，將以上參數進行了重新調節與試驗，發現故障依然存在，證明了判斷的正確性。
在以上基礎上，將參數與調整值重新回到原設定后，對伺服電動機與測量系統進行了檢查。首先清理了測速發電機和伺服電動機的換向器表面，并用數字表檢查測速發電機繞組情況。檢查發現，該伺服電動機的測速發電機轉子與電動機軸之間的連接存在松動，粘接部分已經脫開；經重新連接后，開機試驗，故障現象消失，機床恢復正常工作。
（3）一臺數控銑床，采用FUNAC6M系列三軸一體型伺服驅動器，開機后，X軸工作正常，但是手動移動Z軸，發現在較小范圍內，Z軸可以運動，但繼續移動Z軸，系統出現伺服報警。
分析和處理過程：根據故障現象，檢查機床實際工作情況，發現開機后Z軸可以少量運動，不久溫度迅速上升，表面發燙。
分析引起以上故障的原因，可能是機床電氣控制系統故障或機械傳動系統不良。為確定故障部位，考慮到本機床采用半閉環結構，維修時首先松開伺服與絲杠的連接，并再次開機實驗，發現故障現象不變，故確認報警是由于電氣控制系統不良引起。
由于機床Z軸伺服帶有制動器，開機測量制動器的輸入電壓正常，在系統、驅動器關機的情況下，對制動器單獨加入電源進行試驗，手動轉動Z軸，發現制動器松開，手動轉動軸平穩、輕松，證明制動器工作良好。
為了進一步縮小故障部位，確認Z軸伺服的工作情況，維修時利用不同規格的X軸在機床側進行互換實驗，發現換上的同樣出現發熱現象，且工作時故障現象不變，從而排除了伺服本身原因。
為了確認驅動器的工作情況，維修時在驅動器側，對Z軸的驅動器進行互換實驗，即將X軸驅動器與Z軸伺服鏈接，Z軸驅動器與X軸連接。經實驗發現故障轉移到X軸，Z軸工作恢復正常
根據以上實驗，樂意確認以下幾點：
①機床機械傳動系統正常，制動器工作良好；
②數控系統工作正常，因為當Z軸驅動器帶動X軸時，機床無報警；
③Z軸伺服工作正常，因為將它在機床側與X軸互換后，工作正常；
④Z軸驅動器工作正常，因為通過X軸驅動器在電柜側互換，控制Z軸后，同樣發生故障。
綜合以上判斷，可以確認故障是由于Z軸伺服的電纜連接引起的。
仔細檢查伺服的電纜連接，發現該機床在出廠時電樞線連接錯誤，即驅動器的L/M/N端子未與插頭的A/B/C連接端一一對應，相序存在錯誤，重新連接后，故障消失，Z軸可以正常工作。
（4）一臺配套FUNAC6ME系統的加工中心，X軸在靜止時機床工作正常，無報警；但在X軸運動過程中，出現振動，伴有噪聲。
分析與處理過程：由于機床在X軸靜止時機床工作正常，無報警，初步判定數控系統與驅動器無故障?？紤]到X軸運動時定位正確，因此，進一步判定系統X位置環工作正常。檢查X軸的振動情況，經觀察發現，振動的頻率與運動速度有關，運動速度快振動頻率較高，運動速度慢則振動頻率低，初步認為故障與速度反饋環節有關。分析引起以上故障可能的原因有：
①測速發電機不良；②測速發電機連接不良；③直流伺服電動機不良。
